Пређи на садржај

Близински упаљач

С Википедије, слободне енциклопедије
Близински упаљач МК53 извађен из чауре, око 1950-их

Близински упаљач (такође неконтактни ВТ упаљач енгл. proximity fuze [1] [2] [3]) је упаљач који аутоматски активира експлозивну направу када се приближи на одређену удаљеност од мете, без механичког контакта са њим, иако многи радио упаљачи имају и опцију детонације и при контакту са метом. Близински упаљачи су дизајнирани за тешко ухватљиве војне циљеве као што су авиони и ракете, као и бродови на мору и копнене снаге. Овај софистицирани механизам за активирање може повећати смртоносност за 5 до 10 пута у поређењу са уобичајеним контакт или временским упаљачем. [4] [5]

Широко је коришћен у противавионској артиљерији. У модерним војскама користи се у противавионским ракетама и за ваздушну детонацију фрагментационих и касетних бојевих средстава.

Не треба га мешати са механизмом даљинске детонације копнених мина помоћу радио везе.

Позадина

[уреди | уреди извор]

Пре изума близинског упаљача, детонација је била изазвана директним контактом, тајмером подешеним приликом лансирања или висиномером. Све ове раније методе имају своје недостатке. Вероватноћа директног поготка у мали покретни циљ је мала; граната која само промаши циљ неће експлодирати. Упаљач са тајмером или упаљачем који се активира неколико метара изнад тла захтева добро предвиђање од стране нишанџије и прецизно подешавање времена на упаљачу. Ако било која од тих ставки није тачна, чак и гранате исправно усмерене ка циљу могу експлодирати бескорисно пре него што стигну до мете или након што је прођу. На почетку немачке кампање бомбардовања Уједињеног Краљевства 1940. и 1941. током Другог светског рата, процењено је да је било потребно 20.000 испаљених пројектила да би се оборио један авион; [6] друге процене постављају ту цифру чак на 100.000, [7] док неки извори говоре о бројци од 2.500. [8] Са близинским упаљачем, граната или пројектил мора само да прође близу циља у неком тренутку током свог лета. Близински упаљач чини проблем једноставнијим у односу на претходне методе.

Близински упаљачи су такође корисни за производњу ваздушних експлозија изнад копнених циљева. Контактни упаљач би експлодирао када би погодио тло; то не би било ефикасно у распршивању шрапнела. Тајмер на упаљачу може бити подешен да експлодира неколико метара изнад тла, али је тајминг кључан и обично захтева посматраче који би пружили информације за подешавање времена. Посматрачи често нису практични у многим ситуацијама, терен може бити нераван, а овај поступак је у сваком случају спор. Близински упаљачи који су уграђени у оружје попут артиљеријских и минобацачких граната решавају овај проблем јер омогућавају различите висине експлозије (нпр. 2, 4 или 10 м) изнад тла, које бирају посаде артиљерије. Граната експлодира на одговарајућој висини изнад земље.

Други светски рат

[уреди | уреди извор]

Идеја близинског упаљача дуго се сматрала војно корисном. Разматране су различите идеје, укључујући оптичке системе који би осветљавали светло, понекад инфрацрвено, и активирали би се када би рефлексија достигла одређени праг, разне методе активирања са земље помоћу радио сигнала, и капацитивне или индуктивне методе сличне детектору метала. Сви ови системи су патили од велике величине електронике пре Другог светског рата и њене крхкости, као и од сложености потребних склопова.

Британски војни истраживачи у Телекомуникационом истраживачком институту (ТРЕ) — Самуел Куран, Вилијам Бутемент, Едвард Шајер и Амхерст Томсон — осмислили су идеју близинског упаљача у раним фазама Другог светског рата. [9] Њихов систем је укључивао мали, краткодометни Доплеров радар. Британци су тада спровели тестове са "невођеним пројектилима" (савремени британски термин за невођене ракете). Међутим, британски научници су сумњали да ли би упаљач могао да се развије за противавионске гранате, које су морале да издрже много веће убрзање него ракете. Британци су поделили широк спектар могућих идеја за дизајн упаљача, укључујући фотоелектрични упаљач и радио упаљач, са Сједињеним Државама током Тизардове мисије крајем 1940. године. Да би упаљач радио у гранатама, морао је да буде минијатуризован, да преживи високо убрзање приликом испаљивања из топа и да буде поуздан. [10]

Национални одбор за истраживање одбране (НДРЦ) поверио је задатак физичару Мерлу Тувеу из Одељења за земаљски магнетизам. Такође су на крају укључени и истраживачи из Националног бироа за стандарде (ова истраживачка јединица НБС касније је постала део Истраживачке лабораторије војске). Рад је подељен 1942. године, тако да је Тувеова група радила на близинским упаљачима за гранате, док су истраживачи из Националног бироа за стандарде фокусирали на технички лакши задатак — бомбе и ракете. Рад на радио упаљачу за гранате је завршен од стране Тувеове групе, познате као Секција Т, у Лабораторији за примењену физику Универзитета Џонс Хопкинс (АПЛ). [11] [12] Више од 100 америчких компанија било је мобилисано да произведе око 20 милиона упаљача за гранате. [13]

Близински упаљач био је једно од најважнијих технолошких достигнућа Другог светског рата. Толико је био значајан да је био чуван у тајности на нивоу сличном као и пројекат атомске бомбе или инвазија на Дан D. [14][15][16] Адмирал Луис Штраус је написао:

„Једно од најоригиналнијих и најефикаснијих војних достигнућа у Другом светском рату био је близински, или 'ВТ', упаљач. Коришћен је и у војсци и у морнарици, а био је употребљен и у одбрани Лондона. Иако ниједан изум није добио рат, близински упаљач се мора убројити у веома малу групу достигнућа, као што је радар, на којима је победа у великој мери зависила.“ [17]

Касније је откривено да упаљач може да детонира артиљеријске гранате у ваздушним експлозијама, што је значајно повећало њихов противпешадијски ефекат. [18]

У Немачкој је развијено или истраживано више од 30 (можда чак и 50) [19] различитих дизајна близинских упаљача за противавионску употребу, али ниједан није био употребљен у борби. [10] Међу њима су били акустични упаљачи који су се активирали звуком мотора, један развијен од стране фирме Рајнметал-Борсиг заснован на електростатичким пољима и радио упаљачи. Средином новембра 1939. године, британска обавештајна служба добила је немачку неонску цев и дизајн прототипа близинског упаљача заснованог на капацитивним ефектима као део извештаја из Осла.

У периоду после Другог светског рата развијени су бројни нови системи близинских упаљача, користећи радио, оптичке и друге методе детекције. Заједничка форма коришћена у модерним оружјима ваздух-ваздух користи ласер као оптички извор и мерење времена лета за одређивање даљине. [20]

Дизајн у Великој Британији

[уреди | уреди извор]

Прва референца на концепт радара у Великој Британији појавила се 1931. године када су V. А. С. Бутемент и П. Е. Полард конструисали мали модел радара са импулсним зрачењем. Предложили су да би овај систем могао бити користан за обалске артиљеријске јединице како би прецизно мерили удаљеност до бродова чак и ноћу. Ратно министарство није било заинтересовано за овај концепт и рекли су им да се баве другим питањима. [21][22]

Године 1936, Министарство авијације преузело је Боудзи Манора (Баwдсеy Манор) у Сафоку како би даље развијало своје прототипе радарских система, који су наредне године постали познати као "Цхаин Хоме". Војска је изненада постала веома заинтересована за тему радара и послала је Бутемента и Поларда у Боудзи како би формирали оно што је постало познато као "Армијска ћелија". Њихов први пројекат био је обнова њиховог првобитног рада на обалској одбрани, али су убрзо добили задатак да започну други пројекат за развој радара за одређивање домета који би помогао противавионским топовима. [23]

Када су ови пројекти прешли из фазе развоја у прототипове крајем 1930-их, Бутемент је своју пажњу усмерио на друге концепте, а међу њима је била и идеја близинског упаљача:

...Ту је ушао V. А. С. Бутемент, дизајнер радарских сетова CD/ЦХЛ и ГЛ, са предлогом од 30. октобра 1939. за две врсте радио упаљача: (1) радарски сет би пратио пројектил, а оператер би послао сигнал радио пријемнику у упаљачу када би домет, тешка величина за одређивање од стране топџија, био исти као домет циља и (2) упаљач би емитовао високофреквентне радио таласе који би ступили у интеракцију са циљем и произвели, као последицу велике релативне брзине мете и пројектила, Доплеров фреквентни сигнал који би детектовао осцилатор. [24]

У мају 1940. формални предлог од Бутемента, Едварда Шајера и Амхерста Томсона послат је Британском одбрамбеном ваздухопловном заводу на основу другог од два концепта. [9] Конструисан је прототип електронског кола, и концепт је тестиран у лабораторији померањем лима на различитим растојањима. Рани теренски тестови повезали су коло са тиратонским окидачем који је управљао камером постављеном на торњу, која је фотографисала авионе у пролазу како би се одредила удаљеност функције упаљача.

Прототипови упаљача су затим конструисани у јуну 1940. године и уграђени у "неротиране пројектиле", британско кодно име за ракете на чврсто гориво, и испаљивани на циљеве подржане балонима. [9] Ракете имају релативно мало убрзање и не стварају центрифугалне силе, тако да су напрезања на деликатном електронском упаљачу релативно блага. Било је јасно да ова ограничена примена није идеална; близински упаљач би био користан за све врсте артиљерије, а посебно за противавионску артиљерију, али оне су имале веома велика убрзања.

Већ у септембру 1939. Џон Кокрофт (Јохн Цоцкцрофт) је започео развој у компанији Пyе Лтд. за развој термионских вентила (електронских цеви) способних да издрже ова много већа напрезања. [25] Истраживање компаније Пyе пренето је Сједињеним Државама као део технолошког пакета испорученог током Тизардове мисије када су Сједињене Државе ушле у рат. Истраживачка група компаније Пyе наводно није успела да натера своје ојачане пентоде да поуздано функционишу под високим притисцима све до 6. августа 1941, што је било након успешних тестова америчке групе. [26] [27]

У потрази за краткорочним решењем проблема са вентилима, Британци су 1940. године наручили 20.000 минијатурних електронских цеви намењених за употребу у слушним апаратима од компанија Wестерн Елецтриц и Радио Цорпоратион оф Америца. Амерички тим под вођством адмирала Харолда Г. Боуна Старијег (Харолд Г. Боwен, Ср.) исправно је претпоставио да су те цеви намењене за експерименте са близинским упаљачима за бомбе и ракете. [10]

У септембру 1940. године, Тизардова мисија отпутовала је у САД како би упознала америчке истраживаче са низом британских достигнућа, а тема близинских упаљача је била поменута. Детаљи британских експеримената пренети су у Америчку морнаричку истраживачку лабораторију и Национални одбор за истраживање одбране (НДРЦ). [9] Информације су такође подељене са Канадом 1940. године, а Национални истраживачки савет Канаде поверио је рад на упаљачу тиму на Универзитету у Торонту. [28]

Развој у САД-у

[уреди | уреди извор]
Дијаграм делова М734 Америчког мултифункционалног близинског упаљача, који се користи у модерној артиљерији, нарочито у гранатама калибра 155 мм. Овај тип упаљача може користити различите методе за детонацију, укључујући близинско и тачкасто активирање, а дизајниран је да повећа прецизност и ефикасност експлозивног пуњења.
Ево описа кључних делова на дијаграму:
(1). Аир Инлет то Вентури (Улаз ваздуха у Вентури цев): Ово је део кроз који ваздух улази у систем и пролази кроз Вентури цев, што омогућава убрзање ваздуха и генерисање потребне енергије.
(2). Елецтрониц Ассемблy (Електронски склоп): Садржи осцилаторе, појачала и друге електронске компоненте које управљају функцијама сензора и детонатора.
(3). Турбине Алтернатор Ассемблy (Склоп турбине и алтернатора): Покреће се струјом ваздуха која пролази кроз систем, генеришући електричну енергију за електронику упаљача.
(4). Сафетy & Арминг Ассемблy (Склоп за осигурање и активацију): Овај део обезбеђује сигурно руковање и осигурава да се упаљач активира само када пројектил достигне одговарајућу брзину или удаљеност.
(5). Мицродет Елецтриц Детонатор (Микродетонски електрични детонатор): Део који активира експлозивно пуњење након што сензори детектују приближавање циљу.
(6). Еxплосиве Боостер (Појачивач експлозива): Убрзава детонацију главног експлозивног пуњења.
М734 је производ америчке војне индустрије, а развијен је како би задовољио потребе америчке војске за прецизнијим и поузданијим артиљеријским оружјем. Упаљачи као што је М734 користе се првенствено за побољшање ефикасности против ваздушних, али и копнених циљева, посебно у ситуацијама где је потребна детонација на одређеној висини изнад земље или у близини циља.

Пре и након пријема дизајна електронских кола од Британаца, разни експерименти су спроведени од стране Ричарда Б. Робертса, Хенрија Х. Портера и Роберта Б. Бродеа под руководством председника Одељења Т НДРЦ, Мерла Тувеа. [9] Тувеова група била је позната као Секција Т, која је била смештена у АПЛ током целог рата. [29] Како је Туве касније рекао у једном интервјуу: „Чули смо неке гласине о струјним колима која су користили у ракетама у Енглеској, затим су нам дали та кола, али ја сам већ применио ту ствар на ракете, бомбе и гранате.“ [27][30] Према Тувеу, кола у упаљачу су била једноставна. Према његовим речима: „Једна изузетна карактеристика у овој ситуацији је чињеница да успех ове врсте упаљача не зависи од основне техничке идеје – све те идеје су једноставне и свима познате.“ [27] Кључни рад на прилагођавању упаљача за противавионске гранате урађен је у Сједињеним Државама, а не у Енглеској. [31] Туве је рекао да, иако је био задовољан исходом судског спора између Бутемента и Вариана у вези са патентом, који је потврдио да је упаљач британски изум и тиме уштедео Америчкој морнарици милионе долара од плаћања ауторских права, дизајн упаљача испоручен током Тизардове мисије „није био онај који смо ми направили да функционише!“. [32]

Кључни напредак увео је Лојд Беркнер, који је развио систем са одвојеним колима за предајник и пријемник. У децембру 1940. године, Туве је позвао Харија Дајмонда и Вилбура С. Хинмана Млађег из Националног бироа за стандарде (НБС) Сједињених Држава да истраже Беркнеров унапређени упаљач и развију близински упаљач за ракете и бомбе за употребу против авиона немачког Луфтвафеа. [9][33][34]

За само два дана, Дајмонд је успео да осмисли нови дизајн упаљача и демонстрирао је његову изводљивост кроз опсежна тестирања у морнаричком испитном центру у Далгрену, Вирџинија. [35][36] Дана 6. маја 1941. године, НБС тим је направио шест упаљача који су постављени у бомбе које су бачене из авиона и успешно тестиране изнад воде. [9]

На основу свог претходног рада на радију и радиосондама у НБС-у, Дајмонд и Хинман су развили близински упаљач који је користио Доплеров ефекат одбијених радио таласа. [34][37][38] Коришћење Доплеровог ефекта, које је развила ова група, касније је инкорпорисано у све радио близинске упаљаче за бомбе, ракете и минобацачке гранате. [33] Касније је Одељење за развој наоружања Националног бироа за стандарде (које је постало Лабораторија Харија Дајмонда — а касније спојена у Истраживачку лабораторију војске — у част свог бившег шефа) развило прве аутоматизоване производне технике за производњу радио близинских упаљача по ниској цени. [38]

Током рада за једног одбрамбеног извођача средином 1940-их, совјетски шпијун Џулијус Розенберг украо је функционални модел америчког близинског упаљача и предао га совјетској обавештајној служби. [39] Међутим, то није био упаљач за противавионске гранате, што би било од највеће вредности. [40]

У САД-у, НДРЦ је био фокусиран на радио упаљаче за употребу са противавионском артиљеријом, где су убрзања достизала до 20.000 г, у поређењу са око 100 г за ракете и много мање за бомбе које се бацају. [41] Поред екстремних убрзања, артиљеријске гранате су се окретале због урезаних цеви топова до близу 30.000 обртаја у минути, стварајући огромне центрифугалне силе. У сарадњи са компанијама Wестерн Елецтриц и Раyтхеон, минијатурне цеви из слушних апарата су модификоване како би издржале ова екстремна напрезања. Упаљач Т-3 имао је 52% успеха против циљева на води када је тестиран у јануару 1942. године. Америчка морнарица је прихватила ту стопу неуспеха. Тест са симулираним борбеним условима започет је 12. августа 1942. године. Батерије топова на крстарици УСС Цлевеланд (CL-55) тестирале су муницију са близинским упаљачем против радио-контролисаних дронова изнад залива Чесапик. Тестови су требали трајати два дана, али су заустављени када су дронови уништени већ првог дана. Три дрона су уништена са само четири испаљене гранате. [9][42]

Посебно успешна примена била је граната калибра 90 мм са ВТ упаљачем, аутоматским радаром за праћење СЦР-584 и ватреним контролним рачунаром М9 Гун Дирецтор. Комбинација ова три изума била је успешна у обарању многих летећих бомби V-1 које су биле усмерене ка Лондону и Антверпену, а које су иначе биле тешки циљеви за противавионске топове због своје мале величине и велике брзине.

ВТ (Варијабилно време)

[уреди | уреди извор]

Савезнички упаљач је користио конструктивну и деструктивну интерференцију за детекцију мете. [43] Дизајн је имао четири или пет електронских цеви. [44] Једна цев је била осцилатор повезан са антеном; функционисала је као предајник и аутодински детектор (пријемник). Када је мета била далеко, мало енергије осцилатора која је емитована рефлектовало би се назад до упаљача. Када би се циљ налазио у близини, рефлектовало би се значајно више сигнала осцилатора. Амплитуда рефлектованог сигнала зависила је од близине циља. [нотес 1] Овај рефлектовани сигнал би утицао на струју на плочи осцилатора, омогућавајући детекцију.

Међутим, фазни однос између сигнала осцилатора и сигнала рефлектованог од мете зависио је од удаљености између упаљача и мете. Када би рефлектовани сигнал био у фази, амплитуда осцилатора би се повећала, а струја на плочи осцилатора би се такође повећала. Али када би рефлектовани сигнал био ван фазе, комбинована амплитуда радио сигнала би се смањила, што би довело до смањења струје на плочи. Тако је промена фазног односа између сигнала осцилатора и рефлектованог сигнала компликовала мерење амплитуде тог малог рефлектованог сигнала.

Овај проблем је решен искоришћавањем предности промене фреквенције рефлектованог сигнала. Удаљеност између упаљача и мете није била константна, већ се стално мењала због велике брзине упаљача и било каквог кретања мете. Када би се удаљеност између упаљача и мете брзо мењала, фазни однос би се такође брзо мењао. Сигнали би у једном тренутку били у фази, а ван фазе неколико стотина микросекунди касније. Резултат је био хетеродинска фреквенција откуцаја сигнала који је одговарао разлици у брзини. Други начин гледања на то био би да је фреквенција примљеног сигнала Доплеровски померена у односу на фреквенцију осцилатора због релативног кретања упаљача и мете. Као последица, на терминалу плоче осцилатора развијао се сигнал ниске фреквенције, који је одговарао разлици фреквенција између осцилатора и примљеног сигнала. Две од четири цеви у ВТ упаљачу су коришћене за детекцију, филтрирање и појачавање овог сигнала ниске фреквенције. Треба напоменути да је амплитуда овог сигнала ниске фреквенције „ударца“ одговарала амплитуди сигнала рефлектованог од мете. Ако је амплитуда појачаног сигнала ниске фреквенције била довољно велика, што је указивало на присуство оближњег објекта, тада би активирала четврту цев – тиратрон испуњен гасом. Када би тиратрон био активиран, проводио би велику струју која би активирала електрични детонатор.

Да би се упаљач користио у пројектилима, који доживљавају изузетно висока убрзања и центрифугалне силе, дизајн упаљача је такође морао да користи многе технике за очвршћавање против удара. Те технике су укључивале планарно постављене електроде и паковање компоненти у восак и уље како би се изједначиле силе напрезања. Да би се спречила прерана детонација, уграђена батерија која је активирала гранату имала је неколико милисекунди кашњења пре него што би њени електролити били активирани, дајући пројектилу време да напусти подручје топа. [45]

Ознака ВТ значи "варијабилно време". [46] Капетан С. Р. Шумакер, директор Одељења за истраживање и развој при Бироу за наоружање, смислио је овај термин како би био описан без откривања технологије. [47]

Развој у Немачкој

[уреди | уреди извор]

У Немачкој је развој радио упаљача био успорен због недостатка ресурса. Ипак, 1942. године, након почетка масовних бомбардовања Немачке од стране савезника, започети су радови на стварању противавионских ракета и неконтактних упаљача за њих. [48][49] Неколико компанија је представило своје пројекте, али до серијске производње стигао је само Доплеров упаљач под кодним називом „Какаду“ (нем. «Cockatoo») компаније Донауландисцхе ГмбХ (Беч), који се користио на неким модификацијама противавионске ракете Хенсцхел Хс 293. Крајем 1944. и почетком 1945. године произведено је око 3.000 упаљача.

Развој у СССР-у

[уреди | уреди извор]

Из мемоара совјетских обавештајаца и декласификованих материјала америчке контраобавештајне службе познато је да је СССР добијао информације о развоју радио упаљача у Великој Британији и САД-у. [48][50] Конкретно, у децембру 1944. године, Џулијус Розенберг је предао совјетском обавештајцу Александру Феклисову узорак готовог радио упаљача и техничку документацију за њега.

У СССР-у први експерименти са радио упаљачима извођени су крајем 1944. и почетком 1945. године на авионским бомбама. [51] У Владимиру, у лабораторијама Државног савезног института бр. 44 (ГСИ-44), под руководством Б.V. Карпова и А.А. Расушина (који је постао заменик директора НИИ-504 за науку и главни конструктор), 1944-1945. године развијен је прототип радарског упаљача за авионске бомбе, користећи минијатурне радио-лампе сопствене производње. [52] Крајем 1945. године, одлуком ГКО, основан је ГНИ-504 за развој и производњу радио упаљача. [53].

Комплет минијатурних високоотпорних радио-лампи за ове упаљаче развијен је у НИИ-617, уз учешће V. Н. Авдејева, а у сету су се нашли генераторни триод 1С1А, нискофреквентни пентод 06П1А и тиратрон 1Т1А. [54][55][56] Креирана је серија артиљеријских (АР-5, АР-21, АР-27, АР-30, АР-45 и др.) и авионских бомби (БРВ-1, БРВ-3) са радио упаљачима.

Противавионски артиљеријски полигон на бази ваздухопловних снага Киртланд у Новом Мексику коришћен је као један од објеката за тестирање близинских упаљача, где је обављено скоро 50.000 пробних испаљивања од 1942. до 1945. године. [57] Тестирања су се такође одвијала на пробном полигону у Абердину, у савезној држави Мериленд, где је бачено око 15.000 бомби. [37] Остале локације укључују Фт. Фишер у Северној Каролини и Блоссом Поинт у Мериленду.

Развој и рана производња за Морнарицу САД-а били су препуштени компанији Wурлитзер, у њиховој фабрици бурадних оргуља у Нортх Тонаwанда, у савезној држави Њујорк. [58]

Производња

[уреди | уреди извор]

Прва производња цеви за нове упаљаче у великим размерама [9] одвијала се у фабрици Генерал Елецтриц-а у Кливленду, Охајо, која је раније коришћена за производњу лампица за јелке. Склапање упаљача било је завршено у Генерал Елецтриц погонима у Скинектадију, Њујорк, и Бриџпорту, Конектикат. [59] Након што би инспекције готових производа биле завршене, узорци упаљача из сваке серије слати су Националном бироу за стандарде, где су били подвргнути серији ригорозних тестова у посебно изграђеној лабораторији за контролна тестирања. [37] Ови тестови су укључивали испитивања на ниским и високим температурама, тестове влажности и тестове изненадних удараца.

До 1944. године, велики део америчке електронске индустрије био је концентрисан на производњу упаљача. Уговори о набавци повећали су се са 60 милиона америчких долара у 1942. години, на 200 милиона долара у 1943., и на 300 милиона долара у 1944., а врхунац је достигнут са 450 милиона долара у 1945. Како се обим производње повећавао, ефикасност је постајала кључна, и цена по упаљачу је пала са 732 долара у 1942. години на 18 долара у 1945. години. То је омогућило куповину више од 22 милиона упаљача за отприлике једну милијарду долара (што би у 2021. години износило 14,6 милијарди долара [60]). Главни добављачи били су Црослеy, РЦА, Еастман Кодак, МцQуаy-Норрис и Сyлваниа. Постојало је и више од две хиљаде добављача и поддобављача, у распону од произвођача барута до механичких радионица. [61][62] Ова производња била је међу првим масовним применама штампаних кола. [63]

Употреба

[уреди | уреди извор]

Ваневар Буш, шеф америчке Канцеларије за научна истраживања и развој (ОСРД) током рата, приписао је близинском упаљачу три значајна ефекта. [64]

  • Био је кључан у одбрани од напада јапанских камиказа на Пацифику, где се процењује да је повећао ефикасност противавионске артиљерије седам пута у калибру од 5 инча. Буш је истакао ову иновацију. [65]
  • Био је важан део противваздушних батерија контролисаних радаром, које су коначно неутралисале немачке нападе V-1 бомбама на Енглеску. [65]
  • Коришћен је у Европи почевши од Битке код Ардена (Битка код Булге), где је био изузетно ефикасан у артиљеријским гранатама испаљеним на немачке пешадијске формације и значајно променио тактику копненог ратовања.

У почетку су упаљачи коришћени само у ситуацијама када Немци нису могли да их заробе. Коришћени су у копненој артиљерији у јужном Пацифику 1944. године. Такође 1944. године, упаљачи су додељени Британској војсци, Команди за противваздушну одбрану, која је била ангажована у одбрани Британије од летећих бомби V-1. Пошто је већина британских тешких противавионских топова била распоређена у дугом, танком обалном појасу (остављајући унутрашњост слободном за ловце пресретаче), гранате су падале у море, безбедно ван домашаја непријатељског хватања. Током немачке кампање V-1, удео летећих бомби које су уништене проласком кроз обални појас оружја порастао је са 17% на 74%, достигавши 82% током једног дана. Мањи проблем са којим су се суочили Британци био је тај што је упаљач био довољно осетљив да детонира гранату ако би прошла преблизу морске птице, што је довело до неколико „убистава“ морских птица. [66]

Пентагон је одбио да дозволи савезничкој пољској артиљерији употребу упаљача 1944. године, иако је морнарица Сједињених Држава испалила противавионске гранате са близинским упаљачима у Бици код Геле у јулу 1943. током инвазије на Сицилију. [67] Након што је генерал Двајт D. Ајзенхауер захтевао дозволу за употребу ових упаљача, 200.000 граната са ВТ упаљачима (кодним именом „ПОЗИТ“ [68]) коришћено је у Бици код Ардена (Булге) у децембру 1944. године. Ови упаљачи учинили су савезничку тешку артиљерију далеко разорнијом, јер су све гранате експлодирале непосредно пре удара у тло. [69] Немачке дивизије биле су ухваћене на отвореном простору јер су сматрале да су безбедне од бомбардовања због лошег времена, које се чинило да спречава прецизно посматрање. Амерички генерал Џорџ С. Патон је заслужан за коришћење близинских упаљача у одбрани Лијежа и изјавио је да њихова употреба захтева ревизију тактике копненог ратовања. [70]

Бомбе и ракете опремљене радио близинским упаљачима биле су у ограниченој употреби и код Ваздухопловства Сједињених Држава (УСААФ) и код Морнарице Сједињених Држава (УСН) пред крај Другог светског рата. Главни циљеви ових бомби и ракета, које су детониране близинским упаљачима, били су противавионски положаји и аеродроми. [71]

Типови сензора

[уреди | уреди извор]

Радиофреквентно детектовање (радар) је основни принцип сензора за артиљеријске гранате.

Уређај описан у патенту из Другог светског рата [72] функционише на следећи начин: Граната садржи микро-предајник који користи тело гранате као антену и емитује непрекидни талас од приближно 180–220 МХз. Како се граната приближава рефлектујућем објекту, ствара се интерференциони образац. Овај образац се мења како се смањује удаљеност: сваких пола таласне дужине у удаљености (пола таласне дужине на овој фреквенцији је око 0,7 метара), предајник је у резонанци или ван ње. Ово изазива малу цикличну промену у емитованој снази, а тиме и у струји осцилатора од око 200–800 Хз, што је Доплерова фреквенција. Овај сигнал пролази кроз пропусни филтер, појачава се и активира детонацију када премаши задату амплитуду.

Оптички сензори развијени су 1935. године, а патентирани у Великој Британији 1936. године, од стране шведског проналазача, вероватно Едварда W. Брандта, коришћењем петоскопа. Први пут је тестиран као део детонацијског уређаја за бомбе које су требало да буду бачене на бомбардерске авионе, као део концепта Британског ваздухопловства под називом „бомбе на бомбардере“. Касније је разматран (и касније патентиран од стране Брандта) за употребу са противавионским ракетама испаљеним са земље. Користио је тороидална сочива, која је концентрисала светлост са авиона, који се налазио под правим углом у односу на осу ракете, на фотоћелију. Када би струја из фотоћелије променила вредност за одређени износ у одређеном временском интервалу, детонација би била активирана.

Неке модерне ракете ваздух-ваздух (нпр. АСРААМ и АА-12 Аддер) користе ласере за активирање детонације. Оне пројектују уске снопове ласерске светлости под правим углом у односу на лет ракете. Док ракета лети ка својој мети, ласерска енергија се једноставно емитује у простор. Када ракета прође поред мете, део енергије удара у мету и рефлектује се назад ка ракети, где је детектори препознају и активирају бојеву главу.

Акустични

[уреди | уреди извор]

Близински упаљачи са акустичним сензорима активирају се помоћу акустичних емисија са мете (на пример, звук мотора авиона или пропелера брода). Активирање може бити спроведено електронским колом повезаним са микрофоном или хидрофонима, или механичким путем, користећи вибрациони прекидач повезан са дијафрагмом која филтрира тонове. [73] [74]

Током Другог светског рата, Немци су имали најмање пет акустичних упаљача за противавионску употребу у фази развоја, али ниједан није ушао у оперативну службу. Најнапреднији у развоју био је немачки акустични упаљач фирме Рхеинметалл-Борсиг, познат као Краницх (што значи "ждрал"), који је био механички уређај са дијафрагмом која филтрира тонове, осетљив на фреквенције између 140 и 500 Хз, повезан са вибрационим прекидачем који је служио за активирање електричног детонатора. Вођене ракете Сцхметтерлинг, Ензиан, Рхеинтоцхтер и X4 биле су све дизајниране за коришћење са акустичним близинским упаљачем Краницх. [73] [75]

Током Другог светског рата, Национални одбор за истраживање одбране (НДРЦ) истраживао је употребу акустичних близинских упаљача за противавионско наоружање, али је закључено да постоје обећавајуће технолошке алтернативе. Истраживање НДРЦ-а указало је на брзину звука као главну ограничавајућу ставку у дизајну и употреби акустичних упаљача, посебно у односу на ракете и авионе великих брзина. [74]

Хидроакустични сензори широко се користе као механизми за детонацију у морским минама и торпедима. Пропелер брода који ротира у води производи снажну хидроакустичну буку која се може препознати помоћу хидрофона и користити за навигацију и детонацију. Механизми за детонацију често користе комбинацију акустичних и магнетно-индуктивних сензора. [76] [77]

Магнетни

[уреди | уреди извор]
Немачка магнетна мина из Другог светског рата која је пала на земљу уместо на воду.

Магнетни сензори могу се користити само за детекцију великих маса гвожђа, попут бродова. Користе се у минама и торпедима. Ови упаљачи могу се неутралисати демагнетизацијом, употребом трупова бродова од неметала (посебно код бродова за разминирање) или помоћу индукционих петљи монтираних на авионе или вучне бове.

Притисак

[уреди | уреди извор]

Неке морске мине користе упаљаче са сензорима притиска који су способни да детектују притисак таласа брода који пролази изнад њих. Сензори притиска обично се користе у комбинацији са другим технологијама за детонацију упаљача, као што су акустична и магнетна индукција. [77]

Током Другог светског рата, развијени су упаљачи активирани притиском за низове бомби како би се створиле експлозије изнад тла. Прва бомба у низу била је опремљена ударним упаљачем, док су остале бомбе биле опремљене детонаторима осетљивим на притисак. Експлозија прве бомбе активирала је упаљач друге бомбе, која би експлодирала изнад тла, а затим би активирала трећу бомбу, и тако редом до последње бомбе у низу. Због брзине бомбардера, бомбе са упаљачима осетљивим на притисак експлодирале би на приближно истој висини изнад тла дуж хоризонталне путање. Овај дизајн коришћен је у британском упаљачу "Но.44 Пистол" и немачком упаљачу "Рхеинметалл-Борсиг БАЗ 55А". [73] [74]

Радиоелектронске противмере

[уреди | уреди извор]

Коришћење радио таласа омогућава непријатељу да унапред открије паљбу и омета ефикасан рад радио упаљача. [78] Постоје специјализоване станице за радиоелектронску борбу које су дизајниране за откривање сигнала емитованог од стране упаљача и аутоматско формирање одговарајућег зрачења које имитира сигнал рефлектован од циља са фреквенцијским померањем. У том случају, упаљач ће се активирати пре него што се приближи циљу, и штета ће бити минимална. Пример такве станице је совјетска СПР-2.

Као одговор на противделовање, дизајнери радио упаљача чине свој дизајн сложенијим. На пример, користе промену фреквенције предајника, генерисањем сигнала на неколико фреквенција, одлагањем у укључивању сензора, постављање додатних сензора за детекцију циља заснованих на другим физичким принципима (на пример, инфрацрвени, магнетни) и слично.

Галерија

[уреди | уреди извор]

Напомене

[уреди | уреди извор]
  1. ^ Тхе ретурн сигнал ис инверселy пропортионал то тхе фоуртх поwер оф тхе дистанце.

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ^ „Хопкинс Енгинеер Диес”. Тхе Wасхингтон Пост (на језику: енглески). ИССН 0190-8286. Приступљено 2020-06-09. 
  2. ^ Сулливан, Wалтер (1984-02-08). „Аллен V. Астин Ис Деад ат 79; Хеадед Буреау оф Стандардс”. Тхе Неw Yорк Тимес (на језику: енглески). ИССН 0362-4331. Приступљено 2020-06-09. 
  3. ^ Бирцх, Доуглас (11. 1. 1993). „'Тхе сецрет wеапон оф Wорлд Wар II' Хопкинс девелопед проxимитy фусе”. балтиморесун.цом (на језику: енглески). Приступљено 2020-06-09. 
  4. ^ Хинман, Wилбур С (1957). „Портраит оф Харрy Диамонд”. Процеедингс оф тхе ИРЕ. 45 (4): 443. дои:10.1109/ЈРПРОЦ.1957.278430. 
  5. ^ Мусеум оф Оур Индустриал Херитаге (2012-10-15). Тхе Проxимитy Фусе - Сецрет Wеапон оф Wорлд Wар 2. Приступљено 2024-06-24 — преко YоуТубе. 
  6. ^ Кирбy, M. W. (2003). Оператионал Ресеарцх ин Wар анд Пеаце: Тхе Бритисх Еxпериенце фром тхе 1930с то 1970 (на језику: енглески). Империал Цоллеге Пресс. стр. 94. ИСБН 978-1-86094-366-9. 
  7. ^ Енгаге Ветеранс | Тхе Деадлy Фузе (на језику: енглески), Приступљено 2020-06-09 
  8. ^ Баxтер 1968, стр. 221.
  9. ^ а б в г д ђ е ж з Бреннан, Јамес W. (септембар 1968). „Тхе Проxимитy Фузе Wхосе Браинцхилд?. Унитед Статес Навал Институте Процеедингс. 94 (9): 72—78. 
  10. ^ а б в Баxтер 1968, стр. 222.
  11. ^ Броwн, Лоуис (јул 1993). „Тхе Проxимитy Фузе”. ИЕЕЕ Аероспаце анд Елецтрониц Сyстемс Магазине. 8 (7): 3—10. С2ЦИД 37799726. дои:10.1109/62.223933. 
  12. ^ „Дефининг Инноватионс”. www.јхуапл.еду. Приступљено 2022-01-26. 
  13. ^ Клеин, Маурy (2013). А Цалл то Армс: Мобилизинг Америца фор Wорлд Wар II. Неw Yорк: Блоомсбурy Пресс. стр. 651–652, 838 н. 8. ИСБН 978-1-59691-607-4. 
  14. ^ Тхомпсон, Харрy C.; Маyо, Лида (1960), Тхе Орднанце Департмент: Процуремент анд Супплy, Wасхингтон, D.C., стр. 123—124 
  15. ^ Wоодбурy, Давид (1948), Баттлефронтс оф Индустрy: Wестингхоусе ин Wорлд Wар II, Неw Yорк, стр. 244—248 
  16. ^ Паркер, Дана Т. (2013), Буилдинг Вицторy: Аирцрафт Мануфацтуринг ин тхе Лос Ангелес Ареа ин Wорлд Wар II, Цyпресс, Цалифорниа, стр. 127, ИСБН 978-0-9897906-0-4 
  17. ^ Балдwин 1980, стр. 4.
  18. ^ Балдwин 1980, стр. xxxи, 279.
  19. ^ Холмес 2020, стр. 272.
  20. ^ Цритицал Цхалленге: А Хисторy оф тхе Проxимитy Фузе пресентед бy Степхен Пхиллипс
  21. ^ Бутемент, W. А. С.; Поллард, П. Е. (јануар 1931). „Цоастал Дефенце Аппаратус”. Инвентионс Боок оф тхе Роyал Енгинеерс Боард. 
  22. ^ Сwордс, С. С. (1986). тецх. Хисторy оф тхе Бегиннингс оф Радар. Петер Перегринус. стр. 71—74. 
  23. ^ Бутемент, W. А. С.; et al. (1946). „Precision Radar”. J. Inst. Elect. Engrs. 73 (part IIIA): 114—126. 
  24. ^ Brown, Louis (1999), A Radar History of World War II, Inst. of Physics Publishing, section 4.4. 
  25. ^ Anti-Aircraft Radio Proximity Fuze (1939–1942) (conceptual and prototype design work)
  26. ^ Frankland, Mark (2002). Radio Man: The Remarkable Rise and Fall of C.O. Stanley. IET. ISBN 978-0-85296-203-9. 
  27. ^ а б в Holmes 2020, стр. 304.
  28. ^ Friedland, Martin L. (2002). The University of Toronto: A HistoryНеопходна слободна регистрација (1st изд.). Toronto: University of Toronto Press. стр. 354–355. ISBN 978-0802044297. 
  29. ^ Baxter, James Phinney (1946). Scientists Against Time. Little, Brown. ISBN 978-0598553881. 
  30. ^ „Merle Tuve”. www.aip.org (на језику: енглески). 2015-04-17. Приступљено 2020-06-10. 
  31. ^ Holmes 2020, стр. 304–305.
  32. ^ Holmes 2020, стр. 306.
  33. ^ а б Research and Development of Material Engineering Design Handbook Ammunition Series: Fuzes, Proximity, Electrical Part One (U) (PDF). U.S. Army Materiel Command. 1963. Архивирано из оригинала (PDF) 29. 3. 2018. г. Приступљено 26. 1. 2012. 
  34. ^ а б Cochrane, Rexmond (1976). Measures for progress: A history of the National Bureau of Standards (PDF). Arno Press. стр. 388—399. ISBN 978-0405076794. Архивирано из оригинала (PDF) 2. 8. 2017. г. Приступљено 18. 6. 2018. 
  35. ^ Hinman, Wilbur Jr. (1957). „Portrait of Harry Diamond”. Proceedings of the IRE. 45 (4): 443—444. doi:10.1109/JRPROC.1957.278430. 
  36. ^ „Artillery Proximity Fuses”. warfarehistorynetwork.com. Архивирано из оригинала 12. 6. 2018. г. Приступљено 2018-06-18. 
  37. ^ а б в „Radio Proximity Fuzes” (PDF). Приступљено 18. 6. 2018. 
  38. ^ а б Johnson, John; Buchanan, David; Brenner, William (јул 1984). „Historic Properties Report: Harry Diamond Laboratories, Maryland and Satellite Installations Woodbridge Research Facility, Virginia and Blossom Point Field Test Facility, Maryland”. Defense Technical Information Center (на језику: енглески). Архивирано из оригинала 9. 6. 2017. г. 
  39. ^ Haynes, John Earl; Klehr, Harvey, Venona, Decoding Soviet Espionage in America, стр. 303 
  40. ^ Holmes 2020, стр. 274.
  41. ^ Baxter 1968, стр. 224.
  42. ^ Howeth, Linwood S. (1963). History of Communications-Electronics in the United States Navy. United States Government Printing Office. стр. 498. LCCN 64-62870. 
  43. ^ Bureau of Ordnance 1946, стр. 32–37.
  44. ^ Bureau of Ordnance 1946, стр. 36 shows a fifth tube, a diode, used for a low trajectory wave suppression feature (WSF).
  45. ^ Smith, Peter C. Kamikaze: To Die for the Emperor. Pen and Sword, 2014, p.42
  46. ^ „Summary of the Work of Division 4” (PDF). Summary Technical Report of the National Defence Research Council (Извештај) (на језику: енглески). 1946. стр. 1. Архивирано из оригинала (PDF) 12. 11. 2020. г. Приступљено 26. 11. 2020. 
  47. ^ Rowland, Buford; Boyd, William B. (1953). U. S. Navy Bureau of Ordnance in World War II. Washington, D.C.: Bureau of Ordnance, Department of the Navy. стр. 279. 
  48. ^ а б Юрий Чернихов (2017). „Секретное оружие Америки” (на језику: руски) (10) (Наука и техника изд.): 38. 
  49. ^ Ian Hogg «German Secret Weapons of the Secret World War: The Missiles, Rockets, Weapons & New Technology of the Third Reich»
  50. ^ Клим Дегтярев, Александр Колпакиди. «Внешняя разведка СССР»
  51. ^ „Коренной перелом в судьбе завода”. Архивирано из оригинала 2017-11-07. г. Приступљено 2017-11-06. 
  52. ^ К 120-летию ПАО «НПП «Импульс»
  53. ^ Журнал «Радио», N1 2022, стр 27-32
  54. ^ „А. Х. Горохов. Проектирование, моделирование и надежность взрывателей и систем управления средствами поражения. Курс лекций. Самара, Самарский государственный технический университет. 2013.” (PDF). Архивирано (PDF) из оригинала 2018-01-27. г. Приступљено 2017-11-07. 
  55. ^ „1Т1А”. Архивирано из оригинала 2017-11-08. г. Приступљено 2017-11-07. 
  56. ^ „06П1А”. Архивирано из оригинала 2017-11-07. г. Приступљено 2017-11-07. 
  57. ^ U.S. Army Corps of Engineers (8. 8. 2008). „Request for information about the Isleta Pueblo Ordnance Impact Area” (PDF). Isleta Pueblo News. св. 3 бр. 9. стр. 12. Архивирано (PDF) из оригинала 26. 3. 2017. г. 
  58. ^ Navy presents high award to Wurlitzer men. Billboard magazine. 15. 6. 1946. 
  59. ^ Miller, John Anderson (1947), „Men and Volts at War”, Nature, New York: McGraw-Hill Book Company, 161 (4082): 113, Bibcode:1948Natur.161..113F, S2CID 35653693, doi:10.1038/161113a0Слободан приступ 
  60. ^ „Calculate the Value of $1.00 in 1945. How much is it worth today?”. www.dollartimes.com. Приступљено 2021-09-01. [мртва веза]
  61. ^ Sharpe 2003.
  62. ^ Baldwin 1980, стр. 217–220.
  63. ^ Eisler, Paul; Williams, Mari (1989). My Life with the Printed Circuit. Lehigh University Press. ISBN 978-0-934223-04-1. 
  64. ^ Bush 1970, стр. 106–112.
  65. ^ а б Bush 1970, стр. 109.
  66. ^ Dobinson, Colin (2001). AA Command: Britain's Anti-aircraft Defences of World War IIСлободан приступ ограничен дужином пробне верзије, иначе неопходна претплата. Methuen. стр. 437. ISBN 978-0-413-76540-6 — преко Internet Archive. 
  67. ^ Potter, E.B.; Nimitz, Chester W. (1960). Sea PowerНеопходна слободна регистрација. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall. стр. 589–591. ISBN 978-0137968701 — преко Internet Archive. 
  68. ^ Albert D. Helfrick (2004). Electronics in the Evolution of Flight. Texas A&M UP. стр. 78. ISBN 978-1585444137. 
  69. ^ Rick Atkinson (2013). The Guns at Last Light: The War in Western Europe, 1944-1945. Henry Holt and Company. стр. 460—462, 763—764. ISBN 978-1429943673. 
  70. ^ Bush 1970, стр. 112.
  71. ^ „Summary of the Work of Division 4” (PDF). Summary Technical Report of the National Defence Research Council (Извештај) (на језику: енглески). 1946. стр. 8. Архивирано из оригинала (PDF) 12. 11. 2020. г. Приступљено 26. 11. 2020. 
  72. ^ US 3152547, Kyle, John W, "Radio Proximity Fuze", issued 1950-12-04 
  73. ^ а б в Hogg, Ian (1999). German Secret Weapons of the Second World War (на језику: енглески). Frontline Books. стр. 120—122. ISBN 978-1-8483-2781-8. 
  74. ^ а б в „Chapter 2 Proximity and Time Fuzes” (PDF). Summary Technical Report of the National Defence Research Council (Извештај) (на језику: енглески). 1946. стр. 17—18. Архивирано из оригинала (PDF) 12. 11. 2020. г. Приступљено 26. 11. 2020. 
  75. ^ Zaloga, Steven (2019). German Guided Missiles of World War II (на језику: енглески). Bloomsbury Publishing. ISBN 978-1-4728-3179-8. 
  76. ^ Beloshitskiy, V.P; Baginskiy, Yu.M (1960). Oruzhiye Podvodnogo Udara (Underwater Weapons) (Извештај). Military Publishing House. Архивирано из оригинала 3. 12. 2020. г. 
  77. ^ а б Erickson, Andrew; Goldstein, Lyle; Murray, William (2009). Chinese Mine Warfare (на језику: енглески). Naval War College. стр. 12–17. ISBN 978-1-884733-63-5. 
  78. ^ „Proximity Fuze Jamming — W.W. Salisbury”. Архивирано из оригинала 2018-02-13. г. Приступљено 2017-11-08. 
  • Baldwin, Ralph B. (1980), The Deadly Fuze: The Secret Weapon of World War II, San Rafael, CA: Presidio Press, ISBN 978-0-89141-087-4 . Baldwin was a member of the (APL) team headed by Tuve that did most of the design work.

Dodatna literatura

[уреди | уреди извор]
  • Bennett, Geoffrey (1976), „The Development of the Proximity Fuze”, Journal of the Royal United Service Institution, 121 (1): 57—62, ISSN 0953-3559 
  • Gibbs, Jay (2004). „Question 37/00: Effectiveness of Shipboard Anti-Aircraft Fire”. Warship International. XLI (1): 29. ISSN 0043-0374. 
  • Hogg, Ian V. (2002), British & American Artillery of World War Two (revised изд.), Greenhill Books, ISBN 978-1-85367-478-5 
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part One (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, јул 1963, AMCP 706-211, Архивирано из оригинала (PDF) 29. 3. 2018. г., Приступљено 26. 1. 2012 
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Two, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-212 
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Three, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-213 
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Four, Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, AMCP 706-214 
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part Five (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, август 1963, AMCP 706-215, Архивирано из оригинала (PDF) 8. 4. 2013. г., Приступљено 26. 1. 2012 
  • US 3166015, Tuve, Merle A. & Roberts, Richard B., "Radio Proximity Fuze", published 1965-01-19, assigned to United States of America 
  • Юрий Чернихов (2017). „Секретное оружие Америки” (на језику: руски) (7) (Наука и техника изд.). Шаблон:Х.: 38—41. 

Spoljašnje veze

[уреди | уреди извор]