Nærhet Fuze - Proximity fuze

Nærhetsfuze MK53 fjernet fra skallet, rundt 1950 -tallet

En nærhetsfuse (eller sikring) er en drivstoff som detonerer en eksplosiv enhet automatisk når avstanden til målet blir mindre enn en forhåndsbestemt verdi. Nærhetsluker er designet for mål som fly, missiler, skip til sjøs og bakkestyrker. De gir en mer sofistikert utløsermekanisme enn vanlig kontaktflue eller tidsbestemt brenning. Det anslås at det øker dødeligheten med 5 til 10 ganger, sammenlignet med disse andre fuzes.

Bakgrunn

Før oppfinnelsen av nærhetsfluen ble detonasjon indusert av direkte kontakt, en tidtaker satt ved oppskytning eller en høydemåler. Alle disse tidligere metodene har ulemper. Sannsynligheten for et direkte treff på et lite mål i bevegelse er lavt; et skall som bare går glipp av målet vil ikke eksplodere. En tids- eller høydeutløst brensel krever god spådom fra skytespilleren og nøyaktig timing av brenningen. Hvis en av dem er feil, kan selv nøyaktig rettet skjell eksplodere ufarlig før den når målet eller etter at den er passert. Ved starten av The Blitz ble det anslått at det tok 20 000 runder for å skyte ned et enkelt fly. Andre estimater setter tallet så høyt som 100 000 eller så lavt som 2500 runder for hvert fly. Med nærhetsflue trenger skallet eller raketten bare å passere i nærheten av målet på et tidspunkt under flyet. Nærhetsfluen gjør problemet enklere enn de tidligere metodene.

Nærhetsluker er også nyttige for å produsere luftutbrudd mot bakkemål. En kontaktflue ville eksplodere når den traff bakken; det ville ikke være veldig effektivt for å spre splitter. En timerfuse kan settes til å eksplodere noen meter over bakken, men timingen er viktig og krever vanligvis at observatører gir informasjon for å justere timingen. Observatører er kanskje ikke praktiske i mange situasjoner, bakken kan være ujevn, og øvelsen er i alle fall treg. Nærhetsdyser montert på våpen som artilleri og mørtel beskytter dette problemet ved å ha en rekke angitte bursthøyder [f.eks. 2, 4 eller 10 m] over bakken som er valgt av pistolmannskaper. Skallet sprekker i passende høyde over bakken.

Andre verdenskrig

Ideen om en nærhetssikring hadde lenge blitt ansett som militær nyttig. Flere ideer hadde blitt vurdert, inkludert optiske systemer som lyste et lys, noen ganger infrarødt , og utløste når refleksjonen nådde en viss terskel, forskjellige bakkeutløste midler ved bruk av radiosignaler og kapasitive eller induktive metoder som ligner en metalldetektor . Alle disse led av den store størrelsen på elektronikk før andre verdenskrig og deres skjørhet, samt kompleksiteten til de nødvendige kretsene.

Britiske militære forskere ved Telecommunications Research Establishment (TRE) Samuel C. Curran , William AS Butement , Edward S. Shire og Amherst FH Thomson tenkte tanken på en nærhetsflue i de tidlige stadiene av andre verdenskrig . Systemet deres involverte en liten, kort rekkevidde, Doppler -radar . Britiske tester ble deretter utført med "ikke -roterte prosjektiler", i dette tilfellet raketter. Britiske forskere var imidlertid usikre på om det kunne utvikles en brensel for luftvernskall, som måtte tåle mye høyere akselerasjoner enn raketter. Britene delte et bredt spekter av mulige ideer for å designe en brenning, inkludert en fotoelektrisk brenner og en radioflue, med USA under Tizard -oppdraget i slutten av 1940. For å jobbe i skjell, måtte en brensel miniatyriseres, overleve den høye akselerasjonen av kanonskyting, og vær pålitelig.

Den nasjonale forsvarsforskningskomiteen tildelte oppgaven til fysikeren Merle A. Tuve ved Institutt for terrestrisk magnetisme. Etter hvert ble det også trukket inn forskere fra National Bureau of Standards (denne forskningsenheten til NBS ble senere en del av Army Research Laboratory ). Arbeidet ble delt i 1942, med Tuves gruppe som jobbet med nærhetsslukker for skjell, mens National Bureau of Standards -forskere fokuserte på den teknisk enklere oppgaven med bomber og raketter. Arbeidet med radioskallfluen ble fullført av Tuves gruppe, kjent som seksjon T, ved Johns Hopkins University Applied Physics Lab (APL). Over 100 amerikanske selskaper ble mobilisert for å bygge rundt 20 millioner skallfus.

Nærhetsbrannen var en av de viktigste teknologiske innovasjonene under andre verdenskrig. Det var så viktig at det var en hemmelighet bevoktet til et lignende nivå som atombombe- prosjektet eller D-Day invasjon. Adm. Lewis L. Strauss skrev at

En av de mest originale og effektive militære utviklingene i andre verdenskrig var nærhet, eller 'VT', brensel. Den fant bruk i både hæren og marinen, og ble ansatt i forsvaret av London. Selv om ingen oppfinnelser vant krigen, må nærhetsfluen være oppført blant de svært små utviklingsgruppene, for eksempel radar, som seieren i stor grad var avhengig av.

Brennstoffet ble senere funnet å være i stand til å detonere artilleriskjell i luftutbrudd , noe som økte antipersonellvirkningene sterkt.

I Tyskland, mer enn 30 (kanskje så mange som 50) forskjellig nærhetstenner design ble utviklet, eller undersøkt, for anti-fly bruk, men ingen sag service. Disse inkluderte akustiske fuser utløst av motorlyd, en basert på elektrostatiske felt utviklet av Rheinmetall Borsig , og radiofuzes. I midten av november 1939 mottok britisk etterretningstjeneste et tysk neonlamperør og et design av en prototype av næringsfluze basert på kapasitive effekter som en del av Oslo-rapporten .

I tiden etter andre verdenskrig ble det utviklet en rekke nye næringsfusesystemer, inkludert radio, optiske og andre midler. En vanlig form som brukes i moderne luft-til-luft-våpen bruker en laser som en optisk kilde og tid for flyvning.

Design i Storbritannia

Den første referansen til radarbegrepet i Storbritannia ble gjort av WAS Butement og PE Pollard, som konstruerte en liten brødbrettsmodell av en pulserende radar i 1931. De antydet at systemet ville være nyttig for kystartillerienhetene , som kunne måle nøyaktig rekkevidden til forsendelse selv om natten. The War Kontor viste seg uinteressert i konseptet og fortalte de to til å jobbe med andre saker.

I 1936 overtok luftdepartementet Bawdsey Manor for å videreutvikle deres prototype radarsystemer som skulle dukke opp neste år som Chain Home . Hæren var plutselig ekstremt interessert i emnet radar, og sendte Butement og Pollard til Bawdsey for å danne det som ble kjent som "Army Cell". Deres første prosjekt var en gjenoppliving av deres opprinnelige arbeid med kystforsvar, men de ble snart bedt om å starte et annet prosjekt for å utvikle en radar som bare kan brukes til å hjelpe luftvåpenkanoner .

Da disse prosjektene flyttet fra utvikling til prototypeform på slutten av 1930 -tallet, vendte Butement oppmerksomheten mot andre konsepter, og blant disse var ideen om en nærhetssikring:

... I dette steg WAS Butement, designer av radarsett CD/CHL og GL , med forslag 30. oktober 1939 om to typer radiofluze: (1) et radarsett ville spore prosjektilet, og operatøren ville sende en signal til en radiomottaker i brenningen når området, den vanskelige mengden for kanonene å bestemme, var den samme som for målet, og (2) en brenner ville avgi høyfrekvente radiobølger som ville samhandle med målet og produsere som en konsekvens av den høye relative hastigheten til mål og prosjektil, registrerte et dopplerfrekvenssignal i oscillatoren.

I mai 1940 ble et formelt forslag fra Butement, Edward S. Shire og Amherst FH Thompson sendt til British Air Defense Establishment basert på det andre av de to konseptene. En brødbrettskrets ble konstruert og konseptet ble testet i laboratoriet ved å flytte et tinnark på forskjellige avstander. Tidlig feltprøving koblet kretsen til en tyratronutløser som betjente et tårnmontert kamera som fotograferte passerende fly for å bestemme avstanden til brenningsfunksjonen.

Prototypeløsninger ble deretter konstruert i juni 1940, og installert i "ikke- roterte prosjektiler ", det britiske dekknavnet for fastdrevne raketter , og avfyrt mot mål støttet av ballonger. Raketter har relativt lav akselerasjon og ingen spinn som skaper sentrifugalkraft , så belastningen på den delikate elektroniske brenningen er relativt godartet. Det ble forstått at den begrensede applikasjonen ikke var ideell; en nærhetsflue ville være nyttig på alle typer artilleri og spesielt luftfartsartilleri, men de hadde veldig høye akselerasjoner.

Allerede i september 1939 begynte John Cockcroft et utviklingsarbeid hos Pye Ltd. for å utvikle rør som var i stand til å motstå disse mye større kreftene. Pyes forskning ble overført til USA som en del av teknologipakken levert av Tizard Mission da USA gikk inn i krigen. Pyes gruppe klarte tilsynelatende ikke å få sine robuste pentoder til å fungere pålitelig under høyt trykk før 6. august 1941, som var etter de vellykkede testene av den amerikanske gruppen.

På utkikk etter en kortsiktig løsning på ventilproblemet, i 1940 bestilte britene 20 000 miniatyrrør fra Western Electric Company og Radio Corporation of America som var beregnet på bruk i høreapparater . Et amerikansk team under admiral Harold G. Bowen, Sr. utledet riktig at rørene var ment for eksperimenter med nærhetsluker for bomber og raketter.

I september 1940 reiste Tizard Mission til USA for å introdusere sine forskere for en rekke britiske utviklinger, og temaet nærhetssikringer ble tatt opp. Detaljene i de britiske eksperimentene ble sendt til United States Naval Research Laboratory og National Defense Research Committee (NDRC). Informasjon ble også delt med Canada i 1940 og National Research Council of Canada delegerte arbeidet med brennstoffet til et team ved University of Toronto .

Forbedring i USA

Før og etter mottak av kretsdesign fra britene, ble forskjellige eksperimenter utført av Richard B. Roberts, Henry H. Porter og Robert B. Brode under ledelse av NDRC seksjon T -leder Merle Tuve . Tuves gruppe var kjent som seksjon T, ikke APL, gjennom hele krigen. Som Tuve senere sa det i et intervju: "Vi hørte noen rykter om kretser de brukte i rakettene over i England, så ga de oss kretsene, men jeg hadde allerede artikulert tingen inn i rakettene, bombene og skallet." Som Tuve forsto var kretsløpet til brenningen rudimentær. Med hans ord, "Den enestående egenskapen i denne situasjonen er det faktum at suksess for denne typen brenner ikke er avhengig av en grunnleggende teknisk idé - alle ideene er enkle og velkjente overalt." Det kritiske arbeidet med å tilpasse brennstoffet til luftvernskall ble gjort i USA, ikke i England. Tuve hevdet at til tross for at han var fornøyd med utfallet av Butement et al. vs. Varian patentdrakt (som sparte den amerikanske marinen millioner av dollar), var brennstoffdesignet som ble levert av Tizard Mission "ikke den vi fikk til å fungere!"

En viktig forbedring ble introdusert av Lloyd Berkner , som utviklet et system ved bruk av separate sender- og mottakerkretser. I desember 1940 inviterte Tuve Harry Diamond og Wilbur S. Hinman, Jr., fra United States National Bureau of Standards (NBS) for å undersøke Berkners forbedrede brensel og utvikle en nærhetsflue for raketter og bomber som kan brukes mot den tyske Luftwaffe .

På bare to dager var Diamond i stand til å komme opp med en ny fuse -design og klarte å demonstrere sin gjennomførbarhet gjennom omfattende tester på Naval Proving Ground i Dahlgren, Virginia. Mai 1941 bygde NBS-teamet seks uklarheter som ble plassert i luftkastede bomber og vellykket testet over vann.

Gitt deres tidligere arbeid med radio og radiosondes ved NBS, utviklet Diamond og Hinman den første all-state radio doppler-næringsfluen, som brukte Doppler-effekten av reflekterte radiobølger ved hjelp av et diode-detektorarrangement som de utviklet. Bruken av Doppler -effekten som ble utviklet av denne gruppen ble senere innlemmet i alle radioavstander for bomber, raketter og mørtel. Senere utviklet Ordnance Development Division ved National Bureau of Standards (som ble Harry Diamond Laboratories - og senere fusjonerte inn i Army Research Laboratory - til ære for sin tidligere sjef i de påfølgende årene) de første automatiserte produksjonsteknikkene for å produsere radionærhetsfusjoner til en lav kostnad.

Mens han jobbet for en forsvarsentreprenør på midten av 1940-tallet, stjal den sovjetiske spionen Julius Rosenberg en arbeidsmodell for en amerikansk næringsbrensel og leverte den til sovjetisk etterretning. Det var ikke en drivstoff for luftfartsskall, den mest verdifulle typen.

I USA fokuserte NDRC på radiofus for bruk med luftvernartilleri, der akselerasjonen var opptil 20 000  g i motsetning til omtrent 100  g for raketter og mye mindre for bomber som ble kastet. I tillegg til ekstrem akselerasjon ble artilleriskjell spunnet ved rifling av pistolfatene til nær 30 000 o / min, noe som skapte en enorm sentrifugalkraft. I samarbeid med Western Electric Company og Raytheon Company ble miniatyrhøreapparatrør modifisert for å tåle denne ekstreme belastningen. T-3-brennstoffet hadde en suksess på 52% mot et vannmål da det ble testet i januar 1942. Den amerikanske marinen godtok denne feilraten. En simulert kampbetingelsestest ble startet 12. august 1942. Pistolbatterier ombord på krysseren USS  Cleveland  (CL-55) testet ammunisjon med nærhet til radiostyrte droneflysmål over Chesapeake Bay . Testene skulle utføres over to dager, men testen stoppet da droner ble ødelagt tidlig den første dagen. De tre dronene ble ødelagt med bare fire prosjektiler.

En spesielt vellykket applikasjon var 90 mm-skallet med VT-fuze med SCR-584 automatisk sporingsradar og M-9 elektronisk brannkontrollcomputer . Kombinasjonen av disse tre oppfinnelsene var vellykket med å skyte ned mange V-1-flygende bomber rettet mot London og Antwerpen, ellers vanskelige mål for luftvernkanoner på grunn av deres lille størrelse og høye hastighet.

VT (variabel tid)

Den allierte brenningen brukte konstruktiv og destruktiv interferens for å oppdage målet. Designet hadde fire eller fem rør. Det ene røret var en oscillator koblet til en antenne; den fungerte både som sender og som autodyne detektor (mottaker). Når målet var langt unna, ville lite av oscillatorens overførte energi reflekteres til brenningen. Når et mål var i nærheten, ville det reflektere en betydelig del av oscillatorens signal. Amplituden til det reflekterte signalet tilsvarte målets nærhet. Dette reflekterte signalet vil påvirke oscillatorens platestrøm og derved muliggjøre deteksjon.

Imidlertid er faseforholdet mellom oscillatoren utsendte signal og det signal som reflekteres fra målet varierte avhengig av rundtur avstanden mellom tennrøret og målet. Når det reflekterte signalet var i fase, ville oscillatoramplituden øke og oscillatorens platestrøm også øke. Men når det reflekterte signalet var ute av fase, ville den kombinerte radiosignalamplituden reduseres, noe som ville redusere platestrømmen. Så det skiftende faseforholdet mellom oscillatorsignalet og det reflekterte signalet kompliserte målingen av amplituden til det lille reflekterte signalet.

Dette problemet ble løst ved å dra nytte av endringen i frekvens for det reflekterte signalet. Avstanden mellom brenningen og målet var ikke konstant, men endret seg konstant på grunn av brennstoffets høye hastighet og enhver bevegelse av målet. Når avstanden mellom brenningen og målet endret seg raskt, endret faseforholdet seg også raskt. Signalene var i fase ett øyeblikk og ut av fase noen hundre mikrosekunder senere. Resultatet var en heterodyne slagfrekvens som tilsvarte hastighetsforskjellen. Sett på en annen måte ble den mottatte signalfrekvensen Doppler-forskjøvet fra oscillatorfrekvensen av den relative bevegelsen til brenningen og målet. Følgelig utviklet et lavfrekvent signal, som tilsvarer frekvensforskjellen mellom oscillatoren og det mottatte signalet, på oscillatorens plateterminal. To av de fire rørene i VT -brenningen ble brukt til å oppdage, filtrere og forsterke dette lavfrekvente signalet. Legg merke til her at amplituden til dette lavfrekvente 'beat' -signalet tilsvarer amplituden til signalet som reflekteres fra målet. Hvis amplituden til det forsterkede slagfrekvenssignalet var stor nok, noe som indikerte et objekt i nærheten, utløste det det fjerde røret-et gassfylt tyratron . Etter å ha blitt utløst, ledet tyratronen en stor strøm som satte i gang den elektriske detonatoren.

For å kunne brukes med pistolprosjektiler, som opplever ekstremt høy akselerasjon og sentrifugalkrefter, trengte også brennstoffdesignen for å bruke mange sjokkherdende teknikker. Disse inkluderte plane elektroder og pakking av komponentene i voks og olje for å utjevne spenningene. For å forhindre for tidlig detonasjon hadde det innebygde batteriet som bevæpnet skallet en forsinkelse på flere millisekunder før elektrolyttene ble aktivert, noe som ga prosjektilet tid til å rydde området av pistolen.

Betegnelsen VT betyr variabel tid. Kaptein SR Shumaker, direktør for Bureau of Ordnances forsknings- og utviklingsavdeling, oppfattet begrepet som beskrivende uten å antyde teknologien.

Utvikling

Luftfartsartilleriområdet ved Kirtland flyvåpenbase i New Mexico ble brukt som et av testanleggene for næringsfluen, der det ble utført nesten 50 000 prøvefyringer fra 1942 til 1945. Testing skjedde også på Aberdeen Proving Ground i Maryland, hvor rundt 15 000 bomber ble avfyrt. Andre steder inkluderer Ft. Fisher i North Carolina og Blossom Point, Maryland.

US Navy utvikling og tidlig produksjon ble outsourcet til Wurlitzer -selskapet , på deres fatorgelfabrikk i Nord -Tonawanda, New York .

Produksjon

Den første storskala produksjonen av rør for de nye fusene var på et General Electric- anlegg i Cleveland, Ohio, som tidligere ble brukt til produksjon av juletre lamper. Fuze -montering ble fullført ved General Electric -fabrikker i Schenectady, New York og Bridgeport, Connecticut . Når inspeksjonene av det ferdige produktet var fullført, ble en prøve av uklarhetene som ble produsert fra hvert parti sendt til National Bureau of Standards, hvor de ble utsatt for en serie strenge tester på det spesialbygde kontrolltestlaboratoriet. Disse testene inkluderte tester med lav og høy temperatur, fuktighetstester og plutselige støttester.

I 1944 konsentrerte en stor andel av den amerikanske elektronikkindustrien seg om å lage uklarheter. Anskaffelseskontrakter økte fra $ 60 millioner i 1942, til $ 200 millioner i 1943, til $ 300 millioner i 1944 og ble toppet med $ 450 millioner i 1945. Etter hvert som volumet økte, spilte effektiviteten inn og kostnaden per brenneri falt fra $ 732 i 1942 til $ 18 i 1945. Dette tillot kjøp av over 22 millioner fuser for omtrent en milliard dollar (14,6 milliarder dollar i 2021 USD). Hovedleverandørene var Crosley , RCA , Eastman Kodak , McQuay-Norris og Sylvania . Det var også over to tusen leverandører og underleverandører, alt fra pulverprodusenter til maskinforretninger. Det var blant de første masseproduksjonsapplikasjonene for trykte kretser .

Utplassering

Vannevar Bush , leder for det amerikanske kontoret for vitenskapelig forskning og utvikling (OSRD) under krigen, tilskrev næringsfluen tre betydelige effekter.

  • Det var viktig i forsvaret mot japanske Kamikaze -angrep i Stillehavet. Bush anslår en syvdobling i effektiviteten til 5-tommers luftfartsartilleri med denne innovasjonen.
  • Det var en viktig del av de radarstyrte luftfartsbatteriene som til slutt nøytraliserte de tyske V-1- angrepene på England.
  • Den ble brukt i Europa fra og med slaget ved Bulge, hvor den var veldig effektiv i artilleri som ble avfyrt mot tyske infanteriformasjoner, og endret taktikken for landkrigføring.

Først ble uklarhetene bare brukt i situasjoner der de ikke kunne fanges opp av tyskerne. De ble brukt i landbasert artilleri i det sørlige Stillehavet i 1944. Også i 1944, tennrør ble allokert til British Army 's Anti-Aircraft Command , som var engasjert i å forsvare Storbritannia mot V1. Da de fleste av de britiske tunge luftvernkanonene ble satt inn i en lang, tynn kyststripe, falt dud-skjell i sjøen, trygt utenfor rekkevidde for fangst. I løpet av den tyske V-1-kampanjen økte andelen flyvende bomber som fløy gjennom kystpistolbeltet som ble ødelagt fra 17% til 74% og nådde 82% i løpet av en dag. Et mindre problem som britene møtte var at brennstoffet var følsomt nok til å detonere skallet hvis det passerte for nær en sjøfugl og et antall sjøfugl "drap" ble registrert.

Pentagon nektet å tillate det allierte feltartilleriet å bruke fusene i 1944, selv om den amerikanske marinen avfyrte næringsfluede luftskjerm under invasjonen av Sicilia i juli 1943 . Etter at general Dwight D. Eisenhower krevde at han skulle få bruke fusene, ble 200 000 skjell med VT -fuzes (koden kalt "POZIT") brukt i slaget ved Bulge i desember 1944. De gjorde det allierte tunge artilleriet langt mer ødeleggende, som alle skjellene eksploderte nå like før de traff bakken. Tyske divisjoner ble tatt ut åpen da de hadde følt seg trygge mot tidsbestemt brann fordi det ble antatt at det dårlige været ville forhindre nøyaktig observasjon. Den amerikanske generalen George S. Patton krediterte innføringen av nærhetsluker ved å redde Liège og uttalte at bruken av dem krevde en revisjon av taktikken for landkrigføring.

Bomber og raketter utstyrt med uklarheter i nærheten av radio var i begrenset tjeneste hos både USAAF og USN på slutten av andre verdenskrig. Hovedmålene for disse næringsrørdetonerte bomber og raketter var luftfartsplasser og flyplasser .

Sensortyper

Radio

Radiofrekvensmåling er hovedføleprinsippet for artilleriskjell.

Innretningen beskrevet i den annen verdenskrig patent fungerer på følgende måte: Skallet inneholder en mikro- transmitter som bruker mantellegemet som en antenne og sender ut en kontinuerlig bølge med omtrent 180 til 220 MHz. Når skallet nærmer seg et reflekterende objekt, opprettes et interferensmønster. Dette mønsteret endres med krympende avstand: hver halve bølgelengde i avstand (en halv bølgelengde ved denne frekvensen er omtrent 0,7 meter), senderen er inne eller ute av resonans. Dette forårsaker en liten syklus av den utstrålte effekten og følgelig oscillatorforsyningsstrømmen på omtrent 200–800 Hz, dopplerfrekvensen . Dette signalet sendes gjennom et båndpassfilter , forsterkes og utløser detonasjonen når det overskrider en gitt amplitude.

Optisk

Optisk sansing ble utviklet i 1935, og patentert i Storbritannia i 1936, av en svensk oppfinner, sannsynligvis Edward W. Brandt, ved hjelp av et petoskop . Den ble først testet som en del av en detonasjonsenhet for bomber som skulle slippes over bombefly, en del av Storbritannias luftdepartementets "bomber på bombefly" -konsept. Det ble ansett (og senere patentert av Brandt) for bruk med luftfartsraketter som ble avfyrt fra bakken. Den brukte da en toroidal linse, som konsentrerte alt lys fra et plan vinkelrett på rakettens hovedakse til en fotocelle. Når cellestrømmen endret en viss mengde i et bestemt tidsintervall, ble detonasjonen utløst.

Noen moderne luft-til-luft-missiler (f.eks. ASRAAM og AA-12 Adder ) bruker lasere til å utløse detonasjon. De projiserer smale stråler av laserlys vinkelrett på rakettens flyging. Når missilet krysser mot målet, stråler laserenergien rett og slett ut i verdensrommet. Når missilet passerer målet, treffer noen av energiene målet og reflekteres til missilet, der detektorer aner det og detonerer stridshodet.

Akustisk

Akustiske nærhetslukker aktiveres av de akustiske utslippene fra et mål (f.eks. Flyets motor eller skips propell). Aktivering kan enten skje via en elektronisk krets som er koblet til en mikrofon , eller en hydrofon , eller mekanisk ved hjelp av et resonanserende vibrasjonsrør som er koblet til membrantonefilter.

Under andre verdenskrig hadde tyskerne minst fem akustiske uklarheter for bruk mot luftfartøy under utvikling, selv om ingen så operasjonelle tjenester. Den mest utviklingsmessige av de tyske designene for akustisk brensel var Rheinmetall-Borsig Kranich (tysk for kran ), som var en mekanisk enhet som bruker et membrantonefilter som er følsomt for frekvenser mellom 140 og 500Hz koblet til en resonanserende vibrerende sivbryter som ble brukt til å fyre av en elektrisk tenner. Den Schmetterling , Enzian , Rheintochter og X4 ledede missiler ble alle konstruert for bruk sammen med den akustiske Kranich nærhetsbrannrøret.

Under 2. verdenskrig , den National Defense Forskningsutvalget (NDRC) undersøkte bruk av akustiske nærhets tennrør for luftvernvåpen, men konkluderte med at det var mer lovende teknologiske tilnærminger. NDRC-forskningen fremhevet lydhastigheten som en stor begrensning i design og bruk av akustiske uklarheter, spesielt i forhold til missiler og høyhastighetsfly.

Hydroakustisk påvirkning er mye brukt som en detonasjonsmekanisme for marineminer og torpedoer . En skips propell som roterer i vann gir en kraftig hydroakustisk støy som kan tas opp ved hjelp av en hydrofon og brukes til homing og detonasjon. Påvirkningsmekanismer bruker ofte en kombinasjon av akustiske og magnetiske induksjonsmottakere .

Magnetisk

Tysk magnetisk gruve fra andre verdenskrig som landet på bakken i stedet for vannet.
Hovedartikkel: Magnetisk nærhetsflue

Magnetisk sansing kan bare brukes for å oppdage enorme jernmasser som skip. Den brukes i gruver og torpedoer. Uklarheter av denne typen kan bekjempes ved degaussing , ved bruk av ikke-metallskrog til skip (spesielt gruvesveipere ) eller med magnetiske induksjonssløyfer montert på fly eller slepte bøyer .

Press

Noen marineminer bruker trykkluker som er i stand til å oppdage trykkbølgen til et skip som passerer overhead. Trykksensorer brukes vanligvis i kombinasjon med andre brenningsteknologier som akustisk og magnetisk induksjon .

Under andre verdenskrig ble det utviklet trykkaktiverte uklarheter for pinner (eller tog) av bomber for å lage luftbørster over bakken . Den første bomben i pinnen var utstyrt med en slagfuse mens de andre bombene var utstyrt med trykkfølsomme membranaktiverte detonatorer. Sprengningen fra den første bomben ble brukt til å utløse brenningen i den andre bomben som ville eksplodere over bakken og i denne svingen ville detonere den tredje bomben med prosessen gjentatt helt til den siste bomben i strengen. På grunn av bombeflyets hastighet fremover , ville bomber utstyrt med trykkdetonatorer alle eksplodere i omtrent samme høyde over bakken langs en horisontal bane. Denne designen ble brukt i både den britiske No44 “Pistol” og den tyske Rheinmetall-Borsig BAZ 55A fuzes.

Galleri

  • 120 mm HE mørtelskall utstyrt med nærhetsflue

  • 120 mm HE bombekastergranat forsynt med M734 nærhetstenner

  • 60 mm HE mørtelskall utstyrt med nærhetsflue

  • En 155 mm artilleri -brenner med velger for punkt/nærhet -detonasjon (for øyeblikket satt til nærhet).

Se også

Merknader

Referanser

Bibliografi

Videre lesning

  • Allard, Dean C. (1982), "The Development of the Radio Proximity Fuze" (PDF) , Johns Hopkins APL Technical Digest , 3 (4): 358–59
  • Bennett, Geoffrey (1976), "The Development of the Proximity Fuze", Journal of the Royal United Service Institution , 121 (1): 57–62, ISSN  0953-3559
  • Collier, Cameron D. (1999), "Tiny Miracle: the Proximity Fuze" , Naval History , US Naval Institute, 13 (4): 43–45, ISSN  1042-1920
  • Fuzes, Proximity, Electrical: Part One (PDF) , Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, juli 1963, AMCP 706-211
  • 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 , Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, august 1963, AMCP 706-215
  • US 3166015 , Tuve, Merle A. & Roberts, Richard B., "Radio Proximity Fuze", utgitt 1965-01-19, tildelt USA 
  • Allen, Kevin. "Artillery Proximity Sikringer" . Warfare History Network . Hentet 4. juni 2018 .

Eksterne linker