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第23章 军事与航空航天科技(2)

火力、机动力和防护力是现代坦克战斗力的三大要素。火力的强弱主要取决于坦克的观瞄系统、火炮威力和弹药的威力。现代坦克一般采用先进的计算机、红外、微光、夜视、热成像等设备对目标进行观察、瞄准和射击。

坦克炮可以发射穿甲、破甲、碎甲和榴弹等多种类型的炮弹,还可发射炮射导弹。不同类型的穿甲弹对目标的破坏程度有所不同,一般在2000米距离上能够穿透400毫米厚的装甲,在1000米距离上可穿透660毫米厚的装甲,在1000米以下破甲厚度可达700毫米。

除具有较大的破坏威力外,坦克炮的命中精度也很高,2000米原地对固定目标射击命中率可达80%,1500米行进间对活动目标射击能达到60%以上。如果再配合使用激光半主动制导炮弹,命中精度还会大大提高。不难看出,坦克炮的命中精度和导弹相差不大,而且穿甲、破甲和碎甲威力大大优于导弹,所以各国主战坦克仍以火炮为主要攻击武器。

七、彻度改变战斗格局——导弹的发明

导弹能精确摧毁目标,是大规模军事行动的前奏。特别是“响尾蛇”空对空等导弹的发明,彻底改变了空战。

1943年1月,德国人研制成功一种新式武器“飞弹”,以“胜利”命名,这就是V-1。这年6月,它袭击了英国空军总部大楼。多年之后,军事史家考虑到它装有自控设备,能作导向飞行,才将它称为“导弹”。

1939年,27岁的冯·布劳恩博士被任命为德国火箭研究所技术部主任,被派到佩内明德主持新式火箭武器的研究工作。布劳恩在火箭的燃料舱中装进酒精、煤油或液态氢作为燃料,又巧妙地装进助燃的液态氧。这就是火箭发动机的推进剂。推进剂燃烧产生出的高温气体,经喷管高速排出后,能以极强的反作用力推动火箭飞行。

1942年1月,装填有新式火箭推进剂的A-4火箭试飞成功,速度已接近2千米/秒,最大飞行距离为0.96千米,可以带上重达1吨的TNT炸药升空。为了保证命中精确度,火箭上安装了自动控制设备。这是“V-2”,一种弹道式导弹。1944年9月6日傍晚,它袭击了伦敦市中心。

鉴于坦克具有高机动性,常规炮弹不易打中,因此,德国武器专家考虑发明一种可以控制的小型灵活的炮弹,以追踪坦克咬住不放。1944年9月,x-7反坦克导弹终于问世。它像飞机那样装有翼翅和尾舵,内装炸药2.5千克,弹头上装有触发引信,射程能达1200米,能穿透20厘米厚的装甲。它飞行的动力是装在弹体内的喷气发动机。射手从瞄准镜里观测导弹与坦克的相互位置,保持瞄准镜、导弹与坦克三点一线,如果导弹偏离了瞄准线,射手就像扳动汽车操纵杆一样,精心地操纵控制盒上的手柄,导弹就会听从命令,飞向目标。

幸而,在德军生产出几百枚x-7导弹的时候,形势已急转直下,x-7未及参战,德国就宣布投降了。

第二次世界大战后,一些国家对反坦克导弹表示了极大的关注。20世纪50年代,苏联武器专家发明了第一代反坦克导弹,同x一7的结构操作方式一样。

60年代,第二代反坦克导弹问世。它采用红外线进行半自动控制。导弹发射后,射手只要把瞄准镜内的十字线对准目标,导弹就会飞向目标,命中率可达90%以上。不过,这类导弹还离不开导线的帮助,得依靠它传递控制信号。

80年代诞生的第三代反坦克导弹更为先进,自动化程度大为提高,有电视制导、波束制导和激光制导等制导方式。例如,美国的“地狱火”导弹,在发射前用一个激光照射器照射坦克,导弹头部的激光接收器在接到坦克反射回来的激光后,便能引导导弹命中目标。

1965年3月2日早晨,美国空军在世界上首次使用了空对地导弹袭击目标。在越南战场,120多架美国飞机从越南南方的岘港机场起飞,扑向北方的邦村弹药库。5架美军飞机准确无误地将炮瞄雷达炸了个一干二净,还没等越南人醒悟过来,飞机迅速地消失在云层中。紧接着,另外100多架美国轰炸机已出现在邦村上空。失去了炮瞄雷达指挥的高射炮就像没有眼睛的瞎子,只能胡乱对空开火。越军的弹药库顷刻被摧毁。第一拨5架飞机携带的是“百舌鸟”空对地导弹,能够寻找到地面雷达发射的波束,从而将火炮的“眼睛”狠狠“挖”去。不仅如此,它爆炸后,弹体内的磷还会冒出浓烟、喷射火光,给后来的轰炸机的继续攻击指示目标。

“响尾蛇”空对空等导弹的发明,彻底改变了空战。武器专家博格纳由响尾蛇是靠感觉小动物身上发出的热量来寻找目标的想到:如果在导弹头部装上一个红外探寻装置,不就可以主动追导飞机了吗?不久,“响尾蛇”空对空导弹诞生了。至今,“响尾蛇”已有十多种型号。

八、移动的机场——航空母舰

航空母舰是一种载有各种作战飞机并提供海上起降活动基地的大型军舰,它攻防兼备,作战能力强,能执行多种战役战术任务,极具威慑力,因而倍受世界各国海军的器重。现代航空母舰及舰载机已成为高科技密集的军事系统工程。不少专家认为,航空母舰已成为一个国家军事、工业、科技水平与综合国力的象征。

1909年,法国著名发明家克雷曼·阿德在《军事飞行》一书中,第一次描述了飞机与军舰结合的梦想。阿德提出了航空母舰的基本概念和建造航空母舰的初步设想,第一次提出了“航空母舰”这一概念。1916年,英国的战舰设计师提出了研制可在军舰上起降飞机的航空母舰的设想,并建议把陆基飞机直接用到航空母舰上去。此后,英国的舰船设计师们对战舰的结构进行了重大修改,研制成功世界上第一艘全通甲板的航空母舰——“百眼巨人号”。“百眼巨人号”具备了现代航空母舰所具有的最基本的特征和形状。它的诞生,标志着世界海上力量发生了从制海权到制海权与制空权相结合的一次革命性变化。

航空母舰上一般搭载有战斗机、攻击机、反潜机、预警机、侦察机、电子干扰机、加油机及直升机等多种飞行器。为了对付各种威胁,有的航空母舰上还分别装备各种导弹及水中兵器等。与陆地机场相比,现代航空母舰上的飞行甲板仍显得十分窄短,为了解决飞机的起降问题而专门设有斜角甲板、升降机、弹射器、助降装置、拦阻索五大“法宝”。由于航空母舰往往担负着战区的任务,这就要求航空母舰能够在海上长时间航行。核动力航空母舰续航力高达40万~100万海里,而常规动力航空母舰续航力一般在l万海里左右。航空母舰由于目标大、较易遭敌方攻击,因此通常总在巡洋舰、驱逐舰、护卫舰和攻击潜艇等舰艇的护卫下组成航空母舰编队共同行动。

为了保障飞机能安全降落,航空母舰上均有舰载机拦阻装置。舰载机拦阻装置是航空母舰上吸收着舰飞机的前冲能量,以缩短其滑行距离的装置,由拦阻索、拦阻网及其拦阻机、缓冲器、控制系统等构成。拦阻索用于飞机正常着舰,是用钢索横拦于斜角飞行甲板上,与着舰方向垂直,每隔10余米设一道,共设4~6道。飞机接近母舰时,放下尾钩,钩住任何一道拦阻索,在飞机惯力作用下拦阻索被拖出,飞机逐渐减速,滑行50—95米后停住。应急着舰时使用拦阻网。当飞机尾钩损坏或因故障放不下,又不能复飞时,则需临时架设拦阻网将飞机阻拦在甲板上。

航空母舰的分类方法有多种:按照排水量可分为大型航空母舰、中型航空母舰和小型航空母舰;按战斗使命可分为攻击航空母舰、反潜航空母舰、护航航空母舰和多用途航空母舰;按动力可分为核动力航空母舰和常规动力航空母舰。

九、千里眼——雷达

雷达的概念形成于20世纪初。雷达是英文Radar的音译,为Radio Detection And Ranging的缩写,意为无线电检测和测距,是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。

雷达所起的作用和眼睛相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。事实上,不论是可见光还是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波,雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和足巨离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

在20世纪30年代,无线电技术出现了重大的突破,那就是雷达的发明。雷达又称做无线电测位。是利用无线电波的反射,来测量远处静止或移动目标的距离和方位,并辨认出被测目标的性质和形状。

早在1887年,赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现:发射的电磁波会被一大块金属片反射回来,正如光会被镜面反射一样。

1897年夏天,在波罗的海的海面上,俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时,发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时,通信就中断,波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响,并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。这可以说是雷达思想的萌芽。

1904年,德国发明家克里斯蒂安·许尔斯迈尔在实验室进行原始雷达的试验,并取得了雷达设计的专利,但这种原始的雷达探测距离还达不到声波定位器作用的距离。

1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后,科学家们发现了电离层。从此,短波通信风行全球。

1934年,一批英国科学家在瓦特领导下对地球大气层进行研究。有一天,瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点,但从亮度和距离分析,这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验,他终于弄清这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。瓦特马上想到,在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号,那么活动的目标如空中的飞机,不是也可以在荧光屏上得到反映吗?

根据上述的设想,瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年6月研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。试验时,它成功地探测到27公里外飞行的飞机。一个月后,瓦特经过对这台雷达的改进,使其探测距离达到了65公里,到9月底,探测距离可达到88公里。后来,探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山,以及一切能够反射电磁波的物体。

当时研制雷达纯粹是为了军事需要,因此是在保密状态下进行的。实际上,几乎在同一时期,各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作,都有杰出的代表人物。瓦特只能说是在这方面已为大家知晓的代表人物而已。

1937年4月,英国政府决定在英格兰东部和南部沿海以及泰晤士湾设立雷达探测网。

到1939年,一些国家秘密发展起来的雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年,爆发了第二次世界大战,这项新发明在二战中显示出了巨大的威力。

十、激光科技及激光武器

某些物质原子中的粒子受光或电的激发,由低能级的原子跃迁为高能级原子,当高能级原子的数目大于低能级原子的数目,并由高能级跃迁回低能级时,就放射出相位、频率、方向等完全相同的光,这种光就叫做激光。

1916年,爱因斯坦提出了“受激辐射”理论。在这个理论中首次提到了“激光”这个概念。1951年,美国的物理学家汤恩斯在美国华盛顿召开的物理学会议上,提出了利用受激辐射放大微波的构想,从而为激光器的发明奠定了理论基础。1960年7月,美国科学家梅曼博士,在前人的科研基础上,在实验室里制造出了世界上第一台激光器——红宝石激光器,标志着激光的诞生。

与普通光相比,激光具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好的特点。普通光是自发辐射光,不会产生干涉现象。激光则不同于普通光源,它是受激辐射光,具有极强的相干性,所以又称为相干光。激光不同于普通光的特点使其开辟了经典光学前所未有的应用前景。

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