霍普金斯大学在二战期间最成功的发明之一，显著提升炮兵命中效率
【军武次位面】FriedrichLau
现在当我们提起约翰.霍普金斯大学，各位对它的第一印象肯定是他们每日实时报告美国当日的检测病例，而除了在生物医疗方面颇有建树，这所顶级名校在二战中也曾做出过自己的贡献。
二战期间，因为战争的紧迫性加速了科技的研发，同时催生了许多新奇的发明。诸如喷气式发动机引擎，空对空火箭弹，线控的无人炸弹等等。随后，这些设备都被第一时间投入战场发挥出了自己的作用。而在这其中，有一项发明虽然看起来平淡无奇，也没有原子弹的研制成功那样带来巨大的政治效应，但是却极大的提高了炮兵的作战效能，从根本上提升了盟军的进攻效率，让轴心国的部队承受了巨大的损失。那就是对炮弹引信的创新设计。
▲二战期间由德军研制的的哥利亚遥控炸弹
在二战开始前，国际上主要有两种弹药引信，一种是接触式引信，一种是定时式引信。接触引信，说白了就是需要依靠猛烈撞击才会产生引爆，引信会在接触的瞬间让弹头内先前状态稳定的炸药剧烈爆炸，并产生大量破片，因此这样的引信用在高爆弹上对付坦克装甲是个不错的选择。而在反人员、防空作战或者需要大范围的爆炸效果的作战时，炮兵更喜欢射出去的炮弹在指定距离内就起爆。为了实现这一目标，1940年定时引信横空出世。这种引信可根据不同战况设置引爆时间，而炮兵则需要在发射前精确计算弹道，根据目标距离求得最佳的引爆时间。
▲装备有接触式引信的M31枪榴弹剖视图
虽然已经有了一定的革新，但定时引信仍有个致命的缺点，那就是一个小小的计算失误都会导致炮弹的爆炸范围出现偏差，而无论爆炸发生的早或晚都将使得毁伤效果大大降低。为了解决这一问题，1940年，美国国防研究委员会就责成卡内基学院和约翰.霍普金斯大学着手研究新式引信。随后，科研人员提出了无线电近炸引信这一概念。
这一新颖的设计理念具体的工作原理如下：无线电近炸引信则在发射后启动工作，通过发射无线电波，不间断测量弹体与目标间的距离。当距离在逐渐缩短时（也就是弹头正飞近目标时），引信不会起爆。随后如果弹头最终击中了目标，弹头将会被接触式引信引爆，无线电近炸引信不再起作用。
▲二战期间一名手持德制M24长柄手榴弹的国军士兵，手榴弹的引信结构多为延时引信
而一旦弹头最终没有直接命中，而是与目标擦身而过，那么无线电近炸引信就开始发挥作用了。当弹头刚刚飞过与目标最接近点的一刹那，无线电波测量到的距离从逐渐缩短变成逐渐拉大的一瞬间，无线电近炸引信就会将弹头引爆，这样一来即使没有直接命中目标，产生的弹片和冲击波也可以对目标造成一定波及杀伤。这就大大提高了高射炮的综合射击效果。
这项研究的关键就是如何将无线电收发器缩小至可安装在引信内狭小的空间中，这不是简单的将真空管缩小的问题，而同时还需要考虑如何在射击产生的巨大冲击中有效保护内部的电子元件不受损坏。尽管任务艰巨，但是科研人员们还是接受了这项任务并在保密环境下展开了研制。随后，美国著名科学家，"范艾伦辐射带"的发现者詹姆斯.范艾伦二战期间曾在约翰霍普金斯大学的应用物理实验室任教。而他和两名同事随后经过艰苦的研究，最终于1942年1月突破了难关成功地研制出了这种引信装置。
▲知名物理学家范.艾伦
虽然这种近炸引信只能保证发射后大概率引爆，但在当时已经是一种十分先进的装置。在没有近炸引信的时代，防空炮兵平均每打下一架高速飞行的轰炸机就要发射成百上千枚炮弹，力图用数量的优势来提高命中的概率。在近炸引信的出现后，一次击杀的炮弹消耗量则从上千枚降低至数十上百枚，这已经是一个巨大突破。而在近炸引信投入使用之后，海军军舰也很少出现在长时间巡航过程中为了应对突袭而防空炮弹药耗尽的情况。
到1943年初，盟军生产了约5000枚炮弹用来进行测试，到战争结束前，盟军共有5个制造商近80个分工厂的约8万人负责这一引信的生产，日产量达到了4万枚。作为一种秘密武器，近炸引信刚开始投入使用的时候，盟军高层只允许这种炮弹在海战中使用，因为一旦投入陆上战场，那么这项科技极易出现被敌军缴获后被逆向仿制的情况。
▲1942年1月28日，美军的3英寸防空炮正在西太平洋海岸举行军事训练。
近炸引信第一次投入实战是在瓜达尔卡纳尔岛海战期间。作为首批三艘列装这种炮弹的战舰其中之一，美海军轻巡洋舰海伦娜号随后很快瞄准了两架朝舰队飞来的日军爱知99舰爆，在先前的战斗中，日军飞行员往往能轻易投弹后离开。而这次令日军飞行员没有想到的是，这次美军的防空炮火极其猛烈，在两组防空炮朝着目标快速发射了大约50-60枚炮弹后，两架倒霉的日军战机很快成为了近炸引信的首个击落战果，拖着长长的尾焰坠入海中。在这次拦截行动中，虽然不是每一发炮弹都安装有近炸引信，但海伦娜号这次仅用不到百枚炮弹就打下两架飞机，这同先前大量消耗弹药的靠堆数量的密集对空射击相比效率显著提升。
▲1942年12月11日，北非登陆作战期间，在一艘轻巡洋舰上操纵四联装高射炮的炮班成员。
随后，盟军开始让这种先进的炮弹大量应用至海战中的防空作战，而近炸引信也不负众望，根据统计，由安装有近炸引信炮弹造成的击杀战果占海军总体战果的50%，海军近炸引信炮弹的装备比仅占整体炮弹数的25%左右，这就意味着这种新式武器的击杀效果是普通炮弹的三倍以上。
为了推销这种炮弹并手把手指导基层炮兵使用这种新式武器，随后范艾伦及其它科研人员也开始进入海军服役。而这位日后著名的物理学大师也因为他出色的发明捡回了一条命。在菲律宾海战役期间的一次交战中，范艾伦正身处威斯康星号战列舰的舰桥上。而战舰突然遭到了来自日军的自杀式袭击，在战后他对此有如下的记录："我看到至少有2-3发防空炮弹在飞机周边爆炸，随后这架战机在距离战舰几百码的地方坠海，它最终坠落的位置离战舰非常近，似乎我用手都能将落水的飞行员救起。"而在这场战役期间，盟军飞机和防空炮手打下了将近500架日军各型战机。史称"猎火鸡大赛"
▲中途岛海战期间，约克城号航母被日军一架中岛97舰攻投放的鱼雷命中，可见此时漫天的防空炮火
时间来到了1944年，随着欧战进入白热化状态，装备有近炸引信的炮弹随后被获准在陆上战场使用。突出部战役期间，美军坦克部队在巴顿的率领下使用这种炮弹大量杀伤德军的坦克及步兵集群。炮弹的爆炸范围有将近15米，四散的破片会击穿轻装甲的车辆防护对内部的乘组造成巨大杀伤，致使其最终丧失战斗能力。同时这种炮弹还在拦截德军的V-1\V-2飞弹的作战中发挥出色。对此，巴顿将军也对这个发明赞不绝口。
▲20世纪50年代美国海军使用的MK53型炮弹近炸引信的剖视图。