Zapalnik zbliżeniowy - ten wynalazek zmienił losy wojny. Jego istnienie było ściśle strzeżoną tajemnicą
Czasem najbardziej niepozorne wynalazki mogą być decydujące dla losów wojen. Tak było i w przypadku urządzenia o mało wdzięcznej nazwie - zapalnik zbliżeniowy.
Zapalnik zbliżeniowy był jedną z najważniejszych innowacji technologicznych II wojny światowej. Był tak istotny, że stanowił tajemnicę strzeżoną na podobnym poziomie, jak projekt bomby atomowej czy plany inwazji w Normandii.
Jednym z najbardziej oryginalnych i skutecznych osiągnięć wojskowych podczas II wojny światowej był zapalnik zbliżeniowy zwany VT. Znalazł zastosowanie zarówno w armii, jak i marynarce wojennej i był używany w obronie Londynu przed rakietami V-1. Chociaż żaden wynalazek nie wygrał wojny, zapalnik zbliżeniowy należy zaliczyć do bardzo małej grupy rozwiązań, takich jak radar, od których w dużej mierze zależało zwycięstwo
- napisał po wojnie amerykański admirał Lewis L. Strauss.
Przed wynalezieniem zapalnika zbliżeniowego, detonacja pocisku przeciwlotniczego wystrzeliwanego z działa była wywoływana przez bezpośredni kontakt, zegar ustawiony podczas startu pocisku lub wysokościomierz.
Wszystkie te metody mają wady. Prawdopodobieństwo bezpośredniego trafienia w mały ruchomy cel jest niskie. Pocisk, który nie trafia w cel, nie eksploduje.
Zapalnik wyzwalany czasem lub wysokością wymaga dobrego przewidywania przez strzelca i dokładnego wyczucia czasu. Źle dobrane parametry sprawiały, że nawet dokładnie wycelowane pociski mogą wybuchnąć przed dotarciem do celu lub po jego minięciu.
Zapalnik zbliżeniowy rozwiązuje wszystkie wcześniejsze problemy. Pocisk po zbliżeniu się do samolotu wybucha rozsiewając chmurę zabójczych dla maszyny i załogi odłamków. Nie trzeba nic ustawiać, amunicja sama "wyczuwa" moment wybuchu.
Co więcej, zapalnik ten można było zastosować też w pociskach artyleryjskich. Dzięki temu eksplodowały one nad ziemią, zalewając piechotę deszczem odłamków. Szacuje się, że zapalnik zbliżeniowy zwiększył śmiertelność od 5 do 10 razy w porównaniu z innymi zapalnikami.
Vannevar Bush, szef amerykańskiego Biura Badań Naukowych i Rozwoju (OSRD) podczas wojny, przypisał temu wynalazkowi trzy znaczące efekty:
- Obronił amerykańską flotę przed japońskimi atakami Kamikaze na Pacyfiku. Bush oszacował siedmiokrotny wzrost skuteczności 5-calowej artylerii przeciwlotniczej dzięki tej innowacji.
- Był ważną częścią radarowych baterii przeciwlotniczych, które ostatecznie zneutralizowały niemieckie ataki V-1 na Anglię.
- Był używany w Europie począwszy od bitwy o Ardeny, gdzie wykorzystywano go w pociskach artyleryjskich wystrzeliwanych przeciwko niemieckim formacjom piechoty i zmienił taktykę wojny lądowej.
Skuteczność zapalnika zbliżeniowego była widoczna zwłaszcza podczas walki z latającymi bombami V-1, które Hitler skierował na Wielką Brytanię. W początkowej fazie ataków, artylerii przeciwlotniczej udawało się zniszczyć zaledwie 17 proc. pocisków. Po wprowadzeniu zapalników zbliżeniowych wskaźnik ten skoczył niemal do 100 proc.
Wcześniej na zniszczenie jednej V-1 potrzebowano nawet kilkunastu tysięcy pocisków. Po wprowadzeniu w 1944 r. zapalników zbliżeniowych na niszczenie jednej rakiety potrzebowano około 100 pocisków.
Ekstremalne przeciążenia
Prace nad zapalnikiem zbliżeniowym rozpoczęły się w Wielkiej Brytanii w 1931 r., ale dopiero pomoc inżynierów z USA na początku lat 40. doprowadziła do powstania używalnej wersji.
Opracowanie nowego wynalazku było ekstremalnie trudne. Pocisk artyleryjski ulega dużemu przyspieszeniu. Przeciążenie sięga 20 000 g. Dla porównania, współczesne samoloty myśliwskie znoszą przeciążenia około 9 g.
Oprócz ekstremalnego przyspieszenia, pociski artyleryjskie były obracane przez lufy dział do prędkości bliskich 30 000 obrotów na minutę, tworząc ogromną siłę odśrodkową.
Wszystko to sprawia, że jakiekolwiek urządzenie ulokowane w głowicy pocisku, musiało być niezwykle wręcz trwałe i odporne.
Jak działa zapalnik zbliżeniowy?
Spośród różnych możliwych typów zapalników radioelektronicznych, jako najbardziej obiecującą metodę wybrano zapalnik typu aktywnego, działający na zasadzie efektu Dopplera. W zapalniku polegającym na efekcie Dopplera sygnał radiowy uruchamiający eksplozję jest wytwarzany przez falę odbitą od celu poruszającego się względem zapalnika.
Obudowa pocisku zawiera mikronadajnik, który wykorzystuje obudowę jako antenę i emituje falę ciągłą o częstotliwości około 180–220 MHz. Gdy powłoka zbliża się do celu, od którego odbija się fala, tworzony jest wzór interferencji. Wzór ten zmienia się wraz ze zmniejszaniem się odległości do celu.
Sygnał jest przesyłany przez filtr pasmowy, wzmocniony i wyzwala detonację, gdy przekroczy określoną amplitudę.
Zapalnik, który ukradli Rosjanie
Do wyprodukowania urządzenia wykorzystano niezwykłą wówczas nowość - płytki drukowane. Było to jedno z pierwszych zastosowań obwodów drukowanych w masowej produkcji.
Pierwsza produkcja na dużą skalę lamp próżniowych do nowych zapalników miała miejsce w zakładach General Electric w Cleveland w stanie Ohio, gdzie wcześniej produkowano lampki choinkowe. W produkcję zapalników zaangażowanych było ponad dwa tysiące dostawców i poddostawców, od producentów proszków po warsztaty mechaniczne. Wśród nich był ówczesny gigant rynku fotograficznego firma Kodak.
Same tylko Stany Zjednoczone kupiły w 1945 r. ponad 22 milionów zapalników za około miliard dolarów (równowartość blisko 15 mld dolarów w 2021 r).
Rosjanie, którzy większość pomysłów i rozwiązań technologicznych zwyczajnie kradli w krajach Zachodu, podobnie postąpili i tym razem. W połowie lat czterdziestych, pracując dla firmy z branży obronnej, radziecki szpieg Julius Rosenberg ukradł działający model amerykańskiego zapalnika zbliżeniowego i dostarczył go sowieckiemu wywiadowi. Nie był to jednak zapalnik do pocisków przeciwlotniczych czyli najcenniejszy typ zapalnika.
