神奇的機(jī)械：記1943年英國(guó)皇家空軍用跳彈轟炸魯爾大壩

寂靜天花板

炸毀魯爾河大壩的行動(dòng)是第二次世界大戰(zhàn)期間籌劃最出色的空襲行動(dòng)之一。
4 b7 P* F; o# R. I1913年7月。默內(nèi)河谷大壩（Mohnsee Staumauer）在一片歡慶的氣氛中舉行了剪彩儀式。這是當(dāng)時(shí)全歐洲最大的一座水壩，高40米，最寬的地方有34米，長(zhǎng)640米，花了五年時(shí)間才建成。在它后面的水庫(kù)中儲(chǔ)存了1.3億立方米的魯爾河水，為面積達(dá)416平方公里的德國(guó)工業(yè)心臟地帶——魯爾工業(yè)區(qū)提供了足夠的水源，并且把魯爾河上游的水深提高到能夠供駁船隊(duì)航行的水平。大壩還帶有泵站和水力發(fā)電站，當(dāng)情況需要時(shí)，默內(nèi)大壩可以把它攔截的河水全部排干，并用由此而獲得的巨大能量來(lái)發(fā)電。
$ ?  u6 \4 E, z+ X. A5 f) |: L在默內(nèi)河大壩之后兩年竣工的埃德?tīng)柡庸却髩危‥dersee Staumauer）攔截了埃德?tīng)柡拥暮铀褂盟脤⑺榈酵ず又校岣吡伺c其相連的德國(guó)內(nèi)陸運(yùn)河網(wǎng)、尤其是重要的中部運(yùn)河（Mittellandkanal）的水位，而且為鄰近的卡塞爾工業(yè)區(qū)提供了水源和電力。它的規(guī)模比默內(nèi)河谷大壩大三分之一，這座大壩的設(shè)計(jì)者林克博士在1932年7月號(hào)的德國(guó)工程學(xué)期刊《燃?xì)馀c水力工程》（Gas-und Wasserfach）上用詳細(xì)的文字和圖片，相當(dāng)自豪地介紹了大壩的各種技術(shù)細(xì)節(jié)。
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' t8 t/ [& Q, F* h; R1939年10月，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之后一個(gè)月，一位英國(guó)科學(xué)家以同樣的熱情研究了同一篇文章。巴恩斯·沃利斯教授（1887-1979），英國(guó)航空工程學(xué)家和發(fā)明家，他在二戰(zhàn)前參加了R-100號(hào)飛艇、“沃爾斯利”和“惠靈頓”轟炸機(jī)的研制工作，并在二戰(zhàn)中開發(fā)出“修理店”、“高腳柜”、“大滿貫”等巨型炸彈，二戰(zhàn)后開發(fā)了可變翼飛機(jī)，參與TSR2戰(zhàn)斗轟炸機(jī)和“協(xié)和”式超音速客機(jī)的研制工作，獲得了英帝國(guó)勛章，正在研究一個(gè)重要的戰(zhàn)略問(wèn)題：如何最有效地摧毀德國(guó)的大壩和水電站。沃利斯出生于德比郡的一個(gè)工人家庭，17歲時(shí)就進(jìn)入船廠工作，通過(guò)自學(xué)獲得了倫敦大學(xué)的工程學(xué)函授學(xué)位。他在第一次世界大戰(zhàn)期間就開始為英國(guó)海軍設(shè)計(jì)飛艇，在三十年代設(shè)計(jì)了英國(guó)最大的硬式飛艇R100號(hào)，還為維克斯飛機(jī)公司設(shè)計(jì)了“沃爾斯利”式輕型轟炸機(jī)和著名的“惠靈頓”中型轟炸機(jī)。在后兩種設(shè)計(jì)中，他把飛艇的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)應(yīng)用到機(jī)翼和機(jī)身設(shè)計(jì)中，令其成為當(dāng)時(shí)世界上最牢固的飛機(jī)。

" g  ]4 t# a% y7 r/ [4 _3 d5 r2 T在林克博士那篇德文文章的基礎(chǔ)上，沃利斯寫了一份一頁(yè)的備忘錄，特意強(qiáng)調(diào)了摧毀德國(guó)中部一系列水壩的戰(zhàn)略重要性。英國(guó)空軍部收到這篇備忘錄后，對(duì)其深表贊同，于是成立了一個(gè)委員會(huì)來(lái)協(xié)助沃利斯教授研究如何對(duì)那些大壩進(jìn)行最有效的破壞。委員會(huì)包括軍方的爆破專家和一些著名的科學(xué)家、工程師和力學(xué)專家，他們對(duì)沃利斯建起來(lái)的一座比例為四十分之一的默內(nèi)河谷大壩模型進(jìn)行了反復(fù)研究，最后得出結(jié)論說(shuō)，要想通過(guò)空中轟炸來(lái)摧毀這座大壩，至少需要40噸當(dāng)量級(jí)的炸彈。但是當(dāng)時(shí)英國(guó)最大的轟炸機(jī)——還在設(shè)計(jì)和試飛階段中的阿弗羅“蘭開斯特”重型轟炸機(jī)，最多只能搭載十四噸的炸彈。經(jīng)過(guò)計(jì)算，專家組認(rèn)為如果能在4萬(wàn)英尺（12200米）高度投下、并準(zhǔn)確命中壩體的話，10噸的炸彈也可以達(dá)到同樣的效果，但即使是“蘭開斯特”轟炸機(jī)的飛行高度也只有23500英尺（8160米）
6 a) J( [# d% Q& M9 b) W) w但是沃利斯教授并沒(méi)有放棄努力。他進(jìn)行了一系列水下爆炸試驗(yàn)，以驗(yàn)證水下沖擊波對(duì)壩體的影響。他發(fā)現(xiàn)同樣當(dāng)量的炸彈，在水下爆炸所造成的破壞力要比直接命中壩體要大得多。另一方面，沃利斯認(rèn)識(shí)到向大壩發(fā)射魚雷是沒(méi)有用的，因?yàn)榈聡?guó)人在大壩外面張布了好幾道防魚雷網(wǎng)。
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7 u! H6 k; j% F! q& @正是這些防雷網(wǎng)令沃利斯教授產(chǎn)生了一個(gè)新的想法：如果你以很小的角度朝池塘的水面丟過(guò)去一顆卵石，那么它會(huì)在水面上彈跳好幾次才會(huì)沉入水中。此外，沃利斯對(duì)造船和船舶史頗有研究，他知道在1451年，奧斯曼土耳其的統(tǒng)治者穆罕默德二世在博斯普魯斯海峽修建了一座叫“割喉堡”的要塞，用來(lái)封鎖東羅馬帝國(guó)的運(yùn)糧航道。這座要塞的大炮位置很低，從炮膛里水平發(fā)射出去的彈丸在海面上彈跳得很遠(yuǎn)，然后砸入東羅馬運(yùn)糧船的水線和龍骨，將其擊沉。既然如此，那么是不是可以設(shè)計(jì)一種炸彈，讓它蹦蹦跳跳地越過(guò)防雷網(wǎng)，然后沉到大壩下面去爆炸呢？
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, t7 A6 v) a6 }" I3 {: v8 f! Q/ B專家組很快在位于倫敦郊區(qū)泰丁頓的海軍試驗(yàn)中心里搭起了一座大水槽，用來(lái)探討這種“彈跳炸彈”的設(shè)計(jì)方案。沃利斯在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，球體形狀的炸彈在水面上的彈跳效果最好，其彈跳距離和直徑有關(guān)。如果這個(gè)球體以和其投放的方向相反的角度旋轉(zhuǎn)的話，它不僅可以跳過(guò)防雷網(wǎng)一類的障礙物，而且在碰到壩體之后會(huì)由于離心力而附著在上面，然后緩慢地旋轉(zhuǎn)著沉入水下。
另一方面，如果球體自傳的方向和投放的方向相同的話，它在碰到壩體時(shí)會(huì)一下子反彈回去，或者飛躍過(guò)去。沃利斯為此專門設(shè)計(jì)了一種炸彈掛架，它包括兩個(gè)帶有電磁吸盤的機(jī)械連接機(jī)構(gòu)和一個(gè)電磁連接機(jī)構(gòu)，下面掛著球形炸彈（試驗(yàn)時(shí)使用的是模型）。炸彈和吸盤連接的部位是被削平的，以便能夠更牢固地吸附在吸盤上。投彈時(shí)先松開吸住炸彈頂部的電磁開關(guān)，然后啟動(dòng)機(jī)械連接機(jī)構(gòu)上面的電動(dòng)馬達(dá)，吸附著炸彈的兩個(gè)電磁吸盤一轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，炸彈就可以沿著與機(jī)身前進(jìn)方向相反的角度形成自轉(zhuǎn)了，然后在這時(shí)候把炸彈丟出去。

根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，沃利斯認(rèn)為如果將炸彈的引信設(shè)定為在某個(gè)深度的水壓下爆炸，那么它就會(huì)炸毀大壩的基礎(chǔ)部位，在它最厚的地方炸開一個(gè)裂縫，從而造成潰壩。不過(guò)，沃利斯的這一套設(shè)計(jì)理論實(shí)在是太超前了，所以專家組的其他成員對(duì)這種“彈跳炸彈”方案都是滿腹狐疑，甚至在沃利斯用深水爆炸的方法炸毀一座廢棄不用的大壩之后也仍然如此。1942年12月4日下午，一架經(jīng)過(guò)改裝的“惠靈頓”轟炸機(jī)帶著沃利斯教授設(shè)計(jì)的第一枚“彈跳炸彈”起飛了。沃利斯教授坐在轟炸瞄準(zhǔn)員的位子上。經(jīng)過(guò)一年多的試驗(yàn)、研究和爭(zhēng)論，沃利斯終于獲得撥款制造6枚“彈跳炸彈”，其直徑只有35英寸（890毫米），是設(shè)想用來(lái)轟炸魯爾大壩的炸彈的二分之一。“惠靈頓”的炸彈艙門必須拆下來(lái)，才能把這個(gè)圓頭圓腦的怪家伙掛上去。一飛到海面上，沃利斯就按下投彈按鈕，看著他的炸彈落到了海面上。但不幸的是這枚炸彈的外殼太脆弱，在海面上彈跳了幾次之后，海水造成的沖擊力就把它給扯碎了。
* ]" n+ g: @* m12月12日，沃利斯再次進(jìn)行試驗(yàn)，這次他加厚了炸彈的外殼，并且讓飛行員繞開了海岸防空炮的陣地。炸彈丟下去之后，在海面上優(yōu)美地彈跳了好幾次，然后才沉入海中。觀察員在岸上拍下來(lái)的照片有力地證明了這種炸彈是一種成功的設(shè)計(jì)，沃利斯可以成功地說(shuō)服軍需部的審理委員會(huì)成員參觀他的下一次試驗(yàn)，這次試驗(yàn)將決定沃利斯是否得到許可來(lái)制造實(shí)際尺寸的炸彈，以及是否能夠得到專門改裝以用來(lái)投放這種炸彈的“蘭開斯特”轟炸機(jī)。事實(shí)上前來(lái)觀摩試驗(yàn)的委員們對(duì)這種新型炸彈都印象深刻，甚至當(dāng)一枚炸彈投錯(cuò)了方向、蹦蹦跳跳地朝站在岸上的委員們飛過(guò)來(lái)之后（一場(chǎng)虛驚，炸彈里面沒(méi)有裝藥），代表們?nèi)詻](méi)有改變主意。委員會(huì)向丘吉爾提交了一份詳細(xì)報(bào)告，后者對(duì)沃利斯的炸彈表現(xiàn)出了極大的興趣和熱情。
$ D; g, [* l! }' ?沃利斯教授在給丘吉爾的報(bào)告里寫道：
' U% ]& l1 o6 I" d; R/ j2 D" _, Q; P- S“……我們知道，生產(chǎn)一噸鋼鐵大約需要150噸水。我們也知道戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期魯爾河流域的水資源是非常寶貴的。那些水儲(chǔ)存在幾座水庫(kù)里，其中默內(nèi)河谷和佐爾佩河谷的兩座是規(guī)模最大的。所以我們決定炸毀這些大壩。我們已經(jīng)得知使用常規(guī)炸彈是無(wú)法摧毀這些大壩的；它們由系有浮筒的鋼制防魚雷網(wǎng)保護(hù)，所以也無(wú)法實(shí)施魚雷攻擊，無(wú)論那些魚雷有多么大。
- z/ _' j+ h$ s; x$ O“我們?cè)谝恍┲挥幸幻赘叩男∷畨紊线M(jìn)行了無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)默內(nèi)河谷大壩只能用深水爆破的方式來(lái)炸毀，爆炸點(diǎn)要貼近壩體，靠近大壩的基座部位。因此我們必須開發(fā)出一種炸彈，它不僅能夠從防魚雷網(wǎng)上面躍過(guò)去，而且還得能夠從罩在大壩上面的鋼網(wǎng)底下鉆過(guò)去。最后，它要正好碰到大壩的“自由邊緣”，也就是說(shuō)位于水面之上的那一部分壩體。
+ i. b4 K: b. ~+ P, C% T" ~& X“試驗(yàn)結(jié)果表明，一枚裝藥量為3500公斤的高爆炸彈，在水面以下大約30英尺的深度爆炸時(shí)，可以破壞掉大壩的石砌結(jié)構(gòu)。一開始，像我說(shuō)過(guò)的那樣，我們?cè)谝幻赘叩乃畨紊线M(jìn)行了許多、許多次的試驗(yàn)，后來(lái)幸運(yùn)地在威爾士山區(qū)發(fā)現(xiàn)了一座尺寸大約為默內(nèi)大壩五分之一的水壩（注：埃蘭河谷水庫(kù)大壩）。我們從水利部門那里得到許可，可以將這座大壩炸毀以供搜集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)的結(jié)果非常成功，我們決定把這項(xiàng)研究推進(jìn)下去，并且對(duì)默內(nèi)和佐爾佩大壩發(fā)動(dòng)類似的襲擊。這將給我們帶來(lái)許多戰(zhàn)略上的收益：第一，我們可以破壞掉魯爾工業(yè)區(qū)的水源來(lái)源，使其生產(chǎn)和生活在一定的時(shí)間里陷于停滯；第二，我們可以在魯爾河谷地區(qū)造成洪水；第三，如果我們對(duì)埃德?tīng)柎髩我膊扇∵@種襲擊，炸掉大壩本身和通往威悉河的泵站，那么可以降低德國(guó)中部運(yùn)河網(wǎng)的水位，破壞掉德國(guó)的內(nèi)陸航運(yùn)網(wǎng)。
# V" S* T" @& c. A* D' N3 e, z“……正如前面告訴過(guò)您的那樣，我們進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)如果讓炸彈以與前進(jìn)方向相反的角度旋轉(zhuǎn)的話，它會(huì)在水面上彈跳，然后碰上大壩頂端，沉入水中。在大約三十英尺的深度上，水的壓力會(huì)觸發(fā)炸彈上的一個(gè)水壓引信，從而引爆炸彈。
“您知道，試驗(yàn)的結(jié)果極其令人滿意。我們相信這是結(jié)束戰(zhàn)爭(zhēng)的最快、也是最有效的方法。我們認(rèn)為在河谷下游的村鎮(zhèn)中，不會(huì)有人在防空洞里被淹死。我們猜測(cè)那些防空洞是建在遠(yuǎn)離河道的地方的，這樣當(dāng)我們把大壩炸毀以后，洪水不會(huì)將其淹沒(méi)。
/ A8 _, Y9 V/ a( _! K“目前的一個(gè)主要困難在于炸彈的制造。我們?cè)谟⒏裉m只能弄到很少的鋼鐵，有關(guān)部門告訴我，我們需要排隊(duì)等兩年時(shí)間，才能夠分配到制作足夠炸彈所需的鋼鐵。
+ Z3 O$ r4 D6 `6 T5 U: I. K“我們?cè)趪?guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的威廉-弗洛德船型實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行過(guò)一系列試驗(yàn)，證明球形的炸彈彈跳效果最好，距離最遠(yuǎn)，但是我沒(méi)有足夠的鋼鐵來(lái)制作一枚球形炸彈，所以只好將它設(shè)計(jì)為圓柱體的形狀，它們飛得沒(méi)那么遠(yuǎn)，而且如果飛機(jī)投下炸彈時(shí)稍微搖晃一點(diǎn)兒的話，它們的彈跳軌跡就會(huì)變成斜線。
$ e, J, \, E" y4 G- _5 _8 Z“當(dāng)我們最終決定炸彈的尺寸時(shí)，發(fā)現(xiàn)全英國(guó)只有一種合適的飛機(jī)能夠搭載這種炸彈飛到默內(nèi)河谷或埃德?tīng)柡庸饶敲催h(yuǎn)的地方，那就是巨大的、帶有四臺(tái)引擎的蘭開斯特式轟炸機(jī)。它剛剛投入使用。不幸的是蘭開斯特飛機(jī)的炸彈艙尺寸也不夠大，我們不得不把艙門拆掉……代之以兩個(gè)支架，把炸彈懸掛在支架之間。炸彈的直徑是1.5米，長(zhǎng)2.5米。掛彈架上裝有可以旋轉(zhuǎn)的滾珠軸承，這樣我們?cè)趤G下炸彈時(shí)可以給它一個(gè)初始的推力，讓它開始反向旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)這個(gè)軸承的水壓裝置是我們從一艘英國(guó)潛艇的操舵系統(tǒng)里拆下來(lái)的，這是我們不用自行開發(fā)的少數(shù)專門設(shè)備之一。
“……另一方面，根據(jù)那些水庫(kù)的蓄水進(jìn)度，我們必須在六個(gè)星期之內(nèi)把剩下的全部工作都做完，為此必須日夜加班。與此同時(shí)蓋伊·吉布森空軍中校將完成第617中隊(duì)的組建工作，以執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)……”
后面部分是作戰(zhàn)描述，有興趣的到下面的鏈接繼續(xù)閱讀
5 U# Z  M" @5 j9 L# H+ F/ Jhttp://weibo.com/p/1001603844214940166973

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我們上大學(xué)時(shí)候?qū)W的這個(gè)案例，
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英國(guó)數(shù)學(xué)，舉世無(wú)雙，直到今天，

愛(ài)貓人士薛定諤

精彩！

lanxuerenfly

受教了

螺旋線

有電影可看的，黑白片。

唐朝的花

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addagain

說(shuō)明創(chuàng)意是很重要的

芥子

精彩！考慮的真周到，連人怎么疏散都想到了。

請(qǐng)叫我財(cái)神

說(shuō)句不好聽(tīng)的話， 戰(zhàn)爭(zhēng)逼迫人的求生意志，也逼迫人的聰明才智。

bmlsw

壓力才有動(dòng)力