En nærhetskilde , opprinnelig designet for luftvernartilleri, brukes til å utløse detonasjon av et eksplosivstoff når avstanden mellom sikringen og målet er mindre enn en viss verdi, eller når raketten når en viss høyde. Denne artilleriraketten ville være en av de viktigste militære tekniske innovasjonene som dukket opp under andre verdenskrig .
En av de første praktiske anvendelsene av denne typen raketter var VT-flammen , forkortelsen for Variable Time fuze . Denne tittelen ble valgt for å skjule rakettens sanne funksjon. Når det gjelder artilleri, finner begrepet VT fuze sin opprinnelse hos britiske forskere (spesielt Samuel Curran ). Den ble utviklet under tilsyn av fysikeren Tuve Merle til Applied Physics Lab i Johns Hopkins i USA. Tyske forskere ville også ha jobbet med utformingen av nærhetsraketter på 1930-tallet: forskning på Rheinmetall ble stoppet i 1940 til fordel for prosjekter som ble ansett å ha høyere prioritet.
Før oppfinnelsen av denne raketten måtte detonasjonen skyldes direkte kontakt, av en teller bevæpnet på tidspunktet for avfyringen eller av en høydemåler . Disse tre metodene har store ulemper. Sannsynligheten for å treffe et lite mål i bevegelse er lav, mens beregning av tid eller høyde krever presise foreløpige målinger som ofte er vanskelige å oppnå på en slagmark. Med en nærhetskraft må artillerimennene bare sørge for at skallet , mørtelprosjektilet eller missilet passerer nær målet.
Artilleristene måtte beregne øyeblikket for detonasjonen etter høyden den skulle skje på. Raketten ble bygget med forhåndsinnstilte høyder som skytterne valgte før de skjøt. I flere situasjoner var det upraktisk eller ofte langt. Bruken av nærhetsraketter for å utløse eksplosjonen løste i stor grad disse vanskelighetene.
Da det britiske militæret fikk vite om eksistensen av en tysk prototype, ble det foreslått et konsept for en radioaktivert nærhetsrakett til British Air Defense Establishment i mai 1940 i et notat skrevet av WAS Butement, Edward S. Shire og Amherst FH Thompson. En krets ble foreslått av oppfinnerne og testet i laboratoriet ved å flytte en tinnfolie holdt på forskjellige avstander. I de første testene i full skala ble kretsen koblet til en tyratron som utløste et kamera montert på et tårn som fotograferte passerende fly for å bestemme detonasjonsavstanden. Prototype raketter ble produsert i juni 1940 og montert i ikke-roterende raketter (disse rakettene var fast drivstoff), som ble avfyrt mot mål støttet av ballonger.
Fra 1940 til 1942 jobbet Pye Ltd , en stor britisk produsent av trådløse systemer, privat på en nærhetsrakett som ble utløst av radiooverføring. Denne forskningen ble overført til USA med en teknologisk pakke som ble overlevert av Tizard Mission da USA gikk inn i krigen. Denne informasjonen ble overlevert til United States Naval Research Laboratory og National Defense Research Committee (NDRC) i september 1940, under en uformell avtale mellom Winston Churchill og Franklin D. Roosevelt som hadde som mål å utveksle vitenskapelig informasjon med militært potensial.
På NDRC var eksperimentene utført av Richard B. Roberts, Henry H. Porter og Robert B. Brode under tilsyn av seksjonsdirektør Merle Tuve vellykkede. Lloyd Berkner, ansatte i Tuve, designet en rakett som inneholdt vakuumrør (på engelsk engelsk: termioniske ventiler eller ventiler ) for å forbedre overføringen. I desember 1940 inviterte Tuve Harry Diamond og Wilbur S. Hinman, Jr, fra National Bureau of Standards (NBS) til å validere Berkners arbeid. NBS teamet produsert seks raketter som ble montert i gravitasjon bomber : tester av mai 1941 ble kronet med suksess.
Samtidig jobbet NDRC på raketter som var i stand til å oppdage fly. Store problemer, tilskrevet vibrasjoner og akselerasjoner gjennomgått av prosjektilene, oppsto. T-3-raketten oppnådde en suksessrate på 52% mot vannoverflatemål i januar 1942. US Navy tolererte denne feilprosenten, og batterier ombord på USS Cleveland CL-55 ble plassert. Testet mot luftdroner over Chesapeake Bay i august 1942. Av den gang skytingen opphørte, ble alle droner ødelagt.
Det tyske programmet ledet av Rheinmetall Borsig AG ble stoppet i 1940 og relansert tidlig i 1944. Da industriell produksjon kunne begynne, invaderte de allierte Tyskland. Den tyske nærhetsraketten var basert på prinsippene for elektrostatikk . Nesen på skallet var elektrisk isolert fra resten av skallet. De første testene viste en detonasjonsavstand på 1 til 2 meter og en suksessrate på 80% ved avfyring i retning av en metalltråd. Justeringer av kretsen gjorde det mulig å øke detonasjonsavstanden til 3-4 meter og å ha en suksessrate nær 95%. For en 88 mm pistol kan avstanden økes til 10-15 meter.
Til sammenligning brukte den allierte nærhetsraketten prinsippene for forstyrrelse . Den besto av fire rør. Et av rørene styrte en oscillator koblet til en antenne som ble brukt til overføring. Når det ikke var noe mål i nærheten, var det mottatte signalet svakt. Når et metallisk mål var i nærheten, reflekterte det delvis signalet fra oscillatoren til raketten. Dette reflekterte signalet påvirket oscillatorens oppførsel i henhold til total tilbakelagt avstand. Hvis det reflekterte signalet var i fase med frekvensen til oscillatoren, økte amplituden og strømmen i oscillatoren økte også. Hvis de to ikke lenger var i fase, ville strømmen i oscillatoren reduseres. Da avstanden mellom et mål og raketten endret seg raskt, endret fasevinkelen seg også. Det utviklet seg et lavfrekvent signal i oscillatoren. To forsterkere som er følsomme for dette signalet, utløste det fjerde røret, en gassfylt tyratron , som antente detonatoren. Raketten ble bygget for å redusere påvirkningen av støt, inkludert bruk av plane elektroder og innpakning av komponenter i olje og voks.
Den første store produksjonen av rør til de nye rakettene begynte på General Electrics fabrikk i Cleveland , Ohio (som tidligere laget lamper til juletrær ). Rakettmontering ble fullført ved General Electric- anlegg i Schenectady , New York og Bridgeport , Connecticut
I 1944 laget mye av den amerikanske elektronikkindustrien nærhetsraketter. Kontraktene gikk fra 60 millioner USD i 1942 til 200 millioner USD i 1943, deretter til 300 millioner USD i 1944 og nådde 450 millioner USD i 1945. Da produserte mengder økte, reduserte kostprisen for raketter av effektivitetshensyn: den gikk fra $ 732 i 1942 til $ 18 i 1945. I det året ble mer enn 22 millioner raketter solgt for en omtrentlig sum på $ 1.010 millioner. De viktigste leverandørene var Crosley , RCA , Eastman Kodak , McQuay-Norris og Sylvania .
Vannevar Bush , leder for Office of Scientific Research and Development (OSRD) under krigen, sa at nærhetsraketter hadde to viktige konsekvenser:
The Pentagon avgjort at nærhets raketter var for stor til å falle i fiendens hender. For eksempel kunne tyskerne ha studert dem og utviklet forskjellige tiltak for å blokkere radiosignalene som kommer fra rakettene. Av denne grunn nektet han å få dem utplassert i det allierte artilleriet i Europa i 1944.
General Dwight D. Eisenhower protesterte kraftig mot denne begrensningen og krevde at hærene under hans kommando fikk lov til å bruke dem. Han hadde rett, og Fuzes VTs ble først brukt i slaget ved utbulingen i desember 1944. De gjorde det allierte artilleriet mye mer ødeleggende, ettersom alle skjellene eksploderte litt før de nådde bakken, og desimerte styrkene. Tyske utstillinger. Faktisk mente betjentene at timerakettene ikke kunne brukes effektivt hvis værforholdene var dårlige, og dermed forhindret nøyaktige målinger. General George S. Patton hevdet at innføring av nærhetsraketter krevde en fullstendig overhaling av kamptaktikk på land.
Nærhetsraketter ble brukt av landartilleri i Sør-Stillehavet i 1944. De ble innlemmet i de amerikanske tyngdekraftsbombene som ble kastet på Japan i 1945. I Storbritannia ble de brukt til forsvar der de oppnådde en rate. 79% suksessrate mot V1-fly bomber.
Tyskerne begynte sin forskning på 1930-tallet, men programmene ble suspendert i 1940, sannsynligvis etter ordre fra Fuhrer som med noen få unntak krevde at alle aktiviteter som ikke kunne føre til storproduksjon innen seks måneder skulle stoppes for å fremme gjennomføring av prosjekter som kan forbedre sjansene for Operasjon Barbarossa . Flere programmer led av dette, inkludert mikrobølgeforskning . Da Rheinmetall klarte å studere nærhetsraketter igjen i 1944, klarte selskapet å lage og teste flere prototyper.
Å oppdage radiofrekvenser er den essensielle delen av nærhetsraketter. Den elektriske kretsen som forårsaket detonasjonen, ble beskrevet i et patent utstedt i 1950. Skallet inneholder en mikrosender som bruker skalllegemet som en antenne og som kontinuerlig avgir en bølge på omtrent 180-220 MHz . Når skallet nærmer seg et bølgereflekterende objekt, vises et interferensmønster. Dette mønsteret endres når avstanden mellom skallet og objektet forkorter: ved hver halv bølgelengde (ved disse frekvensene er bølgelengden ca. 0,7 meter), resonerer senderen eller er ute av resonans. Dette forårsaker en liten svingning i den overførte kraften og oscillatoren forsyner strøm med en dopplerfrekvens på rundt 200-800 Hz . Dette signalet blir sendt til et båndpassfilter og deretter forsterket. Det forårsaker detonasjon hvis en viss amplitude overskrides.
Optisk deteksjon dateres tilbake til 1935 og ble patentert i 1936 i Storbritannia av en svensk oppfinner, sannsynligvis Edward W. Brandt, som bruker et petoskop . Detektoren ble først testet på en detonator installert i tyngdekraftsbomber designet for å treffe bombefly. Disse bombene ble utviklet som en del av den britiske Air departementets bomber på Bombers . Det er også patentert for luftvernraketter. Denne sensoren brukte toroidelinser som fokuserte lys i et plan vinkelrett på rakets hovedakse på en fotocelle . Når strømmen i cellen endres med en viss verdi innen et bestemt tidsintervall, forårsakes detonasjonen.
I begynnelsen av XXI th århundre, noen luft-til-luft-missil har bruk av lasere . Disse projiserer smale lysstråler vinkelrett på rakettens flyging. Når missilet er i flukt, spres energien som dermed sendes ut i rommet. Når den passerer nær et mål, reflekteres en del av energien tilbake til missilet der sensorene oppdager det og befaler stridshodet å eksplodere.
Akustisk gjenkjenning bruker en mikrofon . Den akustiske signaturen til motorene til forskjellige fly forårsaker detonasjonen. På slutten av 1930-tallet ble dette prinsippet brukt i britiske bomber, luftvernraketter og høyeksplosive skall. Senere ble den testet i Tyskland i prototype luftvernraketter.
Britene brukte Rochelle saltmikrofoner og en piezoelektrisk enhet for å slå på en bryter som detonerte sprengstoffet.
De sjøminer bruke samme prinsipp, men for skip.
I praksis oppdager magnetiske sensorer enorme masser av jern, for eksempel skip. De brukes i gruver og torpedoer . De kan gjøres foreldede ved demagnetisering , ved bruk av ikke-metalliske skrog eller ved magnetiske induksjonsløkker festet til en bøye .
Noen marine gruver er i stand til å oppdage, vertikalt, trykkbølgen forårsaket av passering av et skip.
Forkortelsen VT er ofte assosiert med variabel tid . Ammunisjon med raketter før oppfinnelsen av nærhetsraketter ble programmert til å eksplodere på et nøyaktig øyeblikk etter avfyringen. Dårlig estimering av flytid førte til forhastede eller sene eksplosjoner. VT-raketten var en bedre detonasjonsmekanisme.
Forkortelsen VT ville tilsynelatende betegne T-programmet til Seksjon V i Bureau of Ordnance , som var ansvarlig for utviklingen av raketten. Tilfeldigheten med variabel tid ville være et lykkelig tilfeldighet som ville ha utnyttet de allierte i andre verdenskrig for å skjule mekanismen i spillet.
Et annet forslag hevder at akronymet er avledet fra VD (for variabel forsinkelse ) brukt av en av designerne.
Prosjektilet morter på 120 mm utstyrt med et høyeksplosivt sprengstoff , og en nærhets brannrør
Prosjektilet morter på 120 mm utstyrt med et høyeksplosivt sprengstoff , og en nærhets brannrør M734
Prosjektilet mørtel på 60 mm forsynt med et høyeksplosivt sprengstoff , og en nærhets brannrør
En sikring som brukes i et stykke artilleri 155 mm . Den kan aktiveres ved støt eller i nærheten av den (på bildet er den i nærhetsmodus).