Fuzível de proximidade - Proximity fuze

Fuzível de proximidade MK53 removido da casca, por volta de 1950

Um fusível de proximidade (ou fusível) é um fusível que detona um dispositivo explosivo automaticamente quando a distância ao alvo torna-se menor do que um valor predeterminado. Os fusíveis de proximidade são projetados para alvos como aviões, mísseis, navios no mar e forças terrestres. Eles fornecem um mecanismo de gatilho mais sofisticado do que o fusível de contato comum ou o fusível cronometrado. Estima-se que aumente a letalidade em 5 a 10 vezes, em comparação com essas outras espoletas.

Fundo

Antes da invenção do fusível de proximidade, a detonação era induzida por contato direto, um cronômetro ajustado no lançamento ou um altímetro. Todos esses métodos anteriores têm desvantagens. A probabilidade de um acerto direto em um pequeno alvo em movimento é baixa; um projétil que erra o alvo não vai explodir. Um detonador disparado por tempo ou altura requer uma boa previsão do atirador e um tempo preciso do detonador. Se um dos dois estiver errado, mesmo os projéteis apontados com precisão podem explodir sem causar danos antes de atingir o alvo ou depois de ultrapassá-lo. No início do The Blitz , estimou-se que levava 20.000 tiros para abater uma única aeronave. Outras estimativas colocam o número tão alto quanto 100.000 ou tão baixo quanto 2.500 rodadas para cada aeronave. Com um detonador de proximidade, o projétil ou míssil só precisa passar perto do alvo em algum momento durante seu vôo. O detonador de proximidade torna o problema mais simples do que os métodos anteriores.

Os fusíveis de proximidade também são úteis para produzir rajadas de ar contra alvos terrestres. Um detonador de contato explodiria ao atingir o solo; não seria muito eficaz para espalhar estilhaços. Um detonador temporizador pode ser configurado para explodir alguns metros acima do solo, mas o tempo é vital e geralmente requer que os observadores forneçam informações para ajustar o tempo. Os observadores podem não ser práticos em muitas situações, o terreno pode ser irregular e a prática é lenta em qualquer caso. Fuzíveis de proximidade instalados em armas como artilharia e morteiros resolvem este problema por ter uma gama de alturas de explosão definidas [por exemplo, 2, 4 ou 10 m (7, 13 ou 33 pés)] acima do solo que são selecionadas por equipes de armas. O projétil estoura na altura apropriada acima do solo.

Segunda Guerra Mundial

A ideia de um fusível de proximidade há muito era considerada militarmente útil. Várias ideias foram consideradas, incluindo sistemas ópticos que emitiam uma luz, às vezes infravermelha , e disparados quando a reflexão alcançava um certo limite, vários meios disparados por terra usando sinais de rádio e métodos capacitivos ou indutivos semelhantes a um detector de metal . Todos estes sofreram com o grande tamanho da eletrônica pré-Segunda Guerra Mundial e sua fragilidade, bem como a complexidade dos circuitos necessários.

Pesquisadores militares britânicos do estabelecimento de pesquisa de telecomunicações (TRE) Samuel C. Curran , William AS Butement , Edward S. Shire e Amherst FH Thomson conceberam a ideia de um detonador de proximidade nos estágios iniciais da Segunda Guerra Mundial . Seu sistema envolvia um radar Doppler pequeno e de curto alcance . Os testes britânicos foram então realizados com "projéteis não girados", neste caso foguetes. No entanto, os cientistas britânicos não tinham certeza se um detonador poderia ser desenvolvido para projéteis antiaéreos, que precisavam suportar acelerações muito maiores do que os foguetes. Os britânicos compartilharam uma ampla gama de ideias possíveis para projetar um fusível, incluindo um fusível fotoelétrico e um fusível de rádio, com os Estados Unidos durante a missão Tizard no final de 1940. Para trabalhar em conchas, um fusível precisava ser miniaturizado para sobreviver à alta aceleração de lançamento de canhão e ser confiável.

O Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional atribuiu a tarefa ao físico Merle A. Tuve do Departamento de Magnetismo Terrestre. Também acabaram sendo atraídos pesquisadores do National Bureau of Standards (esta unidade de pesquisa do NBS mais tarde tornou-se parte do Laboratório de Pesquisa do Exército ). O trabalho foi dividido em 1942, com o grupo de Tuve trabalhando em detonadores de proximidade para projéteis, enquanto os pesquisadores do National Bureau of Standards se concentravam na tarefa tecnicamente mais fácil de bombas e foguetes. O trabalho no fusível do escudo do rádio foi concluído pelo grupo de Tuve, conhecido como Seção T, no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (APL). Mais de 100 empresas americanas foram mobilizadas para construir cerca de 20 milhões de espoletas.

O detonador de proximidade foi uma das inovações tecnológicas mais importantes da Segunda Guerra Mundial. Era tão importante que era um segredo guardado em um nível semelhante ao do projeto da bomba atômica ou da invasão do Dia D. O almirante Lewis L. Strauss escreveu isso,

Um dos desenvolvimentos militares mais originais e eficazes na Segunda Guerra Mundial foi o detonador de proximidade, ou 'VT'. Foi usado tanto no Exército como na Marinha, e foi empregado na defesa de Londres. Embora nenhuma invenção tenha vencido a guerra, o detonador de proximidade deve ser listado entre o grupo muito pequeno de desenvolvimentos, como o radar, do qual a vitória dependia muito.

Posteriormente, descobriu-se que o detonador era capaz de detonar projéteis de artilharia em rajadas de ar , aumentando enormemente seus efeitos antipessoal.

Na Alemanha, mais de 30 (talvez até 50) projetos de fusíveis de proximidade diferentes foram desenvolvidos ou pesquisados ​​para uso antiaéreo , mas nenhum viu serviço. Entre eles, fusíveis acústicos acionados pelo som do motor, baseado em campos eletrostáticos desenvolvidos por Rheinmetall Borsig , e fusíveis de rádio. Em meados de novembro de 1939, um tubo de lâmpada de néon alemão e um projeto de um protótipo de fusível de proximidade baseado em efeitos capacitivos foram recebidos pela Inteligência Britânica como parte do Relatório de Oslo .

Na era pós-Segunda Guerra Mundial, vários novos sistemas de detonadores de proximidade foram desenvolvidos, incluindo rádio, óptico e outros meios. Uma forma comum usada em armas ar-ar modernas usa um laser como fonte óptica e tempo de vôo para alcance.

Design no Reino Unido

A primeira referência ao conceito de radar no Reino Unido foi feita por WAS Butement e PE Pollard, que construíram um pequeno modelo de placa de ensaio de um radar pulsado em 1931. Eles sugeriram que o sistema seria útil para as unidades de artilharia costeira , que podiam medir com precisão a faixa de envio, mesmo à noite. O War Office se mostrou desinteressado no conceito e disse aos dois que trabalhassem em outras questões.

Em 1936, o Ministério da Aeronáutica assumiu o controle de Bawdsey Manor para desenvolver ainda mais seu protótipo de sistemas de radar que surgiria no ano seguinte como Chain Home . O Exército de repente ficou extremamente interessado no tópico do radar e enviou Butement e Pollard para Bawdsey para formar o que ficou conhecido como "Célula do Exército". Seu primeiro projeto foi um renascimento de seu trabalho original na defesa costeira, mas logo foram orientados a iniciar um segundo projeto para desenvolver um radar de alcance único para auxiliar canhões antiaéreos .

Quando esses projetos passaram do desenvolvimento para a forma de protótipo no final dos anos 1930, Butement voltou sua atenção para outros conceitos, e entre eles estava a ideia de um fusível de proximidade:

... Nisto entrou Butement, projetista de conjuntos de radar CD / CHL e GL , com uma proposta em 30 de outubro de 1939 para dois tipos de detonador de rádio: (1) um conjunto de radar rastrearia o projétil, e o operador transmitiria um sinalizar para um receptor de rádio no detonador quando o alcance, a quantidade difícil para os artilheiros determinarem, era o mesmo do alvo e (2) um detonador emitiria ondas de rádio de alta frequência que interagiriam com o alvo e produziriam , como consequência da alta velocidade relativa do alvo e do projétil, um sinal de frequência Doppler detectado no oscilador.

Em maio de 1940, uma proposta formal de Butement, Edward S. Shire e Amherst FH Thompson foi enviada ao Estabelecimento de Defesa Aérea Britânica com base no segundo dos dois conceitos. Um circuito de placa de ensaio foi construído e o conceito foi testado em laboratório movendo uma folha de estanho a várias distâncias. Os primeiros testes de campo conectaram o circuito a um disparador de tiratron operando uma câmera montada em torre que fotografava aeronaves que passavam para determinar a distância da função do detonador.

Os fusíveis protótipos foram então construídos em junho de 1940 e instalados em " projéteis não girados ", o nome britânico para foguetes movidos a combustível sólido , e disparados contra alvos sustentados por balões. Os foguetes têm aceleração relativamente baixa e nenhuma rotação criando força centrífuga , então as cargas no delicado fusível eletrônico são relativamente benignas. Foi entendido que a aplicação limitada não era ideal; um detonador de proximidade seria útil em todos os tipos de artilharia e especialmente na artilharia antiaérea, mas aquelas tinham acelerações muito altas.

Já em setembro de 1939, John Cockcroft iniciou um esforço de desenvolvimento na Pye Ltd. para desenvolver tubos capazes de suportar essas forças muito maiores. A pesquisa de Pye foi transferida para os Estados Unidos como parte do pacote de tecnologia entregue pela Missão Tizard quando os Estados Unidos entraram na guerra. O grupo de Pye foi aparentemente incapaz de fazer seus pentodos robustos funcionarem de forma confiável sob altas pressões até 6 de agosto de 1941, após os testes bem-sucedidos do grupo americano.

Em busca de uma solução de curto prazo para o problema da válvula, em 1940 os britânicos encomendaram 20.000 tubos em miniatura da Western Electric Company e da Radio Corporation of America , destinados ao uso em aparelhos auditivos . Uma equipe americana sob o comando do almirante Harold G. Bowen, Sr. corretamente deduziu que os tubos foram feitos para experimentos com detonadores de proximidade para bombas e foguetes.

Em setembro de 1940, a Missão Tizard viajou para os Estados Unidos para apresentar a seus pesquisadores uma série de desenvolvimentos no Reino Unido, e o tópico dos fusíveis de proximidade foi levantado. Os detalhes dos experimentos britânicos foram repassados ​​ao Laboratório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos e ao Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional (NDRC). A informação também foi compartilhada com o Canadá em 1940 e o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá delegou o trabalho no fusível a uma equipe da Universidade de Toronto .

Melhoria nos EUA

Antes e após o recebimento dos projetos de circuitos dos britânicos, vários experimentos foram realizados por Richard B. Roberts, Henry H. Porter e Robert B. Brode sob a direção do Presidente da Seção T do NDRC, Merle Tuve . O grupo de Tuve era conhecido como Seção T, não APL, durante a guerra. Como Tuve disse mais tarde em uma entrevista: "Ouvimos alguns rumores sobre os circuitos que eles estavam usando nos foguetes na Inglaterra, então eles nos deram os circuitos, mas eu já tinha articulado a coisa nos foguetes, nas bombas e no projétil." Como Tuve entendeu, o circuito do detonador era rudimentar. Em suas palavras, "A única característica marcante nessa situação é o fato de que o sucesso desse tipo de espoleta não depende de uma ideia técnica básica - todas as ideias são simples e bem conhecidas em todos os lugares." O trabalho crítico de adaptação do detonador para projéteis antiaéreos foi feito nos Estados Unidos, não na Inglaterra. Tuve afirmou que apesar de estar satisfeito com o resultado do Butement et al. Em comparação com o processo de patente da Varian (que economizou milhões de dólares da Marinha dos Estados Unidos), o desenho do fusível entregue pela Missão Tizard "não era o que fizemos para funcionar!"

Uma melhoria importante foi introduzida por Lloyd Berkner , que desenvolveu um sistema usando circuitos transmissores e receptores separados. Em dezembro de 1940, Tuve convidou Harry Diamond e Wilbur S. Hinman, Jr, do Escritório Nacional de Padrões dos Estados Unidos (NBS) para investigar o detonador aprimorado de Berkner e desenvolver um detonador de proximidade para foguetes e bombas para usar contra a Luftwaffe alemã .

Em apenas dois dias, Diamond conseguiu criar um novo design de fusível e demonstrar sua viabilidade por meio de testes extensivos no Campo de Provas Naval em Dahlgren, Virgínia. Em 6 de maio de 1941, a equipe do NBS construiu seis fusíveis que foram colocados em bombas lançadas pelo ar e testados com sucesso sobre a água.

Dado seu trabalho anterior em rádio e radiossondas na NBS, Diamond e Hinman desenvolveram o primeiro fusível de proximidade doppler de rádio de estado sólido, que empregava o efeito Doppler de ondas de rádio refletidas usando um arranjo de detector de diodo que eles criaram. O uso do efeito Doppler desenvolvido por este grupo foi posteriormente incorporado em todos os fusíveis de proximidade de rádio para aplicações de bombas, foguetes e morteiros. Mais tarde, a Divisão de Desenvolvimento de Artilharia do National Bureau of Standards (que se tornou o Harry Diamond Laboratories - e mais tarde se fundiu com o Laboratório de Pesquisa do Exército - em homenagem ao seu ex-chefe nos anos subsequentes) desenvolveu as primeiras técnicas de produção automatizadas para a fabricação de fusíveis de rádio de proximidade a um custo baixo.

Enquanto trabalhava para um empreiteiro de defesa em meados da década de 1940, o espião soviético Julius Rosenberg roubou um modelo funcional de um fusível de proximidade americano e o entregou à inteligência soviética. Não era um detonador para projéteis antiaéreos, o tipo mais valioso.

Nos Estados Unidos, o NDRC se concentrou em fusíveis de rádio para uso com artilharia antiaérea, onde a aceleração era de até 20.000  g, em oposição a cerca de 100  g para foguetes e muito menos para bombas lançadas. Além da aceleração extrema, os projéteis de artilharia foram girados pelo rifle dos canos das armas a cerca de 30.000 rpm, criando uma força centrífuga imensa. Trabalhando com a Western Electric Company e a Raytheon Company , tubos de aparelhos auditivos em miniatura foram modificados para resistir a esse estresse extremo. O fusível T-3 teve um sucesso de 52% contra um alvo aquático quando testado em janeiro de 1942. A Marinha dos Estados Unidos aceitou essa taxa de falha. Um teste simulado de condições de batalha foi iniciado em 12 de agosto de 1942. Baterias de armas a bordo do cruzador USS  Cleveland  (CL-55) testaram munição com fusível de proximidade contra alvos de drones controlados por rádio na Baía de Chesapeake . Os testes deveriam ser conduzidos ao longo de dois dias, mas pararam quando os drones foram destruídos no início do primeiro dia. Os três drones foram destruídos com apenas quatro projéteis.

Uma aplicação particularmente bem-sucedida foi o projétil de 90 mm com fusível VT com o radar de rastreamento automático SCR-584 e o computador eletrônico de controle de fogo M-9 . A combinação dessas três invenções foi bem-sucedida ao derrubar muitas bombas voadoras V-1 destinadas a Londres e Antuérpia, alvos difíceis para armas antiaéreas devido ao seu pequeno tamanho e alta velocidade.

VT (tempo variável)

O detonador aliado usou interferência construtiva e destrutiva para detectar seu alvo. O projeto tinha quatro ou cinco tubos. Um tubo era um oscilador conectado a uma antena; funcionava tanto como transmissor quanto como detector (receptor) autódino . Quando o alvo estava longe, pouca energia transmitida pelo oscilador seria refletida para o detonador. Quando um alvo estava próximo, ele refletia uma porção significativa do sinal do oscilador. A amplitude do sinal refletido correspondeu à proximidade do alvo. Este sinal refletido afetaria a corrente da placa do oscilador, permitindo a detecção.

No entanto, a relação de fase entre o sinal transmitido do oscilador e o sinal refletido do alvo variava dependendo da distância de ida e volta entre o detonador e o alvo. Quando o sinal refletido estava em fase, a amplitude do oscilador aumentaria e a corrente da placa do oscilador também aumentaria. Mas quando o sinal refletido estava fora de fase, a amplitude do sinal de rádio combinado diminuiria, o que diminuiria a corrente da placa. Portanto, a mudança da relação de fase entre o sinal do oscilador e o sinal refletido complicou a medição da amplitude desse pequeno sinal refletido.

Este problema foi resolvido aproveitando a mudança na frequência do sinal refletido. A distância entre o detonador e o alvo não era constante, mas mudava constantemente devido à alta velocidade do detonador e a qualquer movimento do alvo. Quando a distância entre o detonador e o alvo mudou rapidamente, a relação de fase também mudou rapidamente. Os sinais estavam em fase um instante e fora de fase algumas centenas de microssegundos depois. O resultado foi uma frequência de batimento heteródina que correspondeu à diferença de velocidade. Visto de outra forma, a frequência do sinal recebido foi desviada por Doppler da frequência do oscilador pelo movimento relativo do detonador e do alvo. Consequentemente, um sinal de baixa frequência, correspondente à diferença de frequência entre o oscilador e o sinal recebido, desenvolvido no terminal da placa do oscilador. Dois dos quatro tubos do fusível VT foram usados ​​para detectar, filtrar e amplificar esse sinal de baixa frequência. Observe aqui que a amplitude desse sinal de 'batida' de baixa frequência corresponde à amplitude do sinal refletido do alvo. Se a amplitude do sinal de frequência de batimento amplificado fosse grande o suficiente, indicando um objeto próximo, ele acionava o quarto tubo - um tiratron cheio de gás . Ao ser disparado, o tiratron conduziu uma grande corrente que disparou o detonador elétrico.

Para ser usado com projéteis de arma, que experimentam aceleração e forças centrífugas extremamente altas, o projeto do fusível também precisava utilizar muitas técnicas de endurecimento de choque. Isso incluiu eletrodos planos e embalagem dos componentes em cera e óleo para equalizar as tensões. Para evitar a detonação prematura, a bateria embutida que armava o projétil tinha um atraso de vários milissegundos antes de seus eletrólitos serem ativados, dando ao projétil tempo para limpar a área do canhão.

A designação VT significa tempo variável. O capitão SR Shumaker, diretor da Divisão de Pesquisa e Desenvolvimento do Bureau of Ordnance, cunhou o termo para ser descritivo, sem sugerir a tecnologia.

Desenvolvimento

O campo de artilharia antiaérea na Base da Força Aérea de Kirtland, no Novo México, foi usado como uma das instalações de teste para o detonador de proximidade, onde quase 50.000 disparos de teste foram conduzidos de 1942 a 1945. Os testes também ocorreram no Aberdeen Proving Ground em Maryland, onde cerca de 15.000 bombas foram disparadas. Outros locais incluem Ft. Fisher na Carolina do Norte e Blossom Point, Maryland.

O desenvolvimento e a produção inicial da Marinha dos Estados Unidos foram terceirizados para a empresa Wurlitzer , em sua fábrica de órgãos de barril em North Tonawanda, Nova York .

Produção

A primeira produção em grande escala de tubos para os novos fusíveis foi na fábrica da General Electric em Cleveland, Ohio, anteriormente usada na fabricação de lâmpadas para árvores de Natal. A montagem do fusível foi concluída nas fábricas da General Electric em Schenectady, Nova York e Bridgeport, Connecticut . Uma vez que as inspeções do produto acabado foram concluídas, uma amostra das espoletas produzidas em cada lote foi enviada para o National Bureau of Standards, onde foram submetidas a uma série de testes rigorosos no Laboratório de Testes de Controle especialmente construído. Esses testes incluíram testes de baixa e alta temperatura, testes de umidade e testes de choque repentino.

Em 1944, uma grande proporção da indústria eletrônica americana concentrou-se na fabricação de fusíveis. Os contratos de aquisição aumentaram de $ 60 milhões em 1942 para $ 200 milhões em 1943, para $ 300 milhões em 1944 e atingiram $ 450 milhões em 1945. À medida que o volume aumentou, a eficiência entrou em jogo e o custo por detonador caiu de $ 732 em 1942 para $ 18 em 1945. Isso permitiu a compra de mais de 22 milhões de fusíveis por aproximadamente um bilhão de dólares (US $ 14,6 bilhões em 2021 USD). Os principais fornecedores foram Crosley , RCA , Eastman Kodak , McQuay-Norris e Sylvania . Também havia mais de dois mil fornecedores e subfornecedores, desde fabricantes de pó a oficinas mecânicas. Foi uma das primeiras aplicações de produção em massa de circuitos impressos .

Desdobramento, desenvolvimento

Vannevar Bush , chefe do Escritório de Pesquisa Científica e Desenvolvimento dos Estados Unidos (OSRD) durante a guerra, atribuiu ao detonador de proximidade três efeitos significativos.

  • Foi importante na defesa dos ataques Kamikaze japoneses no Pacífico. Bush estimou um aumento de sete vezes na eficácia da artilharia antiaérea de 5 polegadas com essa inovação.
  • Foi uma parte importante das baterias antiaéreas controladas por radar que finalmente neutralizaram os ataques V-1 alemães na Inglaterra.
  • Foi usado na Europa a partir da Batalha do Bulge, onde foi muito eficaz em projéteis de artilharia disparados contra formações de infantaria alemãs e mudou as táticas de guerra terrestre.

No início, os detonadores eram usados ​​apenas em situações em que não podiam ser capturados pelos alemães. Eles foram usados na artilharia terrestre no sul do Pacífico, em 1944. Também em 1944, espoletas foram destinados ao Exército britânico 's Anti-Aircraft Command , que estava empenhado em defender a Grã-Bretanha contra o V-1. Como a maioria dos pesados ​​canhões antiaéreos britânicos foram posicionados em uma longa e estreita faixa costeira, projéteis falsos caíram no mar, fora do alcance de captura. Ao longo da campanha do V-1 alemão, a proporção de bombas voadoras que voaram através do cinturão de canhões costeira que foram destruídas aumentou de 17% para 74%, chegando a 82% durante um dia. Um pequeno problema encontrado pelos britânicos foi que o detonador era sensível o suficiente para detonar o projétil se ele passasse muito perto de uma ave marinha e várias "mortes" de aves marinhas fossem registradas.

O Pentágono recusou-se a permitir que a artilharia de campanha aliada usasse os fusíveis em 1944, embora a Marinha dos Estados Unidos tenha disparado projéteis antiaéreos com fusíveis de proximidade durante a invasão da Sicília em julho de 1943 . Depois que o General Dwight D. Eisenhower exigiu permissão para usar os fusíveis, 200.000 projéteis com fusíveis VT (codinome "POZIT") foram usados ​​na Batalha do Bulge em dezembro de 1944. Eles tornaram a artilharia pesada Aliada muito mais devastadora, pois todas as bombas explodiram pouco antes de atingirem o solo. As divisões alemãs foram apanhadas a céu aberto porque se sentiam a salvo de disparos cronometrados, porque se pensava que o mau tempo impediria uma observação precisa. O general americano George S. Patton atribuiu à introdução de detonadores de proximidade a salvação de Liège e afirmou que seu uso exigia uma revisão das táticas de guerra terrestre.

Bombas e foguetes equipados com fusíveis de rádio de proximidade estavam em serviço limitado com a USAAF e USN no final da 2ª Guerra Mundial. Os principais alvos dessas bombas detonadas com fusíveis de proximidade e foguetes eram bases antiaéreas e campos de aviação .

Tipos de sensor

Rádio

A detecção de radiofrequência é o principal princípio de detecção para projéteis de artilharia.

O dispositivo descrito na patente Segunda Guerra Mundial funciona como se segue: O revestimento contém um micro transmissor que usa o corpo do invólucro como uma antena e emite uma onda contínua de cerca de 180-220 MHz. Conforme a casca se aproxima de um objeto refletivo, um padrão de interferência é criado. Esse padrão muda com a redução da distância: a cada meio comprimento de onda na distância (meio comprimento de onda nesta frequência é cerca de 0,7 metros), o transmissor está dentro ou fora da ressonância. Isso causa um pequeno ciclo da potência irradiada e, consequentemente, a corrente de alimentação do oscilador de cerca de 200–800 Hz, a frequência Doppler . Este sinal é enviado através de um filtro passa-banda , amplificado e dispara a detonação quando excede uma dada amplitude.

Ótico

O sensoriamento óptico foi desenvolvido em 1935 e patenteado no Reino Unido em 1936, por um inventor sueco, provavelmente Edward W. Brandt, usando um petoscópio . Ele foi testado pela primeira vez como parte de um dispositivo de detonação de bombas que seriam lançadas sobre aviões bombardeiros, parte do conceito de "bombas sobre bombardeiros" do Ministério da Aeronáutica do Reino Unido. Foi considerado (e mais tarde patenteado por Brandt) para uso com mísseis antiaéreos disparados do solo. Usou então uma lente toroidal, que concentrava toda a luz de um plano perpendicular ao eixo principal do míssil em uma fotocélula. Quando a corrente da célula mudou uma certa quantidade em um determinado intervalo de tempo, a detonação foi disparada.

Alguns mísseis ar-ar modernos (por exemplo, o ASRAAM e o AA-12 Adder ) usam lasers para disparar a detonação. Eles projetam feixes estreitos de luz laser perpendiculares ao vôo do míssil. Enquanto o míssil viaja em direção ao seu alvo, a energia do laser simplesmente se irradia para o espaço. Conforme o míssil passa por seu alvo, parte da energia atinge o alvo e é refletida no míssil, onde os detectores o detectam e detonam a ogiva.

Acústico

Os fusíveis de proximidade acústica são acionados pelas emissões acústicas de um alvo (por exemplo, o motor de uma aeronave ou a hélice de um navio). A atuação pode ser por meio de um circuito eletrônico acoplado a um microfone , ou hidrofone , ou mecanicamente, por meio de uma palheta vibratória ressonante conectada a um filtro de tom de diafragma.

Durante a 2ª Guerra Mundial, os alemães tiveram pelo menos cinco fusíveis acústicos para uso antiaéreo em desenvolvimento, embora nenhum tenha visto serviço operacional. O mais avançado dos designs de fusíveis acústicos alemães foi o Rheinmetall-Borsig Kranich (alemão para Crane ), que era um dispositivo mecânico que utilizava um filtro de tom de diafragma sensível a frequências entre 140 e 500 Hz conectado a um interruptor de palheta vibratória ressonante usado para disparar um cabo elétrico ignitor. Os mísseis teleguiados Schmetterling , Enzian , Rheintochter e X4 foram todos projetados para uso com o fusível de proximidade acústica Kranich.

Durante a 2ª Guerra Mundial , o Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional (NDRC) investigou o uso de detonadores acústicos de proximidade para armas antiaéreas , mas concluiu que havia abordagens tecnológicas mais promissoras. A pesquisa do NDRC destacou a velocidade do som como uma das principais limitações no projeto e uso de fusíveis acústicos, particularmente em relação a mísseis e aeronaves de alta velocidade.

A influência hidroacústica é amplamente utilizada como mecanismo de detonação de minas navais e torpedos . A hélice de um navio girando na água produz um poderoso ruído hidroacústico que pode ser captado por um hidrofone e usado para homing e detonação. Os mecanismos de disparo de influência geralmente usam uma combinação de receptores de indução acústica e magnética .

Magnético

Mina magnética alemã da Segunda Guerra Mundial que caiu no solo em vez de na água.
Artigo principal: Fuzível de proximidade magnética

O sensoriamento magnético só pode ser aplicado para detectar grandes massas de ferro, como navios. É usado em minas e torpedos. Os fusíveis deste tipo podem ser derrotados por desmagnetização , usando cascos não metálicos para navios (especialmente caça-minas ) ou por laços de indução magnética instalados em aeronaves ou bóias rebocadas .

Pressão

Algumas minas navais usam detonadores de pressão que são capazes de detectar a onda de pressão de um navio passando por cima. Sensores de pressão são geralmente usados ​​em combinação com outras tecnologias de detonação de fusíveis, como indução acústica e magnética .

Durante a 2ª Guerra Mundial, fusíveis ativados por pressão foram desenvolvidos para bastões (ou trens) de bombas para criar explosões aéreas acima do solo . A primeira bomba no bastão foi equipada com uma espoleta de impacto, enquanto as outras bombas foram equipadas com detonadores acionados por diafragma sensíveis à pressão. A explosão da primeira bomba foi usada para acionar o estopim da segunda bomba que explodiria acima do solo e nesta vez detonaria a terceira bomba com o processo repetido todo o caminho até a última bomba na cadeia. Devido à velocidade de avanço do bombardeiro , as bombas equipadas com detonadores de pressão explodiriam aproximadamente na mesma altura acima do solo ao longo de uma trajetória horizontal. Este projeto foi usado nas espoletas britânicas No44 “Pistol” e nas alemãs Rheinmetall-Borsig BAZ 55A.

Galeria

  • Concha de morteiro HE 120mm equipada com espoleta de proximidade

  • Concha de morteiro HE 120mm equipada com espoleta de proximidade M734

  • Carcaça de argamassa HE 60 mm equipada com espoleta de proximidade

  • Um fusível de artilharia de 155 mm com seletor para detonação de ponto / proximidade (atualmente definido para proximidade).

Veja também

Notas

Referências

Bibliografia

Leitura adicional

  • Allard, Dean C. (1982), "The Development of the Radio Proximity Fuze" (PDF) , Johns Hopkins APL Technical Digest , 3 (4): 358–59
  • Bennett, Geoffrey (1976), "The Development of the Proximity Fuze", Journal of the Royal United Service Institution , 121 (1): 57–62, ISSN  0953-3559
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  • Fuzes, Proximidade, Elétrica: Parte Quatro , Manual de Projeto de Engenharia: Série de Munições, Comando de Materiais do Exército dos Estados Unidos, AMCP 706-214
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  • US 3166015 , Tuve, Merle A. & Roberts, Richard B., "Radio Proximity Fuze", publicado 1965-01-19, atribuído aos Estados Unidos da América 
  • Allen, Kevin. "Fusíveis de proximidade de artilharia" . Warfare History Network . Página visitada em 4 de junho de 2018 .

links externos