史峰

水雷引信，是指水雷的引爆裝置。它決定了水雷的起爆方式，是水雷殺傷能力的重要指標(biāo)，也是水雷性能的核心要素，體現(xiàn)了水雷對目標(biāo)的識別和判斷能力。對于水雷這類自主武器系統(tǒng)而言，引信技術(shù)顯得尤為重要。如果引信技術(shù)落后，那么很可能使水雷偏離原有的作戰(zhàn)設(shè)定，造成“該爆不爆，不該爆瞎爆”的錯誤。同時，引信技術(shù)還是水雷抗掃能力的重要標(biāo)志。在很大程度上，水雷引信技術(shù)的發(fā)展反映了水雷技術(shù)的發(fā)展。

名副其實的“水底地雷”

水雷源于中國，從“水底雷”、“水底龍王炮”，到“水底鳴雷”，再到“混江龍”，近百年的時間跨度中，變化的不僅是名稱，還有技術(shù)。其中，又以引信技術(shù)的進步最為明顯。顯然，勤勞聰慧的古代中國人民很早就已經(jīng)意識到水雷引信的重要性。

最初的“水底雷”由地雷演化而來，因此在起爆方式的設(shè)計上還是沿用老式地雷的技術(shù)，即采用人工拉拽的方式激活水雷機械擊發(fā)裝置，引爆水雷。在《武編》一書中，描述“水底雷”引信的內(nèi)容是：“上用繩絆”，也就是說用一根繩索連接擊發(fā)裝置，由岸上或船上的操作人員控制。在實戰(zhàn)中，將水雷布設(shè)在敵船必經(jīng)的水域附近，當(dāng)敵艦駛近時，岸上水軍拉動擊發(fā)裝置連接繩，引起水雷爆炸。從這個角度來看，“水底地雷”名副其實。

通過人工拉拽起爆，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，有現(xiàn)成的地雷引信技術(shù)可以使用，起爆時機把握準(zhǔn)確。但水雷畢竟不同于地雷。一方面，人工操縱水雷受到較大的視距限制；另一方面，水上作戰(zhàn)沒有良好的隱蔽條件，引信操作人員遭敵艦攻擊的風(fēng)險較大。如果能夠使水雷自動引爆，那么上述問題就迎刃而解了。于是，“水底龍王炮”橫空出世。

在火花四濺中探尋水中制勝之道

“水底龍王炮”用燃香作引信，燃香根部與水雷火藥處相連，當(dāng)香燃燒殆盡時便引爆水雷?！段鋫渲尽分袑Α八埻跖凇币绞降拿枋鍪牵骸跋愕交鸢l(fā)”。這種定時引爆的引信技術(shù)解決了人工操縱距離受限和風(fēng)險較大的問題，是最原始的自動引信技術(shù)。但它也存在引爆節(jié)點不可控的弊端，實戰(zhàn)中必須在敵艦?？康纳狭饔嬎愫镁嚯x，并且還要觀察水文氣象條件以確保水雷漂流在預(yù)期之內(nèi)。因此，“水底龍王炮”的實際作戰(zhàn)效果并不盡如人意。如何準(zhǔn)確引爆水雷成為了當(dāng)時明朝水師將領(lǐng)苦苦思考的問題。

“水底鳴雷”的出現(xiàn)一舉解決了上述作戰(zhàn)難題，將水雷引信帶入了全新的觸發(fā)時代。其基本原理是將水雷與岸上或船上的固定裝置相連，形成類似攔阻索的觸發(fā)裝置，水雷內(nèi)部有懸空的火石與火鐮，當(dāng)敵艦碰到攔阻索時，火石火鐮發(fā)生碰撞并摩擦生火，引爆水雷。在《天工開物·火器》中有關(guān)于“水底鳴雷”改進型——“混江龍”觸發(fā)原理的描述：“漆固皮囊裹炮沉于水底，岸上帶索引機。囊中懸吊火石、火鐮，索機一動，其中自發(fā)。敵舟行過，遇之則敗。”

無論是燃香定時點火，還是火石火鐮摩擦生火，古代中國軍民一直在火花四濺的道路上探尋水中的制勝之道。然而，“水火不容”的客觀真理給基于物理原理設(shè)計的水雷引信技術(shù)宣判了死刑?！耙粭l道走到黑”的努力堅持并不適用于武器裝備發(fā)展，顯然，只有基于新原理的引信技術(shù)才能帶領(lǐng)水雷走向更加美好的明天。

用化學(xué)原理譜寫觸發(fā)的奧秘

“小桶戰(zhàn)爭”讓水雷走進了西方的視野，隨著水雷技術(shù)的迅速擴散和實戰(zhàn)中的不斷運用，西方人也陷入了近3個世紀(jì)前困擾中國軍民的引信難題之中。如何在潮濕的環(huán)境中實現(xiàn)可靠的引爆，同時還能有效隱藏自身，成為了西方軍事家和科學(xué)家改進水雷的基本目標(biāo)。

19世紀(jì)中期，俄國科學(xué)家B·C·亞圖比發(fā)明了以電解液為原料的觸發(fā)水雷，并在第九次俄土戰(zhàn)爭中取得了極佳的戰(zhàn)果。從原理上分析，電解液觸發(fā)引信以觸角的形狀設(shè)置于水雷外部，每個觸角由鋅杯、碳棒和裝有電解液的密封管組成。觸角按電池的內(nèi)部構(gòu)造制作，實際上每一個觸角就像一節(jié)干電池，鋅杯等于是電池外層的鋅皮，碳棒類似電池頂部帶銅頭的碳芯，玻璃管中的電解液就是電池中的粘稠液體。只要艦船碰到任何一個觸角，就會使電解液從破裂的密封管中流到鋅杯和碳棒之間，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一個化學(xué)電池。其產(chǎn)生的電流傳遞到電雷管，導(dǎo)致電雷管起爆，從而引起水雷爆炸。

電解液觸發(fā)引信技術(shù)是水雷發(fā)展史上的一次革命。一方面，它以電雷管通電來引爆炸藥，成功解決了點火引信在水中可靠性不足的問題，奠定了未來水雷引爆方式的技術(shù)原理；另一方面，與線觸發(fā)不同，水雷不再需要與岸船相連，成為了獨立的作戰(zhàn)平臺，活動空間更大、隱蔽性更強。俄國人另辟蹊徑，用化學(xué)原理譜寫了觸發(fā)的奧秘。初臨人間的現(xiàn)代水雷技術(shù)幾乎在一夜之間將這類渾身帶“刺”的黑色鐵球推入了海戰(zhàn)武器的主流“朋友圈”，廣袤無垠的大洋上處處流傳著“水下殺手”的喋血傳奇。

德國人開啟的水下多重感應(yīng)之門

迅速擴散的電解液觸發(fā)引信技術(shù)在日俄戰(zhàn)爭和一戰(zhàn)中大放異彩，觸發(fā)水雷神秘詭異的攻擊方式讓水雷技術(shù)落后的參戰(zhàn)國吃盡苦頭。而在這之中，應(yīng)該沒有任何一個國家比德國對水雷重要性的認(rèn)識更加深刻，畢竟戰(zhàn)爭初期違反海牙會議決定嘗到的甜頭和“北海大障礙”留下的心靈創(chuàng)傷很難在短時間內(nèi)平復(fù)。于是，當(dāng)“邪惡軸心”驅(qū)動的戰(zhàn)爭車輪開始緩緩滾動時，擁有雄厚工業(yè)基礎(chǔ)的納粹德國早已為即將到來的水下復(fù)仇做好了充分準(zhǔn)備。

第一重感應(yīng)門：非觸發(fā)水雷的奠基者——磁引信技術(shù)

1939年9月，在閃擊波蘭的同時德國早已預(yù)料到英國的反應(yīng)。納粹海軍在泰晤士河口到哈姆貝爾附近的海水中布置了大量水雷用以阻擋當(dāng)時還頂著“日不落帝國”名號的英國皇家海軍的進攻。德國似乎并沒有刻意隱藏自己的布雷行動，英國皇家海軍在發(fā)現(xiàn)航道上已被布設(shè)水雷后果斷采取了掃雷措施，當(dāng)然，使用的是清掃觸發(fā)水雷的工具，出人意料的是，掃雷艇在疑似海域沒有任何斬獲。大不列顛的軍艦迫不及待地駛出了港口，結(jié)果在不斷響起的爆炸聲中，皇家海軍失去了17艘艦艇。一頭霧水的英國人怎么也想不通自己發(fā)明的掃雷具之前百試不爽，為什么這次毫無作用。

答案在2個月后德國人的一次疏忽中揭曉。11月，德國在用飛機布撒水雷時誤將一枚水雷投到了休伯里附近的淺灘上，英國哨兵發(fā)現(xiàn)后立即通知了國內(nèi)的水雷專家，經(jīng)過解剖分析，發(fā)現(xiàn)德國如今使用的不再是80年前的觸發(fā)水雷，而是一種以磁場感應(yīng)為引信的新式水雷。眾所周知，艦船在船廠建造時要經(jīng)過一個很長的時間，在此期間，構(gòu)成船體的鋼板會因頻繁的敲擊而被地球磁場逐漸磁化，從而帶上磁性。艦船下水后，就會成為一個浮動的大磁體。磁引信技術(shù)就是以艦船本身的磁場為觸發(fā)源，一旦在有效距離內(nèi)感應(yīng)到了艦船的磁場信號，就會自動引爆。

從結(jié)構(gòu)上看，磁性水雷為長圓柱形，引信部分主要集中在尾部，由磁針、電雷管和電池等部件組成。磁引信技術(shù)基于電解液引信技術(shù)，依然是由通電的電雷管引爆炸藥，只是將觸發(fā)水雷的暴露在外的觸角以電池的形式收入雷體，然后在電池與電雷管之間增加了一個由磁針和中間機構(gòu)組成的電路開關(guān)控制裝置。當(dāng)艦船通過磁針感應(yīng)區(qū)域時，磁針發(fā)生擺動，當(dāng)磁場足夠強時，也就是艦船行駛到水雷殺傷范圍內(nèi)時，磁針擺動幅度加大最終聯(lián)通中間機構(gòu)開始工作。當(dāng)中間機構(gòu)工作達到一定時間后（一般為幾秒鐘）便能夠使開關(guān)閉合，電雷管隨即通電引爆水雷。

磁性水雷的出現(xiàn)無疑是水雷技術(shù)發(fā)展史上的又一次革命，其內(nèi)部構(gòu)造，特別是“電池-中間機構(gòu)-開關(guān)-電雷管”的引爆電路結(jié)構(gòu)成為了今后水雷設(shè)計的范本。隨著二戰(zhàn)逐漸進入白熱化，戰(zhàn)爭的強烈需求使新型非觸發(fā)水雷不斷涌現(xiàn)。

第二重感應(yīng)門：拓展探測范圍的聲引信技術(shù)在意外獲得德國的磁性水雷后，英國只用了半年的時間就研制出了針對性的掃雷工具。本以為高枕無憂的英國人顯然低估了德國人復(fù)仇的決心。1940年8月，德國海軍再次在英國沿海區(qū)域布設(shè)水雷，這次德國人還是沒打算隱藏自己，英國人的掃雷行動依然無功而返?！俺砸粔q，長一智”的紳士們敏銳地意識到德國再次升級了水雷引信技術(shù)，于是開始四處搜尋德國的新式水雷。答案仍然是在2個月后揭曉。經(jīng)過解剖，英國的水雷專家發(fā)現(xiàn)德國海軍布設(shè)的新式水雷采用的是聲場引信技術(shù)，即利用艦船機械、螺旋槳等部件發(fā)出的噪音作為引爆水雷的引信感應(yīng)信號。

音響水雷的基本構(gòu)造與磁性水雷大體相同，只是控制引爆電路開關(guān)的裝置由磁針變成了音波接收器。通過該裝置將艦船發(fā)出的聲波變成電信號，電信號經(jīng)過放大、整流后，輸送到線框，使指針擺動，中間機構(gòu)開始工作，隨后接通開關(guān)使電雷管通電，引起水雷爆炸。由于聲信號的傳播距離要遠大于磁信號，因此聲引信技術(shù)使非觸發(fā)水雷的探測范圍得到大幅拓展。

第三重感應(yīng)門：“無解”的水壓引信技術(shù)面對再次惡化的水下安全形勢，英國又設(shè)計出了針對音響水雷的掃雷具。戰(zhàn)場上高歌猛進的德國決不允許在任何一方面落后于盟軍，尤其是幾乎已經(jīng)被自己踏平的歐洲其它國家的軍隊。1944年1月，德國海軍少校弗蒂設(shè)計出一種名為“蠔雷”的新式水雷。6月，德國海軍在多佛爾海峽布設(shè)了216枚這樣的水雷，4天內(nèi)就炸沉了盟軍29艘艦船，炸傷多艘。

“蠔雷”以水壓變化為引信感應(yīng)信號，內(nèi)部構(gòu)造與磁性、音響水雷相似，只是控制引爆電路開關(guān)的裝置變成了壓力接收器。該裝置設(shè)于水雷頂部，上半部分裝有可膨脹、收縮的橡皮膜，固定在殼體上，內(nèi)部裝滿液體。殼體內(nèi)的液體被一層薄膜隔成上下兩個腔室，結(jié)合殼體內(nèi)的小孔形成了一個類似沙漏的結(jié)構(gòu)。水壓開關(guān)設(shè)于薄膜上方，用于聯(lián)通中間機構(gòu)。水雷布設(shè)后，薄膜上層液體受水壓加大的影響通過小孔流向下層，最終形成一個上下層均有液體的平衡狀態(tài)，此時水壓開關(guān)處于斷開狀態(tài)。當(dāng)艦船從水雷上方通過時，水壓降低，橡皮膜膨脹，殼體內(nèi)下層腔室的水壓高于上層腔室，液體開始從下層向上層反流。但由于通過小孔的流量不足以迅速化解這種壓力差，因此薄膜會被向上頂起，使水壓開關(guān)閉合，從而使中間機構(gòu)開始工作。當(dāng)持續(xù)工作一段時間后（一般為幾秒鐘），便能接通電路開關(guān)，引爆水雷。

“蠔雷”的突出特點是抗掃能力極強。由于艦船在水中航行時的水流環(huán)境十分復(fù)雜，根據(jù)流體力學(xué)中水流速度與壓力成反比的原理，艦船周圍的水壓場的變化難以準(zhǔn)確掌握，因此，即使在技術(shù)高度發(fā)達的今天，對于70多年前的“蠔雷”依然無計可施。

雖說德國革新水雷引信技術(shù)是為了發(fā)動戰(zhàn)爭，但技術(shù)并沒有對錯，從這個角度上看，德國人實際上為水雷開啟了一扇新的大門。由于不再需要與艦船直接接觸，水雷的待機位置終于可以“毫無牽掛”的下沉，以往暴露在水面的漂雷漸漸成為了一個警示符號，而不露馬腳的非觸發(fā)水雷讓平靜的水面更加危機四伏。

借力打力更加高效

非觸發(fā)引信技術(shù)讓水雷能夠在更深的水下位置待機。那么，也許會有人產(chǎn)生疑問：水雷與艦船的距離越來越遠之后，如何保證打擊效果？這正是非觸發(fā)水雷相對于觸發(fā)水雷的另外一項革命性進步：更高的打擊效能。由于不再與艦船直接接觸，因此，非觸發(fā)水雷并不依靠自身爆炸所產(chǎn)生的化學(xué)能來對艦船造成殺傷，而是通過爆炸引起的強烈水壓變化“借力打力”。

從過程上看，水雷爆炸瞬間會產(chǎn)生高溫高壓氣體，上萬個大氣壓的壓力以壓力波的形式，在水中按聲速集中向上傳遞，通過擠壓使艦體破損。由于水的可壓縮性很小，爆炸產(chǎn)生的氣體在水中形成氣泡，氣泡在不停的膨脹與收縮中推動水流對艦體破損處反復(fù)沖壓，從而持續(xù)撐大破損處，達到擊傷甚至擊沉艦艇的目的。

實戰(zhàn)中，以磁性水雷為例，擊沉一艘排水量在5 000噸左右的驅(qū)逐艦或運輸船，只需要一枚裝量為300千克的磁性水雷；而擊沉一艘排水量在8 000噸左右的巡洋艦只需要2～3枚上述水雷。當(dāng)然，由于爆炸產(chǎn)生的壓力波在水中傳播的衰減極快，所以非觸發(fā)水雷待機的位置也不可能離水面很遠，這也是沉底雷一般在淺灘和近海處布放的原因。

強強聯(lián)手與不斷拓展的物理場

德國人在納粹的瘋狂叫囂中打開了水雷的“潘多拉魔盒”，非觸發(fā)水雷在戰(zhàn)爭實踐中的優(yōu)異表現(xiàn)使世界各國沒有理由不繼續(xù)對其進行完善和升級。其中，引信技術(shù)仍是發(fā)展的重點與核心，表現(xiàn)為“磁聲壓”引信技術(shù)的精確化、組合化，以及開發(fā)新的物理場引信技術(shù)。

“磁聲壓三劍客”的優(yōu)化升級“磁聲壓”引信技術(shù)產(chǎn)生的初衷僅僅是德國人基于“矛盾對抗”的需要，新技術(shù)一旦確認(rèn)后，其發(fā)展過程總是遵循“從無到有，從有到優(yōu)”的客觀規(guī)律。

在磁引信技術(shù)方面，磁性水雷在戰(zhàn)爭中的大規(guī)模應(yīng)用暴露出了許多不足，突出表現(xiàn)為容易受到地磁場的影響而發(fā)生自爆現(xiàn)象。于是，在法拉第定律的啟示下，水雷專家研制出了磁感應(yīng)水雷，即用繞有幾萬圈導(dǎo)線的鐵棒來代替磁性水雷上的磁針。當(dāng)艦船通過磁感應(yīng)水雷上方時，移動的艦船磁場掃過水雷鐵棒上的感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流接通起爆電路，使水雷爆炸。如今，磁引信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到三軸接收、磁場梯度辨識，能夠?qū)?0～200米以內(nèi)的目標(biāo)磁信號進行處理。

在聲引信技術(shù)方面，從最初的被動接收發(fā)展為主動探測，音頻范圍也得到了大幅拓展，能夠覆蓋低頻（低于20Hz）、中頻（20Hz～20kHz）和高頻（高于20kHz），實現(xiàn)了對艦艇聲譜的全頻感應(yīng)。20世紀(jì)70年代之后，又產(chǎn)生了幅值差、方位儀、線譜聲、矢量換能器等新型聲引信，對各種目標(biāo)的聲信號處理能力大幅提升。

在水壓引信技術(shù)方面，深度傳感器的出現(xiàn)使水壓引信技術(shù)從最初簡單的利用水壓變化發(fā)展為對水壓變化的精確計算，根據(jù)結(jié)果判斷水雷上方駛過的艦艇噸位，有選擇的進行打擊。

強強聯(lián)手的復(fù)合引信“磁聲壓”引信技術(shù)特點各異，采用單一引信技術(shù)，特別是磁聲引信技術(shù)的水雷顯得不那么抗掃。在這種背景下，出現(xiàn)了將上述三類引信組合使用的復(fù)合引信技術(shù)。實踐中，主要包括聲磁復(fù)合引信、聲壓復(fù)合引信、磁壓復(fù)合引信和磁聲壓復(fù)合引信，根據(jù)“磁聲壓”引信技術(shù)的各自優(yōu)缺點進行取舍，達到取長補短、整體優(yōu)化的目的。

以技術(shù)最為成熟，使用最多的聲磁復(fù)合引信為例。由于聲引信比磁引信接收信號距離遠，所以把聲引信作為搜索目標(biāo)的值班引信。而磁引信的辨識度更高，所以將其作為引爆水雷的戰(zhàn)斗引信。平時音響機構(gòu)電路暢通，隨時可以接受音響信號。當(dāng)艦船開來時，聲波接受器先接通電流開始工作，當(dāng)艦船接近水雷上方時，磁感應(yīng)器使爆炸開關(guān)接通，電雷管起爆，引起水雷爆炸。

復(fù)合引信技術(shù)的出現(xiàn)使水雷的抗干擾、目標(biāo)識別、爆炸時機控制和抗掃性能得到進一步提升，水雷變得更加隱蔽、可怕。

拓展新的物理場引信隨著艦船制造技術(shù)的不斷發(fā)展和海洋環(huán)境噪聲的逐年增加，基于“磁聲壓”的傳統(tǒng)引信技術(shù)在目標(biāo)特征提取上面臨著越來越大的困難。因此，世界各國正積極研發(fā)電場、重力場、地震波、低頻電磁輻射、光場、熱場和宇宙射線場等多物理場傳感器，以發(fā)展新的水雷引信技術(shù)。目前來看，重力場引信技術(shù)發(fā)展最為迅速。其基本原理是通過重力感應(yīng)器計算通過水雷上方的艦船引起的重力場變化，只有超過設(shè)定噸位以上的艦船通過時才會引爆。重力引信技術(shù)將極大強化水雷的抗掃能力，因為只有用重力與引信設(shè)定值相似的物體才能有效發(fā)現(xiàn)并清掃。

如果上述物理場引信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)并應(yīng)用到實戰(zhàn)中，那么，水雷將真正成為水下的一?！般~豌豆”。

高于起點的回歸

物理場感應(yīng)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展使水雷對目標(biāo)的探測、識別和打擊能力得到了大幅提升，但對于獨立的武器系統(tǒng)而言，這些顯然是遠遠不夠的。要使水雷成為真正的“水下忍者”，智力是必備要素，而這一要素只有兩個途徑來實現(xiàn)：人為操控和人腦模擬。

從有線到無線，人為操控的“水底地雷”回歸古代中國軍民完成了地雷從陸地向水中的轉(zhuǎn)移，從那時起，水雷與地雷之間的“血緣關(guān)系”就已命中注定，兩者的發(fā)展路線，特別是引信技術(shù)的發(fā)展方式如出一轍。這種磨滅不掉的“血緣關(guān)系”在遙控地雷出現(xiàn)后再次被放大，遙控水雷上演了“水底地雷”的王者歸來，不過，這次不再需要長長的引線。

遙控水雷由控制臺和水雷組成，一個控制臺可操縱多枚水雷。遙控方式分為無線電遙控和水聲遙控，前者最大遙控距離500千米，后者則為40千米?？刂婆_可置于岸上、飛機、潛艇或水面艦艇上。平時水雷放置于一個懸浮在水中的水鼓上，水鼓用錨鏈固定在水底，上面有雷體自動解脫裝置、接收天線和電纜等。憑借水鼓里安裝的蓄電池，水雷在水下待機。作戰(zhàn)時，水雷由控制臺預(yù)先設(shè)定好的無線電信號或水聲信號“喚醒”，隨后水雷上浮至距水面一定距離后將雷體上的天線伸出水面用于接收控制臺的實時信號。操作控制臺的作戰(zhàn)人員根據(jù)水雷回傳的目標(biāo)信息進行判斷是否發(fā)起攻擊。瑞士在上世紀(jì)80年代研制的“風(fēng)暴”遙控水雷長5米，最大直徑550毫米，裝藥量170千克，總重650千克。水雷自身帶有動力系統(tǒng)，能夠以最高20節(jié)的速度航行，最大航程100千米，主要用于攻擊水面艦艇。

從“自主”到自主，人腦模擬的“水底龍王炮”回歸自主能力是所有武器裝備發(fā)展的終極目標(biāo)，特別是水雷這種待機攻擊的武器，自主能力的高低是衡量作戰(zhàn)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。智能引信技術(shù)是指對水雷引信設(shè)置模擬人腦的預(yù)編程序，通過各類傳感器收集的信號自主識別、判斷和選擇攻擊對象，例如敵我識別能力、自動選擇價值更大的目標(biāo)等。當(dāng)年“水底龍王炮”通過燃香引信脫離了人為操控，實現(xiàn)了低級的“自主”。未來，智能引信技術(shù)將使“水底龍王炮”以一個全新的高姿態(tài)回歸。展望水雷的發(fā)展前景，當(dāng)水雷完全實現(xiàn)了智能化，水中的鋼鐵戰(zhàn)陣將增設(shè)一群不知疲倦的“忠誠哨兵”。[編輯/山水]