Una espoleta de proximidad (también espoleta VT, o espoleta [1] [2] [3] ) es una espoleta que detona un dispositivo explosivo automáticamente cuando se acerca a una cierta distancia de su objetivo. Las espoletas de proximidad están diseñadas para objetivos militares esquivos, como aviones y misiles, así como para barcos en el mar y fuerzas terrestres. Este sofisticado mecanismo de activación puede aumentar la letalidad de 5 a 10 veces en comparación con la espoleta de contacto común o la espoleta temporizada. [4] [5]
Antes de la invención de la espoleta de proximidad, la detonación se inducía por contacto directo, un cronómetro programado en el lanzamiento o un altímetro. Todos estos métodos anteriores tienen desventajas. La probabilidad de un impacto directo en un objetivo pequeño en movimiento es baja; un proyectil que apenas alcance el objetivo no explotará. Una espoleta activada por tiempo o altura requiere una buena predicción por parte del artillero y una sincronización precisa por parte de la espoleta. Si alguna de las dos cosas falla, incluso los proyectiles apuntados con precisión pueden explotar sin causar daño antes de alcanzar el objetivo o después de pasarlo. Al comienzo de The Blitz , se estimó que se necesitaban 20.000 disparos para derribar un solo avión; [6] otras estimaciones sitúan la cifra en 100.000 [7] o en 2.500. [8] Con una espoleta de proximidad, el proyectil o misil sólo necesita pasar cerca del objetivo en algún momento durante su vuelo. La espoleta de proximidad simplifica el problema que los métodos anteriores.
Las espoletas de proximidad también son útiles para producir ráfagas de aire contra objetivos terrestres. Una espoleta de contacto explotaría al tocar el suelo; no sería muy eficaz para esparcir metralla. Se puede configurar una espoleta con temporizador para que explote a unos pocos metros del suelo, pero el momento es vital y normalmente requiere que los observadores proporcionen información para ajustarlo. Los observadores pueden no ser prácticos en muchas situaciones, el terreno puede ser irregular y, en cualquier caso, la práctica es lenta. Las espoletas de proximidad instaladas en armas tales como artillería y proyectiles de mortero resuelven este problema al tener una gama de alturas de explosión establecidas [por ejemplo, 2, 4 o 10 m (7, 13 o 33 pies)] sobre el suelo que son seleccionadas por los equipos de armas. El proyectil explota a la altura adecuada sobre el suelo.
La idea de una espoleta de proximidad se había considerado durante mucho tiempo útil desde el punto de vista militar. Se habían considerado varias ideas, incluidos sistemas ópticos que emitían una luz, a veces infrarroja , y se activaban cuando la reflexión alcanzaba un cierto umbral, diversos medios activados desde tierra que utilizaban señales de radio y métodos capacitivos o inductivos similares a un detector de metales . Todos ellos padecían el gran tamaño de los dispositivos electrónicos anteriores a la Segunda Guerra Mundial y su fragilidad, así como la complejidad de los circuitos necesarios.
Los investigadores militares británicos del Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE) Samuel Curran , William Butement , Edward Shire y Amherst Thomson concibieron la idea de una espoleta de proximidad en las primeras etapas de la Segunda Guerra Mundial . [9] Su sistema involucraba un radar Doppler pequeño y de corto alcance . Luego se llevaron a cabo pruebas británicas con "proyectiles no rotados" (el término británico contemporáneo para cohetes no guiados). Sin embargo, los científicos británicos no estaban seguros de si se podría desarrollar una espoleta para los proyectiles antiaéreos, que debían soportar aceleraciones mucho mayores que los cohetes. Los británicos compartieron una amplia gama de ideas posibles para diseñar una espoleta, incluida una espoleta fotoeléctrica y una espoleta de radio, con Estados Unidos durante la Misión Tizard a finales de 1940. Para trabajar con proyectiles, era necesario miniaturizar una espoleta, sobrevivir a la alta aceleración de lanzamiento de cañón, y ser confiable. [10]
El Comité de Investigación de la Defensa Nacional asignó la tarea al físico Merle Tuve del Departamento de Magnetismo Terrestre. Finalmente también se incorporaron investigadores de la Oficina Nacional de Estándares (esta unidad de investigación del NBS pasó a formar parte más tarde del Laboratorio de Investigación del Ejército ). El trabajo se dividió en 1942: el grupo de Tuve trabajó en espoletas de proximidad para proyectiles, mientras que los investigadores de la Oficina Nacional de Estándares se centraron en la tarea técnicamente más fácil de bombas y cohetes. El trabajo en la espoleta de la carcasa de radio fue completado por el grupo de Tuve, conocido como Sección T, en el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins . [11] [12] Más de 100 empresas estadounidenses se movilizaron para construir unos 20 millones de espoletas. [13]
La espoleta de proximidad fue una de las innovaciones tecnológicas más importantes de la Segunda Guerra Mundial. Era tan importante que era un secreto guardado a un nivel similar al del proyecto de la bomba atómica o la invasión del Día D. [14] [15] [16] El almirante Lewis Strauss escribió que,
Uno de los avances militares más originales y eficaces de la Segunda Guerra Mundial fue la espoleta de proximidad, o "VT". Encontró uso tanto en el ejército como en la marina y se empleó en la defensa de Londres. Si bien ningún invento ganó la guerra, la espoleta de proximidad debe incluirse entre el grupo muy pequeño de desarrollos, como el radar, de los que dependía en gran medida la victoria. [17]
Más tarde se descubrió que la espoleta podía detonar proyectiles de artillería en ráfagas de aire , aumentando considerablemente sus efectos antipersonal. [18]
En Alemania, se desarrollaron o investigaron más de 30 (quizás hasta 50) [19] diseños diferentes de espoletas de proximidad para uso antiaéreo, pero ninguno entró en servicio. [10] Estos incluían espoletas acústicas activadas por el sonido del motor, una desarrollada por Rheinmetall-Borsig basada en campos electrostáticos, y espoletas de radio. A mediados de noviembre de 1939, la inteligencia británica recibió como parte del Informe de Oslo un tubo de lámpara de neón alemán y un diseño de un prototipo de espoleta de proximidad basado en efectos capacitivos .
En la era posterior a la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron una serie de nuevos sistemas de espoletas de proximidad, utilizando métodos de detección por radio, ópticos y otros. Una forma común utilizada en las armas aire-aire modernas utiliza un láser como fuente óptica y el tiempo de vuelo para medir el alcance. [20]
La primera referencia al concepto de radar en el Reino Unido fue hecha por WAS Butement y PE Pollard, quienes construyeron un pequeño modelo de radar pulsado en 1931. Sugirieron que el sistema sería útil para que las unidades de artillería costera midieran con precisión el alcance a Envío incluso de noche. La Oficina de Guerra no estaba interesada en el concepto y les dijo a los dos que trabajaran en otros temas. [21] [22]
En 1936, el Ministerio del Aire se hizo cargo de Bawdsey Manor en Suffolk para seguir desarrollando sus prototipos de sistemas de radar que surgieron al año siguiente como Chain Home . De repente, el ejército se interesó mucho en el tema del radar y envió a Butement y Pollard a Bawdsey para formar lo que se conoció como la "Célula del Ejército". Su primer proyecto fue una reactivación de su trabajo original sobre defensa costera, pero pronto se les pidió que comenzaran un segundo proyecto para desarrollar un radar de alcance exclusivo para ayudar a los cañones antiaéreos . [23]
A medida que estos proyectos pasaron del desarrollo a la forma de prototipo a finales de la década de 1930, Butement centró su atención en otros conceptos, y entre ellos estaba la idea de una espoleta de proximidad:
... En esto entró WAS Butement, diseñador de los equipos de radar CD/CHL y GL , con una propuesta el 30 de octubre de 1939 para dos tipos de espoleta de radio: (1) un equipo de radar rastrearía el proyectil, y el operador transmitiría una señal a un receptor de radio en la espoleta cuando el alcance, la cantidad difícil de determinar para los artilleros, era el mismo que el del objetivo y (2) una espoleta emitiría ondas de radio de alta frecuencia que interactuarían con el objetivo y producirían Como consecuencia de la alta velocidad relativa del objetivo y del proyectil, se detectó una señal de frecuencia Doppler en el oscilador. [24]
En mayo de 1940, se envió una propuesta formal de Butement, Edward Shire y Amherst Thomson al Establecimiento de Defensa Aérea Británica basada en el segundo de los dos conceptos. [9] Se construyó un circuito de placa de pruebas y el concepto se probó en el laboratorio moviendo una hoja de estaño a varias distancias. Las primeras pruebas de campo conectaron el circuito a un disparador de tiratrón que operaba una cámara montada en la torre que fotografiaba los aviones que pasaban para determinar la distancia de la función de la espoleta.
Luego se construyeron prototipos de espoletas en junio de 1940, se instalaron en "proyectiles no rotados", el nombre encubierto británico para los cohetes de combustible sólido , y se dispararon contra objetivos sostenidos por globos. [9] Los cohetes tienen una aceleración relativamente baja y no crean fuerza centrífuga , por lo que las tensiones sobre la delicada espoleta electrónica son relativamente benignas. Se entendió que la aplicación limitada no era ideal; una espoleta de proximidad sería útil en todo tipo de artillería y especialmente en artillería antiaérea, pero tenían aceleraciones muy altas.
Ya en septiembre de 1939, John Cockcroft inició un esfuerzo de desarrollo en Pye Ltd. para desarrollar válvulas termoiónicas (tubos de electrones) capaces de soportar estas fuerzas mucho mayores. [25] La investigación de Pye fue transferida a los Estados Unidos como parte del paquete tecnológico entregado por la Misión Tizard cuando Estados Unidos entró en la guerra. Al parecer, el grupo de Pye no pudo conseguir que sus resistentes pentodos funcionaran de forma fiable bajo altas presiones hasta el 6 de agosto de 1941, después de las exitosas pruebas realizadas por el grupo estadounidense. [26] [27]
Buscando una solución a corto plazo al problema de las válvulas, en 1940 los británicos encargaron a Western Electric Company y Radio Corporation of America 20.000 tubos de electrones en miniatura destinados a su uso en audífonos . Un equipo estadounidense al mando del almirante Harold G. Bowen, Sr. dedujo correctamente que estaban destinados a experimentos con espoletas de proximidad para bombas y cohetes. [10]
En septiembre de 1940, la Misión Tizard viajó a los EE. UU. para presentar a sus investigadores una serie de avances en el Reino Unido y se planteó el tema de las espoletas de proximidad. Los detalles de los experimentos británicos se transmitieron al Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos y al Comité de Investigación de la Defensa Nacional (NDRC). [9] También se compartió información con Canadá en 1940 y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá delegó el trabajo sobre la espoleta a un equipo de la Universidad de Toronto . [28]
Antes y después de recibir los diseños de circuitos de los británicos, Richard B. Roberts, Henry H. Porter y Robert B. Brode llevaron a cabo varios experimentos bajo la dirección del presidente de la Sección T de la NDRC, Merle Tuve. [9] El grupo de Tuve era conocido como Sección T, que estuvo ubicada en APL durante toda la guerra. [29] Como dijo Tuve más tarde en una entrevista: "Escuchamos algunos rumores sobre circuitos que estaban usando en los cohetes en Inglaterra, luego nos dieron los circuitos, pero yo ya había articulado la cosa en los cohetes, las bombas y caparazón." [27] [30] Según entendió Tuve, el circuito de la espoleta era rudimentario. En sus palabras: "La característica más destacada de esta situación es el hecho de que el éxito de este tipo de espoleta no depende de una idea técnica básica: todas las ideas son simples y bien conocidas en todas partes". [27] El trabajo crítico de adaptar la espoleta para proyectiles antiaéreos se realizó en los Estados Unidos, no en Inglaterra. [31] Tuve dijo que a pesar de estar satisfecho con el resultado de la investigación de Butement et al. vs. demanda de patente de Varian , que afirmaba que la espoleta era una invención del Reino Unido y, por lo tanto, ahorró a la Marina de los EE. UU. millones de dólares al renunciar a las regalías, el diseño de la espoleta entregado por la Misión Tizard "no era el que hicimos para funcionar". [32]
Lloyd Berkner introdujo una mejora clave al desarrollar un sistema que utiliza circuitos transmisores y receptores separados. En diciembre de 1940, Tuve invitó a Harry Diamond y Wilbur S. Hinman, Jr, de la Oficina Nacional de Estándares (NBS) de los Estados Unidos a investigar la espoleta mejorada de Berkner y desarrollar una espoleta de proximidad para cohetes y bombas para usar contra aviones de la Luftwaffe alemana . [9] [33] [34]
En sólo dos días, Diamond pudo idear un nuevo diseño de espoleta y logró demostrar su viabilidad mediante pruebas exhaustivas en el campo de pruebas naval de Dahlgren, Virginia. [35] [36] El 6 de mayo de 1941, el equipo de la NBS construyó seis espoletas que se colocaron en bombas lanzadas desde el aire y se probaron con éxito sobre el agua. [9]
Dado su trabajo previo sobre radio y radiosondas en NBS, Diamond y Hinman desarrollaron la espoleta de proximidad que empleaba el efecto Doppler de las ondas de radio reflejadas. [34] [37] [38] El uso del efecto Doppler desarrollado por este grupo se incorporó más tarde en todas las espoletas de proximidad de radio para aplicaciones de bombas, cohetes y morteros. [33] Más tarde, la División de Desarrollo de Artillería de la Oficina Nacional de Estándares (que se convirtió en los Laboratorios Harry Diamond – y luego se fusionó con el Laboratorio de Investigación del Ejército – en honor a su ex jefe en los años siguientes) desarrolló las primeras técnicas de producción automatizadas para la fabricación. espoletas de proximidad por radio a bajo coste. [38]
Mientras trabajaba para un contratista de defensa a mediados de la década de 1940, el espía soviético Julius Rosenberg robó un modelo funcional de una espoleta de proximidad estadounidense y se lo entregó a la inteligencia soviética. [39] No era una espoleta para proyectiles antiaéreos, el tipo más valioso. [40]
En Estados Unidos, la NDRC se centró en espoletas de radio para uso con artillería antiaérea, donde la aceleración era de hasta 20.000 g , en comparación con los aproximadamente 100 g de los cohetes y mucho menos de las bombas lanzadas. [41] Además de la aceleración extrema, los proyectiles de artillería giraban mediante el estriado de los cañones de las armas a cerca de 30.000 rpm, creando una inmensa fuerza centrífuga. En colaboración con Western Electric Company y Raytheon Company , se modificaron tubos de audífonos en miniatura para soportar este estrés extremo. La espoleta T-3 tuvo un éxito del 52% contra un objetivo acuático cuando se probó en enero de 1942. La Marina de los Estados Unidos aceptó esa tasa de fracaso. El 12 de agosto de 1942 se inició una prueba de condiciones de batalla simuladas. Las baterías de armas a bordo del crucero USS Cleveland (CL-55) probaron municiones con espoleta de proximidad contra objetivos de aviones no tripulados controlados por radio sobre la Bahía de Chesapeake . Las pruebas debían realizarse durante dos días, pero se detuvieron cuando los drones fueron destruidos temprano en el primer día. Los tres drones fueron destruidos con sólo cuatro proyectiles. [9] [42]
Una aplicación particularmente exitosa fue el proyectil de 90 mm con espoleta VT con el radar de seguimiento automático SCR-584 y la computadora electrónica de control de fuego M-9 . La combinación de estos tres inventos logró derribar muchas bombas voladoras V-1 dirigidas a Londres y Amberes, objetivos difíciles para los cañones antiaéreos debido a su pequeño tamaño y alta velocidad.
La espoleta aliada utilizó interferencias constructivas y destructivas para detectar su objetivo. [43] El diseño tenía cuatro o cinco tubos de electrones. [44] Un tubo era un oscilador conectado a una antena; Funcionó como transmisor y como detector (receptor) autodino . Cuando el objetivo estaba lejos, poca de la energía transmitida por el oscilador se reflejaría en la espoleta. Cuando un objetivo estaba cerca, reflejaba una parte significativa de la señal del oscilador. La amplitud de la señal reflejada correspondía a la cercanía del objetivo. [notas 1] Esta señal reflejada afectaría la corriente de la placa del oscilador, permitiendo así la detección.
Sin embargo, la relación de fase entre la señal transmitida por el oscilador y la señal reflejada por el objetivo variaba dependiendo de la distancia de ida y vuelta entre la espoleta y el objetivo. Cuando la señal reflejada estaba en fase, la amplitud del oscilador aumentaría y la corriente de la placa del oscilador también aumentaría. Pero cuando la señal reflejada estaba desfasada, la amplitud de la señal de radio combinada disminuiría, lo que disminuiría la corriente de placa. Entonces, la relación de fase cambiante entre la señal del oscilador y la señal reflejada complicó la medición de la amplitud de esa pequeña señal reflejada.
Este problema se resolvió aprovechando el cambio de frecuencia de la señal reflejada. La distancia entre la espoleta y el objetivo no era constante sino que cambiaba constantemente debido a la alta velocidad de la espoleta y cualquier movimiento del objetivo. Cuando la distancia entre la espoleta y el objetivo cambió rápidamente, la relación de fase también cambió rápidamente. Las señales estaban en fase un instante y desfasadas unos cientos de microsegundos después. El resultado fue una frecuencia de batido heterodina que correspondía a la diferencia de velocidad. Visto de otra manera, la frecuencia de la señal recibida se desplazó mediante Doppler respecto de la frecuencia del oscilador mediante el movimiento relativo de la espoleta y el objetivo. En consecuencia, se desarrolló una señal de baja frecuencia, correspondiente a la diferencia de frecuencia entre el oscilador y la señal recibida, en el terminal de placa del oscilador. Se utilizaron dos de los cuatro tubos de la espoleta VT para detectar, filtrar y amplificar esta señal de baja frecuencia. Tenga en cuenta aquí que la amplitud de esta señal de "latido" de baja frecuencia corresponde a la amplitud de la señal reflejada desde el objetivo. Si la amplitud de la señal de frecuencia de latido amplificada era lo suficientemente grande, lo que indicaba un objeto cercano, entonces activaba el cuarto tubo: un tiratrón lleno de gas . Al ser activado, el tiratrón conducía una gran corriente que activaba el detonador eléctrico.
Para poder usarse con proyectiles de armas, que experimentan una aceleración y fuerzas centrífugas extremadamente altas, el diseño de la espoleta también necesitaba utilizar muchas técnicas de endurecimiento por impacto. Estos incluían electrodos planos y empaquetar los componentes en cera y aceite para igualar las tensiones. [ cita necesaria ] Para evitar una detonación prematura, la batería incorporada que armaba el proyectil tenía un retraso de varios milisegundos antes de que se activaran sus electrolitos, lo que le daba tiempo al proyectil para despejar el área del arma. [45]
La denominación VT significa "tiempo variable". [46] El capitán SR Shumaker, director de la División de Investigación y Desarrollo de la Oficina de Artillería, acuñó el término para que fuera descriptivo sin hacer alusión a la tecnología. [47]
El campo de artillería antiaérea en la Base de la Fuerza Aérea de Kirtland en Nuevo México se utilizó como una de las instalaciones de prueba para la espoleta de proximidad, donde se realizaron casi 50.000 disparos de prueba entre 1942 y 1945. [48] Las pruebas también se realizaron en el campo de pruebas de Aberdeen en Maryland, donde se lanzaron unas 15.000 bombas. [37] Otras ubicaciones incluyen Pie. Fisher en Carolina del Norte y Blossom Point, Maryland.
El desarrollo y la producción inicial de la Marina de los EE. UU. se subcontrataron a la empresa Wurlitzer , en su fábrica de organillos en North Tonawanda, Nueva York . [49]
La primera producción a gran escala de tubos para las nuevas espoletas [9] se realizó en una planta de General Electric en Cleveland, Ohio, que anteriormente se utilizaba para la fabricación de lámparas para árboles de Navidad. El montaje de las espoletas se completó en las plantas de General Electric en Schenectady, Nueva York y Bridgeport, Connecticut . [50] Una vez que se completaron las inspecciones del producto terminado, se envió una muestra de las espoletas producidas en cada lote a la Oficina Nacional de Estándares, donde fueron sometidas a una serie de pruebas rigurosas en el Laboratorio de Pruebas de Control especialmente construido. [37] Estas pruebas incluyeron pruebas de baja y alta temperatura, pruebas de humedad y pruebas de sacudidas repentinas.
En 1944, una gran proporción de la industria electrónica estadounidense se concentró en fabricar espoletas. Los contratos de adquisición aumentaron de 60 millones de dólares en 1942 a 200 millones de dólares en 1943, a 300 millones de dólares en 1944 y fueron superados por 450 millones de dólares en 1945. A medida que aumentó el volumen, la eficiencia entró en juego y el costo por espoleta cayó de 732 dólares en 1942 a 18 dólares en 1945. Esto permitió la compra de más de 22 millones de espoletas por aproximadamente mil millones de dólares (14,6 mil millones de dólares en 2021 ) . Los principales proveedores fueron Crosley , RCA , Eastman Kodak , McQuay-Norris y Sylvania . También había más de dos mil proveedores y subproveedores, desde fabricantes de pólvora hasta talleres mecánicos. [52] [53] Fue una de las primeras aplicaciones de producción en masa de circuitos impresos . [54]
Vannevar Bush , jefe de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico de Estados Unidos (OSRD) durante la guerra, atribuyó a la espoleta de proximidad tres efectos significativos. [55]
Al principio, las espoletas sólo se utilizaban en situaciones en las que los alemanes no podían capturarlas. Fueron utilizadas en artillería terrestre en el Pacífico Sur en 1944. También en 1944, se asignaron espoletas al Comando Antiaéreo del Ejército Británico , que estaba comprometido en defender Gran Bretaña contra la bomba voladora V-1. Como la mayoría de los cañones antiaéreos pesados británicos estaban desplegados en una franja costera larga y delgada (dejando el interior libre para los cazas interceptores), los proyectiles fallidos cayeron al mar, fuera del alcance de su captura. En el transcurso de la campaña alemana V-1, la proporción de bombas voladoras que fueron destruidas volando a través del cinturón de armas costero aumentó del 17% al 74%, alcanzando el 82% en un día. Un problema menor que encontraron los británicos fue que la espoleta era lo suficientemente sensible como para detonar el proyectil si pasaba demasiado cerca de un ave marina y se registraron varias "muertes" de aves marinas. [57]
El Pentágono se negó a permitir el uso de las espoletas por parte de la artillería de campaña aliada en 1944, aunque la Armada de los Estados Unidos disparó proyectiles antiaéreos con espoleta de proximidad en la Batalla de Gela de julio de 1943 durante la invasión de Sicilia. [58] Después de que el general Dwight D. Eisenhower exigiera que se le permitiera usar las espoletas, se utilizaron 200.000 proyectiles con espoletas VT (nombre en código "POZIT" [59] ) en la Batalla de las Ardenas en diciembre de 1944. Hicieron que los aliados fueran pesados. La artillería fue mucho más devastadora, ya que todos los proyectiles explotaron justo antes de tocar el suelo. [60] Las divisiones alemanas quedaron atrapadas en campo abierto porque se habían sentido a salvo del fuego sincronizado porque se pensaba que el mal tiempo impediría una observación precisa. El general estadounidense George S. Patton atribuyó la salvación a Lieja a la introducción de espoletas de proximidad y afirmó que su uso requería una revisión de las tácticas de guerra terrestre. [61]
Las bombas y cohetes equipados con espoletas de proximidad por radio estaban en servicio limitado tanto en la USAAF como en la USN al final de la Segunda Guerra Mundial. Los principales objetivos de estas bombas y cohetes detonados con espoleta de proximidad eran emplazamientos antiaéreos y aeródromos . [62]
La detección por radiofrecuencia ( radar ) es el principal principio de detección de los proyectiles de artillería.
El dispositivo descrito en la patente de la Segunda Guerra Mundial [63] funciona de la siguiente manera: la carcasa contiene un microtransmisor que utiliza el cuerpo de la carcasa como antena y emite una onda continua de aproximadamente 180-220 MHz. A medida que el caparazón se acerca a un objeto reflectante, se crea un patrón de interferencia. Este patrón cambia al reducirse la distancia: cada media longitud de onda en la distancia (media longitud de onda a esta frecuencia es aproximadamente 0,7 metros), el transmisor entra o sale de resonancia. Esto provoca un pequeño ciclo de la potencia radiada y, en consecuencia, la corriente de suministro del oscilador de aproximadamente 200 a 800 Hz, la frecuencia Doppler . Esta señal se envía a través de un filtro de paso de banda , se amplifica y desencadena la detonación cuando supera una amplitud determinada. [ cita necesaria ]
La detección óptica fue desarrollada en 1935 y patentada en el Reino Unido en 1936 por un inventor sueco, probablemente Edward W. Brandt, utilizando un petoscopio . Se probó por primera vez como parte de un dispositivo de detonación para bombas que iban a ser lanzadas sobre aviones bombarderos, parte del concepto de "bombas sobre bombarderos" del Ministerio del Aire del Reino Unido. Fue considerado (y luego patentado por Brandt) para su uso con misiles antiaéreos disparados desde tierra. Luego utilizó una lente toroidal que concentraba toda la luz desde un plano perpendicular al eje principal del misil en una fotocélula. Cuando la corriente de la celda cambiaba una cierta cantidad en un determinado intervalo de tiempo, se activaba la detonación.
Algunos misiles aire-aire modernos (por ejemplo, el ASRAAM y el AA-12 Adder ) utilizan láseres para activar la detonación. Proyectan estrechos rayos de luz láser perpendiculares al vuelo del misil. A medida que el misil se dirige hacia su objetivo, la energía láser simplemente se irradia hacia el espacio. Cuando el misil pasa por su objetivo, parte de la energía golpea el objetivo y se refleja hacia el misil, donde los detectores la detectan y detonan la ojiva.
Las espoletas acústicas de proximidad se activan mediante las emisiones acústicas de un objetivo (por ejemplo, el motor de un avión o la hélice de un barco). El accionamiento puede realizarse a través de un circuito electrónico acoplado a un micrófono o hidrófono , o mecánicamente utilizando una lengüeta vibratoria resonante conectada a un filtro de tono de diafragma. [64] [65]
Durante la Segunda Guerra Mundial, los alemanes tenían al menos cinco espoletas acústicas para uso antiaéreo en desarrollo, aunque ninguna entró en servicio operativo. El diseño de espoleta acústica alemán más avanzado en términos de desarrollo fue el Rheinmetall-Borsig Kranich (en alemán, grúa ), que era un dispositivo mecánico que utilizaba un filtro de tono de diafragma sensible a frecuencias entre 140 y 500 Hz conectado a un interruptor de lengüeta vibratorio resonante utilizado para disparar un dispositivo eléctrico. encendedor. Los misiles guiados Schmetterling , Enzian , Rheintochter y X4 fueron diseñados para usarse con la espoleta acústica de proximidad Kranich. [64] [66]
Durante la Segunda Guerra Mundial , el Comité de Investigación de Defensa Nacional (NDRC) investigó el uso de espoletas acústicas de proximidad para armas antiaéreas , pero concluyó que había enfoques tecnológicos más prometedores. La investigación de la NDRC destacó la velocidad del sonido como una limitación importante en el diseño y uso de espoletas acústicas, particularmente en relación con misiles y aviones de alta velocidad. [sesenta y cinco]
La influencia hidroacústica se utiliza ampliamente como mecanismo de detonación de minas y torpedos navales . La hélice de un barco que gira en el agua produce un potente ruido hidroacústico que puede captarse mediante un hidrófono y utilizarse para localizar y detonar. Los mecanismos de disparo por influencia suelen utilizar una combinación de receptores de inducción acústica y magnética . [67] [68]
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La detección magnética sólo se puede aplicar para detectar enormes masas de hierro, como los barcos. Se utiliza en minas y torpedos. Las espoletas de este tipo pueden desactivarse mediante desmagnetización , utilizando cascos no metálicos para los barcos (especialmente dragaminas ) o mediante bucles de inducción magnética instalados en aviones o boyas remolcadas .
Algunas minas navales utilizan espoletas de presión que pueden detectar la onda de presión de un barco que pasa por encima. Los sensores de presión se utilizan normalmente en combinación con otras tecnologías de detonación de espoleta, como la inducción acústica y magnética . [68]
Durante la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron espoletas activadas por presión para palos (o trenes) de bombas para crear explosiones en el aire sobre el suelo . La primera bomba del palo estaba equipada con una espoleta de impacto , mientras que las otras bombas estaban equipadas con detonadores accionados por diafragma sensibles a la presión. La explosión de la primera bomba se utilizó para activar la espoleta de la segunda bomba, que explotaría sobre el suelo y a su vez detonaría la tercera bomba, repitiéndose el proceso hasta la última bomba de la serie. Debido a la velocidad de avance del bombardero , todas las bombas equipadas con detonadores de presión explotarían aproximadamente a la misma altura sobre el suelo a lo largo de una trayectoria horizontal. Este diseño se utilizó tanto en la "Pistol" británica No.44 como en las espoletas alemanas Rheinmetall-Borsig BAZ 55A. [64] [65]
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