书城童书青少年应该知道的雷达
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第6章 扑朔迷离—雷达的历史

世界上许多发明都是在比较偶然的情况下产生的,不一定是只有天才才能发明出新东西,而那些新东西也不是只有在专业人员的长期研究下才被发明出来,我们这里所讨论的雷达也是如此。人们不禁要问:雷达是谁最先发明的呢?然而这个问题至今没有任何明确结论,它仍然是一个争论很大的话题。但我们可以从下面的这些史料中理出其中的丝丝头绪。

1.从赫兹的发现到波波夫的无线电通讯

早在1887年的时候,英国的物理学家赫兹,在一次进行验证电磁波存在的实验中,就曾惊奇地发现:发射出去的电磁波竟会被某些金属片反射回来,这就像光会被镜面反射一样。

在1897年夏天里的一个傍晚,波罗的海的晚霞显得格外美丽,俄国的“无线电之父”波波夫和他的助手雷布金正分别在俄国海军巡洋舰“阿非利加”号和训练舰“欧罗巴”号上相互进行一项5千米距离的无线电通信试验。他们惊奇地发现,每当联络舰“伊林中尉号”在他们所在的两舰之间穿过时,他们的通信信号就会突然中断,而且这种现象不是偶然的,而是一种一再发生的现象。这里面一定有什么秘密,最后他们发现,原来这是因为电磁波会被金属物体阻挡吸收和反射。波波夫就此提出了一个前所未有的话题—利用电磁波进行导航。这可以说是历史上最早的雷达设想萌芽了。俄国科学家做了这个实验后,美国物理学家和发明家特斯拉也不甘落后,在1900年做了同样的试验,并通过试验最后得出一个结论—使用波长很短的无线电波可探测物体的踪迹,这实际上已经是现代雷达的原理了。此后,又有许多科学家也纷纷对如何应用电磁波探测物体进行了更加细致深入的研究。

2.从无线电爱好者的发现到沃森瓦特的雷达

1921年一批业余无线电爱好者偶然发现了短波可以进行长距离的洲际通信后,科学家们深入研究了这一现象,发现这和大气层里存在的电离层有关。从那时起,短波通信风靡全球。

1934年,一批英国科学家在沃森·瓦特领导下用无线电对地球大气层进行了广泛且深入的研究。有一天,他惊奇地发现荧光屏上出现了一连串明亮的奇怪的光点,但要从亮度和距离上进行分析,这些光点根本不是那些被电离层反射回来的无线电回波信号。又经过了反复实验,他才终于弄明白,原来这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射回来的无线电回波信号。沃森·瓦特马上举一反三地想到,在荧光屏上既然可以如此清楚地显示出被高大的建筑物反射的无线电信号,那么一些活动的目标例如那些在空中飞行着的飞机,是不是也可以在荧光屏上得到反映呢?根据他的这一想法设想,沃森·瓦特和英国电机工程师很快就在1935年研制成功世界上第一部能用来探测天空中飞行的飞机的雷达。后来,雷达的探测的目标接着又被扩展到第一只船舶、每一片海岸、每一个岛屿、每一座山峰、每一块礁石、每一座冰山,以及一切能够反射电磁波的物体上。

当时人们如此废寝忘食地研制雷达,纯粹是为了满足军事上的特殊需要,他们是在执行一项秘密的军事任务,因此全都是在十分保密的状态下悄悄地进行研制工作。无数科学家都在各自的国家里,在严格保密的条件下独立地进行着紧张的研究工作,并且他们都各自独立地取得了巨大的成就,涌现出了无数杰出的代表人物。而沃森·瓦特只是在这方面更为大家所知晓的其中一个代表人物而已。

到1939年为止,这些国家秘密发展起来的雷达技术已经达到了完全实用的地步。就在这一年,第二次世界大战最终爆发,这项新发明在“二战”中崭露头角,屡建奇功,向全世界显示了它的巨大威力。

当时人们在雷达领域里各自独立地取得的研究成果层出不穷,但根本无法明确判断到底哪一部才是世界上第一部真正意义上的雷达。美国在1936年1月研制出一部可以探测40千米外目标的飞机专用的脉冲雷达;德国在1935年9月制造出一部可以探测到19千米之外海岸目标和8千米外舰船的船用雷达;而法国在1936年已经把早期的雷达装上了“诺曼底”大邮船,以防在航行中碰到危险的冰山。

但人们一致公认的最早投入实用的军用雷达则是由英国研制的。英国科学家沃森·瓦特在其中起了至关重要的作用。沃森·瓦特当时光荣地担任了英国国家物理实验室无线电研究室的主任,早在30年代初就曾领导过一项利用无线电波探测电离层方面的研究,他成功使用了阴极射线管来接收和显示无线电回波,并计测出电波从发射到反射回来所花的精确时间,从而确定电离层离地面的具体高度。1935年1月,当他接受英军委托开始着手研究和利用一种电波探测空中飞机的设备的时候,就充分利用了已经取得的研究成果,无比迅速地研制出了一部对空警戒雷达的试验装置。2月26日,沃森·瓦特带着这部试验装置为军事部门领导人进行了一次引人入胜的雷达表演,雷达轻易地探测到了16千米外出现在天空中的飞机。后来又经过一番彻底地改进,到1936年1月,沃森·瓦特已经把雷达探测距离一下延伸到了120千米。

到1938年,英国正式开始全面启动了沃森·瓦特设计的雷达,组建出了非常壮观的世界上最早的防空雷达网。1939年9月,就在第二次世界大战爆发的时候,英国早已在它的东海岸上建立起了一个由20个地面雷达站组成的千里绵延的“本土链”雷达网。这张雷达网在第二年夏天举世震惊的“不列颠战役”中,为粉碎纳粹德国对英国疯狂的空袭立下了汗马功劳,每当德国人偷偷来空袭的时候,英国就靠着这条至关重要的“本土链”一次次地赢得了20分钟宝贵的预警时间,出动900架战斗机前后一共抵挡住了德国2600余架飞机的疯狂进攻,沃森·瓦特研制的雷达在捍卫英国独立与尊严、抗击德国侵略的战争中功不可没。

至此,雷达在世界各国悄悄地流行起来,而且它的性能也越来越先进了。