尤雅玲
这个问题我研究很久了,让我来给大家解决一下。还记不记得我们以前的游击战?打完就跑。只要我们跑得快,对方就抓不住我们。其实原子弹也是一样的道理。
有关于原子弹投掷的几大问题!
当时原子弹的研究刚刚起步,能够让原子弹爆炸就已经很不错了,不要再去奢想着可以远程发射,控制按钮引爆的“先进”技术。如何投掷与引爆,这是第一大问题。
另外早期的原子弹比较粗糙,原子弹的核心原料铀纯度不够。比如说广岛上空爆炸的小男孩,就使用了120多斤的铀作为核心。但是外部包裹物,让原子弹重达1.25吨。
把一件重达1.25吨的武器,从美国本土运往到日本,需要多大的飞机?事实上不是从美国本土出去,是在日本周边海域起飞(忘记在哪了)。
尽管是条件简化成这样,那也必须需要一辆性能非常好的飞机。如何选择合适的飞机是第二大问题。
还有就是在原子弹爆炸之后,威胁主要来自爆炸早期的冲击波、光热辐射,以及爆炸后的辐射等等问题。
只要能让飞机在投掷原子弹之后,赶在冲击波到达之前,逃离波及范围,就最有可能的保证安全。
至于他产生的各种辐射,只要能够逃离冲击波伤害的范围,这种辐射对于飞行员的影响相对就降低了了不少。所以说如何的逃逸,是要面对的第三个问题。
再者美国投掷原子弹,主要是用来作为威慑性。投放在哪里最好?当然是日本的首都东京。但是为何最后没有投掷成功?
一者美国还想战后控制日本,不想搞得这么僵。二者东京古建筑太多,梁思成极力阻止。当然还有其他原因,这里我不再赘述。
总之最后决定投掷在广岛与长崎两地,虽然确定了地点。但是如何精准的投掷是第三个问题,因为要考虑到日本飞机的拦截,当天气候问题等等其他因素。
投掷原子弹的过程到底是怎么样的?
先来解决第一个问题,对于通常的爆炸来说,空爆的威力大于地爆。在经过当时科学家的计算后,发现只要距地面600米高度爆炸,就能让原子弹威力达到最大。
另外对于一个1.25吨重的武器,美国有哪些飞机可以供选择呢?根据当时的情况来看,美国最后选中了B29运输机。它的优越这里我不再赘述,有兴趣可以去查一下。
只需要清楚他非常能装货,1.25吨对他来说是小意思。不过因此抛弃了另外两个性能高机动性与高爆发性。所以对它来说,把原子弹扔过去简单,但是怎么逃是一个问题。
对于投掷之后的逃逸,一般有三种情况,上升、前进、转身跑。对于上升来说,由于它实在是太大,垂直升降对它来说有一定难度。很难在短时间内,爬升到安全距离,这种方式被否决。
至于说前进的情况,大家应该记得中学物理里面的惯性。飞机在投掷原子弹之后,它的飞行方向和原子弹的方向是一致的,并且在水平方向上都有一个相同的水平初速度。
也就是说如果前进逃跑,假设都是匀速运动的情况下,那么原子弹将会在飞机正下方爆炸。当然飞机在投放原子弹之后,可以采取加速度的方式运行。
我们也取成理想情况下,飞机以水平方向匀加速的方式逃逸。原子弹则是以水平方向匀减速,垂直方向匀加速的方式爆炸。但是这种方式科学家计算之后发现,还是不能逃脱爆炸冲击。
想来想去只有最后一种,荣扔完原子弹之后转身就跑。但是飞机不是人,而且这么大的一架飞机,想要转身逃逸。如果转的弯太急,可能直接把飞机折断。
假设飞机在平面上,他如果想转身逃逸,一般情况下采取的方式,都是平面上转一个弯。转多大角度的弯合适?180有点太浪费,90容易把飞机折断。计算后发现,155度是个最佳逃离点。
所以当时的情况就很好推出了,载有原子弹的飞机来到广岛上空,在某一水平高度上投掷炸弹后。立刻转弯到155度,然后开始加速逃逸。
就在投掷原子弹之后的43s,在飞机的后方传来了爆炸声音。在这之后的十秒不到,飞机感觉到明显的波动,这是由于原子弹爆炸之后产生的冲击波的到来。不过这个时候也恰恰逃到了安全距离,所以影响并不大。
这里再给物理不好的总结一下,有物理老师也可以把这个出成物理题目:
已知:原子弹投掷43s后,在离地600米的位置爆炸。投掷原子弹的飞机,投掷成功后平面内做圆形轨道的逃逸方式,并且在155度的位置飞出圆轨道。
问:飞机在什么高度上投掷原子弹最合适?这里所有情况均取理想状态下。
解:设飞机抛出原子弹时,水平速度是V,第1次冲击波到达的时间是T。,投掷到冲击波到来总时间为T=T。+T1 (T1=43S)[差不多这几个变量就可以解出来了,有兴趣的可以做一下]
解答另外几点问题!
为何当时日本飞机不阻拦:在之前的太平洋战争当中,日本的飞机基本上都没了,美国投掷原子弹的时候,日本基本上丧失了制空权。再者B29飞行的高度,日本飞机还达不到。
为何不能绑降落伞?已知爆炸高度600米,为了能够安全逃离,投掷高度基本上也都确定了。如果绑了降落伞,时间会变慢,从而没有达到理想高度的时候就已经爆炸。
再者由于空中风太大,如果绑个降落伞容易吹偏目标距离。也就是说如果有降落伞,最后有可能没在广岛上空爆炸。另外当时的情况下,没有多少降落伞,可以帮助1.25吨武器减速。
据说当时在扔原子弹之前,美国曾经撒下大量的宣传单,希望让日本民众尽快避难。但是并没有引起足够注意,因为没人相信美国可以建造如此规模的武器。
还有其他问题可以在评论区提出来,然后我会尽快作出解答。另外当时投掷原子弹的两个飞行员,最后都活得挺长寿的。他们曾经不止一次的表示过,从来不后悔投掷原子弹的事情。
史之策
广岛原子弹的载机是B—29轰炸机,飞行员是保罗,副驾驶是查尔斯,机组人员五人,穿着防护服执行任务,他们的逃离时间计算如下。
最大速度是574千米每小时,一一得一二二得四三八二十四,除以3600秒,B—29每秒飞行距离就得出来了,159.444米,再乘以43,等于6856米。
B-29的最大持续巡航速度是550千米每小时,最终的数字是6569米。从实战经验看,这六公里的距离足够逃生了。艾诺拉·盖伊号在广岛投下第一枚原子弹小男孩之后,日本还是没有投降。
1945年8月9日,伯克之车号又在长崎投下第二枚原子弹胖子,同样逃生了!裕仁这才宣布投降,二战宣告结束。
B29投放原子弹之后155度掉头,以最快的飞行速度离开。据当时的飞行员后来回忆说,投放完之后,飞机就赶紧跑开了,虽然已经距离爆炸中心,但还是有气浪将飞机冲得摇摇晃晃。另外,估计敢扔原子弹的飞行员也不怕死,他们扔自由落体炸弹也没少死人,但是他们还是面对战斗机的截击一个劲地扔炸弹,这就是当兵的!
吾评武愿
美军轰炸机能顺利逃生,一方面是飞机驾驶员的技术过硬,心理素质极佳。另一方面是按照美军之前的理论计算,号称“空中堡垒”的B29轰炸机在投弹后,如果以全速撤离,刚好可以逃离最危险的爆炸波及范围。但这并不保险,飞机如果出现任何设备问题或者意外因素,都会机毁人亡。因此美军对参与轰炸的机组人员授予了很高荣誉。
美国投放原子弹其实是计划外的想法,美军起初的策略是登陆日本,完成对日本的控制。但美军在蛙跳夺岛的过程中损失太大,美军原以为精锐已经丧尽的日军不可能再阻止美军。结果没想到缺乏训练的日军采用自杀式战术来延迟美军的步伐,美国高层为了避免更大伤亡,决定用原子弹实战。
广岛原子弹和当代的原子弹相比,威力要小很多。但在当时,是不可想象的末日武器。德国和日本的部分军工人员对核能有一定了解,但始终未能研制出这种毁灭性武器,这是世界之幸。今天的人们应该感谢当年设法阻止和击毁德日铀原料运输船的勇士。美国通过曼哈顿工程首先研制出了可使用的核弹。
刚研制成功后,为了检测其性能,美军试爆了一颗,还剩下两颗。通过这次试爆,美军基本确定了核弹的逃离安全范围。通过计算,B29轰炸机只要开全速,以每小时550公里的速度撤离,刚好可以逃离危险区域。这要求机组人员在任何一个细节上都不能失误,唯有如此才能全身而退。
时间到了1945年8月,机组人员穿着防护服登机执行任务。为了避开日本拦截飞机,美军采用非常规航线。同时在万米高空投弹,投弹后立刻以155度的方位掉头返航。以飞机的速度估计可以在43秒左右飞出8公里左右的距离,最佳安全距离是12.8公里以外。因此原子弹爆炸后,飞机还是感觉到强烈的震动,增加过防护的飞机坚持了下来,最终安全撤出。
美军飞机的全身而退,其实是和死神赛跑,有运气的成分,也有技术的原因。日本军国政府拒绝投降,让老百姓为自己的顽固买单。几十年的今天,如何防范日本军国势力复苏,是关系到所有人生命的事情,不可不重视。
兵说
1945年8月6日,对于美国B_29轰炸机驾驶员,保罗.蒂贝茨上校来说是终生难忘的一天。因为他要执行一项史无前例的重要任务,那就是驾驶B_29轰炸机,携带一颗命名为“小男孩”的原子弹去轰炸日本广岛。
讲真这可能是有去无回的任务,毕竟这是人类第一次投放原子弹,之前从没有实际操作过,有的只是些实验数据和模拟训练。要不是二战中日本一意孤行,负隅顽抗不投降,我估计美国不会投原子弹。
换言之,日本给了美国实弹演习的机会。
8月6日早上8点,蒂贝茨上校驾驶着轰炸机进入了广岛上空(他是从天宁岛起飞的)。9时14分17秒,上校通过远视仪对准广岛一座桥中心投下了原子弹。
43秒后,原子弹在离地600米的空中爆炸。广岛市瞬间陷入一片火海,6000多度的高温,把一切化为灰烬。这颗代号为“小男孩”的原子弹在广岛投下后,导致约14万人的死亡。
当时人们很疑惑,原子弹从投弹到爆炸仅43秒,14万人都被炸死了,为何蒂贝茨能驾驶轰炸机死里逃生呢?
首先说明一点,事后蒂贝茨少校不仅毫发无损,而且还活了92岁(2007年11月1日去世)。
我们来看看当事人蒂贝茨上校是怎样做的呢?当原子弹出仓落入空中的那一刻,蒂贝茨猛拉飞机右转操纵杆,飞机来了一个155度的大转弯。直白说就是猛然掉头。
为何要掉头?科学家是这样给蒂贝茨讲解的。轰炸机以时速650公里飞行,原子弹投出后有一定的惯性往前飞一段距离。这时蒂贝茨和轰炸机要做的是掉头往反方向跑,离爆炸点越远越安全,这好比扔出手榴弹要远离爆炸点一样道理。
155度掉头是飞机最大承受极限,假如180度掉头有可能造成飞机折断。(180度掉头是最理想的角度,但是技术不允许。引自蒂贝茨语)
此时因掉头的原因,飞机下降了300米。蒂贝茨急忙拉动爬升操纵杆,飞机很快升了起来,飞机高度保持在1万米左右,再飞高点一方面技术不允许,再就是投弹会发生误差。
当时随机的还有原子弹技术专家帕森斯。来之前上级下了命令,“不成功便成仁”。二人都随身携带着氰化物毒药。
蒂贝茨操纵飞机的动作一气呵成,这得意于他平时的训练。
查阅当时美国发布的数据显示,第一颗原子弹安全半径是16公里。
我们来计算一下飞机离爆炸点的距离:1万米等于10公里,轰炸机时速是650公里,换言之,B_29轰炸机一秒能飞出180米,43秒时间通过计算能飞出7740米,即7.74千米(公里)。
10公里加上7.74公里等于17.74公里。换言之,飞机在投弹43秒后就飞到了安全半径,所以当爆炸时,飞机只感受到了轻微震动,冲击波早已成了强弩之末。
结语:其实大家不用考虑蒂贝茨和飞机的安全,只要正常发挥,人机是没有任何危险的,更多的是心理因素,这就好比杨利伟第一次登月一样,考验的反而是心理素质,毕竟做第一个吃螃蟹的人需要的是勇气!
秉烛读春秋
飞行员:5.4.3.2.1 投弹!我去!加油门快跑啊!
二战美国使用B29投弹,当时采用的是空爆,飞机在万米以上高空投弹,原子弹带着减速伞向下落,所以速度并不是很快,飞机有足够脱离时间,当原子弹在400米空中自动引爆时,飞机已经飞出很远,只是受到些颠簸。
最惊险的是前苏联的5000万吨当量“大伊万”,飞机投弹后立即全速脱离,引爆时已经飞出上百公里,但依然受到冲击波的强烈冲击,险些被震散了!
空中的鹰
关于广岛原子弹投弹逃生过程,可以规纳为:
1、飞机飞行高度应尽量高,以延长核弹坠落时间,留下足够逃生时间。
美军B29轰炸机参数:
最高速度\t574公里(9144 米)
最大持续巡航时速\t550公里(9144 米)
经济巡航时速\t354公里(7620 米)
实用升限\t 10,241米
2、飞机飞行速度不是越快越好,应该是投弹时速度在100米/秒比较合适,若速度太快,则转弯半径太大,掉头耗时太长,来不及逃生!
3、核弹爆炸点距离落弹点的水平距离计算。
4、爆炸冲击波波击到13公里处时,飞机是否已逃至13公里半径圈以外?
已知:
〈1〉广岛核弹本身连同外壳长3米,直径71厘米,重约4吨,这些数据很重要。
〈2〉飞机掉头转角155度。
〈3〉飞机投弹高度在1万米高空。
〈4〉核弹在落机45秒后引爆。
〈5〉估计飞机投弹及掉头时速度为100米/秒,155度转向完成后以一半的重力加速度水平加速至150米/秒速度快速逃生以及飞机掉头过程机身倾斜坡度32度。
〈6〉冲击波扩散速度350米/秒。
一、先计算飞机逃生掉头时间
1、计算转弯半径和角速度
根据向心力等于机翼升力水平方向的分量,升力的垂直方向分量等于飞机重力,则列出以下等式:mv^2/r=mgtg32 其中g取9.8 ,v=100
解方程得 r=1631m
2、计算角速度
根据 v=ωr 其中r=1631,求得角速度ω=0.0613rad/s
所以转一圈的时间T=2π/ω=2*3.1415/0.0613=102s
3、计算掉头155度需要的时间。
t=155/360×102秒=44秒。
计算结果说明,飞机掉头完成后1秒,核弹即爆炸,冲击波开始形成并向飞机飞速扩散!
二、计算核弹爆炸点与投弹点的水平距离
1、计算核弹受到水平方向空气阻力。
a、关于风阻系数C,核弹落下时必然是头朝前水平飞行,由于核弹重量与受风面积不成线性比例,逐渐地开始大头向下倾斜,风阻系数由小逐渐变大,全程平均可取值0.6。
b、关于受风面积S,开始时S=0.785×0.71↑2=0.4平米,当大头完全朝下,受风面积扩大为0.71×3×2/3=1.4平米,全程平均取值1平米。
C、关于空气密度p,万米高空p相当于地面的三分之一,约为0.39kg/m3,地面500米处p约为1.25kg/m3,全程平均取值0.8kg/m3。
d、空气阻力
平均风阻F=CpSV↑2÷2=0.6×0.8×1.0×89×89/2=1901N
d、关于核弹相对于大气的飞行速度。
初始水平速度为100m/s,爆炸点水平速度v的计算
2、计算核弹爆炸时水平方向飞行速度。
原子弹在空中飞行受到的空气阻力F=空气阻力系数C×空气密度p×原子弹迎风面积S×原子弹与空气的相对飞行速度Ⅴ的平方÷2。 其中:空气阻力系数,是个实验值,和物体的特征面积(迎风面积),物体光滑程度和整体形状有关,通过风洞试验可测得。 空气密度与原子弹飞行点处的大气温度、压力、湿度等相关,这个值随原子弹的飞行一直在变化中。 相对飞行速度也是一直在变化,且与风速风向相关。 根据公式F=ma得出:a=F/m a=dv/dt=F/m。 dv/dt=-CpSⅤ↑2/2 dv/dt=-CpSⅤ↑2/2m dv/Ⅴ↑2=-(cpS/2m)dt 解微分方程得 v=(2mⅤ/(CPSVt+2m) Ⅴ是落机时的相对初始速度 v是时间t秒时的相对速度。
v=2×4000×100/(0.6×0.8×1.0×100×45+2×4000)=78.7m/s。
3、计算核弹爆炸点与投弹点的水平距离。
mⅤV/2-mvv/2=FS
S=2000(100×100-78.7↑2)/1901=4004米。
即爆炸点与投弹点的水平距离为4千米。
三、计算核弹爆炸后冲击波扩散到13公里位置时飞机与爆炸点的空间直线距离。
1、计算爆炸时爆炸点与飞机的空间距离。
a、飞机由100m/s加速至150m/s的飞行距离
0.5×(150×150-100×100)=0.5×9.81×S
S=1274米。
b、加速所需时间t
Vt=V0+at
t=(150-100)/4.905=10.2秒
即飞机155度掉头后,加速10.2秒飞行1274米后,飞机以150米/秒速度匀速逃离。
c、爆炸时爆炸点与飞机的空间距离S
飞机155度掉头完成后1秒核弹引爆,1秒钟飞机飞行了约110米,此距离基本可以忽略。
爆炸时S的水平距离,从图中简捷看大约是4.5公里。S的垂直距离不变,9.5公里。
S的空间直线距离约为10.5公里(勾股定理)。
2、计算冲击波扩散到13公里位置时,飞机的位置。
a、距爆炸点13公里处与爆炸点的水平距离
S↑2=13↑2-9.5↑2
S=8.9公里。
b、冲击波扩散到13公里处所需时间
t=13000÷350=37.1秒。
c、冲击波波及到13公里处,飞机距离爆炸点水平距离S
T=45+37.1=82.1秒
t=82.1-44-10.2=27.9秒
飞机以150m/S速度又飞行了150×27.9=4154米。
此时飞机与爆炸点的水平距离大约为
(4154+110+1274+4500)×0.95=9536米。
9536米与前述8.9公里安全距离十分接近!!!
d、冲击波波及到13公里处时,飞机距离爆炸点的空间直线距离:
S↑2=9.5×9.5+9.536×9.536
S=13.45(公里)
鉴于冲击波的扩散速度呈衰减状态,而且飞机完成155度掉头后,可以开足全马力加速至200m/s。
核弹爆炸时的运动速度计算:
水平速度如前计算V=78.7m/s
下落的垂直速度计算:
空气阻力F=CpSV↑2/2
mⅤ↑2=(mg-F)H
H=9500
C=0.4,p=0.8,S=0.9,
F=0.144Ⅴ↑2
∨↑2=6.944F
6.944Fm=9500(mg-F)
F=9500×4000×9.81/(6.944×4000-9500)=20397N
Ⅴ↑2=20397x6.944
V=376m/s
(如果不考虑风阻则Ⅴ=gt=9.81×45=441m/s)
因此原子弹爆炸前的运动速度是(376↑2+78.7↑2)↑0.5=384m/s。
综上所述,冲击波扩散至13公里处时,飞机也刚刚好逃离13公里处,前后时间可能就在几秒钟之内,其距离也仅相距几百米,险象环生!
计算结果显示,飞机155转向掉头逃生是安全的。
安全对策分析:
1、提升B29轰炸机转弯倾斜角度,倾斜角度越大,155度掉头耗时越短,飞机会跑的越远。
2、投弹时的飞机航速,越低越安全,航速低,虽然核弹初始速度低,导致核弹向前飞行距离更短,但航速低,飞机转弯半径更小,调头耗时更短,有利于飞机逃跑更远。但如果飞机倾斜角度能突破到45度以上甚至到60度,那飞机航速可提高,提高核弹初始速度,核弹将会向前方飞的更远,可扩大核爆点与逃生飞机间的空间距离。
3、核弹外形应设计成弧形,表面应光滑,可降低风阻系数,降低核弹飞行时的风阻,核弹将飞行更远。
4、B29轰炸机应飞到最高处,可延长核弹降落时间,延迟投弹至核爆时的滞后时间,有利于飞机逃生。
图一为投弹及掉头图示,
图二为广岛核弹图〈小男孩〉
图三为长崎核弹图〈胖子〉
塞班班
事实上,美国飞机并非没有受到原子弹爆炸的影响。据当时参与投放原子弹的机组成员回忆,飞机在飞出很远的距离后,还是被冲击波追上了,而且还受到了2次冲击波的强烈干扰。第1次是爆炸直接产生的爆炸波产生的冲击波,第2次是震波反弹产生的震动冲击波。这些冲击波让飞机产生了剧烈抖动,所幸没有撕碎飞机。
当然,美国人也不是傻子,他们当时也考虑到了这个问题,所以,在执行投放原子弹任务之前,他们找到专家,进行了精确的计算,以保证飞机能够有足够的时间脱离危险区域,包括放射性物质产生的威胁。最终选用投放原子弹的是美国的B29轰炸机,这款战斗机最大的升空极限是1万米,在平时训练的时候,这些战都机一般都可以飞到9千米以上。
然而,在投放原子弹任务中,B29轰炸机一直飞到了1万米的高空。这对于其他国家的战机来说很难做到,但美国的B29轰炸机的性能完全可以做到的。
在实战之前,机组人员还进行一系列的相关练习,特别是逃命。机组人员一次又一次的训练场投掷,又一次一次的逃离现场,直到达到最大的逃生距离,否则就重新再来训练。就这样经过一次又一次的训练,再加上美国专家日夜计算出的精准数据,包括轰炸路线、逃生路线等等,一切准备就绪。
在原子弹投放下去之后,B29轰炸机立刻逃离开现场,进行155度的大转弯,在短短的43秒的时间里提高速度,这要求飞行员必须具备极高的操作技巧以及超强的心理素质,在面临生死的紧要关头一点都不慌乱,并且还能行云流水般的完成一系列的飞行操作。
从投放原子弹开始计时,到原子弹爆炸的这段时间只有43秒,按照B29轰炸机的飞行速度,它完全可以飞行6千米的距离,在原子弹爆炸的那一瞬间,它们之间已经相差了近10千米。而且当时原子弹的杀伤力不如现在这么大。
原子弹在爆炸的一瞬间会产生4种杀伤力:冲击波、光辐射、早期核辐射和放射性污染。可是这些杀伤力都会随着距离的增加而递减的,当B29轰炸机在飞行了43秒之后的距离已经足够安全了。并且,当时的飞行员和机组人员为了预防爆炸产生的强光,还特地带上了厚厚的墨镜,其他的核辐射在如此远的距离是对飞机几乎没有影响。
静说财新
1945年8月6日清晨 ,三架B-29“超级空中堡垒”轰炸机飞临日本广岛上空。
广岛市民早已习惯了轰炸,并不惊奇。尤其是天空只有三架飞机,又不是轰炸机群。他们认为这是侦察飞机,没什么危险。
这样的事情前几天已经反复发生过了。飞机飞过来,一弹不投掉头就走,正是为原子弹投掷前的飞行训练。
不过,这次不一样。8点15分,一颗10000磅(4.54吨)的 “小男孩”原子弹从9600米高空落下,43秒后白光闪起,整个广岛化为灰烬,8.8万人死亡。
这次行动的指挥官是保罗·蒂贝兹,也是 “伊诺拉•盖伊”号B-29轰炸机飞行员。伊诺拉•盖伊是他母亲的名字。
2万吨当量的原子弹爆炸产生巨大冲击波和光辐射,以极快速度向周围蔓延,范围很大。自然也会冲击到B-29轰炸机组。
短短43秒里,B-29轰炸机如何脱离险境?
2002年,87岁高龄的保罗•蒂贝兹接受采访,回顾了当年任务遇到的问题。
1944年9月,上校飞行员保罗•蒂贝兹接到电话,空军指挥官乌扎尔•恩特将军让他立即来科罗拉多泉市报道,还告诉他带足行李,因为很长时间不会再回去了。
保罗赶到恩特将军办公室,海军上校威廉•帕森和诺曼•拉姆西博士已经等着他了。诺曼博士是哥伦比亚大学的原子物理学教授,也是“曼哈顿”工程的参与者。
▲“小男孩”原子弹复制品
诺曼博士说“曼哈顿计划”已基本完工,现在原子弹有了,还缺一架飞机投掷它。
保罗是当时最优秀的轰炸机飞行员之一,长期在欧洲执行任务,拥有丰富经验。所以将军要求他组建轰炸机组,准备原子弹投掷任务。
他从内布拉斯加州的B—29飞行中队中,挑选了导航员道奇、投弹手汤•费雷毕、工程师怀特•达森伯里组成“伊诺拉•盖伊”机组,开始训练。
▲“伊诺拉•盖伊”号及工作人员
保罗不清楚原子弹威力到底多大,他3次拜访洛斯阿拉莫斯试验室,遇到“曼哈顿计划”的首席科学家——奥本海默博士。
保罗向博士说,他们在欧洲作战时都是投完炸弹径直向前飞,然后问这一次投弹后该怎么脱离?
奥本海默说:你们不能往前飞,那样会飞到炸弹正上方。应该沿正切角度尽快转向155度,向左向右都行,才能最大限度远离炸弹。
原子弹当量很大,“小男孩”和“胖子”TNT当量加起来,超过盟军在欧洲投下的炸弹总和。工程师计算,冲击波能摧毁爆心8英里(12.8千米)外的B-29。而飞机在目标上空6英里(9.65千米)高度飞行,需要尽快远离。
一般180度转弯才对,但B-29轰炸机太大,转弯半径也大,炸弹又在惯性飞行中,影响相对角度。如果180度转弯,面对爆点的不是机尾,而是机身侧面,将不利于减小冲击。
所以,飞机以155度转弯,将爆点甩在正后方,还能更早的转入直飞加速,脱离危险区。
B-29轰炸机长30.18米,翼展 43.05米,最大起飞重量60.5吨。操纵这样的飞机,43秒内完成急转弯可不容易,每次都感觉机尾要撕裂一般。经过多次训练,保罗终于能在40~42秒内完成转向了。
此外,B-29也做了很大改动。除了尾部机炮,所有不必要零件全部拆除,整个飞机像一根大铁管,重量减少了2.72吨。
1945年8月6日,“埃诺拉•盖伊”号与另外2架飞机(气象侦察机、照相飞机)组成编队,从东北方向进入广岛上空。从9600米高空瞄准市中心“T”字形大桥,投下原子弹。
保罗大喊:“大家别发呆了,我们快离开!”炸弹投下后,飞机一下子轻了4.54吨,剧烈颠簸起来。保罗拼命抓住操纵杆转向,飞机高度下降610米。
几秒后,冲击波抵达。尾舱机枪手感觉最强烈,整个飞机像被防空炮火击中了一样颤抖。加速器显示,爆炸冲击力相当于2.5g。他们安然无恙的逃离危险区,返航后受到了英雄般的欢迎。
采访中,保罗·蒂贝兹表示:他从来没有为投下那枚原子弹感到犹豫或后悔过。
▲保罗·蒂贝兹和B-29模型
几天后,第2颗原子弹“胖子”在川崎爆炸。还有第3枚原子弹在准备,但运到加州时,日本投降了。
二战后,核弹威力迅速提高。到冷战时期,苏联最恐怖的“沙皇炸弹”当量已达到了惊人的5800万吨。
1961年10月30日,“沙皇炸弹”在新地岛试爆。火球半径4600米,1000公里外都能看到,55公里外的砖瓦房严重损毁,木结构房屋完全损坏。
▲“沙皇炸弹”的威力
为了让投掷炸弹的图-95轰炸机安全撤离,“沙皇炸弹”安装了一个1600平方米的巨型降落伞,让逃离时间延长到188秒。即便如此,冲击波到达时,远在160公里外的图-95仍差点失控。飞行员安德烈·杜尔诺夫柴夫少校要穿着厚厚的防护服,才能在强烈的光辐射中生存下来。
后来,防空武器威力大涨,从高空投弹已经不可能。美苏又研究了新战术,从低空进入躲开雷达,然后用“甩投”的方法上仰投弹。
借助惯性+势能将核炸弹甩出去,飞机向上翻转180度逃离。优点是时间充裕,缺点是准确度差,对投弹装置要求高。
▲“甩投”上仰投弹
再后来,核弹小型化,又与各种导弹组合起来,就再也不需要飞机投弹了,也不存在飞机安全问题了。
和风漫谈
大家都知道,在二战期间,美国曾向日本投放了两颗原子弹,致使日本投降。那么,原子弹在投放下去之后,是在距离地面600米的空中就会爆炸,可是,飞机从开始投放原子弹,到原子弹爆炸的这时间,因为只有短短的43秒的时间,为什么美国的飞机却没有受到原子弹爆炸的影响呢?它又是怎么做到的呢?
事实上,美国飞机并非没有受到原子弹爆炸的影响。据但是参与投放原子弹的机组成员回忆,飞机在飞出很远的距离后,还是被冲击波追上了,而且还受到了2次冲击波的强烈干扰。第1次是爆炸直接产生的爆炸波产生的冲击波,第2次是震波反弹产生的震动冲击波。这些冲击波让飞机产生了剧烈抖动,所幸没有撕碎飞机。
当然,美国人也不是傻子,他们当时也考虑到了这个问题,所以,在执行投放原子弹任务之前,他们找到专家,进行了精确的计算,以保证飞机能够有足够的时间脱离危险区域,包括放射性物质产生的威胁。最终选用投放原子弹的是美国的B29轰炸机,这款战斗机最大的升空极限是1万米,在平时训练的时候,这些战都机一般都可以飞到9千米以上。
然而,在投放原子弹任务中,B29轰炸机一直飞到了1万米的高空。这对于其他国家的战机来说很难做到,但美国的B29轰炸机的性能完全可以做到的。
在实战之前,机组人员还进行一系列的相关练习,特别是逃命。机组人员一次又一次的训练场投掷,又一次一次的逃离现场,直到达到最大的逃生距离,否则就重新再来训练。就这样经过一次又一次的训练,再加上美国专家日夜计算出的精准数据,包括轰炸路线、逃生路线等等,一切准备就绪。
在原子弹投放下去之后,B29轰炸机立刻逃离开现场,进行155度的大转弯,在短短的43秒的时间里提高速度,这要求飞行员必须具备极高的操作技巧以及超强的心理素质,在面临生死的紧要关头一点都不慌乱,并且还能行云流水般的完成一系列的飞行操作。
从投放原子弹开始计时,到原子弹爆炸的这段时间只有43秒,按照B29轰炸机的飞行速度,它完全可以飞行6千米的距离,在原子弹爆炸的那一瞬间,它们之间已经相差了近10千米。而且当时原子弹的杀伤力不如现在这么大。
原子弹在爆炸的一瞬间会产生4种杀伤力:冲击波、光辐射、早期核辐射和放射性污染。可是这些杀伤力都会随着距离的增加而递减的,当B29轰炸机在飞行了43秒之后的距离已经足够安全了。并且,当时的飞行员和机组人员为了预防爆炸产生的强光,还特地带上了厚厚的墨镜,其他的核辐射在如此远的距离是对飞机几乎没有影响。
二战期间,在日本广岛投下第1颗原子弹的美国飞行员,保罗·蒂贝茨是在美国的俄亥俄州的家中去世的,享年92岁。其他2名机组人员还参加过反法西斯战争胜利六十周年的纪念活动,那时他们都已经八九十岁了。
小史坑
二战末期美国用B29轰炸机在万米高空向日本广岛和长崎投放了2颗原子弹(有传言说投放了3颗,有一颗美炸最后不知道哪里去了,既可能战后被美国收回去了),在B29将原子弹丢下去了,原子弹还没接触地面就凌空600米爆炸了,整个过程仅仅43秒,强大的冲击波甚至波及到B29,那么美国飞行员在这个过程是如何逃生的呢?爆炸的冲击波和核辐射是否对投放飞机有影响呢?
虽然这些投放原子弹造成了巨大得伤亡,飞行机组也北上了“世界最大杀人犯”,但是在当年他们可是英雄,整个投放原子弹过程也是相当惊险的。据当时的飞行员后来回忆说,原子弹在万米高空投放后,飞机就赶紧155°俯冲转弯逃离,俯冲就是为了获得更大的速度,虽然43秒让B29轰炸机已经距离核弹爆炸点13公里了,但是还是被冲击波气浪追上,并将B29冲击得摇摇晃晃。
不过这里已经是原子弹爆炸冲击波的外围了,威力并不是很大,B29虽然摇晃了几下,但并没有对飞机造成任何致命性伤害,也没有对飞机内的飞行机组人员造成任何伤害!
所有的B29机组人员不但平安无事,而且也没有收到任何放射性污染,这些飞行员是否有防辐射保护就不得而知了。不过在飞机成功返航并降落后,机场第一件事便是冲洗并清除飞机表面的放射性物质,估计这些放射性物资即使有辐射强度也很小了,而且执行轰炸的机组成员还都很高寿,比如在纪念世界反法西斯战争60周年的时候就有两位参加了,另外投放投放第一颗原子弹的飞行员活到了2009年11月才在俄亥俄州的家里去世,享年92岁!
原子弹爆炸的一瞬间有四种杀伤力:光辐射、冲击波、早期核辐射和放射性污染。但是这些杀伤力都是随着距离递减的,B29轰炸机在这43秒之内飞行的距离达到13公里,已经足够安全了,受到的影响微乎其微,这些应该都是经过精确计算的,逃离这个冲击波范围难度因该并不是很大!