Blizinski upaljač (takođe nekontaktni VT upaljač ) je upaljač koji automatski aktivira eksplozivnu napravu kada se približi na određenu udaljenost od mete, bez mehaničkog kontakta sa njim, iako mnogi radio upaljači imaju i opciju detonacije i pri kontaktu sa metom. Blizinski upaljači su dizajnirani za teško uhvatljive vojne ciljeve kao što su avioni i rakete, kao i brodovi na moru i kopnene snage. Ovaj sofisticirani mehanizam za aktiviranje može povećati smrtonosnost za 5 do 10 puta u poređenju sa uobičajenim kontakt ili vremenskim upaljačem.
Široko je korišćen u protivavionskoj artiljeriji. U modernim vojskama koristi se u protivavionskim raketama i za vazdušnu detonaciju fragmentacionih i kasetnih bojevih sredstava.
Ne treba ga mešati sa mehanizmom daljinske detonacije kopnenih mina pomoću radio veze.
Pozadina
Pre izuma blizinskog upaljača, detonacija je bila izazvana direktnim kontaktom, tajmerom podešenim prilikom lansiranja ili visinomerom. Sve ove ranije metode imaju svoje nedostatke. Verovatnoća direktnog pogotka u mali pokretni cilj je mala; granata koja samo promaši cilj neće eksplodirati. Upaljač sa tajmerom ili upaljačem koji se aktivira nekoliko metara iznad tla zahteva dobro predviđanje od strane nišandžije i precizno podešavanje vremena na upaljaču. Ako bilo koja od tih stavki nije tačna, čak i granate ispravno usmerene ka cilju mogu eksplodirati beskorisno pre nego što stignu do mete ili nakon što je prođu. Na početku nemačke kampanje bombardovanja Ujedinjenog Kraljevstva 1940. i 1941. tokom Drugog svetskog rata, procenjeno je da je bilo potrebno 20.000 ispaljenih projektila da bi se oborio jedan avion; druge procene postavljaju tu cifru čak na 100.000, dok neki izvori govore o brojci od 2.500. Sa blizinskim upaljačem, granata ili projektil mora samo da prođe blizu cilja u nekom trenutku tokom svog leta. Blizinski upaljač čini problem jednostavnijim u odnosu na prethodne metode.
Blizinski upaljači su takođe korisni za proizvodnju vazdušnih eksplozija iznad kopnenih ciljeva. Kontaktni upaljač bi eksplodirao kada bi pogodio tlo; to ne bi bilo efikasno u raspršivanju šrapnela. Tajmer na upaljaču može biti podešen da eksplodira nekoliko metara iznad tla, ali je tajming ključan i obično zahteva posmatrače koji bi pružili informacije za podešavanje vremena. Posmatrači često nisu praktični u mnogim situacijama, teren može biti neravan, a ovaj postupak je u svakom slučaju spor. Blizinski upaljači koji su ugrađeni u oružje poput artiljerijskih i minobacačkih granata rešavaju ovaj problem jer omogućavaju različite visine eksplozije (npr. 2, 4 ili 10 m) iznad tla, koje biraju posade artiljerije. Granata eksplodira na odgovarajućoj visini iznad zemlje.
Drugi svetski rat
Ideja blizinskog upaljača dugo se smatrala vojno korisnom. Razmatrane su različite ideje, uključujući optičke sisteme koji bi osvetljavali svetlo, ponekad infracrveno, i aktivirali bi se kada bi refleksija dostigla određeni prag, razne metode aktiviranja sa zemlje pomoću radio signala, i kapacitivne ili induktivne metode slične detektoru metala. Svi ovi sistemi su patili od velike veličine elektronike pre Drugog svetskog rata i njene krhkosti, kao i od složenosti potrebnih sklopova.
Britanski vojni istraživači u Telekomunikacionom istraživačkom institutu (TRE) — Samuel Kuran, Vilijam Butement, Edvard Šajer i Amherst Tomson — osmislili su ideju blizinskog upaljača u ranim fazama Drugog svetskog rata. Njihov sistem je uključivao mali, kratkodometni Doplerov radar. Britanci su tada sproveli testove sa "nevođenim projektilima" (savremeni britanski termin za nevođene rakete). Međutim, britanski naučnici su sumnjali da li bi upaljač mogao da se razvije za protivavionske granate, koje su morale da izdrže mnogo veće ubrzanje nego rakete. Britanci su podelili širok spektar mogućih ideja za dizajn upaljača, uključujući fotoelektrični upaljač i radio upaljač, sa Sjedinjenim Državama tokom Tizardove misije krajem 1940. godine. Da bi upaljač radio u granatama, morao je da bude minijaturizovan, da preživi visoko ubrzanje prilikom ispaljivanja iz topa i da bude pouzdan.
Nacionalni odbor za istraživanje odbrane (NDRC) poverio je zadatak fizičaru Merlu Tuveu iz Odeljenja za zemaljski magnetizam. Takođe su na kraju uključeni i istraživači iz Nacionalnog biroa za standarde (ova istraživačka jedinica NBS kasnije je postala deo Istraživačke laboratorije vojske). Rad je podeljen 1942. godine, tako da je Tuveova grupa radila na blizinskim upaljačima za granate, dok su istraživači iz Nacionalnog biroa za standarde fokusirali na tehnički lakši zadatak — bombe i rakete. Rad na radio upaljaču za granate je završen od strane Tuveove grupe, poznate kao Sekcija T, u Laboratoriji za primenjenu fiziku Univerziteta Džons Hopkins (APL). Više od 100 američkih kompanija bilo je mobilisano da proizvede oko 20 miliona upaljača za granate.
Blizinski upaljač bio je jedno od najvažnijih tehnoloških dostignuća Drugog svetskog rata. Toliko je bio značajan da je bio čuvan u tajnosti na nivou sličnom kao i projekat atomske bombe ili invazija na Dan D. Admiral Luis Štraus je napisao:
Kasnije je otkriveno da upaljač može da detonira artiljerijske granate u vazdušnim eksplozijama, što je značajno povećalo njihov protivpešadijski efekat.
U Nemačkoj je razvijeno ili istraživano više od 30 (možda čak i 50) različitih dizajna blizinskih upaljača za protivavionsku upotrebu, ali nijedan nije bio upotrebljen u borbi. Među njima su bili akustični upaljači koji su se aktivirali zvukom motora, jedan razvijen od strane firme Rajnmetal-Borsig zasnovan na elektrostatičkim poljima i radio upaljači. Sredinom novembra 1939. godine, britanska obaveštajna služba dobila je nemačku neonsku cev i dizajn prototipa blizinskog upaljača zasnovanog na kapacitivnim efektima kao deo izveštaja iz Osla.
U periodu posle Drugog svetskog rata razvijeni su brojni novi sistemi blizinskih upaljača, koristeći radio, optičke i druge metode detekcije. Zajednička forma korišćena u modernim oružjima vazduh-vazduh koristi laser kao optički izvor i merenje vremena leta za određivanje daljine. Critical Challenge: A History of the Proximity Fuze presented by Stephen Phillips
Dizajn u Velikoj Britaniji
Prva referenca na koncept radara u Velikoj Britaniji pojavila se 1931. godine kada su V. A. S. Butement i P. E. Polard konstruisali mali model radara sa impulsnim zračenjem. Predložili su da bi ovaj sistem mogao biti koristan za obalske artiljerijske jedinice kako bi precizno merili udaljenost do brodova čak i noću. Ratno ministarstvo nije bilo zainteresovano za ovaj koncept i rekli su im da se bave drugim pitanjima.
Godine 1936, Ministarstvo avijacije preuzelo je Boudzi Manora (Bawdsey Manor) u Safoku kako bi dalje razvijalo svoje prototipe radarskih sistema, koji su naredne godine postali poznati kao "Chain Home". Vojska je iznenada postala veoma zainteresovana za temu radara i poslala je Butementa i Polarda u Boudzi kako bi formirali ono što je postalo poznato kao "Armijska ćelija". Njihov prvi projekat bio je obnova njihovog prvobitnog rada na obalskoj odbrani, ali su ubrzo dobili zadatak da započnu drugi projekat za razvoj radara za određivanje dometa koji bi pomogao protivavionskim topovima.
Kada su ovi projekti prešli iz faze razvoja u prototipove krajem 1930-ih, Butement je svoju pažnju usmerio na druge koncepte, a među njima je bila i ideja blizinskog upaljača:
U maju 1940. formalni predlog od Butementa, Edvarda Šajera i Amhersta Tomsona poslat je Britanskom odbrambenom vazduhoplovnom zavodu na osnovu drugog od dva koncepta. Konstruisan je prototip elektronskog kola, i koncept je testiran u laboratoriji pomeranjem lima na različitim rastojanjima. Rani terenski testovi povezali su kolo sa tiratonskim okidačem koji je upravljao kamerom postavljenom na tornju, koja je fotografisala avione u prolazu kako bi se odredila udaljenost funkcije upaljača.
Prototipovi upaljača su zatim konstruisani u junu 1940. godine i ugrađeni u "nerotirane projektile", britansko kodno ime za rakete na čvrsto gorivo, i ispaljivani na ciljeve podržane balonima. Rakete imaju relativno malo ubrzanje i ne stvaraju centrifugalne sile, tako da su naprezanja na delikatnom elektronskom upaljaču relativno blaga. Bilo je jasno da ova ograničena primena nije idealna; blizinski upaljač bi bio koristan za sve vrste artiljerije, a posebno za protivavionsku artiljeriju, ali one su imale veoma velika ubrzanja.
Već u septembru 1939. Džon Kokroft (John Cockcroft) je započeo razvoj u kompaniji Pye Ltd. za razvoj termionskih ventila (elektronskih cevi) sposobnih da izdrže ova mnogo veća naprezanja. Anti-Aircraft Radio Proximity Fuze (1939–1942) (conceptual and prototype design work) Istraživanje kompanije Pye preneto je Sjedinjenim Državama kao deo tehnološkog paketa isporučenog tokom Tizardove misije kada su Sjedinjene Države ušle u rat. Istraživačka grupa kompanije Pye navodno nije uspela da natera svoje ojačane pentode da pouzdano funkcionišu pod visokim pritiscima sve do 6. avgusta 1941, što je bilo nakon uspešnih testova američke grupe.
U potrazi za kratkoročnim rešenjem problema sa ventilima, Britanci su 1940. godine naručili 20.000 minijaturnih elektronskih cevi namenjenih za upotrebu u slušnim aparatima od kompanija Western Electric i Radio Corporation of America. Američki tim pod vođstvom admirala Harolda G. Bouna Starijeg (Harold G. Bowen, Sr.) ispravno je pretpostavio da su te cevi namenjene za eksperimente sa blizinskim upaljačima za bombe i rakete.
U septembru 1940. godine, Tizardova misija otputovala je u SAD kako bi upoznala američke istraživače sa nizom britanskih dostignuća, a tema blizinskih upaljača je bila pomenuta. Detalji britanskih eksperimenata preneti su u Američku mornaričku istraživačku laboratoriju i Nacionalni odbor za istraživanje odbrane (NDRC). Informacije su takođe podeljene sa Kanadom 1940. godine, a Nacionalni istraživački savet Kanade poverio je rad na upaljaču timu na Univerzitetu u Torontu.
Razvoj u SAD-u
мини|Dijagram delova M734 Američkog multifunkcionalnog blizinskog upaljača, koji se koristi u modernoj artiljeriji, naročito u granatama kalibra 155 mm. Ovaj tip upaljača može koristiti različite metode za detonaciju, uključujući blizinsko i tačkasto aktiviranje, a dizajniran je da poveća preciznost i efikasnost eksplozivnog punjenja.
Evo opisa ključnih delova na dijagramu: (1). Air Inlet to Venturi (Ulaz vazduha u Venturi cev): Ovo je deo kroz koji vazduh ulazi u sistem i prolazi kroz Venturi cev, što omogućava ubrzanje vazduha i generisanje potrebne energije. (2). Electronic Assembly (Elektronski sklop): Sadrži oscilatore, pojačala i druge elektronske komponente koje upravljaju funkcijama senzora i detonatora. (3). Turbine Alternator Assembly (Sklop turbine i alternatora): Pokreće se strujom vazduha koja prolazi kroz sistem, generišući električnu energiju za elektroniku upaljača. (4). Safety & Arming Assembly (Sklop za osiguranje i aktivaciju): Ovaj deo obezbeđuje sigurno rukovanje i osigurava da se upaljač aktivira samo kada projektil dostigne odgovarajuću brzinu ili udaljenost. (5). Microdet Electric Detonator (Mikrodetonski električni detonator): Deo koji aktivira eksplozivno punjenje nakon što senzori detektuju približavanje cilju. (6). Explosive Booster (Pojačivač eksploziva): Ubrzava detonaciju glavnog eksplozivnog punjenja.
M734 je proizvod američke vojne industrije, a razvijen je kako bi zadovoljio potrebe američke vojske za preciznijim i pouzdanijim artiljerijskim oružjem. Upaljači kao što je M734 koriste se prvenstveno za poboljšanje efikasnosti protiv vazdušnih, ali i kopnenih ciljeva, posebno u situacijama gde je potrebna detonacija na određenoj visini iznad zemlje ili u blizini cilja.