什麼?二戰時美國人竟然把鴿子塞進炸彈里充當導航設備?

2022年06月28日21:56:16 軍事 1455

伊拉克戰爭科索沃戰爭之後,經過美軍不遺餘力地大力宣傳,大眾都已經習慣了從美軍飛機上丟下來的那些精確制導炸彈。很多人都覺得,從上萬米的高空丟下一顆炸彈砸中一個房子是一件很簡單的事情。

但事實上,在激光和GPS制導技術發明之前,想讓炸彈擊中目標曾經是一件非常困難的事情。在第一次世界大戰期間,駕駛雙層翼飛機的飛行員就已經開始從飛機上用手丟下炸彈攻擊地面目標了。那時候的飛機在轟炸時的飛行高度不過100米左右,也就跟我們今天30多層的樓房差不多;飛行時速不過100多公里/小時,跟高速上的汽車差不多。飛行員都是憑著自己的感覺往外丟炸彈的,能不能擊中目標全看飛行員的手活怎麼樣。

我們知道,炸彈在離開飛機後,會一邊進行自由落體運動,一邊繼續以離開飛機時的速度向前運動。理論上講,只要知道炸彈離開飛機時的高度和初速度,就能計算出它的落點。但在一戰期間,由於飛機轟炸時的速度和高度都很小,沒人會真的去拿紙和筆去進行計算,大家都是多丟兩次就找到感覺了。這就像打籃球一樣,沒有人會去用數學公式去計算投籃角度和力量,在球場上多練幾次自然就知道怎麼投了。當然,在這個時期飛機轟炸的精度也不怎麼樣,據說即使是優秀的飛行員也只是能把炸彈丟進目標15米的範圍內而已。

到了二戰的時候,轟炸機的速度越來越快,同時為了躲避地面防空火力也越飛越高。這時候的轟炸機在執行任務時往往是在8000米以上的高度以超過250公里/小時的速度飛行。他們丟下的炸彈要在半分鐘以後才會擊中地面。也就是說,飛行員在距離轟炸目標還有兩公里多遠的時候就要釋放炸彈了。有人計算過,兩架一模一樣的飛機同時各丟下一顆炸彈,如果它們在丟下炸彈時的飛行時速相差3公里/小時、飛行高度相差10米的話,那麼兩顆炸彈的落點可以相差40米之多。

如果說一戰時的飛行員還能靠手感來丟炸彈的話,二戰時的轟炸機飛行員就必須要通過計算才能得出釋放炸彈的時機了。為了提高高空轟炸精度,美國人開發了一套叫做諾頓瞄準器(Norden Bombsight)的自動計算裝置。這是一個看起來有些蒸汽朋克風格的機械裝置,機組人員輸入飛行高度、飛行速度、風速和目標位置後,這套裝置中的一系列齒輪就可以自動計算出投擲炸彈的時間點。美國空軍對這個諾頓瞄準器十分看好,一度非常得意地對外宣稱這套裝置可以讓他們在一萬米的高空準確地擊中一個酸菜桶。美國軍方為這套系統前前後後一共花了11億美元(造出原子彈曼哈頓計劃也不過花了20億美元而已)。為了不讓德國人得到這個秘密,美國人還特意在每套諾頓瞄準器里加裝了自毀裝置。他們還要求轟炸機機組人員發誓,如果被德國人俘虜,決不向敵人透露這套瞄準裝置的細節。

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諾頓瞄準器,看起來相當的蒸汽朋克

那麼這套裝置在戰場上的實際表現如何呢?非常令人失望。在模擬測試中,諾頓瞄準器的圓概率誤差是23米,這個數字意味著有50%的炸彈能夠落在以目標為中心、半徑23米的圓圈內。這是一個相當不錯的結果。但別忘了,這是在理想的使用條件下測試得出的數據。在條件複雜得多的真實戰場上投入使用後,這種瞄準器實際的圓概率誤差達到了驚人的370米。考慮到二戰中美軍使用的大部分炸彈殺傷半徑只有30米左右,這就意味著美軍飛行員冒著生命危險丟下的絕大部分炸彈根本都碰不到它們的目標。

1944年的一個戰例可以很好地說明這種被美國空軍煞有介事地列為最高機密的諾頓瞄準器精度到底有多差。在這一年,美軍把一個佔地30萬平方米的德國化工廠列為了轟炸目標。為了炸毀這個工廠,美軍派出龐大的轟炸機群,對這個目標反覆進行了22次轟炸,一共丟下了85000顆炸彈。面對這個佔地面積相當於40個足球場的龐大目標,還是只有10%的炸彈落入到了化工廠內。在這10%的炸彈中,還有一部分炸彈由於種種原因沒有爆炸。如果轟炸目標是網球場大小的房屋的話,那命中率就更低了。有人估算,大概要丟下500顆炸彈,才能有那麼一兩顆能夠擊中目標。

這還是靜止不動的固定目標,大家可以想像一下,如果要攻擊的是大海上移動的軍艦,那命中率會有多低?所以海軍航空兵在更多情況下還是得採用低空俯衝轟炸的方式來攻擊艦船。但這種過低的飛行高度又讓飛機很容易被敵人的防空炮火擊落,所以美國海軍也在想辦法解決高空轟炸精度的問題。

海軍想出來的解決方案是給炸彈裝上幾個可以活動的小翅膀,把它變成一個帶有滑翔功能的炸彈。這樣炸彈在離開飛機後,可以通過微調尾翼來修正彈道,進而提高命中率。但問題是怎麼讓炸彈知道應該往哪個方向修正彈道呢?現代炸彈可以用內置的電腦晶元完成計算,但那個年代的電腦比一間屋子還大,是不可能裝進炸彈里的。於是美國軍方開始集思廣益,向科研機構徵求解決方案。

這個時候,一位叫做斯金納的美國心理學家(是的,我沒寫錯,是心理學家)站了出來,向軍方提出了一個解決方案。斯金納的方案是訓練鴿子在屏幕上用嘴去啄移動的軍艦圖案。當鴿子完成訓練之後,把它們放進炸彈前面的小艙室里。當炸彈被轟炸機丟下以後,鴿子能通過炸彈前端的透明電子屏幕看到水面上的軍艦,這時它就會按照訓練中的那樣反覆用嘴去啄屏幕上的軍艦。根據鴿子啄擊點的不同,炸彈可以對尾翼角度進行微調,確保目標軍艦永遠處在導彈的飛行路線上。

據說斯金納是在某一天看到一群鴿子在空中飛行時產生這個靈感的。他覺得這是一個很好的解決方案。首先,鴿子足夠小,可以很方便地塞進炸彈里。第二,鴿子是一種很聰明的動物,斯金納在之前的實驗里已經證明鴿子在獎勵下可以很快學會辨認各種圖形。第三,作為習慣了在空中飛行的鳥類,鴿子就算被轟炸機從萬米高空丟下也不會感到恐懼。

講到這裡不得不說一句,也許美國人做事最大的優點就是不受任何條條框框的束縛,無論多麼離奇的想法都敢於試上一試。如果在其他國家,用鴿子給航空炸彈做導航這種方案軍方可能連聽完的興趣都沒有。但在美國,軍方還真的給斯金納撥了一筆款讓他去驗證這個方案的可行性。

斯金納拿到經費後,開始認真地訓練鴿子,並製作了一顆模擬炸彈來測試效果。他很容易就訓練出了一批會追著屏幕上的軍艦圖案啄的鴿子。斯金納也知道,肯定有人會認為把炸彈交給一隻鴿子去導航是一件不太靠譜的事情,所以他在每顆炸彈的前面一口氣放了三隻鴿子。這樣三隻鴿子所產生的結果之間可以相互校驗,避免因為一隻鴿子發揮失常而錯過目標。當然,大家都明白,一旦投入實戰,這三隻鴿子是要跟著炸彈一起被炸死的。這些鴿子平日里開心地啄啄軍艦圖案換取食物吃,但它們不知道終將有一天,它們面前的軍艦圖案會把它們炸成碎片。可能在那個飛行員都性命難保的戰爭年代,沒有人會特別在意幾隻鴿子的死活吧。

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斯金納訓練鴿子學會了在屏幕上追蹤特定的圖案

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為了提高成功率,斯金納打算在每顆炸彈前面放上三隻鴿子

在折騰了將近一年之後,軍方對斯金納的研究成果進行了模擬測試。斯金納向軍方展示了模擬炸彈如何在鴿子的引導下準確地擊中了目標。

測試結果是很成功的,但軍方最終還是砍掉了這個項目。倒不是因為他們覺得鴿子給炸彈導航這個想法過於離奇,而是因為他們覺得另外一個用雷達制導的方案更加容易實現。

斯金納發了一通牢騷,說軍方根本就沒有認真地考慮過他的項目。之後他就跑到哈佛大學教書去了,繼續研究他的心理學。順便提一句,正是這位斯金納通過研究小鼠和鴿子,發表了很多關於心理學和行為學的研究成果。這些成果後來被賭博公司拿去使用,幫助他們設計出了更加容易讓人上癮的賭博機器。關於這個我寫過另外一篇文章,有興趣的朋友可以點擊文章末尾的鏈接閱讀。

值得多說一句的是,在二戰結束後的1948年,美軍又回過頭來開始研究這個用鴿子給炸彈制導的方案。這也從側面說明美國軍方一直是在認真考慮這個項目的。一直到1953年,可以安裝在炸彈里電子導航設備成熟之後,這個項目才再次被砍掉。

最後附上前面提到的關於斯金納的研究和賭博行業的文章:為什麼賭博、遊戲和短視頻如此容易讓人上癮

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