呼啸的天空——纳粹德国V-1飞弹系统

万磁王

V-1 飞弹的制导系统
　　V-1 飞弹的制导系统实际上是一台由 Askania 公司研制的自动驾驶仪：其中磁罗经负责控制飞弹的飞行方向指向目标大体方向；一对陀螺仪分别负责控制飞弹的偏航和俯仰姿态；一台气压计负责控制飞弹飞行高度；一台由叶片风速计驱动的里程表负责控制飞弹飞行距离。发射前射手通过调整气压计和里程表来控制飞弹的飞行高度和距离，至于方向则由发射架的指向决定。
　　为陀螺仪和其他飞控设备供应能量的是两个大型球状气罐里的高压空气。发射前里面充满了高达 150 个大气压（合 15,000kPa）的气体作为飞弹飞控系统的动力源。

V-1 的陀螺和战斗部安装在机头，压缩空气罐安装在后机身

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　　值得一提的是由于发动机放在飞弹弹体后上方，所以整个弹体的重心比较高，还有些靠后，因此如何配平也是一个问题，否则发射出去的飞弹很容易发生横滚出现大头朝下的情况。1945 年盟军缴获了一枚 V-1 飞弹，该弹坠毁于荷兰 Tilburg 和 Goirle 地区之间，但没有爆炸，所以结构保持得很完整。通过解剖 V-1 飞弹，人们发现一个有趣的情况：在飞弹左翼钢管骨架中竟然找到了 6 扎当时德军战时宣传杂志《信号》，在飞弹里放这么些东西的目的只有一个——使飞弹重心尽量靠前并保持飞弹发射前左右翼重量平衡，防止其横滚。可见当时 V-1 飞弹的横轴平衡很脆弱，稍有变化就会失去平衡。这种设计估计是为了配合用导轨弹射的需要，因此以后的巡航导弹基本没有采用过这样的总体布局，要么发动机放在弹体内部，要么放在弹体下面起到稳定作用。
　　此外人们在第一批发射的 V-1 飞弹残骸中还发现了部分飞弹上安装有小型无线电信号发射机。飞弹发射后，可以通过跟踪无线电信号源来跟踪飞弹大体的飞行轨迹和最后的弹着点，并标示在格子地图上作为修正误差的依据。
　　V-1 飞弹一发射里程表就开始计算里程，同时推算是否到达目标上空。飞弹发射前里程表被设定成到达目标所需的里程数；飞弹发射后里程数就开始递减；到达目标上空时里程数正好归零，当然这还有个前提就是飞弹飞行时风速相对稳定，变化不剧烈。在未到达目标上空前的飞行过程中，自动驾驶仪会控制飞弹以一定的坡度超目标大致方向边爬升边飞行。飞行时，空气气流吹动叶片风速计的叶片转动，叶片每转动30转，里程表上的数字减一。当飞弹飞行距离超过 60km 后，飞弹战斗部引信自动启动；当里程表里程归零后两支爆炸螺栓（detonating bolt）自动引爆；平尾上的两块扰流片被打开并被锁死；而飞控系统与尾舵之间的联系也被切断，尾舵置中锁定，这样一来 V-1 飞弹开始减速进入俯冲状态。在俯冲状态下空速达到一定速度后，发动机会熄火，因为此时飞弹燃料罐在下发动机在上，受重力影响燃料供应不到发动机了。此时天空中吵闹的噪音突然变得寂静起来，暗示着地面上的人们可能会有什么事情要发生，几秒钟后就会听到远处震天动地的巨响，那就是 V-1 飞弹击中目标的声音。而到了后期型号，V-1 飞弹设计者改进了发动机的燃料供应装置，即使在俯冲状态下 V-1 发动机仍旧能正常工作。其实最初 V-1 的设计师们计划采用无线电指令制导或者雷达制导等技术作为 V-1 的制导系统，但是考虑到盟军在电子对抗方面的优势，还是使用了基于陀螺仪+里程表这样一种命中精度低但抗干扰能力强的简易制导系统。
　　关于这套系统的精度，按照 Fiesler 公司的说法：90% 的飞弹可以打到距离目标 10 公里半径的区域里；50% 的飞弹可以打到距离目标 6 公里半径的区域里。

V-1 的陀螺仪

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战争中的 V-1 飞弹
　　1943 年德军上校 Max Wachtel 奉命指挥德军第一支飞弹训练与测试部队，该部队位于德国佩内明德附近的 Zempin 火箭试验基地，此外在波罗的海沿岸还将建造一处飞弹发射点用于训练。这支部队成为日后德军第 155 高炮团（Flak-Regiment 155(W)）前身，注意其中字母 W 代表的是德文中“发射器”的意思——这是德军，也可能是世界上第一支以发射飞弹为自己主要任务的战斗部队。
　　V-1 飞弹的作战效能发挥还有赖于发射阵地的布局和建设。围绕着如何部署 V-1 飞弹，德国空军内部分化为两派：一派主张分散建立大批小型发射点，这样易于伪装，可以避开盟军的战略空袭；另一派则主张集中建立大型飞弹发射基地，集中火力打击对方。后者的意见得到了希特勒的支持，原因是他看到在法国布雷斯特的 U 潜艇基地由于保护严密没有受到盟军空袭的影响，觉得那么多“鸡蛋”与其分散开，不如集中在一个篮子里妥善保管，这样效果更好。最后在 1943 年 6 月 18 日，空军元帅戈林召开了专题会议讨论部署问题，最后形成的方案实际上是两派意见的折中：在法国北部 Saint-Leu-d'Esserent、Nucour t和 Rilly-la-Montagne 等地区建立大型弹药库保存飞弹；沿英吉利海峡部署96处发射阵地；部署空射飞弹。

伦敦第一枚 V-1 落下之地

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　　由于各种各样的原因，到当年 8 月份德军才开始在法国部署 V-1 飞弹——沿迪耶普到加莱修建 96 处发射场，每个发射场包括一个两边带有保护墙的发射导轨；一个非磁机房用来调试磁罗盘；一个发射掩体；存放飞弹的弹药库；燃料储存室和其他仓库。当然具体布局还要结合当地地形地貌尽可能做好伪装（出于伪装需要，德军通常选择树林、农场建设阵地，甚至刻意选择在其他民用建筑物周边建立阵地），此外诺曼底地区只修建了 8 处发射场。本来有一个更庞大的计划：沿瑟堡到比利时沿岸修建更多发射场，但最后来不及实施了。
　　理论上说一个 V-1 飞弹的发射阵地每天能够发射 15 枚 V-1 飞弹，但实际上这个标准很难达到，资料记录单个阵地最高的发射记录是一天发射了 18 枚 V-1 飞弹。而且因为 V-1 飞弹落后的制导系统性能，发射出去的 V-1 飞弹的命中率仅仅达到 25%，剩下的很多飞弹都失的了。造成 V-1 飞弹命中率低下的原因有以下几种：盟军采取的针对性的空防和打击措施；飞弹本身性能不可靠；还有就是制导系统失灵导致的脱靶。而随着盟军登陆后的步步深入，原先部署在法国海岸的发射场陆续被占领或被炸毁，V-1 飞弹的袭击目标逐渐从英国本土转向比利时境内的战略目标，特别是港口城市安特卫普。
　　V-1 飞弹的巡航高度原本希望定在距地面 2,750m（9,000 英尺）高度。但是由于在这个高度上气压式燃料供应阀总是不能正常工作，迫使设计者于 1944 年 5 月修改了设计，巡航高度降低了一半。这个改动带来的消极后果就是 V-1 飞弹在飞行时落入了盟军普遍装备的博福斯高射炮的有效射程里。
　　尽管绝大多数 V-1 飞弹都是从地面发射阵地发射出去的，但是从 1944 年 7 月到次年 1 月，德国空军还是发射了超过 1,176 枚空射型 V-1 飞弹。当时使用的是经过改装的 He 111H-22 型轰炸机作为发射平台，在北海上空进行发射，而所有这些飞弹载机都隶属于德国空军第三轰炸机联队——代号为“闪电”（Blitz Wing）的飞行联队。空射型 V-1 飞弹的存在对于德军而言好处多多：首先盟军登陆后部署在法国海岸的 V-1 飞弹发射阵地陆续陷落后，德军仍可以使用轰炸机继续对英国实施飞弹打击；其次由于空射平台机动灵活、隐蔽性强，不但可以有效地避开盟军地面部队的攻击，还可以避开英国防空力量的抵抗。为了在发射 V-1 飞弹时减小被英国雷达发现的概率，德军轰炸机飞行员们后来发明了一种名为“低-高-低”的战术，具体说就是：搭载了 V-1 飞弹的 He 111 轰炸机在起飞后，等到飞出海岸进入海上飞行后就下降到尽可能低的高度飞行；当接近发射阵位后，轰炸机迅速爬升到预定高度并发射搭载的飞弹；完成发射任务后，轰炸机掉头再次迅速降低高度，重复先前的步骤低空返航。但是不管怎么说空射型 V-1 飞弹的可靠性非常差，战后学者估计大概有 40% 的空射型 V-1 飞弹发射失败了，而且对于执行发射任务的轰炸机而言，这样的任务也十分危险，由于每次发射时的头几秒钟内飞弹尾焰会将周围夜空照的很亮，这无异于为对方夜间战斗机指出了一个很好的靶子。

He 111H-22 V-1 载机

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未能付诸施行的计划

　　到了战争后期，德国空军研制了有人驾驶版 V-1 飞弹，并被命名为“Reichenbergs”，当然这种飞弹（究竟叫飞弹还是战斗机？）最后没有派上用场。但是在试飞过程中却有多位试飞员死伤，但是其中原因却还是无从得知。最后还是由当时德国著名女试飞员 Hanna Reitsch 亲自驾机试飞后才揭开谜底：这种飞机着陆时的失速速度太高。Hanna 本人也是从很高的高度进入着陆航线后才发现这个情况，好在有足够的高度来调整飞机飞行状态，而之前的试飞员都缺少对飞机高速降落的经验。事后Hanna建议加强对“Reichenbergs”飞机的志愿飞行员们控制高着陆速度飞机的训练。而在电影《弩行动》中，“Reichenbergs”飞机被错误地描绘成和 V-1 飞弹一样也需要使用地面滑轨来弹射起飞，实际上它是由 He-111轰炸机带到高空后空射飞行的。

盟军缴获的有人驾驶版 V-1“Reichenberg”

　　当时德国人有一个未能付诸行动的计划——用 Arado Ar 234 喷气式轰炸机携带 V-1 飞弹空中发射：具体设想是要么挂在翼下；要么类似于寄生式战斗机那样安在轰炸机脊背上进行发射。采用后一种发射方式发射前，轰炸机飞行员需要先操纵一个液压式助力支架把 V-1 飞弹顶高到距离飞机脊背 8 英尺高度后才能发射。这样做的目的一来是为了防止飞弹发射的尾焰伤害轰炸机本身；二来也为 V-1 发动机点火留出足够的净空（此外还能为脉冲式发动机点火提供“干净”的空气气流）。
　　此外还有一个相对不太“雄心勃勃”的计划就是将 V-1 飞弹改装为梅塞施密特 Me 262 喷气式战斗机的飞行油箱。具体设想是将发动机、内部设备和战斗部全部拆除，只留下机翼和机身作为一个巨大的油箱。而在这个油箱顶部垂尾上方放了一个小型圆柱形模块，取代发动机起到配平作用。油箱本身则使用一根刚性牵引杆和战斗机相连。每次起飞时，油箱放在一个四轮小推车上，用杠杆连在战斗机后面。战斗机起飞时，油箱放在小推车上一起助跑；战斗机升空后，油箱也一起被拉到空中，而小推车则被抛弃在地面上；而当油箱里的油料被消耗干净后，杠杆上的爆炸螺栓会自动起爆将油箱连同杠杆一起从战斗机上分离开；此后抛弃了油箱的飞机将完全依靠机体内存放的油料进行飞行。应该说这种设计很原始，但在 1944 年德国设计人员还是进行了一些飞行试验，试验结果证明这种设计十分不成熟：油箱内的油料输送很不稳定，油箱性能很不可靠。此外设计人员又在 Ar 234 轰炸机上也进行了类似试验，但是也得到了相同的结论。此后设计人员又进行了一些改动试图对设计方案进行优化来解决油箱被拖带时暴露出的可靠性问题，但是这一切努力最后都被证明是无谓的，因为这些小打小闹根本无从解决设计之初就存在的根本问题。
　　所有围绕 V-1 飞弹的改进中只有一个改进最终派上了用场——那就是 V-1 飞弹的增程型。1944 年 6 月 6 日之后，伴随着“第二战场”的开辟，德军在法国境内的发射场陆续陷落，德占区的面积不断缩小，这意味着 V-1 飞弹很快将因为射程不够无法攻击英国境内的目标。虽然开发空射型 V-1 飞弹能够解决这个问题，但是最好的办法还是开发增程型 V-1 飞弹。于是 V-1 F1 型飞弹应运而生：通过增大 V-1 飞弹的燃料箱容积；减少战斗部装药来解决问题。此外为了减轻弹体重量，飞弹头部鼻锥改用木头制成，这样又减轻了一些重量。经过这些改动后，V-1 F1 型飞弹终于可以从荷兰打到伦敦及其周边地区了。德军统帅部原计划大批量生产并部署这种增程型 V-1 飞弹，希望能在后面的阿登森林反击战中起到配合正面战场的作用，但是限于当时的糟糕形势（飞弹生产厂不断遭到盟军轰炸；钢铁等战略物资的奇缺；铁路运力的紧张；战场形势的日渐恶化等等困难）使得增程型飞弹的部署大为延迟，直到 1945 年 2-3 月这种飞弹才刚刚开始部署。在 3 月底 V-1 飞弹结束对伦敦空袭之前，德军从荷兰境内的发射场发射了上百枚增程型飞弹。
　　到 1944 年 3 月，V-1 飞弹的产量达到差不多 30,000 枚，平均每 350 个小时就可以生产一枚 V-1 飞弹（其中 120 个小时花在生产自动驾驶仪上）；每枚 V-1 飞弹的成本仅相当于同期另一种飞弹——V-2 弹道飞弹的 4%。战争中共向英国发射了 10,000 枚 V-1 飞弹，其中 2,419 枚飞弹击中伦敦，造成 6,184 人死亡，17,981 人受伤。其中位于伦敦东南角的 Croydon 受到攻击尤其严重。此外比利时的港口城市安特卫普也是 V-1 飞弹袭击的重灾区，从 1944 年 10 月到次年 3 月共遭到 2,448 枚飞弹攻击。

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弩行动——针对 V-1 飞弹的对抗措施
　　V-1 飞弹的出现给当时的英国军民以很大的心理震撼，但是很快 V-1 飞弹的弱点也暴露出来了：命中精度低、飞行速度慢、飞行轨迹平直呆板，最重要的是其飞行高度始终处于各种防空火器覆盖范围内，因此很快盟军想出了对抗 V-1 飞弹的各种办法——这就是“弩”行动：
　　首先盟军空中力量主动出击，轰炸德军的发射阵地和弹药库。从 1943 年 12 月 5 日开始，美国陆航第九航空队的 B-26 轰炸机就开始轰炸位于 Ligescourt 的 V-1 飞弹发射场了，接着 RAF 的轰炸机也加入进来开始进行夜间轰炸。1943 年的圣诞夜，672 架 B-17 和 B-24 轰炸机又一次猛烈轰炸了 24 处发射阵地，投弹 1,472 吨。到当年年底，52 个发射场遭到轰炸，9 个发射场受到严重破坏，7 个不能使用，3 个完全报废。到次年 3 月底，9 个发射场完全报废，35 个受到严重破坏，29 个受到中等损坏。到 4 月底，18 个被毁，48 个遭到重创；到 5 月中，24 个被毁，58 个遭到重创。对于弹药库更是重点关照，作为德军大型弹药库，Saint-Leu-d'Esserent 遭到 27 次轰炸，投弹 5,070 吨，其中包括一枚 11 吨重的 Aphrodite 超级制导炸弹和多枚 6 吨重“高脚杯”炸弹。遭到空袭后该弹药库彻底报废。
　　从 1943 年 8 月到 1944 年 8 月，盟军投入了总数 14% 的重型轰炸机轰炸任务和 15% 的中型轰炸机轰炸任务；从 1943 年 5 月到次年 5 月，盟军 40% 的飞行任务都与摧毁 V-1 和 V-2 相关设施有关。
　　其次在英国海岸线分批部署高射炮拦截线来拦截 V-1 飞弹：第一次是于 1944 年 6 月中旬，从英格兰 North Downs 到南部海岸，目的是防止 V-1 飞弹从东边攻击泰晤士河口；第二次是在 1944 年 9 月，又在东 Anglia 地区部署了一道线形高炮拦截线；最后在当年年底又沿林肯郡-约克郡海岸一线部署了高炮。之所以会在短短半年时间里部署三道防线，首先是 V-1 飞弹阵地部署相对分散：固定阵地分布在法国北部海岸线、荷兰境内，此外携带空射飞弹的德国轰炸机在北海上空发射飞弹，迫使英国不得不围绕伦敦在东南、东北和北方三个方向进行布防；其次随着“第二战场”上盟军快速推进，德军部署在法国沿岸 V-1 飞弹发射阵地陆续沦陷，所以 V-1 飞弹的发射也处于“打几枪换个地方”的状态中——不停地变换发射阵地，由此带来的后果是飞弹飞行路线在不断变化，因此盟军高炮阵地也不得不来回调整部署来拦截 V-1 飞弹。

英格兰 North Downs 的坡地

万磁王

　　在 V-1 飞弹的第一轮持续轰炸过程中，英国 Croydon 地区防空部队最初兴高采烈地看到他们“击落”了很多德国轰炸机，这些被“击落”的敌机最初拖着长长地尾焰，当发动机熄火时，敌机就会坠毁。最开始英国人很是得意洋洋了一阵子，直到得知真相后才陷入了失望当中。此时英国人才发现对于地面高炮而言，V-1 飞弹是一种难缠的对手，因为它不但体积小，而且飞行速度也快。当时 V-1 飞弹的巡航高度位于 600-900m 的高度上，正好位于小口径轻型高射炮的有效射程之上；同时恰好处于大口径重型高炮最小有效射程之下。此外 V-1 飞弹当时的飞行速度远超过当时英军主要装备的 QF 3.7 英寸（94mm）口径高炮的跟踪瞄准速度，而为了拦截飞弹而建设专门的炮位也需要很多投入。

QF 3.7 英寸（94mm）口径高炮

3.7 吋高炮上配备的 Nr.1 Mark III 跟踪计算机

　　此外针对 V-1 飞弹的早期预警，盟军还专门研发了高炮炮弹专用的无线电近炸引信和波长和频率分别为厘米波和 3 千兆赫兹的雷达，后者采用了当时比较先进的腔式磁控管，可以有效探测小型高速飞行物。到 1944 年 6 月，美国贝尔实验室研制的防空预警火控系统也开始交付使用，它拥有一部模拟式计算机。
　　上述这些设备于 1944 年 6 月陆续服役，当时盟军高炮部队也陆续进入海岸阵地待命拦截 V-1 飞弹。在 V-1 飞弹空袭英国的第一周里，飞越高射炮防御地带的 V-1 飞弹中 17% 的飞弹被高炮击落；到 8 月 23 日这个比率上升到 60%；到该月月底则达到 74%（其中有一天这个比率甚至达到 82%）。最初德军每发射 2,500 枚飞弹，英军才能击落其中一枚；而到后来这个比率上升到每发射 100 枚就能击落一枚。但是即使如此 V-1 飞弹的威胁仍未彻底消除，最终还是靠盟军地面部队的推进，V-1 飞弹的发射阵地被陆续攻克，威胁英国的 V-1 飞弹才告消失。

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阻塞气球
　　为了防范 V-1 飞弹的攻击，英国人部署了 2,000 个阻塞气球，期望入侵的 V-1 飞弹因为撞上阻塞气球坠毁。但是 V-1 飞弹的主翼前缘装有电缆剪，阻塞气球战术在对抗 V-1 飞弹的战斗中没有发挥太大作用：尽管无论撞上缆绳还是气球本身 V-1 飞弹都会坠毁，但是落地后飞弹还会爆炸，因此拦阻气球必须部署在距离保护目标有一定距离的地区上空，最后只有不到 300 枚 V-1 飞弹最后被阻塞气球拦截坠毁。

诺曼底登陆时盟军大量释放的阻塞气球

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空中拦截
　　鉴于地面火器拦截效果不佳，盟军不得不调集战斗机进行空中拦截。但由于 V-1 飞弹的飞行速度相对活塞式战斗机的速度快，多数战斗机平飞是追不上 V-1 飞弹的，除非从高空俯冲下来才能获得足够的飞行速度，才有机会追上并击落 V-1 飞弹。因此凡是奉命拦截 V-1 飞弹的盟军战斗机都被冠以“跳水巡逻”（Diver patrols）的“雅号”，因为这种俯冲-攻击的战术和跳水有点类似。最初盟军主要调集霍克“暴风”V、格洛斯特“流星”（它是盟军方面第一种喷气式战斗机）和 “喷火”战斗机（主要是“喷火”Mk IX、Mk XII 和 Mk XIV 型）来执行拦截 V-1 飞弹的任务，因为这三种飞机的空速都比较快（V-1 飞弹飞行速度通常为 650 公里/小时，“暴风”、“喷火”、“流星”的最大空速分别为 700、660 和 965 公里/小时）而且火力也足够凶猛——都配备 20mm 航炮。在当时的情况下使用航炮直接攻击 V-1 飞弹是很危险的，首先穿甲炮弹对于 V-1 钢质弹体没有太大的效果，而高爆弹一旦近距离击中 V-1 飞弹的弹头，引起的爆炸可能会连带炸毁拦截的战斗机。1944 年6 月 14 日深夜 15 日凌晨，RAF 605 中队的 F/L JG Musgrave 取得了第一例战果——击落了一枚 V-1 飞弹。
　　要想有效地拦截 V-1 飞弹，及时准确的地面预警和引导必不可少，除了雷达之外，这个重任落到了皇家观察团身上。当时防务委员会对皇家对空观察队（Royal Observer Corps）能否有效应对 V-1 飞弹的新威胁深表怀疑，但是 ROC 的指挥官空军准将 Finlay Crerar 向委员会保证 ROC 会努力提升自己的能力来应对威胁并保持自己的警觉性和灵活性。为此他专门制定了计划来应对 V-1 飞弹的威胁，行动代号为“蹒跚”。

英国对空观察哨

万磁王

　　首先部署在 Dymchurch 海滩的 ROC 观察哨会时刻留意空中情况，他们会在第一时间发现来袭的 V-1 飞弹并逐级报告给防空指挥中心。接到 ROC 的报告后，防空指挥中心会在数秒内采取行动。但即便如此反应速度仍旧有点慢，无论是在野外观察哨还是在操作室里，V-1 飞弹的出现给 ROC 带来很多新的挑战。最终 RAF 地面指挥控制员们干脆带着无线电通信设备到位于 Horsham 和 Maidstone（这两个地方最接近 RAF 的防空指挥中心）的 ROC 操作室里，在绘图桌的格子地图上上直接指挥 RAF 的战斗机拦截飞弹。最终那些曾经说过 ROC 不能及时发现高速飞行的喷气式飞行器的评论家们被迫承认自己先前的评论是错误的：ROC 卓有成效的工作使得 V-1 飞弹无论是在飞越海岸线时还是在内陆上空飞行，只要被发现就处于全程监视之下。

RAF 防空指挥中心