Mark-14型魚雷
蹊蹺的魚雷攻擊
1943年7月24日晨,太平洋戰爭已經開始將近兩年。美國海軍潛艇“黑鯵”號(SS-283)根據夏威夷美國海軍密碼破譯人員的情報,在其艇長戴斯皮特少校的帶領下,出動攻擊19000噸的日本大型油船“都南丸”III號。情報顯示“都南丸”III號將從貝勞駛往特魯克,戴斯皮特制定了攔截航線。“都南丸”III號及其姐妹艦“都南丸”II號開始是作為捕鯨船而製造,後來為了戰時需要而改裝成油輪。它們是日本當時噸位最大的兩艘商船。情報是準確的,“黑鯵”號順利發現了這艘油輪,戴斯皮特少校指揮潛艇進入攻擊位置。他估計當時油輪的速度大約為13節。不過令人吃驚的是,這艘滿載的油輪既沒有驅逐艦護航,也沒有空中支援,更沒有採用之“字”型反潛航線。“黑鯵”號占領了理想的攻擊陣位,扇面發射了4枚魚雷。魚雷航線幾乎和油輪航線垂直,可以算是一次教科書式的攻擊。不過攻擊結果就不是教科書式的了——魚雷僅僅在油輪側舷激起了兩處小浪花,沒有爆炸!油輪毫髮無傷不說,還發現自己受到攻擊,迅速轉向並開始加速準備逃脫。“都南丸”III號的突然轉向使得“黑鯵”號頓時處於一種不利的攻擊位置,加速後逃脫的油輪使得潛艇重新占領理想的攻擊陣位已經不可能。戴斯皮特少校幾乎是出自本能地下令發射艇艏魚雷發射管剩下的兩枚魚雷。這兩枚魚雷都撞上了油輪尾部並且爆炸,油輪立即停止了前進並且略微向尾部下沉。雖然失去了動力,但是內部良好的隔艙使得油輪沒有立即沉沒的危險,而油輪上的火炮則使得“黑鯵”號不敢浮出水面,用自己的甲板炮攻擊油輪。這時候油輪能做的就是等待潛艇的下一波魚雷攻擊。既然日本油輪死在水面上,“黑鯵”號從容地調整了水下位置,機動到油輪的側舷800米處。無論從距離還是角度來說,這都符合教科書上最理想的攻擊陣位。艇長下令發射了一枚魚雷,聲吶員報告說魚雷軌跡正常,運行平穩。大家都等著魚雷撞擊船體那一聲巨響,可它只是在船體旁邊激起了一朵小浪花。這又是二枚臭彈。在這種情況下,油輪發出的信號隨時有可能招來日本的反潛力量。不過潛艇艇長還是勇敢而冷靜地命令對剩餘魚雷進行檢查。檢查結果顯示每一枚魚雷都處於良好的工作狀態。潛艇繼續進行了魚雷攻擊,每一枚魚雷都從最好的攻擊角度對這個死在水面的目標進行了攻擊,但結果都是讓人沉悶的寂靜。當將所有導致攻擊失敗的因素都排除後,戴斯皮特重新將懷疑對象放到了Mark14型魚雷上。在7枚魚雷攻擊都失效後,明智的戴斯皮特命令留下最後一枚魚雷,把它帶回珍珠港進行全面檢查。這枚魚雷成了一個標誌,一個太平洋戰爭開始後美國潛艇長期作戰失敗的標誌。在戰爭開始後18個月中,Mark14魚雷被發現有越來越多的缺陷,這個潛艇艇員們的生命和作戰的依賴對象實際上是個不中用的東西。Mark14魚雷從一開始生產,就在設計方面帶有缺陷。每一個缺陷被發現和解決後,馬上就會暴露出另一個缺陷來。西德羅·羅斯科,這位美國官方潛艇史作者曾經這么評價:“這種魚曾唯一可靠的特點就是它的不可靠。”
當1941年底太平洋戰爭開始後,查爾斯·洛克伍德少將成為亞洲地區潛艇部隊的總指揮。不同於其他的海軍官員,洛克伍德認為自己沒有那么複雜的經歷,是一個真正合格的潛艇艇員。歷史證明,他是一個務實的指揮官,一個受到廣泛尊敬的領導者,這使得他在珍珠港以後的那段艱難時刻中出色地為美國進行了戰鬥。
定深裝置的解決
一開始作戰的一年中,潛艇艇長們對魚雷的缺陷並不了解,但是他們報告了大量的早炸、啞彈以及其它無法說明的攻擊失敗。艇長們眼睜睜地看著魚雷從船底和船尾掠過而無所作為。在前線指揮官們的一再要求下,美國軍械局通過實彈射擊對Mark14魚雷定深裝置進行了檢測。1942年2月軍械局的報告中指出,800米的射擊距離上,Mark14型魚雷的深度誤差範圍是12米。這對於攻擊大型軍艦來說影響不大,而且大多數攻擊距離都是在900內。從這兩點出發,軍械局認為魚雷本身沒有任何缺陷。言下之意,就只能是潛艇作戰人員的失誤和缺乏作戰經驗導致了攻擊失敗。這也不是沒有道理。開戰時,很多美國潛艇艇長確實缺乏作戰經驗,出現過在敵方深水持續攻擊後精神崩潰的例回子。而且美國軍械局進一步分析到,即使攻擊吃水淺的目標,魚雷從船底通過時,磁性引信一樣可以引爆。面對如此自信並且分析縝密的報告,潛艇作戰人員只能懷疑自己了。但是在隨後的5個月當中,洛克伍德面對的是極小的擊沉噸位和艇長們不停的懇求。他決定自己對這種“可靠的”魚雷進行測試。
洛克伍德的測試很簡單。他和手下的那些資深專家從當地漁民手裡購買了150米的漁網,然後在澳大利亞奧爾巴尼外的法國人灣深水中安置好。正好“飛魚”號潛艇即將投入戰鬥,它的艇員們也很想參加洛克伍德的測試,來看看自己自使用的Mark14魚雷是否可靠。從“飛魚”號取來的一枚Mark14型魚雷裝上了操雷頭,裡面裝著氯化鈣,以使其與戰雷頭重量相當。這枚改裝後的魚雷裝進潛艇後,洛克伍德指揮進行了多次試驗發射。這枚魚雷的定深被設在3米,但是在820米距離發射後,潛水員檢查漁網,發現魚雷在水面下7.5米的地方撞上了漁網。第二天又進行了兩次發射試驗,魚雷實際航行深度分別超過定深2.4米和3.3米。不過洛克伍德認為定深雖然不準,但是魚雷同樣可以用磁性引信引爆。他要求艇長們按照試驗結果相應調整定深,為此,很多艇長們無奈的將魚雷定深調整為0。洛克伍德及其參謀人員意識到,這種土辦法不是正確的解決方案,魚雷的缺陷必須得到徹底解決。
7月下旬,軍械局回應到,洛克伍德的測試是有缺陷的他們認為洛克伍德測試時使用的操雷頭比戰雷頭要短,因此魚雷的航行深度會相應變化。洛克伍德對此毫不妥協。他的測試小組人員將雷頭加長後又做了測試,結果和以前相同。為此,退休的詹姆斯·金中校被請來主持軍械局的研發部門工作,解決魚雷定深問題。他當年設計了Mark14的渦輪發動機,並且負責將這種魚雷的戰鬥部加裝更多的炸藥來增大威力。他上任後立即進行了和洛克伍德同樣的試驗,從潛艇而不是常規做法那樣從駁船上發射魚雷射擊漁網。不出所料,他的試驗結果和洛克伍德完全相同。1942年8月1日他報告說,魚雷的航行深度要比定深深3~3.6米。
看來,造成這種故障的罪魁禍首在魚雷的定深裝置。這種複雜的裝置內部由兩個基本部分組成,即壓力閥和擺錘。當魚雷航行在規定深度時,壓力閥上膜片所承受的水壓和擺錘所承受的彈簧力量相等。魚雷的定深可以通過調整彈簧的力量來調整。在以前型號的魚雷中,壓力閥是放在魚雷的中部,剛好在雷頭後面為了增加魚雷的射程和速度,這個位置最終被其它零件和燃料所占用,因此壓力閥被往後挪。這種設計上的修改本來大家認為更好,因為這樣的話,深度控制裝置可以和升降舵離得更近。最後壓力閥被放置在接近魚雷尾部的錐形部分。沒有人意識到這一設計導致壓力閥和魚雷的縱軸不平行,形成一個夾角,壓力閥在反映魚雷航行深度上也會有變化。這種變化恰恰在常規測試中——也就是淺水、平靜海況下——對魚雷的定深影響很小。
使問題更加複雜的是,後來發現軍械局用來檢測所有壓力閥是否可靠的深度記錄儀就沒有校準。幾年後技術人員發現,深度記錄儀和重新設計位置的壓力閥在同樣的方向和程度上發生了偏差。軍械局的運氣真是不佳。兩個完全不同的儀器,互相之間進行互動檢查,結果由於不同的原因而發生了同樣的偏差。這種不幸的一致使得軍械局一開始的測試結果和洛克伍德的完全不同,也導致他們一開始對洛克伍德的測試結果就根本不信任。這真是一種奇特的但是代價高昂的巧合。使結果更加糟糕的是,金中校對魚雷的改進儘管出發點良好並且一開始很成功,但更加深了魚雷的定深控制問題。額外的52千克TNT被加入Mark14的雷頭以後,操雷頭並沒有對應制加以改變以反應這種變化。雷頭所增加的TNT是通過增加裝藥密度來實現的,因此充滿海水的操雷頭儘管和戰雷頭體積相同,但是重量已經不一樣了。結果等於是,軍械局是用一種版本的Mark14魚雷來測試另一種版本的Mark14所出現的問題。只有通過洛克伍德使用的填入氯化鈣的方案才會解決這個問題。通過設計和安裝一種新的、經過校準的壓力閥,Mark14魚雷的定深問題終於得到了解決。當這些改進實施後,魚雷雖然能在規定深度航行了,但這時候磁性引信問題浮出了水面。潛艇部隊使用的改進定深裝置的魚雷,並不比8個月前更可靠。
引信問題的解決
在一戰期間,德國研發了磁性引信水雷。經過不斷改進,磁性引信水雷成為二戰期間一種有效的武器。德國磁性水雷的引信原理在於,當鋼鐵的船體從水雷附近經過時候,引信內部的磁針轉動,引爆水雷。在兩次大戰期間,主要的海軍強國都在自己標準的潛艇魚雷裝備中加裝了磁性引信。理論上認為,魚雷使用磁性引信之後,可以在艦船底部爆炸,這比使用觸發引信在舷側爆炸的魚雷對艦船的損害大得多。在理想的情況下,只需要兩枚磁性引信的魚雷就可以把一艘艦船折為兩段。1925年,美國軍械局完成了基本的磁性引信設計。不同於德國設計中使用的磁針,美國使用的是感應線圈。當魚雷從目標下部或者邊上經過時,感應線圈內部的電流會發生變化。真空管的放大裝置將電流放大後,通過釋放撞針來引爆魚雷。這種設計對於當時的技術水平來說過於複雜了,複雜到危及引信的可靠性,而軍械局的保密措施使得問題更加糟糕。
在20世紀30年代,軍械局將剛研製出的Mark VI型磁性引信視為高度機密。為了防止潛在的敵對國家(主要是日本)得知此情後通過改變船體設計來進行對抗,因此在 1941年戰爭來臨前,只有少數人知道Mark VI型磁性引信的存在。在感覺到戰爭即將到來前的1941年4月份,使用MarkVI磁性引信的Mark14魚雷秘密裝備了海軍部隊,不過保密的限制依然在繼續,只有指揮官和魚雷長才能被允許接近這種秘密武器及其使用手冊。不過好在基本常識使得他們允許潛艇上的魚雷操作人員接觸這種秘密武器,因為這些人將在戰鬥中維護和使用這種武器。當太平洋戰爭開始的時候,只有很少一部分海軍官兵了解磁性引信的工作原理。既然知道Mark VI引信正常性能表現的人很少,那么知道它失效時什麼樣子的人就更少了。和魚雷定深機構的問題一樣,只有以戰爭中的艱難困苦和犧牲為代價,才能使磁性引信的問題暴露出來。
在大西洋戰場上,戰爭一開始,德國就發現他們使用磁性引信改裝過的魚雷在北極圈附近故障頻頻。慶幸的是,他們正確地總結出問題所在:地球是個大磁場,磁場的強度在不同地方是不一樣的。他們發現艦船周圍的磁場隨著經緯度的不同而變化。在1941年中,德國海軍將所有魚雷的磁性引信都關閉了,只依賴觸發引信。英國隨後也發現了同樣的問題,進行了相應的調整。可是美國的潛艇人員卻不得不在戰爭開始後的18個月內沒有可靠的魚雷可用。
到1942年8月份,那種失敗的魚雷定深裝置得到了改進,Mark14魚雷終於可以擊中更多目標了。不過,艇長們報告的是更多的啞彈和早炸現象。深感困惑的艇長和艇員們這時開始懷疑起那神秘的Mark VI引信。
潛艇作戰人員開始試圖對魚雷進行邊作戰邊調整,在這個過程中積累足夠的證據,來證明魚雷的引信確實有問題。不過從另一方面來說,軍械局一直聲稱磁性引信在作戰中具有很大的靈活性,而且在對付日本的淺水平底運輸船的時候,使用磁性引信讓魚雷在船底爆炸是個最合造的攻擊方式。但是1943年初,海軍船務局對大西洋護航隊的船隻沉沒情況進行了研究,發布的調查報告顯示,對於沒有防雷帶和隔艙的商船來說,魚雷的側面攻擊造成船隻失去平衡是主要原因。既然日本的商船隊是其命脈所系,而且軍械局只是建議對Mark VI做些小的技術調整而不願意對問題進行根治,洛克伍德少將得出結論:磁性引信只是雞肋而已。1943年7月24日,他命令潛艇均將磁性引信關閉,只使用觸發引信。
後來的實驗表明,Mark VI的失敗原因是多方面的。從廣義上說,德國此時在磁性引信方面的研究已領先美國數月。艦船周圍的磁場隨著地域的不同而變化,Mark VI測試所在地新英格蘭與南大西洋之間的磁場特徵完全不同。另外,內部結構的缺陷更加重了魚雷的不穩定。魚雷內部維持磁性引信運作的發電機,被發現電刷數量不足。雷體上的鑄造缺陷使得水會滲透到磁性引信雷管所在部位。美國潛艇艇員在一年半時間內使用的武器居然有兩個重大缺陷,作戰是令人沮喪的。出於對觸發引信的信任,他們迫不及待地關閉了磁性引信。不過,命運又一次向他們提出了挑戰,考驗他們的勇氣。
觸發引信的名稱給人一種性能良好、可靠耐用的感覺。儘管和磁性引信比起來技術上要成熟,但仍是一個複雜的機械裝置,內部有著各種各樣的零部件,它們都會帶來複雜的故障。實際上,觸發引信的一個嚴重缺陷被魚雷的其它故障所掩蓋,在經歷了漫長而痛苦的過程後才被發現。
“黑鯵”號回到珍珠港之後,它剩下的那枚魚雷受到了全面的測試。經過那些老生常談的檢測,這枚魚雷被宣布性能完好。不過戴斯皮特艇長在使用10枚魚雷射擊靜止的“都南丸”III號前,他的魚雷長也曾發出同樣的報告,難道就只是剩下的這一枚例外?洛克伍德少將用他那種簡單的常識性的試驗辦法,回答了這個問題。莫姆森少校建議用一艘潛艇,裝載待測試的魚雷(包括“黑鯵”號帶回來的那枚),射擊卡胡拉威島邊上的一個峭壁,回收每個啞彈後進行分析研究。洛克伍德同意了這個方案並且命令“大梭魚”號潛艇來執行這項任務。潛艇被仔細操縱到接近峭壁90°角的位置,發射了三枚魚雷。前兩枚都順利爆炸了,最後一枚是啞彈,只是在峭壁邊上激起了一股由壓縮空氣和水組成的噴泉。這枚已經啟動但是沒有爆炸的魚雷被仔細回收,送回珍珠港進行測試。技術人員取出了觸發引信裝置,發現機械裝置已經成功釋放了撞針,但是撞針撞擊火帽的力量不足,沒有能夠使其爆炸。令人驚奇的是,引導撞針撞擊火帽的導軌銷嚴重扭曲,變形得很厲害。故障特徵如此明顯,專家們開始針對這種故障進行測試。洛克伍德的專家們把一些魚雷的炸藥替換為煤渣混凝土,然後裝上常規的觸發引信裝置。測試的魚雷沿著一根從吊車上垂下的鋼索,從27米高度落下來,撞擊在一個乾船塢內的鋼板上。撞擊角度為90°角的時候,10次裡面有7次是瞎火。這時已進入戰爭兩年了,瞎火率居然是70%。當調整撞擊鋼板的角度為45°的時候,瞎火率卻降低了一半。繼續減小撞擊角度,引信可以正常工作。洛克伍德立即向海上的潛艇發布命令,儘量用小角度向艦船射擊。他們可以採取任何措施調整,只要不採用教科書式的90°角射擊就行。觸發引信機械裝置的故障原因是這樣的。一枚實戰中使用的魚雷有1360千克,速度達到46節。當它撞擊到艦體上時候,產生的撞擊力量非常大,加速度到500g,因此撞針與導嚮導軌之間的摩擦力很大,使得撞針彈簧沒有足夠的力量去撞擊火帽。當魚雷用鈍角撞擊艦體的時候,摩擦力就小得多,這時候撞針彈簧可以克服摩擦力去推動撞針撞擊火帽發火。
解決辦法很簡單。珍珠港的車間用日本偷襲珍珠港時候墜毀飛機的螺鏇槳為材料,設計並大量生產了改進的撞針。新撞針儘可能地輕,這樣就可以降低它與導嚮導軌之間的摩擦力。為了測試這種撞針的性能,洛克伍德命令“大比目魚”號潛艇用改進後的魚雷進行了和“大梭魚”號同樣的設計試驗。每一枚魚雷都儘可能地用90°角進行射擊。結果射擊了7枚,其中6枚順利爆炸。儘管還有一枚是啞彈,但也比70%的瞎火率好很多了30年代的時候,軍械局也對魚雷進行了同樣的測試,來保證魚雷的觸發引信在戰爭時候能夠穩定地起作用。新港魚雷測試中心的測試方法是用魚雷撞擊鋼板,也發現了同樣的問題。當時他們的解決辦法是加大撞針彈簧的力量。更有力的彈簧看起來解決了問題,不過它只是在30年代魚雷的速度基礎上解決了問題。二戰期間魚雷的速度加大到了46節,這就使得撞擊力量更大。增加的魚雷速度最終抵消了加大彈簧力量帶來的優勢。假如“黑鯵”號魚發射時被設定在低速,或者發射角度不是90°的話,“都南丸”III號就不會逃脫了。經過了幾乎兩年的戰爭後,美國的潛艇艇員們終於裝備了可靠有效的魚雷。
官僚主義的陰影
設計並裝備這整整一代不中用魚雷的罪魁禍首隻能歸罪於美國軍械局和新港的魚雷局。和平時期的預算緊縮以及保守態度催生出了這種官僚體制,使得兩次大戰期間進進出出新港的大批科學家和潛艇艇員們甚至沒有見到過一次魚雷爆炸。使問題更加複雜化的是,戰爭開始後,這兩個部門根本就沒從冷冰凍的官僚主義習氣轉變到戰爭時期的緊迫狀態,對那些揭示魚雷問題的戰爭實例視而不見。他們那種盲目的自信和漏洞百出的測試在和平時期節省了金錢和物資,但在戰爭時期卻付出了生命的代價。由此,潛艇老兵和歷史學家保爾·史特斯曾經說:他和其他飽經失敗的潛艇艇員認為,當新港的魚雷局還屹立在那裡的情況下,在新墨西哥州試驗核子彈實在是個失誤。
也許洛克伍德少將在華盛頓一次軍事會議上的講話最能表明潛艇艇員們的失敗情緒了。他說:“假如軍械局不能向我們提供一種可以成功撞擊敵方艦船和爆炸的魚雷,那就讓海軍船務局給我們設計一種鉤子,讓我們可以把敵人船上的鋼板鉤下來。”儘管他的艇員們從來沒有使用過這種裝置,歷史還是有意無意地忽略他們在太平洋戰爭早期所遭受的失敗,而更多地關注在戰爭後兩年的成功。50多年前,美國潛艇艇員們使用著瞎火率達到70%的魚雷和敵人浴血作戰了18個月之久。日本的艦船經常蹣跚回到港口,而船身上插著Mark14魚雷。儘管如此,美國潛艇艇員們以美國海軍總兵力2%的人數擊沉了1178艘商船和214艘戰艦,總共達到了560萬噸。他們犧牲了52艘潛艇,3505名各級官兵(其中374名軍官)。潛艇人員的損失達到了美國海軍太平洋地區損失的40%,而他們擊沉了日本55%的艦船。同樣的封鎖一個島國的任務,美國潛艇艇員們勝利了,而他們的德國同行卻失敗了。