林肯實驗室演義第11回八人團科學假設委員會頭腦發熱

最新 06-25

林肯實驗室演義第11回八人團科學假設提問題，委員會頭腦發熱建防線

喬治-瓦雷領導的防空系統工程委員會（ADSEC）成立後立即投入到工作中。但是面對這一迫切而棘手的工作該從哪兒下手呢？這個「8人團」幾經碰頭，最後確定先從一系列假設開始。這一點兒需要表揚一下美國佬，他們做事還是很務實的，遇到問題不只坐而論道，而能夠先劃定邊界條件，縮小研究範圍，找到工作抓手。這是我們需要學習的地方。

首先，「8人團」做到「知彼」，即對蘇聯能夠對美國成功實施長距離攻擊的條件進行假設，他們認為：

（1）蘇聯的飛行器必須飛行在較高的高度上才能儘可能的增大他們的飛行距離。這是為了減少空氣阻力損耗的原因。

（2）蘇聯的一次攻擊應該至少會攜帶夠足夠摧毀美國兩個城市的核炸彈。這就是作戰經驗了。

（3）飛行器是亞音速的。這是因為美國也是在當年（1949年）剛剛研製出了成功了世界上第一架實用超音速飛機F―100戰鬥機，而且有情報顯示蘇聯人還沒有。

（4）飛行中需要空中加油。距離太遠，當時世界沒有一架飛機具有這麼遠的航程。

然後，「8人團」做了「知己」，即對自己的防空能力也進行了再確認。他們認同了前期瓦雷調研考察的結果，即地面指揮截擊防空系統由於地球的曲率、分布太散、以及受山地地雜波的影響等的原因而不能發現低飛的突防飛機。而這些正是蘇聯人可以利用的。

於是，基於這些假設，「8人團」對蘇聯核攻擊做了一次場景建模，並決定只針對這一場景進行分析處理。在這個場景中，蘇聯飛機將在很高的高度上飛越北極地區，然後找時機下降到突防高度來接近轟炸目標。

進一步，由於飛的高，所以蘇聯飛機能夠被地面發現到之前先探測到地面雷達，從而通過利用飛行路線調整實施雷達規避。而在突防高度，蘇聯飛機可以將自己隱藏在地雜波中而實施突防。

「8人團」之一、美空軍科學諮詢委員會成員、空氣動力學家、康奈爾航空實驗室副主任Allen Donovan對上述場景進行了估算，認為：如果蘇聯要攻擊一個美國北部的城市，那麼蘇聯轟炸機只需要在整個航程的10%距離內實施低空突防，因此低空突防帶來的航程損失是不大的，且如果在北極圈附近實施空中加油的話，那麼整個美國都在蘇聯的攻擊範圍以內。而現有地面指揮截擊雷達的分布的稀疏現狀，一架低飛的飛機很容易從雷達之間覆蓋間隙中找到一條「通道」去往美國的任何一個城市。

圖1低空突防

（說起低空突防，就不能不提到非常有名的一個歷史事件：B-52 Flyby of USS Ranger，如上圖，1990年，波斯灣，美軍在一次例行的聯合演習中，駕駛的B52的巴德.霍蘭德在突擊者號航母面前裝了一個B――原本轟炸機要做一個通場飛行，航母上的人等了半天什麼都沒看到，問曰兄弟你在哪？答曰你們腳下，結果真的在甲板下面發現B52一隻……）

根據這個場景模型，「8人團」明確了美國防空系統的最脆弱環節，就是能夠檢測低空突防飛機的雷達。而這弱點是在蘇聯人的核攻擊中肯定要利用的。

於是，經過「8人團」的假設、計算、分析，那個令美國全國惶惶不可終日的威脅竟然逐漸明晰起來，關鍵問題找到了。

愛因斯坦曾說：「提出一個問題往往比解決一個問題更為重要，因為解決一個問題也許只是一個數學上或實驗上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度看舊問題，卻需要創造性的想像力，而且標誌著科學的真正進步。」瓦雷率領的「8人團」在從核攻擊防空的恐懼中提取低空突防檢測這一關鍵問題，是對愛氏名言的一個初步的實踐，而在後面如何創造新思路來如何解決這一問題，則更好地詮釋了這句愛氏名言。

既然找到了問題，那麼接下來就是要解決如何避免飛機利用地雜波和地球曲率帶來低空盲區來突防的問題。不過，這個問題本質並不是什麼新問題，因為在地雜波自從雷達出現就一直是雷達的「眼中釘，肉中刺」，且二戰期間就已經發展出了動目標指示（Moving Target Indicator，MTI）技術來通過測量多普勒頻移來去除地雜波，其依據的基本原理是，飛行中飛機的雷達回波包含了多普勒頻率調製信息，而地表是固定的，不含這一信息。

在當時，實現MTI並不容易。如在山區，飛行在500英尺（約152米）高度的飛機的雷達回波比地雜波弱100萬倍。但，並不是不能克服的問題。

麻煩的是地球曲率。由於微波頻段電磁波的直射傳播和地球的球形事實，不可避免的將在雷達波束下存在一定高度的「安全空域」。在20世紀50年代，機載警戒雷達和空基監視雷達尚未出現的情況下，唯一能夠避免飛機利用這樣的雷達探測盲區的方法就是把地面雷達站部署的更密集一些，交叉覆蓋以避免盲區。

出於美國防空真心的擔心，「8人團」希望一勞永逸解決地球曲率問題，於是在頭腦發熱、血往上涌的衝動下，竟然提出要沿著美國北方邊境、每隔10英里（16公里）部署一個雷達站。這個計劃是大體這樣的：

利用成熟的雷達技術建立完整的遠程預警線，保證蘇聯轟炸機無論採取什麼入侵路線都無所遁形，

首先，沿北緯69度線從阿拉斯加的巴特島直到格陵蘭的圖勒，綿延長達3000多英里，也稱北極防線。然後，在參與北美防空的加拿大，在遠程預警線以南約1000英里處建立了一條「松樹防線」。最後在拉布拉多到赫德森灣之間沿北緯55度線建立一條中加拿大線。其中後者證實轟炸機來襲並命令截擊機出動，而遠程預警線和松樹防線則為截擊機提供引導。

這個雄心勃勃的計劃的實現是需要時日的，而且並不是「8人團」的責任，他們的責任是繼續分析計劃中的關鍵技術問題，並考慮如何解決它。而他們的下一步的想法是建造大量較小的雷達站來覆蓋國土，由通訊線將它們連接起來，將信息集中交由自動系統來處理。