现代战斗机雷达测距（在发明雷达之前）

日本1930年代：安装在四轮车架上的声学定位器"九〇式大空中聴音機"接受日本裕仁天皇的检阅

上面这幅照片里面展示的可不是军乐团的巨型冲锋号，而是一种战争工具，或者也可以说是某种打仗用的“神器”，但它不是武器，因为其目的是用来——探测敌机。

这类似的“神器”你应该很少在一般的战争电影或者纪录片里面看到，因为到了最近这次世界大战时它已经基本退出了历史舞台，鲜有历史记录，因此电影也很少涉及这方面的内容。不过若真要制作这样的道具，那战争电影的预算就又要增加不少了。但关键是电影里面要如何表达这些神器的用途呢？它极易被误解——观众要有点预备知识才看得懂呢。[害羞]

这里我们就来借一些老照片来回顾一下人类可以为战争搞出多少绞尽脑汁的怪诞创意吧！

“战争大号”和“声音喇叭”

这是当时的人给上述战争“神器”取的外号，感觉有点土——战争向来是一项非常现实甚至非常残酷的工作，简单直白接地气是自然的需求。[捂脸]

现代概念的雷达是在第二次世界大战前夕多国独立研制并在大战期间推出的，当时有多个国家都秘密开发了雷达用于军事用途。但中间一个重要的技术突破是英国发明的"多腔磁控管"，这使得雷达可以小型化并达到亚米级的解析度。

在二战时才发明的雷达推出之前，要在视距外侦查敌机，就只能用一战时就发明了的“声音定位器” (Sound Locator)。

其基本工作原理有点仿生学的道理在里面，即利用更大的声音采集器（更大的耳廓），以及更大的双耳听觉时差（两耳距离更远）来提供更高灵敏度的声音定位能力。这在一些野生动物身上得到了完美的展现，诸如兔子和狐狸的大耳朵。

兔子巨大的立耳不是用来装萌的

下面这种怪诞的“招风”装置就是这种原理最直观的展现。（但不知道为何它总让我想到三星堆的青铜大立人像？[惊呆]）

• 两个巨大的碗状集音器（或声镜），提高了声音采集的面积，并且以一定的角度指向需要侦听的天空。
• 两块声镜之间的距离足够大，且在水平方向和垂直方向都有间距，如此不仅可以提高对声源定位的灵敏度，而且还能在水平和垂直两个方向上对敌机位置进行判断。
• 最后将采集到的声音通过管状通道传递给中间的人耳——这是典型的人肉增强设备，[捂脸]其处理核心是人。

重型版本的声音定位装置

但显然，上面这个设备太笨重了，不便随军机动。

于是又有人开发了“便携版”（下图）——同时兼顾侦听和机动需求，但牺牲了灵敏度和定位精度，而且很可能还有一定的防弹保护能力。[捂脸]

注意这个便携版本的装置在人耳和集音器之间增加了一个气囊，气囊的气压可以通过下面的管子调节，气压不够就用嘴吹气。这是一个很巧妙且贴心的设计：一方面让人耳可以更舒服地贴合到集音器上的孔，另一方面通过气囊传声可以更好地收听敌情（这原理类似于医院里面用的听诊器）。

便携版的声音定位装置

这类似的装置，在第一次世界大战期间，就被法国和英国首先用来侦听德国的齐柏林飞艇。飞艇速度慢，因此在视距外被发现之后还有充分的时间供战斗人员准备。

齐柏林飞艇（Zeppelin）是一种或一系列硬式飞艇（Rigid airship）的总称。

在第一次世界大战期间，空中作战变得越来越重要。齐柏林飞艇在英格兰的南海岸进行了轰炸，双方都启用了有翼飞机作为轰炸机。如果侦查到了他们的进近，战斗机可以及时起飞击退或击落敌机。当时，包括德国、日本和美国在内的许多其他国家也都在开发类似的声音定位器。

1930年代，英国南部的可机动的声音定位器

为了应对德国的飞艇，英国人是认真了，组建了专门的成建制的定位器部队，看起来整齐规范，产品样式也很精致，今天看来那些“号角”的造型相当复古。

英国：成建制的定位器阵列

美国人相较而言就要简单粗暴一点。二战前美国并不富裕，要知道自由女神像都是烂尾了多年法国人捐钱才拼装起来的。后来二战美国靠卖武器卖后勤加“卖盟”赚得盆满钵满，加上地理位置优势，这才变成了全球一霸。

1921年 美国伯灵机场（后扩建为空军基地）的定位器。

1925 美国海军航空服务局使用的一对巨大的定位器，可昼夜定位飞机。

德国的版本就更科幻了，外观相当匪夷所思，曲线很多，似乎更精确先进，但原理大同小异：

这个德国设计由四个声学喇叭组成，水平一对，垂直一对，通过橡胶管连接到左右两个技术人员佩戴的听诊器式耳机，这两个操作员面前有方向盘可以对监听的水平/垂直角度按需进行细微调整。立体声耳机使其中一名技术人员能够确定飞机的方向，而另一名可以确定飞机的仰角。另外有一个操作员不确定是干嘛的，估计是调整设备整体水平旋转角度的。

1939年 德国的声音定位设备

我们再来看看二战前夕瑞典人的定位器，我似乎看到了宜家家居的风格：

1940年，瑞典士兵使用声学定位仪

日本人的设计就细腻了（看文首图），瞧瞧那曲线，妥妥的巨型版大号（这就是“战争大号”外号的出处），不知道的人一定会认为是某种乐器。但估计其仪仗功能大于战争功能。毕竟二战前的日本的空域威胁基本等于零，算是一种军用技术储备吧。

插个小调查：各位读者觉得哪个设计更优秀？[害羞]

理论很丰满，现实很骨感——好看不中用？

这种设备常见配置是三个集音“喇叭”垂直排列，然后在旁边再加一个喇叭。两个水平喇叭用于侦听敌机的水平方位，而其余两个用于估计敌机的高度。站在一旁的操作员可以通过 一个类似听诊器的头戴装置聆听并调整设备的指向，直到听到最响亮的声音为止。（下图）

常用的侦听装置结构实物照片

日本人也采用了类似的设计，看来这是当时很流行的军事技术啊（一看就懂，也没啥好保密的[捂脸]）。

日本的同类版本

另一种“罩杯”版本

声音定位器在前线附近往往与高射炮配合使用，但其作用范围仅有几英里，因此实际上利用这个设备成功击落敌机的记录非常少。而根据亲自操作过这种定位器的人的描述说，这种设备在多云和下雨的时候比较有用，因为云雨对视线的遮挡，地面人员更需要依赖定位器来发现敌机。但大雾天气使用的时候，这个定位器听到的声音会变得比较“湿润”模糊，效果很差。不过当时的飞机也很少有雾天执行任务的，能见度太差。

还有钢筋混凝土的版本：大型声镜

为了获得更好的侦听范围，英国人还曾试验过一种用水泥做的固定声音定位器，称为“声学镜”（声镜），其外形已经很像雷达了，但也可能有人会认为更像是钢筋混凝土做的抽象雕塑。

在第一次世界大战期间，英国人就首先在英格兰南部和东部海岸试用过这种水泥版“声镜”，然后在1920年代和1930年代陆续建造了大约十二处。直径最大的为30英尺（9米），但在伦敦东南60英里的肯特郡还建有一堵长200英尺（61米）的声镜墙。

现在看起来像抽象派雕塑的声学镜设施

这种大型混凝土声音定位器显然是无法移动的，但它们具有更好的侦听范围，大约可达到10到15英里（16-24公里），这足够让英国约克郡的人听到齐柏林飞艇以每小时60英里的速度接近时提前15分钟发出警告。

大浪淘沙——终被人类科技史和战争史埋没

1930年后，类似装置改为了采用麦克风拾音的方式来放大声音，后来在1939年，当时最先进的系统已经无需依赖听觉，而是将噪音转变为阴极射线管屏幕上的视觉符号——这要归功于立体声音响的发明者艾伦·布鲁姆（Alan Blumlein）。

英国人艾伦·布鲁姆于1931年12月14日以“声音传输，录音和声音再现系统及其相关的改进”为标题申请了专利，并于1933年6月14日作为英国394325号专利被受理。

这种声学侦测装置最终在最佳的条件下达到了约20英里的侦测距离。但道高一尺魔高一丈，战斗机不断提高的速度最终废掉了这种设备。到了1930年代末，飞机的时速已经达到了每小时190到240英里（350-380公里/小时）。声学探测已经无法提供任何有意义的侦察结果，声镜最大24公里的的探测范围对于当时的飞机来说也不过就是4-8分钟的预警时间。

一块修建在山坡上的声镜

最后直到1939年第二次世界大战爆发时，雷达的引入从原理上替代了声音定位设备，尽管在二战结束之前偶尔仍然会使用一些声音定位器。

雷达的探测范围可达到80英里（128公里），显然它在盟军的胜利中发挥了至关重要的作用。

到今天为止，英国制造的一些声镜仍然保存到了今天，有的还被进行了修复（当科普雕塑用还是不错的[捂脸]）。

自古以来，人类不知道有多少创意和天赋被用于了战争，无数战争神器埋没沙场。当然，对战争也要看两面：它一面破坏了人类文明的繁荣甚至可能摧毁文明，但另一方面也加速了人类文明朝新的某个方向发展（那不一定是繁荣的方向）。

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