地雷已經存在超過一千年了。到現在,你可能會想,應該早就發明出一種簡單又安全的方法來定位和拆除這些裝置了。但事實並非如此。直到第二次世界大戰之前,尋找地雷最常用的方法是用尖棍或刺刀戳地面。這些像冰球大小的裝置埋在地面下約15公分的地方。當有人踩到地雷上方或附近時,他們的重量會觸發壓力感應器,導致裝置爆炸。因此,清除地雷幾乎和在地雷區裡不知情地行走一樣危險。
根據戰爭歷史網絡的資料,在第二次世界大戰期間,地雷被軸心國和盟軍廣泛使用,造成375,000名士兵喪生。
1941年,波蘭信號軍官約瑟夫·斯坦尼斯瓦夫·科薩基 (Józef Stanislaw Kosacki) 在逃到英國後,發明了第一個便攜式地雷探測器,能有效地檢測地雷而不會意外引爆。這個探測器的速度是之前方法的兩倍,隨即被英國及其盟友廣泛使用。
便攜式地雷探測器的工程師
在發明地雷探測器之前,科薩基是一名工程師,曾為波蘭武裝部隊開發檢測爆炸物的工具。
科薩基於1933年從華沙科技大學獲得電機工程學學士學位後,完成了為期一年的義務兵役。他隨後加入華沙的國家電信研究所擔任經理。當時,該機構負責國家的電信和信息技術的研究與發展。1937年,科薩基受波蘭國防部委託,開發一種能檢測未爆手榴彈和炮彈的機器。他完成了這台機器,但從未在實地使用。
波蘭工程師約瑟夫·科薩基的便攜式地雷探測器在第二次世界大戰中拯救了數千名士兵的生命。軍事歷史辦公室
當德國在1939年9月入侵波蘭時,科薩基回到了現役。因為他的電機工程背景,他被分配到一個特殊的通信單位,負責維護華沙II號無線電台。但這項工作只持續到入侵一個月後,無線電塔被德國軍隊摧毀為止。
華沙被德國佔領後,科薩基和他的單位被捕,送往匈牙利的一個拘留營。1939年12月,他逃脫,最終來到英國。在那裡,他加入了第一波蘭軍團,駐紮在蘇格蘭的聖安德魯斯,並訓練士兵使用無線電報發送摩斯密碼消息。
然後悲劇發生了。
悲劇激發了工程創意
便攜式地雷探測器的發明源於1940年在蘇格蘭鄧迪海灘發生的一起可怕事故。英國軍隊擔心德國入侵,沿海岸埋下了數千顆地雷,但沒有通知盟友。波蘭第十裝甲騎兵旅的士兵在海灘例行巡邏時,因為地雷爆炸而喪生或受傷。
這一事件促使英國軍隊發起了一場比賽,旨在開發有效的地雷探測器。每位參賽者必須通過一個簡單的測試:在海灘上檢測散落的幾枚硬幣。
科薩基和他的助手花了三個月時間改進科薩基早期的手榴彈探測器。在比賽中,他們的新探測器找到了所有硬幣,擊敗了其他六個參賽裝置。
這個探測器的具體電路設計有些模糊,因為它是在戰時安全下開發的,但我們的最佳理解是:這個工具由一根竹竿和一個橢圓形的木板組成,木板的一端有兩個線圈——一個發射和一個接收,根據2015年保加利亞《航空研究》雜誌的文章。士兵握住竹竿,將木板在地面上移動。一個木製背包裡裝有電池單元、聲頻振盪器和放大器。發射線圈連接到振盪器,振盪器產生聲頻電流,根據邁克·克羅爾 (Mike Croll) 在他的書《地雷的歷史》中的描述,接收線圈則連接到放大器,然後連接到一副耳機。
這個探測器的重量不到14公斤,操作方式類似於今天沙灘上的金屬探測器。米哈烏·博雅拉 (Michał Bojara)/華沙國家科技博物館
當木板接近金屬物體時,兩個線圈之間的感應平衡會被打破。通過放大器,接收線圈向耳機發送音頻信號,通知士兵有潛在的地雷。根據克羅爾的說法,這個設備的重量不到14公斤,可以由一名士兵操作。
科薩基沒有為他的技術申請專利,而是將設備的設計圖提供給英國軍隊。他當時唯一的認可是一封來自喬治六世國王的信,感謝他的服務。
探測器迅速被製造並運送到北非,德國指揮官厄爾溫·隆美爾 (Erwin Rommel) 命令他的部隊建立一個防禦性地雷和鐵絲網的網絡,稱之為「魔鬼的花園」。這些地雷區從埃及北部的地中海延伸到埃及西部的卡塔拉凹地,估計有1600萬顆地雷,覆蓋面積達2900平方公里。
科薩基的探測器首次在1942年10月和11月的埃及艾爾阿拉梅因第二次戰役中使用。英國士兵使用這個設備在地雷區內搜尋爆炸物。蠍子坦克跟隨著士兵,前面的重鏈條在地面上揮舞,隨著坦克的前進引爆地雷。科薩基的地雷探測器將清除這些重地雷區的速度從每小時100平方米提高到200平方米。到戰爭結束時,他的發明拯救了數千條生命。
科薩基的地雷探測器首次在埃及使用,幫助清除德國人設置的大規模地雷區。這一基本技術一直使用到1991年。國家軍事博物館
這一基本設計經過小幅修改後,直到第一次海灣戰爭結束的1991年仍被加拿大、英國和美國使用。到那時,工程師已經開發出更靈敏的便攜式探測器,以及遙控地雷清除系統。
科薩基的工作直到第二次世界大戰後才受到公眾認可,以防止德國佔領波蘭時對他家人的報復。戰後,科薩基回到波蘭,開始在奧特沃克-施維爾克的國家核能研究中心教授電機工程。他還是現在的華沙軍事科技大學的教授。他於1990年去世。科薩基探測器的原型目前在波蘭弗羅茨瓦夫的軍事工程技術博物館展出。
地雷仍然是全球性問題
地雷檢測仍未完善,這些爆炸裝置在全球仍然是個大問題。根據聯合國兒童基金會 (UNICEF) 的資料,平均每小時就有一人因地雷和其他爆炸物受傷或喪生。今天,估計有60個國家仍受到地雷和未爆炸彈藥的污染。
雖然便攜式地雷探測器仍在使用,但無人機也成為另一種檢測方法。例如,它們已在烏克蘭被幾個人道主義非營利組織使用,包括挪威人民援助組織和HALO信託基金。
非營利組織APOPO則採取不同的方法:訓練老鼠嗅出爆炸物。這些被稱為APOPO HeroRATs的老鼠只檢測爆炸物的氣味,並忽略廢金屬。根據該組織的說法,一隻HeroRAT可以在30分鐘內搜索一個網球場大小的區域,而人類則需要四天的時間。
這是持續系列文章的一部分,探討擁有無限潛力的技術歷史文物。
這篇文章的簡化版本將於2025年1月的印刷版中出現,題為「第一個真正有效的地雷探測器」。
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