一九四四年的春风吹过瓦窑堡的山谷,带来了泥土解冻的气息和工厂里愈发激昂的生产节奏。自行火炮产能突破的喜悦尚未消散,林烽的注意力却又被前线另一类“细枝末节”的困扰所吸引——这一次,问题出在了看似与步话机本职毫不相干的领域:距离测量。
几份来自炮兵观察哨和敌后侦察分队的报告,不约而同地提到了同一个痛点:在缺乏专业测距仪器的情况下,估算目标距离极为困难,尤其是对于需要引导炮火或报告敌情的侦察兵而言。他们往往依靠“跳眼法”、“对比法”等土办法,误差动辄上百米,严重影响炮击效果和情报准确性。一位侦察连长在报告中无奈地写道:“……看见鬼子车队停在五公里外的公路上,可到底是五公里还是六公里?心里没底,报上去的坐标差之毫厘,炮弹就可能谬以千里。要是咱们的‘顺风耳’不仅能传话,还能‘看’出多远就好了!”
这句半是抱怨半是期盼的话,如同投入林烽脑海的一颗石子,激起了层层涟漪。他拿着报告,在办公室里踱步,目光偶然扫过墙角一台正在测试的步话机,一个大胆的念头如同闪电般划过——“声音!声音在空气中的传播速度是固定的!如果能在步话机通讯的瞬间,精确测量出信号从一端传到另一端的时间差……不就能推算出距离吗?”
这个想法让他兴奋不已,立刻找来陈亮和几位通讯技术骨干。
“老陈,同志们,咱们给步话机再加个新功能怎么样?”林烽开门见山,拿起粉笔在小黑板上画了两个小人,中间画上声波,“简易测距!原理很简单:利用无线电波(或声波)传播速度恒定。当甲方按下发射键说‘开始’时,机器内部开始计时;乙方听到‘开始’后,立刻按下发射键回应‘收到’;甲方听到‘收到’,停止计时。这个时间差,就是电波(或声波)在甲乙之间跑一个来回的时间。除以2,再乘以传播速度,不就是距离吗?”
陈亮推了推眼镜,眼中立刻闪现出技术分析的光芒:“林主任,这个思路……理论上可行!无线电波速度太快,时间差极短,以我们现在的技术很难精确测量。但如果我们用声音呢?让步话机的扬声器和话筒在测距时短暂工作在一个特殊的音频模式,测量声音从甲方扬声器发出,通过空气传播到乙方话筒,再经乙方电路处理发回,被甲方听到的时间差!虽然声音速度慢得多(约340米秒),但时间差会明显,更容易测量!”
“对!就用声音!”林烽一拍大腿,“咱们不追求绝对精确,只要能把几公里距离的误差控制在几十米内,对前线侦察和炮兵观察来说就是革命性的进步!”
“耳听为实”的技术攻关
说干就干。一场围绕“声波测距”的攻坚战在通讯器材车间悄然展开。项目代号“听风者”。
1。核心计时电路设计:这是最大的难点。需要设计一个能够精确测量毫秒级时间差的简易电路。李均的电子小组绞尽脑汁,最终提出利用电容充放电原理来间接测量时间。他们设计了一个特殊的电路:当甲方按下测距专用按钮时,电路产生一个特定的音频脉冲信号(比如一段短促的高频“嘀”声)通过扬声器发出,同时启动一个恒流源对精密电容充电;当甲方的话筒接收到乙方返回的确认音频脉冲时,电路切断充电。电容上的电压高低,就对应了充电时间长短,进而反映了声音往返的时间。
2。“傻瓜式”显示:如何将电容电压转换成距离读数?他们巧妙地利用了一个微安表头,重新绘制了表盘刻度。表盘上不再是指示电流,而是直接刻上了距离(米)。通过精心校准,使得电容电压(对应时间)与表针偏转角度(对应距离)成线性关系。这样,战士只需看一眼表盘,就能直接读出距离估算值。
3。操作流程简化:为了降低使用难度,他们设计了极其简单的操作步骤:甲方将步话机调到“测距”模式,对准乙方方向,按下测距钮;乙方听到特殊的“嘀”声后,立刻按下自己步话机上的“回应”钮(同样发出一个确认“嘀”声);甲方看到表针稳定后读数即可。整个过程要求双方配合默契,尽量在安静、无大风的环境下进行。
车间里的“嘀嘀”声与“毫米”之争
试制线上,工人们面对这个新任务,既感新奇又觉挑战。那需要精密校准的微安表头,成了老师傅们的重点关照对象。表盘上的距离刻度需要丝毫不差,一位老技工戴着老花镜,在放大镜下,用极细的刻针一点点地刻画着,嘴里嘟囔着:“我这辈子刻过枪的标尺,刻过炮的仰角,没想到还得给这‘顺风耳’刻‘里程表’!这一格是五十米,差一丝,前线兄弟就可能多跑二里地!”
电路板的焊接也更加复杂,新增的电容、精密电阻和那个特殊的音频振荡器,都需要极高的焊接质量。女工小王全神贯注,焊点光滑如珠。“这可不敢虚焊,”她对徒弟说,“这里头跑的是‘时间’,比电流还金贵!”
首批十几台加装了“听风者”测距功能的步话机样机很快问世。它们的外观与普通“精卫”型区别不大,只是侧面多了一个带保护盖的测距按钮,以及那个显眼的、带有距离刻度的圆形小表盘。
野外“听风”测试:从笑场到惊叹
测试选在一个开阔的丘陵地带进行。林烽、陈亮亲自到场。测试员小张和小王分别携带一台样机,前往相距大约五公里(事先用地图测量过)的两个山头。
第一次测试,气氛有点滑稽。
小张在山头A,深吸一口气,按下测距钮:“开始!”步话机发出“嘀——”一声脆响。
山头b的小王听到“嘀”声,愣了一下,才手忙脚乱地找回应按钮,按下。
小张这边,表针猛地一跳,然后缓缓回落,停在一个位置。小张看着表盘,挠头:“这……这指针指在……三千多米?不对啊,应该是五千米左右。”