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哈巴谷工程

哈巴谷计划（英语：Project Habakkuk、或Habbakuk，拼字不一）是第二次世界大战期间，由英国发起的一项工程计划，目的是建造一艘由木浆和冰的混合材料（称为“派克瑞特”）制成的航空母舰，主要用于应对活跃在大西洋中部的德国U型潜艇。当时，这些潜舰的作战范围超过了陆基飞机的有效航程，因此亟需一种可以在大洋中部提供支援的船舰。该计划设想建造一艘长600米（1,969英尺）的航空母舰，远超美国海军史上最大的航空母舰企业号。这项构思由为联合作战总部（英语：Combined Operations Headquarters）的杰弗里·派克（英语：Geoffrey Pyke）提出。

哈巴谷工程航空母舰概念图。

尽管专案人员在加拿大艾伯塔省贾斯珀国家公园的帕特里夏湖（英语：Patricia_Lake_(Alberta)）上进行小规模试验并建造了原型，但由于成本高昂、需求变化、大西洋中部缺口（英语：Mid-Atlantic_gap）以及更长航程飞机和护航航空母舰的出现，该计划最后被搁置。

历史

概念

杰弗里·派克（英语：Geoffrey Pyke）与约翰·贝尔纳是老友，并透过内阁部长里奥·艾默里的推荐，被介绍给联合作战总部（英语：Combined Operations Headquarters）的负责人蒙巴顿勋爵。在联合作战总部，派克与伯纳尔一起工作，蒙巴顿认为他是个极具天赋的天才。[1]

派克的哈巴谷计划构思是在他负责犁头计划（英语：First_Special_Service_Force#Background）生产M29装甲车期间产生的。“犁头计划”是为组建一支专门进行冬季作战的精锐部队，目标作战区域包括挪威、罗马尼亚和意大利阿尔卑斯山脉。[1]在此期间，派克思考如何保护海上登陆行动以及那些无法获得飞机掩护的跨大西洋船队。由于当时钢材和铝材供应紧张，他认为冰是理想的替代方案，因为生产冰所需的能量，仅为生产相同品质钢材的1%。他提出可以将天然或人工冰山平整后作为飞机跑道，并在其内部挖出空间以存放飞机。

派克透过外交邮袋从纽约将此提案发送至联合作战总部，并特别标注除蒙巴顿之外任何人不得打开。蒙巴顿随后将提案交给温斯顿·丘吉尔，丘吉尔对此提议极为感兴趣。[2]

虽然派克的构思令人印象深刻，但他并非第一个提出在大西洋中建造浮岛作为飞机中转站的人，也不是第一个建议使用冰作为建材的科学家。早在1930年，德国科学家A. Gerke就在苏黎世湖进行了初步实验，并提出了类似的想法。[3]这类构思多次被提出，1940年，英国海军部也曾讨论过用冰建造岛屿的设想，但被许多海军军官（包括内维尔·舒特（英语：Nevil Shute））视为笑谈。舒特甚至撰写了一份备忘录，并引发了一系列尖锐的评论。该文件最终在送达第一海务大臣之前被撤回。[4]

命名

在官方文件中，哈巴谷计划（Project Habakkuk）的代号常被误拼为“Habbakuk”，这可能是由于派克的一时疏忽所致。至少有一份早期未署名的文件（很可能是派克本人撰写）将其拼写为“Habbakuk”。这个名称被认为来自《圣经》哈巴谷书1:5中的一段话，用以表达计划宏伟的目标：

你们要向列国观看，要惊奇、诏异，因为在你们的时代，我将成就一件你们即使听到也不会相信的事。”——《哈巴谷书》1:5

大卫·兰普（David Lampe）在其著作《派克，未知的天才》一书中指出，该名称可能源自伏尔泰的《憨第德》，并由派克的加拿大秘书误拼。然而，由于“哈巴谷”一词并未出现在《憨第德》中，这说法的准确性存疑。[5]

派克瑞特

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派克瑞特

1942年初，派克和伯纳尔邀请马克斯·佩鲁茨来评估是否能够迅速建造一个足够大、能够应对大西洋恶劣环境的冰浮体。佩鲁茨指出，天然冰山在水面上的裸露部分太小，无法作为飞机跑道，而且它们容易突然翻覆。如果不是“派克瑞特”的发明，这项计划可能早已被放弃。派克里特是一种由水和木浆混合而成的材料，冻结后比纯冰更坚固，融化速度更慢，也不会沉没。这种材料由派克的政府团队开发，并以他的名字命名。据说，派克的灵感源自于因纽特人的雪橇，他们使用苔藓加固。[6]不过这说法可能为杜撰，因为最早描述这种资料的文献是由马克（Mark）和霍恩斯坦（Hohenstein）在布鲁克林发表的一篇论文[2]。

派克瑞特因可像木材一样加工，也能如金属般铸造成型。浸入水中后，派克瑞特表面会形成一层湿木浆，起到隔热作用，防止内部进一步融化。然而，佩鲁茨发现了一个问题：冰具有塑性流动性，根据他的测试，一艘派克瑞特船会随时间固体下沉（英语：Hogging_and_sagging），除非船体冷却至摄氏零下16度（华氏3度）。为实现这一目标，船体必须配备隔热层，同时需要冷冻设备和复杂的管道系统[2]。

佩鲁茨随后在伦敦市的史密斯菲尔德肉类市场地下的一个秘密地点，进行了关于派克里特可行性及其最佳成分的实验[7][8]。实验在冷藏的肉库中进行，而冷冻的动物尸体则充当了实验区域的天然屏障。[9]

缩尺模型

最终，专案人员决定在加拿大艾伯塔省贾斯珀国家公园建造一个大型缩尺模型，以测试隔热和制冷技术，并评估派克瑞特在炮火和爆炸下的耐久性。他们先在艾伯塔省的路易斯湖建造了大型冰块，而在同省的帕特里夏湖则建造了一个小型原型，尺寸为60英尺乘30英尺（约18米乘9米），重达1,000吨，并由一台小型马达维持低温[9]。这项工作由一些良心拒服兵役者负责，他们从事各类替代性服务，但从未被告知自己实际在建造什么。伯纳尔向联合作战总部（COHQ）报告表示，加拿大人正在建造一个1,000吨的模型，预计只需8名工人14天即可完成。联合作战司令官（CCO）回复称，丘吉尔已经邀请参谋长委员会安排立即下订单建造一艘完整的船，并优先处理。如果该计划被证明成功，应立即订购更多船只。

加拿大方面对在1944年建造一艘完整的哈巴谷船充满信心。所需材料，包括30万吨木浆、2.5万吨纤维板隔热材料、3.5万吨木材以及1万吨钢材，均可供使用。初步估算的成本为70万英镑[10]。然而，佩鲁茨透过在史密斯菲尔德市场的实验确定，最佳的结构性能来自于14%的木浆与86%的水混合物。他在1943年4月初写信给派克，指出如果某些测试未能在5月前完成，那么在1944年交付一艘完成的船将不可能实现。

到了5月，派克瑞特的冷却问题变得更加严重。需要更多的钢材来加强船体，同时也需要在船体周围采用更有效的隔热材料。这使得成本预估上升至250万英镑。此外，加拿大人认为在即将到来的季节内推进该计划并不现实。伯纳尔和派克不得不得出结论，1944年不会有一艘哈巴谷船能够准备就绪[11]。为了确保美国的参与，派克被排除在哈巴谷计划的后续规划之外，伯纳尔支持这项决定。在此之前，派克在“犁计划”（Project Plough）中与美国团队的分歧导致他被排除在这个计划之外，这也是促成这项决定的主要原因[12]。

1943年夏季，海军建筑师和船舶工程师与伯纳尔和佩鲁茨继续推进哈巴谷计划。此时对船只的需求变得更加严格：它需要航程达到7,000英里（11,000公里），能够承受最大海浪，海军部要求它必须防鱼雷，这意味着船体至少需要40英尺（12米）厚。英国皇家舰队航空队也决定，重型轰炸机必须能够从船上起飞，因此飞行甲板的长度必须达到2,000英尺（610米）。此外，转向问题也成为挑战。最初预计透过调整两侧马达的速度来操控船只，但皇家海军认为仍需要使用舵。然而，如何安装和控制超过100英尺（30米）高的舵始终没有解决方案[11]。

替代方案

1943年8月，海军建筑师们基于派里的原始构想提出了三个替代方案，并在参谋长会议上进行了讨论：

  • 哈巴谷一号（Habakkuk I）：这项设计很快就被弃用，计划使用木材建造。
  • 哈巴谷二号（Habakkuk II）：最接近联合作战总部（COHQ）模式的设计方案。该方案是一艘非常巨大、缓慢且自航的船只，使用派克瑞特和钢筋建造。船只的尺寸大约是长2,000英尺（610米），宽300英尺（91米）[13]
  • 哈巴谷三号（Habakkuk III）：哈巴谷二号较小且更快的版本。
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    哈巴谷工程航空母舰的设计图
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    横截面，显示由派克瑞特制成共40英尺（12米）厚的墙壁

在讨论中，皇家空军元帅波特尔询问了哈巴谷三号的抗炸弹能力。伯纳尔表示，甲板的部分区域可能会在轰炸中受损，但可以透过某种柔性垫层进行修复。然而，如果船体中央被炸出洞口，修复将更为困难，尽管飞机库的顶部设计能够承受1,000公斤炸弹的爆炸。伯纳尔指出，直到1944年春季加拿大完成并测试了大规模模型后，哈巴谷二号的实际可行性才能确定。虽然他对派克里特作为建材的适用性毫无疑问，但在建造和航行方面的挑战依然存在。[11]

最终，哈巴谷二号设计让这艘被称为“冰山船”的船只排水量达到220万吨。它将配备蒸汽涡轮发电机，提供33,000马力（25,000千瓦），驱动安装在外部的26个电动马达（传统的船舶引擎会产生过多的热量，不利于冰制船体）。该船的武器系统包括40座双管4.5吋多用途炮塔，以及多种轻型防空武器，飞行甲板可容纳多达150架双引擎轰炸机或战斗机[2]。

枪击事件

根据一些报道，1943年魁北克会议期间，蒙巴顿爵士曾带来了一块派克瑞特，向丘吉尔和小罗斯福的随行海军将领和军官展示其潜力。蒙巴顿带来了两块材料：一块是普通冰块，另一块是派克瑞特。他先用手枪射击普通冰块，冰块立刻碎裂。接着他向派克瑞特开枪，展示了派克瑞特对子弹的抵抗力。子弹当场反弹，擦过海军上将欧尼斯特·金的裤管，最后嵌入墙壁中。

艾伦·布鲁克爵士的日记也记载了这件事[14]。他描述蒙巴顿携带了两块材料，一块是冰，另一块是派克瑞特。在射击冰块前，蒙巴顿警告大家小心飞溅的冰屑，随后他说道：“我现在将射击右边的材料，展示它们的差异。”布鲁克记载道：“子弹从派克瑞特中反弹，像一只愤怒的蜜蜂一样，在我们的脚边嗡嗡作响。

佩鲁兹在他的书《I Wish I Made You Angry Earlier》中也提到了类似的事件。在由海军中尉道格拉斯·阿兹海德-格兰特（Douglas Adshead-Grant）主持的联合作战总部（COHQ）展示中。 佩鲁兹提供了装在保温瓶中的干冰、冰棒和派克瑞特棒，以及大块的冰和派克瑞特。格兰特当场示范两者的强度对比，射击后，冰块碎裂，子弹从派克里特中反弹，打中了英国陆军总参谋长艾伦·布鲁克爵士的肩膀。[15]

专案结束

 
位于加拿大艾伯塔省的帕特里夏湖（英语：Patricia_Lake_(Alberta)）作为此次计划的主要实验地点。

即使在魁北克会议时，哈巴谷计划已经获得丘吉尔和蒙巴顿的支持。由于加拿大的寒冷气候和其在冰物理学方面的经验，该计划被交由加拿大国家研究委员会负责。1944年，在阿尔伯塔省贾斯珀附近的帕特里夏湖上建造的小型原型证实了研究人员的预测：建造全尺寸船只所需的费用和机械远远超过了一整支传统航母舰队的成本。[16]加拿大国家研究委员会主席C·J·麦肯齐（英语：Jack_Mackenzie）后来表示，英国的哈巴谷计划支持者因为对首相丘吉尔的敬畏，直到丘吉尔下次访问加拿大时才将这一讯息告知他。

哈巴谷委员会的最后一次会议于1943年12月举行，会议正式得出结论：“制造超大型派克里特的哈巴谷二号因所需的庞大生产资源及技术困难，已被证明不切实际。”事实上，使用冰的构想在此之前已经逐渐失去了吸引力，研究人员开始考虑其他“浮岛”的概念，例如将自由轮或登陆艇焊接在一起（即触角计划，Tentacle Project）[17]。在加拿大建造的原型经历了三个炎热的夏天才完全融化。原型金属部分也沉入湖底，遗骸至今仍留在此处。

佩鲁茨在回忆录中写道，他曾留在华盛顿特区与美国海军工程师共同评估哈巴谷计划的可行性。他总结道：“美国海军最终认为，哈巴谷计划是一个误导性的预言。一个原因是，为冷却派克瑞特所需的冷冻设备钢材量，甚至超过了建造一艘钢制航空母舰的钢材量。而最关键的原因是，陆基飞机的快速发展使得浮动岛屿的构想不再必要”。[18]

批评

哈巴谷计划的设计受到了不少批评。二战期间，英国海军部助理研究与开发控制官查尔斯·F·古迪夫（英语：Charles_F._Goodeve）爵士在战后的一篇文章中指出，该计划所需的木浆数量巨大，足以严重影响纸张生产。他还指出，每艘船需要40,000吨软木隔热材料、数千英里的钢管来循环卤水，以及四座发电站。即使使用了这些资源（其中一些可以用于建造战斗力更强的常规船），哈巴谷计划的航速也只有6节（约11公里/小时）。他的文章充满了对冰作为造船材料的讽刺性评论。[19]

近期重现

2009年4月15日，美国电视节目《流言终结者》展示了一艘名为“昨日新闻”的小型平底船。这艘船由改良派克瑞特制成，材料使用湿报纸代替木浆。节目中，杰米·海纳曼和亚当·萨维奇成功驾驶这艘船在阿拉斯加水域以25英里/小时（40公里/小时）的速度航行。然而，20分钟后，派克里特开始融化，船只开始漏水。虽然他们尝试使用灭火器冷冻泄漏点并手动排水，但10分钟后，海纳曼判断进水速度超过了排水能力，决定返航，船尾拖着脱落的报纸。最终，他们推测用派克里特建造船只是可行的，其特性——防弹、坚固、融化较慢——得到了验证，但他们对能否用派克里特建造一艘长期使用的航空母舰表示怀疑，最终得出结论：“可能，但荒谬”[20]。

2010年9月，BBC节目《爆炸理论（英语：Bang Goes the Theory）》也尝试重现派克里特船舰。他们使用5,000公斤（11,000磅）的麻纤维派克里特，在冷冻库中制作了一艘简陋的船壳，并在朴茨茅斯港下水，计划航行至索伦特海峡的考斯。然而，由于为安装外挂引擎在船尾凿出的孔洞，船壳一经下水就开始漏水，而引擎的重量使这些孔洞沉入水线以下[21][22]。

另见

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 Swann, Brenda; Francis Aprahamian. J.D. Bernal: A Life in Science and Politics. Verso. 1999. ISBN 1-85984-854-0. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 马克斯·佩鲁茨. I Wish I'd Made You Angry Earlier: Essays on Science, Scientists and Humanity. 牛津大学出版社. 2002: 86–87. ISBN 0-19-859027-X. 
  3. ^ Ocean Airports of Artificial Ice (Online at Google Books), Popular Science, vol. 121 no. 3 (哈伦: Bonnier Corporation（英语：Bonnier Corporation）), September 1932: 33 [3 March 2019], ISSN 0161-7370 
  4. ^ Terrell, Edward, Admiralty Brief: The Story of Inventions that Contributed to Victory in the Battle of the Atlantic. London: Harrap, 1958, p. 27
  5. ^ Voltaire's Candide at gutenberg.org
  6. ^ Gay, Hannah. The History of Imperial College, London, 1907–2007. Imperial College Press. 2007: 273. ISBN 978-1-86094-708-7. 
  7. ^ Gratzer, Walter. Max Perutz (1914–2002). Current Biology. 2002-03-05, 12 (5): R152–R154. S2CID 30263181. doi:10.1016/S0960-9822(02)00727-3  . 
  8. ^ Ramaseshan, S. Max Perutz (1914–2002). Current Science (Indian Academy of Sciences). 2002-03-10, 82: 586–590. ISSN 0011-3891. hdl:2289/728. 
  9. ^ 9.0 9.1 Collins, Paul. The Floating Island. Cabinet Magazine. 2002, (7) [2008-01-12]. 
  10. ^ Giesbrecht, Donovan. War Ship, Ice Blocks and Mennonite COs (PDF). Mennonite Historian 29 (3). September 2003: 4. 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 Brown, Andrew. J.D. Bernal: The Sage of Science. 牛津大学出版社. 2005. ISBN 0-19-851544-8. 
  12. ^ Adelman, Robert H.; George Walton. The Devil's Brigade. Naval Institute Press. 2004. ISBN 1-59114-004-8. 
  13. ^ Memorandum by the British Chiefs of Staff (PDF). Quadrant Conference: 188. August 18, 1943 [May 3, 2024]. 
  14. ^ Alanbrooke, Field Marshal Lord, Danchev, Alex; Todman, Daniel , 编, War Diaries 1939–1945, Phoenix Press, entry for 19 August 1943, 2001, ISBN 1-84212-526-5 .
  15. ^ 马克斯·佩鲁茨. I Wish I Made You Angry Earlier paperback. Oxford University Press. 2002: 84. ISBN 0-19-859027-X. 
  16. ^ Operation Habbakuk at Patricia Lake. Atlas Obscura. [2024-10-18] （英语）. 
  17. ^ Adm. Noble's reports on Habakkuk/Tentacle. www.nationalarchives.gov.uk. [18 March 2018]. 
  18. ^ 马克斯·佩鲁茨. I Wish I Made You Angry Earlier paperback. Oxford University Press. 2002: 94. ISBN 0-19-859027-X. 
  19. ^ Sir Charles Goodeve. The Ice Ship Fiasco. Evening Standard (London). 19 April 1951. 
  20. ^ Alaskan Special II. MythBusters. 第116集. 2009. 
  21. ^ Bloxham, Andy. Ice boat sinks at sea. The Daily Telegraph (UK). 30 September 2010. （原始内容 存档于8 February 2020）. 
  22. ^ Pictures of the day: 30 September 2010 (images 3 & 4). The Daily Telegraph (UK). 30 September 2010. 

书籍

外部链接

 
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