书城科普青少年应该知道的大炮
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第2章 历史回眸——古代大炮的发展

在近代战争史上,大炮被称为“战争之神”。如果说战争是一曲交响乐,那么大炮无疑是其中最重的音符。它以雷霆万钧之势,摧毁着战场上的任何东西,瓦解了敌人的嚣张气焰。从军事学的角度来说,只要口径等于或超过20毫米、用火药燃气压力作为能源,抛射弹丸的身管类武器,都可以被称为大炮。大炮的前身,被称为火铳。它最早出现在中国的元朝,以青铜来制作身管,口径达到105毫米。

自从中国的炼丹师发明了火药,人们就一直在探索这种黑色粉末的军事用途。经过唐朝后期、五代和两宋的不断探索,火铳、大炮在元、明两代开始趋于成熟,并在明朝成为军队的制式装备。到明朝,政府就有了专门制造大炮和火药的工匠,并且建立了以大炮、火铳为主要武器的神机营。到清朝咸丰年间,又重建了这一编制。明朝航海家郑和在远下西洋的船上,就装备有大炮。

1.举步维艰——古老的前装滑膛炮

早期的大炮非常笨重,动不动就有几千斤重,其材质有铜有铁,甚至有以硬木做的山寨版大炮。火药传入西方以后,大炮开始在西方快速发展。14世纪,欧洲出现了发射石弹的大炮,到了15世纪中期,大炮与火药的技术,已经达到高峰,大炮成为军队中一种重要的武器。如1453年,君士坦丁堡的城墙就被攻城巨炮所发射的大石炮弹所轰毁。虽然君士坦丁堡的陷落,似乎是因为小城门被轰开所致,但事实上,我们也可以说,炮轰让突击成为可能。

中古时代的大炮,被用做攻城时炮轰城墙,以及在战场上向大批的敌军开火之用。它们可以精准地轰毁城堡里面建筑物的垂直外墙,因此人们便发展出倾斜低矮的外墙,用来取替高耸垂直的外墙。在这段时期里,大炮在战场上的作用还非常有限,因为当时的大炮仍非常笨重,作战时很难移到新的位置上开火,对能快速移动的步骑兵威胁有限。

中世纪的欧洲,征战不休。战争对炮弹的迫切需要,不断地刺激大炮制造技术的发展。在这一推动过程中,很多著名的科学家也应运而生。比如17世纪的伽利略,他提出了弹道抛物线理论,另外,牛顿对空气阻力也进行了研究。瑞典国王古斯塔夫二世——阿道夫在位期间(1611~1632年),采取减轻大炮重量和使大炮标准化的办法,大大提高了大炮的机动性。1697年,欧洲用装满火药的管子,来代替点火孔内的散装火药,简化了瞄准和装填的过程。到17世纪末,欧洲已有大多数国家使用了榴弹炮。

18世纪中叶,普鲁士国王弗里德里希二世和法国炮兵总监格里博弗尔,致力于提高大炮的机动性,并使大炮进一步标准化。英、法等国经多次试验,统一了大炮口径,使大炮各部分的金属重量比例,更为恰当;此外,还出现了用来测定炮弹初速的弹道摆锤。19世纪初,英国采用了榴霰弹,并用空炸引信保证榴霰弹适时爆炸,从而大大提高了对敌有生力量的杀伤力。

2.道高一尺——后装线膛炮的出现

从大炮出现到19世纪中叶,大炮一般是滑膛前装炮,主要发射实心球弹,也有部分大炮发射球形爆炸弹、霰弹和榴霰弹。最初的线膛炮是直膛线的,这种结构主要是为了前装弹丸的方便。这种大炮发射速度慢,射击精度低,且射程近。为了增加大炮的射程,19世纪初欧洲许多国家进行了线膛炮的试验。1846年,意大利的卡瓦利少校制成了螺旋线膛炮,发射锥头柱体长形爆炸弹。螺旋膛线使弹丸旋转,飞行稳定,提高了大炮的威力和射击精度,也增大了大炮射程。在线膛炮出现的同时,炮闩也得到了改善,大炮实现了后装,发射速度明显提高。线膛炮的出现,是大炮结构上的一次重大变革,现在线膛炮身还被广泛使用。滑膛炮,则以迫击炮、坦克炮等形式继续被使用。

由于榴弹炮的射程太近,所以人们就加长大炮的身管,这种长身管的大炮被称之为加农炮。由于当时欧洲海战的盛行,人们把大炮也搬上了军舰,称之为舰炮。后来,迫击炮、坦克炮、航空炮、火箭炮等也相继出现。

3.科学组合——大炮的构造

我们知道,在战场上,大炮不仅要打得准、打得远,还要打得稳,现代大炮的架构使得大炮的这些性能成为现实。

通常,大炮由炮身和炮架两大部分组成。炮身,包括身管、炮尾、炮闩等。身管,是用来赋予弹丸初速和飞行方向的;炮尾,用来装填炮弹;炮闩,是用以关闭炮膛,击发炮弹的。炮架,由反后坐装置、方向机、高低机、瞄准装置、大架和运动部分等组成。反后坐装置,用以保证大炮发射炮弹后的复位;方向机和高低机,用来操纵炮身变换方向和高低;瞄准装置,由瞄准具和瞄准镜组成,用以确定大炮的射击数据,实施瞄准射击;大架和运动部分,则是用于射击时支撑大炮,在行军时作炮车之用。