有關(guān)火炮的兩個(gè)視角——可變發(fā)射藥與最大射程
本文作者英勃爾,在我公眾號(hào)投稿后,我給稿費(fèi),得到在B站授權(quán)原創(chuàng)投稿





可變發(fā)射藥
對(duì)于大部分二戰(zhàn)火炮來(lái)說(shuō),可變發(fā)射藥并不是需要討論的特性。絕大多數(shù)需要進(jìn)行曲射的壓制火炮均可變發(fā)射藥,而直射火炮大都不可變發(fā)射藥。但是有一個(gè)產(chǎn)量極大的例外,使得我們不得不明確這二者的優(yōu)缺點(diǎn),以辨明其作用,這就是蘇聯(lián)的76mm師炮系列(F-22、USV和Zis-3)。
二戰(zhàn)時(shí)期,可變發(fā)射藥的一般實(shí)現(xiàn)手段是多個(gè)藥包堆疊,全裝藥含有n個(gè)藥包,有需要時(shí)便取出所需數(shù)量的藥包,通過(guò)調(diào)整初速的方式調(diào)整射程。其好處是彈道較為自由,而且可以在轟擊近處目標(biāo)時(shí)使用更少的發(fā)射藥,從而保護(hù)炮管壽命;壞處則是多個(gè)藥包堆疊,多層藥包布如同蒸籠一樣,會(huì)影響點(diǎn)火藥氣體向上傳播的速度,降低彈道性能。

德軍15?cm?sFH18的可變發(fā)射藥。可以看到,1-6號(hào)發(fā)射藥中,從最底層的1號(hào)發(fā)射藥藥包到最頂層的6號(hào)發(fā)射藥藥包,點(diǎn)火藥氣體需要穿過(guò)10層藥包布;即使藥包數(shù)較少的7-8號(hào)發(fā)射藥也需要穿過(guò)4層藥包布。這會(huì)影響點(diǎn)火條件,使得彈道不穩(wěn)定,影響火炮的精度。
不可變發(fā)射藥則相對(duì)較為簡(jiǎn)單,不能更改藥筒內(nèi)的發(fā)射藥量。其優(yōu)點(diǎn)是可以較好地控制火藥燃?xì)鈧鞑ィ瑥椀垒^為一致;缺點(diǎn)便是難以控制初速,只能通過(guò)更換其他發(fā)射藥更少的藥筒或調(diào)整炮口仰角來(lái)變更彈道或節(jié)省炮管壽命。

德軍7.5?cm?KwK?42(長(zhǎng)75)的穿甲彈,發(fā)射藥不可變。一般來(lái)說(shuō),發(fā)射藥不可變的火炮都只擔(dān)負(fù)直射任務(wù),不怎么需要調(diào)整彈道,不可變發(fā)射藥的缺點(diǎn)對(duì)他們來(lái)說(shuō)可以接受。
總的來(lái)說(shuō),選擇不可變和可變發(fā)射藥都有其道理。但對(duì)于蘇聯(lián)的76mm師炮來(lái)說(shuō),情況并非如此。作為一門(mén)師炮,其經(jīng)常會(huì)碰到目標(biāo)處于最大射程之內(nèi)的情況。對(duì)于可變發(fā)射藥的榴彈炮來(lái)說(shuō),這并不是什么棘手的情況,只需要減少發(fā)射藥即可。但對(duì)于不可變發(fā)射藥的蘇式76mm師炮,事情就變得棘手了起來(lái):其發(fā)射藥不可調(diào),絕大部分高爆彈都是最大射程13km的遠(yuǎn)程彈藥。作為對(duì)比,其他二戰(zhàn)主流師炮都劃分了多檔射程區(qū)間:
比較有趣的是,25磅炮曾經(jīng)只有4個(gè)發(fā)射藥區(qū)間,在意大利使用時(shí)發(fā)現(xiàn)不夠靈活,不得不臨時(shí)增設(shè)了3個(gè)區(qū)間。
而即使是德軍淘汰的75mm加農(nóng)炮,即7.5?cm?FK??16?nA,也采用可變發(fā)射藥:
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缺乏調(diào)節(jié)射程的能力,十分不利于曲射。以朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中的美軍第8野戰(zhàn)炮兵營(yíng)為例:

該炮兵營(yíng)最經(jīng)常攻擊6-7km遠(yuǎn)的目標(biāo),炮彈消耗量約為選取樣本總量的20%;而5-10km內(nèi)的每1km都有樣本總量的10%以上;同時(shí)最大射程處仍有不少的任務(wù)。這說(shuō)明:
1.6-7km是朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍105mm榴彈炮最常使用的射程,該射程內(nèi)落彈角應(yīng)盡可能大,以繞過(guò)敵軍可能構(gòu)筑的戰(zhàn)壕等落差較大的防炮措施
2.盡管6-7km是最常使用的射程,5-10km的各處都會(huì)有大量任務(wù),不能僅關(guān)注6-7km射程時(shí)的彈道特性
3.最大射程應(yīng)該盡可能遠(yuǎn)
曲射火炮必須兼顧三個(gè)要求,否則就難以滿足一線部隊(duì)多樣化的要求。
可能有人會(huì)說(shuō)調(diào)整火炮的仰角也能調(diào)節(jié)射程,但情況并沒(méi)有那么理想?!痘鹋趶椀缹W(xué)》對(duì)此有所解釋:

當(dāng)然,這樣的理論分析并不是特別的直觀。以日本90式野炮發(fā)射90式尖銳彈(初速680m/s)時(shí)的射程——仰角——彈道最高點(diǎn)——落角表為例(角度均精確到小數(shù)點(diǎn)后一位),情況會(huì)更加直觀:
不難看出,當(dāng)發(fā)射藥固定時(shí),90式野炮需要將炮口仰角調(diào)至10°以下,才能轟擊最大射程一半處(即7000m)的目標(biāo),此時(shí)炮彈最高點(diǎn)僅有376m,一旦炮彈飛行路徑上有較大的地形起伏,火炮將無(wú)法進(jìn)行有效射擊;而落角僅有15.6°,當(dāng)敵軍有較為完善的戰(zhàn)壕時(shí),很難打進(jìn)戰(zhàn)壕、有效殺傷有生力量,就算是沒(méi)有掩護(hù)的目標(biāo),由于落角過(guò)小、大量破片埋入土中,效果也不及大落角炮彈。
蘇聯(lián)的76mm師炮射程、初速與90式野炮相近(Zis-3的最大仰角為37°,初速為680m/s、最大射程約為13000m;90式野炮在仰角657密位,即36.95°時(shí)射程為13700m),對(duì)90式野炮的分析對(duì)其同樣適用。
再回到之前的結(jié)論,曲射火炮需要保證6-7km處彈道落角能夠殺傷戰(zhàn)壕內(nèi)、又有至少10km的射程。這對(duì)于可調(diào)發(fā)射藥的火炮來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題,只需要調(diào)整發(fā)射藥、使5-10km處有足夠多的射程區(qū)間,然后再增設(shè)一個(gè)滿足最大射程的發(fā)射藥即可,這也是二戰(zhàn)絕大多數(shù)榴彈炮的做法。但對(duì)于不可調(diào)節(jié)發(fā)射藥的火炮來(lái)說(shuō),這三個(gè)任務(wù)便不能兼顧。假如最大射程即為7km,6-7km處的曲射彈道性能自然能滿足需求,但射程不足10km,無(wú)法執(zhí)行約60%的任務(wù);若最大射程達(dá)到10km,盡管射程能滿足大致滿足要求,5km處的彈道(即射程一半處)將會(huì)過(guò)于平直,難以射入戰(zhàn)壕,且最大射程過(guò)短,容易被壓制;若進(jìn)一步增長(zhǎng)最大射程,如達(dá)到13km,6-7km處的彈道性能也會(huì)難以忍受。
當(dāng)然,使用不可變發(fā)射藥的一般是直射火炮,不需要考慮炮彈落角的問(wèn)題,缺乏初速調(diào)節(jié)能力的缺點(diǎn)對(duì)其基本沒(méi)有影響。但對(duì)于蘇聯(lián)的76mm師炮系列來(lái)說(shuō),這便是一個(gè)極大的問(wèn)題:作為一門(mén)師級(jí)炮,其曲射能力并不夠用,僅有最大射程可以一談。實(shí)際作戰(zhàn)中蘇軍也意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題,一般用其進(jìn)行平射。但如此一來(lái),其職責(zé)便與步兵炮和反坦克炮重疊;同時(shí)蘇軍步兵師的炮兵團(tuán)以76mm師炮為主,其余火炮僅有12門(mén)122mm榴彈炮,導(dǎo)致蘇軍步兵師的曲射火力不足,只能依靠射程較短的迫擊炮找補(bǔ)或依賴上級(jí)加強(qiáng),不利于進(jìn)行靈活的部署。
最大射程
最大射程是經(jīng)常被討論的指標(biāo)。最大射程本身基本沒(méi)有什么錯(cuò)誤的空間,但與最大射程相關(guān)的討論常常會(huì)涉及其他方面的問(wèn)題,這時(shí)便會(huì)出現(xiàn)不少錯(cuò)誤結(jié)論。
最大射程與炮管長(zhǎng)
最常見(jiàn)的誤區(qū)便是認(rèn)為增長(zhǎng)炮管能大大增大初速,增長(zhǎng)射程,并以此批判德國(guó)人的長(zhǎng)身管火炮“浪費(fèi)重量卻建立不了射程優(yōu)勢(shì)”。但實(shí)際的情況并非如此。以蘇聯(lián)的122mm榴彈炮炮彈在炮管中的加速歷程為例:

不難看出,對(duì)于這樣一款榴彈炮來(lái)說(shuō),接近炮口處速度的增加曲線已經(jīng)非常平緩,增加10dm;膛壓也在減小,加速度也在減小,增加炮管長(zhǎng)度對(duì)初速的影響只會(huì)越來(lái)越小。炮彈運(yùn)動(dòng)速度從0增加到300m/s只需要約5dm長(zhǎng)的炮管,但再增加100m/s到400m/s卻需要約5dm長(zhǎng)的炮管,再增加100m/s到500m/s則需要約10dm長(zhǎng)的炮管。當(dāng)炮管長(zhǎng)度達(dá)到一定程度后,增加炮管長(zhǎng)度對(duì)射程的收益便不會(huì)特別大。
以使用同樣彈藥的美制105mm?M101和M102榴彈炮為例。前者炮管倍徑為22倍,后者為32倍,均發(fā)射M1高爆彈時(shí),各個(gè)發(fā)射藥的初速與射程如下:
即使倍徑增加了10倍,即炮管增長(zhǎng)了約1m,M102對(duì)M101的射程增加量也不過(guò)200-400m,可以說(shuō)是微乎其微。
最大射程的可用性
最大射程的可用性在之前的文章中早已有涉及。
https://mp.weixin.qq.com/s/JKP32Pzyo_HmRvUUS4dZnQ
這里提供一個(gè)新角度:
美軍的155mm加農(nóng)炮有2種裝藥,分別是Base和Base?and?Increment。美軍對(duì)這兩種裝藥的描述如下:
The full charge (base and increment) is known as the supercharge and is used only for extreme ranges. The base section only (increment section removed) is known as the normal charge and is used for all ranges up to the?maximum obtainable with it.
翻譯一下就是
滿裝藥(基本藥包和附加藥包)又稱全裝藥,僅限于射擊極遠(yuǎn)范圍的目標(biāo)。僅有基本藥包(即去除了附加藥包)的裝藥被稱為一般裝藥,可用于射擊該藥包的最大射程內(nèi)的所有目標(biāo)。
在8寸加農(nóng)炮的裝藥中也有幾乎一致的評(píng)價(jià),即全裝藥僅限于射擊極遠(yuǎn)范圍的目標(biāo)。如果用對(duì)sFH?18的特殊裝藥的批評(píng)邏輯,那么美軍155mm加農(nóng)炮和8寸加農(nóng)炮也是“大多數(shù)情況下只能使用普通裝藥”。
當(dāng)然,批判這種邏輯的方法有很多。筆者拋出這種論調(diào)只是意在用歸謬的形式證明針對(duì)sFH?18最大射程可用性的批判本身是不合邏輯的。
參考資料
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