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一战中的铁路炮:诞生、构造、运用与落幕
铁路炮的诞生背景
一战时期堪称铁路炮的鼎盛阶段,其研发及投入实战的契机源于战壕战陷入的僵持局面。1914年末,法国军队率先临时设计出首批铁路炮,这些火炮由过时的海防炮与舰炮安装在现有的商业铁路货车上改造而成。随后,英国、德国乃至后来参战的美国纷纷效仿这一模式。随着战事的推进,铁路炮在复杂程度、火力强度以及射程范围等方面均实现了显著提升。相较于最初的型号,后续的铁路炮配备了专门的弹药、火力控制系统,还拥有搭载人员与技术储备的车辆。与此同时,全新的间接射击技术应运而生,使得铁路炮一跃成为当时威力最为强劲的武器。其炮弹重量从几百公斤到上千公斤不等,一枚炮弹便能将一座山头夷为平地。战争期间,超过600门铁路炮在战场上相互对轰,场面极为壮观。
早在1862年美国南北战争之际,南方联盟军队就已尝试将一门32磅的海军炮安装在平板车上。而在1882年的英埃战争中,英国人也曾在铁路车厢上安置数门海军炮,用以护卫部队的火车。然而,这些火炮皆由现成的枪支、车辆及材料临时拼凑而成,作为野战装备,它们对作战行动的影响力微乎其微。19世纪80年代后期,铁路炮的构想开始崭露头角。法国、英国、德国、奥匈帝国以及意大利等国均对轨道炮进行了探索尝试,不过仅有法国坚持了下来,并于1888年成功成为首个设计并制造出铁路炮的国家。到1900年时,法国军队已将48门120毫米和155毫米的炮台大炮安装在名为“皮埃斯内 - 卡内”的窄轨货车上,部署于凡尔登、图尔、埃皮纳尔和贝尔福特等地,充当炮台大炮。但军队对其兴趣就此止步,因为铁路上的重型火炮与法国的进攻战略相悖。
英国陆军基于第二次布尔战争的经验,采用了一种侧重于机动野战炮而非重型攻城炮的理论。陆军曾尝试将一门6英寸口径的榴弹炮安装到窄轨铁路货车上,结果并不理想。德国和奥匈帝国,鉴于面临比利时、法国、俄罗斯和意大利强大的边境永久防御工事,两国均积极研发并部署了机动大口径攻城炮。然而,这两国军队均未考虑将铁路用作攻城炮的发射平台,而是仅把铁路视为一种运输工具。因此,他们从未想过将大炮永久安装在铁路车辆上。唯有法国施耐德公司制造了几款安装在标准轨距铁路车辆上的火炮,供其他国家用作机动海岸防御或堡垒炮,比如1894年为丹麦制造了6门149毫米榴弹炮,1910年为俄罗斯制造了6门152毫米榴弹炮,1910年为秘鲁提供两门200毫米榴弹炮,1914年为丹麦提供一门293毫米迫击炮。
1914年秋天,当西线战局趋于稳定后,敌对双方的军队都深刻认识到远程重型火炮的重要价值。当时法国军队严重缺乏重型火炮,于是征用了施耐德在1910年为秘鲁建造的两门200毫米轨道榴弹炮,以增强前线火力。陆军还下令施奈德将六门长管155L“德兰士瓦”大炮安装在凡尔登的平板车上。英国军队同样意识到自身对更多重型火炮的需求,战争爆发后不久,阿姆斯特朗·惠特沃思公司便建造出首个铁路炮,他们临时将一门9.2英寸的海防炮安装在一辆商用铁路货车上。1914年9月该炮完工后被运往法国,但法国当局拒绝将其装上铁路,无奈之下它又被运回英国。直到一年后,军队才命令埃尔斯维克制造更多此类大炮,以支援前线。
1914 - 1915年间,德国并未制造任何铁路火炮,仅将38厘米加农炮安装在混凝土平台上,并安置于前线后方对敦刻尔克进行炮轰。意大利和俄罗斯仅制造了少量仿照法国设计风格的铁路炮。美国在参战前自主研发了原始的铁路沿海炮,宣战后则从法国购买技术材料来制造铁路炮。这些大炮在射程和火力上实现了重大突破,从而开启了铁路炮的黄金时代。
铁路炮的构造特点
在早期,人们从未考虑过将大炮永久固定在铁路车辆上。在一战时期的军队认知中,铁路火炮指的是口径大于150毫米、安装于铁路车厢且通过铁路车厢进行运输与发射的火炮。最初的铁路炮构造简单且建造仓促,主要目的是赋予重型火炮机动性。法国设计师率先构建了战时铁路炮配置,并对多种不同设计进行了试验。英国陆军在发展铁路火炮时则更为稳健,先建造一些基础类型和口径的火炮,随后再进行改进生产。而在战壕的另一侧,德国陆军将原本安装在固定地基炮位上的远程大炮改装为铁路炮,使其能够直接从铁轨上发射。
铁路火炮的主要组成部分包括火炮、炮座以及车厢。在这三个部件中,火炮的类型(迫击炮、榴弹炮或加农炮)及其特性(口径、大小和重量)决定了安装和运输的设计方案。多数用于铁路炮的大炮是过时的海军和海防装备。火炮制造商面临的难题在于设计仰角、横移、反冲和锚固支撑系统,以有效吸收火炮发射时产生的反冲力。大多数用于制造铁路火炮的炮口径相对较小,固定在经过改装的标准平车或凹陷中心铁路货车上。随着更长、更大口径的海军炮管投入使用,铁路车厢的设计在尺寸和复杂程度上都不断增加,以适应更大炮管带来的重量和反冲力。仰角机构由一系列齿轮组成,用于提升和降低枪管,以实现点火和装填操作。通常需要45度或更高的仰角才能达到最大射程。尽管仰角机构在工程原理上较为简单,但设计一个满足欧洲铁路高度、宽度和重量限制的支架和车厢却颇具挑战性。
许多大型、重型铁路炮,尤其是法国施耐德制造的滑座式铁路炮,采用的是非横向设计。对于方位的微小调整,车厢本身可在转向架上向左或向右转动,使火炮在两侧均能有几度的移动范围,而弯曲的射击轨道则用于实现主方位的较大变化。后坐力系统负责吸收射击产生的力。法国老式海防炮直接挂载在平坦的铁路货车上,发射时,炮管和车身会通过倾斜滑道一同向后移动。车厢底部配备一系列千斤顶和木枕木,用于分散重量和吸收后坐力。木枕木支撑在一系列加固铁轨的钢梁上,形成一个平台。
当武器开火时,整个武器便在这个平台上滑动。当整个轨道炮沿钢梁滑动1米或更长距离时,后坐力通过摩擦力得以吸收。为避免对车厢和轨道造成损坏,最重的火炮采用支架反冲支撑系统以及拥有12个或更多轴的更长转向架,以分散和减轻轨道上的向下压力。锚固系统用于确保轨道炮在射击过程中的稳定性。没有锚固装置的大炮依靠自身重量使马车和转向架保持在发射轨道上。高威力铁路炮常用于地面平台进行远程射击,地面平台由木材、混凝土或钢梁搭建而成,建造在射击轨道内或下方。
各参战国的铁路炮类型
首门投入服役的铁路炮是施耐德制造的190毫米Mle 1870/93。整个车厢采用钢板装甲防护,炮塔可实现全方位射击。该炮安装在两个敞车之间的钢梁上,每个敞车配备5个轮轴,同时还配有半打用于装载弹药的支持铁轨车。其反冲和锚固系统包括顶置反冲装置、螺旋千斤顶上的踏脚板以及用于稳定的钢轨,射程可达18,300米,能够轻松对德国前线后方的目标发射炮弹,总共建造了26门。当190毫米炮管磨损后,会被大口径的285毫米和288毫米炮管所替代。具有创新性的铁轨炮是240毫米1903型“施奈德”铁轨炮,它采用卡内特的旋转炮栓,后膛可自动退出炮弹壳。射角范围为15°至40°,炮弹重140千克,射程达17300米。这种铁轨炮将炮架摩擦力反后坐系统与斜面反后坐系统相结合,以有效消除后坐力。该炮作战重量约为47吨,因此其炮管和炮架需分别运输。在准备发射时,必须借助随附的起重机将它们组装起来,然后移入预设阵地。铁轨车需放置在预先铺设好铁轨的土墩上,然后沿铁轨缓缓移动至土墩上,直至其重量完全由土墩支撑。另一种是240毫米M93/96型“圣钱蒙德”铁轨炮,它由简易岸炮改装而成,安装在由12个轮轴和24个车轮支撑的钢梁上,重约140000千克,能够发射重162千克的高爆榴弹,射程约为23000米。由于其炮口无法旋转,因此只能沿着铁轨的拐角处来回移动,才能使炮管对准目标。
英国起初与盟国一样面临重炮短缺的问题,于是将大量230毫米的海军炮安装在简易炮架上,利用摩擦和斜面来抵消后坐力,这便是瓦瓦苏炮架的基本构造方式,在战争中得到广泛应用,用于临时替代复杂的液压气动或弹簧式反后坐系统。最先一批改装为铁轨炮的重炮是Mk3型岸防炮,它们被安置在“井式”铁轨车上,这种铁轨车专门用于运输很重或很高的物体。“井式”铁轨车的中部极低,几乎贴近铁轨,过去和现在都是运送大型物资的标准车辆。230毫米火炮(口径为305毫米)是英国在第一次世界大战期间的主战铁轨炮。它虽非最大,也无特别之处,但却是性能最佳、最实用且最有效的。230毫米火炮的第一个型号主要用于试射,口径为230毫米。230毫米MkⅢ型火炮增加了360°炮口旋转角度的作战功能,其中有一种野战应急型还将射角提升至35°,使其射程增至14630米。MkⅢ型依旧采用简易的“瓦瓦莎”反后坐系统。其后膛设有一个平台和起重机,可辅助装填172千克的炮弹。MkX型和MXⅢ型的射角为30°,能够打击20665米以外的目标。
德军在1914年缺乏能够快速机动的重炮来打击敌人,于是着手研究通过铁路运输超大型火炮。1914年9月,克虏伯公司才将380毫米的海军炮装备在铁轨车上。当火炮运抵发射地点时,需将其从车架上卸下,安装在预设阵地上。此后,各种不同口径(从150毫米至355毫米不等)的火炮也陆续以这种方式投入机动作战。实战证明,这一做法成效显著。一个经验丰富的炮组能够在夜间完成这种炮的装配工作。首先在铁轨附近准备好基架作为火炮的枢轴,然后卸下火炮(总重量可能达268吨),再将其安装到位,并做好发射准备。铁轨火炮中最为庞大的是1917年制造的380毫米“马克斯E”火炮。这种炮可从特制的铁轨车或地面炮架上发射,能够以400千克的高爆榴弹打击47.5千米外的目标。“马克斯E”火炮的炮管在地面发射时,射角可压低至 - 5°,也能抬高至55°,但在铁轨上发射时,射角最多只能达到18.5°,因为超过这一射角发射,残留的后坐力会损坏铁轨。克虏伯大炮相比同等的法国炮,体积更小、更为灵活,能够在到达发射地点后十分钟内投入战斗。其22000米的射程大致与法国大多数重型铁路炮的射程相当。
美国参与第一次世界大战时发射的第一炮,是由美国海军在数千米外用海军炮发射的。这是一门超重型355毫米海军炮,安装在鲍德温机车厂制造的铁轨炮架上。美国海军向鲍德温机车厂订购了30门火炮的铁轨车及其支持设施。美国的铁轨炮与德国、英国和法国的有所相似,都需要一整列铁轨车来支持作战。美制356毫米铁轨炮有两种型号。Mk1型较为独特,炮身完全被遮盖;Mk2型则较为传统,炮身裸露在外。Mk1型类似舰上被炮塔严密遮蔽的火炮,但能为炮手提供一定保护。然而,这也限制了铁轨炮的射角,除非挖掘一个大坑。每辆车配备10个轮轴和20个车轮。美制356毫米铁轨炮仅炮管和后膛就长达50倍口径,即14.22米,重约86吨。而整门炮(Mk1型)的重量则高达239吨。该炮本身的射角能够抬高至43°,炮口旋转角度的总度数为5°。但是,对于Mk1型而言,其射角被限制在15°,最大射程也相应限制在21031米内。
铁路炮的运用方式
最初,铁路炮以独立炮兵连的形式存在。随着越来越多的火炮被部署到战场,炮兵连开始与其他重型和远程火炮整合,形成更大的作战单位,如集团、团和旅。兵团负责铁路火炮的维修和训练等行政事务。一个典型的铁路炮炮兵连通常配备两辆机车以及约20辆用于装载弹药、人员和技术仓库的铁路车辆。铁路炮台常常在前线阵地之间移动,法国和美国的炮台一般由两列火车负责运输。第一列火车即火车头,通常包括一节机车、一节工作车厢、两节弹药车厢以及一节或两节铁路炮车厢。机车车辆按照射击地点所需的相反顺序与火车头连接,枪炮置于火车尾部。炮兵连的第二列火车——行政列车,配备额外的弹药车、一辆总部车、三辆或更多的宿营车、一辆厨房车,以及装载建筑材料和起重设备的车辆。英国军队使用铁路炮的方式与其他重型火炮类似,不单独分配机车和车辆,而是间隔布置。德国铁路炮兵连的运作模式与德国陆军相近。
铁路炮兵的射击阵地会在大炮抵达之前选定并做好准备。陆军或兵团的炮兵人员负责选择射击阵地的位置,并协调相关准备工作,有时会与铁路炮兵部队指挥官协同合作。炮兵人员还需确定射击轨道和平台、观察哨、通道轨道、支援轨道的位置,以及用于操作火炮的弹药、人员和后勤设施的位置。用于发射轨道或地面平台的场地需要平整。射击轨道长度不限,但一般为150到200米长且呈弯曲状,为铁路炮提供10度的射击范围。射击轨道由钢梁和木梁加固,以承受火炮的重量和后坐力。铁路建设单位负责建造进场和发射轨道,而平台和基础则由铁路炮兵在铁路建设和工兵部队的协助下搭建。法国和美国铁路炮兵部队经常在一个位置设置多个发射轨道,以便多门铁路火炮能够同时安装。德国人则将铁路火炮作为单个部件使用,并且更倾向于从地面平台发射火炮。
一门轨道炮可在5到10分钟内安置在射击轨道上,而使用地面平台的火炮则需要一个多小时才能就位。就位后,需对炮架进行校平,计算射击数据(方位角、射程、射弹和引信类型、炮筒仰角),并对炮进行定向和仰角瞄准。通过将枪管对准附近的已知点或目标来设定方向,随后调整方位角指向目标。仰角通过炮手的象限仪进行设定。与常规火炮不同,铁路火炮的所有射击均为间接射击,需要借助多种观察手段来支援大炮,只有在万不得已的情况下才对无观察的目标进行炮击。在战争早期,气球和地面观测用于三角瞄准目标射击,但到了1916年,侦察成为直接远距离射击的主要手段。射击数据通过地图坐标、几何图形和表格射击表来确定。最大射程取决于发射的炮弹类型,特别是德国的带弹道帽的短炮弹,其重量约为其他炮弹的一半,且射程更远。
发射时,先将炮管降至水平位置,把弹药和火药车推至炮后,检查弹丸和火药装药,然后用吊车或穿梭车将其运至炮架上。炮弹和火药通过头顶的吊车或装弹小车运至后膛的装料盘。弹药车通常在射击前从炮上卸下,尤其是在操作滑座和滚动反冲炮时,因为炮沿轨道反冲时可能会撞击到炮上的弹药车。小口径火炮的射击速度约为每分钟一发,大口径火炮则每四、五分钟发射一次。若炮在反冲力作用下发生移动,就必须重新定位到起始位置。射击几轮后,有时还需将压舱物移至射击轨道下方。铁路炮在发射时需要频繁保养,每天都要检查是否有损伤、磨损和故障。如有必要,可使用工具进行现场维修,更为复杂的修理工作则由铁路炮兵修理厂承担,若需进行大规模修理,如更换磨损的炮管,则需送往专门的修理厂。
铁路炮的战术运用
在早期,铁路炮主要作为机动重炮使用。到1916年,随着铁路火炮火力和射程的增强,其承担了两项主要任务。一是摧毁坚固或深埋的工事,如混凝土掩体、炮塔、观察哨、补给中心和弹药库等。二是通过对远在敌后的公路、桥梁、铁路等交通线进行远程炮击,阻断敌方交通。此外,铁路炮还用于对抗敌人的远程火炮。与常规重型火炮不同,铁路炮兵并不常占据前线附近的射击阵地。铁路炮兵仅在必要时投入使用,通常铁路炮兵连作为后备力量,部署在前线后方约50公里的地方作为后备。唯一的例外是英军的攻城炮连,最靠近2到3公里。更重的铁路炮从没有靠近10公里,
在可能的情况下,射击都要冒着被敌人中程反炮兵连炮击的危险,铁路炮兵连从隐蔽的地点,如峡谷或树林中发射,靠近的轨道和射击位置被伪装起来,然而,伪装和隐蔽只是部分有效,盟军和德国军队都能够使用观察气球、飞机航空摄影和声波测距识别铁路大炮位置,铁路大炮无法长时间保持阵地而不被发现,位于后方的炮兵连可以在阵地上呆上几天,因为敌人需要4到5天来确定大炮的位置,并把射程足够的大炮带回来进行还击。因此,避免敌方反炮台火力的最有效方法是建造额外的射击轨道或平台,并经常在射击阵地之间移动轨道炮。
五:结论
虽然各交战国在1914年就拥有性能优越的重炮(一些炮甚至还相当庞大),但没有哪种重炮能够快速机动地打击敌人。这一需求在战争初期并不是特别强烈,直到1914年8-9月间的残酷血战使战争演变为静态防御的低持战,此时攻击对交战双方来说都无济于事,重炮的作用才日益突出。欧洲是个铁路密布的地方,几乎每个村落都通铁路。通过铁路运输大型加农炮比通过公路运输要迅速得多,各国才把各种各样的海军火炮装上铁路车箱。不过令人惊讶的是,铁路炮兵对敌人行动的损失很少。这些炮所取得的作战效果就好比使用一个价值100万美元的锤子来击打价值2便士的钉子,没有取得多少实际效果,所以一战结束后,许多铁路炮兵退役废弃,剩下的东西都存放在仓库里,英国和美国则改装用于沿海防御。有趣的是,一战的德国铁路炮都存放在法国,1940年法国战败后被德国军队夺回又投入使用,不过也没有取得多少实际效果。今天已经没有第一次世界大战的铁路炮存在了。
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