窒息戰爭①:1914年10月-1915年6月的德軍毒氣炮彈

本文是「燃燒的島群」第958篇原創文章,作者:Kagohl 3。

作者簡介:Kagohl 3,新疆人,署名源自1917年空襲倫敦的德軍轟炸機部隊,熱衷科普第一次世界大戰的德國武器,希望能給看官們帶點不一樣的歷史。

全文共7547字,配圖18幅,閱讀需要20分鐘,2022年12月25日首發。

本文收錄於作者「Kagohl 3」專輯和「細品二戰兵器」專輯,歡迎持續關注。

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圖1

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1914年馬恩河戰役失敗後,德軍不僅喪失了一舉兵臨巴黎城下的機會,也漸漸的走入了塹壕戰的泥濘困境。德國陸軍統帥部(OHL)對此大感失望,於是原陸軍統帥部總參謀長小毛奇被法金漢將軍替代。法金漢將軍主張德軍將戰爭重心放在西線戰場,同時致力於讓德軍在西線重新獲得機動戰局勢。

圖2:法金漢將軍

圖2:法金漢將軍

但此時交戰雙方經過2個月大規模、互有勝負的激烈交戰,已然在長達數百千米的寬大正面上對峙起來,由運動戰轉為陣地戰。在東線,德軍與俄軍進行了東普魯士戰役、加里西亞會戰、華沙—伊萬哥羅德戰役和羅茲戰役。東線戰局同樣使德軍速勝的指望落了空,越來越清楚地呈現出轉入陣地戰的跡象。

在西線形成陣地戰的主要原因是雙方將大致相等兵力均勻分佈在過於寬大的正面上,平均兵力密度很小,可能每千米戰線上只有一個炮兵中隊的規模。在這種情況下,誰都不可能在某一地帶建立強大的突擊集團,組織決定性的會戰。雖然雙方都曾採取積極行動,試圖突破對方各自的防禦,但結果都是徒勞的。兩軍在對峙中有足夠的時間加強各自的防禦,在前沿前設置鐵絲網、障礙物,構築地下交通壕和混凝土工事,構築多道陣地以形成完整的塹壕式的築壘地域防禦體系,以致當時的火炮和其他殺傷武器都難以摧毀這樣堅固的防禦體系,使防禦變得比進攻更為有利。於是交戰雙方都在尋找突破防禦的新武器和新戰法。

為此,埃裡希.馮.法金漢將軍指派馬克斯.鮑爾少校全權負責陸軍統帥部關於火炮領域的事務,並開發能夠將敵軍士兵從常規工事中驅逐出去的新式彈藥。1914年9月,鮑爾少校組織了一個委員會,由德國戰爭部的軍事技術顧問們與哈伯辦公室的專家們組成,委員會由柏林化學家瓦爾特.能斯特領導。能斯特與鮑爾少校算得上志同道合,這位化學家在1914年9月底拜訪陸軍統帥部的時候邀請了幾位軍官用餐,並在聚餐中注意到了鮑爾少校對化學物質在戰爭中的價值的遠見。很快,3名在德國乃至歐洲都頗有名氣的化學家也加入了這個委員會,其中在中國軍迷圈最有名氣的便是工業化合成氨法之父,被譽為「從空氣中獲取麵包的人」的弗裡茨.哈伯。而哈伯加入軍方委員會也不奇怪,因為他是一位堅定的甚至可以說是狂熱的德意志民族主義者。

圖3:瓦爾特.能斯特

圖3:瓦爾特.能斯特

圖4:弗裡茨.哈伯

圖4:弗裡茨.哈伯

1914年10月上旬,法金漢將軍組織了一次在瓦恩(Wahn)火炮試驗場召開的會議,將陸軍統帥部成員、物化科學家和其他相關行業人員聚集在一起,目的很簡單,就是找到一種能夠快速有效的把敵軍步兵從塹壕裡揪出來的新武器。此時德國化學界的不少人士都帶著狂熱的愛國主義和民族主義思想,於是德國最大的化學工業聯合企業,即【法本公司】(Farben)的董事長卡爾·杜伊斯貝(Carl Duisberg)依據化工廠事故中化學氣體對人的危害性,竭力遊說使用有毒的化學制劑進行戰爭。

圖5:卡爾.杜伊斯貝

圖5:卡爾.杜伊斯貝

事實上,如果是在戰爭剛剛爆發時,化學家的建議極有可能被德軍漠視。但1914年馬恩河戰役失敗後,德國總參謀部迷信的速戰論直接破產,而英國在這時也藉機封鎖了德國的海上商業線,導致德國賴以進口的各種戰略原料嚴重短缺,尤其是用來製造炸藥的硝酸鹽只能維持6個月的庫存,如果不能解決,德國在1915年春季就會輸掉戰爭。

於是法金漢將軍設立了隸屬於德國戰爭部麾下的戰略原材料辦公室,由德國著名化工實業家瓦爾特.拉特瑙領導,而拉特瑙又組織了隸屬於戰略原材料辦公室的化學辦公室,由時任威廉皇帝物理與電化學研究所長的弗裡茨.哈伯負責(這就是所謂的哈伯辦公室),而曾經與哈伯合作搞定了工業化合成氨的知名化學家卡爾.博世也被挖到了這個辦公室。辦公室的主要任務就是搞出來工業化製造硝酸的辦法。在這種背景下,德國陸軍高層比以往任何時候都要重視化學家們的意見,包括杜伊斯貝提出的化學戰。

圖6:瓦爾特.拉特瑙

圖6:瓦爾特.拉特瑙

圖7:卡爾.博世

圖7:卡爾.博世

這場會議無疑是比較順利的,陸軍統帥部最終敲定了研發化學武器的議案。一時間,陸軍部的辦公室裡經常能看到化學家們與軍官們擦肩而過,這些化學界的人才在全力蒐集各種庫存的化學制劑的資料,而此時德國持有的化學原料非常繁多,於是研究提案轉向利用染料化學工業的副產品製造化學武器。這些化工副產品可以輕鬆的大量生產,並不需要特殊的礦物質原料,而且德國化學工業對英法化學工業形成的技術碾壓可以讓這些武器在至少幾個月內保持對協約國的優勢局面。

1914年10月,Auergesellschafe公司開始了氯氣合成研究,並進行了利用炮彈裝載毒氣製劑的實驗,很快就獲得了成功。鮑爾少校承諾會獲得化學品製造商的支持來為化學彈藥的大規模工業生產獲得條件,而最後的結果則是超出了他的預想,因為卡爾.杜伊斯貝對研究、製造和投用化學武器的前景非常熱心,他領導的拜耳化學公司提議將自家的化學染料工廠和實驗室用於毒氣開發。鮑爾少校對此自然是求之不得。

在法金漢將軍的個人安排下,化學武器研發工作由兩個部門各自負責。第一個是德國陸軍部戰略原材料辦公室下轄的哈伯辦公室,他們召集了幾位來自陸軍部的高級科學顧問,而威廉皇帝物理與電化學研究所(哈伯是這個研究所的所長)的許多成員也很快加入了進來。第二個是由私營化學企業和一些非官方的化學研究室組成的機構,製造有毒物質的工業過程的實施落下了他們頭上,但他們很快就在研究和提案階段發揮了重要作用。由於組織成員均來自非軍方單位,再加上彼此的經濟效益關係密切,所以私營化學公司組成的機構能夠繞開官方機構微妙的內部關係和複雜的建立手續,在化學制劑研究和彈藥工業製造兩頭抓。而這些優勢很快就換來了成果。

圖8:威廉皇帝物化研究所

圖8:威廉皇帝物化研究所

圖9:拜耳公司的化學實驗室

圖9:拜耳公司的化學實驗室

還是在1914年10月,卡爾.杜伊斯貝提出將聯二茴香胺鹽酸鹽裝入炮彈之中,這是一種能夠輕易在拜耳公司位於勒沃庫森的工廠合成的低毒化學物質,分子式為C14H18Cl2N2O2,雖然不會輕易致死,但人類與之接觸後會產生鼻腔和眼球刺激症狀,並且會不由自主的打噴嚏,非常難受。考慮到德軍對化學炮彈的要求是快速清空一片戰壕,杜伊斯貝這個提議看起來可以接受。

很快,聯二茴香胺鹽酸鹽就被德軍命名為Niesgeschoss,也稱Ni藥劑,意為「噴嚏粉發射藥」。550克該型藥劑會以細小的粉末狀態容納到10.5釐米口徑榴霰彈的炸藥和球形霰彈旁邊,爆炸後這些粉末就會四散在空氣中被人體吸入。此時的軍方已經是非常性急了,只讓該型炮彈在瓦恩火炮試驗場響了幾次就放棄了一系列測試,直接讓它上戰場。

圖10:Ni化學炮彈的發射載體:克羅LFH 98/09型10.5釐米輕型榴彈炮(10.5cm leicht Feld Haubitze 98/09)

1914年10月27日,德軍在進攻Neuve Chapelle 時首次使用了化學炮彈,當天德軍榴彈炮向這座村莊駐守的法軍發射了3000枚Ni型化學炮彈(法語:Les obus de 105mm Ni,德語:Nernst Ni-Shrapnel),法軍陣地頃刻間就被暗灰色塵雲所覆蓋,只有村莊教堂的鐘樓「倖免於難」。德軍沒有遇到什麼抵抗就佔領了這裡。

但遺憾的是,這次成功其實功勞最大的還是Ni化學炮彈自帶的火藥爆炸和霰彈濺射造成的打擊,聯二茴香胺鹽酸鹽的容量太小且實際效果也沒想象的那麼好,據說不少法軍士兵都沒察覺到自己被化學制劑襲擊了。在此情況下,拜耳公司也放棄了對該型炮彈的進一步開發,其在1914年11月底製造了2萬枚後宣告停產。

然而,德國人決心在化學戰中取得優勢地位,希望在這種新武器身上找到打破塹壕戰僵局的手段。1914年底,旨在推出化學炮彈的研究被推上了頂峰。為了儘快開展工作,德國戰爭部戰略原料辦公室的弗裡茨.哈伯組織了由8名化學家組成的團隊,這其中還包括未來三名諾貝爾獎得主:詹姆斯.弗蘭克、古斯塔夫.赫茲、奧托.哈恩。陸軍統帥部(OHL)沒有化學專業的軍官,但總參謀部作戰部門的部長格哈塔.塔彭上校有一位在陸軍部重炮部門工作的兄弟:漢斯.塔彭(Hans Tappen),這位博士曾寫過一篇關於刺激性化學物質【二溴二甲苯】的備忘錄,於是很快被借調到斯潘道兵工廠從事炮彈裝填工作的團隊。

圖11:漢斯.塔彭

圖11:漢斯.塔彭

二溴二甲苯,化學式【CH3 C6 H4 CH2 Br】,是一種通過溴化對焦油蒸餾後的輕質油而來的合成化學物,毒性很低,但其揮發後產生的蒸氣對眼球有很強的刺激效果,味道類似於苦杏仁和甲醛混合在一起。二溴二甲苯有兩個優勢,一是揮發性低,可以在一片區域持續相當長的時間;二是產生的毒氣密度高,可以聚集在戰壕或散兵坑底部。

腐蝕性強的二溴二甲苯與鋼鐵接觸時會導致後者被分解,因此它被裝填在炮彈內部的鉛缸內。為了將其裝入炮彈,德軍對1912型15釐米口徑榴彈進行了修改,去除了苦味酸炸藥,換用了爆炸力更弱的託利特炸藥,1.5千克該型炸藥被容納在鉛缸上面,而鉛缸內部裝有2.3升的二溴二甲苯,可以生成濃度足夠的刺激性毒氣。炮彈全重41.7千克,高580毫米,直徑150毫米,最大射程可達9.5公里之遠。此外,該炮彈還使用了Grz.04雙重保險觸發式引信,接觸目標後只有1秒的延遲1914年12月,二溴二甲苯開始在位於柏林的Kahlbaum工廠進行生產,而斯潘道兵工廠也在這月製造了第一批裝填這種物質的15釐米榴彈並在柏林附近進行了成功的試射。1915年1月,法登公司位於赫斯特-美因河畔的染料工廠也開始參與二溴二甲苯的生產工作。由於漢斯.塔彭博士對該型製劑發展的卓越貢獻,德軍特意以他的姓氏首字母「T」將二溴二甲苯命名為T藥劑(T Stoff),而使用T藥劑的15釐米榴彈也被德軍稱作T型炮彈(法語:Les obus T de 150mm)或T型榴彈(德語:T-granate)。

1915年1月9日,T型炮彈在瓦恩火炮試驗場進行了公開試射,結果一舉獲得成功,贏得了法金漢將軍的肯定。T型炮彈的正式量產也就此開始,T藥劑在兩家工廠生產出來後直接現場裝填炮彈。1915年1月31日,T型炮彈在東線的博利諾夫地區(波蘭境內)首次實戰測試,德軍第9集團軍計劃使用分散式攻擊拿下這裡以控制羅茲-華沙鐵路和高速公路的樞紐,戰鬥開始時,德國榴彈炮兵向這裡的俄軍陣地發射了18000枚T型炮彈,相當於72噸的二溴二甲苯。

圖12:T型炮彈結構剖視圖

圖12:T型炮彈結構剖視圖

圖12:T型炮彈結構剖視圖

圖13:T型炮彈的發射載體—克虜伯SFH 02型15釐米重型榴彈炮(15cm schwere Feld Haubitze 02)

德國陸軍高層對這次首秀抱有很大的期待,就連東線戰區軍需總監馬克斯.霍夫曼將軍都登上了博利諾夫的鐘樓,觀看柏林化學家們向他承諾「對俄國人徹底絞殺」。然而備受期待的「俄國人潰不成軍」的場景卻沒有出現,原因是二溴二甲苯在低溫環境下難以揮發,不能產生什麼毒氣出來。

哈伯辦公室也在孜孜不倦的研究將光氣製劑和氧化胂裝入炮彈之中。結果在一次炮彈裝填實驗中,實驗樓發生了爆炸,熱力學家Otto Sackur當場死亡,他的助手Gerhand Jsut身負重傷。要命的是,這場事故與T型炮彈實戰失敗幾乎在同一時間。

雖然在1915年1月連續遭遇兩次挫折,但法金漢將軍還是對化學炮彈的前景表示樂觀。1915年3月,阿爾布雷希特公爵指揮的第4集團軍所屬炮兵在紐波特地區首次對法軍使用T型炮彈,不過這場化學轟炸未能達成什麼殺傷效果,所以沒有留下什麼記載,投放的T型炮彈數量也不得而知。1915年4月,拜耳公司對T型炮彈進行了改良,推出了所謂的「綠色T型炮彈」(T-granate grim),該型炮彈主要是改變了鉛缸中的藥劑成分,其中50%換成了溴丙酮。改良的綠色T型炮彈被證明在0℃以下依然能「使敵方短期喪失能力」,而且溴丙酮的加入讓該型炮彈具備更強的刺激效果,若濃度夠高可以導致窒息。

同樣在1915年4月,德國第15集團軍計劃使用化學武器突破位於比利時地區的英法聯軍防線,並徹底佔領伊普爾市,控制這裡的所有交通樞紐。而4月22日對於德軍來說是個美好的日子,因為這天萬里晴空,非常適合化學武器的使用,當天下午17:00,哈伯指揮的第35工兵團在幾分鐘之內就向法軍防區釋放了149噸氯氣,而德軍榴彈炮兵也向位於斯滕斯特拉特村(steenstraat)和蘭赫馬爾克村(Langemark)之間縱深6公里的突出部發射了大量T型炮彈,封鎖了這裡的敵軍炮兵陣地和預備隊集結地。伊普爾前線的抵抗不到一個小時就土崩瓦解,德軍向前突破了四公里之多,俘虜了1800人,繳獲機槍70挺、火炮55門。法軍這一天就有至少2500人死於中毒。

位於伊普爾鐵路線附近次要防區的Bis Zouave步兵團也遭到了德軍的化學轟炸,短短几個小時就付出了138人死亡、682人受傷、500人失蹤的慘痛代價。距離德軍陣地2公里處的博辛赫(Boesinghe)同樣是當天被T型炮彈覆蓋的區域之一,在戰地醫院撿回一條命的炮兵上尉查德貝克.德.拉瓦拉德(Chadebec de Lavalade)心有餘悸的回憶道:「一種相當強烈的氣味,在我看來是氯氣的味道,在我們周圍蔓延開來。然後 ,我的陣地就被一種特殊性質的炮彈猛烈轟炸,散發出一種極其強烈的味道,讓人聯想到了甲醛。我發現自己非常不妙,一個男人倒在我身邊,嘔吐的很厲害……。凌晨一點,我實在受不了一直咳嗽,被送上了分區救護車,快窒息了。

圖14:向法軍開火的15釐米榴彈炮

圖14:向法軍開火的15釐米榴彈炮

圖15:中毒身亡的法軍士兵

圖15:中毒身亡的法軍士兵

1915年5月,德軍炮兵在盧斯地區(Loose)再次使用了T型炮彈轟炸那裡的法軍陣地,而這次行動德軍完善了自己的化學炮擊戰術。德軍會使用榴彈炮在短時間內向一處地點發射大量的T型炮彈,生成高濃度高面積的毒氣雲,而二溴二甲苯的低揮發特性會讓毒氣持續滯留數小時,若是在炎熱的樹林裡更是能滯留24小時。這種戰術的目的在於封鎖法軍第一線陣地和後方預備隊陣地之間的區域,迫使法軍無法有效的撤離或增援,而且封鎖這片區域的毒氣雲也會導致法軍炮兵無法正常觀測甚至直接因為毒氣暫時喪失功能。同時,毒氣雲還會阻隔法軍前沿部隊與後方指揮部的聯繫,讓他們的通訊陷入癱瘓狀態,最終各自割裂。

事實上,同樣在這月,法國就研發了一種新型防毒面具,它被命名為「敷料紗布(Compresse)2號」,簡稱「C2」,這種面具浸泡有蓖麻油、酒精、蘇打鹼液和甘油,整體外形類似黑麵紗防毒面具,但將布條更換為寬大的布帶,末端逐漸變窄(可以系在頭上),並且加入線框以保持填充物的均勻分佈。一些C2式防毒面具的填充物中被加入了甲基橙,作用是預警,一旦吸收劑消耗殆盡就會變紅。

在經歷了生產和運輸上的一系列拖延後,到1915年8月中旬,法國已有超過100萬具C2式防毒面具被配發給部隊。遺憾的是,該面具雖然能幫助法軍士兵抵禦針對呼吸系統的氯氣攻擊,但對眼睛不能提供任何保護,而二溴二甲苯即使是輕微劑量也會讓受害者的眼球感到劇烈的刺激性疼痛。也就是說,此時的法軍沒有防毒面具可以抵禦T型炮彈的襲擊。

就在盧斯地區遭到化學轟炸不久後,德國人就使用了1915年使用的所有化學制劑中最危險的一種。1915年1月,拜耳公司在沃勒庫森的工廠製成了致死的K Stoff(K藥劑),也就是所謂的氯甲酸氯甲酯。這種有機化合物的化學分子式為C2 H2 Cl2 O2,對眼球和皮膚有灼傷效果,若吸入足夠濃度會引發強烈的窒息。介於該型製劑還是個沒有上過戰場的新玩意,德軍不敢冒險將它直接裝入15釐米榴彈中,於是決定將結構簡單的塹壕迫擊炮彈改裝成K藥劑射彈。

恰在此時,德軍步兵師和步兵軍都各自擁有一個由工兵組成的塹壕迫擊炮連,且都裝備有6門17釐米口徑的中型塹壕迫擊炮,該炮使用的50千克高爆炮彈是標準的薄殼設計,裡面的碩大空間可以容納40千克的炸藥,非常適合改裝為化學炮彈。而且17釐米中型塹壕迫擊炮採用了線膛設計,具備較好的打擊精度。

圖16:德軍17釐米中型塹壕迫擊炮,右側那顆帶條紋炮彈就是毒氣射彈

這種炮彈被法國人稱作「 projectile de minenwerfer de 170mm à deux récipients」,意為「帶有兩個容器的170毫米榴彈投射器彈丸」(minenwerfer是德軍對塹壕迫擊炮的命名,字面翻譯為榴彈投射器)。為了方便,我下面會直接稱它為K藥劑迫擊炮彈。該型炮彈全重42千克,在不包含彈頭引信的情況下高628毫米,彈體由6毫米厚的鋼板製成;它有一個螺絲底座,直徑為168 毫米,依靠8毫米螺紋固定。彈體內部的化學制劑容器分為上下兩個重疊且氣密的圓柱形罐體,用熱澆注的石蠟固定到位。上層罐體由鉛打造而成,以防止藥劑腐蝕鋼製的彈殼,該罐體容量為2.4升,內含氯甲酸氯甲酯(K藥劑)。下層罐體由錫打造而成,容量3升 ,含有氯乙酸甲酯,德軍採用這種同樣具備刺激和窒息效果的物質是為了增強K藥劑的侵略性。由於過量的起爆裝藥會削弱化學制劑的效能,所以K藥劑迫擊炮彈只在上層罐體頂部容納了500克的託利特炸藥,只能讓彈體剛好破裂。

圖17:K藥劑迫擊炮彈剖視圖

圖17:K藥劑迫擊炮彈剖視圖

圖18:K藥劑迫擊炮彈平面圖

圖18:K藥劑迫擊炮彈平面圖

當德軍的塹壕炮兵將17釐米中型塹壕迫擊炮調整成45度仰角開火時,可以把K藥劑迫擊炮彈投射到1000米外的區域。不過在此之前,炮兵要先調整該炮彈的引信。K藥劑迫擊炮彈使用的是ZmWM型引信(全稱Zünder mitrer Wurf Mine ),這種引信有碰撞和延遲雙重效果,如果要選擇炮彈落地即炸,只需要拔掉碰撞引信的安全針即可,如果是選擇炮彈延遲起爆,則需要轉動延遲引信那帶有刻度表的銅環進行調整。當然,以上兩種模式的採用取決於德軍塹壕炮兵是要迅速清除一片區域內的敵人還是要製造隔離帶封鎖這裡。

1915年6月18日,德軍炮手在紐維爾-聖瓦斯特地區(Neuville-Saint-Vaast)首次使用K藥劑迫擊炮彈轟炸這裡的法軍塹壕,有說法稱本次襲擊讓法軍近乎喪失了一個步兵連。法國主管化學制劑調查和防毒面具研發的安德烈·克林(Andre Kling)博士在當天成功收集到了一份K藥劑樣本,並在自己領導的巴黎市政實驗室進行了分析,將其命名為「拜拉特」(Palite)

經過仔細的鑑定後,克林博士發現氯甲酸氯甲酯(K藥劑)是一種極其危險的光氣衍生製劑。該物質的毒性是氯氣的10倍之多,與空氣接觸會輕微冒煙然後快速揮發,產生大量的窒息性毒氣。與光氣相比,K藥劑的揮發性要低上許多,這一特性換來的優勢是能在攻擊區域滯留相當長的時間,而且它生成的毒氣會有更大的密度,這兩個特性讓K藥劑能在現場製造高濃度的毒氣區。而且德軍並不是單純使用K藥劑,而是把它與其它的氯化衍生物(氯乙酸甲酯)混合起來,大大增強了它的窒息效果,受害者可能在短時間內就會遭遇化學性肺炎與肺水腫。K藥劑對人體呼吸系統的危害性與光氣一致,致死或致殘所需的劑量也與光氣相當,而且對人體雙眼和皮膚的刺激效果要明顯強於光氣。

克林博士向法國化學保護委員會警告稱,這種活躍性很強的窒息化合物無法被法軍當前裝備的任何一種防毒面具所抵禦,尤其是大量使用的浸泡過次亞硫酸鹽的面罩。K藥劑的投用也標誌著德軍在化學制劑使用方面已經獲得了長足進步,該物質有著明顯的窒息性,首次賦予了德軍化學炮彈致死的威力。此外,該物質強烈的刺激效果會讓汙染區內的法軍士兵飽受雙眼疼痛的折磨,這會逼迫他們撤離汙染區,而這正是德軍所希望看到的結果。

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