有關火炮的兩個視角——可變發射藥與最大射程

本文作者英勃爾（老規矩，投稿文給稿費加打賞歸原作者）

可變發射藥

對於大部分二戰火炮來說，可變發射藥並不是需要討論的特性。絕大多數需要進行曲射的壓制火炮均可變發射藥，而直射火炮大都不可變發射藥。但是有一個產量極大的例外，使得我們不得不明確這二者的優缺點，以辨明其作用，這就是蘇聯的76mm師炮系列（F-22、USV和Zis-3）。

二戰時期，可變發射藥的一般實現手段是多個藥包堆疊，全裝藥含有n個藥包，有需要時便取出所需數量的藥包，通過調整初速的方式調整射程。其好處是彈道較為自由，而且可以在轟擊近處目標時使用更少的發射藥，從而保護炮管壽命；壞處則是多個藥包堆疊，多層藥包布如同蒸籠一樣，會影響點火藥氣體向上傳播的速度，降低彈道性能。

德軍15 cm sFH18的可變發射藥。可以看到，1-6號發射藥中，從最底層的1號發射藥藥包到最頂層的6號發射藥藥包，點火藥氣體需要穿過10層藥包布；即使藥包數較少的7-8號發射藥也需要穿過4層藥包布。這會影響點火條件，使得彈道不穩定，影響火炮的精度。

不可變發射藥則相對較為簡單，不能更改藥筒內的發射藥量。其優點是可以較好地控制火藥燃氣傳播，彈道較為一致；缺點便是難以控制初速，只能通過更換其他發射藥更少的藥筒或調整炮口仰角來變更彈道或節省炮管壽命。

德軍7.5 cm KwK 42（長75）的穿甲彈，發射藥不可變。一般來說，發射藥不可變的火炮都只擔負直射任務，不怎麼需要調整彈道，不可變發射藥的缺點對他們來說可以接受。

總的來說，選擇不可變和可變發射藥都有其道理。但對於蘇聯的76mm師炮來說，情況並非如此。作為一門師炮，其經常會碰到目標處於最大射程之內的情況。對於可變發射藥的榴彈炮來說，這並不是什麼棘手的情況，只需要減少發射藥即可。但對於不可變發射藥的蘇式76mm師炮，事情就變得棘手了起來：其發射藥不可調，絕大部分高爆彈都是最大射程13km的遠端彈藥。作為對比，其他二戰主流師炮都劃分了多檔射程區間：

比較有趣的是，25磅炮曾經只有4個發射藥區間，在義大利使用時發現不夠靈活，不得不臨時增設了3個區間。

而即使是德軍淘汰的75mm加農炮，即7.5 cm FK 16 nA，也採用可變發射藥：

缺乏調節射程的能力，十分不利於曲射。以朝鮮戰爭中的美軍第8野戰炮兵營為例：

該炮兵營最經常攻擊6-7km遠的目標，炮彈消耗量約為選取樣本總量的20%；而5-10km內的每1km都有樣本總量的10%以上；同時最大射程處仍有不少的任務。這說明：

1.6-7km是朝鮮戰爭中美軍105mm榴彈炮最常使用的射程，該射程內落彈角應儘可能大，以繞過敵軍可能構築的戰壕等落差較大的防炮措施

2.儘管6-7km是最常使用的射程，5-10km的各處都會有大量任務，不能僅關注6-7km射程時的彈道特性

3.最大射程應該儘可能遠

曲射火炮必須兼顧三個要求，否則就難以滿足一線部隊多樣化的要求。

可能有人會說調整火炮的仰角也能調節射程，但情況並沒有那麼理想。《火炮彈道學》對此有所解釋：

當然，這樣的理論分析並不是特別的直觀。以日本90式野炮發射90式尖銳彈（初速680m/s）時的射程——仰角——彈道最高點——落角表為例（角度均精確到小數點後一位），情況會更加直觀：

不難看出，當發射藥固定時，90式野炮需要將炮口仰角調至10°以下，才能轟擊最大射程一半處（即7000m）的目標，此時炮彈最高點僅有376m，一旦炮彈飛行路徑上有較大的地形起伏，火炮將無法進行有效射擊；而落角僅有15.6°，當敵軍有較為完善的戰壕時，很難打進戰壕、有效殺傷有生力量，就算是沒有掩護的目標，由於落角過小、大量破片埋入土中，效果也不及大落角炮彈。

蘇聯的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°時射程為13700m），對90式野炮的分析對其同樣適用。

再回到之前的結論，曲射火炮需要保證6-7km處彈道落角能夠殺傷戰壕內、又有至少10km的射程。這對於可調發射藥的火炮來說不是問題，只需要調整發射藥、使5-10km處有足夠多的射程區間，然後再增設一個滿足最大射程的發射藥即可，這也是二戰絕大多數榴彈炮的做法。但對於不可調節發射藥的火炮來說，這三個任務便不能兼顧。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，無法執行約60%的任務；若最大射程達到10km，儘管射程能滿足大致滿足要求，5km處的彈道（即射程一半處）將會過於平直，難以射入戰壕，且最大射程過短，容易被壓制；若進一步增長最大射程，如達到13km，6-7km處的彈道性能也會難以忍受。

當然，使用不可變發射藥的一般是直射火炮，不需要考慮炮彈落角的問題，缺乏初速調節能力的缺點對其基本沒有影響。但對於蘇聯的76mm師炮系列來說，這便是一個極大的問題：作為一門師級炮，其曲射能力並不夠用，僅有最大射程可以一談。實際作戰中蘇軍也意識到了這個問題，一般用其進行平射。但如此一來，其職責便與步兵炮和反坦克炮重疊；同時蘇軍步兵師的炮兵團以76mm師炮為主，其餘火炮僅有12門122mm榴彈炮，導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或依賴上級加強，不利於進行靈活的部署。

最大射程

最大射程是經常被討論的指標。最大射程本身基本沒有什麼錯誤的空間，但與最大射程相關的討論常常會涉及其他方面的問題，這時便會出現不少錯誤結論。

最大射程與炮管長

最常見的誤區便是認為增長炮管能大大增大初速，增長射程，並以此批判德國人的長身管火炮「浪費重量卻建立不了射程優勢」。但實際的情況並非如此。以蘇聯的122mm榴彈炮炮彈在炮管中的加速歷程為例：

不難看出，對於這樣一款榴彈炮來說，接近炮口處速度的增加曲線已經非常平緩，增加10dm；膛壓也在減小，加速度也在減小，增加炮管長度對初速的影響只會越來越小。炮彈運動速度從0增加到300m/s只需要約5dm長的炮管，但再增加100m/s到400m/s卻需要約5dm長的炮管，再增加100m/s到500m/s則需要約10dm長的炮管。當炮管長度達到一定程度後，增加炮管長度對射程的收益便不會特別大。

以使用同樣彈藥的美製105mm M101和M102榴彈炮為例。前者炮管倍徑為22倍，後者為32倍，均發射M1高爆彈時，各個發射藥的初速與射程如下：

即使倍徑增加了10倍，即炮管增長了約1m，M102對M101的射程增加量也不過200-400m，可以說是微乎其微。

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

這裡提供一個新角度：

美軍的155mm加農炮有2種裝藥，分別是Base和Base and Increment。美軍對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，僅限於射擊極遠範圍的目標。僅有基本藥包（即去除了附加藥包）的裝藥被稱為一般裝藥，可用於射擊該藥包的最大射程內的所有目標。

在8寸加農炮的裝藥中也有幾乎一致的評價，即全裝藥僅限於射擊極遠範圍的目標。如果用對sFH 18的特殊裝藥的批評邏輯，那麼美軍155mm加農炮和8寸加農炮也是「大多數情況下只能使用普通裝藥」。

當然，批判這種邏輯的方法有很多。筆者拋出這種論調只是意在用歸謬的形式證明針對sFH 18最大射程可用性的批判本身是不合邏輯的。

參考資料

TM43-0001-28, 28 April 1997. Army Ammunition Data Sheets for Artillery Ammunition: Guns, Howitzers, Mortars, Recoilless Rifles, Grenade Launchers and Artillery Fuzes.

TM9-1901, 29 June 1944. Artillery Ammunition.

JACAR（アジア歴史資料センター）Ref. A03032121400. 90式野砲射表(90式尖鋭弾)

BArch RH 1/1959. H.Dv. 481/36 1. Berichtigungsabzug: Merkblatt für die Munition der schweren Feldhaubitze 18 und schweren Feldhaubitze 18/1 (Sf), 1944

BArch RH 1/1970. H.Dv. 481/55 Merkblatt für die Munition der 7,5 cm Kampfwagenkanone 42 und 7,5 cm Sturmkanone 42

Stanford Research Institute (1954). Operational Data for Selected Field Artillery Units during World War II and the Korean War.

錢林方（2016）。火炮彈道學，第二版。北京：北京理工大學出版社。

Широкорад, А. Б. (2000). Энциклопедия Отечественной Артиллерия. Минск: Харвест

Hogg, I. V. (2013). German Artillery of World War Two. London: Frontline Books

Evans, N. British Artillery in World War 2. Retrieved 12 November 2022, from https://nigelef.tripod.com/