一百五十个砝码:格里博瓦尔如何制造大炮

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一百五十个砝码:格里博瓦尔如何制造大炮
尼古拉·萨莫基什的画作《卡尔戈波尔龙骑兵团对法国人的进攻》 炮兵“这位艺术家细致地描绘了拿破仑战争中的一场战斗场景,重点展现了龙骑兵的冲锋。战斗场景的中心元素是一门法国格里博瓦尔火炮,战斗就围绕着它展开。”


大炮的设计总是在威力与速度之间寻求平衡。18世纪中期,法国炮兵最终选择了威力至上的原则:炮管坚固,装药量大,杀伤力惊人,但炮架却容易陷在泥泞的道路上,导致炮兵阵地无法及时抵达战斗的高潮。大炮的重量并非取决于金属本身,而是取决于谁能最先占据有利位置。而后来重塑法国炮兵体系的那位专家,正是从前线的另一侧——为敌军效力期间——看到了这一弱点。



七年战争期间,炮兵军官让-巴蒂斯特·瓦凯·德·格里博瓦尔并未在法军服役,而是以访问专家的身份在奥地利军队服役。他参与了格拉茨和施韦德尼茨的围城战,被普鲁士军队俘虏,后被交换回国。在接下来的三年里,他从内部观察了外国炮兵——普鲁士和奥地利的炮兵,发现它们比法军的炮兵更轻便、更灵活。回国后,他撰写了一份报告,列举了本国炮兵的弱点。这份报告催生了一套沿用了半个世纪的炮兵体系。

瓦利埃的遗产:以流动性为代价的秩序


要理解格里博瓦尔的成就,就必须了解他的出发点。到19世纪中叶,让-弗洛朗·德·瓦利埃的体系主导了法国炮兵,而且从某种意义上说,这套体系是合理的。瓦利埃使混乱局面变得井然有序:他缩小了不同口径之间的差距,废除了“双管”和半合法火炮,统一了同口径火炮的炮管长度,并确定了弹丸重量与炮弹重量的比例。在他之前,法国炮兵的口径和型号五花八门,而他将其转变为一个系统。

但这套系统的设计目的只有一个:提升炮弹的威力和冲击力。瓦利埃炮的炮管重量高达炮弹重量的225至280倍(炮管重量的衡量标准是炮管比炮弹重多少倍)——也就是说,炮管的重量是炮弹的200多倍。装药量也很大,远远超过了射程所需的装药量:虽然这能提供很高的炮弹能量,对付堡垒的城墙和密集的柱子效果显著,但也给炮管带来了不必要的压力。与此同时,炮架几乎没有变化,依然笨重而陈旧。

瓦利埃对团级炮兵的态度最能说明问题:他认为步兵装备轻型火炮是有害的。按照他的逻辑,这些火炮会分散各个作战阵型中的炮兵火力,而不是将其控制在一定范围内。这种想法固然有理,但后果却十分严重:瓦利埃的轻型野战炮和团级炮兵始终未能得到充分发展。他的体系核心是围攻和要塞——这正是上个世纪战争的目标。瓦利埃很好地解决了过去的战争问题。问题在于,战争形式正在发生变化,而他的体系却无法应对机动作战。

改革的三条路线汇聚一处


格里博瓦尔的改革并非源于单一理念,而是源于三条汇聚的路线:激进的、理论的和观察的。

首先是七年战争(1756-1763)的经验。法国炮兵屡次跟不上敌军的机动,被困于围城阵地,最终败于敌军机动性更强的炮兵。法国在这场战争中的失败不仅被视为政治上的失败,也被视为技术落后——包括炮兵技术落后——的体现。

第二条线索是实验。早在1739年,拉费尔炮兵学校的教授让-路易·贝利多就通过实验证明,射程并非与装药量成正比。这动摇了瓦利埃的基本教条。虽然超过一定限度后,增加装药量几乎不会增加射程,但过大的装药量会导致火药消耗过大,对炮管造成不必要的压力,从而增加炮管的金属重量。为了容纳这些装药,炮管必须加厚,而这些装药最终却无法发射。

第三条线是敌方的视角。格里博瓦尔观察了已经完成改革的奥地利炮兵,得出结论:他可以结合他人的优点并消除已知的缺点,提出一套更加完善的体系。回到法国后,他于1763年被授予军营元帅(相当于准将)军衔,随后成为炮兵总监,并在1764年至1765年间负责该项目。

这段历程可谓漫长。18世纪70年代初,在瓦利埃体系创始人的儿子约瑟夫-弗洛朗·德·瓦利埃的压力下,该体系甚至一度被废除。约瑟夫-弗洛朗·德·瓦利埃力主捍卫其父的遗产。法国新旧炮兵学派之间的争论被称为“红蓝之争”——取自两种体系分别对应的颜色;这场争论不仅是技术层面的,更是一场争夺生产、影响力以及既有秩序的行会之争。最终,新体系胜出:1776年的一项法令恢复了野战炮兵的瓦利埃体系。然而,攻城炮和驻防炮兵仍然沿用了经过改进的瓦利埃火炮。格里博瓦尔刻意将改革的重点放在一个领域——野战炮兵,因为这是机动作战中最重要的武器。


18世纪下半叶法国的格里博瓦尔炮兵系统

金属转换:枪管、装药、间隙


改革的精髓用数字来表达最容易理解,因为它本质上是对几个比例的重新计算。我们先从一个更容易理解的计量单位说起:炮兵们计算炮管重量时,不是用千克,而是用“炮弹重量”——也就是炮管重量是炮弹重量的多少倍。这个数值越低,就说明这门炮相对于其口径而言越轻。

首先也是最重要的一点正是这个比例。格里博瓦尔没有采用瓦利埃设计的225-280克炮弹重量,而是采用了150克。炮管的重量立刻明显减轻,而强度仍然保持在可接受的范围内。其次是装药量:装药量从炮弹重量的很大一部分减少到大约三分之一。这直接源于贝利多的实验:由于大装药量与射程不成正比,因此可以减少装药量,从而减轻炮管的负荷。一切都由此相互关联。较小的装药量在发射时产生的气体压力也较小,压力降低后,炮管壁就可以做得更薄。这样一来,火炮的重量就减轻了。

第三个比例是炮弹与炮膛之间的间隙。瓦利埃的标准间隙约为旧法国标准的两行(几毫米):较大的间隙简化了装填,但发射时气体会从炮弹后方逸出,导致弹道偏移。格里博瓦尔将间隙缩小了约一半,降至一行。气体更加集中,使炮弹飞行更加稳定。此外,采用整体铸造后钻孔的方式也对此有所帮助——这项技术由马里茨引入,并由格里博瓦尔确立为标准:钻孔的炮膛比铸造的炮膛直径更精确,并且减少了不同炮管之间的偏差。

基于这些关系,一种结构紧凑的野战火炮系列应运而生:
  • 一门4磅炮,炮管重约289公斤,长约1,6米。这是一门团级火炮:轻型,由步兵携带。
  • 8磅炮,炮管重约584公斤。介于轻型团炮和重型野战炮之间的中间档次。
  • 一门12磅炮,炮管重约880-990公斤(约为炮弹重量的150倍)。野战炮兵的核心重型武器。
  • 6英寸榴弹炮(6法式英寸,约165毫米),用于对掩体和反斜坡进行高角度射击。

较重的16磅和24磅炮仍然保留,但被分配到不同的子系统——攻城炮,而非机动作战。这种火炮编队的关键在于其精简。三种野战口径,而非以往的多种口径,意味着单一的弹药装填、通用的备件和可预测的弹道性能。一名炮兵只需掌握三种,而非十几种。指挥部将来自不同部队的炮兵连组合起来,能够提前了解每门炮的性能。稍后我们将探讨集结火力是如何由此演变而来的。


欧内斯特·克罗夫茨著《滑铁卢战役中第52步兵团攻占法军炮兵连》

枪管周围的一切:炮架、弹药车、装弹箱


格里博瓦尔的改革常常被简化为减轻炮管重量——但这毫无意义。没有“捆扎”的炮管毫无用处。真正的机动性诞生于格里博瓦尔采用炮架、弹药车和辎重车的时代。

他简化了炮架,用铁轴取代了木轴,研制了牵引杆式弹药车,并标准化了四轮弹药车。12磅炮的炮架重约一吨,与炮管重量相当,因此装填弹药的火炮和弹药车总重近两吨。据一些记载,炮架两侧的履带之间装有一个便携式弹药箱,可容纳约十发炮弹,重约一百磅,可以拆卸携带。火炮采用螺旋机构进行俯仰调节:通过升降炮膛后部下方的升降板来改变俯仰角度。实际俯仰角度范围有限——通常只有几单位,很少超过十五度;野战炮不需要更大的俯仰角度。


该图详细描述了 18 世纪下半叶在法国开发的格里博瓦尔火炮系统的各个组成部分。

这种螺丝机构是一个很好的切入点,可以用来比较不同的解决方案,而无需简单地将它们贴上“更好”或“更差”的标签。在普鲁士、奥地利和俄罗斯的火炮中,高低调节是通过楔子(角楔)实现的,楔子可以是木制的,也可以是螺丝式的。楔子结构更简单,但用于微调时略显粗糙,不过也更耐用:几乎没有易损件。格里博瓦尔螺丝可以提供更精确的高低调节,这在中远距离作战中尤为重要,但它也是一种更复杂、更易损坏的机制。这并非是落后与进步之争,而是在同一权衡之下做出的不同选择:瞄准精度与简易性和可靠性之间的权衡。法国人选择了精度——并且他们的战术运用也取得了成功。

“捆绑式”改装的主要效果是部件互换性。炮组人员使用的标准部件,对于相同口径的所有火炮来说都完全相同。炮架、炮箱、炮轴和炮轮都实现了标准化。炮兵连可以更快地部署、转移阵地和补充弹药。正是这一点,而非更轻的炮管本身,使炮兵成为一支机动性极强的部队。


弗朗茨·鲁博所绘的博罗季诺战役全景图

为什么需要轻型武器:“炮兵拳”的诞生


现在一切都真相大白了。轻便、标准化、精准的大炮本身并不是目的——它为一种全新的火炮使用方式奠定了基础。

拿破仑·波拿巴在拉费尔学习炮兵,那里已经实施了格里博瓦尔炮兵体系。对他而言,这并非新鲜事物,而是天作之合。作为指挥官,他充分发挥了炮兵的组织潜力:他在师、军和集团军层面都建立了炮兵预备队,以便迅速组建“大型炮兵连”——在关键位置部署大量火炮。标准口径的运用使这一切成为可能:来自不同部队的炮兵连可以组合成一个整体,而不会出现弹道不一致的问题。

“炮兵拳”——也就是集结的“大型炮兵连”——的逻辑很简单。进攻前,数十门火炮向前推进,集中火力扰乱敌军在预定方向上的阵型;拿破仑更倾向于攻击敌军的人员而非炮兵。步兵和骑兵随后冲入缺口。如果突破成功,炮兵连将支援其推进;如果突破失败,则掩护撤退。

最明显的例子是瓦格拉姆战役(1809年)。在那里,大量火炮,主要是8磅和12磅的格里博瓦尔炮,被组合成一个炮兵连。火炮的数量说法不一:《大军团公报》和一些作者认为有100到112门,而后来的重建则认为大约有80到84门。无论如何,这个炮兵连由一百门火炮组成,其猛烈的火力穿透了奥地利军队的中央防线,为法军进攻的成功铺平了道路。所有因素都在此发挥了作用:标准化使得炮兵连能够快速组装,轻便的炮架使其能够迅速推进到有利位置,而紧凑的炮膛间隙和螺旋瞄准系统则确保了射击的精准度。当数百门火炮组合在一起时,单门火炮精度上的微小提升就足以产生决定性的优势。

但科技并不能保证成功,这一点在战场上也显而易见。在滑铁卢战役(1815年)中,法军的“大型炮兵阵地”(估计有70-80门火炮)使用了同样的格里博瓦尔火炮,却几乎毫无作用。雨后的湿地使跳弹的炮弹受潮,而惠灵顿则将步兵部署在山坡的反坡后方,使敌军的直接火力无法触及。同样的防御体系在这里却因地形和地势的限制而失效。武器本身没有改变,但使用环境却发生了变化。


《解救轻骑兵旅》或《巴拉克拉瓦战役》。战争艺术家理查德·卡顿·伍德维尔二世。

格里博瓦尔的踪迹


这套火炮系统比它的创造者活得更久。拿破仑用“十一年系统”取代了它:马尔蒙将军的委员会于1803年开始着手这项工作,但过渡过程十分漫长。1812年从俄国撤退时,法国损失了大量物资,因此再次严重依赖格里博瓦尔火炮。直到19世纪20年代末,瓦莱系统才最终取代了它们。对于一套火炮系统来说,服役半个世纪已是相当长的时间了。

在法国以外,这种影响同样显著。奥地利人和普鲁士人借鉴了法国的解决方案,而美国在发展其火炮时,于1818年采用了一套主要基于格里博瓦尔原则的体系:据美国作家称,这套体系几乎影响了美国火炮的设计、生产和使用的方方面面。

还有一个不太明显的层面。研究人员 故事 包括海伦·伯科维茨和克劳德·杜梅在内的技术人员,不仅从武器改革的角度,也从管理角度分析了格里博瓦尔的改革。口径、轴和轮的标准化需要精确的测量、严格的绘图规范和严格的车间监管——换句话说,需要一种新的工业文化。零件不再是特定工匠的专属,而是可以根据图纸互换使用。这种标准化远早于工业标准时代,作为一个早期范例,即使抛开火炮领域,这项改革也具有重要的意义。

所以,格里博瓦尔并非制造出了当时最好的火炮。他重新计算了几个比例——炮管与炮弹的比例、装药量与炮弹的比例、炮膛间隙与口径的比例——并在不破坏火炮结构的前提下减轻了火炮的重量。结果发现,改变的并非火炮本身,而是它的使用方式:轻型火炮可以快速组装并部署到前线,由此诞生了一种一直沿用至拿破仑战争结束的战术。有时,战争中最伟大的变革并非始于新事物。 武器但这是通过对旧值进行重新计算得出的。
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  1. 0
    2 August 2026 04:48
    格里博瓦尔的思想和规则至今仍在炮兵领域沿用,尽管或许大家都已经忘记了它们的由来。如今,我们也需要思考如何在无人机攻击下运用火炮。总而言之,我们需要制定突破敌方防御的新战术。然而,新战术往往意味着对旧战术的遗忘;苏沃洛夫早已包罗万象。
  2. +4
    2 August 2026 10:50
    拿破仑战争期间,法国充分利用了工业革命的优势。标准化、生产分工、大规模生产以及经济向战时状态的转变,使得为庞大的军队提供所需的一切物资成为可能。格里博瓦尔体系在此发挥了尤为重要的作用。
  3. +1
    2 August 2026 13:12
    一门4磅炮,炮管重约289公斤,长约1,6米。这是一门团级火炮:轻型,由步兵携带。
    8磅炮,炮管重约584公斤。介于轻型团炮和重型野战炮之间的中间档次。
    一门12磅炮,炮管重约880-990公斤(约为炮弹重量的150倍)。野战炮兵的核心重型武器。
    看来4磅炮和8磅炮都被弃用了,取而代之的是6磅炮……
  4. 评论已删除。
  5. 0
    3 August 2026 09:20
    对格里博瓦尔的赞扬之声不绝于耳,却只字未提俄国炮兵,尤其是在阿拉克切耶夫改革之后,远胜法国炮兵这一事实。
    1756年,七年战争期间,受舒瓦洛夫伯爵委托,俄国火炮工匠丹尼洛夫、马尔蒂诺夫、朱可夫、梅勒和罗日诺夫发明了一种新式武器——独角兽炮。这种武器因其炮身上刻有舒瓦洛夫伯爵的纹章图案——一只神话中的独角兽而得名。独角兽炮取得了巨大的成功。1759年8月1日(俄历12日),在库纳斯多夫,俄国两普特独角兽炮首次向己方部队头顶发射炮弹。此举公然违反了当时所有的炮兵规章和指令,令腓特烈大帝及其军队措手不及。在这场史无前例的炮击之后,独角兽炮的霰弹彻底击溃了腓特烈军队的三次进攻。据目击者称,场面惨不忍睹。几乎所有从被击退的进攻中返回的士兵都身负重伤,一些幸存者甚至精神失常。随后,俄军炮兵的辉煌响彻世界。得益于独角兽炮,七年战争时期俄军的火炮被公认为欧洲最佳。著名的格里博瓦尔曾在维也纳亲眼目睹了七年战争期间展出的独角兽炮,并绘制了它的图纸。然而,直到15年后,法国才出现了类似设计的火炮。在七年战争中证明了自身实力后,独角兽炮又在叶卡捷琳娜大帝战争中继续服役。它是鲁缅采夫和苏沃洛夫战役中的主要野战武器。独角兽炮的绝唱是1812年卫国战争。独角兽炮于1756年开始服役,并于1860年开始被线膛炮取代。最后一次有记录显示独角兽炮作为非制式反突击武器(而非机枪)在俄军要塞服役,可以追溯到1915年!
    当时的榴弹炮炮管沉重,炮架庞大,确保发射大量霰弹时后坐力极小。然而,这类榴弹炮的机动性极差。当时的榴弹炮可以发射霰弹、装填火药的爆炸弹、炮弹和火炮弹。重量不超过一普特的爆炸弹被称为手榴弹,重量超过一普特的炮弹被称为炸弹,它们只能由迫击炮发射。由于炮管相对较短,榴弹炮发射火炮弹的射程较短,发射炮弹的穿透力也较弱。因此,炮弹和火炮弹主要由长管火炮发射。然而,由于手榴弹装填时带有预点燃的引信,存在装填过程中炮管内爆炸的风险,长管火炮无法发射手榴弹。因此,武装军队至少需要三种类型的野战炮(榴弹炮、加农炮和迫击炮)。
    与典型的18、19世纪榴弹炮不同,“独角兽”榴弹炮的炮管和炮架被轻量化到了极致,使其重量和机动性仅为同等口径火炮的一半。杰出的俄国科学家莱昂哈德·欧拉(1707-1783)对这一发展做出了贡献。根据欧拉的计算设计的炮架更轻,并且能更好地分散火炮的重量和后坐力。这种设计后来成为阿拉克切耶夫于1805年推出的炮架系统的基础。这些新型火炮只是减少了铁制配件的数量,并采用了不同的安装角度,从而提高了火炮在射击时的稳定性。
    然而,“独角兽”迫击炮的主要特点并非其炮架。现代120毫米前装迫击炮的射速可达每分钟5-6发。而“独角兽”迫击炮采用一体式装填,训练有素的炮组射速可达每分钟10-12发,超过了20世纪初之前所有已知野战炮的射速。在“独角兽”迫击炮的一体式炮弹(图1)的亚麻布弹壳内,弹丸(鹿弹、炮弹或手榴弹)与火药筒之间由一个圆形木制弹托隔开。装填时,弹托抵住锥形弹膛入口处的收窄部分,防止一体式炮弹进一步向前推进,从而避免火药装药过度压实(图2)。
    得益于这种托盘,一体式炮弹可以通过装填装置压入“独角兽”迫击炮的炮管,而无需担心装填过程中装药过紧导致炮管在发射时爆裂。这确保了安全性,并使其射速优于现代迫击炮——现代迫击炮的炮弹在装填过程中仅依靠自身重力沿炮管向下推进。
    在独角兽单发炮弹的弹托和弹丸之间放置了一根盘绕的绳索。发射时,绳索环在弹托和弹丸的双重挤压下横向膨胀,从而消除了弹丸与炮膛之间的缝隙。这显著改善了闭气性能,减少了推进剂气体从弹丸周围​​逸出。在炮管长度不变的情况下,这种改进的闭气性能使弹丸的初速提高了1,5倍。然而,独角兽炮的炮管长度为9-10倍径,而非5-7倍径,这意味着它的长度介于榴弹炮和加农炮之间。因此,独角兽炮发射的霰弹、炮弹或炸弹的初速仅略低于加农炮发射的同类弹丸的初速。改进的闭气性能的另一个积极作用是,炮弹与炮膛之间的间隙几乎可以增加一倍——从0,16英寸增加到1/3英寸。这样就降低了单发弹丸在装填过程中与枪膛的摩擦阻力,从而方便了装填,提高了枪支的射速。
    加长的炮管和改进的闭气装置使独角兽炮成为一种用途广泛且性能独特的武器。例如,一门2普特攻城独角兽炮可以将炮弹投掷到1800英寻(3800米)远,是2普特迫击炮射程的两倍。同一门独角兽炮发射的霰弹威力是24磅炮的八倍!1757年,在一次对比测试中,一门半普特独角兽炮和一门前代半普特榴弹炮向100英寻(213米)外的目标发射了714发炮弹。其中,独角兽炮发射的炮弹有281发击中目标,而榴弹炮只有15发击中。
    七年战争表明,法国炮兵是所有参战方中最差的。格里博瓦尔在分析战争结果后,提议将法国大炮的炮管缩短至18倍口径,即大约一半的长度,以提高其机动性和射速。
    尽管独角兽炮作为一种野战炮,早在拿破仑战争之前就为法国人所知,但它在法国并未普及。然而,考虑到传统榴弹炮在法国军队中推广困难,直到1789-1799年法国大革命前不久才被引入,比俄国晚了两百年,我们又能如何看待独角兽炮呢?因此,拿破仑军队在1812年卫国战争期间的主要武器是1804型4磅炮和8磅炮。这些火炮的射程分别为:4磅炮使用炮弹时700-800米,使用霰弹时300米,战斗全重755公斤;8磅炮的射程分别为800-900米和500米,战斗全重1197公斤。这两门枪都不是设计用来发射手榴弹的,而是用于骑兵炮兵部队。
    就其预期用途和任务而言,俄军中的法制4磅炮与6磅炮势均力敌,而法制8磅炮则与15磅独角兽炮相抗衡。与法制火炮一样,这些1805型火炮也装备于轻骑兵炮兵连队。
    对比显示,法国4磅炮和俄国6磅炮的战斗重量几乎相同,但俄国6磅炮威力更大。与此同时,四分之一磅独角兽炮在射速、炮弹重量和榴弹发射能力等关键方面超越了法国8磅炮,尽管其战斗重量(738公斤)不仅比8磅炮轻,也比法国4磅炮轻。
    拿破仑是一位杰出的炮兵将领,他意识到了这些火炮的不足。在1803年波拿巴开始在法国推行的新式武器装备体系中,他用一门6磅炮取代了这两门火炮。然而,在1812年战争爆发前,武器装备的更新尚未完成,这三门火炮都在拿破仑的军队中服役。最终,三门不同口径的野战炮同时作战,即使对于所向披靡的法军来说,也显得过于强大。参加过博罗季诺战役的法国炮兵上尉尚布雷写道,第二天早上,拿破仑在巡视战场时,下令翻开阵亡者的尸体,查看死因。结果发现,几乎所有阵亡者都是被炮弹击中的。
    1812年战争中俄国炮兵的使用结果众所周知,无需赘述。