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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