另类的美国“气炮”:采用气枪原理,让小炮舰火力超过战列舰
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另类的美国“气炮”:采用气枪原理,让小炮舰火力超过战列舰

2020年07月16日 18:07:52
来源:陶慕剑观察

火器的发展史上存在着这么一个异类,这就是根本不用火药的枪炮。这种枪炮使用的动力是压缩空气,我们常见的气枪就属于这个类别。

气枪在当代基本只用于体育运动和娱乐。不过,气枪在历史上曾堂堂正正用于过战争,这就是曾让拿破仑头疼的奥地利气枪兵。而在半个多世纪后,美国还出现了“气炮”,装在了军舰上,甚至作为要塞炮保卫旧金山和纽约的海岸线。

“气炮”:曾经被认为极具发展潜力

说到这个气炮,也是19世纪火器大发展时代的产物。在这个时代,火枪和大炮不断追求更远的射程和更大的威力,技术上不断推陈出新。新的枪炮迅速被发明并装备军队,稍早一些的枪炮则很快就会过时。

在火药武器不断进步的同时,当时主流火药的一些缺点越来越突出。在19世纪80年代前,安全的无烟火药还没有被发明出来,主流军用火药仍是黑火药,此外还有危险的硝酸甘油,以及燃烧极快的硝化纤维(火棉)。硝化纤维虽然克服了硝化甘油易爆的缺点,但由于质量不稳定,安全性仍然很差。

在这种背景下,黑火药烟雾大,硝酸炸药安全性差,所以一些武器发明家开始把思路转向“无火药武器”——压缩空气武器。使用压缩空气的气枪,已经诞生几百年了,但19世纪发明家的野心要大得多,直接搞出了“气炮”。1884年,来自美国俄亥俄的发明家D·M·梅尔福特,向美国军方展示了自己发明的压缩空气炮。有趣的是,1884年也是无烟火药的正式发明时间。

“气炮”在美国出现后,很快被世人认定为一种“极具发展潜力”的武器。压缩空气大炮,除了不需要火药推进,没有火光和烟雾的优点外,还有一个特别的好处,那就是加速度“慢”。

硝化纤维炸药发明后,虽然威力很大,安全性也好于硝酸甘油炸药,但仍然存在敏感易爆的问题。由于传统火炮用火药发射时会产生巨大爆发力,如果炮弹使用硝酸纤维炸药,那么很容易被提前引爆。但是,压缩空气炮能很好的避免这个问题,因为不会产生爆发式的加速度。

压缩空气虽不如火药爆发的加速度快,但只要提供较长的炮管,为炮弹提供足够长的加速时间,那么这种“气炮”最大射程仍然可以超过1英里以上。最重要的是,“气炮”能够使用大威力硝化炸药炮弹,威力远胜黑火药炮弹。

“气炮”还有不少其他优点,比如压缩空气炮的炮管抗压要求不高,可以使用更轻的金属材料,比普通火炮更轻便。此外,压缩空气炮发射时不会产生火焰和烟雾,能够有效降低被发现的可能,这个优点在夜间尤其突出。

“气炮”还有一个令人神往的发展方向——“压缩空气鱼雷”。当时原始的鱼雷已经出现,在水下爆炸后能够通过巨大的冲击波重创军舰,极大改变了海战样式。但是,早期鱼雷的射程和速度不高,限制了这种武器的实战使用。压缩空气大炮则给海军提供了这么一个可能性:用压缩空气将足够大的鱼雷(或炮弹)投掷到更远的距离上,只需在军舰附近落水后爆炸,就能用冲击波炸裂军舰舰体。这种设想中的“压缩空气鱼雷”,比原始鱼雷更大、更远、更快,在19世纪后期是一种相当吸引人的反舰武器。

气炮蚊子船:小炮舰的火炮口径超过战列舰

1884年,D·M·梅尔福特向美国军方展示了自己制作的“气炮”,这是一个2英寸(约50毫米)口径的长管炮。这门小口径“气炮”成功的将5磅(2.27千克)实弹发射到半英里外,并射穿了26英寸(66厘米)厚的水泥靶。

梅尔福特的发明,虽然没有很快得到美国军方认可,却启发了在现场观摩的一位炮兵中尉。这名叫做埃德蒙·扎林斯基的美军炮兵中尉,在梅尔福特设计的基础上,自己改进设计出一门8英寸(203毫米)口径的试验炮,炮弹重达100磅(45.4千克),射程超过了2英里。这门被称为“扎林斯基式”的压缩空气炮,虽然射程较短,但由于口径大,而且炮弹采用大威力炸药,破坏力非常可观。

“扎林斯基式”空气炮,很快得到美国海军的高度关注。这种大口径的短射程空气炮,能够装在小型军舰上,极大提升近战能力。在1887年的一次海上试验中,“扎林斯基式”空气炮干净利落地炸毁了一艘靶船,给美国海军留下了强烈印象。

随后,美军迅速下了订单,正式在军舰上试验安装“扎林斯基式”空气炮。此时,扎林斯基上尉已经担任美国驻俄国的武官,为了制造这项新式武器,特意被召回国内专门监督“扎林斯基式”空气炮的制造。

最早安装“扎林斯基式”空气炮的,是930吨的“维苏威”号木壳炮舰。这艘炮舰装有两台2200马力蒸汽机,最大速度21节,安装了三门15英寸(381毫米)口径的固定式压缩空气炮,这是当时战列舰也没有的巨大口径。如此一来,“维苏威”号炮舰颇有将蚊子船“小艇装巨炮”精神发扬光大的架势。

不过,安装压缩空气炮的“维苏威”号在使用上存在一定缺陷。由于三门“扎林斯基式”空气炮是固定安装的,无法旋转,因此只能通过调整军舰方向来调整射击方向。另外,“维苏威”号也验证了空气炮的另一个缺点——射程只能通过调整气压来改变,没有传统火炮在这方面的灵活性。

“扎林斯基式”空气炮威力确实很大,能够将250公斤炮弹投掷到一英里距离上,如果减少炮弹重量还能将射程增加到2.5英里。“维苏威”号在进行试验时,曾在16分钟内发射了15枚大口径炮弹,巨大的爆炸场面十分壮观。当时,这些炮弹采用了比较超前的炮弹尾翼,以提供飞行稳定性,使其看上去像一个个巨大的飞镖。炮弹还采用电击发引信,当炮弹落入海中就会通过电化学作用触发电路引爆炸药。

空气炮在美国海军、陆军双双开花

除了“维苏威”号之外,一艘巴西的辅助巡洋舰也装上了“扎林斯基式”空气炮。

1894年,巴西海军发生兵变,巴西政府手中一时无军舰可用,于是疯狂地对外求购军舰。美国军火商为了追求效率,将摩根航运公司的客运船“艾尔-西德”号改装为辅助巡洋舰,卖给了巴西政府。这艘军舰改名为“尼科洛伊”号,排水量有7080吨,安装有一门15英寸的“扎林斯基”炮。

“尼科洛伊”号的空气炮有所改进,装在了可旋转的炮台上,因此能够调整射击方向,比“维苏威”号同型号空气炮更灵活。但付出的代价,就是7000吨级的“尼科洛伊”号只能装了同型号的“扎林斯基”炮。

美西战争爆发后,“尼科洛伊”号辅助巡洋舰又被美国海军买回,重新改名为“水牛”号(USS Buffalo)。

此外,美国最早的现代潜艇“霍兰德”号也一度装备有“扎林斯基式”空气炮,口径为8.4英寸,但后来被拆除,改为了真正的鱼雷发射管。

除了装备军舰外,美国陆军也评估了15英寸的“扎林斯基式”空气炮。1894年,美国陆军在新泽西州汉考克堡要塞安装一门8英寸(203毫米)的“扎林斯基”炮作为试验。随后在1898年,在加利福尼亚的旧金山,美军正式将至少三门15英寸(381毫米)“扎林斯基式”空气炮部署于海岸要塞中,用于保护金门水道。此后,在南卡罗来纳的希尔顿黑德、纽约的费希尔斯岛,美国陆军也都部署了同样的15英寸“扎林斯基”炮作为海岸要塞炮使用。

“气炮”技术走入了死胡同

尽管几艘军舰和海岸要塞先后装备了压缩空气炮,但这款新式武器在美国却逐渐被打入了冷宫。

除技术上的缺陷外,空气炮失去吸引力的最关键原因,就是无烟火药开始大量使用了。比硝酸纤维更安全、更稳定的多种炸药迅速淘汰了传统的黑火药,19世纪后期全面普及了各国军队。在这种情况下,压缩空气炮的技术发展已经走入了死胡同,完全变成了“鸡肋”。相比之下,使用新火药的火炮不仅射程更远,而且安全性、爆炸力和灵活性都更有优势。

尽管已成为“鸡肋”,但是“维苏威”号仍然在1898年的美西战争中投入了实战,这场战争也成为了压缩空气大炮的“绝唱”。“维苏威”号炮舰和重新购回的“水牛”号辅助巡洋舰均被送到了古巴参战,对岸上战斗进行火力支援。

在攻打圣地亚哥港一战中,“维苏威”号使用三门15英寸空气炮猛轰西班牙要塞,但战果令人大跌眼镜。尽管炮弹炸开的场面非常华丽,但是西班牙人的防御工事却损伤轻微。究其原因很简单——“维苏威”号的固定式空气炮难以瞄准,谈不上什么准确性,白白浪费了不少大口径炮弹。反而是只装有一门15英寸“扎林斯基”炮的“水牛”号辅助巡洋舰,由于能够灵活瞄准,在战斗中受到了好评。

同样在圣地亚哥战役中,西奥多·罗斯福上校与著名的“粗野骑兵团”也用过类似的压缩空气炮。但这种空气炮不是扎林斯基设计的,而是另一位武器设计家西姆斯·达德利的作品,比“扎林斯基式”晚一些时间诞生。这款空气炮只有美国陆军采购,口径为2.5英寸(63.5毫米),作为野战炮使用。不过,美国陆军也只采购了16门“达德利式”空气炮。这种“达德利”炮在圣地亚哥战役亮相后,就完全退出历史舞台。这款野战炮虽然没有烟雾火光,易于隐蔽,但可靠性很差,故障频繁,完全没有发展前途。

1900年后,包括几种“扎林斯基式”和“达德利式”在内,美国军方耗资大量资金研发的压缩空气炮逐步被淘汰。扎林斯基本人,还一度试图将“维苏威”号改装为鱼雷试验舰,尝试开发“压缩空气鱼雷”,但很快也遭到失败。原因也很简单——现代鱼雷技术进步很快,早期鱼雷射程短、口径小、速度慢的缺点,在20世纪开始后都被完美解决。

在更新型的火炮和鱼雷面前,原本用于替代老式火炮和鱼雷的压缩空气炮,自然也没有了市场,成为了火器发展史上的一个小插曲。(作者:陶慕剑)