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厦门胡里山炮台不仅完整地保留着一门113年前280毫米的德国克虏伯大炮,而且还完整地保留着28颗与其相配套的克虏伯炮弹。当这一珍贵的文物信息被德国埃森克虏伯历史档案馆的林登劳、穆特博士、沃布博士获悉之后,他们激动之余,即刻为我们传来有关280毫米克虏伯大炮的功能及其炮弹的弹药装载、炮弹初速、炮口力量以及垂直击中钢板的穿透厚度等珍贵史料。借助这些史料,我们对28颗克虏伯炮弹进行了认真研究。
这28枚弹头每枚自重约170千克。弹高72厘米,弹腹深度达60厘米,弹壁厚50毫米。弹头形状为圆锥形空心圆的巨型弹体。在弹头圆锥顶部有一台阶孔,上部直径8厘米,中部直径4.5厘米,下部直径2.5厘米。圆孔内壁带有螺蚊,直通弹腹。在锥体距顶部12厘米处有两个正对贯通的小圆孔,直径2厘米。在弹体圆柱上镶嵌着20片凸起的上下两排的小青铜片,沿圆柱等距离10行排列。小青铜片厚度为0.5厘米,长4.4厘米,宽3厘米。
德国克虏伯历史档案馆的资料没有关于炮弹方面的翔实史料记录,而我们开始对胡里山炮台克虏伯炮弹的认识,都以为炮弹是弹头(弹丸)和药筒组装为一体,而必须经由弹筒装药击发而产生强大气流,借助来福线旋转抛射,将弹头急速发射出去。但是,为什么这百年炮台光有弹头,而没有弹筒,甚至连弹筒的任何蛛丝马迹都没有留下?更令人百思不得其解的是,弹体上下两排20片凸起的小青铜片已超出大炮的口径,大炮发射时,这些凸起的小青铜片岂不是弹丸“卡壳”的“罪魁祸首”?!
经过艰难的寻找和查询,我们从日本东京防卫厅战略研究所档案库、香港浸会大学图书馆找到《克虏伯炮弹说》、《克虏伯炮操法》、《克虏伯海台炮管理法》等专业教科书,而后再与德国克虏伯历史档案馆的史料相互佐证,谜团终于大白于天下。
原来,克虏伯大炮的炮弹分为定装式和分装式两种。定装式炮弹的弹丸和药筒结合成为一个整体,发射药量固定不变,发射时一次装入炮膛。分装式炮弹弹头(弹丸)和药筒分开装填,它又分为药筒分装式和药包分装式两种。
厦门胡里山炮台的克虏伯大炮口径为28厘米,其膛内阴线(凹型槽)深度为0.065厘米,大炮炮管阴线的实际直径为29.3厘米。而炮弹(弹丸)的直径为28厘米,其弹壳外裹着韧而滑的“铅壳”和20片凸起的青铜片——火炮学名为“支撑弹带”,总厚度为0.05厘米,其炮弹(弹丸)的总直径为29厘米,与大炮的阴线直径(29.3厘米)相比,过盈量为0.03厘米。大炮是药包分装式炮弹,不设药筒。发射时将弹丸、药包装药和点火具分三次装填,依靠炮闩来密闭火药燃气,高速把弹丸送出炮口。
20片凸起的“弹带”的作用是:弹丸在发射药燃烧产生高压气体时,与炮管膛线凹型线条紧密咬合,支撑弹体始终处于炮膛正中位置并切入阴线,实现其铅壳挤迫无罅漏高密度状态,借助巨大的高压气体推动力,在炮管中高速旋转前进,从而保证弹丸在炮口处飞行前进时,可以获得最大初速和外弹道飞行中的稳定。
胡里山炮台28枚克虏伯炮弹(弹丸)上镶嵌着厚度仅为0.05厘米的铅壳与青铜质弹带,硬度极低。在75.2千克火药产生的高温高压作用下,很容易产生塑性变形,使弹头与炮膛密封,并嵌入深0.5厘米坚硬的膛线凹凸槽中,这样,可以保证弹丸在身管中获得最大的动能。同时,青铜质的弹带以其较铅为硬的质地,支撑弹丸始终处于炮膛的正中央,并以其较钢为软的特质,使膛线减少了磨损,保证了大炮炮管的寿命。
当克虏伯大炮炮弹(弹丸)及其弹带的秘密被“剥茧抽丝”,真相大白之后,我的研究视点又盯住了遗留在胡里山炮台28枚克虏伯炮弹的类别及其功能特点上。在认真研究《克虏伯炮说》、《克虏伯炮操法》、《克虏伯海台炮管理法》等教科书的同时,便一一对照28枚炮弹,然后将其分出两种弹类来。一是“开花弹”,二是穿甲爆破弹。胡里山炮台280毫米克虏伯海岸炮,使用的就是上述两类炮弹。遗留的28枚炮弹,14枚为穿甲爆破弹,14枚为开花弹。
所谓“开花弹”,就是用极薄的铅质材料包裹着铁质弹丸,其弹腹掏空,用来储存炸药。弹头顶部的“弹嘴”直径2.5厘米,用来装置“弹引”、“自来火”(即引信)。装填时,在弹引与自来火之间的隔针孔内插入隔针(保险),避免在膛内引爆而导致炮毁人亡的惨局。炮弹(弹丸)飞离炮口后,弹丸在高速旋转产生离心力时,隔针自动脱掉。弹丸飞触目标时,弹引碰到硬物就自动引爆,造成弹片开花,其猛烈与威力是其他弹头所不能比拟的。
开花弹之所以有如此巨大的杀伤力,主要是其弹体的构造所决定的。弹体的结构分为三大部分。一是铁质弹体,上顶部锻压成圆锥状(穹形);下部为内部中空的圆柱状,圆柱以底部圆周为基准,自下而上等距离加工为桶箍样的凹槽。凹槽的数量根据弹体的大小刻有二行或四行直槽。直槽内填满铅质材料,弹丸外表则用“韧而滑”的铅壳包裹着。
二是青铜质“弹带”。极薄的铅箍紧紧地包裹铁弹的外表并填满弹体凹槽,让铅箍与弹体阴阳咬合。大炮射击时,铅壳的外直径和炮管的“阴线”直径的阳面留有0.03厘米的“过盈量”,铅质包裹层又有韧、软相间便于切割的特性,当弹丸在发射药燃烧产生巨大高压气体,铅箍便在瞬息间产生塑性变形,切入炮膛阴线内,从而实现弹丸发射时的“挤迫无罅漏”的要求,获得最大初速及其炮口力量。与此同时,被阳线凸部切割下来的铅屑也随着高速气流冲出炮管,保证了炮管的洁净。
三是炸药。其71-75.2千克的炸药装满弹腹,有效地保证了弹头开花的威力。
穿甲爆破弹(high explosive proyecsive projectile or armor piercing explosive projectile),或称之为“双层开花弹”。其铁膛内腔和外部结构形状和开花弹基本一样。其精妙之处在于弹头的锥体顶部内设有延时引爆装置。
穿甲爆破弹主要是将弹头的圆锥顶部加工成直径5厘米具有内螺纹的台阶孔。此台阶孔用来安放“铜盂”弹嘴和“自来火”(引信)。台阶孔分为三段,上段有螺槽,中段为中空圆桶形状,下段为小中空圆桶形状,三段轴线都在弹丸的中心线上。其关键之处是:在弹头内腔装药时顶部要留有装放“铜盂”的空间,“铜盂”之上装有尖锐撞针;二是“弹引”(引信)即“自来火螺丝及相连之物”。这是穿甲开花弹有别于其他炮弹的特殊之处。其中“弹引”是最为“精妙”之笔,它由五个部件组成,其一是铜盂,用薄铜皮制成,盂口外有边,放置在“下段空圆之上”的炸药中上方。铜盂底部是通的,于“底有夹层”,夹层中“留有圆孔”,并用“薄布隔开”,使炮膛炸药不能往上溢到“铜盂”;其二是活机(撞针),它的厚度比铜盂要厚,上小下大如铜帽状,顶部周长比铜盂小,而帽口大于盂口,钢帽中间是空的,安装在盂口上面中段空圆口里面。铜帽口内有一横梁,梁上有一向上截面呈等腰三角形的锐锋。高为“百分寸之四”,用来撞击“弹引”(引信);其三是“弹嘴”。用韧铜制成,上面凹陷下面平直,其内外都有螺纹,外螺丝线是用来将弹嘴旋进“弹顶上孔”,而弹嘴的凹部中空的内螺纹是用来旋入“自来火”的。在弹腹填满炸药,安装好铜盂、活机之后,就可以将弹嘴旋入弹顶;其四是“自来火”(引信),它外部有螺丝,用来旋入弹嘴。自来火前部有一铜帽(防火帽)。为防止脱落,用“白钉固之”,使“自来火”免遭意外撞击而引爆。平时,自来火用锡箔包裹,以避免潮湿及保持洁净,以便战时容易击发;其五是隔针,用韧钢制成锥形隔针插入弹体之隔针孔,位于“弹嘴螺丝之下,活机口边之上”,其作用是防止炮弹在发射前活机意外撞击“弹引”而造成弹丸爆炸。
穿甲弹开花弹原理是炮弹在发射时,弹丸在火药爆炸的高温高压气体的挤压下,切入膛线。弹体的“外铅壳挤压无罅,循来復线绕行炮管之中”,这时隔针还在弹中,等到“弹出炮管,仍循来復线旋行空中”,隔针离心作用随即被抛落。而“活机在内与弹同速尚未能射击弹引”。到弹丸碰到目标受阻时,弹速骤减,而“膛内活机之锋仍复前行”,即“射破锡箔而生火,火自锋旁空隙(燃)下”,并穿过盂底圆孔,“烧毁盂底之布燃发炸药。”这类型炮弹能在射着(穿)目标之后“数步而炸”,这样就能达到“洞穿船身而炸于船内”的穿甲开花毁船之目的。
当我借助历史的记忆及其文化遗产的实物,把历史迷团的丝带缓缓抽了出来,终于完成了一项重要的文物“剖解”使命。
这28枚弹头每枚自重约170千克。弹高72厘米,弹腹深度达60厘米,弹壁厚50毫米。弹头形状为圆锥形空心圆的巨型弹体。在弹头圆锥顶部有一台阶孔,上部直径8厘米,中部直径4.5厘米,下部直径2.5厘米。圆孔内壁带有螺蚊,直通弹腹。在锥体距顶部12厘米处有两个正对贯通的小圆孔,直径2厘米。在弹体圆柱上镶嵌着20片凸起的上下两排的小青铜片,沿圆柱等距离10行排列。小青铜片厚度为0.5厘米,长4.4厘米,宽3厘米。
德国克虏伯历史档案馆的资料没有关于炮弹方面的翔实史料记录,而我们开始对胡里山炮台克虏伯炮弹的认识,都以为炮弹是弹头(弹丸)和药筒组装为一体,而必须经由弹筒装药击发而产生强大气流,借助来福线旋转抛射,将弹头急速发射出去。但是,为什么这百年炮台光有弹头,而没有弹筒,甚至连弹筒的任何蛛丝马迹都没有留下?更令人百思不得其解的是,弹体上下两排20片凸起的小青铜片已超出大炮的口径,大炮发射时,这些凸起的小青铜片岂不是弹丸“卡壳”的“罪魁祸首”?!
经过艰难的寻找和查询,我们从日本东京防卫厅战略研究所档案库、香港浸会大学图书馆找到《克虏伯炮弹说》、《克虏伯炮操法》、《克虏伯海台炮管理法》等专业教科书,而后再与德国克虏伯历史档案馆的史料相互佐证,谜团终于大白于天下。
原来,克虏伯大炮的炮弹分为定装式和分装式两种。定装式炮弹的弹丸和药筒结合成为一个整体,发射药量固定不变,发射时一次装入炮膛。分装式炮弹弹头(弹丸)和药筒分开装填,它又分为药筒分装式和药包分装式两种。
厦门胡里山炮台的克虏伯大炮口径为28厘米,其膛内阴线(凹型槽)深度为0.065厘米,大炮炮管阴线的实际直径为29.3厘米。而炮弹(弹丸)的直径为28厘米,其弹壳外裹着韧而滑的“铅壳”和20片凸起的青铜片——火炮学名为“支撑弹带”,总厚度为0.05厘米,其炮弹(弹丸)的总直径为29厘米,与大炮的阴线直径(29.3厘米)相比,过盈量为0.03厘米。大炮是药包分装式炮弹,不设药筒。发射时将弹丸、药包装药和点火具分三次装填,依靠炮闩来密闭火药燃气,高速把弹丸送出炮口。
20片凸起的“弹带”的作用是:弹丸在发射药燃烧产生高压气体时,与炮管膛线凹型线条紧密咬合,支撑弹体始终处于炮膛正中位置并切入阴线,实现其铅壳挤迫无罅漏高密度状态,借助巨大的高压气体推动力,在炮管中高速旋转前进,从而保证弹丸在炮口处飞行前进时,可以获得最大初速和外弹道飞行中的稳定。
胡里山炮台28枚克虏伯炮弹(弹丸)上镶嵌着厚度仅为0.05厘米的铅壳与青铜质弹带,硬度极低。在75.2千克火药产生的高温高压作用下,很容易产生塑性变形,使弹头与炮膛密封,并嵌入深0.5厘米坚硬的膛线凹凸槽中,这样,可以保证弹丸在身管中获得最大的动能。同时,青铜质的弹带以其较铅为硬的质地,支撑弹丸始终处于炮膛的正中央,并以其较钢为软的特质,使膛线减少了磨损,保证了大炮炮管的寿命。
当克虏伯大炮炮弹(弹丸)及其弹带的秘密被“剥茧抽丝”,真相大白之后,我的研究视点又盯住了遗留在胡里山炮台28枚克虏伯炮弹的类别及其功能特点上。在认真研究《克虏伯炮说》、《克虏伯炮操法》、《克虏伯海台炮管理法》等教科书的同时,便一一对照28枚炮弹,然后将其分出两种弹类来。一是“开花弹”,二是穿甲爆破弹。胡里山炮台280毫米克虏伯海岸炮,使用的就是上述两类炮弹。遗留的28枚炮弹,14枚为穿甲爆破弹,14枚为开花弹。
所谓“开花弹”,就是用极薄的铅质材料包裹着铁质弹丸,其弹腹掏空,用来储存炸药。弹头顶部的“弹嘴”直径2.5厘米,用来装置“弹引”、“自来火”(即引信)。装填时,在弹引与自来火之间的隔针孔内插入隔针(保险),避免在膛内引爆而导致炮毁人亡的惨局。炮弹(弹丸)飞离炮口后,弹丸在高速旋转产生离心力时,隔针自动脱掉。弹丸飞触目标时,弹引碰到硬物就自动引爆,造成弹片开花,其猛烈与威力是其他弹头所不能比拟的。
开花弹之所以有如此巨大的杀伤力,主要是其弹体的构造所决定的。弹体的结构分为三大部分。一是铁质弹体,上顶部锻压成圆锥状(穹形);下部为内部中空的圆柱状,圆柱以底部圆周为基准,自下而上等距离加工为桶箍样的凹槽。凹槽的数量根据弹体的大小刻有二行或四行直槽。直槽内填满铅质材料,弹丸外表则用“韧而滑”的铅壳包裹着。
二是青铜质“弹带”。极薄的铅箍紧紧地包裹铁弹的外表并填满弹体凹槽,让铅箍与弹体阴阳咬合。大炮射击时,铅壳的外直径和炮管的“阴线”直径的阳面留有0.03厘米的“过盈量”,铅质包裹层又有韧、软相间便于切割的特性,当弹丸在发射药燃烧产生巨大高压气体,铅箍便在瞬息间产生塑性变形,切入炮膛阴线内,从而实现弹丸发射时的“挤迫无罅漏”的要求,获得最大初速及其炮口力量。与此同时,被阳线凸部切割下来的铅屑也随着高速气流冲出炮管,保证了炮管的洁净。
三是炸药。其71-75.2千克的炸药装满弹腹,有效地保证了弹头开花的威力。
穿甲爆破弹(high explosive proyecsive projectile or armor piercing explosive projectile),或称之为“双层开花弹”。其铁膛内腔和外部结构形状和开花弹基本一样。其精妙之处在于弹头的锥体顶部内设有延时引爆装置。
穿甲爆破弹主要是将弹头的圆锥顶部加工成直径5厘米具有内螺纹的台阶孔。此台阶孔用来安放“铜盂”弹嘴和“自来火”(引信)。台阶孔分为三段,上段有螺槽,中段为中空圆桶形状,下段为小中空圆桶形状,三段轴线都在弹丸的中心线上。其关键之处是:在弹头内腔装药时顶部要留有装放“铜盂”的空间,“铜盂”之上装有尖锐撞针;二是“弹引”(引信)即“自来火螺丝及相连之物”。这是穿甲开花弹有别于其他炮弹的特殊之处。其中“弹引”是最为“精妙”之笔,它由五个部件组成,其一是铜盂,用薄铜皮制成,盂口外有边,放置在“下段空圆之上”的炸药中上方。铜盂底部是通的,于“底有夹层”,夹层中“留有圆孔”,并用“薄布隔开”,使炮膛炸药不能往上溢到“铜盂”;其二是活机(撞针),它的厚度比铜盂要厚,上小下大如铜帽状,顶部周长比铜盂小,而帽口大于盂口,钢帽中间是空的,安装在盂口上面中段空圆口里面。铜帽口内有一横梁,梁上有一向上截面呈等腰三角形的锐锋。高为“百分寸之四”,用来撞击“弹引”(引信);其三是“弹嘴”。用韧铜制成,上面凹陷下面平直,其内外都有螺纹,外螺丝线是用来将弹嘴旋进“弹顶上孔”,而弹嘴的凹部中空的内螺纹是用来旋入“自来火”的。在弹腹填满炸药,安装好铜盂、活机之后,就可以将弹嘴旋入弹顶;其四是“自来火”(引信),它外部有螺丝,用来旋入弹嘴。自来火前部有一铜帽(防火帽)。为防止脱落,用“白钉固之”,使“自来火”免遭意外撞击而引爆。平时,自来火用锡箔包裹,以避免潮湿及保持洁净,以便战时容易击发;其五是隔针,用韧钢制成锥形隔针插入弹体之隔针孔,位于“弹嘴螺丝之下,活机口边之上”,其作用是防止炮弹在发射前活机意外撞击“弹引”而造成弹丸爆炸。
穿甲弹开花弹原理是炮弹在发射时,弹丸在火药爆炸的高温高压气体的挤压下,切入膛线。弹体的“外铅壳挤压无罅,循来復线绕行炮管之中”,这时隔针还在弹中,等到“弹出炮管,仍循来復线旋行空中”,隔针离心作用随即被抛落。而“活机在内与弹同速尚未能射击弹引”。到弹丸碰到目标受阻时,弹速骤减,而“膛内活机之锋仍复前行”,即“射破锡箔而生火,火自锋旁空隙(燃)下”,并穿过盂底圆孔,“烧毁盂底之布燃发炸药。”这类型炮弹能在射着(穿)目标之后“数步而炸”,这样就能达到“洞穿船身而炸于船内”的穿甲开花毁船之目的。
当我借助历史的记忆及其文化遗产的实物,把历史迷团的丝带缓缓抽了出来,终于完成了一项重要的文物“剖解”使命。