火炮的对决
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| 清军的巨型臼炮 |
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| 英军战舰上的大炮 |
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| 英国海军开花弹 |
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| 清军的火炮 |
1840年，英国派出由47艘航船和4000军人组成的远征军，封锁珠江口，拉开了鸦片战争的序幕。为何区区一支舰队，就敢与大清帝国交战呢？它的船到底坚在哪？炮到底利在哪？
□张建雄
A
火炮制造手工化不敌标准化
鸦片战争时期，中英之间大多是英国战船与清军炮台之间的对垒与搏杀，火炮当属双方最重要的作战武器。16世纪至19世纪中叶，中英主导型火炮样式与机制基本相同，都是以黑色火药为动力源的前膛装滑膛炮。这种滑膛炮炮膛呈圆柱体，炮形呈锥形体，由炮耳、尾纽、火门等附件组成。
清军的火炮虽然大体遵循了西方的火炮“模数”设计思想，但在鸦片战争之时，清军还是以炮身重量作为衡量火炮性能优劣的重要依据，这远远没有以炮身与口径比例搭配为主要性能参数来衡量火炮性能科学合理。
所谓“模数”理论，即以火炮口内径的尺寸为基数，按一定比例倍数设计火炮的各个部分，如炮身长、膛口外径、炮底径、弹径等。在西方，火炮是按这样的比例关系设计的：口内径为a，口壁厚=0.5a，口外径=2a，炮耳处壁厚=0.75a，底径=3a，弹径=a-1。到鸦片战争之际，英军加农炮炮身长=16a至18a；炮弹重量为b，火药重量=1/3b，火炮重量等于或接近150b。
类型多而杂是清军火炮的显著特征，类型主要有加农炮、臼炮、子母炮、抬炮等。
加农炮身管长和炮身重，发射仰角较小，弹道低平，炮弹初速高，射程远；臼炮内口径大，炮身短，发射仰角高，初速低，弹丸飞行时间长，炮弹落点死角小；子母炮装载的弹药量小，闭气性能差，射程近，杀伤力不足；抬炮炮管长、初速高，射程远，重量轻，机动性能好，为中国独创。
清军火炮都是手工制作的，就是同一类型的炮，每门都存在尺寸偏差，而且每种火炮的战术用途分工不明晰，影响了其攻击精度和威力。
英军火炮制作已实行了标准化、制式化，适合陆战、海战、攻城战和山地战等战术用途，整体水平明显高于清军火炮。英军火炮主要有榴弹炮、卡伦炮、康格里夫火箭炮、加农炮、臼炮。
榴弹炮口内径大，射角较大，初速较低，射程近，发射爆炸弹；卡伦炮短身管,口内径大，炮壁薄，重量轻，装药量少，初速低，射程近，杀伤力大；康格里夫火箭炮射速快，射程远，无后座，机动性强，成本低，心理震慑力大。加农炮和臼炮则与清军差别不大。
B
火药配方：提督制定与化学家制定
制造火炮所用的材质决定了火炮的质量、寿命与性能。通过对中英火炮金属组织成分的分析会发现，清军火炮材质主要是白口铸铁，没有含游离石墨，凝固收缩较大，铸炮时会产生缩孔、缩松等缺陷。白口铸铁硬度高，炮膛难以精加工与清理，为了防止炸膛，只有加厚膛壁。清军火炮大多前锐后丰，炮形极大，炮口极小；炮身导热差，火炮发射后冷却较慢，重新装填炮弹需要等待时间较长；加上吸震性不好，炮架调节复位时间长，射速相对低。
英军火炮材质主要是灰口铸铁，它硬度低，脆性小，熔点低，铁水的流动性能好，收缩率小，具有良好的铸造性能，加工容易。由于灰口铸铁含有起润滑作用的石墨，切削加工与耐磨性能好；而石墨对基体有割裂作用，不利震动的传递，令铁炮具有良好的减震性。
除了材质差异外，制炮技术也不一样。清军的大炮除了极少数采用铁模和熟铁锻造外，大多采用泥模铸造，其不足显而易见：制作受季节影响明显，且只能一炮一模，不能持续利用，生产效率低；所铸火炮常有蜂窝状孔穴，发射时容易炸裂。1835年，关天培在虎门炮台演放新铸火炮，60门炸裂10门，还有4门不合格，炸损率为23%。1841年虎门之战，威远炮台又有两门8000斤重炮炸裂。
英军制炮技术在18世纪60年代有了重大技术革新：一是砂型铸造，透气性好，可以铸造出高质量的火炮；二是实心钻膛，先铸成实心铁，再用蒸汽机驱动钻孔钻膛，使炮管更加坚固安全，炮身重量变轻，机动性大大增强而威力有增无减。
火炮的杀伤力是靠炮弹实现的。清军主要使用实心铁弹，配以少量蜂窝弹、链弹（攻击船桅、船索）。英军则主要使用空心爆炸弹，并兼用实心弹、链弹、霰弹和燃烧弹。英军空心爆炸弹威力巨大，被清军称之为“多骇为神奇，不知如何制造。”实际上，这种炮弹是采用蜡模铸造的，炮弹光滑浑圆。
清军多用泥模铸造炮弹，总存在有腰线的缺陷，加上清军火炮炮形大，口径小，配弹亦小。5000斤的火炮仅配12.5斤重的炮弹，英舰上的1700余斤的卡伦炮就发射29斤的炮弹，还有能发射61.7斤炮弹的火炮，以致广州官员见到这些巨大的炮弹时无不“嘿呦”。
中英军队都使用黑色有烟火药，但杀伤力却有着本质差别。鸦片战争时期，广东火药采用广东水师提督关天培的火药配方，硝、硫、炭比例是80：10：10，福建火药则采用福建水师提督陈阶平的火药配方，比例是76：10.7：13.3。
清军火药含硝量普遍偏高，容易吸湿，储存极为不便，加上是手工作坊生产的，硝、硫的提纯度不足，颗粒粗糙，质量较差。参加沙角之战的英国军官宾汉在《英军在华作战记》中写道“虽然中国火药的成分几乎和我们的相同，却是一种粗劣的东西。”
英军则按照化学家歇夫列里最佳化学反应方程式配制火药，将炮用火药硝、硫、炭的组配比率定为78：8：14，且经过机械化提纯、粉碎、拌和、压制、烘干、打磨等工艺，能够“致远透坚”，品质优良。
C
两江总督
惊叹英军火炮的瞄准技术
火炮在战场上的终极目标是消灭敌军的有生力量，故火炮的射程、射速、机动性、射击精度等性能成为衡量火炮作战效能的重要指标，也成为作战双方制胜的不二法门。
火炮射程。当发射角在45度时射程最大，但最大射程并不等同于有效射程，只有弹头能杀伤目标的距离才是有效射程。鸦片战争时期，中英军队都使用以黑色火药为动力源的前装滑膛炮，从技术角度来讲，射程都不可能太远。清军所用的几百斤至千斤铁炮有效射程只有短短的数百米，6000斤的重型火炮有效射程才超过千米。只有吴淞新铸的8000斤巨炮，最大射程才可达4000米之外。而英军相同种类与同等规格的火炮，射程则比清军要远，其重型加农炮有效射程1800米以内，最大射程在5000米上下。
火炮射速。射速是火炮性能中很重要的一环，影响射速的因素与材质、炮体、装弹、点火、火药、炮架以及炮手熟练操作程度有关。清军火炮因铁质差，装填弹药程序复杂，炮架粗劣笨重，加上用火绳点火以及士兵缺乏演练等原因，致使火炮射速普遍偏低，在十分努力的情况下，射速才能达到6分钟发射1发。英军使用定装炮弹，炮座滑轮，燧发点火等新技术，加上训练有素，火炮的射速保持在2分钟发射3发，超过清军9倍有余。清军火炮缓慢的射速，无疑为英军炮兵创造了更多的打击机会。
火炮射击精度。因受铸造技术影响，清军火炮炮膛不够光滑，蜂窝气眼较多，且炮弹有腰线，炮弹与炮膛游隙达1/10；炮架大多只能上下调节，左右摆动困难，并缺少瞄准装置和测距工具；加上英军军舰可随时移动，清军火炮的命中率就变得甚低了。
英军火炮则没有上述缺陷，再加上采用先进的矩度、铳规、铳尺、准星、照门等瞄准装置和技术，便如虎添翼。英军的火炮可用“矩度”精确测量目标和火炮之间的距离，用“铳规”测量火炮仰角，用“铳尺”确定装药量以达到“药弹相称”，用“准星”与“照门”直接瞄准目标，英军火炮射击精度相比于清军明显不在一个档次上。如1841年虎门之战，《中国丛报》描述道：“3门榴弹炮向上横档岛上中国人的防御工事开火了，炮火十分猛烈，炮弹命中非常精确。”两江总督牛鉴在1842年5月上奏道光帝“逆夷施放炮火，以铳尺量之，测远镜度之，故能命中有准。”
火炮动机性。清军炮体庞大，炮架多用粗劣木料制成，统兵大员对炮架、炮车不甚重视，许多火炮根本没有炮架，只能调整高低夹角，要调整左右和上下的射击界面极其困难。英军火炮的炮膛多系镗床钻就，不仅管壁薄且光滑，重量相对较轻，陆军使用双轮坚实炮架，可以承受火炮后坐力的冲击；炮架还可用车牵引，能迅速转移。英国海军则采用四轮滑车炮架，既可以自行抵消火炮发射时的后坐力，又可以迅速调节炮口高度与左右摆的幅度，其机动性远远超出清军火炮。
鸦片战争时期，虽然英军火炮在形制、设计思想尚未发生质的变化，但设计思想、火炮材质、铸造工艺、炮弹火药都明显优于清军，例如，他们的火炮注重以用途配套，射程与杀伤力远近兼顾，所以射程、射速、射击精度、机动性等明显高于清军。这些火炮技术与性能的差异对战争胜负的影响是致命的。