HDChina.org 高清PT站 2010.04.10 ==================================== 本字幕仅供学习交流，严禁用于商业用途 ==================================== 时间轴:jianchihu
战争武器进化史
在战争之中，具备远程射击的能力相当重要
数千年来
这项基本需求驱使军事将领开发火炮科技
随着火炮演变，战争型态也演变了
战争有了新的面貌，不一样了，没有人面对面打仗了
他们甚至看不见彼此，更别提知道手下亡魂是谁了
火炮的威力已从古代的弓箭
演化成现代的火炮武器
从30公里外而来，如大雨般落下的毁灭力量
火炮威力
在奥克拉荷马州的夕尔堡
在这些美国炮兵正在学习
如何使用精密的军事科技来进行射击
今日的大炮
在这些武器在顷刻间便能操纵最大的力量
这是M777型榴弹炮，美国陆军的武器配备之一
M777发射的时候，炮内的温度上升至2500度
炮管内必须包含的能量是AK-47突击步枪的7000倍之多
炮弹的进行速度比波音747飞机还快上3倍
这些现代火炮的核心要素以及将领运用火炮的方式
历经数百年的反复试炼才演化成今日的模样
火炮发明之前，士兵使用的是弓箭
但弓箭的威力受限于弓箭手的力量
人体拉弓弦的力量有限
加上受限于人类手臂的长度
所以基本上放箭的范围和力量极为有限
火炮使得战争形态突破军人伸手即可的范围
火炮的进化起初来自对火力射程无止尽的在追求
这趟演化之旅约始于西元前421年
在意大利南部
一支古希腊军队采用一种新型态武器对付意大利的部落
这可能是有史以来战场上的第一个火炮武器
腹弩
基本上，这是一种机械弓，利用张力作为动力把手持武器机械化
是早期火炮发明者增强弓箭投射距离的方法
一般弓箭的有效射程约为150至200公尺
但腹弩很可能把距离拉大至250公尺
多出来的50公尺相当关键
尤其当他们对抗的敌人并没有火炮
但若要投掷比弓箭更重的东西
就必须仰赖比腹弩的张力更强大的力量
古希腊人解决这项工程难题的方法
让艾文威廉斯为之着迷
他相信早期发明家的灵感来自于观察大自然
你看大树就知道了，起风的时候，大树弯曲又折回
所有的纤维一起向前弯曲，再回到原位
像是一个大弹簧。你看这棵树已经裂开了
我把这棵树劈开，纤维往上弯曲，呈顺时钟方向
所以当我扳动这个把手
所有树枝从上到下的纤维都扭得更紧了
因此产生许多能量。这根把手很难扳动
扭动树的动作会积聚能量
这棵有弹力的树苗
为武器系统开创出一条足以取代腹弩的道路
扭力
这个系统将掀起火炮革命
木头、纤维，甚至头发都可以变成绳子
这些都能当成扭力炮的动力
你必须加以转动、扭转、旋转，必须转动
才能利用内在的自然力量
控制这股力量，然后在准确的时间点放手
古希腊人于西元前3至4世纪
制造并测试了各式扭力炮武器
英国实验考古学家仔细的重建了其中一种机械装置
这种装置名为弩炮
它的性能比腹弩还更胜一筹
我们想投掷30磅以上或60磅的沉重石块
为了达到目标
必须仰赖另一种动力来源
扭动弩炮、为它储存力量的是上面的钢造装置
用钢钉穿过绳子
然后用这个钢钉固定
有了扭力的辅助
人类首次能将沉重的石弹投掷至远处
希腊人发明了火炮科技
然而在古战场上将火炮运用得最轰动的一次
是罗马人的战役
时值西元73年
马沙达堡垒位于今日以色列境内
罗马的第10军团包围一支犹太叛军
他们藏匿在这巍峨的要塞
马沙达矗立于沙漠之上约400多公尺
这座堡垒似乎坚不可摧
但是罗马人建起斜坡，直至城墙之上
再砸毁石墙长驱直入
这次攻击成功的关键
在于罗马人使用扭力炮的方式
这是弩炮石弹
考古挖掘期间在这里发现
它们原本散落得这一区满地都是
石弹大量集中在城墙上的窟窿旁
就在斜坡的顶端
罗马指挥官，弗拉维斯希尔瓦
似乎运用了一种特殊的火炮战术
火力压制
这种武器不足以攻破12或13呎的后墙
纯粹是用来威胁敌军不要接近石墙顶端
是他们不至于干扰围城的准备工作
所有准备工作的目的只有一个
那就是把破城装置运上斜坡顶端
部署在20或25公尺宽的区域
他们计划从那里攻破城墙
当巨大的攻城塔带着破城锤
缓慢地往斜坡上方移动
罗马的火炮不断从安置在攻城塔上的弩炮
和斜坡的底部发射压制火力
在马沙达，弩炮的战术运用
帮罗马人击败叛军
在这种攻势之下，城墙不再坚不可摧
火炮帮罗马人攻破城池
也在他们建立与防卫帝国时扮演了重要角色
科技回应早已不存在的需要
罗马人不论跟哪一方打仗都是以寡敌众
如果他们来到亚洲或西北欧的疆界
他们将面临的问题是......
对方部落军队的战士人数远超过自己的战士
你可以利用科技来扳回一成，一只弩箭可以射穿6到9个人
吓得敌军落荒而逃
犹太历史学家约瑟夫斯亲眼目睹了罗马火炮这种恐怖战术
当一名孕妇刚走出屋外时被击中腹部
她未出世的孩子被抛掷至100公尺外，投石器的威力真是大得惊人
火炮在古代的世界有震慑敌人的威力
弹火带来的感官震撼
对防御者的士气是一大打击
火炮成了许多指挥官的基本军备
取得胜利不再只是倚靠近身搏斗
杀敌不再是单打独斗
从远处攻击的武器开始改变作战型态
在密西西比州的这座枪械工厂
工程师正在制造M777型榴弹炮
完工之后，这种炮的威力之大
能射出炮弹至超过24公里之外
射程比用扭了驱动的弩炮要远了80倍
正如今日的工程师试图突破现代火炮射程的极限
从前的发明家也试图增加武器的射程
在12世纪战场上出现了一种新的火炮
抛石机是中世纪威力最强大的武器
这项发明超越了扭力科技的成就
这里是丹麦的法斯特岛
中世纪研究中心所在地
这里的人忙着重现过去的科技
设计制造抛石机是他们的专长之一
这座抛石机的高度约为22公尺
运作的方式是放开重量相当于4辆越野车的平衡锤
我们建造这种机器时缺少了千年的经验
所以这叫做实验考古学，必须一再反复试验
这种工作需要大量的人力
当轮子里面的人员开始走动
他们拉动绳子和滑轮系统慢慢举起平衡锤
在此同时，远方一些活动标靶正在就定位
离抛石机将近400公尺之遥
发射手臂前端的吊索掷出重15公斤的石球
还差几呎，往右约20呎
发射出的炮弹皆能到达或超越了标靶的位置
无法直接命中目标，并不如表面上看起来是个缺陷
在中世纪
抛石机会瞄准或越过整面城墙
抛石机也发射会着地碎裂的炮弹
形成在空中乱飞的致命碎片
根据目击者的描述，抛石机也被当成恐吓性武器
我们听说过很多故事，关于他们扔进墙内的东西......
有点燃的油桶......
俘虏敌军的头颅，要恐吓墙内的人
我们甚至听说他们把俘虏的间谍或敌人投掷回去
你知道当哭喊声停止就是他们落地的时候
有时候
只需威胁发动抛石机攻击吓唬敌人就能取得胜利
最厉害的围城战术是不攻自破
如果你有这种巨大的装置可以把东西扔过墙、扔进墙内
发出震耳欲聋的声音伴随火光四起
大家一定会说，够了
我们现在投降，就这样
防御工事的工程师必须予以还击
他们的回应是复合型城堡
这种城堡具有多层极宽的防护外墙
在13世纪，十字军的苦战中
这些城堡能抵御抛石机的攻击
在盾与矛的不断较量中
指挥官们需要新的工具
他们找到的武器是火药
这是战争的演化进程中最关键的阶段之一
法国，1324年
梅兹城遭受封建领主的攻击，他们配有一种新型武器
这场战役微不足道
但却是史上记载首次使用火药炮的战役
从此之后，我们了解的一切都不同了
大口径的火药武器，小口径的火药武器
大型炮、小型炮都能发挥惊人杀伤力
投石机很快消失，射箭术也很快消失，十字弓也是
作战方式被全面改写
今日的火炮炮管得承受极强的力量
在所有现代火炮武器被送至美国陆军单位之前
炮管必须接受极严苛的考验
亚利桑那沙漠的中央是测试火炮极限的地点
尤马试验场
所有人员，准时5秒倒数
5、4、3、2、1
每一座M777型榴弹炮
必须在炮管所能承受的最大压力下运作
他们的做法是从底部炮的后膛装进炮弹
使用最大的炸药量并在最高的温度下
发射重量最重爆发威力强大的炮弹
炮管能承受这些力量
因为它是由一体成型的硬化钢制成
500年前，炮管科技已超越竹制炮管
但怎么也比不上现代炮管的坚固牢靠
1545年7月
亨利八世的玛丽玫瑰号战舰在英国外海沉没
这座大炮是船只残骸的一部分
这座炮真正惊人的地方
因为它在海床待了那么长的时间
部分的外壳已腐蚀殆尽
里面的结构体露了出来
这是以长铁条制成
从顶端可以看到铁条延伸包覆整个炮管
以铁圈和铁环围绕炮管
因腐蚀显露出的结构体类似木桶
用来装干货或啤酒的木桶
炮管和木桶的都用环状物圈住里面的条状物
所不同的是炮管圈的是铁条而木桶圈的是木条
但这种制作方式有个潜在的缺点
这座实验大炮开火的时候
爆炸性气体从木条间漏出
在铁环和铁条制成的大炮中这样的缺点相当常见
可以酿成灾难
每发射一次，炮管都可能会爆炸
夺去周遭所有人的性命
你必须要寻找某种材料
由坚固且一体成型的优质金属制造的火炮
他们在一种传统工艺中找到制造这种金属所需的技术
铸钟业
在英国勒夫波罗的铸造厂，他们使用中世纪的方式铸钟
将熔融的铜液倒入模型
在14世纪的欧洲，他们采用这种科技铸造炮管
他们只需打造不同的形状的模型
熔炉、制造技术和关于铜的知识都已成熟
到了15世纪中叶
他们可以用一体成型的铜材制造大炮
火药炮发展多样，依不同尺寸、威力
不同目的，不同的冶金术而有不同的面貌
这些人开始了解到，将领和领导人开始了解到这些大炮价值非凡
1453年，君士坦丁堡
位于今日土耳其的伊斯坦堡
当时收到扩张中的鄂图曼土耳其帝国包围
15世纪初
鄂图曼土耳其人的火药武器发展落后其他民族
但等到15世纪中叶，他们领先群雄
他们似乎有了某种制造火炮的诱因
而且是巨大的火炮
鄂图曼苏丹穆罕默德二世启动大炮
攻击了世上最伟大城市的城墙
像这样的大炮
这座土耳其巨炮是在1464年
受穆罕默德二世之命而铸造
他征服了君士坦丁堡
这里是放火药的药室，从这里装进火药
他们会锤入木塞，把火药牢牢地堵住
这样有助于增加压力
然后把两半组合起来
在用力将木钉敲入凹处
靠螺线把炮管固定在药室上
这座大炮的药室部分就重达8吨
炮管被栓紧之后，要装入这种巨大的花岗岩炮弹
一枚炮弹重量超过600磅
他们连续猛击了两个月
在这种持续轰炸下，君士坦丁堡的大面积城墙倒塌了
城破了，全世界的军事领袖都铭记在心
君士坦丁堡的沦陷是重要的分水岭
不仅在政治和经济史上很重要
在军事科技史上也相当关键
因为这件事情证明了，即使是厚实的铜墙铁壁
在火药科技的攻击下也有坍塌的一天
火炮再一次胜过防御工事
但炮管科技还未克服铸造的缺点
以铸造之法制造的炮管
比起由铁圈铁条所制，还会漏气的炮管牢固多了
但它们有时仍会爆炸
大约在西元1470年之前
铜铸的大炮
连着炮的后膛、后座一起铸造
铸造时大炮竖起，后膛在上，炮口在下
问题是当你把铜液倒入时，后膛在上方
杂质较容易聚集在上方
所以杂质隙缝当然都会集中在火炮爆破的后膛
这样制造出的大炮往往具有天生缺陷
有人发现解决的方式，是把大炮颠倒过来
铸造的时候让炮口在上，后膛在下
所以最好的金属、最好的铸件在大炮的底部，也就是火药的所在地
现在大炮操作起来更安全了
铜铸炮管科技日进千里，火药也与时俱进
这是颗粒状的火药
15世纪法国精炼火药生产过程的成果
对这种颗粒状的火药来说
你点燃了第一颗后
产生的火焰会穿越两旁的火药
也就是说火药粉燃烧的速度非常快
右手边的管径装着13世纪初的典型火药
左手边的管径装的是颗粒状火药
仔细看当两边火药同时点燃会发生什么事
点火
4
3
2
1
颗粒状火药只需3秒钟就烧完了
原始的火药则多花了38秒燃烧至底部
颗粒状火药使爆炸威力变得十分强大
你可以研发更好的大炮
增加射程、提升破坏力
不只是火药在进步
现在大炮射出的炮弹也逐渐演变
例如铁弹取代了石弹
他们发展处铸造的概念时
当然铁弹成了最好的选择
因为同样尺寸的铸铁比石头重了3倍
当铁弹撞到坚硬的城墙它不会粉碎
在空气中的行进速度也较高
重金属很快成为火炮炮弹的标准材料
但若无法命中目标，塞进那么多的弹药只是浪费军火
所以枪炮操作的训练多半着重在准确度的训练
我们是重视准确度的单位
要求精确度
我们是炮兵，必须在许多层面进行测量
我们测量炮口的速度，炮弹离开炮管的速度
我们测量天气，把这个因素考虑进去
我们测量标靶的准确度，确定它的明确的位置
这种对精确度和准确度的要求
在16世纪意大利的维罗纳，开始成为重要课题
这座大炮的象限仪从炮口伸出
这是文艺复兴时代的科技产物
发明人是一位数学教授，塔尔塔利亚
塔尔塔利亚让原本被视为巫术的枪炮制作
接受文艺复兴时代科技启蒙的洗礼
试图探究炮弹飞行的原理
塔尔塔利亚的理论是根据大炮在平射弹道上
即在水平面上发射的例子
比牛顿的引力理论还早了120多年
塔尔塔利亚所处的时代还没有人发展出引力理论
但他领悟到炮弹从离开炮口的那一瞬间起就开始往下坠落
他也用数学公式计算出
仰角要多少度才能达到最远的射程
如果炮管呈水平发射，炮弹很快就会落地
将炮管举高至22.5度
炮弹便呈弧线飞行，行进的距离增加了
在把仰角加倍至45度，炮弹便达到最远的射程
要等到工业革命来临
火炮才会迈入另一个演变阶段
19世纪的工业革命促进了机械工具的发展
现在枪支和大炮的零件都能制造得毫厘不差
战场上的准确度因此向上提升
火炮首次展现致命威力是在美国南北战争的战场上
马里兰州安提塔姆溪
1862年9月
这是美国军事史上最血腥的战场
这一天，新型火炮造成超过20000名年轻人伤亡
一名在安提塔姆作战的士兵目睹了火炮致命的杀伤力
如暴雨汇集般的铁弹从天而降
从正面和侧面而来，撞击炮兵中队
车轮碎裂
士兵倒地
马匹嘶鸣
到了南北战争的中期
我们看到了许多有膛线的炮出现。膛线是什么呢
那是炮管内切割出的一系列沟槽
如果你往炮管里看，那些沟槽真的会转弯
为什么呢
我们有一种新型的炮弹
以高速摄影机拍摄现代炮弹的画面
展示这些细长的新型炮弹在空中行进的样子
这颗炮弹的速度是音速的两倍半
从有膛线的炮中发射出的炮弹飞行期间会旋转
这项特征大幅提升了准确度
从这个炮管中射出的炮弹，正确的安装
它一边旋转，一边笔直的朝着目标前进
飞行期间能保持其稳定度
在安提塔姆
联邦国的膛线火炮数量取得2比1的优势
当这些准确度较高的炮对上南军无膛线的炮
在敦克教堂附近的战场交火
南军受到重创
事实上南军的炮手称那场战役为火炮地狱
在那次战役中
无膛线大炮和有膛线大炮
真正展现了两相交锋的致命威力
一场射击比赛可以说明
有膛线的炮如何在准确度上取得决定性的优势
这些标靶被放在拿破仑无膛线大炮的150码外
那是在美国南北战争中使用的大炮
看这些大炮的表现如何
发射
这些无膛线大炮的圆头炮弹似乎在短距离内相当准确
但是5次射击后还没有正中红心
下一个上场的是这座1861年的帕洛特膛线炮
射出不一样的细长炮弹，飞行时会旋转
发射
两次射击后，膛线炮已展现其优越性能
发射
正中红心
不偏不倚
正中红心
在安提塔姆战役中
有膛线的炮比起无膛线的火炮
其射程和准确度都更胜一筹
南北战争时，他们可能从600至700码
甚至从1000码外使用这种军火
当时在战场上，这个圆圈变得非常大
可能有20呎那么宽
也就是说，这些射击点可能完全没有击中目标
这样想就好了，有两座大炮正在交战
一座没有膛线，一座有膛线
它们都想把对方的大炮从车台上轰下来
让对方的火炮噤声
这座跑会重创那座炮
那座炮无法以准确的回击挟制对方的攻击
科技以缓慢但明确的步伐前进，将军人与杀敌行动分离
火炮已历经多年的演变
在本质上已与M777型大炮相距不远
但还得克服一项主要障碍
如何提升射击速度
答案就是解决后座力的问题
1吨，停
清场了吗
这座机器正在测试大炮的后座力系统
火炮最大的问题是每次射击的时候由于发射产生强大的后座力
发射后必须把炮放回原来的位置
这座M777型榴弹炮发射的时候会产生巨大的力量
如果没有反制后座力的系统，这座炮会向后弹跳几公尺
准确射击的速度会大幅降低
在1890年代
法国火炮工程师设计出一种真正划时代的火炮
解决了后座力的问题
就是它
法国75毫米野战炮
这座1920年代的大炮
在美军于奥克拉荷马州夕尔堡的火炮学校
执行礼仪任务
这是所有现代火炮的先驱
我们希望增加射击的速度，发明一座更有效的火炮
每次射击后不必重新调整位置
因为有这种需求
法国炮兵部队研发出新型大炮，75毫米野战炮
研发必须秘密进行
19世纪下半叶，德国是与法国敌对的军事力量
他们发动间谍行动，搜集大炮的设计情报
但是法国炮兵部队的长官已抢先了一步
他举办了一系列的设计测试
很清楚德国间谍会到场一探究竟
当时展示出来的大炮少了一样重要零件
液气压后座力系统
炮发射的时候，圆筒内的油被推至一边
另一个圆筒内的担起流向反方向
推挤一根钢杆
把炮管推回原来的位置
在75毫米野战炮发明之前
火炮射击的平均速率是1分钟10发
一支使用75毫米的炮兵小队
把射击速率从1分钟10发提升到20发
这不是座普通的大炮
75毫米野战炮的炮管当然有膛线
活动式的轻巧炮管也十分坚固
钢制的炮盾可以保护操作人员
我们看着这座炮
再比照历年来枪炮制造上的问题
这座炮解决了所有的问题
第一次世界大战爆发后
75毫米野战炮成为法军和美军的野战炮主力
1914年在法国的西线战场
当时火炮使用的方式使得这场战争与众不同
火炮在一次大战时成熟
因为火炮终于够巨大，足以在战场上产生剧烈影响
两边阵营尝试以掩护炮火进攻，将此视为打破壕沟战僵局的武器
掩护炮火这种战术
至少在100年前拿破仑战争时便有人使用了
但是现在，他们将大批火炮聚集在一处
这些炮能射得更远、更快，比从前任何大炮更具杀伤力
这种大规模轰炸，开始与结束的时间都事先安排好
为爬出壕沟的步兵开路
只有火炮能铲平带刺的铁丝网
只有火炮能摧毁壕沟
只有火炮能摧毁敌人的火炮
所以第一次世界大战的成败落在火炮身上
中世纪抛石机种下的树苗现在已修成骇人的正果
因为火炮已臻至完美，成为距离性武器
他们发射的炮弹可以炸成上千个碎片
大量燃烧的碎片像雨一样从天而降
第一次世界大战中多数杀敌任务的执行者
不知道他们杀害的对象是谁
甚至根本不知道有没有命中
因为杀敌是从远处完成
现在战役的范围是以公里计，而非公尺
有史以来，火炮首次成为战场上主要的杀敌武器
如同他们中世纪的前辈
第一次世界大战的将领
也领悟到这种武器能用来制造恐慌
德国的巴黎大炮是庞然大物
炮管长度为40公尺
要动员80个人才能发射
1918年
这种大炮从121公里外炮击巴黎市
他们建造出这种武器
能从那么远的地方连续发射单枚重达1吨的炮弹
真令人不敢相信
要发射炮弹至那么远的距离
德国科学家必须考虑到地球自转和地表曲度
也就是说，弹道的最高点会抵达平流层
在这样的高空中空气阻力减小了
使炮弹能飞得更远
巴黎大炮约比这座二次大战轨道炮还大上两倍
巴黎大炮虽然最初成功吓阻敌人
但最后造成的伤亡不到900人
战略上来说，巴黎大炮是个大失败
但技术上的成就非凡
从巴黎大炮的性能获得的知识相当宝贵
成就了1930年德国的V2火箭计划
火炮制造的重点，现在从将射程最大化变成达到毫厘不差的准确度
菲律宾雷伊泰湾，1944年10月
第二次世界大战
日本风神特工队的飞机突击美国海军
美国科学家很快发明一种精巧的火炮予以还击
无线电近炸引信是世上最早的智慧型武器
这种引信运作的方式
是在同一个物件内建立小型发射机和接收器
它送出信号
信号遇到固体反弹回来后，接收器会接收这个信号
敌机够接近的时候，引信会引爆炮弹
这种装置对美国海军在太平洋的战事帮助很大
帮舰炮射下无数的敌机
无线电近炸引信预示了二次大战后武器设计的变化
原本由人类执行的任务，现代多由科技系统代劳
例如M777型榴弹炮备有电脑化的发射控制系统
炮兵可以用电子装置
计算所有命中目标所需的参数
武器的变化在最新的火炮系列中更进一步
这是非瞄准线火炮
它实现了数百年来对最长射程和最佳精准度的追求
现在与现代战争的需求结合使人为失误减至最小
这是155毫米口径自走跑的原型
很快便能在美国陆军服役
非瞄准线火炮在尤马试验场接受一天的测试射击
传统大炮系统必须使用人力
从后面举起100磅的炮弹
举起20到30磅的推进剂
必须在艰苦的环境下执行，不论寒冷、酷热、雨天、雪天
这些原本需要手动的任务，我们现在已让机器代劳
机器重复同样的动作，正确度百分百
绝对不会失败
自动化是新思维
弹药操作、装弹和发射都由机器代劳
从前巴黎大炮需要80人操作
现代非瞄准线火炮只需两人操作
军人现在能把精力拿来打仗而不是与机器搏斗
他们现在把注意力放在周遭动静上
把注意力放在指挥官的命令，把注意力放在周围地势
而非担心下一发炮弹好了没？下一发炮弹装进去了吗
现在有机器来代劳
火炮已在战场上存在了2500年
在此期间，其射程、正确度、毁灭力和科技性能
已达到前所未有的水准
火炮的演变，协助制造出一种新型态的现代战争
火炮在远处轰轰杀敌时不见敌方脸孔
大炮似乎还不被世人淘汰
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