苏锷
二战英国QF 3.7英寸高炮小传
作为一个岛国,英国自飞机诞生之日起,就将从空中飞越海峡的敌方机群视为帝国的心腹大患。二战前曾三度出任英国首相的保守党政治家斯坦雷·鲍德温就曾这样告诫英国民众:“每个人都应意识到,这个世界上没有什么力量可以让他免于遭受轰炸……”。因此,在两次世界大战期间,英国对高炮武器的发展给予了高度重视,其程度远远超过对其他炮兵武器。而这种重视的回报,则使英国在二战爆发前夕,得以装备一种性能优良的防空利器——QF 3.7英寸(94毫米)高炮。
型号与性能
一战结束时,英国标准的防空高炮是3英寸(76.2毫米)高炮。战后,许多型号的高炮都退出了现役,正在研制中的3.6英寸(91毫米)高炮也被叫停,这使3英寸高炮成为英军唯一的防空武器。而高炮部队的规模也逐年削减,直至仅有一个高炮旅。上述这种情况持续了许多年。
直到1928年,英国军方决定研制一种新型高炮,并确定其口径为3.7英寸(94毫米),发射11.35千克弹丸,射高为8.534千米。不过,这一研制计划因经费问题直到6年后才被批准。1934年,军方将经过修改的具体的技术指标分别传达给沃尔利芝兵工厂和维克斯-阿姆斯特朗公司。新的指标中,火炮口径不变,弹丸重量提高到12.75千克,炮口初速为914米/秒,火炮战斗全重8吨,最大公路牵引速度40千米/时,行军作战转换时间15分钟。最终,维克斯公司的设计方案被选中。1936年4月,原型炮通过了测试。不过,和军方要求的指标相比,维克斯公司的产品在战斗全重上显著超标,牵引状态全重达到了9.3吨,而炮口初速只有792米/秒。1937年4月,新型高炮以QF 3.7英寸高炮的名称正式投入批量生产,1938年1月开始进入部队服役。此后该型高炮的产量持续上升,其批量生产一直持续到1945年,其间平均月交付数量达228门。除英国外,澳大利亚也生产了一批该型高炮。
QF 3.7英寸高炮服役后,逐步取代了皇家炮兵高炮旅下属重型高炮团装备的老式3英寸高炮。每个重型高炮团通常编有3个炮连,每连下辖2个分队,全连装备8~12门火炮。二战期间,英国皇家炮兵先后组建了212个这样的重型高炮团,在皇家海军陆战队和皇家马耳他炮兵部队中也各有2个重型高炮团。此外,在驻非洲部队、英印军以及加拿大、澳大利亚部队中还有大约35个高炮团装备了该炮。
QF 3.7英寸高炮共有Mk.1~Mk.7等7种型号,其中Mk.1、2、3和Mk.6为主要生产型号。前3种型号在技战术指标上基本一致,仅在身管和炮尾结构上略有差异。最早生产的Mk.1型火炮身管的衬筒和套筒等长;Mk.2型改用较短的套筒,减轻了身管的重量,此外炮尾机构也略有修改;Mk.3型综合了1型的身管和2型的炮尾,但生产数量有限。火炮的身管长4.956米,刻有28条右旋膛线,采用横楔式半自动炮闩,反后坐系统为液气式(机动炮架)或液压弹簧式(固定炮架),后坐距离分别为813毫米和457毫米。俯仰射界-5°~+80°,水平射界360°。配用的弹种除常规的Mk.1C 28磅高爆弹外,还有用于攻击接近炮位的低空飞行目标的Mk.2C榴霰弹和用于反坦克作战的Mk.5T曳光穿甲弹。发射高爆弹时最大水平射程18.8千米,最大射高12.5千米。
上述3种型号的QF 3.7英寸高炮均有机动式和固定式两种类别。机动式采用Mk.1或Mk.3型炮架,后者实际上是前者的战时简化型号。这2型炮架都有4根可折叠的支架,作战时放下,同时炮轮被抬离地面。Mk.1型炮架上配备有应急情况下使用的概略瞄准具,Mk.3型则取消了这种设备。2种炮架的另一个主要区别是,Mk.1型炮架上瞄准手是面向前方的,而在Mk.3型上瞄准手改为面向后方。固定式则采用Mk.2型炮架。这种炮架有一个底座,通常被固定安装在混凝土筑成的台面上。该型炮架并非不可移动,其炮轮是可拆卸的,必要时可装上炮轮,实施阵地转移。由于对机动能力要求不高,因此炮架上加装了用于平衡的配重。和Mk.3型一样,Mk.2型炮架上的瞄准手也是面朝后方的。
在整个QF 3.7英寸高炮家族中,最为重要的改进型当属Mk.6型。二战中,作战飞机的性能提高很快。到1941年,高炮对打击新型空中目标就已经力不从心了。当年1月,英国就决定研制新型高炮,并要求新炮发射的弹丸能够在30秒内达到15.24千米高空,同时能够在20秒内发射3发炮弹,并使第4发装填完毕。经过讨论,海军的5.25英寸(133毫米)高炮被选中。但由于该型炮生产复杂,加之皇家海军有装备优先权,其供应在较长时间内都不能满足需求。作为补充,军方决定同时采用另一个方案,将源自海军的4.5英寸(114毫米)高炮缩小口径至3.7英寸,但仍沿用4.5英寸炮的发射药。这种3.7英寸炮将作为5.25英寸炮的补充,直至后者的数量能满足需求为止。
新的3.7英寸炮被称为Mk.5型。但射击试验发现,用4.5英寸炮的发射药量发射3.7英寸炮弹时,炮膛的磨损相当惊人。这样的火炮如果服役,那么每次防空作战后都必须更换身管,这显然是不符合实战要求的。
当Mk.5型炮深受炮膛磨损问题困扰时,武器研究部的普罗伯特上校通过改进膛线加工方法,使这一问题获得了解决。用新方法加工膛线时,膛线向着炮口方向逐渐变浅,直到在距炮口约5倍口径处消失,此后的炮膛实际上是滑膛。同时炮弹也做了改进。弹身上除了常规位置上的弹带外,还在肩部附近设置了中央弹带。炮弹在炮膛内运动时,弹带会随着膛线的变浅而被磨损掉。这样炮弹出膛时,弹丸表面就没有突起部分,变得比较光滑,降低了空气阻力。试验证明这项改进是成功的,按照此方法生产并配用改进型弹药的3.7英寸高炮被称为Mk.6型。该型高炮于1943年投产,仅用于固定防空阵地,安装在Mk.4型固定炮架上。Mk.6型炮全重17.4吨,身管长度增加到6.4米,仍采用28条右旋膛线和横楔式半自动炮闩,反后坐系统为液气式,后坐距离457毫米。俯仰射界略有变化,为0°~80°。发射12.75千克高爆弹时炮口初速提高到1044米/秒,最大水平射程23.4千米,最大射高18.075千米,有效射高13.715千米,优于许多类似口径的高炮。良好的性能使该炮摆脱了过渡型装备的地位,一直服役到战争结束。战后,Mk.6型炮改装了新型供弹具,配合无线电近炸引信,最大射速提高到接近80发/分,被作为英国重型高炮的基本装备继续服役,直到1959年才被“雷鸟”地空导弹所取代。endprint
射高、引信与引信装定
作为地面防空武器,射高是高炮的一项重要的技战术指标。其实,高炮的射高有3种不同的概念。最常见的最大射高是指火炮在最大仰角发射,炮弹引信不工作,此时炮弹所能达到的距火炮的最大高度。另一种射高是实用射高。采用时间引信的高炮炮弹的实际飞行时间是受引信控制的,引信将在规定的时间点引爆炮弹。因此实用射高是指,高炮在最大仰角时发射的炮弹在引信动作时所达到的距火炮的最大高度。一般这个高度要低于最大射高。第三种射高是有效射高。在这个高度上,火炮应能向移动目标发射多发炮弹。对这个高度的定义也随着飞机性能的发展而变化。在30年代末,英军对有效射高的定义是:对以640千米/时速度直线飞行的目标,火炮在达到70°仰角前能有20秒的交战时间,此时目标的飞行高度,即为该型火炮的有效射高。以QF 3.7英寸MK.1~3型炮为例,其最大射高为12.5千米,但配用199号药盘定时引信时有效射高只有7.163千米。显然,如果改变引信的时间设定,就可以相应地改变火炮的有效射高。
199号引信以火药燃烧来定时,最长定时为30秒。由于火药的燃烧速度会因高度的不同而有所变化,进而影响到引信定时的准确度,为此英军又为QF 3.7英寸高炮配发了208号机械时间引信(也称钟表引信)。这种引信最长定时为43秒,使高炮的有效射高提高到7500米。
制约高炮射高的另外一个因素是指挥仪。重型高炮基本的作战方式是以炮群集火射击,因此指挥仪是必不可少的火控装备。QF 3.7英寸高炮配备的是中央控制式的机电设计指挥仪,能够对敌机飞行参数、风力风向、高炮弹丸初速等要素进行综合运算,生成火控数据。作战时,火炮通过电缆接收指挥仪发出的火控信息,炮手们只需根据仪表指示来操炮、装填并射击。这在当时而言是相当先进的。当然,指挥仪在解算火控数据时,对目标的高度和速度都有一定的限制。一旦目标实际性能超出这一限制,就无法正常发挥作用。3.7英寸高炮配用199号引信时,在1号指挥仪控制下的有效射高为7163米。在改用2号指挥仪和机械时间引信后,有效射高能提高到7711米。在指挥仪经过改进后,有效射高又进一步增至8960米。而更先进的11号指挥仪能将这一数字修改为9750米 。
早期3.7英寸高炮的炮弹引信是靠手工设定的。炮手用一个形似大号环形扳手的引信匙来转动定时环,设定起爆时间。这项工作颇费时间,工作时也必须小心翼翼。完成引信装定的炮弹由人工装填入炮膛,并由人工控制发射。这种情况下,火炮的射速只有8~10发/分。1939年出现了机械式引信装定器(MFS)——引信测合机,该装置上有一个指示盘,炮手根据指挥仪给出的数据调整测合机,使其指示和指挥仪一致,另一个炮手则将装上了引信的炮弹头部通过测合机上的一个圆形开孔塞入其中。测合机内部的机械装置自动将引信装定好,然后炮手就可以取出炮弹,装填并射击了。
战争中,引信测合机也在不断改进,1942年出现了由莫林斯公司研制的11号引信测合机。该测合机附加在火炮支架上,并与一个碟形转盘联动。炮手将炮弹放入转盘,启动开关后炮弹被提升放入装填盘。随后炮弹头部被推入引信测合机,引信装定完毕后炮弹退出。装填盘将炮弹转动至炮尾位置,在炮弹被动力推弹杆推入炮膛后,装填盘回到装定位置,火炮自动击发。与此同时,炮手将下一发炮弹放入转盘,再次启动开关。在这样的往复循环中,火炮的射速提高到了19发/分。
这套装置还带来了另外一个好处。采用手工装定引信时,从引信装定完毕到火炮击发,这之间的时间间隔被称为“绝对时间”。这段时间的长短并不一定,而是取决于炮手的训练程度和体能状况。即使对同一个炮手来说,装填第一发炮弹的速度和连续战斗几个小时后的装填速度,也必然有差异。而采用11号引信测合机后,第一发的“绝对时间”为3.05秒,而之后就恒定为2.5秒。由于射击指挥仪给出的引信装定时间长度,是以从击发到弹丸与目标遭遇的时间间隔为基础的,“绝对时间”不一定的话,引信工作的实际准确度就会受到影响,进而影响打击效果。而“绝对时间”一定,就能使指挥仪给出的装定时长更为精确,从而显著提高弹丸对目标的杀伤效能。
定时引信固有的缺陷给高炮作战带来的影响,随着无线电近炸引信的出现而消除了。在1944至1945年间,随着动力遥控、新型雷达和指挥仪以及无线电引信的综合运用,3.7英寸高炮在抗击V-1导弹的作战中,成功率最好的已达到了82%。平均击落一枚V-1的耗弹量约为150发。而在1940年,在抗击德军夜间空袭的作战中,平均每击落一架敌机消耗的弹药量约为18500发。两者相较,进步是极其显著的。
征战沙场
二战爆发后的头9个月里,QF 3.7英寸高炮所参加的战斗并不多。在挪威战役和敦刻尔克大撤退中,一些该型高炮被德军缴获。已经拥有了88毫米炮这样利器的德国人对QF 3.7英寸高炮仍然赞赏有加,他们将这些英国高炮编入己方防空和海岸炮兵部队中,安装了德制简易和光学瞄准具,并赋予其94毫米 Flak Vickers M.39(e)的编号,还专门为其生产弹药。德国人的不辞辛劳是有回报的,在1944年10月盟军进攻荷兰瓦尔赫伦岛的战役中,部署在岛上的94毫米高炮就击沉了多艘盟军登陆舰艇。
1940年6月,决定英国命运的不列颠战役拉开了帷幕。此时,英国本土拥有包括QF 3.7英寸高炮在内的重型高炮约1200门,配属于陆军防空司令部下辖的7个高炮师。值得庆幸的是,战前除了研制高炮武器外,英国还对观测、指挥、通讯等一系列防空配套设施的发展给予了相当的重视,这使其在战前就拥有了相对完善的防空体系,从而为发挥防空武器的效能创造了条件。当然,受限于当时的技术水平,高炮对敌机的杀伤效率还是相当低的,远不能和战斗机相提并论。此外,QF 3.7英寸高炮虽然配备了用来对付低空近距目标的榴霰弹,但其反应速度远远满足不了要求,因此作战时实际上还需要高射机枪来掩护。通常,每个炮连能得到8挺老式“刘易斯”机枪的支援。endprint
不列颠战役中英国高炮取得的战果相当有限,总共击落了大约300架德军飞机。在对抗夜间空袭时,高炮部队只能尽可能在德军飞机航路上打出一条火力拦阻线,期望有不走运的德机会撞上去。以至于当时有人抱怨说高炮炮弹破片对英国平民的杀伤,比对德国空勤人员还要厉害。事实上,高炮在作战中真正的作用是打乱敌机编队,迫使其向更高的空域飞去,降低了其投弹的精度,并为战斗机部队歼敌创造了条件。另外,隆隆的炮声对提振地面上英国军民的士气,也起到了不可忽略的作用。对那些日夜驻守在阵地上的高炮炮手们来说,他们已经为赢得不列颠战役做到了他们所能做的一切。
战争期间,随着装备的改善和先进技术的运用,英国高炮部队的作战效能得到了很大的提高。1944年2月,时任皇家空军战斗机司令部司令的罗德里克·希尔将军在一份报告中就承认,在对进犯英国本土的德军飞机的作战中,较大一部分战果是由高炮部队取得的。当年夏季,针对德国V-1导弹的威胁,英国展开代号为“潜水员行动”的对空防御作战。V-1导弹体型小、速度快,飞行高度低(通常只有600~900米),对QF 3.7英寸高炮这样的重型武器来说,是个很难对付的目标。通常情况下,机动型的3.7英寸高炮的回转速度跟不上V-1这样的低空高速目标,固定式3.7英寸高炮虽然采用动力驱动,回转速度更快,但要大量构筑高炮阵地实在代价不菲。不过幸运的是,此时美国较为先进的SCR-584火控雷达和M9型射击指挥仪开始装备英军高炮部队,稍后无线电近炸引信也开始投入使用。这些装备极大地提高了3.7英寸高炮的作战效能。此外,到7月中旬英军在战术上也进行了调整。他们沿着从比奇角到多佛的海岸线构筑了一条主要由固定式3.7英寸高炮构成的防御带。这条防御带向内陆延伸2.7千米,向海上延伸9.1千米。在防御带之外的空域由皇家空军的战斗机来负责,而在防御带上空,高炮负责射击高度1800米以下的目标,己方飞机在这里的飞行高度不得低于2700米。构筑这条高炮防御带需要调动和重新部署441门3.7英寸高炮,外加大约8000吨各种物资。但在V-1导弹的嗡鸣和爆炸声中,英国人仅用了3天就完成了全部部署工作。
高炮防御带部署完成后的第一周里,其对V-1导弹的拦截成功率还只有17%,平均每发射2500发炮弹才能击落1枚V-1。而到8月23日,成功率已经大幅提高到60%,累计击落的V-1导弹已达到1550枚。到月底成功率更是上升到了74%。
英国本土的高炮对空防御作战任务到1945年3月实际上已宣告结束了。根据英国方面的统计,驻本土的高炮部队在整个战争期间共击落V-1导弹1972枚、敌机627架,可能击落237架,击伤敌机422架。虽然从纸面上看战果比较有限,但高炮在防空作战中所发挥的实际作用仍是无可替代的。
结语
就火炮性能而言,QF 3.7英寸高炮和同时期德军装备的88毫米高炮(Flak 18/36/37)相比,可以说是各有所长。QF 3.7英寸高炮口径更大,在弹丸威力、射程、射高等方面具有一定的优势,但其炮口初速(MK.1~3型)偏低,火炮重量也大大超过88炮(Flak 18牵引状态下的全重为6.86吨),野战机动性能要逊色不少。
但如果谈到声名,那么QF 3.7英寸高炮就完全无法和88炮相提并论了,甚至只能用“默默无闻”来形容。造成这一现象的原因是多方面的。首先88毫米炮之所以闻名遐迩,最重要的因素是其在反坦克作战中显现出的巨大威力。战争前期,德军在西线和东线相继遭遇Char B1bis和KV-1/2这样的重型坦克时,除了仰仗空军外,88毫米炮几乎就是唯一的救命武器,也由此产生了不少颇有传奇色彩的故事。从高炮衍生而来的反坦克炮和坦克炮,更是为其“无敌”形象添上了浓墨重彩的一笔。而同时期面对装甲防护性能并不突出的德军坦克,英军的反坦克作战压力至少在技术层面上并不大,也就缺乏利用大口径高初速的高炮实施反坦克作战的动力,这就使得QF 3.7英寸高炮没有多少机会在这一领域一展身手。
QF 3.7英寸高炮本身过大的重量和外廓尺寸,也限制了其在防空以外的领域发挥作用。重量、体型偏大,野战机动性欠佳,从战术上来说就不太适宜部署到前线地区,遂行反坦克、火力支援等任务的机会自然就比较少。为了提高火炮的机动能力,战争期间加拿大曾尝试着将QF 3.7英寸高炮安装到“公羊”坦克的底盘上,但并不成功,没能推广运用。此外,英军炮兵部队中装备QF 3.7英寸高炮的重型高炮团一般都隶属于军或者集团军,很少会配属给师和师以下的野战部队,这就进一步减少了其在防空以外的领域发挥作用的机会。
事实上,QF 3.7英寸高炮也曾经有机会象88毫米炮那样成为专职的反装甲的利器。1942年10月,英军提出研发一种重型反坦克炮,以应对装甲越来越厚重的德国重型坦克。这次英国人采取了和德国人一样的思路,决定在QF 3.7英寸高炮的基础上发展新炮,通过扩大药室和改进膛线,使其能够发射脱壳穿甲弹。根据其发射的弹丸重量,新炮被命名为QF 32磅(94毫米)反坦克炮。1944年开始研制的“龟”式重型突击坦克也将32磅炮作为其主炮。但新式火炮的研制工作进展缓慢,直到战争结束时也还没有投入批量生产。此后上述研制项目更是相继被取消。QF 3.7英寸高炮就此失去了变身的机会,只能以单一的防空兵器的身份度过其整个军旅生涯。火炮如有知,恐怕也只能感叹自己时运不佳了吧。
(编辑/栀子)endprint