克虏伯大炮(英文名:Krupp 线膛炮 )是由阿尔弗雷德·克虏伯于19世纪中叶设计的一种后装弹大口径半自动固定式加农炮。
“Krupp”这个单词伴随着威力巨大的火炮进入中国后,中国人将它翻译成 克虏伯 ,寓以勇克外虏之意。 19世纪60年代,阿尔弗雷德·克虏伯研发出了后膛装填火炮方案,解决了 发射药 爆炸冲击力向后反噬炮手的难题。其核心的滑动楔式炮闩结构被后世沿用百年,至今仍是绝大多数使用金属药筒定装弹药火炮系统的基础。 19世纪后期, 克虏伯兵工厂 量产的 舰炮 口径涵盖5cm至30.5cm,小口径火炮使用 黄铜 定装弹药, 大口径火炮 采用布袋发射药搭配分体弹丸,弹丸铜制 弹带 咬合 来福纹 稳定弹道。 1871年,清政府购买了328门克虏伯大炮,一批德国军事教官指导清政府军队操练炮法。
克虏伯大炮口径280毫米,炮管长11.2米,重44吨,仰角可达30°,有效射程19760米,炮弹3000米内可穿透65.8毫米厚的钢板,每分钟可发射1~2发炮弹。 克虏伯大炮主要由炮身、上架和下架三部分组成,炮身包括身管、炮尾、炮闩,以及 瞄准装置 。身管一般为简紧身管。上架,左右各有一块侧板架着火炮,与底板形成一体,并以耳轴与炮身相连,上架侧板前后各有小滚轮,用于在架上活动。 火炮的俯仰操作装置都位于上架。下架承托着炮身和上架。下架的上表面是一个前低后高的斜坡(也有称作阻退斜坡),火炮平时不用时,炮身连同上架被一起拉到斜坡的高处固定。战斗时先将火炮退回到斜坡的前段,再装填发射。火炮发射后会产生巨大的后坐力驱动上架驮着炮身在“爬坡”,这段爬坡过程就起到了抵消后坐力的阻退作用。
命名由来
克虏伯大炮也泛指19世纪中叶以后由 克虏伯兵工厂 制造的后装弹 大口径火炮 ,甚至有人将“ 巴黎大炮 ”也称为克虏伯大炮。“Krupp”这个外来词伴随着威力巨大的火炮进入中国后,中国人将它翻译出一个威武的名字—— 克虏伯 ,寓以勇克外虏之意。
研发历程
研发背景
实现后膛装填火炮研发的最大技术难题在于拉动发射拉绳击发时, 发射药 爆炸产生的巨大冲击力只能从炮口向前释放,绝不许向后反噬炮手团队。尽管业内尝试过多种创新方案,但直到19世纪60年代,阿尔弗雷德·克虏伯才研发出公认最成熟的解决方案。这项成果既依托精妙的机械结构设计,也得益于冶金制造工艺的突破性进步。
克虏伯大炮整合吸纳了前人的各类设计思路,其核心基础结构被后世沿用百年:从1871年助力 普鲁士王国 击败 法国 的陆军火炮,到1941年击沉 英国皇家海军 “胡德”号、 俾斯麦号战列舰 配备的385毫米 巨炮 ,均承袭该设计理念。时至今日,几乎所有使用金属药筒定装弹药的火炮系统,仍在沿用滑动楔式炮闩结构。
设计生产
从1810年,克虏伯家族第七代弗雷德里希·克虏伯创建克虏伯钢铁厂开始。随着钢铁厂规模一再扩大,他们开始涉足武器装备的生产。
19世纪后期, 克虏伯兵工厂 量产的 舰炮 口径涵盖5cm至30.5cm,小口径火炮使用 黄铜 定装弹药, 大口径火炮 采用布袋 发射药 搭配分体弹丸,弹丸铜制 弹带 咬合 来福纹 稳定弹道。
炮架与装填系统上,重型岸防炮、舰炮配备倾斜滑动炮架与 丙三醇 液压驻退缸缓冲后坐力,依靠滚轮或装甲炮廓内的蒸汽旋转炮座完成水平转向。1876年 费城 百年博览会上,曾公开展示14英寸克虏伯大炮岸防炮。早期火炮采用纯人工装填模式:将弹丸放置托弹盘吊运至炮尾、人工推弹入膛、填充药包、闭合炮闩、插入摩擦点火具刺破药包完成待击,流程规范但人力消耗较大。早期火炮配备切梯式 瞄准具 ,分别负责高低射角与水平瞄准,后期逐步升级为望远式瞄准镜与立体测距仪。
生产服役
国际
1914年6月, 第一次世界大战 爆发。战争给克虏伯公司带来了巨大的财富。在这一时期,克虏伯公司推出了多款“拳头”产品,例如1914年的420毫米“大贝尔莎”炮、1916年的“兰格马克思”炮、1917年的“ 巴黎大炮 ”等。
第二次世界大战 期间,克虏伯大炮为纳粹 德军 提供了众多武器。其中,不仅具有划时代意义的 古斯塔夫超重型铁道炮 和88mm 高射炮 ,还有颇具盛名的 六号重型坦克 坦克。时至今日,“虎”式坦克仍然被很多军事爱好者评价为二战时期“性能最优异的 重型坦克 ”。
为虎作伥的克虏伯家族也给自己引来灭顶之灾,1943年, 英国皇家空军 向 克虏伯兵工厂 投下2000多吨炸弹,将克虏伯兵工厂炸成一片废墟。战后,克虏伯公司的很多专利和技术也被美苏两国瓜分。
此后, 克虏伯 公司并没有完全陷入沉寂。随着 美苏冷战 的开始,企业领导人小阿尔弗雷德跟西德当局达成协议:其所有重工业、矿山和钢铁生产企业都转让给一个公司,由它负责出售;克虏伯大炮则保留在造船、卡车制造和 机车 制造部门的股权;作为对其出让产权的补偿,克虏伯公司获得补偿金2.5亿 太平洋法郎 。
中国
第二次鸦片战争 后,清政府签下一系列丧权辱国的条约。痛定思痛,清政府中一批开明的大臣认为中国正面临“数千年来未有之变局”。他们认为应当向西方学习,通过学习欧美的技术和经营方式,开展中国的近代工业。
1866年,清政府派五大出使考察,学习西方先进科技。当时, 普奥战争 才结束不久,克虏伯大炮的威力响震 欧洲 , 爱新觉罗·载淳 (1868~1929)一行并没有计划访问,却在克虏伯大炮的威名下辖转车马,直奔 克虏伯兵工厂 寻求军事技术支援。清廷 李鸿章 (1823~1901)曾经考察过英、法、德等多个国家生产的各种 大炮 ,尤其是 普鲁士王国 大军用克虏伯大炮打败 法国 后,更是对 德国 大炮青眼有加,最终认为克虏伯大炮“取准及远,精利无匹”。
从那以后,中国陆军开始学习德国,军火采购的中心也逐渐移向了德国。在1871年购买了328门 克虏伯 大炮,一批德国军事教官来华指导军队操练炮法,克虏伯公司为清军培训。到后来甚至 海军舰船 也改为向德国订造,定远号、镇远号、济远号都来自德国,而军舰上的大炮都来自克虏伯公司。克虏伯大炮一批接着一批地漂洋过海运到中国,成为大清王朝(1616~1911)国防的中坚,曾经克虏伯大炮几乎就是中国海防的代名词。
中法战争 (1884~1885)、中日战争(1894)使用了克虏伯大炮、 中法战争后,光绪11年,即公元1885年起, 广西壮族自治区 开始在中越边境构筑炮台。光绪15年,两广总督 张之洞 、 广西巡抚 马丕瑶 、广西提督 苏元春 会商奏准建 火炮 20 座,于光绪18年正式动工。于光绪22年,即公元1896年全部完工。边防炮台共配置有大中小炮119尊。其中,在镇南关金鸡山山顶修建了镇南、镇中、镇北3座炮台,主炮均为购置德国克虏伯公司的“十二生三十五倍径长炮”。这门于清光绪16年,即公元1890年,由德国克虏伯公司制造的大炮即是从镇中炮台拆运来的。
庚子之役(1900)等中国近代的重要战争中随处可见克虏伯大炮的身影。克虏伯大炮虽属古炮,到了中华民国(1912~1949)时期,已经在中国的国防战线上服役了几十年的克虏伯大炮老当益壮,依然活跃在军阀大战、抗日战争(1931~1945)中,“八一三”淞沪大战吴淞炮台上的国军士兵,就是操着克虏伯大炮在抗击日军,其质量之好可见一斑。
光绪33年10月,公元1907年12月, 孙中山 、 黄兴 等人策划、发动了 镇南关起义 。 起义军 攻占金鸡山3座炮台,与清军激战七昼夜,最终寡不敌众,退入 越南 。
基本设计
外形规格
克虏伯大炮口径280毫米,炮管长11.2米,重44吨,仰角可达30°,有效射程19760米,炮弹3000米内可穿透65.8毫米厚的钢板,每分钟可发射1~2发炮弹。
结构组成
一门标准的克虏伯大炮,主要由三部分组成:炮身、上架和下架。炮身包括身管、炮尾、炮闩,以及 瞄准装置 。身管一般为简紧身管。上架,左右各有一块侧板(也有称作架榜)架着火炮,与底板形成一体,并以耳轴与炮身相连,上架侧板前后各有小滚轮,用于在架上活动。火炮的俯仰操作装置位于上架。下架承托着炮身和下架。下架的上表面是一个前低后高的斜坡(也有称作阻退斜坡),火炮平时不用时,炮身连同上架被一起拉到斜坡的高处固定。
克虏伯大炮炮闩设计最早借鉴了1866年布罗德韦尔申请专利的横式滑动炮闩与密封环结构。该原始结构采用矩形炮闩,在距离炮尾约1.5倍口径处开设横向滑槽,炮闩人力推入,配有锁紧螺杆,既保证闭合严密,也便于发射后开启。炮闩自带钢制密封面板,挤压锥形环形成气密结构,即著名的布罗德韦尔环。在此基础上, 克虏伯 做出三项关键改良:选用自产优质钢材替代传统 铸铁 、 青铜 ;将炮闩尾部改为半圆形优化 应力 分布;在锁紧螺杆之外增设全长传动螺杆,大幅提升炮闩开合精度与速度。
除炮闩外,克虏伯大炮还借鉴 英国 上尉布莱克利发明的多层加固线膛炮管技术,适配黑火药时代的高膛压工况。黑火药燃烧压力极大,旧式前膛炮采用瓶状加厚炮壁抗压,但该结构无法用于后膛炮。布莱克利采用热套炮箍强化炮管,克虏伯大炮改良为多层薄钢箍相互咬合嵌套,优化炮身自重与装药量配比。后续又迭代出SK速射火炮系列,采用 黄铜 合金药筒、机械动力炮闩,击发后自动抛壳;炮闩可左右双向开设,炮管之间设有通风管道排出烟气,大幅提升火炮安全性与装填效率,超 大口径火炮 还可额外加装前置发射药包。
炮身方面,克虏伯大炮采用多层薄钢箍嵌套工艺打造线膛炮管,依靠金属预压 应力 强化炮膛承压能力,适配大药量发射需求。弹药划分清晰。
战斗动力
战斗时先将火炮退回到斜坡的前段,再装填发射。火炮发射后会产生巨大的后坐力驱动上架驮着炮身在“爬坡”,这段爬坡过程就起到了抵消后坐力的阻退作用。为了防止火炮向前推出或向后坐时跑得太远,在斜坡的两端都装有限位装置,并配备了用以减衰阻退的弹簧。在火炮的下架底部,一般都装有几个巨大的滚轮,可以在地面的轨道上运动(轨道的长度决定了火炮的转向范围)。火炮的左右旋转就靠驱动这些炮轮在轨道上转动来实现。因为军舰的构造比较特殊,舰上用的克虏伯大炮也有不采用大枪轮,而直接把没有炮轮的下架固定在火炮座盘上的,通过驱动巨大的座盘来转动火炮。
性能参数
实战情况
克虏伯大炮 大口径舰炮 首次大规模实战为1894年甲午黄海海战, 北洋水师 镇远号的305毫米主炮重创日军旗舰 松岛号防护巡洋舰 ,直观展现火炮威力。但该时期火炮存在明显缺陷,根据英国海军部战后分析,纯人工装填导致 重炮 射速极低,单发射击耗时3至5分钟;305毫米炮弹重达330 千克 ,装填费力。同时瞄准设备简陋,蒸汽炮座运行颠簸,炮手很难命中1000码以外的移动目标。
后续随着无烟 发射药 、液压与电动装填设备普及,火炮性能大幅升级。 日俄战争 时期,改良后的重炮可打击6000码外目标,射速显著提升。 第一次世界大战 期间,德制克虏伯火炮优势凸显,1921年英军打捞巴登号战列舰测试发现,德制380毫米火炮装填周期比 英国 同级火炮缩短13秒;且 黄铜 药筒能有效规避弹药库殉爆风险, 塞德利茨号战列巡洋舰 炮塔 遭重创焚毁后并未发生殉爆。反观英国,为追赶 德军 射速,贝蒂 中将 麾下 战列巡洋舰 违规存放火药,最终在 日德兰海战 中沉没三艘,暴露严重设计缺陷。
1937年8月13日,中国 国民政府 发起 淞沪会战 。炮10团奉命参战,炮击日本上海派遣军海军陆战队司令部,9月下旬,炮击跑马厅临时机场,击毁飞机数架,10月上旬击沉军舰一艘。淞沪会战结束后,该型炮随炮10团先后参加了南京保卫战、 台儿庄大捷 、 徐州会战 、 武汉会战 、 桂南会战 、 第二次长沙会战 、 潼关保卫战 、滇西反攻、 松山战役 等多次正面战场抗击 日本 侵略的战斗。
克虏伯大炮曾在抗日战争时期立下赫赫战功。1937年9月3日,日本军舰3艘闯入厦门外港,炮击白石头、 胡里山炮台 和曾厝海军机场,克虏伯大炮击沉日军“箬竹”型13号舰,首开 中国战区 击沉日舰的辉煌战绩。2000年8月,胡里山炮台的克虏伯大炮以“现存于原址上最古老最大的19世纪 海岸炮 ”进入上海大世界基尼斯之最名录。
影响
克虏伯大炮的经典设计影响深远,横式楔式炮闩、钢制线膛炮管、金属药筒等结构,成为近代火炮通用基础设计,为后世各国火炮研发提供参考。1946年,原 德军 重巡洋舰 欧根亲王号移交 美国军队 ,美军组织官兵对其搭载的克虏伯炮闩进行射击与航行测试,最终该舰作为 靶船 参与 比基尼环礁 核试验,足以证明该结构的通用性与可靠性。