图文版:https://zhuanlan.zhihu.com/p/587424594 前言 甲板上满是鲜血与海水，受伤者哀号不断，水手们装填炮弹，卖力的把舰炮推出炮门；在 船长的指挥下，一门门的大炮发出怒吼，这就是电影"海军上将"、"怒海争锋"、"神鬼奇 航"的海战场景；但风帆时代的海战，真的如电影拍得那样吗?飞舞的木屑真的会让人受伤 吗?风帆战舰面对火炮，防护力到底如何? 风帆时代的理论家认为，船壳对炮弹的抵抗与木材的厚度成正比，18世纪和19世纪进行的 试验取得了经验规则，规定多少磅多少装药的炮弹，能击穿多少公分厚的橡木版；英国炮 喜欢在上风处向下往水线射击，荷兰喜欢在下风处向上朝风帆射击，这样的差别让人津津 乐道，实际上，不同战术与形式风格带来的效果差异，可能比大家想像中要小得多，2014年的一场实 验，将带给我们答案。 17世纪瑞典的24磅青铜铸炮，是1620年开发出来的兵器，在当时被称为半炮(1/2加农)或 24磅，但重量只有传统海军24磅炮的一半，是海军与陆军武器标准化计画的一部分，让後 勤与制造能一致，它能当作舰炮，也能当作攻城火炮。 该炮的成分，该炮含90%~98%的铜，最多6%的锡，还有一些铅和锌，总重在1210-1290KG之 间；标准弹重24磅(瑞典磅，合9.96公斤)，能发射实心圆弹、杆弹、剪刀弹、链弹和散弹 ；平均重量是9.18~10.63公斤。以当时的习惯，装药是弹重的1/3(3.3公斤)。 一场小实验 2014年，瑞典的瓦萨博物馆举办一场实验，他们仿造了一门17世纪的24磅青铜铸炮，尺寸 与成分与17世纪雷同；然後再用橡木[注]模仿瓦萨号的船壳与船只构造，建造了4公尺长 的三层橡木"墙"，总共厚46公分，然後用火炮去射击它。火药采用现代黑火药；因为现代 黑火药的威力胜过17世纪的黑火药，所以装药不能再是弹重的1/3；根据当时的炮表记载 来估算，弹丸的初速略于高於音速，所以装药被减少到2.65公斤，以符合17世纪火药的推 力；在都卜勒雷达的测试下，此份量火药让弹丸初速可达到350-360m/s，以符合文献中对 炮弹速度的描写；炮仰角介於0°~3°30′(3度30分)之间，因为舰炮角度只能这样抬到这 样高。 注:橡木可承受75~125Mpa的压力。 学者透过加减药的方法，增降弹丸的速度，以模拟近距离射击(装药2.65公斤)、200公尺 射击(装药2.2公斤，初速降到300m/s左右)与700公尺射击(装药1.1公斤)，这样可免去花 费劳力把火炮推近又推远；为了安全，只允许每4.5分钟发射一发，但实际上装填时间只 需要30秒左右，所以每90秒一发子弹的射速是可能的，以当时(17世纪)来说，有经验的炮 手来说是很容易达到的[注]。 注:那时代，陆炮(重炮)发射的速度是平均每小时8发，每天80发；射速这样"慢"的原因是 还算上了炮管冷却的时间。 但这样的射速只存在陆地上，在海战中，大部分的时间都在航行，敌我互相追逐或互相靠 近，开火的时间不多；而且还有海浪衡摇的限制，开火时机就更短了；A. H. 泰勒少将在 分析于1666年进行的四日海战时指出：「两支舰队大多数交战时後是以相反航向相互驶过 、在200码或以上的距离交火，然後双方再转向。至少有十次这样的穿梭，每次须花上三 小时。英国战舰每门火炮携带了40轮射击的弹药，最後所有战舰还都剩下10轮以上的弹药 ；这样算来，每轮火炮在每轮反向交战中仅能射出3轮，即每门炮每小时射击一次。」大 抵上来说，从16世纪末到17世纪，射速保持着稳定上升的趋势；1588年无敌舰队之役中的 英国战舰每小时可发射1~1.5发；到了第一次英荷海战时，每小时上升到4发炮弹。 该实验总共发射54发弹丸，射向"船壳"的有12发，11发命中；其中8发是实心圆弹，1发是 杆弹，2发是剪刀弹。除了一发剪刀弹外，所有子弹都完全贯穿木墙，往後面继续飞去。 以第37发弹丸来说，实心圆弹以全装药发射(2.65公斤)，350m/s的速度穿透了knees部位 (M)[注]与riders部位(I)之间的ceiling部位(F)，以180m/s的速度继续飞出去；先是飞行 了500公尺後落地，弹起後再飞行了200公尺，把一颗40cm高的松树打断，最後落入沼泽。 注:船只部位说明 当弹丸穿透船壳时，木屑有如云雾状般的向前散开，在高速摄影机的观察下，这些木屑很 小，重量大约7克，以时速318m/s前进，然後落在13公尺外。虽然这些木屑速度很快，但 因为品质太小，被这些木屑射到，基本上只会淤伤或轻微的刺伤[注]，但如果你人站在弹 丸前进的路线上，肯定是人马俱碎。 注:测试者用羊毛衣包裹肥皂充当人体。 相比之下，第45发弹丸以260m/s的速度撞上knees部位(M)并穿透，产生的碎片速度仅为 180m/s；如果是小的碎片，这样的动能并不会带给人损伤，但你看高速摄影机的照片，弹 丸撞击knees部位(M)这样厚重的部位容易产生大碎片，这些大的碎片可能长达1公尺，有 几公斤重；这样的大碎片打到人，足以让人产生严重的钝器伤害，或骨折。 为何弹丸撞击knees部位(M)反而破坏更大?它是结构，木材不是比船壳更厚吗?理论上应该 要更坚固才是；问题是弹丸撞击较厚的实心木材，由於冲击面的扩大，木材损伤更大，可 能会破坏周围的木材，而这些木材实际上从未被子弹击中；这不是简单地被打一个洞，只 要拿些材料进行填补就好，结构上的修复更复杂，甚至可能要拆掉换新的；杆弹和剪刀弹 也会产生同样的效果，造成更大范围的伤害，比圆弹更难修复。 总而言之，如果你想要掳获对方的船，就射击船壳，如果你想要破坏对方的船只或杀人， 就要射击结构的部分。 结论 这个实验的结论与风帆时代的理论家所想的相反，船壳的厚度与炮弹的抵抗成反比，更重 更大的船，对於重炮的防御效果反而不如结构轻而船壳薄的小船，因为会更大更危险的碎 片；问题是这里带来一个战术悖论，为了防止重炮伤害，放弃大船造小船，问题是小船的 结构无法承载大量的火炮与重炮，且火力的贫弱在战场上只会吃鳖，而薄船壳是防不了轻 弹的；所以到底是造大船好，还是造多艘的小船好呢? 後记 我跟逼乎好友金牌防守术说，你整日在故纸堆里找各县城有多少门红夷大炮，这水磨工夫 虽然让人敬佩，但着实无聊了些；找个学者合作，弄一门明清大炮去放它个几发，做做实 验，研究研究弹道、命中率、威力，顺便验证/校对史料的纪载，不是有趣多了吗?你看， 洋人不就这样干了吗 ?只可惜，金牌防守术他听不进去。 参考资料 Ships, shot and splinters: the effect of 17th-century naval ordnance on ship structure https://www.citizan.org.uk/media/medialibrary/2015/10/CITiZAN_Timber_Vessel_Guidance.pdf Vasa – the machine of war Brian Tunstall，Naval Warfare in the Age of Sail 妈宝地狗：英国海军战术演进1588~1667 Part III https://cimonnomis.blogspot.com --

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