鸦片战争时期英军卡龙舰炮问题研究

刘鸿亮　孙淑云

摘 要:根据中英史料记载,鸦片战争时期,侵华英军使用了卡龙舰炮对清军作战。此类火炮重量轻,机动性好,杀伤力大,具有近距离作战的优良性能。中国境内目前遗留有一些英军卡龙舰炮,经过实测,形制、尺寸与文献记载相符,其设计较合理。卡龙舰炮适合了英海军“舷炮线式齐射”战术近距离作战的需要,在中英鸦片战争中,其威力得到充分发挥,是英军在战争中取胜的主要因素之一。

关键词:鸦片战争; 火器; 前膛装滑膛炮; 卡龙舰炮; 舷炮线式齐射战术

中图分类号:K248.3/249-256;G322.9 文献标识码:A 文章编号:0257-5833(2009)09-0145-09

作者简介:刘鸿亮,河南科技大学政治与社会学院副教授 (河南 洛阳 471003);孙淑云,北京科技大学科学技术与文明研究中心教授 (北京 100083)

中英鸦片战争前后,清军装备处于冷热兵器混用时代,主导型火炮——红夷大炮技术处于欧洲17世纪加农炮系列的水平上。至战争之际,经过清朝众多火器家们的努力,泥模制造的火炮技术已和英国砂型铸炮和实心钻膛技术缩小了不小差距。此时期英军装备已处于初步发展的火器时代,但尚未进入后膛装线膛枪炮时代(breech-loading rifling cannon),仍旧属于以黑火药作发射药的前膛装滑膛时代(muzzle-loading cannon)。中英军队作战方式主要是海陆炮战,火炮是最主要的武器。中英主导型炮式及机制原理基本相同,都是前膛装滑膛炮,炮膛呈圆柱体,炮形呈圆锥形体,有炮耳和尾纽等附件组成。清军火炮形制设计仍然沿用西方16—19世纪中叶创立的“比例”思想,即16世纪以来的东西方主导型火炮——加农炮其各部直径是以口内圆球直径为标准设计的,如口内径为a,口壁厚=0.5a,口外径=2a,炮耳处壁厚=0.75a,底径=3a,但尺寸偏离较大,分类向来较多和杂乱,不利于士兵的熟练掌握,加上发射速度迟滞,影响其威力的发挥。其膛壁通常较英军铁炮厚,主要是明末清初重型红夷大炮的延续,稍有改进。其形制主要有以下几种类型:重型红夷大炮(Red-barbarian cannon)、轻型火炮、冲天炮(Chongtian mortar)、抬炮(Wall Gun)等。英军火炮在形制构造上已标准化,火门的燧发机点火装置、瞄准的立表装置和尾纽的圆环装置改进很大,炮手容易操作,可使射速增快,杀伤力增强。不同甲板上的舰炮重量不同,发射与之匹配的不同口内径的炮弹。分为炮管较长而弹道低伸的加农炮(cannon)、炮管适中而弹道较弯曲的榴弹炮(howitzer)、炮管较短而弹道弯曲的陆上用臼炮(motar)和海上用卡龙舰炮(carronade)、康格里夫火箭炮(Congreve Rocket)等,其类型已适合了陆战、海战、攻城战、山地战等战术需要,整体水平明显高于清军火炮。

关于此时期的中英火器研究,国内外学者对之探讨者甚多,认为英军火炮整体水平高于清军。尤其英军特有的海上用卡龙舰炮,英文史料对其威力及在18-19世纪战争中的作用评价甚高,但中国学者对之几乎没有研究,这影响了对鸦片战争时期英军火炮整体技术水平的全面了解。因此,对卡龙舰炮技术进行研究,对了解侵华英军使用的火炮类型及其性能和威力,分析鸦片战争清军失败的原因具有一定意义。研究结果对鸦片战争时期的技术史、社会史和火器史的研究具有重要参考价值。

一、中英两国史料反映出的卡龙舰炮技术概况

鸦片战争时期,英军火炮制造处于政府采购的各军火公司自由竞争的阶段。19世纪30年代以来,英军战舰技术处于由木质风帆向蒸汽铁甲战舰的过渡期,来华的依靠风帆驱动的木制战列舰最多载炮74门,舰船载炮总数为700多门。英军舰船上普遍配备有卡龙舰炮。战列舰是当时英军最大的军舰,其任务是在决战中组成战斗队形,并依靠向敌舰发射炮弹的总重量决定会战的结局。它有三层或两层甲板,配置的火炮包括有大量的卡龙舰炮。其他英军舰船如巡航舰、轻巡航舰、两桅横帆船、纵帆船等除载有一定数量的加农炮和榴弹炮外,也都配备有不同数目的卡龙舰炮。

1.关于英军使用卡龙舰炮的概况。卡龙舰炮装备于英军战列舰始于18世纪末。《英法海战》中云: “这是一种巨型短炮。因为它最早是由苏格兰的卡龙铁工场制造的,所以被称为卡龙短炮。这种炮装在轨道上,比一般轮式舰炮摩擦力大,因而减少了火炮的后坐力。……这种炮专门用于逼近射击,巨型短炮于1779年开始在舰队中使用。”(注:[美] A.B.G.惠普尔:《英法海战》,李安林、秦祖祥译,海洋出版社1986年版,第49、173页。)《海洋控制:1649-1815年间的英国海军史》中说:“1649-1815

年间,英国火炮技术上的革新,一是燧发机在火炮发射时的应用,二是1779年卡龙舰炮的发明。此炮是英国苏格兰卡龙公司为抵抗海盗、护卫商船的过程中发明的。炮管用机器钻膛,没有耳轴,依靠炮腹下方的卡箍安于炮架上,比一般轮式舰炮摩擦力大。卡龙舰炮于1779年应用于英国皇家海军。它的特点是短身管、口径大、重量轻、装药少、初速低、射程近,杀伤力大。由2个炮手操纵,在舰首安装,利用轨道旋转发射,并由长炮配搭而用。”(注:N.A.M. Rodger,The command of the ocean:a naval history of Britain, 1649-1815,New York:W.W. Norton,2004,p.421.)

鸦片战争时期,侵华英军最大的载炮74门的三级战列舰是这样配置炮位的,最下层载28门32磅弹炮,上层甲板载28门18磅弹炮,露天甲板载14门9磅弹炮,舰首载炮4门,一些是9磅弹炮,和32磅弹卡龙舰炮配合使用。有关卡龙舰炮用于战争的事实,许多英参战士官在随后出版的著作中都提到了。如《英军在华作战记》中,对浙江镇海炮台清军火炮的描述:“在江岸上的一座炮台上,发现前武装运输船风鸢号的一门卡朗炮(即卡龙舰炮),旁边还有一个精良的仿造品。”(注:中国史学会主编:《鸦片战争》(五),上海神州国光社1954年版,第273页。)再如《中国的鸦片战争》中说:1841年10月10日的中英镇海之战,“侵华英军的双桅船‘肯特号(Kite),在向舟山的进发中,携带了6门12磅弹重的卡龙舰炮,后来此船在镇海附近海域失事, 2门卡龙舰炮被中国人缴获。……镇海之战,清军火炮被英军俘获了157门,一些很陈旧,一些却是新炮,一门中国人按照‘肯特号上的卡龙舰炮的仿制品”(注:J.Beeching,The Chinese Opium Wars,New York:Harcourt Brace Jovanovich,1975,pp.121-139.)。福建晋江人丁拱辰(1800-1875) 1843年撰写的《演炮图说辑要》中对英军卡龙舰炮的记述:此有表短炮,火轮船所用,熟铁铸就,重一千斤, 乃用熟铁炼净,铸成坚实,光滑恍若铜炮。因其身轻质小,故安船面,不碍驶船,然击远不及长炮四分之一,弹发各有高低左右之偏,身短故也,此等短炮必用此架(笔者注:滑轮支撑的炮架),钩在船旁,方不跳动(注:丁拱辰: 《演炮图说辑要》,道光二十三年(1843)刊本,卷2,第6页。)。以上中英史料记载说明,鸦片战争期间英军战列舰和火轮船上确实装配有相当数量的卡龙舰炮对清军作战。丁拱辰对英军铁炮材质的叙述,或是凭感觉认为。具体如何,需要对金相检测得出。

2.关于卡龙舰炮的形制、尺寸。其在东西方文献中都有记载。《14-19世纪英国的铸炮技术》中有卡龙舰炮的形制及其炮架结构图(注:F.Charles,The Gun-Founders of England, with a List of English and Continental Gun-Founders in the XIV to the XIX Centuries,London:Arms and Armour Press,1937,pp.40-104.)。《演炮图说辑要》中绘制有美利坚卡龙舰炮的形制及其炮架结构图(注:丁拱辰: 《演炮图说辑要》,道光二十三年(1843)刊本,卷2,第6页。)。王韬(1828-1897)于1862年撰写的《火器略说》中附有英军卡龙舰炮的图片,并云:“短薄单耳铁炮多用于战舶,体轻易举,粤俗呼为瓦筒口,炮以形似得名。”(注:王韬撰:《火器略说》,参见《中国丛书集成》卷48,解放军出版社1993年版,第22-120页。)这里所说的短薄单耳铁炮就是卡龙舰炮。现根据《火器略说》中记载的卡龙舰炮的各部数据进行炮长与口内径之比统计,结果见表1。

从表1可知,卡龙舰炮长度与口内径之比在4─8,平均为6。而据统计其他类型铁炮,此比例在11─18,平均为14.5。说明卡龙舰炮炮身较短,炮口内径偏大,炮壁较其他类型铁炮薄,为轻型炮,适宜战舰灵活作战之用(注:刘鸿亮:《鸦片战争时期中英铁炮的比较研究》,北京科技大学2008年博士论文,第50页。)。故《海国图志》卷88 《中西用炮论》中说:“夷船上炮式不长,皆自二尺至四尺,最长七尺止。”(注:魏源撰:《海国图志》,王继平整理,山东画报出版社2004年版,第1286页。)

3.关于卡龙舰炮的制造技术。其在东西方文献中有间接记载。鸦片战争时期的英军包括卡龙舰炮的火炮制造技术已发生了技术革新。一则采用砂型铸炮技术,砂型可反复使用,同一模可多次制作砂型,可成批铸造同样的火炮,为机械加工带来便利。如《演炮图说辑要》(卷4)中云:英44炮战舰“炮位只长短两式,长者同模铸就,短者亦然,并无别式”。二则砂型透气性好,免除长时间烘烤砂型,并减少铸件疏松、气孔、砂眼等缺陷。三则铸实心炮,避免制型芯与固定型芯等工序。四则采用实心钻炮膛的技术。卡龙公司较早地使用了在镗床上钻实心炮膛的技术并用于生产卡龙舰炮。

《从早期迄至1850年欧洲的铸造技术及铸炮工匠》中载:“实心钻炮膛技术的发明与瑞士人简•莫兹利(Jean Maritz,1680-1743)有关,他用铸实心铸件的方法代替传统的由型芯和外范铸造空心铸件的方法,时间大致在1714年。接着他引进了3英尺高的卧式钻孔镗床,炮体围绕钻头转,膛床水平镟膛代替原先的垂直镟膛模式。此制炮方法在1773年以后被包括卡龙铁铸造厂在内的英国许多铸炮厂和欧洲大陆国家所采用。使用卧式镗床代替竖式的镗床,用枪炮铸件转动代替转动的钻头,此技术可使炮管加工得更准确,火炮的游隙(炮管内径与弹径的差值)达到炮弹直径的1/20,炮管更坚固,也使旧有的泥模铸炮技术显得过时。钻孔机起初靠马力和水轮机驱动,后在18世纪末期改用蒸汽机驱动。”(注:A.N.Kennard,Gunfounding and Gunfounders:A Directory of Cannon Founders from Earliest Times to 1850,Arms and Armour Press:London,1986. pp. 1-24,155,159.)

《工业革命和资本核算》中说: “欧洲火炮制造从15世纪中期以来一直用泥模铸炮法,到18世纪末期,英国苏格兰卡龙公司在与一些火器制造商的竞争中处于劣势,迫使它想方设法补救。卡龙公司的技术人员发现, 1774年,英国铸炮匠约翰•威尔金森(John Wilkinson)创制的改进型卧式镗孔机,用它来钻炮筒和镟膛,可以达到很高的精度,卡龙公司很快采用了此法造炮,导致在以后的市场竞争中处于优势。”(注:R.Bryer,“Capitallist accountability and the British Industrial Revolution:The Carron Company,1759-circa,1850”,Accounting,organizatains and society,(31) 2006:pp.687-734.)即造炮时,先铸成实心炮形,尔后在镗床上钻出炮膛,这样,一则节省原料,二则制炮效率提高,三则炮膛加工精细度高。《风帆时代的海上战争》中载:“英国更重要的技术进步是18世纪60年代铸造技术的提高,此后枪炮不再是中空铸造的,而是实心铸成的,铸成后用水钻膛,再用蒸汽动力设备旋削,制成更为精密的炮膛,从而更有效地利用发射药的推动力。这种方法也使得苏格兰卡龙公司在18世纪70年代发展了大口径短炮(卡龙舰炮)技术。大口径短炮轻便短小,能发射更大的实心炮弹,它代替了小口径长炮,配备在英国战舰的上甲板,这就大大提升了近距离作战的火力,并且充实了皇家海军近距离作战的海战指导思想。”(注:[英]安德鲁•兰伯特:《风帆时代的海上战争》,郑振清、何静译,上海人民出版社2005年版,第40页。)

以上记载特别是关于苏格兰卡龙公司造炮的记载,说明了卡龙舰炮的制造技术:将铸造成形的实心炮体进行机械钻膛、镟削,成为内膛光滑、尺寸精密的空心火炮。

4.关于卡龙舰炮发射的炮弹。卡龙舰炮发射的炮弹多为巨型爆炸弹,清军见其68磅弹弹形之大,无不为之“嘿呦”。自从金属管形火器出现以后迄至19世纪中叶以前,中国和西方都发展使用了三种炮弹,即球形实心弹、霰弹和空心爆炸弹。至鸦片战争之际,霰弹和爆炸弹,大多使用短管火炮发射,用来打击近距离目标。《英法海战》中云:18世纪末以来,英军战列舰装备一种威力强大的巨型短炮,“这种大口径火炮装上5.5磅的药包,可发射68磅重的巨型炮弹。卡龙短炮对远距离目标没有作用,但对近距离目标,却有巨大的杀伤力”(注:[美] A .B.G.惠普尔:《英法海战》,李安林、秦祖祥译,海洋出版社1986年版,第49、173页。)。《海洋控制:1649-1815年间的英国海军史》中言及卡龙炮弹:“它发射筒霰弹、葡萄弹和球形爆炸弹,有68磅(30.9千克)、42磅(19.0千克)、32磅(14.5千克)、24磅(10.9千克)、18磅(8.2千克)、12(5.4千克)磅弹等类型。”(注:N.A.M. Rodger, The command of the ocean:a naval history of Britain, 1649-1815,New York:W.W. Norton,2004,p.421.)《世界海军史》中说:“鸦片战争中,皇家海军和英国东印度公司的军舰都参与了。这些行动的主要长期影响是,它们使一些海军军官相信了,装药炮弹、铁船壳和轮机推进的价值。”(注:[美] E.B.波特:《世界海军史》,李杰等译,解放军出版社1992年版,第37、223页。)这里,英军战列舰和蒸汽舰上的火炮应包含有卡龙舰炮,装药炮弹大多是卡龙舰炮发射的68磅爆炸弹。

5.关于卡龙舰炮的弹药装载量。鸦片战争时期,中英火药质量大致还处于同一发展阶段,皆为黑色有烟火药,黑火药通常由硝酸钾、硫磺、木炭按一定比例配置而成。其质量主要取决于原料的提纯度,三种成分组配比例的合理度,以及弹药组

配比率(炮弹重量与火药重量之比)的合理度。

关于弹药组配比率,恩格斯在1858年的著作《卡伦炮》中云:“卡伦炮很短、很轻便:每60─70磅重的炮使用1磅重的实心弹,它的长度相当于口径的7─8倍。因而装药必定是少量的,只占实心弹的重量1/16至1/8。” ②

《马克思恩格斯全集•炮兵》第14卷,人民出版社1964年版,第247页。)现根据《火器略说》计算的欧洲短薄单耳铁炮(卡龙舰炮)的弹药组配比率列表,如表2所示:

综上可知,欧洲短薄单耳铁炮即卡龙舰炮炮弹重量/火药重量多在12:1,即装药量占炮弹重量的1/12,波动范围在1/8- 1/19之间,此和恩格斯所叙基本相符,装药量不是很大。小的药量意味着后坐力小,否则反冲力太大,木制结构无法忍受。卡龙舰炮是近距离作战的火炮,无须大的药量,主要靠短距离内的爆炸弹杀人。

6.关于卡龙舰炮的射程。此时期的中英火炮射程主要指的是有效射程。因为最大射程通常对目标不构成致命威胁,又加上黑火药的烟尘影响和炮手视线受测远工具的制约,也影响对最大射程的考察。史料和文献反映出此时期中英不同类型火炮射程不同。恩格斯的著作《卡伦炮》中云:“卡伦炮按5°射角进行射击,射程决不可能超出1200码(1096.8米),而长管炮最有效的火力可达到1英里(1608米),甚至2000码(1828米)。”②《卡龙舰炮的盛衰》中云:“一艘装载了46门卡龙舰炮的舰船,其中20门炮装68磅(30.9千克)弹,20门炮装42磅(19.1千克)弹,6门炮装12磅(5.4千克)弹,射程在600—1500码(548-1371米)之间。”

J.E.Talbott,“The rise and fall of the carronade”,History Today,2007: 39,(8),p.23.)《英国和爱尔兰海军史》中云:“1778年卡龙舰炮始创于苏格兰的卡龙公司,它有一个短的炮筒,发射重弹,射程不远:例如32磅(14.5千克)弹卡龙舰炮最大射程为1087码(994米),相反32磅弹长管加农炮的最大射程为2900码(2652米)。”(注:Ian Friel,Maritime history of Britain and Ireland, c. 400-2001,London:British Museum Press,2003,p.153.)根据以上史料,可看出英军卡龙舰炮的射程是600—1500码(548-1371米)之间,属于近距离发挥作用的火炮。

二、中国境内英军卡龙舰炮的调查

在北京,天津,山东蓬莱,江苏南京,浙江杭州、镇海,福建泉州、厦门,广东广州、佛山、虎门,广西梧州等地的29个市县博物馆、炮台文管所,先后调查了322门铁炮及300余颗炮弹,共发现5门卡龙舰炮,详情见表3。

调查发现卡龙舰炮具有以下显著特征:(1)炮身较加农炮短,口壁薄,即口内径相对较大。(2)无耳火炮炮腹下方有卡箍装置,卡龙舰炮尾纽常有一个圆孔或有两个圆孔的组合,其作用是栓放绳子和穿插螺旋铁架,改变火炮俯仰的角度。(3)广东珠海博物馆藏的卡龙舰炮也有耳轴。(4)英军卡龙舰炮的瞄准装置是在炮腰上方有立表,因为圆锥形火炮的中心线与瞄准时的目线不平行,导致火炮发射时炮弹时常高越,故安设立表以求平行。(5)内膛光滑,壁厚均匀,具有机械加工的特征。

表3表明,实测数据齐全的英军卡龙铁炮共4门,平均值:炮长=100.8cm,口内径=14.5cm,口外径=19.8cm,底径=37.8cm。炮身/口内径=6.9,说明炮身较其他类型火炮要短;底径/口内径=2.4,说明了其炮身是向直筒形状发展。恩格斯著的《卡龙炮》中记载卡龙舰炮炮长与口内径之比常在7─8之间,《火器略说》中记载卡龙舰炮炮长与口内径之比常在4─8之间。实测数据与史料记载相符,卡龙炮属于炮身短、筒状形火炮。

三、英军卡龙舰炮的金相检测及材质对其性能的影响

对鸦片战争时期2门英军卡龙舰炮取样3件,进行金相检测。对铁炮样品选取横截面,用酚醛树脂镶嵌后用不同粒度的砂纸从粗到细进行力度均匀地打磨,然后进行抛光处理以达到金相观察的要求,用3%硝酸酒精溶液进行样品浸蚀。使用XJP-100型金相显微镜进行组织观察、拍照。

检测结果显示2门炮身样品都是展性铸铁组织。铁炮一般是由铸铁铸造的。铸铁(也叫生铁)是含碳量大于2.11%的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素并比碳钢含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。碳在铸铁中可能以渗碳体或石墨形式存在,根据碳的存在形式,铸铁可分为:白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁和展性铸铁等。白口铸铁所含的碳除少数溶于铁素体外,其余的都以渗碳体的形式存在于铸铁中,其断口呈银白色,故称白口铸铁。由于以渗碳体为基本组织,性能又硬又脆,不能锻造、加工;灰口铸铁的金相组织主要由片状石墨、金属基体和晶界共晶物组成。和白口铸铁的性能相比,灰口铸铁硬度低、脆性小;熔点低,流动性好,收缩率小,成分偏析少,具有良好的铸造性能;由于石墨本身的润滑作用,使灰口铸铁具有良好切削加工与耐磨性能;还由于石墨对基体的割裂作用,而能使震动不利于传递,使灰口铸铁具有减震性。展性铸铁具有团絮状石墨,是一种高强度、高延展性、高韧性的铸铁,具有良好的加工性能,展性铸铁铸造的火炮使得内膛表面被加工得非常光滑,由此能减少炮弹在炮膛中的摩擦阻力,允许炮弹直径制作得尽可能接近膛壁,减小了二者之间的游隙(注:中英鸦片战争时期的铁炮金相组织,可参见刘鸿亮、孙淑云《鸦片战争时期中英铁炮材质的比较研究》,《清华学报》(新竹) 2008年第4期。 )。

金相组织检测结果,表明前面文献记载的卡龙舰炮的制作技术是建立在火炮材质性能基础上的,即采用钻孔机和镟刀加工火炮内膛,加工技术之所以得以成功进行,正是由于展性铸铁的可切削性使然。

金相检测到的火门样品金相组织为灰口铸铁。灰口铸铁具有片状石墨,也具有可切削的加工性能,因此使得火门处可以被钻孔、打磨,加工得规整适用。目前国内由于保留的卡龙舰炮较少,取样检测样品只有2件,其材质的代表性似有一定局限性。但结合文献记载卡龙炮为铸件并可钻孔、镟膛等加工的特性来看,白口铸铁肯定排除在外,铸钢在18世纪末至19世纪初那时的技术条件下生产的可能性极小,故展性铸铁和灰口铁的可能性最大。此次检测的2件炮身样品组织均为展性铸铁、火门为灰口铸铁组织,应不是偶然现象。

对中英铁炮文献研究、实地考察、金相实验的结果表明,英军卡龙铁炮质量高于清军。衡量铁炮质量高低,主要看材质性能好坏、铸件内部和外表有无缺陷、内外膛表面光洁度、炮体的规整性和炮膛的对中性等。铁炮质量高低与铸造、加工技术直接相关,而铸造、加工技术又与材质有关。

清军铁炮多为白口铸铁材质,由于性脆,铁炮发射时易产生裂纹,反复使用会炸裂。《演炮图说》(卷3)等不同史料中绘制有清军开炮时的情景,炮手由于害怕火炮炸裂,故引火门的炮手离火门很远点燃引门,周围炮手为防意外,皆采取了防护措施。如此状况,迟滞铁炮射速。清军为防止铁炮炸裂,一则采用加厚炮壁的办法。

如在铁炮结构方面,文献研究和实地调查均发现该时期的清军铁炮炮体庞大,炮壁较厚,如红夷炮尾径/口径的值大于3的占有较高比例,此特征具有普遍性。庞大、壁厚的炮体制约了铁炮的机动性,灵活性和射速,而且限制了炮弹的大小。

一则采用双层铁、三层铁或铁芯铜体结构即复合材料的办法,炮管层层相套,自然内膛不会很大,这虽然减少了炸膛的几率,但发射的炮弹必然较小。今上海陈化成纪念馆现存有鸦片战争时期清朝振远将军铁炮,由三层铁铸造而成,炮口内径不大。

英国卡龙铁炮用性能较好的展性铸铁和灰口铸铁制成,此材质脆性较白口铸铁低,耐热疲劳性能较白口铸铁好,火炮发射时不易产生裂纹,减少反复使用炸裂的现象,故炮壁不必要加厚。展性铸铁和灰口铸铁中的石墨使铸件的切削屑易脆断成碎片,且石墨性软且滑腻,本身对刀具有一定润滑作用,因而具有优良的切削加工性能,使得火炮内膛能被机械加工成尽可能大的直径,炮壁相应就薄,炮体相应就轻和小,机动性就强,射速就快。炮壁薄,同样口外径的铁炮,口内径自然要大,装填的炮弹自然增大,威力就相应增大。《火器略说》中给出鸦片战争前后清军铁炮的游隙值是其膛径的10%,而英军卡龙舰炮的游隙值是2-9%,平均在6%左右(注:王韬撰:《火器略说》 ,解放军出版社1993年版,第54页。)。游隙值的减少不仅能降低炮弹发射时的漏气现象,加大了炮弹的出膛速度,还保证了炮弹在炮膛中作直线运行,从而提高了射程、射击精度和杀伤力。之所以产生中英铁炮壁厚度的不同,是与铁炮材质直接有关。在中英鸦片战争中, 英军卡龙铁炮因为材质好,士兵发射时不必担心膛炸的问题,射速自然要快一些。

四、卡龙舰炮的配置加强了英军“舷炮线式齐射”战术的威力

战争是国家或集团之间综合力量的较量,决定战争胜负的是战争的性质、战略思想、战术运用和武器优劣等多种要素的整合。从长远、总体来说,战争的性质(正义与邪恶)决定战争的胜负(胜利与失败);从短期、局部来说,战略、战术和武器可以是战争胜负的决定性因素。而战略、战术在战争中作用的发挥与武器的优劣有重要的关系。

因此我们一方面反对唯武器论,另一方面要非常重视武器的作用。在某一特定战争中,武器性能的优劣甚至对其胜负起决定性作用。中英鸦片战争时期,英军铁炮、舰船的优势和新作战方式的采用,是其侵略得逞的重要原因。清军铁炮、舰船的劣势和作战方式的陈旧,是其守卫失败的关键因素。

齐思和主编的《中国近代史资料丛刊•鸦片战争》中载有当时清军海陆迎敌战术,如水师战术只限于抛掷火球、火罐,施放火箭、喷筒以及爬桅跳船各种技术,采用接舷肉搏战和横阵冲撞战术(注:中国史学会主编: 《鸦片战争》(三),上海神州国光社1954年版,第284页。)。此等破夷之法,严重滞后于世界军事技术和战术的发展。英军使用 “舷炮线式齐射”战术,猛攻清军一处炮台,然后以侧翼迂回包抄战法将仍坚持在阵地上的清军残部逐走,虎门、厦门、定海、镇海、宝山失事情形,如出一辙。

英海军“舷炮线式齐射”战术就是尽可能地靠近对方军事目标,以便进行猛烈轰击促使敌方投降。此战术通常是先发射前炮,然后按顺序依次发射。大约是12艘战舰编成一个战斗队形,首尾相接,排成一路纵队,在敌对方近处通过,当各舰驶过敌舰时,舰上的大炮一齐向对方开火,集中火力彻底摧毁目标。为了达到如此杀伤效果,通常需要长管炮和短管炮的相互配合,短管的卡龙舰炮正是在这种情况下发挥了重要作用。《竞逐富强》中云:“18世纪的后几十年里,英国皇家海军最早实现了两项重大的技术改进——用铜覆盖船底以及使用炮筒短、口径大的卡龙舰炮。……这些炮弹的初速低、射程近,但炮弹的外加重量却比普通炮火的摧毁力更大。”(注:McNeill, William Hardy,The Pursuit of Power: Technology, Armed Force, and Society since A.D.1000,Chicago: University of Chicago Press,1982.p.231.)《世界海军史》中云:18世纪末,“英国舰于舷甲板上新装了臼炮——新发明的一种大口径短身管的火炮,这种火炮在近距离发射的重磅炮弹摧毁力极强,这种火炮比长身管炮轻得多,操纵它的炮手也较少,而且这些火炮加起来的全重仅占舰船金属重量的25%。英军的这种臼炮得到了长身管炮的很好配合,体现了英军近距离作战(150码即130米以内)的战术思想”(注:[美] E.B.波特:《世界海军史》,李杰等译,解放军出版社1992年版,第37、223页。)。这里所谓臼炮,指的就是海上用卡龙舰炮。许多史籍上常把卡龙舰炮与陆上用臼炮混称。这是由于二者形制和性能相当。臼炮在17世纪末期的欧洲出现,是一种发射角度大,弹道曲线大,以杀伤城墙、山寨后面兵员的火炮。

“舷炮线式齐射”战术的采用还需要快速舰船的配备。鸦片战争时期,英军使用了14艘蒸汽动力驱动的火轮船(铁质5艘,木质9艘),即19世纪30年代出现的木质或铁壳明轮船,第一次在对华战争中投入使用。尽管它们吨位小、安炮少,在西方正式海战中难期得力,在海军中也不占主导地位,但因吃水浅、动力足、航速快、机动性好等特点,可以逼近清军炮台附近海域;可以直线航行,不必根据风向和水流曲折航行,使航行速度加快,能较为精确地计算航程所需时间,适于近海作战。

卡龙舰炮在这种情况下正好发挥作用。该时期的清朝水师分段防守海疆,没有海军战略舰队,其各省水师战船技术处于风帆战舰时代。木质船只一般配置数百斤至二三千斤重的舰炮十数尊,火炮威力有限。战船实力由于与英军相差悬殊,故在战争中,只能采取舍水就陆、沿海筑土城、建炮台、造巨型火炮的战略方针。如《鸦片战争档案史料》中载,道光二十年(1840)十二月初二日,浙江巡抚刘韵珂奏:“该夷船坚炮利,若在洋面接仗,是以我所短,就彼所长。总以堪择要口,修筑炮台,制造巨炮,严密防守为第一要策。”(注:中国第一历史档案馆编:《鸦片战争档案史料》第2册,天津古籍出版社1992年版,第654页。)清军以“炮台重炮防守”的策略对抗英军“舷炮线式齐射”战术,是限于当时火炮和舰船落后的技术条件下的无奈之举。清军重型铁炮使用火绳点火,主要发射斤两偏小的球形实心铅铁弹,射速只有1发/6分钟。而英军火炮发射由燧发机点火、采用定装炮弹、旗语指挥等措施,使其重型火炮射速快,达到3发/2分钟,卡龙舰炮是其速度的2倍,射速更快(注:刘鸿亮:《鸦片战争时期中英铁炮的比较研究》,北京科技大学2008年博士学位论文,第98-110页。)。在炮架的机动性方面,清军重型岸炮炮架简陋,设计不合理,致使操作难度大,机动性差。而英军战船因有长短炮互相配合,加农炮和榴弹炮由四轮炮架承载,卡龙舰炮由特制的滑轮炮架承载,机动性好。所以使“舷炮线式齐射”战术得以成功运用。在与清军近距离对垒中,英军战列舰和其他船只发挥了卡龙舰炮近距离作战的优势,火炮机动性好,射速快,爆炸弹杀伤力大,对英军取胜起了很大作用。清军重型火炮由于机动性差,射速太慢,在与英军卡龙舰炮的对击中明显处于下风,这是造成鸦片战争清军失败的重要原因之一。

如钦差大臣琦善奏称中英大角、沙角之战,“该夷进攻之始,止用中小兵船数只,排列多炮,鱼贯而入,连环施放,力量极猛,击中后墙,即致碎裂飞散,我军势不得不竭力回击,而该夷无论受伤与否,一面暂先却退,一面易船复进,旋击旋退,旋去旋来。循环数次,其船可易,而炮台不能易,其炮则各船皆有,而我军止有台内安设之炮,不但已无可换,其势亦断不及换”(注:中国第一历史档案馆编:《鸦片战争档案史料》第2册,天津古籍出版社1992年版,第745页。)。浙江巡抚刘韵珂上奏说:“我炮于放毕之后,须另装子药,不能即时续放。彼则一船之炮甫毕,一船之炮又来,接续不断,急如骤雨,且其桅墙之上亦皆施炮,势甚高峻。我炮虽有土堡可以藏避,而高止数尺,炮子从空飞堕,兵仍被伤。”(注:中国第一历史档案馆编:《鸦片战争档案史料》第6册,天津古籍出版社1992年版,第737页。)

而两江总督耆英则奏言:“彼之长技在于大炮、火箭二项,其接仗时黑夷潜伏舱中,身有所护,目有所见,装药下子,又甚便捷。白夷置身桅巅,用测远镜窥定,高下远近,号令施放,故能发无不中。……我之炮力,本不如彼炮之致远,而船系活动之物,又逆潮而上,可以随潮趋避,我炮施放,一出之后,彼炮已接踵而来,官兵容身无地,不及装药再放,是彼炮可以连环接续,而我一炮止有一出,发而不中,等诸无炮。”(注:中国史学会主编:《鸦片战争》(三),上海神州国光社1954年版,第471页。)

五、结 论

鸦片战争时期,中英两国的史料对英军卡龙舰炮都有记载,此炮由膛孔机将实心铸就的炮身钻膛,膛径较大,炮壁较薄且光滑,重量轻,机动性好(特制的滑轮炮架承载)。分有炮耳和无耳两种类型,无炮耳的卡龙舰炮依靠炮腹下的卡箍被安装在特制的滑轮炮架上。它装药量不大,但发射的是巨型爆炸弹,射程可达548─1371米,杀伤力大。中国境内目前遗留有一些英军卡龙舰炮,经过实测,形制、尺寸与文献记载相符,其设计较合理。还发现卡龙舰炮的瞄准装置,或是在炮口上方套一木质或铁质的立表,或是把铸的准星位置移至炮腰上方,按三点一线的方法射击。通过金相组织检测,发现其材质为较好的展性铸铁和灰口铸铁,此材质有利于膛孔机钻膛,镟刀镟膛,可以保证膛壁光滑,从而保证了火炮射程和射击精度的提高。卡龙舰炮适合了英海军“舷炮线式齐射”战术近距离作战的需要,其摧毁能力大大超过了加农长炮的摧毁能力,在中英鸦片战争中,其威力得到充分发挥,是英军在战争中取胜的主要因素之一。

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