崎峻军史周刊
(温馨提示:本文约5600字,配图40幅,原创不易,感谢您的耐心阅读。)
在二战时期,空地支援已经是非常普遍的作战形式,诸如Ju 87、伊尔-2等对地攻击机型的出现在加强地面部队战斗力的同时,也将野战防空的严峻课题摆在各国陆军面前。作为空地支援作战的先行者,德国陆军早在战前就在作战部队中编入防空单位,执行野战防空任务,它们最初使用牵引式轻型高射炮,后来又将高炮安装在各种机动载具上,研发了型号繁多的自行高射炮。本文介绍的“球形闪电”就是战争后期德军研制的一型履带式自行高射炮,虽然仅制造了寥寥数辆,几乎没有参与实战,但其独具特色的设计影响了战后各国自行高射炮的研发,是一款饶有趣味的野战防空战车。
缘起
在1942年以后,二战的局势对于德国愈发不利,过度消耗的德国空军渐渐失去了在各个战场的制空权,尤其在北非前线,盟军飞机的低空炸伤让非洲军团吃尽苦头,这一点在影片《刺杀希特勒》中有真实的反映,影片开头就有英军飞机洗地的场面,阿汤哥扮演的施陶芬贝格也就此成了残疾(请点击下方视频观赏)。德国陆军痛苦地意识到,指望那个胖子提供防空掩护愈发不现实,他们必须依靠自己的力量尽可能地撑起有效的保护伞,对于防空武器的需求变得十分迫切,同时为了保证机动性和反应速度,自行化成为野战防空武器的必要指标之一。
德军早在法国战役之后就将20毫米或37毫米高射炮安装在机动底盘上,改装了多种自行高射炮,用于伴随野战部队作战。二战时期的德军自行高射炮主要有两种类型,一是安装在Sd.Kfz. 7型牵引车底盘上的半履带型号,二是采用坦克底盘的全履带型号,后者被德军称之为Flakpanzer,从字面上可以译为“防空坦克”,此类型最早的型号是利用I号坦克底盘改装的Flakpanzer I。这些早期型号的自行高射炮多少满足了德军机动野战防空的需要,但都有一个共同的缺陷:为了获得开阔的射界均采用敞开式炮位,除了火炮防盾外炮组成员缺乏防护,结果在与低空飞机对抗时往往遭遇重大伤亡。
■ 这两幅由沃斯泰德绘制的模型封绘展现了德军的两种自行高射炮,上图是安装四联装20毫米高射炮的Sd.Kfz. 7/1型自行高射炮,利用Sd.Kfz. 7型半履带牵引车改装而成;下图是Flakpanzer I型自行高射炮,利用I号坦克底盘和20毫米高射炮结合而成。上述两种自行高射炮都缺乏有效的防护。
鉴于履带式底盘在越野机动性上的优势,德军要求新型自行高射炮最好使用现有的坦克底盘来生产,当时I号和II号坦克的底盘已显老旧,承载能力也十分有限,III号坦克底盘主要被用于生产突击炮,供应紧张,因此只能选择IV号坦克或“黑豹”坦克的底盘,而“黑豹”坦克本身就产量不足,所以IV号坦克底盘就成为唯一可行的载具方案。
基于IV号坦克底盘,德意志钢铁公司于1943年开始了Flakpanzer IV型系列自行高射炮的研制,第一种型号就是1944年3月投产的“家具搬运车”(Mbelwagen),该车安装1门Flak 43型37毫米高射炮,战斗射速达150发/分,对空有效射程4200米,在炮位四周安装4块装甲围挡,可以为成员提供一定的保护,但在射击时必须将围挡放平以扩大射界,结果炮组依然处于无防护状态,而且收放挡板也需要时间,影响了反应速度。“家具搬运车”制造了240辆,其在战斗时无防护的设计不为军方所喜。
■ 今日收藏于博物馆内的“家具搬运车”自行高射炮,可见在37毫米高射炮周围竖起的装甲围挡。
■ 在这幅照片中“家具搬运车”火炮后方的围挡已经放下,在战斗状态下所有围挡都要放平以扩大射界。
1944年中期,Flakpanzer IV型自行高射炮的改进型“东风”(Ostwind)和“旋风”(Wirbelwind)问世,相比“家具搬运车”的最大变化就是将收放式装甲围挡整合为顶部敞开的多边形旋转炮塔,即便在战斗状态下也能为炮组成员提供一定的防护。“东风”装备的是单装Flak 43型37毫米高射炮,而“旋风”装备了四联装Flakvierling 38型20毫米高射炮,前者具有较大的射程和威力,后者拥有射速和火力密度上的优势,两者可以分别负责中空和低空的防空任务,组成多层次的防空圈,堪称是二战时期最佳的野战防空组合。然而,“东风”和“旋风”的战斗室顶部是敞开的,在防空战斗中依旧存在危险,德军希望军工部门开发具有全封闭式战斗室的自行高射炮,由此促成了“球形闪电”(Kugelblitz)的诞生。
■ “东风”自行高射炮的彩绘,该炮装备1门37毫米高射炮,并配有顶部敞开的半封闭炮塔。
■ 今日保存在加拿大博登军事基地内的“旋风”自行高射炮,同样采用顶部敞开的半封闭炮塔。
车体特征
作为Flakpanzer IV型系列自行高射炮的终极型号,“球形闪电”的命名非常有趣,在德语中Kugel是球,Blitz是闪电,直译“球形闪电”没毛病啊,可见德语构词还真是简单粗暴,不过这个名字倒是非常贴切,因为该型自行高射炮的最大特色就是它的球形炮塔设计。
从某种意义上讲,对于当时的自行高射炮而言,“全向装甲防护”和“全向射界”是两个相互矛盾的设计指标,为了使两者得到统一,唯一可行的方案就是将火炮和炮塔整合为能够联动的整体结构,最终工程师们提出一个可以旋转和仰俯的球形炮塔方案。为了确保对空射击的威力,火炮的口径是无法进行妥协的,因此最终完成的球形炮塔座圈直径达到1900毫米,与虎式坦克的炮塔座圈直径相当,而IV号坦克的炮塔座圈直径为1680毫米,炮塔座圈的扩大要求对车体结构进行相应的修改。
■ 行进中的德军IV号C型坦克,注意车体顶部装甲前端有明显下倾,这是IV号坦克的重要外观特征。
从IV号A型开始,IV号坦克车体顶部装甲的前半段就存在非常明显的下倾角,这块下倾的装甲板会延伸到炮塔座圈前缘,而且IV号坦克有些“歪脖”,炮塔并非位于车体中心轴线上,而是略微向左侧偏置。在改装为“球形闪电”时,由于球形炮塔的座圈尺寸扩大,其前缘远远超出之前车体顶部倾斜装甲与水平装甲的结合线,所以需要将车体前上部的装甲改为水平,没有任何角度变化。此外,“球形闪电”的炮塔位于车体正中,由于炮塔尺寸较大,在旋转时会与之前安装在车体前上部的驾驶员及无线电员舱盖发生干涉,因此这两个舱盖也必须移动位置,相对于中心轴线做一定的偏转。
■ Flakpanzer IV型“球形闪电”自行高射炮的概念图,该车是利用IV号坦克底盘改装的系列自行高射炮中的最后型号。
随着车体前上部倾角的取消,首上装甲及战斗室侧面装甲的上缘都向上延长,形成一个四方的箱形结构,这是“球形闪电”在车体结构上的独有特征,除此以外,其底盘与IV号J型坦克没有区别,其机动能力也与标准的IV号坦克相当,战斗全重23吨,时速约38公里/小时,作战行程约200公里。正如笔者一直认为的那样,“形式服从功能”在武器设计中的体现非常明显,“球形闪电”的设计就是非常好的范例。
■ 上两图为Flakpanzer IV型“球形闪电”自行高射炮的线图,注意其车体前部顶部装甲改为水平,取消了下倾设计。
球形炮塔
“球形闪电”的炮塔设计很有创意,它是一个由多块弧形装甲构件组成球体结构,当然并不是完全的球状,炮塔顶部有些凹陷部分,用于设置舱口。炮塔整体半埋在车体内,外露的部分在火炮水平时的高度仅有约60厘米,同时在炮塔周围还装有一个截锥体形状的装甲围壳,以保护炮塔基部。球形炮塔通过枢轴悬挂在围壳内,然后整体吊装到炮塔座圈上,构成一个封闭结构,相对于之前的敞开式结构无疑是一个明显的进步,可以为炮组成员提供全方位的保护。
■ “球形闪电”的炮塔实物照片,该炮塔是英军在战争末期缴获的,并在运回英国后向公众展示。
■ “球形闪电”的炮塔剖视图,其球形壳体结构通过枢轴安装在装甲围壳上。
■ 上两图是“球形闪电”炮塔正面及后面的特写照片,其球形炮塔半埋于车体内,并有装甲围壳遮蔽,外露的部分其实非常少。
火炮安装在炮塔正中,由炮组成员操纵仰俯,同时辅以炮塔的水平旋转,从而将炮口指向目标所在的方位。在炮塔内可以容纳3名炮手,其座席分别位于火炮左右两侧和后方,其中左侧为旋回手兼装填手,右侧为仰俯手兼装填手,后方为车长兼射手。值得一提的是,成员座席与火炮是联动的,随着火炮的仰俯而仰俯,这一设计非常便于对空观测和追踪目标,炮组成员不必像在“东风”和“旋风”中那样仰起脑袋,坐井观天似地观察空情。除了炮塔内的三名成员外,“球形闪电”的车组还包括驾驶员和无线电员,位于车体前部的座席上。
■ “球形闪电”炮塔内的成员座席是与火炮联动的,随着火炮仰俯而仰俯,从而利于追踪目标,从图中可见车长座席略高于装填手座席。
因为设计较为仓促,“球形闪电”的炮塔虽然是封闭结构,但没有水密和气密功能,而且装甲也非常薄弱,球形壳体为10~20毫米,装甲围壳为30毫米。为了能够追踪快速机动的空中目标,德军计划在量产时为“球形闪电”的炮塔配备液压驱动旋转装置,使炮塔旋转速度最快可达60度/秒,但是现存的炮塔实物显示仍由人力操纵旋转,旋回速度较为缓慢。“球形闪电”的炮塔可以360度旋转,火炮的仰俯范围在-7~+80度之间。与其他德国装甲战斗车辆一样,“球形闪电”的内部安装了车内通话装置,鉴于全车没有气密设计,所以车内还配有毒气过滤装置和呼吸器,以备在毒气战条件下作战。
■ “球形闪电”各部分装甲厚度示意图,其球形炮塔的防御比较薄弱,但总算做到了全向防御。
■ “球形闪电”的木制模型,炮塔呈高仰角射击状态。
“球形闪电”的炮塔上设有三个舱口,在左右装填手前方各有一个舱门,用于进出和补充弹药,在车长座席上方还有一扇左右开闭的舱门,每个舱门上还开有圆形小门,可能用于直瞄射击或安装某种观测设备。在车长舱门上还装有潜望镜,德军还计划为“球形闪电”安装车长指挥塔,以改善车长的观察条件,但未能付诸实施。“球形闪电”的炮塔舱口设计并不合理,人员出入不便,在大仰角射击时车长舱门甚至会被炮塔围壳的后缘阻挡而无法开闭。
■ “球形闪电”炮塔顶部的特写照片,注意开启的车长舱口和数个小型开口。
由于资料缺失,现在已经无从得知“球形闪电”的车长使用何种光学装置进行瞄准,这一工作很可能通过一个双镜头的瞄准/测距装置完成,其物镜为潜望镜式的,镜头从炮塔顶端两个纵向的矩形开孔伸出。两门火炮分别由车长脚下的射击踏板控制开火,既可以齐射,也可以单独射击。火炮的仰俯、旋转和射击分别由三名炮组成员完成,而不像早期的自行高射炮那样均由一人操纵,因此对炮手的训练水平和车长的指挥能力提出了更高的要求。
■ 炮塔左侧装填手舱门的特写,注意上面还有一个可以旋转开启的圆形小门。
■ 从炮塔内部拍摄的用于安装光学设备的固定架。
武器装备
“球形闪电”的主要武器源自空军装备的MK103型30毫米机关炮,该炮是莱茵金属公司研发的多用途自动航炮,采用导气式结构和电击发技术,弹道平直且射速较高,采用弹链供弹,配用穿甲弹和高爆弹,在发射穿甲弹时初速达940米/秒,射速达420发/分。MK103型30毫米机关炮最早装备于亨舍尔Hs 129型对地攻击机上,并帮助该机赢得了“坦克开罐器”的美誉,由此可见MK 103型机炮的威力。30毫米炮弹的杀伤力远非20毫米炮弹能比的,在攻击B-17等重型轰炸机时,只需命中4发30毫米炮弹就能摧毁目标,而20毫米炮弹需要击中20多发才能击落,而对于战斗机一类的目标,30毫米炮弹基本上一发入魂。
■ 莱茵金属MK 103型30毫米机关炮的外观照片,该炮具有射速快、威力大、弹道平直的优点。
■ 德国空军地勤人员在为Hs 129型攻击机装备MK 103型机炮装填弹药。
虽然MK 103型机炮的性能非常优良,但存在体积、重量较大的缺陷,很难装备在单发战斗机上作为主要武器使用。在战争后期,德国空军在面临盟军轰炸机愈发严重的威胁时尝试在Fw 190战斗机上搭载MK 103型机炮,以执行截击任务,有资料表明曾进行了搭载试验,但最终未能投入实战,究其原因在于机炮带来的增重将严重影响飞行性能。在德国空军的战斗机中以Mk 103作为固定武器的型号仅有Do 335,其他飞机只能携带航炮吊舱,但也十分罕见,多为试验用途,该型机炮依然主要作为对地攻击武器使用。后来,德国空军在MK 103基础上进行减重处理,不惜牺牲性能,研发出结构简单的MK 108型机炮,从而满足了作为战斗机武器的要求,但其弹道性能十分低劣。
■ Do 335是唯一将MK 103型机炮作为固定武器的德军战斗机,在机鼻和两翼翼根内装备3门该型机炮。
■ 安装在Fw 190型战斗机上的MK 103型机炮吊舱。
除了德国空军外,德国海军和陆军也对MK 103型机关炮充满兴趣,这种大威力、高射速的武器非常适合作为防空武器,而在舰艇和地面平台上使用时其体积和重量将不再是问题。海军计划将MK 103型机炮安装在潜艇的防空塔内,而陆军选择该型火炮作为“球形闪电”的主要武器。
■ MK 103型30毫米机炮的地面型号Flak 38/103型30毫米高射炮,它是由MK103型机关炮与Flak38型20毫米高射炮的炮架结合而成。
“球形闪电”使用的MK 103型机炮的车载改型,被称为MK 103Pz,炮管长度由机载型的1.34米延长到2.3米,在对空射击时有效射高为5700米,在对地射击时射程可达3700米,其弹道性能介于20毫米高射炮和37毫米高射炮之间,可以有效应对各种中低空目标。“球形闪电”配备2门MK 103型30毫米炮,以双联装形式安装在球形炮塔内,并在炮口上安装了外形扁平的炮口制退器,为了防止炮口焰在齐射时交织在一起,影响弹着观测,左右炮的制退器会各自偏转一定角度。“球形闪电”内可携带1200发30毫米炮弹,分装于6条200发弹链中,如果不加节制的射击,这些弹药将在射击90秒后消耗殆尽,空弹壳会落入火炮下方的收集器中。除了30毫米机关炮外,“球形闪电”在车首无线电员席前方装有1挺MG 34型7.92毫米机枪作为辅助武器。
■ “球形闪电”配备2门MK 103型30毫米机关炮的车载型,威力、射程和射速俱佳。
总体来说,“球形闪电”自行高射炮的设计理念在当时具有划时代的意义,并对后世自行高射炮的研发产生了深远影响。值得一提的是,虽然其出色的炮塔设计是由老牌军火商戴姆勒-奔驰公司完成的,但并非出自专业设计师之手。
■ 沃斯泰德的这幅封绘描绘了“球形闪电”进行防空作战的场面。
生产与服役
随着“球形闪电”的问世,德国陆军自认已经得到了理想中完美的防空战车,于是忙不迭地制定量产计划,最初预定在1944年9月完成5辆,从1944年12月开始达到月产30辆的水平,用于取代“东风”。然而,对于战争末期深陷困境的德国来说,这项计划完全是脱离现实的野望,后来“球形闪电”的生产计划削减为“1945年2月和3月每月制造10辆,4月制造40辆”,即便是缩水的生产计划最终也没有得到实施。根据资料,可能仅有3辆“球形闪电”在戴姆勒-奔驰公司完成组装,其最终产量可能不超过6辆。
■ 上面这幅照片摄于1944年10月16日,地点是库默斯多夫武器试验场,一群军人在参观Flak 38/103型30毫米高射炮,通过放大可以看到背景中一辆“球形闪电”,但不清楚是实车还是等比例模型。
德国计划在1945年6月停产IV号坦克及其底盘,此后“球形闪电”的炮塔将安装在38(t)型或38(D)通用底盘上。德国人还计划在“球形闪电”的炮塔上加装2门20毫米高射炮,用于帮助MK 103型高射炮进行校射,当然这些发展和改进计划都未能付诸实施。在“球形闪电”开始量产之前,盟军就占领了负责加工该车装甲构件的德意志钢铁公司,这彻底让“球形闪电”的量产变成了无米之炊。
尽管“球形闪电”的量产计划无法得到落实,但德军还是认真考虑了其作战编制问题,并拟定了一个特种装甲防空连的编制计划,该连将混编“球形闪电”、“东风”和“旋风”自行高射炮,下辖3个排,第1排编有6辆“球形闪电”,第2排编有6辆“东风”,第3排编有4辆“旋风”。从理论上说,这个特种防空连的16辆自行高射炮如果同时开火,将组成多层密集弹幕,基本做到射程之内无活物,但是这种火力密度只能持续1~3分钟,随后就需要开始补充弹药,而在实战条件下这是非常危险的,特别是对于封闭式炮塔的“球形闪电”来说更是困难。
■ 二战末期德军拟定的特种装甲防空连编制,混编了当时德军性能最好的三种自行高射炮。
显然,要保证这些高射速防空武器的弹药供应需要大量的人手,因此在1945年3月关于编成特种防空连的计划中特别提到了抽调空军地勤人员的问题,反正在戈林元帅的英明领导下,德国空军那时已经没有几架飞机能飞上天了,很多空军富余的地勤人员被编入地面作战部队,但战斗力差劲的空军野战师很多情况下都是炮灰的角色,既然如此不如让空军地勤们给“球形闪电”补充弹链,也算做回他们的老本行,人尽其才。
■ 关于德军特种装甲防空连的战斗阵型读者可以通过这个战地小场景自行脑补一下。
由于生产数量稀少,加上资料散失,“球形闪电”的服役和作战情况已经没有确切的记载,唯一可考的战斗发生在1945年4月1日,在奥尔德鲁夫附近的斯帕腾山附近,1辆“球形闪电”在与美军第4装甲师的交火中被彻底击毁,炮塔被炸飞,落入路边的森林中,车体留在原地。后来,车体被当地人拆毁回炉了,炮塔残骸则在1999年被发现,并被运到德累斯顿的一家军事博物馆内保存,但并不对外公开展示。
■ 1999年在斯帕滕山发现的“球形闪电”的炮塔残骸,这是证明该型战车曾经参与实战的有力证据。
在战争结束时,无论盟军还是苏军都没有得到一辆完整的“球形闪电”,仅有部分球形炮塔被缴获,至于车体也仅留有一张照片能够证明其曾被苏军缴获。有种说法声称,“东风”曾计划使用与“球形闪电”相同的大直径炮塔座圈的车体,但这项计划很快就被取消了。现在“球形闪电”唯一的遗物收藏在基尔的德国防空军事历史展览馆内,这是一个完整的球形炮塔,是英军在战争末期缴获的,后来运回英国进行研究,于20世纪70年代被交还给西德,其保存状态相当好,从而让后人能够了解这种奇特战车的细节。
■ 上两图是战争末期被盟军缴获的“球形闪电”的炮塔构件及装甲围壳构件。
■ 这幅照片是1945年在柏林拍摄的,几名苏军士兵坐在一辆德军战车残骸上留影,通过其行走装置的特征可以判定是IV号坦克底盘,结合车体顶部装甲前端水平的特点,这正是“球形闪电”的底盘,这也是唯一能够确定是该车车体的历史照片。
■ 今日保存在基尔德国防空军事历史展览馆内的“球形闪电”炮塔。
■ 模型爱好者制作的“球形闪电”自行高射炮的模型。
本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容。
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