在第二次世界大战爆发初期，德国防空部队已经拥有了优秀的 88 毫米高射炮，它们因在对空和对地反坦克作战中表现出的强大威力而名声大噪。然而，在德国本土上空全面铺开的战略轰炸大战，迫使德军需要射高更远、炮弹威力更大的防空武器。为了应对这一挑战，128 毫米 FlaK 40 高射炮应运而生——尽管其在使用中存在种种复杂性，但它仍成为了当时最强大、最有效的防空系统之一。
蒂尔加滕高射炮塔（Flakturm Tiergarten）上部署的 12.8 cm FlaK 40 Zwilling（双联装版本）。柏林，1945 年。
该火炮的研发始于 1936 年，由莱茵金属-博尔西希公司（Rheinmetall-Borsig）负责。第一架原型机于 1937 年底交付测试并成功通过。然而，测试中暴露出了一个严重的问题：火炮在战斗状态下重约 12 吨，运输时必须将炮管拆卸下来。试运行表明，这种运输方式在野战条件下是完全无法接受的。于是，1938 年德军开始寻找其他的解决方案。 该火炮本身的炮管长度为 61 倍径（约 7.8 米），这保证了其在高空射击时具有极高的初速和精准度。由于其结构规模过于庞大，即便在测试靶场，维护和操作这门火炮也需要一个由 10 至 12 人组成的炮班。
被英军缴获的 FlaK 40/1 牵引版本。德国，1945 年。
德军曾生产过 6 门采用多轮运输车的“机动”版本，但对于快速机动而言，它们显得过于沉重和庞大。随后，尝试将火炮拆解成两辆马车/炮车进行运输的努力也未能成功——组装和拆卸过程耗费了太多时间。最终，德军放弃了实现完全机动性的想法，转而专注于固定阵地（静态）版本的研发。此外，128 毫米火炮巨大的后坐力需要配合极为沉重的炮架以及强力的液气式驻退复进机，这进一步增加了整个系统的重量。
最成功的型号是 FlaK 40/1 牵引版本，它使用专属的 Sd.Ah. 220 型四轴挂车进行运输。该运输系统的结构由两辆完全相同的双轴转向架（四轮小车）组成，火炮本身则悬挂在两车之间。整个系统的总重量达到了 27 吨，必须使用大功率的半履带牵引车才能进行拖曳。
12.8厘米 Flakzwilling 40/2 双联高射炮是 Flak 40 最著名的衍生型号。这些火炮曾被广泛用于柏林和维也纳的防空作战中。
在行军（运输）状态下，该炮占用的空间非常庞大，而将其转化为战斗就绪状态则需要炮班付出大量的操作时间和精力。一旦在阵地上安装就位，其炮架会固定在一个巨大的十字形平台上，以确保火炮能够进行360度全向瞄准，并在射击时保持极佳的稳定性。 在所生产的火炮总数中，绝大多数（约 1125 门）采用了固定式安装，布置在混凝土基座上。这些阵地通常沿通往德国各主要城市的关键空袭航线进行部署。其中，防空高射炮塔（Flakturm）占据了特殊地位——这是在柏林、维也纳和汉堡建造的巨型混凝土防御建筑。
高射炮塔上一门配备全员炮班的 12.8厘米 Flak 40 高射炮。德国，1943年12月。
在这些高射炮塔的顶部安装了双联装的 FlaK 40 Zwilling 系统，能够以最高的效能进行射击。每座这样的防空塔本身就是一个完整的防御堡垒，拥有自己独立的雷达、指挥所和地下弹药库。 双联装版本于 1942 年问世，旨在应对盟国日益剧烈的战略轰炸。两根 128 毫米口径的炮管并排安装在同一个炮架上，使火力密度直接翻倍。整个武器系统的总重量达到了 26.5 吨，这彻底宣告了其与“机动性”无缘。截至 1945 年 2 月，德军部队共装备了 34 套此类双联装系统，用以捍卫柏林和维也纳的天空。 得益于自动装弹和弹药输送系统，该炮能使每套系统维持每分钟约 10～12 发的射击速率，对于这种大口径火炮而言，这被视为极其优秀的指标。
FlaK 40/1 牵引版本
该火炮的弹道性能至今仍令人印象深刻。重达 27.9 公斤的炮弹以 880 米/秒的初速飞离炮管，最大射高可达 14800 米。作为对比：著名的“八八”（88 毫米高射炮）所使用的发射药量仅为其四分之一。高初速与沉重弹丸的结合，使 FlaK 40 无论是在对抗高空轰炸机还是打击地面目标时，都成为了一种极为致命的武器。其射击炮口动能超过了 10 兆焦耳，这使其直接与那个时代的重型野战火炮系统平起平坐。
高射炮塔上部署的 12.8 cm FlaK 40 Zwilling 系统
在战争的最后几天，当苏军强攻柏林时，动物园高射炮塔（Zoo Tower）上的高射炮被直接用于对地面目标进行直瞄射击。沉重的 128 毫米炮弹完全是在字面意义上摧毁了苏军坦克，尤其是当击中装甲侧翼时。在试图突破前往国会大厦的战斗中，正是由于这些火炮的拦截，苏军损失了几十辆装甲车辆。炮弹极高的初速使其能够在相当远的距离上击穿装甲，从而将这型高射炮变成了一种即兴发挥的、威力恐怖的反坦克利器。 除了固定阵地版和牵引版之外，该炮还存在一种安装在特种平台上的铁道炮版本，能够沿铁路轨道进行机动。此类铁道高射炮大约生产了 200 套，从而在全面战争的恶劣环境下提供了一定程度的有限机动性。铁道系统能够在各大工业区之间快速调配，用以加强最易受风风险方向的防空火力。
12.8 cm VK30.01 履带式自行火炮架，即 (H) "埃米尔型自行火炮"（Sturer Emil）
FlaK 40 的命运折射出了战争后期德国国防工业的整体趋势：即创造出性能极为强悍、却由于过度复杂且造价昂贵而无法再扭转战局的武器系统。这种能够捍卫天空的火炮，对于运动战而言显得过于沉重，对于大批量生产而言又过于昂贵。然而，在这些火炮来得及安装部署的地方，它们确实成为了盟国空军的严重威胁。而在柏林的街巷激战中，它们再次证明了一条真理：一门优秀的高射炮，在任何时候都能成为极佳的反坦克武器。
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