从“沙皇大炮”到“阿姆斯特朗炮”
——后“乌尔班”时代的火炮近代化历程

正如刘慈欣老师在《三体》中讲述的那样。君士坦丁堡陷落的历史意义许久之后才显现出来，事情发生时人们首先想到的，就是罗马帝国终于完全消失了。拜占庭是古罗马拖在身后的长达千年的车辙，虽也有过辉煌，但还是终于像烈日下的水渍一样蒸发了。当年，古罗马人在宏伟华丽的浴宫中吹着口哨，认为帝国就像身下的浴池一样，建在整块的花岗岩上，将永世延续。现在人们知道，没有不散的宴席，一切都有个尽头。君士坦丁堡被土耳其人占领，拜占庭灭亡，延续千年的罗马帝国法统彻底终结，同时也迎来了文艺复兴。一方面，拜占庭是整个欧洲古典文化的“蓄水池”，当君士坦丁堡被攻破以后，大量曾经居住在拜占庭帝国境内的知识分子，纷纷涌入西欧，带去了文献、典籍，以及古希腊、古罗马时代的思想；不过历史的细节是需要慢慢加以推敲的。在君士坦丁堡之战中，乌尔班大炮是否发挥了可怕的作用始终存在争议。虽然在一些文学作品中这样渲染道：“部分重型炮弹甚至飞过城墙，深入城区达一英里（1.61千米）左右，一些击毁了民居、教堂，一些杀死了市民，一些坠入了市区中的果园。据说在方圆3.22千米的地界内都能感觉到强烈的震动，甚至在港口中抛锚的军舰，也不能幸免。”“炮击对守军心理上的打击甚至更为剧烈和有效。炮击的轰鸣，烟尘和震动，即使经验丰富的拜占庭骑士和意大利佣兵，也感到恐慌。对平民来说，这更似世界末日的征兆。四处是狼奔豕突的人群，妇女晕倒在街上，无助的市民只能聚集在教堂，徒劳地期盼上帝的拯救。”然而，乌尔班铸造的巨炮在另外一些人眼中却只是一个配角，它对于狄奥多西城墙的坍塌所起的作用其实是无足轻重的，对于友军要比敌人更加致命。甚至还有这样一个说法。尽管这门巨炮制造了无数个人间地狱，但在某次攻城时，炮膛无法承受火药的冲击力，发生了爆炸，炸死了炮手和设计者本人——尽管这则消息很可能来自臆造（真实的历史原型可能是1460年苏格兰国王詹姆斯二世，因为站在一门点火时突然爆炸的大炮旁边而被炸身亡），但谣言背后的隐喻是：火炮的技术潜力正在不断挑战人们的想象力，但这种对想象力的挑战有时也是恐惧的源泉。这就如同面对普罗米修斯盗取的火种，人类对火炮这种新技术产生了一种本能的恐惧。

事实上，新技术的诞生总是伴随着欣喜与彷徨，对其强大力量和不可控性所产生的恐惧无可避免。人们对新技术的真实态度更多是焦虑与依赖并存。这种焦虑有时不是“理性”的，而是一种本能。这种本能被称为技术恐惧。“技术恐惧”一词的词源来自古希腊，是技艺、工具和恐惧组合而成的复合词。主要指对先进技艺的排斥或者对复杂设备的厌恶。这种厌恶是很有意思的。人类之所以区别于动物的一大重要特征就是在感知恐惧上，动物依靠的是以往的经验和面临恐惧时的感官反应来应对，而人的恐惧的产生既有现存的因素，又有潜在的因素，同时人类的恐惧是一种带有指向性的恐惧，当技术成为人们恐惧的对象，并且技术的发展前景不被看好时，技术恐惧也就由此产生。这种恐惧早在人类诞生之初就已经产生了，普罗米修斯的故事中“火”的隐喻再好不过地说明了这一点。普罗米修斯把技术以火的形式从神祇那儿偷给了人类。既然人类手中的“火”来自神祇，那它就是一种力量。但火并不是人类的力量，它不是人类的财产，一旦它脱离技术的控制，就会显露出它的暴力。在这种暴力面前，人则显得无能为力。正因为如此，既然普罗米修斯的“盗火”过程就代表着人类及其人性的生成，那么人们就难免要在自我讴歌之余，又对自己的能力、地位与前途，都生出一种无名的迷茫、猜疑与失望。特别是，一旦他们中的有识之士又看到，居然所有的文明进展与技术发明，都会带来人类欲望的进一步萌生，而那不断成倍增长着，因而永远难以填满的欲壑，则又总要拖曳着历史向下沉沦，那么他们就更要对“盗来”的“火种”——“技术”表示疑虑甚至悲观了。不过，在拜占庭帝国的毁灭中，无论人们对乌尔班大炮的作用是夸大、是贬低，还是产生了更为深层的恐惧和悲观，终究是带着大炮而来的土耳其人占领了君士坦丁堡，这个历史事实本身就说明了一切。至于乌尔班大炮本身在那场攻城战中的作用，它是否在那场攻城战中自毁并且毁灭了其创造者？围绕这些问号产生的争议其实都无关紧要，“乌尔班大炮”只是一个象征性的图腾罢了。

“乌尔班大炮”或许的确炸裂了，但根本的原因并非乌尔班学术不精或炮兵操作有误，更不是所谓上帝的诅咒，而是在于这样的钢铁巨兽，其肩负的军事使命已然超出了当时冶金术可承担的上限。在1453年“乌尔班大炮”发出了历史性的轰鸣之后，火炮技术按照自己的节奏时快时慢地演进着，并且越来越发挥着不再有争议的决定性作用。土耳其人的大炮轰开了狄奥多西城墙，欧洲火炮的发展则在不久后迅速进入科学化的阶段，1460年左右，铸铁制的炮弹取代了石弹，因而减小了炮的游隙，提高了炮弹的初速，增强了炮弹的冲击力。火炮不仅有青铜、紫铜、黄铜和铸铁浇铸而成的，而且有加农炮、榴弹炮和臼炮等多种类型，特别是摸索出炮身长度是炮口直径大约16～22倍的最佳比例，以及45°角发射时射程最大的规律。这些不仅需要旺盛的战事需求，而且需要强大的经济和科技实力的支撑，因为铸造这些金属火炮的冶炼温度要求在摄氏1350°以上，而相关的经费要求极大。另外，虽然在一场战役中运用火炮仍是件麻烦事：运输笨重的大炮需要许多辆大车，将它们装配起来就必须有工匠和工程师，而且整个过程极其耗费钱财。关于这一时期军事开支的账目显示，炮兵支出构成了总开支内一个大得不成比例的部分。只有非常富裕的统治者才用得起大炮。而且，发明火炮的主要军事效果有利于大国，不利于小国和独立的地方权力中心。但走上科学化发展道路的欧洲火炮仍在以一种不可思议的加速度改变着历史进程。从1470年起，攻城炮已经能够在很短的时间内摧毁中世纪的城墙防御工事。比如1494年法王查理八世入侵意大利时，他的最新式的机动炮队迅速攻克一个又一个意大利堡垒，以至于马基雅维利就把查理八世在意大利半岛上的推进描写成实际上是“手执粉笔”所进行的列队行进（就是说，简直像用粉笔在地图上标出他们所经过的路线一样简单）。也正因为如此，在人类历史的画卷上，以15世纪为分界点，呈现出的是两幅截然不同的图景：在15世纪前，战争仍是英雄的史诗，而仅仅100年后，它就变成了学者的论文。在这场技术革命中，火炮的地位举足轻重，它将骑士和城堡炸得粉碎，并让人们明白了：属于神学的中世纪已经落幕，科学、权力和武力共同支配世界的时代正在奏响序曲。

值得一提的是，在西方世界因火炮技术的发展而被重塑之际，作为火炮的发源地，当时的中国，火器发展缺少战争需求，发展速度明显变慢。但即便如此，中国的火炮技术在这一时期也有了不小的进步。首先需要说明的是，中国从来也不缺乏制造巨炮的技术，得益于中国自汉代以来的铸造技术，铸造乌尔班大炮这样的巨型火炮对明朝而言并不是个技术问题，仅仅是一个需求问题。比如永乐年间铸造的永乐大钟。铜钟高6.75米，钟壁厚度不等，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重约46吨。使用传统泥模铸造，与铸炮技术完全一致，换句话说，以明朝的冶金技术铸造一门类似乌尔班大炮的大型火炮并没有问题。不过明朝的主要敌人是草原上的蒙古人。在火器应用上一开始就需要解决一个问题，如何将火器应用到陆地上的野外战场，狙击来去迅速的蒙古骑兵，而不是拿着巨炮攻城。因此，大型火炮在明初乃至明朝相当长的一段时期内并不存在需求。就连洪武铁炮这种规格的火炮在洪武之后都鲜有制造使用的记录。自洪武之后，明朝火炮呈现小型野战化和制式化的趋势。火器制造统一由朝廷负责，不允许地方私造，并且规格统一。现存实物中，1402年至1521年间制造的多为铜手铳和略大于手统的铜铳，较大的火炮比较罕见，且这一时期火铳规格制式变化很少。为了对付蒙古人，明军将火器手集中编制训练，并设立了世界第一支专门运用火器的军队“神机营”。

有意思的是，虽然此时西欧各国的铸炮技术走上了科学化的发展道路，但是传闻中乌尔班大炮的爆炸让西方铸造师们反思：铸炮技术是否存在某种极限？随后，西方世界的人们关注的是制造更可靠的火炮，而不是将其做得更为宏伟。但即便如此，在乌尔班大炮于狄奥多西城墙下鸣响100多年后，仍有工匠试图再现“乌尔班大炮”的奇迹。这些工匠来自寒冷的俄国，始作俑者则是一位性格与穆罕默德二世（苏丹）十分相似的沙皇。在一个阴霾密布的清晨，“沙皇大炮”出现在克里姆林宫的高墙下，与这门大炮在一起的是一位沙皇——1557年出生的费奥多尔·伊万诺维奇。对费奥多尔的生平，历史上充斥着混乱的记载，其中流传最广的是，他成长在其父伊凡雷帝（后者亲手杀死了费奥多尔的长兄）的阴影下，对国家的热爱远不及去教堂敲钟。同样，“沙皇大炮”也同它的制造者一样，充斥着思路错乱和精神分裂。至少当它走向臣民时就是如此，在1586年一个晴朗的清晨，它在很多匹马的拖曳下来到了克里姆林宫外，由于火炮太重，人们不得不用圆木来帮助移动，当时的编年史称赞道，“它是如此庞大，以至于在俄国和地球的其他地方都前所未有”，但它消灭的，仅仅是沙皇本人的不安全感而已：事实上，这门大炮并没有达到铸造的目的——保护沙皇。20世纪，人们在费奥多尔的遗骨上做了取样，结果发现了大量的砷——这是一次投毒暗杀的证据。接下来的动荡岁月中，波兰人进入了莫斯科。10个月后，他们扶植的傀儡沙皇被市民处决，其骨灰被填满了沙皇大炮，在隆隆声中烟消云散。这轮炮声也标志着一个时代的落幕，弥漫了多年的大炮狂热终于平息了下来。首先，这些武器的成本是相当昂贵的，另一个尴尬的问题是，操纵大炮需要非常复杂的工序。即使在理想状态下，“沙皇大炮”和“乌尔班大炮”一样每天都不可能发射超过七次。在坑洼不平的地面，它们要固定在阵地上都很困难。巨大的后坐力，会令炮管像犀牛般横冲直撞，如果不加小心，操作者便有可能被炮管砸中，再加上炸膛和射偏的危险性，这件武器对友军要比敌军更加致命。

“沙皇大炮”只是技术逆流而动的一个产物，其失败是注定的。事实上，这一时期火炮的主流制造者们不断对炮的新型设计、炮膛直径、炮管管壁的厚度、炮弹的炸药装填量和弹丸重量的综合性能进行多方面的验证。当然，这样做的结果是造成炮的型号繁杂多样，使弹药的供应成了一个极重的负担，因此，火炮在野战中的重要性也降低了。为了改变这一局面，16世纪，西班牙国王查理五世下令将所有帝国制造的火炮标准化为七种型号。不久法王亨利二世也效仿西班牙，将法国火炮规定为六种标准型号。但是炮的试制工作仍在继续进行着，在原有标准型号的基础上，又增加了许多新的型号，不过，总算比以前更有系统更有计划了一些。当时各国有许多炮是仿照西班牙的设计而制造的，但国与国之间火炮的型号一直各不相同。到了17世纪，火炮的生产技术进步如此之大，以至于在后来将近两个世纪的时间里，火炮的射程、威力以及火炮的主要型号，基本上没有大的改变。这时火炮的改进主要限于机动性的提高、编制的改良、战术以及射击技术等方面。这一时期，炮兵武器开始组合成作为近代化炮兵原型的三种主要类型：第一类是长炮型，相当于现代的加农炮；第二类是短炮型，即榴弹炮的原型；第三类是一种炮管管壁较薄，弹道较高的炮（根据其特性可称为不同的名称，如射石炮或臼炮等），即现代迫击炮的雏形。长炮炮管较长（约为口径的30倍），炮弹初速较快，因此它的弹道低平，射程远，精确度较高。粒状火药的发明加上炮管的延长，提高了炮弹的速度和射击的精确度。但是炮管延长后，炮的重量也随之增加，这就妨碍了大型加农炮在战场上的应用。第二种类型的炮，其炮身较轻较短，用来发射较重的弹丸，但射程较近。这种炮虽然牺牲了射程和精确性，却换来了较大的机动性，又不降低它的威力。它的炮管长度约为口径的20倍，大致相当于现代的榴弹炮。这种炮的架尾很短，因此，射角比较大，它的炮管要比长炮短而轻，比迫击炮长。这样，弹道就更加低伸，精确度也更高了。短炮型的优点在于它的攻击火力更强，炮身更轻，因此机动性更好。在可以用炮弹袭击和需要扫清障碍的地方，短炮型由于弹道适宜，因此比长炮更加优越。至于比短炮更短一些的炮则被称为臼炮。从黑火药时期一开始，人们就知道短炮管的臼炮能以抛物线弹道发射弹体。由于臼炮能够发射炸裂弹，它的抛物线弹道能使炮弹越过城墙这样的防御物，击中弹药库、兵营以及后备队等目标，因此在攻城作战中变得十分重要。臼炮的主要优点是炮管短，管壁薄（可能是由于炸药装填量少的缘故），因此重量轻，机动性好，缺点是射程短，精确度低。臼炮的大小尺寸不一，有的很大，有的却小得只能用来抛掷手榴弹。它的炮口较大，炮管较短，可以固定在一个方形底座上。炮管与底座之间有时是固定的45°角，有时角度可以调节。17至18世纪有一种颇负盛名的臼炮，名叫科霍恩，于1673年由巴伦·科霍恩发明，它能发射重达10.89千克的炮弹。还有一种重达几吨的巨型攻城炮，能发射直径254毫米至304.8毫米的炮弹。

总体来说，从1600到1800年的200年中，铸造技术和操炮流程始终在进步。作为19世纪最权威的军事著作之一，法国人的《炮兵事典》为我们展示了这种改变：从1600年到1800年，火炮的射程提高了2.5倍，重量大幅度减轻，炮架和炮车取代了发射平台；大约在1600年后，炮兵们开始使用定量装填的火药包，从而令发射速度大为加快，工匠对威力的关注也逐渐让位于机动性——因为新的趋势是机动作战。从很多历史文件或是著作中，作者笔下辛辣的嘲讽完全可以感受到对机动火炮的强烈需求。比如阿尔贝特·马努奇在《炮兵时代》（伦敦出版，1949年）一书中对17世纪炮兵战术地位做了有趣的描绘：“尽管炮兵已有了一定的机动能力，但是火炮的车架仍然很笨重。要想移动一门英国的加农炮，即使在平坦的路面上，也需要两三匹马才行。在同样的情况下，移动一门长炮，需要9匹马来拉。弹药——主要是生铁粒、炸弹（一个装有黑火药的铁壳）、霰弹筒（一个装有小弹丸的铁罐）和弹丸（铁球团）都是用独轮车和两轮车通过坎坷不平的道路拉来的，或是人背来的。炮手的步速就是野战炮兵的速度，因为炮手要跟着火炮行动！而且一些炮手要伴随火炮若干年。”由于缺乏机动性，在战斗中火炮随时随地有被夺取的可能性，所以对于炮兵来说，这段时间通常是危险时期。一般来说，炮兵阵地上的指挥官实际上就是参战的士兵，而后勤运输人员和炮手则是雇佣来的，炮手当中自然要有人看守着炮。由于在战场上炮兵通常守候在炮旁，容易被敌人的步兵枪手逐个打死，所以这些炮兵和那些对君主不负什么特别责任的国内技术人员关心的是阵地及其隐蔽部的安全。炮兵部队中通常还需编入一些火枪手，他们的职责一方面是防止炮兵开小差，另一方面也是保护炮兵免受敌人的袭击。”另一个明显的变化是，实战时炮兵相当简单粗暴，然而平常要学习大量知识。以奥地利为例，利希腾施泰因亲王在1744年于波西米亚创办了一所炮兵专科学校，1788年该学校迁往维也纳，并更名为炮兵学院。炮校的课程规划有5年之久，夏天学生参加实战演习，冬天则进行理论学习。理论课学习内容有算术、几何、高等数学（两年）、力学和弹道学。同时也要学会几何作图、地形学。其他的军事科目也很多，例如侦察、攻城和守城战法、战术、逻辑学，还有参谋作业等。五年之后，有些人毕业后就直接进入炮兵团了。更为优秀的人则继续学习，时长为两年，内容有物理学、化学和具体的炮具工艺。利希滕施泰因亲王创立的这所炮兵专科学校，课程设置可以说已经相当科学、有效。从该校的课程规划来看，利希滕施泰因不仅要培养用于实战的技术兵种，同时也考虑到以后炮兵学科的发展。法国的格里博瓦尔炮校便是效仿利希滕施泰因炮校建立的，可见其先进性。事实上，拿破仑时代的法国炮兵之所以能够雄极一时，撇开各种通俗作品的吹捧外，更多的是因为旧王国时期格里博瓦尔炮系的确立，而格里博瓦尔炮系，很大程度上（可以说是几乎全部）又是继承自奥地利的利希腾施泰因炮系。

这200多年的时间里，虽然实战中的炮兵可以说很少会运用到所学的知识，几乎只是根据实际情况以及经验进行作战，但是这一切的基础，是专科学校里寒窗苦读、操练场上一次又一次实操。对此，拿破仑战争时期交战双方的火炮运用是很能说明问题的。当时不同火炮的炮口初速差别不大，但由于大口径火炮弹丸较重，动能较大，射程自然也就要远些。法国的12磅炮和8磅炮以及反法联盟方面的12磅炮有效射程约为800～900米，最大射程在2,000米左右。法制的6磅炮及反法联盟方面的3磅、6磅炮有效射程在500～600米，最大射程在1500米左右。可以看出，反法联盟方面的炮兵无论是射程还是火力都要弱一些。为了对抗法国炮兵，英军在拿破仑战争后期引入了9磅炮。这种炮在射程和火力上都近似于法国的8磅炮。当时的榴弹炮炮身较短，炮口初速低于加农炮。仰角较高，弹道呈明显的抛物线。有效射程较加农炮短，约为400～500米。法国和英国的榴弹炮按口径分类，法国装备152.4毫米和203.2毫米榴弹炮，英军装备111.76毫米、139.7毫米和203.2毫米榴弹炮。对此，可了解一下当时前装式火炮的装填工具有哪些。第一个是炮刷，顶端包裹羊毛，蘸水后用来熄灭炮膛内残留的火星；第二个是干炮刷，洗干前面步骤留下的水分；第三个涡状的钩子是用来清除炮膛内可能残余的纸片或纤维的（因为当时火炮的装药都是用纸或法兰绒包裹）；第四个是装填杆。每门炮有炮手7名（法军12磅炮有8名），步兵若干，用来协助移动、调整火炮角度，炮兵连遭到攻击时，还可进行必要的抵抗。7名炮手中，炮长通常由军士担任，一名点火手，一名装填手，一到两名负责搬运弹药，一名负责蘸湿炮膛，最后一名是点火口操作手。如果只有一人运弹药，余下一人在较后的马匹和“前车”的地方待机，听候命令。每两门炮会有一名中尉负责，整个炮兵连由上尉连长负责。火炮装填发射的全过程：①蘸湿炮膛。②与此同时点火口操作手用拇指按住点火口。这么做是因为：发射后膛内温度会迅速降低，膛压减小，空气会由点火口倒灌入炮膛。如果一旦有未燃尽的火药，膛内又有残余火星，会伤害到正在进行蘸湿作业的炮手。③先后放入装药包和弹丸。④用装填杆压实弹药。⑤点火口操作手用锥子由点火口处探入，弄破此处的装药包，方便点火。⑥点火口操作手在点火口插入棉质引信或灌满火药（法军12磅炮多出的那一个人就是专门干这个的）。⑦点火口操作手用拇指盖住点火口，防止强风或雨水干扰点火。⑧高喊“点火”。⑨点燃引信。⑩发射。比起现代炮兵只要开炮闩装弹拉火的操作方式，这种复杂程序所带来的射速可想而知。所以炮兵军官计算速度必须要快，以求一次齐射达到最大的杀伤效果。

这意味着火炮不仅从设计、制造，而且在使用方面也迈入了科学的大门，成了一个严密的技术体系。与此同时，在工业领域，正发生着人类史上最深远的革命：19世纪初，火车投入使用。另一场交通革命发生在海上：蒸汽船在各个大洋劈波斩浪。对历史学家来说，新技术在火炮上应用引人瞩目的不只有尺寸、射程和重量，还有内涵复杂的新事物。在过去，炮弹发射铁球和石球，只能杀伤落点附近的目标，但空心爆破弹的出现改变了一切：其内部填充的炸药能严重破坏工事，爆炸和弹片能大范围杀伤人群，同时引发大火蔓延。与此同时，火炮结构也出现了突破，其中最重要的是膛线和炮尾装填。其中，前者确保了火炮的射程和稳定性；后者则极大缩短了装填时间。新型火炮在1850年前后登上了历史舞台，它们要应对的不是传统城墙，而是所谓的“纵深防御系统”：主堡、外堡分离；侧翼交叉火力覆盖……这些名词带来了全新的挑战。作为它们的克星，一系列真正意义上的近代化火炮登场了。这其中法国的12磅拿破仑炮和英国的阿姆斯特朗炮是两个非常有代表性的典型。12磅拿破仑炮是一种以法国皇帝拿破仑三世的名字命名的机动性强、火力凶猛、制造和使用极为简单的有效武器。因为拿破仑炮由青铜而不是铁铸造而成，所以极其坚固，能够经受重装药或者双倍装药的爆炸力而不会破裂。其117毫米口径的炮膛能够容纳重达5.44千克的重型铁制炮弹（这也是其名字中“12磅”的来历。为便于阅读，后面的重量单位尽量使用千克）。在1.13千克（2.5磅）标准发射装药的推动下，拿破仑炮能将标准的12磅炮弹以膛口初速1,440英尺/秒（439米/秒），以及5°的射角精确地投射到1480米的距离，而射角为10°时，则可达到惊人的1911米。

虽然是一种滑膛炮，但是拿破仑炮的射击精度还算是令人满意，足以在1,463米的距离上与敌人展开交战，而且只需数发炮弹就可使整连的敌人丧失作战能力。拿破仑炮在美国内战中曾经表现出惊人的精度。1862年12月13日的弗雷德里克斯堡战役中，南军的布拉克斯顿炮兵少校和阿姆里炮兵中尉操作一门12磅拿破仑炮创造了一项惊人的纪录。当时他们对准1,463米外的一个北军旗手发射球形实心弹，第一炮打倒了旗手身旁的一个士兵，第二炮直接命中。当然就整体而言，拿破仑炮之所以广受欢迎并取得成功主要是因为炮膛的尺寸、火力、机动性和较轻的重量。其中炮膛的尺寸直接关系到炮弹的效用。在攻击远距离目标时，要发射实心炮弹，以此来打击敌方炮兵阵地、密集部队和类似的大型目标（比方说建筑物）。一发实心炮弹就足以将大群的步兵变成血肉模糊的残躯断臂。士兵们见到这种5.44千克重的炮弹像特大号棒球一样飞越战场时都习以为常。这种炮弹（尤其在飞行了较远距离之后）看起来飞行速度很慢，似乎伸手就可以将其抓住，其实这是一种可怕的错觉——如果一个士兵不能避开哪怕冲力已经接近耗尽的炮弹，就会被“炸”（实际上应该是“劈”）得皮开肉绽，活命的希望微乎其微。拿破仑炮也可以发射很多种类的爆破弹，其中一种大约重4.08千克（9磅），是一个空心的铁球，内装火药，爆炸后形成5～12块弹片，射程达822.96米。另一种是重4.3千克的球形爆破弹，内装900克黑火药（计算得知圆球炮弹内径为98毫米，外径为121毫米，壁厚为12毫米），由一根典型的时间引信引爆。简而言之，12磅拿破仑炮可以使用各种弹药，如爆炸弹、霰弹、榴霰弹和实心炮弹，重量从4.3千克到6.8千克不等，但初速都在457米/秒左右。训练有素的炮手能以每分钟两发炮弹的发射速度炮击敌人，如果他们要对敌人持续进行轰击，则会下降到每分钟一发，这样炮膛可以得到充分冷却，能够发射很长时间。如果敌人步兵蜂拥扑来，把自己和炮阵地之间的距离缩短到368米以内，炮兵们就会以每分钟4发的速度持续发射霰弹，直到其中一方转身逃跑或者毙命为止。虽然拿破仑炮性能优越，但是不意味着它就没有缺陷——由于青铜铸造的炮膛相当厚重（这样才能足够结实），因此整门火炮的重量很大（当然，500千克左右的炮重其实只相当于二战中的某些40毫米口径级别的反坦克炮的重量，所以事实上拿破仑炮的“重”也是相对而言的），这就使得其机动性很差。自熟铁和钢制线膛炮开始成熟后，火炮的重量大大减小，拿破仑炮随之渐渐被淘汰。我们的故事也就可以转到阿姆斯特朗炮上来。

阿姆斯特朗炮原产于英国，是人类历史上第一种大规模生产列装的后装线膛炮。1854年的克里米亚战争期间，阿姆斯特朗得知远征军的炮兵在大炮操控上有很大困难，于是设计了一门试验性质的1.36千克（3磅）后装线膛炮（后来增加至2.27千克也就是5磅）。此项设计在范围和精度两方面都很成功，并于1858年被英国政府采用。阿姆斯特朗炮于1859年开始在英军中服役。面世之初，它的炮膛外部长2.13米，内壁深1.86米。英国皇家海军正式采用的型号是外部长1.83米、炮膛深1.56米的阿姆斯特朗炮，也就是直接截掉最初那一版0.3米，这种阿姆斯特朗炮后来广泛装备于英国陆军及皇家海军之中。阿姆斯特朗炮是世界上最早出现的后装线膛炮，它具有一些滑膛炮和前膛炮所没有的优点：从后部装填，有完善的炮门，装填炮弹更为简便迅速；炮膛内壁刻有螺旋膛线，在发射时可以使炮弹高速旋转，使得火炮具备更高的精确性，射程较滑膛炮更远。膛线又叫“来福线”，是炮膛内凹凸状的线。早期的膛线呈直线形，后来经过优化设计，改为螺旋形。阿姆斯特朗炮中的螺旋形膛线，能够有效地将炮弹与炮膛的间距缩小，减少了推动力的损耗，能量转化效率较之前的火炮提高了近一倍。这批阿姆斯特朗炮具有如下特点：第一是线膛设计，膛线数目是36，间是3毫米，深0.7毫米，宽3.5毫米；第二是后膛装填弹药；第三是复合层制造的方法独特；第四是包含火门的炮身塞子以及用以装弹和闭锁药室的螺旋式尾栓设计的独特性。其配套的弹药是5.5千克的锥形炮弹，药量是0.9千克。炮弹为空心，整体用一种特殊铸法造好，外裹铅皮。当炮弹爆炸时，会分成42块相同的部分四散炸开，对敌人造成大范围的杀伤。阿姆斯特朗炮的性能与滑膛炮几乎有天壤之别，其有效射程在2,000米以上，最高射程在3,500米以上，而滑膛炮的平均射程只有914米。

当然，后膛的阿姆斯特朗炮也有其缺陷。首先，由于螺旋膛线的使用使得炮弹的速度下降，降低了其穿甲能力，这使得经常需要破坏敌舰装甲的英国皇家海军难以接受。其次，这种新科技对于火炮的耐久性及火炮手训练的标准都有更高的要求，这提高了使用阿姆斯特朗炮的成本。然而，即便如此，阿姆斯特朗炮的战场价值是毋庸置疑的。 R5Qt5EdxHMitpggPVJG7Ml2y6woI2GDHccGr+C3iObYTOHPJMd6jB3JQKQdDsWn3