在1918年,第一次世界大战快结束的时候,法国空军和英国空军取得了德国上方的制空权。就在这样不利的战况下,德国炮兵却是有史以来第一次对远在100千米外的法国敌人进行了炮击。
这是一种全新的炮击方法。德国炮兵在攻打法国首都时偶然发现,可以将炮弹发射到距离前线110千米的巴黎。过程是这样的:在一次战斗中,德军在用大口径火炮以较大的仰角射击时,他们意外地发现炮弹的射程从原来的20千米提升到了40千米。原来,当炮弹的初速度很大,并以很大的仰角向上发射时,可以飞得更高,甚至可以抵达空气较为稀薄的大气层,大气层中空气阻力非常小,炮弹可以继续飞行较长的一段距离,当炮弹的动力耗尽了以后,再直接掉落回地球表面。图29直观地显示了当改变发射角度的时候,炮弹的飞行轨迹会发生明显的变化。这一重大的发现,为下一步远距离打击武器的设计制造提供了理论基础。后来德军基于此成功地制造出可以打击远在115千米外的巴黎的巨大火炮,仅在1918年的夏天,就向100千米以外的巴黎发射了300多枚炮弹。
后来,大家开始了解到这种火炮的构造:这架火炮的主体是一根超大的钢管,长度为34米,直径为1米,炮管一端管壁厚度为40厘米,火炮总质量达到750吨。炮弹的长度为1米,直径为21厘米,质量达到120千克。炮弹一次可以装填150千克火药,发射时的压力可达5000个大气压,这么高的气压可以助力炮弹发射,使其初速度达到2千米/秒。火炮发射仰角为52度,炮弹发射出去以后,可以画出一条很大的弧线,弧线的最高点距离地面大约40千米,即平流层之上。发射后的炮弹会在3.5分钟的时间内飞越115千米抵达巴黎,其中有两分钟的时间是在平流层中飞行的。
图29 超远射程枪炮在不同发射角度下炮弹射程的变化情况。在发射角度为1的情况下,炮弹会掉落在P点;发射角度为2,炮弹会落在P'点;当发射角度为3时,炮弹的射程会增加很多,这是因为炮弹已经飞入空气稀薄的大气层了
图30 德国大火炮“巨人”的外观
这就是历史上第一门具有超远程打击能力的火炮,它是现代超远程火炮的鼻祖。
人们也注意到子弹或炮弹发射时的初始速度越快,所遇到的空气阻力也就越大,但阻力与物体飞行速度的关系并不是简单的正比关系,而是与速度的二次方或是更高次方成正比,这就取决于物体飞行的速度有多快。