榴霰彈

榴霰彈爆炸的動畫

爆破反應

榴霰（xiàn）彈也称霰弹、子母弹、群子弹，是一種裝有大量的彈丸的杀伤性炮弹。其在接近目標時将弹丸喷射出來，弹丸会延著砲彈軌跡分別打擊目標。其杀伤力主要来源于炮弹的飞行速度。

自第一次世界大战之后，榴霰弹由于其杀伤性逐渐被高爆弹所取代。榴霰弹的功用以及其背后的原理与高爆弹完全不同，后者主要依赖爆炸后的破片进行杀伤。

榴霰弹的英文名（Shrapnel shell）中，Shrapnel 是取自英国皇家炮兵团中将亨利·施雷普内尔（Henry Shrapnel）的姓氏。他通过实验，亲自领导并自费研究设计了一种新式炮弹。

榴霰彈的發展

在1784年，英国皇家炮兵团开始研制一种反人员武器。当时的炮兵已经使用一种叫做“罐子弹（canister shot）”的炮弹——一种装满铅弹的罐子——来阻挡来自陆军和骑兵的进攻。当开火时，罐子会在炮膛或炮口处裂开，从而达到了类似大号霰弹的效果。在射程 300 米内，“罐子弹”仍具有杀伤性，但是弹丸密度较低，基本上无法击中人体。当需要远距离射击时，炮兵通常使用实心弹或者一种“普通炮弹”，这种普通炮弹是一种内部中空、填满黑火药的铸铁球，这种炮弹所产生的破片过大而且数量较少，因此主要起震撼作用，而非破片杀伤。

施雷普内尔于 1784 年结束海外任务回到英国后，便开始自费调研、开发一种带有内部装药和弹丸的中空球体炮弹。其创新之处在于，炮弹使用定时引信来引爆，这就使炮弹可以在飞行一段距离之后再炸裂、释放内部的霰弹。他发明的炮弹采用了中空的铸钢球体，内部填满弹丸和火药的混合物，还有一根简陋的定时引信。若引信设置无误，炮弹将在目标人员的前方或上方破裂，释放其内容物（弹丸），弹丸将以原来炮弹的飞行速度继续飞行。除了更为密集的弹幕，这些弹丸的速度也有显著提升，因为在飞行过程中，作为一个整体的炮弹比单独的霰弹弹丸拥有更高的弹道系数。

炮弹内部的爆炸只是为了让炮弹弹壳破裂，而非让霰弹朝着各个方向四散飞出。通过这样的创新，“罐子弹”的有效射程从 300 米提升至了 1100 米。

在一年之后的 1785 年，关于这个发明的主要设计都已经完成，但是当时的官方还未识到其价值。在其后的二十年间，施雷普内尔倾尽注了大量的财力和时间来完善他的发明，并最终获得了官方的注意。

榴霰弹被英国炮兵采用

榴霰弹首次被用于战争的记录是在 1804 年，英军将其用于对抗位于苏里南新阿姆斯特丹堡的荷兰人。之后，威灵顿公爵在 1808 半岛战争和 1815 年的滑铁卢之战中也使用了榴霰弹，并称赞其十分的高效。在他写给军官约翰·辛克莱尔（Sir John Sinclair）的信件中，他认为将这项发明公之于众是不明智的，但是若不公布，则施雷普内尔无法享受其赢得的荣誉。

原本施雷普内尔所发明的炮弹被称为“球壳弹（Spherical case shot）”。在 1852 年，英国军械评议委员会（Ordnance Select Committee）正式将其更名为“施雷普内尔炮弹（Shrapnel shell）”，以纪念施雷普内尔为改进此类炮弹所做的突出贡献。

伯克瑟改进榴霰弹

在最初的设计中存在一种严重的潜在缺陷：炮弹可能会被过早引爆。在炮弹发射时，过大的加速度可能导致内部的弹丸与黑火药在摩擦的作用下过早的引燃，从而导致过早引爆炮弹。后续尝试了各种方法，例如在欧洲大陆上，曾尝试使用硫磺、沥青、熟石膏粉等填充物来固定弹丸，但是这种方法又引入了填充物无法充分破碎的问题，最终的结果不甚理想。

十九世纪中叶，时任英国皇家兵工厂的实验室主管的伯克瑟（Edward Mounier Boxer）试图通过隔离弹丸与爆炸装药的方法来解决这一缺陷。起初，在 1849 年间，爆炸装药是被装在一个帆布袋中以隔开弹丸，后续进一步改进为将爆炸装药置于一个罐子内部。这种方法有效解决了过早引爆的问题，但是由于装药过于集中，导致弹丸的散布过大，其效果仍不能让伯克瑟满意。

于是在 1852 年，他提出了使用一片弧形锻造铁片来分隔弹丸区与装药区，同时使用松香作为固定弹丸的填充物。在后续的测试中，这种带有隔膜的榴霰弹不仅拥有更高的精度，而且在其他的各项指标上也优于之前的设计。

老式的榴霰弹（施雷普内尔所设计的版本）最终于 1858 年停止生产，与此同时，隔膜榴霰弹获得了英国军械评议委员会的临时批准。

隔膜榴霰弹于 1864 年获得了最终的批准，但是那时已经出现一种新式火炮——膛线炮，而这种球形的隔膜榴霰弹只适用于滑膛炮，于是隔膜榴霰弹变得有些过时了。于是，时任陆军中校的伯克瑟在膛线炮弹的设计之上，结合过去榴霰弹的经验，设计出了能在膛线炮中使用的榴霰弹，这种设计已经具备了现代榴霰弹的所有基本特征。

在 19 世纪 80 年代被采用的最终榴霰弹设计，除了其球形弹丸和延时引信之外，与亨利·榴霰弹（Henry Shrapnel）的原始设计几乎没有什么相似之处。 它使用了更薄的锻钢弹壳，鼻部装有定时引信，弹壳中心贯穿一根导管，用于将点火闪光传送到弹壳底部的火药爆破药。

使用钢材使得弹壳壁可以做得更薄，从而为容纳更多的弹丸腾出了空间。 它还能承受火药装药的推力而不至于破碎，因此弹丸能以更快的速度从弹壳中向前射出，非常类似于霰弹枪的工作方式。 这种设计被所有国家采用，并在 1914 年第一次世界大战爆发时成为标准配置。

在 19 世纪 80 年代，当旧式铸铁和现代锻钢榴霰弹设计都在英国服役时，英国军械手册将较旧的铸铁设计称为“Boxer shrapnel”（伯克瑟榴霰弹），显然是为了将其与现代钢制设计区分开来。

现代的薄壁锻钢设计使得榴弹炮使用榴霰弹成为可能。 榴弹炮的速度远低于野战炮，通过在爆炸时使用更大的火药装药来向前加速弹丸，解决了速度不足的问题。理想的榴霰弹设计会将定时引信设在弹壳底部，以避免使用中央导管，但这在技术上是不可行的，因为需要在发射前手动调整引信；而且英国早早就拒绝了这种设计，因为它存在过早点火和作用不规则的风险。

第一次世界大戰時期

優點

雖然榴霰彈對戰壕和土木防禦工事沒有作用，但英軍仍舊採用作為步兵單位突襲時壓制與防止敵軍在戰壕掩體的佈署。而與高爆彈比起來，榴霰彈對英軍步兵的危險性較小——只要己方的砲彈在上方或前方觸發爆炸，進攻的步兵就不會受到砲彈影響;反之，高爆彈的爆炸可能會在遠於100碼之外的任何方向造成破壞與危險。

榴霰彈不會造成地面的坑洞，這對於突襲是有利的，因為彈坑會造成地面更難跨越;儘管彈坑也能提供步兵掩護和射擊位置。

榴霰彈同樣對於敵軍反攻、工作小組以及任何在開闊地區的部隊有壓制效果。

當英軍實施徐進彈幕射擊時，榴霰彈的黑色火藥引信也提供了有用的掩護效果。

缺點

英軍在索姆河戰役中遭受慘重傷亡的關鍵原因之一就在於他們相信使用榴霰彈能夠切斷无人区糾結纏繞的帶刺鐵絲網。事實上，榴霰彈只對殺傷敵軍有用;即使是在確切的條件下諸如在適當的俯角讓彈丸能夠均一的穿過鐵絲網，要擊中並成功切斷鐵絲網的細線的機率是非常低的。彈丸同時也只有有限的破壞效果並且會被沙包擋住，因此在掩體後的部隊普遍上來講是安全的。並且，鋼盔的發配使用像是德軍的德式鋼盔和英軍的Brodie helmet也能夠抵擋榴霰彈彈丸並保護穿戴者免於頭部傷害。

榴霰彈的成本比高爆彈還高而且炮彈彈身需要更好的鋼材。與高爆彈比起來它也更難精確的使用，因為要在對的時機設定正確的引信來引爆砲彈是非常關鍵的。這亦需要砲兵觀測軍官擁有相當多的技巧來攻擊移動目標。

另外一個複雜的因素是實際的砲彈引信時間會受到氣象狀況所影響，而影響到炮口的初速。無論如何，英軍在每一座砲使用了引信指示器依照炮口初速來決定正確的引信時間長度。

第二次世界大戰時期

在1930年代初，英國為BL 60磅炮研發了一種新型流線型榴霰彈槍彈，型號為Mk 3D，內含760發彈丸。一戰初期，英國在東非和東北非戰役中曾使用過榴霰彈槍彈，當時使用的是18磅炮和4.5吋（114公厘）榴彈砲。到了二戰時期，嚴格意義上的榴霰彈基本上停止使用，最後一次有記錄的使用是1943年在緬甸戰役中發射的60磅砲彈。1945年，英國成功地對摻有近炸引信的榴霰彈槍進行了試驗。然而，一戰後，英國並未將榴霰彈槍作為任何新型火砲的彈藥進行研發。

越戰時期

雖然嚴格來說並非榴霰彈槍彈，但在20世紀60年代的一個武器項目研發了一種名為「碎片彈」（splintex）的砲彈，用於90毫米和106毫米無後座力砲以及105毫米榴彈砲，在後者中被稱為「蜂巢彈」。與榴霰彈的彈丸不同，碎片彈內裝有箭形彈片。最終成果是105毫米M546 APERS-T（反人員曳光彈），於1966年首次在越戰中使用。這種砲彈由大約8000枚重0.5克的箭形彈片組成，這些彈片排列成五層；此外還包括一個定時引信、彈體剪切雷管、一個中央閃光管、一個底部裝有染料標記的無菸發射藥以及一個曳光元件。砲彈的工作原理如下：定時引信引爆，閃光沿著閃光管傳播，剪切雷管引爆，彈體前方部分裂成四塊。彈體和前四層箭形碎片依靠彈丸的旋轉散開，最後一層碎片和視覺標記則由發射藥本身散開。箭形碎片主要依靠旋轉，從爆炸點開始沿著彈丸爆炸前的軌跡呈現不斷擴大的錐形擴散。這種彈藥製造過程複雜，但卻是一種高效的反步兵武器——士兵們報告說，在一次突襲中發射蜂巢彈後，許多敵軍屍體的手被釘在步槍的木製槍托上，這些屍體甚至可以被步槍拖到萬人坑。據說，這種彈藥之所以被稱為“蜂巢彈”，是因為箭形碎片在空中飛行時發出的聲音類似於一群蜜蜂嗡嗡作響。

圖片

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  美國，俄國，德國，法國和英國的一戰時期榴霰彈比較
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  一戰時期英軍18-pounder榴霰彈
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  現代在凡爾登發掘出來的一戰時期榴霰彈彈丸
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  在比利時Sanctuary Wood，發射過的榴霰彈砲殼

相关

破片弹葡萄弹

參見

• Warfare: Artillery shell, Anti-personnel weapon, Claymore mine
• People: Henry Shrapnel, Thomas Pakenham, 5th Earl of Longford, Wali Khan Amin Shah
• Grapeshot, a shorter-range predecessor of Shrapnel shells.

參考書目

• Bethel, HA. 1911. 'Modern Artillery in the Field - a description of the artillery of the field army, and the principles and methods of its employment'. London: Macmillan and Co Limited
• Hogg, OFG. 1970. 'Artillery: its origin, heyday and decline'. London: C. Hurst & Company.
• A. MARSHALL, F.I.C. (Chemical Inspector, Indian Ordnance Department), "The Invention and Development of the Shrapnel Shell" from Journal of the Royal Artillery, January, 1920 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

外部連結

• Douglas T Hamilton, Shrapnel Shell Manufacture. A Comprehensive Treatise. New York: Industrial Press, 1915
• Various authors, "Shrapnel and other war material" : Reprint of articles in American Machinist New York : McGraw-Hill, 1915