第二十七节远程打击
作者:法拉第      更新:2017-12-19 12:26      字数:7664

这时,姜海涛的伤基本上已经全好了,可以到工场去看看。可是他觉得住在这个宫殿里,有美女照顾,还真是舒服。

归苓还是天天来找他讲故事。养敖看他已经活蹦乱跳后,居然也没提让他搬回去,于是姜海涛趁机赖下了。一方面是享受“贵族”生活,另一方面就是整理了一下自己的发展规划。

不想还好,一想,事情还真他妈多!为归豹造弩;为自己造纸;骑兵设想虽然受到养敖的抨击,暂时不太现实,但骑马侦察,琢磨一下马镫、马鞍、马蹄铁,好像还是应该的;农业生产,得去看看;衣服得改改,因为裆下漏风不习惯,而且光脚穿布鞋磨得难受,应该自己缝缝裤子、袜子。

这么多乱七八糟的事,非要列出个计划还真不容易。于是姜海涛把它们按目的分为打战、生产、生活三大类。

打战,自然是头等大事,而且留给自己的时间大概只有半年。据养敖说,明年五六月后,就不是农忙时节,楚国有可能出兵。春秋季节,各诸侯国一般不会出兵打战,不然会影响粮食生产。像芈午上次来攻,都是很少见的情况。冬天各国也有空,但由于气候、祭祀等原因,也一般不出兵。因此夏季,也就是从播种后的五月,到秋收前的八月,是最可能打战的时期。特别是八月,只要能占领一块新地,就马上能得到它所出产的粮食。

而打战的关键,一是兵力,二是兵器。还有天时、地利、人和之类的,姜海涛自认为不是长项,恐怕提不出什么好主意。

兵力方面,通过养敖的介绍他已经知道,兵源只能在那些青壮年的农人、渔夫、猎人、工匠上打主意,而且其中农人占绝大多数。比如胡国现在大约2万青壮中,种田的就有14000多人,占70%。如果能把粮食产量提高10%,种田的就可以减少9%,也就是1400人左右。以春秋这时期的农业水平,自己应该能实现这个目标,但具体办法,恐怕就得看看农人们到底怎么干活的,才能再想出来。脑袋里记得很清楚的什么铁制农具,那绝对好使,可惜现在没门。兵器都还不是铁制呢。而且这应该也算作生产类的发展。

兵器,养敖、归豹他们对神臂弩很看好。不过姜海涛总觉得还差点什么。反复思考几天后,他终于明白问题在哪直瞄与间瞄。

就算用神臂弩,像养敖讲的那样排成三排,甚至四排、十排,那都只是对敌人进行直接瞄准攻击。这就像后世的机枪、步枪、坦克炮一样。而在二战中,甚至到二战后,被称为“战争之神”的可都是火炮,更确切地说是重炮、榴弹炮,可能还包括迫击炮,都是以间接瞄准为主的曲射武器。..间接瞄准的曲射,可以让看不见敌人的自己人也参与到进攻中。这就相当于敌我相对,你只有前面三排人可以打我,而我能用十排、三十排人一起打你。这时候,即使你有一百排的人,我只有十排人,也是我占兵力优势。

而间接瞄准,一是靠射程,二是靠瞄准方法。射程上,神臂弩应该有优势。姜海涛一直感觉有问题的地方,就是自己还没有把神臂弩射出的箭初速高这一优点,更多地转化为射程优势。现在神臂弩射百步,最大仰角也就在几度,远远不到最大射程的45°。不,现在应该是48度,因为自己已经把直角变成了96度。

其实春秋时期的军队,已经懂得一点射角和射程的关系。蓼城之战中,楚军用重箭压制城头,就是大角度曲射。但这不是完全的间瞄射击,因为弓手还是要大致能看到目标,然后凭训练经验,把弓箭对准合适的仰角。现在他们似乎还不会像火炮那样,仅凭几个数据,就能开炮打根本看不到一点影子的敌人。楚军的这种射箭方法,很大程度上依赖射手的人工瞄准,仰角差一点,准头可就差不少。因此长期训练是关键。对胡国来说,则根本不可能有人有时间训练出足够多的好射手。

要提高射程,就得提高箭的初速。这方面姜海涛已经领先了,神臂弩的初速能比普通弓箭高一倍。

在研制踏张弩时,他们对普通弓箭、臂张弩、踏张弩的动能进行过详细的测量。比如用普通弓,箭的动能为16.6石寸,踏张弩为37石寸。这基本上已经是普通弓手、弩手,能给箭提供的最大动能。除非像神臂弩那样,采用一些特殊的机械装置,箭的动能可以达到69石寸。但把动能提高一倍,基本上意味着你的射速降低一半。当然,像养敖那种大力士,胳膊又长,提供的能量可以更多,但也不可能超过30石寸。而“1石寸”,姜海涛估计大约相当于4~5焦耳。也就是说,普通弓射出的箭,动能在60~80焦耳,踏张弩的箭动能为148~185焦耳。箭的重量,他感觉在50克到100克之间。根据这些数据计算,普通弓箭的初速大概为30~50米/秒,踏张弩大概为50~70米/秒,神臂弩则可以接近100米/秒左右。如果用小箭,比如1两没羽箭,初速还能再提高一半。

随后姜海涛利用抛物线规律,对它们的最大射程进行了计算。如果不考虑阻力,在最大射角48度,射程就是初速的平方,除以重力加速度9.8。当然,都得用国际标准单位。普通弓箭如果算初速40米/秒,最大理论射程也就是163米。踏张弩如果算60米/秒,也就是367米。神臂弩的初速应该能达到80米/秒以上,理论上最大射程653米。由于空气阻力,最大射程应该小于这个数字。但无论如何,神臂弩和普通弓箭相比,最大射程能高出两倍多,分别在450米以上和150米左右。[注022701]

可是射得越远,瞄准误差、空气影响、箭的散布会更大。因此这个问题,最后还是归结到了瞄准上。不改进瞄准方法,姜海涛就不能充分发挥神臂弩的射程优势,也无法实现真正意义上的间瞄射击。

根据目标距离,算出需要的仰角,然后让弩手,甚至弓手,把弓弩抬到合适的角度。这应该能算真正意义上的间瞄射击。但靠弓弩手的胳膊,这仰角的误差肯定小不了。就算在弓弩上加一个仰角装置,弓弩手每射一次就得放下抬起再瞄准,浪费时间。后世的自行榴弹炮倒是都这样干,开一炮后就放平炮管装填弹药,然后再抬起。可那不是肉胳膊,而是精密的动力机械。要让弓弩手的瞄准误差足够小,训练也得不少时间,因此这个办法不可取。

那就不用人瞄准,或者说不用人端着弓弩,学榴弹炮那样换成机械的?

姜海涛又想到了最初的十弓车弩。它是把十几个人提供的能量,综合到了一支箭上,因此可以在提高动能的同时,不降低射速。于是一个设计在他的脑海中慢慢成形。

这一晚养敖来后,姜海涛向他推出了自己的想法。听完解释,养敖明白姜海涛是想为弩加上一个固定的支架,让它可以更准地远射,同时不需要专门训练瞄准手。对于弓箭远射后的好处,养敖是一听就明白了。但他没有料到姜海涛要把最大射程从现在的100步提高到300多步,甚至400步,问这是为什么。

“远程打击?”养敖对这个新名词不太理解。“对。将军您看,如果敌人的弓箭能射100步,咱们能射300步,那有什么好处?”“我们可以在敌人距离300步时就放箭,这样等他们跑到100步时,已经被射杀一些了。”“只有这种好处吗?”对于这个提问,养敖有点不太明白。于是姜海涛接着说:“如果我们在前面摆上一排大橹、戈手、剑手,然后在他们后面110步摆上弩手,放箭射杀大橹前面的敌人,会是什么结果?注意,敌人的弓只能射100步,我们的弩能射300步。”“嗯?那我们这些弩手在后面,完全不受敌人弓箭的影响。而且敌人的弓箭要想攻击我们前面的大橹、剑手,也要近到100步,距离我们的弩不过210步,会被我们的弩射到。”“对,这就叫远程打击。这时候,只要我们的大橹足够坚固,防线不被敌人冲破,就能等着敌人慢慢被弩箭射杀。等他们伤亡到一定程度,戈手和剑手再奋力一击,就能获胜。”守住防线,要比冲破防线容易,这养敖当然清楚。可是姜海涛还在接着提出远程打击的好处。

“还有啊,将军。10名大橹、剑手面前,只能有几个敌人同时攻击我们?”“大概也就10个人吧。”“他们累了或伤亡了,后面的敌人才会上来,否则就是在后面干等着,对不对。”“敌人还有弓手呢?”“把他们也算上,100步内的弓手才有用,对吗?”“对。”“可是在我们这边,只要是300步内的弩手,都可以对这10个敌人放箭。那是我们放出的箭多,还是敌人放出的箭多?”

这么复杂的理想问题,太不实际了,养敖有点转不过来。姜海涛于是决定换一个更极端的例子。“这样吧。现在您有5000弓手,我有5000弩手,但我们只能摆开10人。那我们就得摆500排,对不对?”“对啊。”“那您有多少弓手可以射到我?如果前后排相差一步。”“那得看我们距离多少。”“先算我们碰面了。”养敖的思维有点跟不上,想了想后回答说:“那我有100排,1000名弓手可以射你;你有300排,3000把弩能射我。”这一下,养敖感觉到一点区别了。“对,我是三比一。如果我们互相之间的距离增加到50步呢?”这次养敖算得比较快:“我是50排,500弓手,你是2500弩。哦,五比一了。”“距离增加到100步呢?”“啊!那我大概只有最前面的10名弓手能射到你,你却还有2000!”就算弩的射速只有弓的十分之一,那也还有20:1的火力优势。这个前景非常诱人啊!

养敖这下基本明白了:“你的意思是,如果我们能有一些射300步的强弩,就可以把它们放在后面。只要前面用少量精兵顶住,强弩就可以不断射敌人。而且,我们的所有弩都可以不断射,而敌人的弓,无法全部发挥作用。”“对对,将军。这就是远程打击的另外一个好处。”这种“远程打击”,一方面是可以让自己更早攻击敌人,而更重要的一方面是,让自己可以集中更多的力量攻击敌人。

随着姜海涛再解释什么叫曲射,养敖又结合自己的实战经验,体会到了这个远程曲射的好处。现在敌我碰面后,只有前面的几排戈、剑在互相搏斗,后面跟着的人都在等着。可以说是双方的兵力轮流上场厮杀,每一时刻其实只有不到十分之一的兵力在真正地攻击敌人。除非你把兵力全部展开成一字长蛇阵来进攻,敌人也展开成一字长蛇来挨打。但如果有一方能进行准确的远程曲射,那就能大大提高这个比例。比如能射300步的弩,即使在排列成方阵时,也可以让几万人同时杀敌,而且不管敌人摆什么阵!

养敖一旦认可这个好处,姜海涛就不用担心“研究经费”了。不过他也明白,自己还需要解决这种远射程下的两个重要问题。一是精确度,二是射速。

对于精确度,他计划利用支架来解决。因此现在十弓车弩上的弩臂,将会改装到一个可以旋转、俯仰的支架上,就像榴弹炮上的炮架。为此姜海涛又接连几天跑到工场,向轸老头他们讲解了自己的目的,一起设计这套支架。

现在的弩臂,俯仰中心在前面,弩臂后端是移动的。这对于曲射的最大障碍是,拉弦的绳索要在一定角度下才能顺利工作。而要方便曲射,就需要在任何角度下,都让拉弦绳可以顺利工作,基本不受射角的影响。最后姜海涛想起了小高炮。比如中**舰上过去常见的双管37毫米高炮,两个瞄准手坐在一个可以水平旋转的平台上,中间是可以俯仰的炮管,而它们的俯仰中心,位于炮管后部。于是姜海涛把弩臂的俯仰中心改到了弩臂尾端。

他们在车的后部,靠近车把的地方,设计了一个支柱,叫做“弩臂座”。下面的杆插到一个竖孔里,可以转动,上面扁平的部分有一个轴孔。弩臂后端被造成叉形,顶端有一对轴孔,可以放到弩臂座上用轴销上,这样弩臂就可以在前面俯仰。弩臂后端的叉形还向上拐弯,上面有一对轴孔,中间安放了一个滑轮,拉弦的绳索正好从滑轮和下面的弩臂之间穿过。这样,无论弩臂在什么仰角,拉弦绳都被滑轮转向为水平方向。

弩臂的前方,将安装两根可以转动的木棍,被姜海涛称作“高低机”。木棍下端放在两个从弩臂座那里伸出的木条上,姜海涛叫它“方向机”。其实就是一对平行的木条,一端有个孔,套在竖立的弩臂座外。木条上方有齿,可以卡住当作高低机的木棍。这样,只要转动方向机,就可以让弩臂向左右瞄准;抬起弩臂,把高低机木棍放在不同齿位上,就能进行俯仰瞄准。

这样一套机构,再用木楔把弩车的双轮、车把固定住,就相当于固定了瞄准角,基本实现了姜海涛那个“机械瞄准”的目的,消除了弩手胳膊产生的误差。

射速方面,姜海涛首先取消了绞盘,恢复了十人拉绳的方式,这样可以让十弓车弩的射速和弓箭基本相当。讨论到这里时,大家都感到不应该再叫它“十弓车弩”,因为无论从外观,还是到用法,都已经有了很大变化。在姜海涛的提议下,这种新的车弩被叫做“砲弩”。

不过仅仅把射速提高到接近弓箭的水平,姜海涛可不满意。毕竟这砲弩占用的人手、阵地面积,可要比十个弓箭手还多。为此他和工匠们又开始琢磨怎么提高射速。这项工作结果碰到了一点难度。挂弦、放箭、击发,这些步骤中必须采用一些自动机构,才有可能提高砲弩的射速。可具体怎样做,姜海涛总是无法想出一个合理而又简单的结构。

这时,另外两件工作转移了他的注意力。

[注022701]:现代射箭运动中,拉力不过70磅,也就是32公斤。因此大多数人,包括古代的普通弓箭手,拉弓的力量应该都在30公斤左右。至于古籍上记载的更高力量,应该不是普通人的水平。比如清朝武举用的中等弓,拉力50多公斤。可普通士兵能按武举标准来考核吗?《天工开物》中记载的“上力挽一百二十斤”,拉力达到70公斤,可这是“上力”。超市里的大袋大米,一般都只有25公斤,抓住它单手提起半米,就基本相当于拉弓射箭一次。大家可以去超市里试一试,自己能这样连续提多少下。所以古代弓,不论长弓还是复合弓,拉力都不大可能高过50公斤,应该在30公斤左右。除非是特殊人士用的。

现代射箭运动中,市场销售的箭,长度一般不超过80厘米,还需要运动员根据自己的身体条件截断。人体生理结构也说明,拉开弓弦的距离一般不会超过70厘米。可以找一把卷尺,模拟射箭的姿势拉开,然后减掉10厘米(弓臂和弓弦的距离),看看还剩多少。

射箭时,这些能量也不可能全部转化为箭的动能。弓弦也要向前运动,因此也有动能;弓臂上下要向前运动,也有动能。箭的速度越高,弓弦、弓臂所占用的能量就越大。因此用同一张弓,箭越轻,箭所得到的动能其实越小。而且弓弦、弓臂浪费的能量,你只能通过减轻它们的自重来降低,不可能有大的改观。

网上有国外对长弓、复合弓的测试。笔者用箭的动能,除以弓手提供的能量(简单地用拉力乘拉长),100克箭为47%,然后随着箭变轻而逐渐下降,50克时在43%左右。但是轻到30克以下,效率就急剧下降了。而且这是30公斤拉力下,如果拉力增加,效率还会略低一点。这还是用现代材料,比如碳纤维等制造的弓。换成古代材料,自重必然更大,效率自然更低。

力量、距离都有限度,能量的转化效率也有限度,因此用弓射出的箭,速度不可能大幅度增加。按30公斤、0.6米拉长、80克箭、0.4转化效率计算,箭的初速也不过42米/秒,理论上最大射程180米,合150步。再大幅度提高,是不可能的,除非能突破能量守恒定律。

有些穿越小说中,把弓稍微改一改,就一下提高一倍、两倍,都是没有经过起码的数学计算。还有的借鉴现代弓的一些结构,比如滑轮,但没有理解这套机构的真正作用:降低满弓状态下弓弦的张力,减轻弓手的负担,更方便瞄准。对于提高箭的初速,它的贡献其实很小,只能略微提高效率,甚至有可能降低弓手可以提供的能量值。降低箭的重量,可以提高初速,但会降低效率。而且箭不可能很轻,它总得比0.6米长。

用现代的碳纤维材料弓,射各种碳素箭,能量转化效率、初速、精度,自然都要比古代战场上的弓箭好。但是它们的箭离弦初速度一般也就是40~60米/秒。在奥运会射箭比赛上,射击距离不过70米,也就是58步。

因此古代的普通弓箭手,极限射程应该只有150米左右,撑死了250米。要想凭一双胳膊再提高,那就只能说:唉,穿越本身就违反物理法则嘛,射箭这档事来个双臂一张五百米,也就“正常”了。