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在枪械发展史上，后膛装填是比膛线、雷汞火帽更具里程碑意义的一项发明。采用后膛装填技术之后，重新装填的方便程度，以及枪械的实际发射速度都得到了进一步提升。特别是在卧姿射击时，从枪膛后端进行装填要比从枪口装填容易得多，对于骑兵来说更是如此，骑在马上为前装枪特别是长枪装弹几乎是不可能的。同时，后膛装填也降低了重复装填的风险，这是战斗中士兵在恐慌和紧张双重压力下常犯的一个错误。  前装枪除了影响射速射程之外，射手可采用的射击姿势甚至战术都有很大的局限性 人们很早就开始研究后膛装填技术，甚至在纸壳定装弹出现之前很久的15世纪英王亨利八世时期，就有此类设计出现。随着欧洲科学技术的进步，关于后膛装填的各种发明一度层出不穷，包括可拆卸弹膛、弹膛偏移、旋转闭锁……人们尝试了很多种方法，但受限于当时的材料和机械加工水平，装填的方便性和火药燃气密封的可靠性这对矛盾一直很难得到解决，因此这些发明很难投入实际使用，更难以推广开来。 关于谁是第一种成功的后膛装填步枪，一直有不同的说法。有些人认为是普鲁士开发的德莱赛M1841针发枪，它创新性地采用了旋转后拉枪机和击针击发的纸壳定装弹，使之成为一支在当时来讲相当先进的军用后膛装填步枪，在普丹战争和普奥战争中为普鲁士军队带来了技战术上的巨大优势。但所谓“花开两朵、各表一支”，人类科技树是可以并行发展的，在此之前差不多30年，美国就已经出现了一种更加简单，但同样进入实用阶段的后膛装填设计，即约翰·霍尔发明的霍尔系列步枪。而且霍尔作为枪械制造乃至美国工业化革命的关键人物之一，凭借他发明的步枪以及制造方法，使得美国成为事实上的最早批量生产和装备后膛装填步枪的国家。  普鲁士对德莱塞后装针发枪的过分保密，限制了该枪对欧洲枪械发展的贡献 1788年，约翰·霍尔出生在缅因州的波特兰。1811年5月21日，他和年轻的建筑师威廉·桑顿共同获得了一项关于后膛装弹步枪的专利。桑顿在其中起到何种作用，史书上未见提起，而且后来在霍尔步枪的发展进程中也再未提到过此人。在1812年，这一专利经过了改进，使之能够承受更大份量发射药的压力，以提高弹头的初速和威力，方便作为军事用途。刚刚经过美英战争锻炼的美国陆军对这一发明表现出了浓厚兴趣，从1813年开始，对霍尔的“专利步枪”相继进行了一系列试验。  约翰·霍尔和他人共同获得的后膛装填专利 1814年，军方曾向霍尔提出以每支25美元的价格，订购200支试验用步枪。但霍尔却“万分遗憾”地拒绝了，因为陆军要求一年后就交货，而霍尔的小工厂每年只能制造50支。通过这一次交涉，霍尔深刻认识到当时枪械生产方式的不足，特别是机械制造中不可避免的制造公差问题难以解决，特别是对于后膛装填步枪，公差将是影响火药气体密闭性的关键性因素。在少量生产的情况下，每个枪匠通过手工修配，可以使他装配出来的每一支枪运转正常，但一旦改为规模化批量生产，工匠将不可能独自完成从每个零件的制造到整枪装配的全过程，只能分工负责某一个零件或工序，而造出的零件尺寸又难以完全一致，将严重影响最后装配的效率和整枪的质量。 因此，霍尔在深思熟虑之后，提出了大批量生产零件的“一致性原则”，这实际上是日后“零件互换性”概念的另一种表述方式。这个概念正中军方下怀，于是在1816年，再次向霍尔订购了1000支后者所设计的步枪。这笔订单带有一定的试验意义，军方显然是在考验霍尔是否能实现其宣称的生产方式。 霍尔接受了订单，同时接受了每月薪酬为60美元的政府雇佣，来到西弗吉尼亚州兵工厂所在地，成为哈珀斯渡口联邦军械库的一名助理军械师。经过一番查勘，霍尔选中了新厂址——谢南多厄河上的弗吉尼厄斯岛，并买下了岛上的一个水力磨坊，准备利用河水驱动生产机械，开创自己的新事业。在这里，他遇到了此后的合作伙伴，同样受陆军雇佣以协助霍尔进行生产的西蒙·诺斯。诺斯本是康涅狄格州米德尔顿的一名磨坊主，同样利用水力从事机械加工业务，还发明了作为重要生产母机之一的铣床。此前，诺斯完成过替政府生产2万支燧发手枪的合同，这些枪的燧发机都经过手工精确修配，达到了可以互换的程度。也正是这一次考验，让诺斯得到了军方的信任。  霍尔设计的工厂利用流水的力量带动工作母机 与此同时，对霍尔步枪的改进也在有条不紊地进行着。军方订购的1000支样枪，在1819年3月进行的野外测试中表现良好，但大规模生产直到1824年方才开始。尽管诺斯有丰富的机械加工经验，霍尔依然足足花费了5年时间，投入了15万元的政府资金，才逐步建立了从驱动、传动、工具、工序到量具的完整的工厂生产体系。借助水力作为动力，加上霍尔设计的皮带传动装置，车床的转速可高达3000转/分，这在当时是相当惊人的。霍尔还发明了专用量具，用于测量每个零件的公差，保证产品的装配性和互换性。由于有了大量专用机械，只需部分经过一定训练的普通工人，即可完成此前大量熟练工匠才能完成的工作量。  霍尔设计的皮带传动系统，同时可以驱动若干台机械 陆军方面曾指派三人委员会检查霍尔设立的工厂。他们完全被这一全新的生产系统所折服，称赞其为“全新的枪械制造体系，对国家有巨大的助益，投入大规模应用更是益处无穷”。霍尔和诺斯在哈珀斯渡口联邦军械库所创造的体系模式，不仅影响了美国的枪械制造业，也促进了钟表、成衣、制鞋、家用机械等制造行业的发展，特别是对后来汽车大王亨利·福特的制造流水线起到了重要的启发作用。在两人的成功经验基础上，在1840年代，位于佛蒙特州温莎的罗宾斯&劳伦斯公司建立了真正、完整、近代意义上的可互换零件生产体系，军事工业再次走在了工业科技进步的最前沿。 不过，单从结构上来说，霍尔的“后膛装填”实际上是耍了一个小聪明。他的设计将完整的枪管分为两部分——弹膛和枪管。两部分通过一个加宽的机匣组合在一起，枪管是固定式的，而弹膛则是活动式的，尾部带有铰链，通过设在机匣下方的一个结构简单的开闭锁机构，弹膛可以向上翻起，此时射手将火药和弹丸从前向后装入弹膛，然后将弹膛向下压到定位，与枪管末端紧贴在一起，也就是说，霍尔步枪实际上是“活动弹膛”的一种改进型，和德莱塞针发枪的后装还有相当的差距。至于击发机构，霍尔步枪开始仍沿用成熟的燧发枪机，发射前仍需要在药池内撒上点火药，后期则改用了当时最先进的火帽击发机构，进一步提高了发射效率。  活动弹膛打开、正待装填的霍尔步枪 最早生产的M1819霍尔步枪是标准的长步枪，采用.52口径，线膛枪管长32.5英寸（825.5毫米）。1833年又开始生产缩短版的M1833霍尔卡宾枪，该枪采用长度为23英寸（584.2毫米）的滑膛枪管，以方便骑兵使用，而且该枪率先改用了火帽击发机，据称是美国第一款火帽击发步枪。为了增加威力，接下来的M1835霍尔步枪采用了更大的.69口径。1840年，在霍尔M1833卡宾枪基础上，改用21英寸（533.4毫米）的线膛枪管，同时改进了开膛杆，这一改型称为M1842卡宾枪。霍尔系列的最后一个型号称为M1843霍尔-诺斯卡宾枪，由诺斯负责改进，采用.52口径，同时进一步优化了开膛杆的设计。  哈珀斯渡口联邦军械库生产的霍尔M1819步枪 霍尔步枪的射击速度可以达到6-8发/分，明显高于同期其他前装步枪。不仅如此，在米涅弹丸发明以前，霍尔步枪也是装填最方便的线膛枪，借助膛线的稳定作用，其精度和射程远超过普通滑膛枪。1820年代初，陆军军械部曾进行了一次对比试验，由来自同一个连队的38名士兵，分别使用前装滑膛枪、前装线膛枪和霍尔步枪，射击100码（91米）外的目标，每种步枪各用时10分钟。据统计，在同样的时间内，前装滑膛枪累计发射845次，命中208发，命中率24.6%；前装线膛枪累计发射了464次，命中164发，命中率35.3%；霍尔步枪累计发射了1198次，命中430发，命中率35.8%。由此可见，霍尔步枪在命中率方面与前装线膛枪相当，远高于前装滑膛枪，但在射速方面，与另外两者比较，霍尔步枪都显示了压倒性的优势。  后期采用火帽击发的霍尔步枪进行实弹射击 不过，虽然霍尔步枪向前迈进了一大步，但它最终并未能大范围取代前装枪。最主要的原因是，当时军队的思想仍然比较保守，对使用了几百年的前装枪难以割舍，甚至到了1862年，即使当时已经有了性能更完善的夏普斯后装枪，时任陆军军械部长詹姆斯.W.里普利将军仍然坚持陆军要使用前装枪而不是后膛枪。此外，由于霍尔的设计以及当时制造工艺存在局限，活动弹膛前端还难以与枪管末端做到无缝贴合，发射瞬间大量火药燃气会从弹膛和枪管之间的间隙喷出。  霍尔步枪不仅机匣部分特别宽，而且机匣两侧留有缝隙，射击时燃气会从此处泄出 一方面，四处喷溅的炽热残渣会对射手面部特别是眼睛造成严重威胁，必须使得射手害怕和不信任手中的武器；另一方面泄露会导致膛压下降，减小了弹头初速。为弥补这一缺陷，霍尔步枪不仅增大了口径，而且装药量也比普通前装枪多出近一倍，达到100格令（6.48克），然而其初速依然比普通前装枪低30%，100码处的穿透力则要低上三分之二。此外，与一根身管到底的滑膛枪相比，霍尔步枪加工更加复杂，同等条件下价格要翻上一番，而且后者机匣横向尺寸较宽，重量也较大，携带也不够方便，因此霍尔步枪难以一统天下，终究未能成为美国陆军的主力武器。  哈珀斯渡口军械库没有生产过霍尔专利手枪，这支只是利用步枪改装的产品 从1820年到1846年，哈珀斯渡口军械库共为美国陆军生产了超过5万支霍尔步枪和卡宾枪，另外还有至少1700支私人枪械商的订单。其中，M1833、M1843两种型号的霍尔步枪在1846年至1849年间的美墨战争中得到了批量使用。在南北战争之初，双方骑兵仍在使用这种武器。不过等到这场战争开始时，无论是前装枪还是后装枪，都有了更大选择余地，北军官兵对老式霍尔步枪已经不太感冒，只有装备不足的南军一如既往地欢迎这种武器。战事开启之初，在南军尚未抵近哈珀斯渡口的情况下，惊慌失措的北军便自行将军械库放火付之一炬，即历史上著名的“哈珀斯渡口大火”。而南军最大的收获，是从工厂仓库里抢救出许多霍尔步枪的零部件，并将它们组装起来继续使用，不过该枪的设计缺陷仍然无法解决，于是其中的一部分干脆被恢复成了前装枪。  著名的“哈珀斯渡口大火”，北军自行将联邦军械库放火烧毁 有意思的是，尽管霍尔步枪的设计并不算怎么成功，但其影响也扩大到了美国之外。瑞典就有一款M1851步枪，在整体结构上模仿了霍尔步枪的设计，不过也进行了针对性改进。该枪虽然也是上翻弹膛，但设计了专门的开闭锁手柄，设置在机匣右侧，操作更加方便，弹膛的前端截面由霍尔的“T”字形改为带有盖板的圆柱形，圆柱形前端加工有一圈缩小部分，手柄合上后，这个缩小部分就会伸入到枪管末端，这样就避免了火药燃气的直接外泄。另外，M1851将火帽击发机构设置在枪身下方，击锤与开闭锁手柄连动，射手只需完成装填和安装火帽的工作，将手柄复位后，即可直接发射。即使火帽哑火，也可以重新更换后手工张开击锤。因此，熟练的射手可以用M1851打出接近10发/分的射速。 瑞典M1851步枪的结构在霍尔步枪基础上进行了进一步优化 虽然霍尔步枪未获得完全成功，但后膛装填的优点已经深入人心，霍尔和诺斯的经验教训启发了很多枪械设计师，从1830年至1860年间，一大批更加完善的后膛装填设计逐步走向成熟。霍尔和诺斯的哈珀斯渡口军械库还为美国枪械发明界培养了更多人才，其中最著名的就是克里斯蒂安·夏普斯。当然，当霍尔的事业如日中天时，夏普斯还不到20岁，只是哈珀斯渡口军械库的一个学徒。 克里斯蒂安·夏普斯（1811 -1874） 但就在这里，年轻的夏普斯学到了流水线生产的基础知识，也了解了霍尔设计的每一支步枪和卡宾枪的构造。更重要的是，他清楚地意识到霍尔的设计有哪些地方需要改进。大约10年之后，夏普斯在俄亥俄州辛辛那提设立了自己的企业，通过无数次努力，最后以自己独创的起落式枪机结构解决了后膛装填时火药颗粒洒漏的难题，同时大大减轻了火药燃气泄漏的威胁，消除了此前霍尔步枪的绝大部分弊端。这一设计在1848年9月获得美国专利，这就是在南北战争以及西部时代大放异彩的夏普斯步枪。 |
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