不尋常的火炮
德國人為什么對法國人的火炮如此感興趣，而法國人又為什么會如此“小題大做”？一切的根源，都在于這絕不僅僅是一門普通的速射炮。作為后來引發(fā)法國陸軍“速射炮革命”的重要因素，“法75”是世界上第一門在設(shè)計階段就對精度和立靶密集度之間的關(guān)系進行了科學(xué)計算的速射火炮。
就當時的火炮射擊技術(shù)而言，精度和立靶密集度的含義可作如下解釋：所謂精度，就是用于衡量一組射彈的平均彈著點相對于目標位置的精確程度的尺度。密集度是用于衡量火炮在同一仰角上發(fā)射的若干彈丸的落點相對于平均彈著點散布偏差的尺度。當射彈圍繞平均彈著點散布很大時，我們說密集度不好。精度與整個火炮系統(tǒng)有關(guān)，并受許多誤差和差錯的影響，影響精度的因素包括火炮測地誤差、所決定的目標位置的精度誤差以及在彈藥、儀器和外部射擊條件修正量上的一些固有偏差。
密集度受彈與彈之間在許多方面存有差異的影響，包括初速、彈道系數(shù)、氣象條件、瞄準、送彈和火炮磨損等方面的差異，以及每一枚炮彈之間本身的差異。事實上，精度與密集度之間充滿了復(fù)雜的矛盾。在火炮射擊時可能密集度很好，但是精度不佳；有時則可能與此相反。另一方面，如果火炮發(fā)射的炮彈每次都落到目標中心上，此時則可以認為射擊精度和密集度都非常好，但是即使獲得了這樣的結(jié)果，從戰(zhàn)術(shù)角度來講也并非理想——-那意味著既便射速足夠，也難以產(chǎn)生一個有效的、符合愿望的面積覆蓋，從而使緊隨步兵戰(zhàn)斗隊形，實施不間斷火力支援的目的落空，因此彈著具有一定程度的散布是人們所期望的，只要散布與預(yù)期值相近。
正是因為深刻理解了這其中的奧妙，法國人在“法75”的設(shè)計過程中，堅持著這樣一個原則：精度與密集度之間必須維持如此一種平衡，既在無需修正的情況下，散布不可以大到威脅已方步兵戰(zhàn)斗隊形向前推進的程度，彈群的平均彈著點應(yīng)盡量靠近目標中心，但同時散布的適度增加也是必要的，以便在接連不斷的彈幕式射擊中，產(chǎn)生一個有效的、符合愿望的面積覆蓋。
為了達到這個目的，“法75”采用了一種當時絕無僅有的制退復(fù)進技術(shù)。諷刺的是，這種技術(shù)居然還是從德國人那里買來的。在19世紀末，各國火炮設(shè)計界業(yè)已達成共識，單純從彈藥上打主意并非是實現(xiàn)“速射”的靈丹妙藥。對炮手來說，火炮即使使用了黃銅藥筒，但如果沒有有效的反后坐裝置，也不能被看作是真正的速射炮。事實上，從中世紀開始利用火炮摧毀城堡起，直到20世紀初，影響火炮發(fā)射速度的不是如何更快地把炮彈放到火炮中，而是牛頓第三運動定律——如果每一次火炮發(fā)射都會讓整門炮退離原本的位置，這也意味著如果任何炮手想要修正彈著的話，不僅要花費力氣把火炮推回原本的位置，更要想辦法讓火炮盡可能地恢復(fù)到原本的姿態(tài)，而這些費力的工作遠比裝填火炮需要更多的時間。
然而，最初的“法75”制退復(fù)進系統(tǒng)在設(shè)計上卻存在很大的技術(shù)缺陷。在火炮發(fā)展史上，火炮反后坐裝置的發(fā)明是一個里程碑，它結(jié)束了剛性炮架的時代，進入了彈性炮架的時代。彈性炮架火炮發(fā)射時，因反后坐裝置的緩沖，作用在炮架上的力大為減小，火炮重量得以減輕，發(fā)射時火炮不致移位，發(fā)射速度得到提高。正是彈性炮架的采用緩和了增大火炮威力與提高機動性的矛盾，火炮結(jié)構(gòu)趨于完善。通俗地說，火炮的反后坐裝置就是一個彈簧，是火炮射擊時一個有特殊功能的緩沖和復(fù)位裝置。在火炮射擊時，反后坐裝置通過后坐運動產(chǎn)生一定的后坐力，從而控制后坐部分的后坐運動規(guī)律（速度和行程），同時也儲存部分能量，使其在后坐終止時再能自動返回到射擊前的初始位置。可見，反后坐裝置的最大優(yōu)點就是它能將火炮射擊時所產(chǎn)生的巨大后坐力巧妙地緩解掉，同時也使得后坐部件正常復(fù)進到位以便下次射擊。最早的制退機是用彈簧緩沖的，也就叫彈簧式制退機。它結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠，不易損壞，但對火炮而言，它的緩沖能力太小。此后出現(xiàn)的氣體式的制退機，基本上與彈簧式制退機的原理相同，而且更便于調(diào)整復(fù)進速度，但緩沖能力仍然有限。
在制造一種有效的反后坐裝置的問題上進行了多次嘗試后，“法75”的主要設(shè)計者、法國陸軍工程師路易斯·巴奎少校設(shè)計的液壓退管式反后坐裝置一經(jīng)問世，便成了當時很多火炮設(shè)計師的熱門之選。事實證明，選擇液壓油而非彈簧或是空氣為作功介質(zhì)，大大提高了緩沖效率。其結(jié)構(gòu)包括一個能完成兩種重要功能的液壓氣動式反后坐裝置，該裝置一方面能吸收射擊時作用在火炮上的后坐力，另一方面還可使火炮復(fù)進到射擊前的原有位置。后一種功能是這種反后坐裝置與當時也在進行試驗的其他反后坐裝置方案的不同之處。然而巴奎少校設(shè)計的液壓退管式反后坐裝置存在重大的技術(shù)缺陷。事實上，巴奎少校為其反坐裝置選擇液壓油作為作功介質(zhì)的確非常明智，可問題在于，其整體設(shè)計是基于短后坐原理，實際上是自動手槍后座制退機構(gòu)的放大，用在火炮上固然減小了耳軸拉力，減少了后坐周期所用的時間，提高了射速，但也產(chǎn)生了一系列不可回避的問題。比如需要有某種前向緩沖系統(tǒng)以使炮身在射擊前停在搖架的前方，同時傳遞到炮架的后坐力能量仍然過大，火炮穩(wěn)定性不足，但剩余的后坐力卻又往往不足以將后坐部分推回到鎖定位置，所以在設(shè)計火炮時，還必須采取使炮身重新回到鎖定位置的某種措施，這就使火炮的結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜化了，而且對部件的耐用性和部件強度要求較高，以至機械可靠性不佳。更重要的地方在于，在火炮上應(yīng)用短后坐原理的液壓式反后座裝置，發(fā)射時點火延遲時間不同成了一個致命傷，即使點火延遲僅僅30毫秒左右，每次射擊后，炮身回到鎖定位置的原有后坐長度也會產(chǎn)生較大差異，這對于射擊精度意味著什么是不言而喻的，并最終影響到至關(guān)重要的射速。
也正因為如此，雖然崇尚“進攻與機動”的法國軍事當局對“法75”的原型設(shè)計從一開始就表現(xiàn)出了極大興趣，但在其設(shè)計得到進一步完善前卻態(tài)度謹慎。設(shè)計師圣克萊爾·德維爾上尉也意識到自己的設(shè)計過于粗枝大葉，尚有許多有侍斟酌之處。于是在1890年，與曾在因戈爾施塔特兵工廠工作的德國工程師阿登納· 豪賽爾進行接觸，以考察后者發(fā)明的另一種液壓式反后座裝置是否堪用。與路易斯·巴奎少校設(shè)計的液壓式反后座裝置相比，豪賽爾的設(shè)計特點在于同樣采用了液壓油為作功介質(zhì)，但卻變短后座為長后座。同時，豪賽爾的反后座系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上也有新意，整個裝置緊湊、簡單，重量輕便，并在相當程度上解決了長后座與降低射速之間的矛盾。最初，阿登納.豪賽爾打算將其專利賣給阿爾弗雷德·克虜伯（克虜伯兵工廠創(chuàng)始人），以圖獲得豐厚回報。然而，精明過份的老克虜伯在了解到豪賽爾暫時還無法攻克液壓油泄露這個技術(shù)難關(guān)后，斷然否定了豪賽爾設(shè)計的一切價值。受此挫折的豪賽爾一氣之下，決定將其專利向任何“懂行”的“買家”推銷，哪怕這個“買家”是德國的敵人也在所不惜。
結(jié)果，作為起落部分的核心部件之一，先進的液-氣式反后坐裝置成為了讓“法75”笑傲江湖的本錢，其所謂劃時代的先進性也正體現(xiàn)在這里。
從原理上來講，這種反后坐裝置并不復(fù)雜，并且早就廣為人知，然而“法75”之所以成為同時期唯一一成功應(yīng)用這種反后坐裝置的火炮并因此獲得了性能上的優(yōu)勢，這其中的奧妙在于，無論是炮身的后坐還是復(fù)進都應(yīng)該是“平穩(wěn)和有節(jié)制”的，否則火炮的穩(wěn)定性和“速射性能”就無從談起。雖然當時的很多類似設(shè)計，都因無法解決這一問題而宣告失敗，但法國人卻從阿登納·豪賽爾先生的設(shè)計中獲得了“啟發(fā)”。法國人確信，在以一種極為巧妙的方法加以解決后，這門火炮定會成為一件性能令人咂舌的武器，甚至于足以引起一場“軍事革命”。不過，由于法國人解決問題的訣竅實際上出人意料地簡單，為了保持自己好不容易獲得的技術(shù)優(yōu)勢，法國軍方?jīng)Q心嚴守這門火炮的秘密。這也成為了“德雷福斯案”案情撲朔迷離的根源。
