在槍械發(fā)展史上，后膛裝填是比膛線、雷汞火帽更具里程碑意義的一項(xiàng)發(fā)明。采用后膛裝填技術(shù)之后，重新裝填的方便程度，以及槍械的實(shí)際發(fā)射速度都得到了進(jìn)一步提升。特別是在臥姿射擊時(shí)，從槍膛后端進(jìn)行裝填要比從槍口裝填容易得多，對于騎兵來說更是如此，騎在馬上為前裝槍特別是長槍裝彈幾乎是不可能的。同時(shí)，后膛裝填也降低了重復(fù)裝填的風(fēng)險(xiǎn)，這是戰(zhàn)斗中士兵在恐慌和緊張雙重壓力下常犯的一個(gè)錯(cuò)誤。

前裝槍除了影響射速射程之外，射手可采用的射擊姿勢甚至戰(zhàn)術(shù)都有很大的局限性

人們很早就開始研究后膛裝填技術(shù)，甚至在紙殼定裝彈出現(xiàn)之前很久的15世紀(jì)英王亨利八世時(shí)期，就有此類設(shè)計(jì)出現(xiàn)。隨著歐洲科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，關(guān)于后膛裝填的各種發(fā)明一度層出不窮，包括可拆卸彈膛、彈膛偏移、旋轉(zhuǎn)閉鎖……人們嘗試了很多種方法，但受限于當(dāng)時(shí)的材料和機(jī)械加工水平，裝填的方便性和火藥燃?xì)饷芊獾目煽啃赃@對矛盾一直很難得到解決，因此這些發(fā)明很難投入實(shí)際使用，更難以推廣開來。

關(guān)于誰是第一種成功的后膛裝填步槍，一直有不同的說法。有些人認(rèn)為是普魯士開發(fā)的德萊賽M1841針發(fā)槍，它創(chuàng)新性地采用了旋轉(zhuǎn)后拉槍機(jī)和擊針擊發(fā)的紙殼定裝彈，使之成為一支在當(dāng)時(shí)來講相當(dāng)先進(jìn)的軍用后膛裝填步槍，在普丹戰(zhàn)爭和普奧戰(zhàn)爭中為普魯士軍隊(duì)帶來了技戰(zhàn)術(shù)上的巨大優(yōu)勢。但所謂“花開兩朵、各表一支”，人類科技樹是可以并行發(fā)展的，在此之前差不多30年，美國就已經(jīng)出現(xiàn)了一種更加簡單，但同樣進(jìn)入實(shí)用階段的后膛裝填設(shè)計(jì)，即約翰·霍爾發(fā)明的霍爾系列步槍。而且霍爾作為槍械制造乃至美國工業(yè)化革命的關(guān)鍵人物之一，憑借他發(fā)明的步槍以及制造方法，使得美國成為事實(shí)上的最早批量生產(chǎn)和裝備后膛裝填步槍的國家。

普魯士對德萊塞后裝針發(fā)槍的過分保密，限制了該槍對歐洲槍械發(fā)展的貢獻(xiàn)

1788年，約翰·霍爾出生在緬因州的波特蘭。1811年5月21日，他和年輕的建筑師威廉·桑頓共同獲得了一項(xiàng)關(guān)于后膛裝彈步槍的專利。桑頓在其中起到何種作用，史書上未見提起，而且后來在霍爾步槍的發(fā)展進(jìn)程中也再未提到過此人。在1812年，這一專利經(jīng)過了改進(jìn)，使之能夠承受更大份量發(fā)射藥的壓力，以提高彈頭的初速和威力，方便作為軍事用途。剛剛經(jīng)過美英戰(zhàn)爭鍛煉的美國陸軍對這一發(fā)明表現(xiàn)出了濃厚興趣，從1813年開始，對霍爾的“專利步槍”相繼進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。

約翰·霍爾和他人共同獲得的后膛裝填專利

1814年，軍方曾向霍爾提出以每支25美元的價(jià)格，訂購200支試驗(yàn)用步槍。但霍爾卻“萬分遺憾”地拒絕了，因?yàn)殛戃娨笠荒旰缶徒回?，而霍爾的小工廠每年只能制造50支。通過這一次交涉，霍爾深刻認(rèn)識到當(dāng)時(shí)槍械生產(chǎn)方式的不足，特別是機(jī)械制造中不可避免的制造公差問題難以解決，特別是對于后膛裝填步槍，公差將是影響火藥氣體密閉性的關(guān)鍵性因素。在少量生產(chǎn)的情況下，每個(gè)槍匠通過手工修配，可以使他裝配出來的每一支槍運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但一旦改為規(guī)模化批量生產(chǎn)，工匠將不可能獨(dú)自完成從每個(gè)零件的制造到整槍裝配的全過程，只能分工負(fù)責(zé)某一個(gè)零件或工序，而造出的零件尺寸又難以完全一致，將嚴(yán)重影響最后裝配的效率和整槍的質(zhì)量。

因此，霍爾在深思熟慮之后，提出了大批量生產(chǎn)零件的“一致性原則”，這實(shí)際上是日后“零件互換性”概念的另一種表述方式。這個(gè)概念正中軍方下懷，于是在1816年，再次向霍爾訂購了1000支后者所設(shè)計(jì)的步槍。這筆訂單帶有一定的試驗(yàn)意義，軍方顯然是在考驗(yàn)霍爾是否能實(shí)現(xiàn)其宣稱的生產(chǎn)方式。

霍爾接受了訂單，同時(shí)接受了每月薪酬為60美元的政府雇傭，來到西弗吉尼亞州兵工廠所在地，成為哈珀斯渡口聯(lián)邦軍械庫的一名助理軍械師。經(jīng)過一番查勘，霍爾選中了新廠址——謝南多厄河上的弗吉尼厄斯島，并買下了島上的一個(gè)水力磨坊，準(zhǔn)備利用河水驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械，開創(chuàng)自己的新事業(yè)。在這里，他遇到了此后的合作伙伴，同樣受陸軍雇傭以協(xié)助霍爾進(jìn)行生產(chǎn)的西蒙·諾斯。諾斯本是康涅狄格州米德爾頓的一名磨坊主，同樣利用水力從事機(jī)械加工業(yè)務(wù)，還發(fā)明了作為重要生產(chǎn)母機(jī)之一的銑床。此前，諾斯完成過替政府生產(chǎn)2萬支燧發(fā)手槍的合同，這些槍的燧發(fā)機(jī)都經(jīng)過手工精確修配，達(dá)到了可以互換的程度。也正是這一次考驗(yàn)，讓諾斯得到了軍方的信任。

霍爾設(shè)計(jì)的工廠利用流水的力量帶動工作母機(jī)

與此同時(shí)，對霍爾步槍的改進(jìn)也在有條不紊地進(jìn)行著。軍方訂購的1000支樣槍，在1819年3月進(jìn)行的野外測試中表現(xiàn)良好，但大規(guī)模生產(chǎn)直到1824年方才開始。盡管諾斯有豐富的機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn)，霍爾依然足足花費(fèi)了5年時(shí)間，投入了15萬元的政府資金，才逐步建立了從驅(qū)動、傳動、工具、工序到量具的完整的工廠生產(chǎn)體系。借助水力作為動力，加上霍爾設(shè)計(jì)的皮帶傳動裝置，車床的轉(zhuǎn)速可高達(dá)3000轉(zhuǎn)/分，這在當(dāng)時(shí)是相當(dāng)驚人的。霍爾還發(fā)明了專用量具，用于測量每個(gè)零件的公差，保證產(chǎn)品的裝配性和互換性。由于有了大量專用機(jī)械，只需部分經(jīng)過一定訓(xùn)練的普通工人，即可完成此前大量熟練工匠才能完成的工作量。

霍爾設(shè)計(jì)的皮帶傳動系統(tǒng)，同時(shí)可以驅(qū)動若干臺機(jī)械

陸軍方面曾指派三人委員會檢查霍爾設(shè)立的工廠。他們完全被這一全新的生產(chǎn)系統(tǒng)所折服，稱贊其為“全新的槍械制造體系，對國家有巨大的助益，投入大規(guī)模應(yīng)用更是益處無窮”?；魻柡椭Z斯在哈珀斯渡口聯(lián)邦軍械庫所創(chuàng)造的體系模式，不僅影響了美國的槍械制造業(yè)，也促進(jìn)了鐘表、成衣、制鞋、家用機(jī)械等制造行業(yè)的發(fā)展，特別是對后來汽車大王亨利·福特的制造流水線起到了重要的啟發(fā)作用。在兩人的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，在1840年代，位于佛蒙特州溫莎的羅賓斯&勞倫斯公司建立了真正、完整、近代意義上的可互換零件生產(chǎn)體系，軍事工業(yè)再次走在了工業(yè)科技進(jìn)步的最前沿。

不過，單從結(jié)構(gòu)上來說，霍爾的“后膛裝填”實(shí)際上是耍了一個(gè)小聰明。他的設(shè)計(jì)將完整的槍管分為兩部分——彈膛和槍管。兩部分通過一個(gè)加寬的機(jī)匣組合在一起，槍管是固定式的，而彈膛則是活動式的，尾部帶有鉸鏈，通過設(shè)在機(jī)匣下方的一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單的開閉鎖機(jī)構(gòu)，彈膛可以向上翻起，此時(shí)射手將火藥和彈丸從前向后裝入彈膛，然后將彈膛向下壓到定位，與槍管末端緊貼在一起，也就是說，霍爾步槍實(shí)際上是“活動彈膛”的一種改進(jìn)型，和德萊塞針發(fā)槍的后裝還有相當(dāng)?shù)牟罹唷Ｖ劣趽舭l(fā)機(jī)構(gòu)，霍爾步槍開始仍沿用成熟的燧發(fā)槍機(jī)，發(fā)射前仍需要在藥池內(nèi)撒上點(diǎn)火藥，后期則改用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的火帽擊發(fā)機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高了發(fā)射效率。

活動彈膛打開、正待裝填的霍爾步槍

最早生產(chǎn)的M1819霍爾步槍是標(biāo)準(zhǔn)的長步槍，采用.52口徑，線膛槍管長32.5英寸（825.5毫米）。1833年又開始生產(chǎn)縮短版的M1833霍爾卡賓槍，該槍采用長度為23英寸（584.2毫米）的滑膛槍管，以方便騎兵使用，而且該槍率先改用了火帽擊發(fā)機(jī)，據(jù)稱是美國第一款火帽擊發(fā)步槍。為了增加威力，接下來的M1835霍爾步槍采用了更大的.69口徑。1840年，在霍爾M1833卡賓槍基礎(chǔ)上，改用21英寸（533.4毫米）的線膛槍管，同時(shí)改進(jìn)了開膛桿，這一改型稱為M1842卡賓槍?；魻栂盗械淖詈笠粋€(gè)型號稱為M1843霍爾-諾斯卡賓槍，由諾斯負(fù)責(zé)改進(jìn)，采用.52口徑，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化了開膛桿的設(shè)計(jì)。

哈珀斯渡口聯(lián)邦軍械庫生產(chǎn)的霍爾M1819步槍

霍爾步槍的射擊速度可以達(dá)到6-8發(fā)/分，明顯高于同期其他前裝步槍。不僅如此，在米涅彈丸發(fā)明以前，霍爾步槍也是裝填最方便的線膛槍，借助膛線的穩(wěn)定作用，其精度和射程遠(yuǎn)超過普通滑膛槍。1820年代初，陸軍軍械部曾進(jìn)行了一次對比試驗(yàn)，由來自同一個(gè)連隊(duì)的38名士兵，分別使用前裝滑膛槍、前裝線膛槍和霍爾步槍，射擊100碼（91米）外的目標(biāo)，每種步槍各用時(shí)10分鐘。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在同樣的時(shí)間內(nèi)，前裝滑膛槍累計(jì)發(fā)射845次，命中208發(fā)，命中率24.6%；前裝線膛槍累計(jì)發(fā)射了464次，命中164發(fā)，命中率35.3%；霍爾步槍累計(jì)發(fā)射了1198次，命中430發(fā)，命中率35.8%。由此可見，霍爾步槍在命中率方面與前裝線膛槍相當(dāng)，遠(yuǎn)高于前裝滑膛槍，但在射速方面，與另外兩者比較，霍爾步槍都顯示了壓倒性的優(yōu)勢。

后期采用火帽擊發(fā)的霍爾步槍進(jìn)行實(shí)彈射擊

不過，雖然霍爾步槍向前邁進(jìn)了一大步，但它最終并未能大范圍取代前裝槍。最主要的原因是，當(dāng)時(shí)軍隊(duì)的思想仍然比較保守，對使用了幾百年的前裝槍難以割舍，甚至到了1862年，即使當(dāng)時(shí)已經(jīng)有了性能更完善的夏普斯后裝槍，時(shí)任陸軍軍械部長詹姆斯.W.里普利將軍仍然堅(jiān)持陸軍要使用前裝槍而不是后膛槍。此外，由于霍爾的設(shè)計(jì)以及當(dāng)時(shí)制造工藝存在局限，活動彈膛前端還難以與槍管末端做到無縫貼合，發(fā)射瞬間大量火藥燃?xì)鈺膹椞藕蜆尮苤g的間隙噴出。

霍爾步槍不僅機(jī)匣部分特別寬，而且機(jī)匣兩側(cè)留有縫隙，射擊時(shí)燃?xì)鈺拇颂幮钩?/p>

一方面，四處噴濺的熾熱殘?jiān)鼤ι涫置娌刻貏e是眼睛造成嚴(yán)重威脅，必須使得射手害怕和不信任手中的武器；另一方面泄露會導(dǎo)致膛壓下降，減小了彈頭初速。為彌補(bǔ)這一缺陷，霍爾步槍不僅增大了口徑，而且裝藥量也比普通前裝槍多出近一倍，達(dá)到100格令（6.48克），然而其初速依然比普通前裝槍低30%，100碼處的穿透力則要低上三分之二。此外，與一根身管到底的滑膛槍相比，霍爾步槍加工更加復(fù)雜，同等條件下價(jià)格要翻上一番，而且后者機(jī)匣橫向尺寸較寬，重量也較大，攜帶也不夠方便，因此霍爾步槍難以一統(tǒng)天下，終究未能成為美國陸軍的主力武器。

哈珀斯渡口軍械庫沒有生產(chǎn)過霍爾專利手槍，這支只是利用步槍改裝的產(chǎn)品

從1820年到1846年，哈珀斯渡口軍械庫共為美國陸軍生產(chǎn)了超過5萬支霍爾步槍和卡賓槍，另外還有至少1700支私人槍械商的訂單。其中，M1833、M1843兩種型號的霍爾步槍在1846年至1849年間的美墨戰(zhàn)爭中得到了批量使用。在南北戰(zhàn)爭之初，雙方騎兵仍在使用這種武器。不過等到這場戰(zhàn)爭開始時(shí)，無論是前裝槍還是后裝槍，都有了更大選擇余地，北軍官兵對老式霍爾步槍已經(jīng)不太感冒，只有裝備不足的南軍一如既往地歡迎這種武器。戰(zhàn)事開啟之初，在南軍尚未抵近哈珀斯渡口的情況下，驚慌失措的北軍便自行將軍械庫放火付之一炬，即歷史上著名的“哈珀斯渡口大火”。而南軍最大的收獲，是從工廠倉庫里搶救出許多霍爾步槍的零部件，并將它們組裝起來繼續(xù)使用，不過該槍的設(shè)計(jì)缺陷仍然無法解決，于是其中的一部分干脆被恢復(fù)成了前裝槍。

著名的“哈珀斯渡口大火”，北軍自行將聯(lián)邦軍械庫放火燒毀

有意思的是，盡管霍爾步槍的設(shè)計(jì)并不算怎么成功，但其影響也擴(kuò)大到了美國之外。瑞典就有一款M1851步槍，在整體結(jié)構(gòu)上模仿了霍爾步槍的設(shè)計(jì)，不過也進(jìn)行了針對性改進(jìn)。該槍雖然也是上翻彈膛，但設(shè)計(jì)了專門的開閉鎖手柄，設(shè)置在機(jī)匣右側(cè)，操作更加方便，彈膛的前端截面由霍爾的“T”字形改為帶有蓋板的圓柱形，圓柱形前端加工有一圈縮小部分，手柄合上后，這個(gè)縮小部分就會伸入到槍管末端，這樣就避免了火藥燃?xì)獾闹苯油庑?。另外，M1851將火帽擊發(fā)機(jī)構(gòu)設(shè)置在槍身下方，擊錘與開閉鎖手柄連動，射手只需完成裝填和安裝火帽的工作，將手柄復(fù)位后，即可直接發(fā)射。即使火帽啞火，也可以重新更換后手工張開擊錘。因此，熟練的射手可以用M1851打出接近10發(fā)/分的射速。

瑞典M1851步槍的結(jié)構(gòu)在霍爾步槍基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化

雖然霍爾步槍未獲得完全成功，但后膛裝填的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)深入人心，霍爾和諾斯的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)啟發(fā)了很多槍械設(shè)計(jì)師，從1830年至1860年間，一大批更加完善的后膛裝填設(shè)計(jì)逐步走向成熟?；魻柡椭Z斯的哈珀斯渡口軍械庫還為美國槍械發(fā)明界培養(yǎng)了更多人才，其中最著名的就是克里斯蒂安·夏普斯。當(dāng)然，當(dāng)霍爾的事業(yè)如日中天時(shí)，夏普斯還不到20歲，只是哈珀斯渡口軍械庫的一個(gè)學(xué)徒。

克里斯蒂安·夏普斯（1811 -1874）

但就在這里，年輕的夏普斯學(xué)到了流水線生產(chǎn)的基礎(chǔ)知識，也了解了霍爾設(shè)計(jì)的每一支步槍和卡賓槍的構(gòu)造。更重要的是，他清楚地意識到霍爾的設(shè)計(jì)有哪些地方需要改進(jìn)。大約10年之后，夏普斯在俄亥俄州辛辛那提設(shè)立了自己的企業(yè)，通過無數(shù)次努力，最后以自己獨(dú)創(chuàng)的起落式槍機(jī)結(jié)構(gòu)解決了后膛裝填時(shí)火藥顆粒灑漏的難題，同時(shí)大大減輕了火藥燃?xì)庑孤┑耐{，消除了此前霍爾步槍的絕大部分弊端。這一設(shè)計(jì)在1848年9月獲得美國專利，這就是在南北戰(zhàn)爭以及西部時(shí)代大放異彩的夏普斯步槍。