在库尔斯克突出部北面，从亚历山大罗夫卡到科列涅沃306公里正面，德军展开了莫德尔大将的第9集团军和第2集团军第13军；红军展开了罗科索夫斯基大将的中央方面军。
整个突出部北部，又分为正面（西南翼）和侧面（东北翼）。
正面属于次要方向，由红军第65（司令巴托夫中将）、60（切尔尼亚霍夫斯基中将）集团军，对峙德第9集团军第20军（罗曼炮兵上将）、第2集团军第13军（西贝特步兵上将）。
冲向库尔斯克！沿着开阔正面冲击的德军坦克群
库尔斯克北部态势
双方的主力都集中在侧面。从德国人的角度看，这里是通向苏军后方的捷径；苏联人自然也明白这一点。另外，红军还考虑到这个地区靠近突出部底部，把主力集中于此，就算挡不住敌人的进攻，撤退也比较方便。
为了防守这个地段，红军部署了第48、13、70集团军，司令分别为罗曼年科、普霍夫、加拉宁，总计294000人，坦克自行火炮573辆。对峙德第9集团军的4个军：第23军（弗里斯纳将军），第41、47、46装甲军（指挥官分别为哈佩、莱梅尔森、措恩），总计兵力267000人，753辆坦克强击火炮和133门自行火炮。
为了获得优势，莫德尔将军又将德军大部分兵力部署在红军第13集团军，及其两侧第70、48集团军侧翼当面。为此展开了第36步兵师一个团，第216步兵师，第78突击步兵师，第86、292、6步兵师，第20装甲师，第31、7、258步兵师，“曼托菲尔”战斗群。二线展开了第18、9、2装甲师。
值得注意的是，莫德尔没有像德军惯常的那样，把装甲部队主力投入第一线。根据近年解密的原苏共中央档案记录的希特勒私人副官供词，这种战术是根据希特勒本人的建议：他主张先以步兵和工兵在炮火支援下突破苏军阵地，摧毁对方的反坦克炮并清除雷场，然后再将装甲主力投入交战。这样可以保证宝贵的坦克不至于一开始就遭受重大损失，而能够完整进入敌方纵深扩大战果。有意思的是，德军的新进攻方式和苏联的模式非常相像。
在这段战线的后方，苏德两军还展开了各自的预备队：莫德尔部署了第10装甲步兵师，第12、4装甲师，总计168辆坦克强击火炮，59辆自行火炮；罗科索夫斯基部署了第2坦克集团军（456辆坦克）和第19坦克军（159辆坦克）。连同战役预备队，德国第9集团军的全部1113辆坦克自行火炮，红军中央方面军的1118辆坦克自行火炮，都集中在了100公里宽的狭小正面内！
突出部北部侧面红军兵力
突出部北部侧面德军兵力
7月5日凌晨4时25分，德国空军第1航空师对库尔斯克北部苏军阵地发动了第一波次空袭。随后的6个多小时内，这里的苏联人观察到1000多个德机架次（含800个轰炸机次），整个天空几乎都被50～150架一组的德机编队所覆盖。最夸张的时候，空中同时出现了450架德国飞机！面对德机的狂轰滥炸，苏军第16空军集团军在最初4个小时几乎毫无反应，中午前也只出动了520个架次，只有德国的一半。德军完全掌握了制空权！由于空袭过于猛烈，苏联高级指挥官在最初一段时间内根本无法了解前线态势。
几乎与空袭同时，4时30分，德第9集团军开始了长达80分钟的炮火准备。空中和地面同时倾泻而来的凶猛火力，几乎把苏军阵地熔化在烈火中！为了削弱德军炮火的威力，4时35分，苏第13集团军司令普霍夫下令以967门大炮和迫击炮向德军反击30分钟。
凌晨5时30分，德军开始了他们的攻击。德军左翼的第23军首先实施了牵制性进攻，以2个步兵师（第78突击师，第216步兵师，第36步兵师一个团）攻击苏军第13和48集团军的接合部，配合进攻的有63辆强击火炮。另外还有第811、813装甲工兵连（每连装备96辆“哥利亚”无线电控装甲爆破车，12辆SPW），却没有什么突破性装甲兵力，结果仅突入了苏军的第一条壕堑，前进了1.5公里便被阻止了。德军在这一线伤亡惨重，第78突击师第195团进攻最初两天就损失了全部连长。
德第9集团军司令莫德尔
在BⅣ爆破车掩护下进攻的德军强击火炮
右翼，德第46装甲军也对加拉宁指挥的红军第70集团军实施了进攻，但被由远东、中亚、外贝加尔边防军和内部人员所组成的红军部队所遏制。
莫德尔的主攻在中央方向展开，投入了第47、41装甲军的7个师（4个装甲师）。其中4个师以及强大的重型战车部队从第一线发动进攻；西侧，第20装甲师和第6步兵师（加强有第505重型坦克营），进攻奥利霍瓦特卡方向；东侧，第292、86步兵师（加强有第656重型坦克歼击团、第216突击坦克营）进攻铁路枢纽波内里。德军7个师当面，红军第13集团军一线部署有第15和第81步兵师；二线，波内里由第307步兵师防守。
从兵力部署看，指向奥利霍瓦特卡的德军，明显要比波内里方向强大一些。这和苏联人事先的判断有些出入：罗科索夫斯基曾认为波内里遭受的威胁最大。这是一个重要的交通枢纽，位于库尔斯克以北76公里，奥廖尔到库尔斯克的铁路就由此通过。(www.xing528.com)
莫德尔的主攻开始！20公里宽的狭窄正面上，6万余德军，近400辆坦克强击火炮（包括31辆“虎”，89辆“菲迪南德”，45辆“灰熊”）汹涌而来！“虎”式重型坦克首先出现，并高速冲到奥卡河右岸，然后原地对红军阵地实施炮击。在这些“虎”的后面，很快涌出了数百辆德国中型坦克和半履带装甲输送车。在地面炮火以及第1航空师密集机群的配合下，上百辆“虎”和第一次上阵的“菲迪南德”重型战车，以坚固的正面装甲弹开雨点般迎面射来的苏军炮弹，引导着由数百辆坦克强击火炮组成的巨大钢铁队形狠狠撞向红军阵地。德军坦克手们遵守着如下原则：坦克在任何时候都不能停止不动。即使坦克被损毁，但火炮还能使用，就要在原地用火力支援冲击！
但当德国坦克接近苏军前沿时，却接二连三地碾上地雷而爆炸，接着又遭到了苏军的火炮直射。他们所进攻的苏军第13集团军防线，埋设有50700枚反坦克地雷，28805枚反步兵地雷。反坦克据点也多如牛毛：其第一道反坦克地区，有15个反坦克地域，45个支撑点；第二道9个反坦克地域，34个支撑点；第三道14个反坦克地域，70个支撑点。当支撑点内的红军用火炮射击德国坦克的同时，周围的壕堑和射击巢也不断用机枪、迫击炮拦阻坦克后面的德国步兵。当德国人迫近时，一个苏军迫击炮炮长甚至用炮弹撞击迫击炮底板引发爆炸。
在雷场中陷入苏军火力打击的德国装甲部队处境险恶！伴随第653、654“菲迪南德”重型坦克歼击营行动的第313、314喷火坦克连成了救星。2个连装备了72辆BⅣ重型履带炸药布放车，可以在半遥控状态下摧毁敌方阵地和雷场。以11辆BⅣ被炸毁为代价，德国人得以在苏联雷场中开辟出4条通道。
BⅣ重型履带炸药布放车
重量：3.45吨
携带炸药：500公斤
时速：38公里
装甲：车体正面10毫米，侧后13毫米
哥利亚
但当德国坦克在雷场中找到通道后，却又遭到了红军工程兵少将约费所指挥的地雷工兵第1近卫旅打击。他们一面顶着德国人的射击，投掷着燃烧瓶和手榴弹，一面在德国坦克履带前布雷。面对不要命的苏联工兵，德军巨大的“菲迪南德”重型坦克歼击车最为吃亏。因为其没有车载机枪，一些“菲迪南德”成员情急之下，据说只能用Mg-42机枪通过炮管对外射击。而且“菲迪南德”视野有限，观察镜往往会被苏军猛烈炮火溅起的泥土遮住。
直到激战一个半小时后，德军才开始以绝对装甲优势冲破红军的防御。在进攻德军右翼，第20装甲师（73辆可动坦克，30门自行火炮）和第6步兵师（加强有第505“虎”式重型坦克营），分别从西面和东面，以上百辆坦克的密集队形冲击苏第15步兵师防线。上午9点，第20装甲师终于取得了突破，得以向前推进了5公里。该师为此付出了沉重代价，可动坦克数从73辆减少到了第二天的50辆。德第6步兵师也在20～30辆“虎”的配合下攻入苏军阵地。由于2个德国师在两翼的突破，苏第15步兵师面临被包围的威胁。5日下午，第15步兵师被迫撤退，结果在德军的追击下受到很大损失，其第676团一度被包围，经苦战后突围。
在Ⅳ号坦克掩护下，德军步兵逼近一个燃烧的苏军抵抗枢纽
苏第15步兵师撤退的同时，位于其左翼的第70集团军第132步兵师侧翼暴露，也被迫后撤。当面德军第7、31步兵师趁机渗入第70集团军右翼4～5公里。
在进攻德军左翼，德第292、86步兵师，以第653、654营80多辆“菲迪南德”为前导，不断冲击红军第81步兵师阵地。尽管“菲迪南德”在红军雷场中举步维艰，但还是凭借200毫米的厚实装甲和超长88炮向前缓慢推进。尤其是在红军第81步兵师右翼，德第86步兵师在第18装甲师的1个团、“菲迪南德”和第216突击坦克营“灰熊”的支援下，沿铁道扑向波内里。值得一提的是，德军第86步兵师师长魏德林中将不到两年后担任了最后一任柏林卫戍司令，成为第三帝国灭亡的直接见证者。
但在1943年7月5日，魏德林却还在苏联国土内的库尔斯克突出部，并指挥部队逼近波内里。为了阻止魏德林，红军第13集团军司令普霍夫向第81师增援了第129坦克旅（65辆坦克）和第1442自行火炮团（16辆自行火炮）。另外，他把第74步兵师派往德军第86步兵师东侧，准备以该师和第27近卫坦克团（21辆Kv）切断冲入苏军阵地的德军侧翼。中央方面军司令部也把第1、13反坦克旅和第21迫击炮旅，总计10个炮兵团增援给第13集团军。
指挥战斗的罗科索夫斯基大将
在新增坦克部队配合下，红军第81师当天击退了德军的4次进攻。9时30分，苏联飞机也终于姗姗来迟地出现在战场上。第6歼击航空兵军和第1近卫歼击航空兵师的战斗机开始拦截德国轰炸机群，近卫第53强击航空兵团也以6～8机编队攻击德国坦克，并首次使用了1.5～2.5公斤的空心装药炸弹（据称可以击穿60毫米装甲）。一架伊尔-2能够携带144枚这样的炸弹，一个大队可以形成150米×150米范围的稠密杀伤区。在方面军司令罗科索夫斯基的命令下，共有350架飞机（200架战斗机，150架轰炸机）飞赴第13集团军上空支援。德第6步兵师师长惊呼：“俄国人使用的飞机数量在东部战场前所未见！”
但在库尔斯克北部空域，德国人依然掌握着制空权。德军第1航空师当天出动了2088个架次，远远超过苏联空军第16集团军的1232架次。而且因为苏联预警工作太差，飞行员又迷恋于和德国战斗机缠斗，以至于德国轰炸机可以轻易闯入红军阵地实施轰炸，造成了巨大伤亡。
在地面战斗中，苏联的T-34也根本无力对抗“菲迪南德”，对方却可以在3000米以上距离轻易摧毁苏联坦克。面对这种几乎无法击穿的钢铁怪物，苏联人受到了很大刺激，以至于一度把所有的德国自行火炮都当成“菲迪南德”：恰如会把Ⅳ号坦克当成“虎”一样。由于力量悬殊，红军第81师终于在德军第5次攻击下向后退却。
截至5日日终，德第9集团军在苏第13和70集团军之间15公里正面取得突破，并在第13集团军防线内推进了6～8公里，逼近奥利霍瓦特卡以北15公里处的苏军第二防御地带。为此德国人付出了沉重的代价。根据莫德尔上报的不完全统计，第9集团军当天战斗伤亡达7223人，相当于他全部“战斗力量”的1/10。对莫德尔来说，以如此巨大的损失所换取来的胜利并不显著。
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