志愿军炮兵21师的战士们将喀秋莎视若珍宝。
尽管此时的志愿军已经接收了大量苏联重武器，但在装备上仍然与美军存在相当的差距。尤其是美国的空中优势更是不容忽视。“喀秋莎”虽然火力凶猛，但总体体积太大，一旦被敌人的侦察机发现，必然会遭受集中攻击。
因此，为了做好隐蔽，“喀秋莎”一直都是在小路上行进。进军途中，炮身都被严密遮盖，车头、车顶也都用松枝伪装。这也就造成了一些误会：很多志愿军战士都误以为这些卡车是运输架桥钢架的。
1951年9月1日，“喀秋莎”火箭炮终于等到了出手的机会。根据侦察员的情报，志愿军首长得知，美国第七师的炮兵阵地就在武圣山附近。于是，第21师203团奉调出征，他们用384枚火箭弹，短短几分钟便摧毁了美军第7师的两个营，瞬间消灭敌军七百多人！美国人惊呼：志愿军这是扔了原子弹吗？
初战告捷之后，志愿军在东线再次发动攻势。21师203团来了一次齐射，消灭五百多名敌人；一个月后，第21师202团，又在天木洞重创敌军，收割了美国骑兵一师的八百多个人头。志愿军的局部火力之强，隐隐有了超过美国的势头。
美军司令官李奇微，甚至以为是苏军直接介入了战争。
在1951年10月的秋季防御作战中，志愿军第47军、第64军、第67军和第68军，除了各军所属的榴弹炮团和师属山炮营外，每个军还额外配备了1到2个榴弹炮团、1个营至1个团的反坦克炮，有些军队还配备了火箭炮团和坦克团。
平均每公里的防御正面上布置了8至10门火炮。各军根据不同火器的性能，合理构建了多层次的防御火网，较好地发挥了炮兵的威力。
第一层防御火网由榴弹炮、野炮和坦克炮组成，实施远距离火力打击，摧毁“联合国军”的坦克，压制其火炮，破坏其攻击部署，杀伤其有生力量。
第二层防御火网则由山炮、迫击炮和步兵炮构成，主要任务是清除第一层防御火网的死角，打击集结和运动中的“联合国军”，摧毁其伴随火炮，阻止其顺利接近志愿军阵地。
第三层防御火网由轻重机枪、冲锋枪和手榴弹组成，专门用来直接打击“联合国军”步兵的冲锋。
有些部队还集中使用野炮、无后坐力炮和火箭筒，组成反坦克大队，专门打击“联合国军”的进攻坦克。在1951年秋季的整个防御作战中，炮兵为步兵作战提供了有力的火力支援，步兵普遍感到满意。
10月3日，美军集中9个团的兵力，在坦克200余辆、火炮300余门及大量飞机的支援下，向志愿军第64、第47军防守的高旺山、马良山、天德山等阵地进攻。炮兵组织15个野炮、榴弹炮兵连进行压制与拦阻射击，支援步兵击退“联合国军”35次冲击。
双方激战七昼夜，志愿军毙伤敌6000余人。在天德山方向，在志愿军炮兵和步兵的协同打击下，美骑兵第1师在第一天仅仅是夺取了222高地这个小山丘，而志愿军炮兵火力杀伤的敌人占该方向歼敌总数的1/3以上。
10月10日，志愿军火箭炮1个团对添木洞以东美军集结的部队行2次齐放，毙伤其500余人。以前志愿军一个团都不一定能够歼灭美军这么多人，现在火炮一轮齐射就做到了。
据美军称，“中国炮兵像这样有组织地进行射击，这还是战争以来的第一次。中国炮兵为了阻止接近的集中射击和为了粉碎冲击的拦阻射击就不用说了，此外甚至还实施了从来没有过的炮兵对炮兵的炮战，这使得美国炮兵很为惊慌。这是中国炮兵从未有过的战法。”
在志愿军第67、第68军防御正面，炮兵支援步兵粉碎美军的”坦克劈入战”。
10月28日，美军坦克42辆沿金城川向金城方向运动，炮兵以2个连的火力对其集中射击，毁伤坦克16辆。在秋季防御作战中，志愿军炮兵共击毁击伤“联合国军”坦克76辆、汽车80辆、火炮33门。
在第47军，炮兵的歼敌数量大约占该军歼敌总数的三分之一到二分之一。第67、第68军的炮兵也有力地组织了反坦克作战，充分发挥了火力优势。第64军的炮火组织与指挥得到了志愿军总部的表扬。
自1952年夏季起，在全国人民捐献飞机和大炮运动的支援下，志愿军的武器装备得到进一步提升和加强。到1952年9月，与1951年7月相比，志愿军的山炮、野炮和榴弹炮数量从1141门增加到1493门，其中野炮由388门增至507门，榴弹炮由347门增至578门，山炮数量则基本保持不变。
到1952年6月，火箭筒从752具增至3028具，轻迫击炮从4717门增至4899门，重迫击炮从208门增至241门，无后坐力炮从443门增至1030门，火箭炮从73门增至162门。
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