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布尔战争和第一次世界大战 在1899年开始的南非布尔战争中，尽管敌对的双方都大量使用了自行车，但并没有像指挥官想的那样做出惊世骇俗的贡献。自行车部队只是执行了侦察、联络、警戒、小规模袭击等任务，但也在作战中积累了非常有意义的经验和教训。虽然布尔战争也暗示了自行车部队的前途，但在当时并没有引起关注。在后来的第一次世界大战中，各国均有大量自行车部队参战，可是完全没有像战前设想的那样，作为主力部队的前卫或后卫投入作战。高唱“自行车万能论”的部分发明家和自行车部队的指挥官极为无奈;骑兵部队的指挥官也很无奈，因为开战前设想的那种两军步兵组成阵列处于胶着状态的大会战并没有发生，取而代之的是两军对峙的堑壕战，根本没有机会大批出动骑兵和自行车部队。
 从19世纪末到20世纪初叶，被大吹大擂设计出来的各种军用自行车完全没有发挥预期的作用。特别是引人注目的三轮车类、前后或并列坐乘的二人乘自行车，也都让人们的期待落空。一战后，有菱形车架和直车把的“道路明星”型自行车和一部分折叠式自行车作为军事用途保留下来，而三轮车及二人乘自行车则消失了。 如在布尔战争表现的那样，自行车在执行侦察、联络、警戒、小规模袭击、运送伤员等任务时是极为有效的工具，自行车部队每天移动数十千米的设想在战争中得到了实现，乘车突袭或转动车轮以威吓敌战马也很实用。自行车部队因此从大队改编成了规模较小的中队，更适合快速的游击战。 第二次世界大战 进入20世纪30年代后，各国盛行研究机械化部队，作为快速部队的骑兵部队对机械化很热心，积极引入侦察用装甲车、摩托车、跨斗式摩托车等。受骑兵部队的影响，自行车部队也加快了机械化进程，一部分自行车被改造成装有发动机的自行车(脚踏板与发动机并用)，也有的自行车部队转而装备摩托车。
 到二战爆发前，自行车的使用已经相当普及，“道路明星”型是军用自行车中的主流，它和民用自行车相差无几。例如，二战中德军使用的TR—FA型自行车，除了在车架上安装武器的几个地方和没有链盒之外，其余跟民用自行车完全相同。链罩是用来防止裤脚或衣服下摆缠在齿轮或链条上的，而军人基本上都是穿着长筒皮靴或绑腿骑车，所以军用自行车都不配备链罩。 把民用自行车稍加改造作为军用的情况也非常多。军队驻地、航空基地、军港等处的自行车大多是民用型的改装。如盟军缴获了德国的配有座椅、用来带孩子的女用轻型车，便改装后在基地配用。但是改为军用也需要费些心思，特别是搭载各种装备的钩子、储物箱等。 前面所说的TR—FA型自行车，其使用手册上除介绍了机枪、反坦克火箭发射器、观测用的望远镜和三脚架、轻型迫击炮等装备的搭载方法外，在三角架上安装手榴弹储藏箱、机枪子弹箱、防毒面具箱、杂用箱等也有说明。后来还开发了两轮拖车样式的带拖车的自行车，伞兵部队中也有折叠型自行车。英军还开发出了伞兵部队用的折叠自行车，可由专用集装箱从空中投下。 差不多在二战中所有的战场上都能见到自行车活跃的身影。如前所述，以东欧各国为首的中小国家，自行车部队取代汽车化步兵编入了装甲部队，包括伞兵部队的几乎所有师团的侦察部队中都或多或少地配备了自行车。 德国在一战时就使用了许多自行车部队，在二战中更是为步兵师团的侦察大队配备了大量自行车，从巡逻到武力侦察都有广泛的应用。战线后方的警备师团和保安部队也都有自行车，特别是东部战线因为正面部队以异乎寻常的速度扩展，若没有自行车的机动，就连巡逻也不可能。 德国的自行车部队在拜克兹地区取得了最显赫的战绩。盟军在话曼底登陆时，德军在该地区配备了数个自行车步兵大队，它们的灵活性、机动性让联军苦恼不堪。像布尔战争所表明的那样，自行车部队非常适合小规模的袭击战。在拜克兹地区，树木和天然障碍再加上复杂的地形，使得在该地区进行空中侦察很困难，对自行车部队来说却是理想的作战环境。德军的自行车部队充分利用这些优势，让联军吃尽了苦头。 在太平洋战区，日军自行车部队的机动性发挥到了极致，在攻占新加坡等战斗中发挥了很大作用，被称作“银轮部队”广为宣传。日军自行车部队原本并不是专业兵种，而是为了弥补卡车的不足，用从当地征集的自行车装备步兵组成的临时部队。日军的自行车部队冲破车辆难以通过的小路，有时扛着车穿过密林以及山区，从联军意想不到的地方进行突袭，常使联军陷入恐慌。
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