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战争研究论坛讨论区[军事装备] → 第5册 轻武器与机关炮(完)

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第5册 轻武器与机关炮(完)
第5册 轻武器与机关炮

(英) c·j·马钱特.史密斯 p·r·哈斯拉姆  著

 序    言

    本册旨在介绍轻武器和机关炮的使用要求,并概述设计人员是如何来满足这些要求的。大多数有关轻武器的书籍都是一种带有简介的武器目录,本书不采用这种方法。书中只是为了说明某一个观点时,才例举出某一种武器的名称或者提供它的照片。本书除向职业军人提供有关其个人所用武器的必需知识之外,对于那些想要进一步了解轻武器和机关炮的基本设计原理的读者也是有用的。

什里弗纳姆 
1981年11月
杰弗里·李

我真是厚道又勤勉的大好人啊……


 


[此贴子已经被作者于2007-11-26 4:16:18编辑过]



需要再多一点运气啊






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 第一章  对轻武器的军事要求

概述
    轻武器及其弹药在外行人眼里往往带有一种浪漫主义的色彩,把它们当作是传奇式人物手中威力无比的武器。有的人则认为它们就是游击队使用的枪支,或者是士兵手中统称为“步枪”的那种东西。他们除了听说过

作为某些武器名称的组成部分的武器口径之外,是不会特别去关注弹药的,因为弹药确实难以引人注目。但是

,最终获取杀伤效果靠的是弹药,而制造轻武器的目的也正是为了发射弹药。没有子弹,枪也就没有用了。对

于轻武器来说,枪弹的主要用途是杀伤人员。

用途
    要不要保留轻武器是一个值得探讨的问题,由轻武器造成的伤亡所占的比例毕竟很小。第二次世界大战中

,在主要是以装甲部队进行作战的地中海战区,这个比例约为15%;而在太平洋战区,在美日两军之间进行的

以步兵战为主的战斗中,这个比例则达到30%左右。不过,这两个百分数都不能完全说明问题。轻武器可用于

执行许多任务,人们可以例举出许多的理由来说明轻武器是一种不可缺少的手段。在进攻时,当所有其他的手

段都用尽了之后,最后还是要由步兵来清除那些顽强的防御部队,而且不论他们拥有哪些其他的手段,如果没

有有效的轻武器,他们是不愿意去执行这样的任务的。此外,还包含着这样一个很容易明白的道理,那就是当

士兵手中持有轻武器时,就会对他的精神产生极大的鼓舞作用。因为他会觉得他拥有某种手段可用以进行反击

,尽管这种手段对付有些目标可能是无效的。而如果他没有这种可以进行回击的手段,那么在遭受压力的情况

下,他很可能就会屈服或逃跑。轻武器也是防御作战中的最后一种手段。如果敌人突入到了纵深防御阵地内,

那么往往就要由后方机关的士兵 运用手中的轻武器来对付他们了。

要考虑的因素
    参谋机关现在已经认识到,在轻武器系统中弹药是最重要的组成部分,尽管近期的轻武器发展历史说明他

们似乎必须重温一下这条得来不易的经验。北大西洋公约组织在50年代选择了 7.62 * 51毫米枪弹作为制式

枪弹,这也不一定是因为对那些专门影响口径的因素已经有了深刻认识的结果。
    关于需要考虑的各种因素将住第三章中评述。最基本的问题是弹丸必须在什么距离上、去射击什么样的目

标。要获得圆满的答案,就要求提出军事要求指标的参谋人员研究各种战术问题、分析以往战争的资料、研究

医学统计资料、并对其他武器系统的作战效能作出估价。

图1.1  1944年在勒阿弗尔附近坦克支援下的步兵
 
战术
    在战争的各个阶段、在各种类型的战斗中、以及在各种不同的地形上,都要使用轻武器。坦克兵、炮手、

司机或修理工,不论他们在战场上从事什么工作,只要是士兵就得配备轻武器。而步兵——数量最多的兵种,

仍然把轻武器作为他们的基本武器。武器的性能必须能适应士兵可能遇到的各种情况。如果他们活动的空间有

限,他们就需要小型手持式武器。如果他们的主要任务要求他们进行徒手作业,那么使用的武器应该背挂起来

或装入套内,并且应便于取用。不论是雨天还是雪天,是高温还是高寒,武器必须能无故障地工作。虽然士兵

用于轻武器训练的时间可能很少,但是轻武器简便易用的性能,必须保证他们拿起来就能有效地使用它。除了

以上这些要求之外,仅就轻武器的数量这一

图1.2 在北约北翼的士兵
 
点来看,就决定了它不能太昂贵。图1.2用以说明轻武器必须能在各种作战环境条件下圆满地完成任务。
    敌方的和己方的战术都应加以考虑。为了击败向己方阵地象潮水般冲来的大量部队,就需要猛烈而持续的

火力。而为了对付潜行穿越于丛林间的游击队,则可以使用短促猛烈的伏击火力。因此,战术上的考虑会影响

对轻武器提出的要求,因为这些武器需要用于各种差别很大的环境条件中来完成种种不同的任务。从全力以赴

的战争到内部的安全保卫工作,都离不开步兵最基本的单兵武器。为了击退进攻部队以及支援部队对目标实施

突击,都要使用轻武器,为了在丛林中击毙—名疾行的恐怖分子也得使用轻武器。严酷的地形和气候条件都对

武器提出了设计方面的要求。在酷热的沙漠里,武器不得灼热以致于不能持握。在潮湿的环境中,瞄准具不得

模糊不清,弹药也不应引起初速产生偏差。
图1.3  在马来亚的巡逻兵
 在严寒条件下,扳机应能带了手套扣动,但扳机护圈也不能太大,否则可能会发生被树丛挂住而走火。轻武

器要轻,携行20英里也不应特别疲惫,但又必须坚固耐用,带着匍匐前进和跃进、以及受到一般的碰撞都不应

损坏。

资料分析
    自第二次世界大战以来,资料分析已成为一项重要的工作。这次战争大大地推动了军事运筹学的发展。40

年来全世界进行过的战争为我们提供了大量的数据。使编写武器装备使用要求的参谋人员获得了有助于解决他

们的某些问题的大量资料。对以往战斗的经验应该进行分析,以便对未来装备所要求的性能提出建议。这样,

士兵们就可以依据充分的资料来陈述他们的要求。因此也必将更加正确地反映他们真正的需要。
    例如:对包括第二次世界大战、朝鲜战争和越南战争在内的战争所作的统计分析表明,所有的步枪射击,

有95%是在400米以下的距离上进行的。正象以后的章节中将要叙述的那样,如果步枪子弹所需的有效射程是

如此之近,那么就不必使用大口径枪弹了。使用小口径子弹也能取得同样的效果。

缩小口径
    近年来在轻武器方面有一种动向,即摆脱7.62毫米而转向使用更小的口径。种种资料表明,在许多情况

下这样大的口径是没有必要的。医学统计以及对实验动物及明胶人体模拟块所进行的射击试验工作,近年来为

创伤弹道学积累了大量的资料。弹丸造成的杀伤效果,随其速度、口径(即质量)、以及其形状和稳定性的不同

而不同。如果能通过对其他三个参数的调整而使弹丸具有应有的效力的话,那么弹丸的质量或者口径就可以缩

小并依据其他的理由来加以选择。
    轻武器之所以不采用较大的口径,部分地也是由于对各种武器系统的内在联系有了更深刻的认识,以及对

在中等距离上 (600-1000米)用其他武器来取代轻武器的可能有了更为正确的估价的缘故。这样做也是为了减

轻步兵的负荷。采用飞行距离较短、口径较小的子弹,设计师就能设计出更小更轻的武器。这可以说是一项盼

望已久的改进,因为长年以来步兵一直负担过重。在某些情况下,例如在执行长时间的丛林巡逻任务中,步兵

的负荷可能会大大超过60磅(27公斤)。无线电报务员及迫击炮手等等专业人员,携带物品的重量还要更多。通

过对部队情况的仔细分析表明,步兵能负担的最大重量约为45磅(21公斤),超过这一限度其作战效率将急剧下

降。此外,象“劳”式轻型反坦克武器这种新的武器系统,不久即将装备部队而必须由步兵来进行携带,其重

量可能会达到10公斤。增加了这种额外的负荷,也就需要从其他方面去减轻一些重量。使用口径较小、重量较

轻的武器,能使步兵在负荷较小的条件下获得同等的轻武器火力,而如果仍保持目前的负荷水准则其火力的效

能将显著地提高。
    这导致了在轻武器火力的理论方面出现了一些新的见解。英国步兵传统的作法是以其单兵武器瞄准目标进

行单发射击,或以其近距离支援机枪进行精确瞄准的短点射。美国步兵在最近的战斗小已经采用了一种所谓“

面积扫射”的概念,也就是只进行概略的瞄准,压制火力的效果全靠发射大量子弹来取得。当美国的军事专家

们提出了这样一种新的设想时,英国在许多战场上用自动武器来对付成群的敌人的结果,也得出了同样的看法

。即要在火力交战中取胜,发射的子弹在数量上就要超出对方还击时所能发射的弹数。因此就必须使用自动枪

枝以及大容量弹匣或弹链,并且为了达成所要求的火力密度就需要有大量的子弹。这再次表明需要有更轻的、

口径更小的子弹。正在发展的小口径武器在现代战争中还有一个优点。那就是绝大部分步兵从一次战斗转入另

一次战斗时,都要通过车辆来运输,而且往往是使用车内空间窄小的装甲车辆来运输的。上下车必须非常紧张

快速,因而短小方便而轻巧的武器就不致于妨碍士兵的行动。

后勤保障
    战场上弹药的补给是一项必不可少的保障工作,这项工作在和平时期很少实施。但是,在战场上由于情况

的模糊不清,部队的流动性以及运输方面的问题,往往会使得这一工作变得非常困难。数量相同的子弹,口径

较小就意味着重量轻和体积小。就整个军队而言,那么对仓库和运输车辆的影响也是很大的。
    对武器的后勤保障来说,另一个重要的方面是它们要便于维修。维修工作要在不同的级别进行,土兵可以

进行简单的分解结合和擦拭,部队的军械人员可进行简单的修理,修械所则可进行大修。如果武器设计得简单

耐用,则维修工作就易于进行。现代轻武器的部件也应该较轻,而且通过采用现代高级材料,其故障率也应该

较低。这样,需要携带的零备件及修理的次数,都将大为减少。

射击精度
    我们将在第五章中研究影响轻武器命中率的各种因素。射击精度是武器的一项性能要求。它能很好地反映

出编写武器要求时必须考虑的各项指标的综合平衡工作。使用较长的枪管、有较长的瞄准基线、以及利用低伸

弹道发射初速较大的弹丸,能提高射击精度。但这必然会导致设计出较重的武器。而那些较轻的武器,它们的

发射声更小、更易于操作使用、后坐也较小,所有这些将会提高一般士兵的射击能力。综上所述,同时也考虑

到有利于小口径武器的一些其他因素,可以认为高精度可能是一个愿望但并不是基本的指标。轻武器的类别
    在“轻武器”这一术语中包括有许多种不同的武器。许多人在给它下定义时,把口径在30毫米以下的机关

炮都包括在内。英国陆军认为,这一名词包括的是口径在12.7毫米(即半英寸)以下的武器。手枪是其中最小

的,按照其使用方法可分为普通手枪、左轮手枪或自动手枪。再大一些的就是冲锋枪,现在这种枪有的并不比

最大的手枪大多少。这些小型武器是设计用于极近距离射击的,例如用在一些反恐怖分子的军事行动中。图1

.4是,般手枪与微型冲锋枪体积的对比。
    
图1.4  上方为“勃朗宁”自动手枪,下方为黑克勒·科赫公司生产的微型冲锋枪
    与许多冲锋枪大小差不多的是卡宾枪。这个名词与美国人称之为冲锋卡宾枪的有些相混。  卡宾枪原来是

指骑兵使用的一种小型步枪,美国人具有骑兵的传统自然就很喜欢这个名称。在欧洲大陆这个术语也和微型冲

锋枪和突击步枪相混淆,它们都是用来称呼英国人指的冲锋枪的。真正的卡宾枪或小型步枪现在已由新型的更

小的单兵武器取代了,英国现在把他们的新型步枪就叫作单兵武器。已经使用了近100年的步枪还得用一段时

间,它们坚固耐用而有效,在远距离上也很精确,而且易于操作和维护。在某些情况下它是一种理想的武器,

例如执行阻击任务。图1.5是7.62毫米半自动步枪和4.85毫米单兵武器样品的尺寸对比情况。
图1.5  7.62毫米半自动步枪和4.85毫米恩菲尔德单兵武器
    最后就是机枪,作为轻武器的机枪其口径最大可达12.7毫米。  目前绝大部分机枪的口径都是7.62毫米

。机枪可区分为轻机枪、中型机枪、重机枪和车载机枪,这主要由它们的枪架以及能进行持续射击的时间长短

来进行分类。枪架的作用,可通过英国称为通用机枪的比利时赫斯塔尔工厂(FN)设计的L7A2型机枪来加以说明

。在班一级使用时,它配有两脚架可作轻机枪用,而在连一级使用时则装上三脚架作中型机枪使用。图1.6为

一种早期的通用机枪。
    因此提出军事要求的参谋人员就必须在上述范围广泛的轻武器中进行选择。对于明确要由轻武器来完成的

任务,没有哪一种轻武器是可以用来完成全部或大部分任务的。但我们也可以找出许多理由,来说明减少轻武

器种类的好处。从后勤角度考虑,这样做可以减少弹药的品种,减少携带的零备件。具有良好的部件
图1.6  早期德国MG42型通用机枪

互换性;另外训练的时数可以减少;而且大量地购买一种武器要比少量地购买多种武器更为便宜。发展的趋势

是研制一种能满足军事要求,但只包括尽量少的武器类型和口径的武器系列。英国准备以两种很相似的武器(

单兵武器和轻型支援武器)来取代目前的四种武器(半自动步枪、通用机枪、轻机枪和冲锋枪)就是为了这个目

的。轻型支援武器的枪管较重、带有两脚架,将来除 机械动作可能与单兵武器有一些不同外,其他方面它们

都是一样的。它们可以用来满足班一级的作战需要,但不能满足在较远距离上进行持续射击的要求。它们的口

径可能定为5.56毫米,这是北约最近确定的标准口径。而北约较大一点的标准口径(7.62毫米)也将保留,以

便用于完成持续射击的任务。苏联已经发展了有名的、使用广泛的“卡拉什尼柯夫”系列武器。图1.7为苏 

AK47冲锋枪和RPK轻机枪,它们的设计思想与英国的单兵武器和轻型支援武器非常相似。
    轻武器还要用于完成一些特殊任务。例如为了完成狙击任务,就需要使用那种传统型步枪。虽然需要的数

量很少,这种步枪也可用于满足军队在射击比赛时对专用步枪的需要。某些手枪也还得保留以供高级军官和特

种兵士兵作为自卫武器使用。虽然手枪除非掌握在专门人员的手中,在作战中实际上是起不了什么作用的,但

手枪确实具有不防碍行动的优点,对于那些主要要用两手同时执行任务的人员来说还是很有用的。为了满足特

种部队的特别需要,可能还需要一些其他的特种武器。除了这些特种武器之外,全国的绝大部分轻武器都可纳

入一个品种不多的枪族之中并将具有极大的通用性。
    在北大西洋公约组织内,通用化正在进一步深入发展。对一批新的小型武器,不仅规定了标准的口径,而

且还规定了标准的规格。虽然北约已经有了一个7.62毫米的标准口径,但在这个口径的各种武器中其弹药是

不能通用的,因为其长度、装药重量、采用材料及向武器的供弹方式等规格,实际上都没有标准化。北约的5

.56毫米标准口径,除最后一项,即以弹匣还是弹链供弹,只作了部分说明之外,至少其它各项规格在北约的

各个生产弹药的国家中是完全一致的。
图1.7  苏联“卡拉什尼柯夫”系列的AK47冲锋枪和 RPK轻机枪

提出要求
    我们已经简要地研究了使武器满足军事要求的一些方法,涉及的各种因素,解决问题的途径,以及受到的

制约和综合平衡的办法。现在到了军队必须提出要求的时候了。这个时机是卜分重要的。上述的各项分析必须

全面仔细地进行,而且尽量不要遗留问题。随着老式武器的逐渐过时,费用增加和难以维修,必须及时提出新

武器的要求,以便进行设计、作好生产准备、组织试验,并在老式武器不再能满足作战需要之前,生产出新式

的武器。
    在英国要由陆军签署一项称为“总参谋部要求”的文件。其他国家也都有类似的文件,尽管名称可能不同

但目的是相似的。在美国则称为“作战能力要求”。这些文件的目的都是在于论证武器的需要、要求拨给经费

、以及为设计人员提供充分的设计依据。对于轻武器来说,其中的一项主要的内容,是按优先顺序排列的武器

的一系列性能要求。设计人员需要这样一种优先顺序,因为某种设计措施可能会提高一项性能指标而同时使另

一项指标下降。依据文件的规定,设计人员就可以拥有一定的灵活性。设计人员最根本的任务在于设计出能使

士兵满意的武器。
    武器的性能要求通常包括:
    射程  能进行有效射击的距离,所谓有效射击必须有明确的定义,很可能它将与弹丸的侵彻能力联系起来


    侵彻力  通常是指在一定距离上对北约标准低碳钢靶板的侵彻力。
    杀伤效力  以使目标丧失战斗能力程度为表征的指标,将在第三章中详述。
    精度  精度不容易给出明确的定义,可与以前用的武器进行对比来说明,也可以用一般士兵应该达到的水

平进行表述。
    密集度  度量武器将连续发射子弹击中在一个特定范围内的能力的尺度,因此它与精度有密切的关系。
    发射速度  不是指最大射速,而是指士兵在极端的战术条件下,在不致造成身管灼热而产生子弹自燃以及

在身管磨损不大的情况下可以发射的弹数。
    可靠性  无故障发射弹数。
    重量  带弹或不带弹情况下的自重上限。
    长度  要求的长度最大值。
    武器的性能要在各种严酷的作战条件下进行测试。除上述基本要求外,对武器还将捉出一些其他的要求,

它们也都是很重要的。例如:易于维修,易于训练,瞄准装置的结构,弹药的种类、带不带曳光剂、训练方法

、包装要求,刺刀、消焰器、枪榴弹发射器等膛口附加装置,以及背带、提把和备用工具等附件等等方面的要

求。

机枪
    前文主要叙述基本武器,即步枪与轻机枪或称单兵武器,以及轻型支援武器。对其他的轻武器与机关炮,

要用同样的方法进行分析并编写出书面文件供设计人员作为设计的依据。
    机枪的基本战术要求前文已经提到。用于支援突击或提供最后拦阻火力的轻型机枪通常带一副两脚架,北

约采用的标准口径为5.56毫米或7.62毫米。为了在较远距离上压制暴露的步兵或攻击无装甲车辆,就需要有

较重型的支援武器了。它们一般也采用7.62毫米口径,但所使用的支架应更加稳定以保证具有所要求的精度

。为了解决枪管发热问题,经一定的时间间隔或发射了一定数量的子弹即应更换备用枪管。
    车载机枪正在统一口径。老式的如12.7毫米“勃朗宁”机枪,正在由至少在弹药上是通用的武器所取代

。例如绝大部分的英国车辆已装备了一种基本上类似于通用机枪的比利时赫斯塔尔工厂(FN)设计的机枪。这些

枪的车载型(L8型)与非车载型 (L27型)的性能是不一样的。
图1.8  只能车载用的L8型通用机枪
    车载机枪有待改进的问题包括:要具有较地面支架使用的武器有更高的可靠性,因为在车辆的炮塔内排除

不发弹是十分麻烦的;在炮塔内排出的有毒气体要大大减少:以及改进枪架使更换枪管工作易于进行等。为装

甲战斗车辆设计的、传统的导气式武器,能满足上述大部分的要求,但不是全部。发展的趋势是要探索全新的

设计,例如许多现代飞机上装备的那种外力驱动机枪就能满足要求。例如:“米尼”航空机枪、“伏尔康”机

枪、休斯公司的链式机枪以及“多佛·戴维尔”机枪。图1.9为GEC 7.62毫米“米尼”机枪。
图1.9  GEC7.62毫米“米尼”机枪
这种枪由于在动作循环中不需要利用发射药气体,因此气体
图1.10  苏12.7毫米“德格耶洛夫”重机枪

如同空弹壳一样可以排出车外。这种枪的发射速度和可靠性都比较高。其工作部件较小,因此在炮塔内所占的

空间较小,它们可以吊走以便更换枪管。但也有缺点,例如在车上取下时要有动力 (虽然有些枪也可以用手摇

吊来卸下),而且基本上丧失了从车上取下来进行地面支架射击的能力。
    口径大于7.62毫米的重机枪以往多用以攻击轻型装甲车辆。轻型装甲比较易于击穿这一概念已经过时了

,重机枪本身也是同样。用以取代如图1.10中所示的那种重机枪的是机关炮。

机关炮的用途
    步兵战斗车空前广泛的使用,将使未来的战场上出现大量的车辆。使用价格昂贵、数量已感不足的坦克主

炮和导弹来攻击步兵战斗车,从效费比上看是不合算的。于是对步兵战斗车提出了要求。要求它们装备有能击

毁对方步兵战斗车的手段。装甲的改进,使得只有用机关炮才能有保证地击毁像苏联BMP型那样的装甲车辆,

而为了击毁其正面的倾斜装甲还得用口径相当大的机关炮。机关炮一般都采用20、25、30或35毫米口径,不过

北约可能会采用另一种27毫米口径,这是因为他们对装在“旋风”式电机上的“毛瑟”机关炮感到兴趣。这种

机关炮正在用来供车载使用。
    北约对选择机关炮标准口径的争议,出于军事考虑只占部分因素。这里牵涉到很大的商业利润问题,因为

机关炮弹药的利润要比轻武器子弹利润大得多。对最大口径感兴趣的只是那些把威力当作是武器的首要性能指

标的人;而像英国那样把步兵战斗车内的容积问题作为最先考虑的国家,则感到枪炮的尺寸及弹药的储存已经

是一个相当困难的问题了。因此在下一个阶段可能就选用25或30毫米口径达成协议。它还有另一个优点那就是

那些关心对飞机的毁歼能力的人也会喜欢这种口径。北约国家制造的高射武器采用35毫米(联邦德国)或40毫米

(美国)口径,显然是在追求较大的杀伤力。而苏联则相反,他们主要采用23毫米,目的是用数量来弥补口径。

不同的要求
    作为本章的小结;我们应当说明不同的国家对武器性能的要求是不一样的,即使盟国之间也是如此。这不

能认为是提出军事要求者的一种失误,而是一个涉及有关提出军事要求依据的很有意义的问题。如果一个盟国

、甚至一个敌国对轻武器提出了不同的要求,最好的办法是查明他们为什么要这样做,是我们错了,还是他们

错了。没有人能做出肯定的答复,除非爆发了设计武器时所设想的那种战争。实际上往往是双方都没有错。在

仔细地考虑了各项因素的条件下,对于赞同或是反对某一项性能指标,双方的意见往往相持不下。历史的经验

,先前的惯例,设计人员的灵感或者高级官员个人的爱好都足以影响得出的结论。近期的军事历史最能说明这

一点了。例如,据说联邦德国是最不愿意改成小口径的,他们根据第二次世界大战中与苏联红军进行的消耗战

的经验,坚持班一级武器都应采用7.62毫米口径。而反唇相讥者则会说这种理由更多是出于商业上的考虑。

联邦德国是北约中在打破技术障碍采用无壳弹药方面处于最领先地位的国家。当他们能在十年内以一种崭新的

轻武器居于世界首位时,为什么还要转而采用5.56毫米口径呢!
    不同的战术理论可使各国采取不同的选择。苏联和中国军队仍然指望大量地集中地使用步兵,而数量较少

的西欧步兵则更倾向于采用火力和机动相结合的战术。用以保障这种不同战术的步兵武器当然有所不同。
    关于对武器的要求,在进行决策时,国家的经济考虑往往占主导地位。如前所述,轻武器是一种最基本的

武器,因此没有一个国这会放弃制造轻武器的能力。当他们具有这样一种生产能力时,财政问题和雇用的劳力

问题也都是要考虑的重要因素。军队数量很少的国家,可能具有相当大的军械工业,就轻武器的生产而言,瑞

典和比利时就是很好的例子。在这些国家中对轻武器提出要求的参谋机构所能产生的影响与它们的FFV公司和

FN公司的企业经理人所能起的作用相比简直是微不足道的。工业财团要竭尽全力进行市场调查,因此世界各地

潜在顾主的看法必然会反映到他们的设计中去。折衷妥协是难免的,虽则有时对某一种武器的缺陷会听到强烈

甚至偏激的意见。但也有极少数现代武器确实并不是优良的。那是因为它们必须迎合顾主的需要。
    至少听到有一家轻武器制造商声称,如果有人买他的弹药,那么他就停止生产武器了。所以说我们对弹药

问题已经进行了全面的考察——从士兵对弹药重要性的认识,到武器制造商明白那才是真正的有利可图的买卖

。总而言之,轻武器是一种发射弹药的手段。


     自我测验题
1.既然轻武器在战场上造成的伤亡所占比例甚小,为什么还得保留它们呢?
2.资料分析提供了哪一点以往的作战经验,可以用来作为提出轻武器要求的依据?
3. 列举一些有利于使用较小口径的理由。
4.列举对轻武器性能的各种要求。
5.轻机枪和中型机枪有何区别?
6.把为执行地面射击任务而设计的轻机枪改装在车辆的炮塔会出现哪些问题?
7.轻武器设计人员必须考虑哪些环境条件?
8.医学统计和实验的结果向提出武器性能要求的参谋人员和武器设计人员说明了一个什么问题?
9.为什么说重机枪已经过时了?
10.对于执行相同任务的轻武器,为什么各个国家会有不同的要求?



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第二章  基本原理

概    述
    在设计一种武器时,首先应该考虑可能要对付的目标,以及对目标应取得什么样的效果。当这个问题从士

兵那里得到了答案之后,武器设计人员就要决定利用什么样的弹丸来对目标造成所要求的毁伤。在有些情况下

,最有效的弹丸可能是最难以发射的。那么对所选弹丸的设计就必须进行修改,以便能用适当的发射装置将其

精确地发射到所要求的距离上。对这样一组范围更小一些的可供选用的弹丸,可以从设计最有效的发射装置的

角度再来加以考察。物理学原理对于弹丸、发射药以及发射装置的各种约束作用是相互影响的,事实上它们也

是不能分开来加以研究的。但在本章中将按逻辑顺序先从对目标要求的效果开始对这些问题分别予以叙述。

对目标的效力
    轻武器子弹射击的主要目标是人体。对这种目标要求的效果是致死,或因致伤而丧失战斗力。创伤的致命

性取决于受伤的部位及创伤本身的情况。士兵希望的子弹是无论命中目标的什么部位均能迅速奏效。弹药设计

师的一项任务,就是研究各种不同类型的弹药所造成的创伤的情况。不同的创伤对人体功能的影响,要在具有

解剖学和生理学知识的人员的协作下共同进行研究。设汁师利用这方面的研究结论,设计出既能造成使人员丧

失战斗力的创伤又能在形状、大小和重量方面满足设计要求的弹丸。
    为了叙述对目标的效力就要引入“失能概率”和“能量传递”这两个术语。下面就研究这两个术语的含义

丧失战斗力
     造成丧失意识、失明或瘫痪的创伤,必然导致丧失战斗能力,因为伤员既不能继续执行任务也不能还击

。其他的创伤是否会造成失能,要取决于创伤的部位与执行任务的关系。士兵执行任务的精神动力,有时可能

使伤员克服看来似乎是失能性的创伤。因此对土兵要执行的任务及其精神力量都需要加以考虑。下述例子能提

供很好的说明:脚部的创伤对于突击中的士兵较之对静止状态防御中的士兵更具有失能性。进攻的人员如果臂

部肌肉受伤,他很可能继续冲击;而一个防御者在受到同样的创伤时,他很可能难以继续射击。如果防御者不

能继续射击,进攻者就能突入其阵地击毙或俘虏他们。为了免遭这个厄运,防御者就会奋力战斗。而脚部受伤

的进攻者却不会产生这种精神动力,因为他停止突击时不会直接造成他的死亡或被俘。因此如果科学家在研究

创伤弹道学时忽视了主观精神作用,他所得的结论很可能是有问题的。
    从受伤到丧失战斗力之间所需的时间是一个要考虑的重要问题。人体只有某些部位才具有立即丧失战斗力

的易损性,它们是心脏、头部和第三脊椎以上的脊柱。由于这些部位约占人体面积的15%,因此对于一名站立

的人员,一发随机的命中弹最多只有15%的概率使他能在几秒钟之内立即丧失战斗力。而还有 85%的概率会

出现子弹命中后要隔一段时间才能使人丧失能力。这段时间的长短取决于创伤的严重程度、创伤的部位以及伤

员的精神意志。当然战场上的士兵都喜欢他的射击能立即奏效,但为了保证任意一发命中弹都能做到达一点,

那么弹药的体积和重量就必须非常大,以致无法设计出一种轻武器来发射它。作为一种折衷的办法,以30秒钟

作为评价弹丸战场致伤能力的最短时间间隔。
    有14种正式的战场致伤标准,其中“防御30秒”和“冲击30秒”是在研究弹丸效力时最常使用的。“防御

30秒”的标准是最难达到的,因为大多数目标都是隐蔽的、暴露的部分大部分有钢盔 保护,而且士兵具有很

强的精神动力来继续射击以免其阵地为敌方所占领。

能量传递
    对射弹击中人体的效应已经进行过周密的研究。发现人体组织的撕裂是因为人体不容易吸收能量引起的。

对人体伤害的严重程度,取决于由射弹传递的能量的大小以及传递的速度。能量可以用质量乘以速度的平方来

表示(MV^2)。从弹丸的角度而不是从人体的角度来考虑,更易于通过数学方法来计算能量的传递。射弹由于击

中目标而降低速度时,就把能量传递给了目标。传递的能量的大小可以通过下述公式进行计算:
E=1/2 * m * (V1^2-V2^2)

其中:E = 传递的能量
    m = 弹丸质量
    V1 = 弹丸着速
    V2 = 弹丸出口速度
图2.1  高速弹丸造成的激波
     
    低速的钝头弹,例如飞行的弹片和防暴子弹等,可能造成撞伤、出血和骨折。被防弹服或其他装备挡住的

子弹也能产生同样的效果。像一发子弹那样大的飞行物体,要造成有效的杀伤就必须贯穿人体。当子弹以低于

400米/秒的速度进入人体时,伤害仅限于子弹的伤道本身产生的效果。子弹速度更大时,子弹的撞击会产生

激波,它能把弹丸造成的伤道的空腔扩大到达30倍之多。
    图2.1  是空气中的激波。当类似的激波在人体内通过和扩散时,创伤的面积将大为扩大并能增大失能的

概率。这种效应称为“爆炸创伤”,是绝大多数现代高速子弹所具有的特征。表2.1列出了几种现代武器发射

的弹丸的初速。
    表2.1  几种现代武器发射的弹丸的初速
    为了分析创伤的效果,曾致力于将不同形状、不同重量和不同速度的子弹射入模拟人体肌肉的材料,并纪

录其结果。医学专家描述了弹丸穿过人体时可能形成的伤道,并对其造成的杀伤效果进行了估测。现在已经能

够在弹丸的质量、速度与形状及其致伤效果之间建立起一种关系。获得了一个MV^2的修正值,即 MV^1.5,它

可以用来解释这些试验的结果。但为了简化起见,在本书中仍将使用稍偏大一些的mv^2。

弹丸的设计
    为了能最大限度地传递能量,弹丸应该有很大的撞击能量,并且不应该穿出目标。高撞击能量可以通过提

高初速,以及使弹丸具有在飞行中尽量少降低速度的特性来获得。在下述情况下,射弹将停留在人体体内,或

加快它的减速。第一,如果弹丸在人体中碎裂,质量较小的碎片较之原先的弹丸贯穿力就小得多了。第二,如

果弹丸击中人体时产生变形,变得不是那么流线型了。第三、如果弹丸进入比空气更稠密的介质时变得不稳定

了。
    人体目标常常受到某些人工制造的器材或天然的材料的防护,必须穿过它们才能获得要求的杀伤效力。当

子弹以足够的速度撞击防护物并能稳定地穿透它时,则子弹也能贯穿和穿出人体。高速子弹在穿出人体之前只

能将一小部分能量传递给人体,但传给人体的能量仍足以引起有效的创伤。

武    器
    当一发子弹在轻武器弹膛内击发时,发射药燃烧并产生气体,气体的体积扩大到约为原发射药体积的

14000倍左右。气体的燃烧使其火焰温度可高达2000°C。如图2.2所示,气体产生的压力推动弹丸脱离弹壳进

入坡膛。
图2.2  作用于弹丸的压力
     坡膛使弹丸对准膛线并使弹丸与膛线的起始部分相接触,当压力增大到一定程度时就推动弹丸沿枪管前

进。图2.3是撞击底火到弹丸脱离枪口之间的一段时间内,膛内压力与弹丸速度之间的关系。
图2.3  膛压、速度与时间的关系
图2.4  英国L1A1半自动步枪膛内的压力-时间曲线
     当弹丸在枪管内运动时,弹丸后面的枪膛容积增大。从发射药完全燃尽前不久的一点开始,药室容积增

大的速度比发射药气体增长速度要快,因而膛压开始下降。英国L1A1半自动步枪子弹脱离枪口时,膛压约为90

兆牛顿/平方米,大约经过2.5至3毫秒后这个压力就下降到大气的压力。图2.4的曲线更具体地描述了L1A1

半自动步枪的压力和时间的关系,并指出了枪管的哪个部位承受的压力最大。

后坐
    发射药燃燃时向药室的各个方向施加压力,见图2.2。这个压力迫使弹丸沿枪膛运动,并推动枪机向后运

动。如果枪机固定在枪管和枪体上,那么整个武器就会后退而产生后坐。弹丸向前的动量可用质量(m)乘以速

度(v)来表达,而步枪向后的动量则可相应地写成MV。弹丸和步枪两者的动量必定相等,因为它们在相同的时

间内受到相同的力。而且因为两者都是从静止开始运动的,因此当弹丸达到枪口时它们必然具有相同的动量,

即 mv = MV。必须指出,枪的后坐动量取决于弹丸的动量。子弹的动量增加,枪的后坐动量也就增加。如果不

计发射药气体的质量,则枪的后坐速度可简单地表达为V = (mv)/M。就是说,在弹丸的速度和重量确定之后,

枪后坐的速度取决于其质量。枪越重,则发射后它向后运动的速度越慢。弹丸的速度和重量当然要按照对枪的

战术要求来确定。枪的重量与其速度之比则要受士兵肩部能够承受的能量的影响。枪的动能等于0.5MV^2,在

实践中后坐能量的上限一般定为15焦耳左右。在弹丸的质量及初速已经确定的条件下,武器设计师可使用下式

来决定枪的质量。
    后坐能量R可表达为:R = 1/2 * MV^2
    而后坐速度则为:V = (mv)/V
    代入后得:R = 0.5M(mv/M)^2 = 0.5(mv)^2/M
    或者:M = 0.5 (mv)^2/R
    
    因此,所有重量相同并发射同样子弹的武器,其后坐情况是相同的。可以肯定,如果过度地减轻武器的重

量,则由于后坐量的增加将使它变得很难掌握并且在发射时感到很不舒服。

枪管
    枪管越长,因为膛内气体压力作用的时间较长,弹丸初速也就越大。但是如图2.3所示,在发射药“完全

燃尽”点之后,枪管长度的增长只能相应地增加很小一点初速。因而由提高初速而得到的好处,很可能要被武

器变得太长而使用不便所抵销,特别是在带着它们进出车辆时更是如此。另一方面,在相应地稍为减小一点初

速的情况下,枪管也可以缩短。这样枪的重量也会略为减轻一点,但缺点是增大了后坐。枪管的长度究竟取多

长,通常是要在这些因素中进行综合平衡的,这个问题将在第三章中详细叙述。
    枪管壁必须具有足够的强度来承受气体膨胀的压力,它也必须有一定的厚度以免变得灼热。枪管还必须十

分坚固足以承受撞击摔打,对某些步枪来说,还要能够发射枪榴弹和用于拼刺刀。
    发射子弹时,枪管材料上主要受到两种应力,如图2.5所示。径向压应力向外作用在枪管壁上。这个应力

在枪管内表面上最大,越向外就越小。另一个就是因为枪管材料沿圆周方向伸拉而形成的环向张应力。这种拉

伸效应也是越向外越小。环向张应力总是大于径向应力,因此从理论上讲,它是枪管强度的极限设计因素。
图2.5  枪管受到的应力
    显然最靠近枪管内壁的材料受到的应力最大,通过预加应力的办法可以使这些应力的分布更为均匀。但是

这种称为自紧身管的工艺在轻武器制造中一般是不采用的。因为轻武器的枪管厚度只要达到能保障士兵的安全

和不致灼热的程度,也就足以承受发射时的应力了。
    表2.2列出了几种武器在弹膛前端处的外径。它说明了为了解决快速发射时的枪管发热问题,枪管壁加厚

的程度。那些口径与枪管外径比很小的枪(即枪管壁较薄的枪)是不能进行自动射击的。
    弹丸在飞行中的稳定性是由枪管膛线赋予弹丸以旋转来获取的。膛线的缠度是指弹丸在膛内旋转一整圈需

要前进的距离长度。缠度通常取口径的30倍。但对高速弹丸或短粗型弹丸缠度还可以大一些。缠度太小时子弹

的弹头壳所受的应力就会过大。而缠度太大则弹丸的稳定性就会降低。膛线的方向到底是向右还是向左是无关

紧要的。但绝大多数武器都采用右旋膛线。图2.6 是有膛线的枪管的基本结构。突起部分是阳膛线,两条阳

膛线之间的空间叫阴膛线。图中给出的英国L1A1半自动步枪的膛径尺寸用以说明标称口径7.62毫米与实际的

膛径是不一致的。
表2.2  几种枪的枪管外径
图2.6枪管膛线的截面图枪管磨损
    枪管必须有足够的强度,要有经受得起弹丸在膛内运动时造成的磨损,以及灼热的高压气体造成的烧蚀。

所有军用武器的身管都是用钢制成的,以便既能具有必须的强度而价格又很经济。
    磨损作用在整个枪膛内都会发生,但在膛线起缘处最为明显。当弹丸在有膛线的膛内运动时。阳膛线嵌入

子弹的弹头壳。从而在阳膛线表面和子弹表面之间形成高达450兆牛顿/米^2左右的高压。一当膛线完全嵌入

弹头壳,这个压力就下降了。制造枪管的钢的强度是很高的,它是不易变形的。但是在高达500℃的高温时,

钢的强度就会下降到比制造弹头壳的金属的硬度还要低的程度。这时就会对阳膛线造成很大的损害。发射时弹

丸后部会膨胀而挤入阳膛线(详见第五章),因此整个枪膛是与弹丸接触的,故而会在整个枪膛表面造成磨损。

如果高温发射药气体通过弹丸与枪膛之间任何小的间隙而逸出,就会造成极强的局部发热,甚至能使枪膛的表

面熔化。这种效应称为气体冲刷烧蚀。在弹丸与膛线完全啮合之前,  可能会有少量气体逸出,因此膛线的起

缘处是会受到这种烧蚀的。图2.7是一挺机枪的膛内磨损情况,在膛线起缘处损坏比较严重。
图2.7  一挺机枪的膛内磨损情况
     高压灼热的发射药气体也会使枪膛表面金属形成一层易碎层。金属的热应力使这一层碎裂,并在下一发

弹丸通过时将其磨掉。易碎层的形成需要一段时间,它比武器进行自动射击时各发射弹的间隔要长一些。因此

这种损坏都是在单发断续射击时发生的。

枪管灼热
    枪管灼热可能成为自动武器设计中的一个主要问题。武器发射时,逸出的灼热发射药气体将热传给枪管。

开始时弹膛由于有弹壳的屏蔽与热源是隔开的,由于枪管的传导慢慢地它也就变热了。因此那种称做“自燃”

的发射药提前点燃现象,只有在经过一段时间的射击,枪管已经将热传给弹膛时才会发生。使用无壳弹时,灼

热的气体将直接与弹膛接触,因而弹膛壁会更快地发热。这将导致“自燃”的可能性增大。

能量分配
    发射药中可以利用的能量,大约只有25%用于在膛内推动弹丸前进,其余的能量的分配取决于许多相关的

因素,诸如武器的重量、枪管的质量与长度等。能量的大致分配情况如下:
    为弹丸提供动能    20-30%
    向枪管传热      30%
    枪口冲击波    达40%
    还有很小的一部分能量在上表中没有列出,它们是用来使弹丸旋转以及克服磨擦所需的能量。值得注意的

是,大约只有0.1%的可用能量是以后坐形式出现的。


    小    结
    本章简要地介绍了对轻武器要求的效力,以及轻武器设计时依据的基本科学原理。由于任一发命中弹将有

85%的概率是非致命性的,因而设计师追求的是使射弹具有更高的使目标“丧失战斗力”(不能继续执行任务)

的能力。受伤的士兵在一定的时限内继续保持战斗力的概率,要通过医学知识与统计方法相结合的办法来进行

计算。那种能将其效力扩散到它穿过人体时形成的伤道的较远之处的弹丸,具有强大的杀伤力。高速射弹产生

的冲击波会形成这种“爆炸创伤”。在击中目标时产生翻滚的弹丸也能造成较大的创伤,但它不能穿透防护物

,这一点也是弹药设计中的一个重要因素。弹丸对目标造成的伤害程度取决于它传给目标的能量。弹丸的动量

不仅影响其有效射程,也会影响武器的重量以及射手感觉到的后坐力。

 自我测验题 
1.弹丸的哪些物理性能会影响其致伤效率? 
2.“丧失战斗力”的含义是什么? 
3.有哪些因素能影响创伤产生的效果? 
4.“爆炸创伤”是什么意思? 
5.缩短枪管的结果是什么? 
6.枪管的最小允许厚度由什么来决定? 
7.改变膛线的缠度会产生什么影响? 
8.膛内哪个部位磨损最为显著?为什么? 
9.什么叫“自燃”? 
10.无壳弹会产生什么问题?



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第三章  影响口径选择的因素

概    述
    弹丸能达到的射程取于所用的发射药的药量以及弹丸飞行时的能量。发射药的药量要取决于药室的可用容积、发射药的能量、以及制造武器的材料的质量。一般而言,以相同材料制成的弹丸,飞行时的能量是与其直径成正比的。依据这些基本原理去追溯一下轻武器的发展史是很有意义的,因为现代武器的设计必定会受到历史根源的影响。

早期的武器
    最早的手持武器是用较差的材料造成的,经不住大的火药气体压力。而为了具有较大的初速以便能在一定的射击距离上杀伤敌人,就必须使用较大直径的子弹。例如:滑膛枪最初的口径为 0.79英寸,以后在1700年采用了“布朗·贝斯”滑膛枪,口径则减为0.753英寸,它发射的弹丸重约32克,发射药重约4.5克。由于使用的是黑色火药,发射时的烟很大,因此步兵必须进行齐射。它的初速很小而且各发之间的偏差也很大,因此最大使用距离一般不超过80米。这种“布朗·贝斯”枪从1824年起就不在现役部队中使用了。
    由于采用了膛线枪、使用了能量更大的发射药以及质量更好的钢材,武器的口径逐渐减小了。同时,射击的距离也增加了。 1800年出现的“贝克”燧发枪,使用与“布朗·贝斯”滑膛枪一样的发射药,发射0.612英寸直径的铅质子弹,它的表尺上有100码和200码两个刻度。所取得的进步主要是由于采用了效果良好的膛线而获得的。但是应该注意,不要认为表尺上的刻度就等于武器的有效射程。因为表尺上的最大刻度往往并不能真正代表武器的有效射程。
     1853年的“恩菲尔德”P/53型步枪,口径为0.577英寸,表尺最大刻度达800码。这种枪在1864年改成后膛装填并改名为“施奈德”步枪,发射重量为31克的弹丸,使用重约为4.5克的经改进的黑色火药。“马提尼·亨利”步枪(1871年)的口径为 0.45英寸,表尺最大刻度为1200码。它的弹丸重量也是31克但发射药增加到5.5克。

近代武器
    到19世纪末时,就已经能将弹丸发射到相当远的距离了。目的是为了满足步兵能在远距离上攻击目标的要求。当时还没有认识到机枪是主要的远距离轻武器,而希望步枪手能对2000米以上的目标进行射击。例如,“李·米特弗尔”MKI步枪的最大表尺距离就达2800码,不过这可能有点太乐观了。
    “李·米特弗尔”步枪的子弹是由直径为0.303英寸14克重的铅合金弹头和4.5克的黑色火药组成的。但黑色火药不久就被柯达无烟药代替了,这是第一次使用无烟发射药。在南非布尔战争中,证明了“李·恩菲尔德”长步枪使用很不方便,因而在 1902年就改短了枪管,并把这种有膛线的、短枪身,弹匣供弹的“李·恩菲尔德”步枪作为1号步枪。人们很快认识到,在远距离上机枪比步枪更为有效。不过觉得步兵应该使用机枪和步枪都通用的弹药.那种直径为0.303英寸,重量为11.3克的弹丸就一直沿用下来,直到为现用的北约7.62毫米标准子弹所取代,这种子弹的弹丸重量下降到了9.35克。

关于选择弹药的分析
    弹药的选择要从战术和技术两方面进行考虑。首先要按照战术要求来提出弹丸的性能指标。通过技术设计就能获得可以满足战术性能要求的多种方案。再通过方案审查就能确定出子弹的具体规格要求,并提出发射这种子弹的武器的初步设计.
     图3.1是选择子弹过程中要考虑的技术和战术因素的图解说明。为了明确起见,图中对这个过程中的某些环节进行了简化。
    在设计时,设计师必须了解要射击的目标,要求的射击距离以及射击的精度。然后他计算出弹丸、药室和枪管的设计对要求的初速(保证在要求的射击距离上具有所需的撞击能量)的影响。此时再对最初提出的军事要求作些综合平衡工作也是常有的事。弹丸的直径实际上也是在这个阶段确定下来的。
    图3.1  弹药选择的过程
    标称口径相同的武器并不一定能发射相同的子弹。例如,北约和华约部队都使用口径为7.62毫米的武器,但他们的子弹却 是不能通用的,这一点从图3.2中就可以看得很清楚。
图3,2  北约和苏联的7.62毫米子弹
    为明确起见,最好同时说明子弹的标称口径以及弹壳的长度。北约部队的枪支使用的子弹是7.62* 51毫米无底缘子弹。苏联中型机枪使用7.62* 54毫米有缘子弹,而其AKM突击步枪则使用较短的7.62* 39毫米无底缘子弹。当一种武器可以发射几种可供选择的子弹时,那么这些子弹的型号必须予以说明。例如美国AR15“阿玛雷特”步枪使用的一种子弹就称为 M193 5.56*45毫米子弹。本章以下的四节将更详细地叙述设计的过程,首先讨论对目标要求的效力。

    杀  伤  力
    杀伤力用来表述弹丸的效率。子弹必须将它的一部分能量传递给目标才能发挥其效力。要使一名伤员在30秒钟之内丧失战 斗力,弹丸具有的最低能量应达到80焦耳的水平。如第二章所述,绝大多数轻武器在进行效率评价时都采用“防御30秒”这个标准。
    图3.3是几种弹丸在不同射距离上所具有的能量,从图中可以看出这些弹丸对于没有防护的人员目标的不同杀伤距离。没有防护的人员是指穿一般军服不带钢盔和不穿防弹服的士兵。    ’图3.3存能与射程的关系
    由图3.3可以看出以下几个问题。首先是北约的7.62* 51毫米子弹在射距离超过2000米时还具有80焦耳以上的能量。其次是苏联的7.62* 39毫米子弹较北约的7.62毫米弹轻而且初速也小,因此其杀伤距离要小得多。M193 5.56*45毫米子弹的杀伤距离就和这种子弹差不多。具有80焦耳以上的能量,实际上还不是真正的最低极限能量界限,因为弹丸还必须能把这么大的能量传递给目标。轻武器在其作战使用距离上具有的能量一般要比80焦耳大得多,因此即使是直穿人体时,传递的能量也将大大超过80焦耳。

毁伤目标    
    使无防护的人员丧失战斗力是比较容易的。但如果目标是隐蔽的或穿了防弹服,要使他们丧失战斗力就比较困难了。表3.1列出了两种不同口径的弹丸在破坏各种不同目标时所应具有的撞击能量。表中的数据是弹丸的弹道与目标表面垂直时得出的。
    表3.1  两种枪弹击穿不同目标时所需的能量
    注:表中的数字不包括杀伤防护物后面的人员所需的80焦耳能量。
    由表中可以看出,随着口径的增大,弹丸穿透防护物体时所需的能量也增加了。也就是说,弹丸越大,它在材料上开的孔也大。从表中可见,在枪口处的能量也只有1800焦耳的M193子弹,是不可能穿透4又1/2英寸厚的砖头的。而北约的7.62毫米子弹在距离约为100米处,还具有穿透砖头所需的3000焦耳能量。从理论上讲,要制造出能穿透砖房的5.56毫米子弹也是可以做到的。但是如果使弹丸的质量增加,则可能在稳定性方面出现问题;而如果使其初速大大超过1000米/秒,则会使枪膛磨损过大。后坐量和武器的重量也可能增大到难以接受的程度。
    大多数士兵在战场上是戴着钢盔的,因此对轻武器杀伤力的要求往往同时要求子弹具有一定的穿透能力。试验时,是以厚约 3毫米的软钢板来代表现代的钢盔材料的。能穿透3毫米软钢板的弹丸,也就足以穿透在战斗中可以舒适地穿着的全身防弹服了。一般不要求轻武器弹丸去穿透在野战筑城中可能使用的沙土和木材,以保持轻武器的轻便性。
    穿透钢盔时所需的能量就用来作为决定弹药的最大杀伤距离的依据。对于高速的流线型弹丸来说,这个距离和它的曳光剂燃尽距离以及能保证命中精度的射程是非常接近的。
    由于杀伤力是武器及其弹药设计中的一项基本指标,因此武器使用人员必须提出射击目标和射击距离的明确要求。例如,对某一种武器可以要求它能用来在1000米距离上对无防护的人员,以及在600米距离上对有防护的人员射击。这些指标应依据战术条件来确定。例如:武器的用途、在特定的地形条件下的常用射击距离、以及能否获得其他武器如迫击炮和火炮的支援火力等等。

武器的射程

步枪
    根据对第二次世界大战、朝鲜战争和越南战争中步枪射击的情况进行分析的结果表明,在战斗中的步枪火力的使用范围要比人们通常想像的近得多。图3.4是步枪在不同距离上的累积射击频率曲线,从图中可以看出:
    射击距离在100米以内的占总数的30%,
    射击距离在200米以内的占总数的70%,
    射击距离在300米以内的占总数的90%,
    射击距离在400米以内的占总数的95%。

图3.4  步枪的射击距离
    应该说明,这些数字是把夜间射击距离较近和白天射击距离较远的情况平均在一起计算出来的。而且这些数字中也没有体现由于不同地形而引起的射击距离的差别。
    于是人们可能会对这一点提出问题,即步枪是否还需要具有能在400米以外距离上去杀伤那些极少数目标的能力。北约的轻武器试验表明,利用轻型的小口径子弹能在远达400米的距离上来提供有效的火力。这种子弹能够使用后坐力很小的轻型武器来发射。而且由于这种子弹能以很低伸的弹道来进行射击,因此它的命中概率是较高的。    

机枪    
    对于机枪的射程要求就不那么容易确定了。中型机枪通常要求能在防御阵地之间提供掩护火力,这些阵地相距可能远达 2000米。射击的月标可能是暴露的步兵,他们可能戴着钢盔。但身体的其他部分则没有什么防护物,因此是比较容易杀伤的。所以只要弹丸的能量稍高于80焦耳就能有效地对付他们了。为 了能达到2000米,弹丸就要重一些,一般来说使用的口径要大于7毫米(详见后述)。
    班用机枪常常称作轻机枪,轻机枪要求能在较近的距离提供较强的火力。射击的目标可能是冲击中的步兵或者掩体内的敌人。绝大部分冲击中的步兵都是没有防护的,因而射弹有80焦耳的能量就可以了。而掩体内的步兵暴露的面积较小,而且大部分戴有钢盔。各国陆军对于轻机枪火力对有防护和无防护步兵射击时的射程要求是不一样的。如果轻机枪和步枪在对有防护的目标射击时的射程要求是一样的,那么这两种武器就可以使用同一种弹药。但如果对轻机枪的射程要求更大一些,那么分别使用不同口径的子弹就更为恰当。
    有的军队用—种机枪同时作为轻机枪和中型机枪,并且称之为通用机枪。图3.5为美国的M60通用机枪,  图中为用作轻机枪时的情况,在作为小型机枪使用时要装上三脚架。
  图2.5  美国M60通用机枪
    通用机枪的口径一般是按照小型机枪的远射程要求来决定的。中型机枪广泛采用曳光子弹来帮助判定弹着。大口径子弹的弹道受曳光剂缓慢燃烧的影响较小,因此通用机枪一般采用7-8毫米口径。

弹道系数和稳定性
     现在我们从理论上来探讨一下影响弹丸飞行距离的因素。初速显然是很重要的。同样,使弹丸减速的空气阻力也是一个重要的因素。阻力的大小受弹丸外形和尺寸的影响极大。
    弹丸的弹道系数可以下式进行表述:
C0 = 1/K0 * m/d^2
    其中:C0 -- 标准弹道系数
    m - 弹丸质量
    d - 弹丸直径
    K0 - 形状和稳定系数
    在初速相同的条件下,C0值愈大,弹丸飞行的距离愈远。因此,设计师就力求能获得较大的m/d2值。为了能进行精确的射击,弹丸在飞行时必须稳定。对于旋转稳定的弹丸来说,在稳定性,弹丸形状和旋转速度之间可以建立起下述关系:
S = A^2 * N^2 / 4Bu
    其中:S - 稳定系数    
    A - 轴向转动惯量
    B - 横向转动惯量
    N - 旋转速度
    u  - 随弹丸形状变化的空气动力系数
    弹丸的稳定系数应介于1.6至2之间。为了获得合适的S值,必须对A、B和u三个系数加以仔细地平衡。u值随弹丸长度的增加而迅速增大,但随弹丸直径的增大而增大的速度则较慢。当长径比(1/d)较大时,A值就小而B值较大。于是S值就会减小,但可以通过提高旋转速度N来进行补偿。不过旋转速度是受到一定限制的,因为如果要求的旋转速度太高,则枪膛和弹丸都会受到损伤。因而也就限制了实用的长径比(1/d)的范围。
     从稳定性的角度来看,理想的弹丸应该是短而粗的。但这样就会使m/d^2值减小,从而使弹道系数减小。适中的方案是使长径比(1/d)保持在3-5左右。
    根据内弹道测试的结果表明,较重的弹丸能吸收更多的发射药气体的能量。而外弹道研究表明,较重的弹丸在空气中飞行时,能比较轻弹丸更好地保持其能量。表3.2为口径与初速相同的情况下,射程随弹重增加而增大的情况。
    表3.2  射程随弹重增加的变化情况
    大多数弹丸是由几种材料制成的。弹丸的密度取决于这些材料的比例。可以用来制造弹丸的材料的密度列表如下:
    表3.3  弹丸材料的密度
  虽然曳光弹要比普通弹长一些,但还是轻一些。由图3.6可见,7.62 * 51毫米普通弹和曳光弹的密度及其长度差别是很大的,它们之间只有口径和弹头部形状是一样的。
图3.6  北约7.62 * 51毫米弹丸
    曳光弹在飞行中的重量是随着曳光剂的燃烧而改变的。因此它的弹道系数和稳定系数也是不断改变着的。所以曳光弹和普通弹的弹道是不可能一样的。最多也只能使这两种子弹的弹道在要用曳光来观察弹着的常用射击距离范围内达到基本的一致。
    弹丸重量的上限由下列因素决定。其一是要考虑到还需要一种比普通弹更长的曳光弹,而任何子弹的长度都是要受它的稳定性制约的(1/d要小于5)。其次是因增加强重而使长细比增大的弹丸,稳定性下降,就需要减小膛线的缠度来提高转速,而这样做就会出现身管磨损问题。    
    为了满足弹丸能在较远的距离上穿透钢盔这一要求,小口径子弹都带有钢尖或钢芯。这种趋势可以从下表中看出,表中列出了各种不同的小口径弹丸的结构。
    表3.4弹丸的结构
    注:①弹丸被甲通常是由复铜或涂铜钢制造的。

命中概率
    命中概率某些方面是与武器口径的选择有关的。其中最主要的有三个方面:最大弹道高度、风偏以及后坐。以下将依次叙述这三个问题,其它与命中概率有关的问题将在第五章中叙述。

最大弹道高度
    如果忽略空气阻力的影响,而认为重力是射弹飞行期间作用在弹丸上的唯一的力,则弹丸飞行时的下降距离为:
S = 0.5 * gt^2
    其中:S -- 下降距离
    g -- 重力加速度
    t -- 射弹飞行时间
    表尺的装定考虑了这一点,因此弹丸是以一定的仰角而不是平行于地面发射的。最大弹道高度是指地面与弹道最高点之间的距离。图3.7是射手对目标的瞄准线,与修正了下降距离后的弹 丸飞行弹道之间的关系。为了说明两者之间的差别,在图中作了有意识有夸张。
    图3.7  弹道高度与瞄准线之间的关系
    从F到T的实线是射手酌瞄准线,虚线则是弹丸的弹道。如果目标是向射手方向运动的,那么尽管射手一直追随瞄准着目标,但在A点到B点之间的一段距离上由于弹丸超越目标顶部,目标是不会被击中的。提高初速就能使最大弹道高度下降。现代武器在300-400米以下的射击距离上只有一个表尺装定刻度,因此其最大弹道高必须很低。如果射手的目的是不让敌人前进,那么就有必要使其发射的弹丸大大低于人的高度。空气阻力不仅使弹丸的水平运动速度下降,同时也使其垂直下降速度减小。在考虑了空气阻力的条件下,在近距离上弹丸下降的高度如图3.8所示。    
    假定人员目标的平均高度为1.6米,而瞄准点选在目标中央,则高低偏差的允许范围为0.8米。由图3.7可以看出,对于初速大于750米/秒的武器来说,射距离在300米以内时使用一个表尺装定刻度就可以了。从图中还可以看出,为什么对于初速小的武器,正确地估测目标距离就更为重要。

风偏    
    侧风使弹丸偏离要求的弹道,风偏量不仅取决于风向和风 速,同时也取决于弹丸的大小及其飞行时间。
    图3.8  不同初速的弹丸在不同射击距离上的垂直下降量
    当风向与弹道成直交时,风偏量最大。而斜风对方向的影响就稍小一些。风作用于弹丸的时间愈长,其影响也就愈大。因此,风偏量是随射程的增大而增大的。同样地,速度大的射弹要比速度小的射弹受风的影响小。弹丸的表面积愈小产生的风偏也愈小,但这种现象往往为小弹丸的质量也小所掩盖掉了。轻弹丸要比重弹丸更易于产生风偏。一般而言,速度和重量较大的射弹受横风的影响要小些。

后坐
    人们认识到,进行点射时后坐量的大小会影响命中概率。但还没有可靠的证据证明单发射击时也是如此。武器在弹丸还没有脱离枪膛的时候就开始后坐了。通过精确的校正,应能消除这种影响,但这项工作必须在每个发射阵地上重新进行。这一点在战斗中是不可能有时间来做到的。这个问题将在第五章中详述。士兵在射击时,如果有肩部将受到一次沉重的撞击的顾虑时,他就会产生畏缩情绪,因此后坐过大是会降低命中概率的。
    根据弹丸脱离枪管瞬间武器和弹丸的动量变化,即可确立飞器重量与后坐之间的关系。
    在第二章中已经给出了有关后坐量的数学表达式:
R = (0.5(mv)^2)/M
    其中:R - 后坐能量
    M - 武器质量    
    m - 弹丸质量
    v - 初速
   这是一个简化的公式,如果考虑了发射药气体的质量,就可以获得有关后坐量的更精确的公式。这些发射药气体增加了向前的动量。因此公式可改写为:
R = 0.5 * (v^2 * (m+kc)^2))/M
    其中:c - 发射药质量
    k - 与武器效率有关的常数,其值可由实验得出,一般在1.5~1.7之间。
    弹丸的质量及速度应该较大为好。具体的数值要由在一定的距离上能贯穿特定目标的战术要求来决定。但士兵希望能有轻而后坐小的武器,可见上列公式是很难加以平衡的。表3.5是几种武器的后坐量。    
表3.5  10种武器的自由后坐能量

影响命中率的诸因素    
    要想对命中概率问题进行明确的技术性说明是比较困难的。因为以下几个对命中率有影响的因素是矛盾着的。首先,弹丸的初速愈大则其弹道愈低,因而使得精确的目测距离和表尺装定的重要性下降了,这能提高命中率。其次,重量较轻而初速较小的弹丸由于使用重量较轻而后坐较小的枪支,使得射手能进行更精确的瞄准,因而能提高命中率。第三,重而初速大的的弹丸由于不易受风的影响,因而能提高命中率。对战士来说最简单的办法是按照目前使用装备的性能来提出命中率的要求,而不是使用定量化的术语。例如,对一种步枪及其弹药的命中率要求可用以下方法来描述:最大弹道高不超过北约的7.62 * 51毫米子弹的最大弹道高度;后坐量与美国的“阿玛雷特”步枪相差不多;风偏应小于M193 5.56*45毫米子弹的风偏等。

膨    胀    比
    还有一个影响口径选择的重要因素,就是武器的膨胀比,即:
    膨胀比 = (枪管容积+弹壳容积)/弹壳容积
    这是有关发射药气体燃烧容积的测度。如果这个值太小,则膛口压力就会太大,枪的效率就会下降而且发射时火光很大。第二次世界大战时英国使用的5号步枪与4号步枪所用的子弹是一样的,但枪管短了163毫米。  由图3.9中可见,5号步枪就必须装上较大的消焰器。
图2.9  英国的5号步枪和4号步枪
    枪管长度较长,则在装甲车辆及建筑物内等空间不大的场合下使用时就很不方便。因此这个要求对膨胀比规定了—个上限。绝大部分现代枪支的膨胀比等于8,对于不需进行猛烈射击的枪支,将膨胀比下降到7也是可以的。
    在枪管长度和膨胀比已定的条件下,也就把弹壳容积和口径限制在很小范围内了。假定膨胀比保持不变,那么随着口径的减小弹壳容积也必然减小。于是装药量也就要减少,从而使枪口能量下降。因此,对于特定的口径,膨胀比就确定了其枪口能量的上限。
    图3.10是后坐能量,弹道的低伸程度,风偏以及膨胀比之间的关系。    
图3.10  影响枪口能量的诸因素
     这四种影响的地位是可以改变的,图3.10就是它们之间的相互关系。在前一节“影响命中率的诸因素”中已对这个问题作了较详细的介绍。对于较小的口径来说,可以看出是风偏和弹道的低伸程度决定着枪口能量的最低可接受限度。同时在这种情况下,与弹道的低伸程度相比,风偏的限制还较宽一些。枪口能量的上限是以可接受的后坐能量和膨胀比(身管长度)来限定的。如果枪管长度和后坐能量都允许增大,那么就可以获得较大的枪口能量,使弹丸在较大的距离上也能有效。而在口径较大时,后坐量较小的枪就不能取得为使弹道比较低伸而必须具备的枪口能量。这些标准之间的关系可通过调整各自的数值来加以改变。

    小    结
    在武器设计中,规定出对目标所要求的效果是很重要的。这就必须确定要射击的目标,以及它们在战场上可能具有的防护程度。根据这样的分析结果,就可以决定出弹丸应具有的撞击能量。能量的大小随弹丸的口径不同而异,并且应按目标防护程度的不同来提出不同的要求。另一个重要的因素是弹丸的有效射程。据此就可以计算出某种弹丸所必需具有的初速。弹丸的初速还取决于另一些因素,诸如:弹道的低伸程度、后坐能量、允许的风偏以及枪的长度等等。理想的战术要求往往很难全部满足,因此在设计中就必须进行折衷处理,特别是对于口径较大的武器更是如此。


 自我测验题
1.影响弹丸杀伤力的因素有哪些?
2.影响弹丸贯穿能力的因素有哪些?
3.7.62 * 51毫米子弹的最大有效射程是多少?    
4.使用重弹丸有什么优点?
5.使用大口径子弹有什么缺点?
6.弹丸太长会出现什么问题?
7.短身管有什么优缺点?
8.曳光子弹会引起什么问题?
9.影响弹丸性能的主要因素应按什么顺序来加以考虑?
10.选择通用机枪口径时会出现哪些相互矛盾的要求?



需要再多一点运气啊






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第四章   灼  热

概    述
    武器发射时,热量来自两个方面。其中一小部分来自弹丸与枪膛之间的磨擦,其余的则来自发射药气体的

燃烧。有一部分热量开始时就被枪管所吸收并慢慢地扩散到整个武器,但绝大部分传到了枪管的外表面上。枪

管通过对流或幅射的方式又把热量扩散到它周围的介质中去。但由于吸热要比散热快得多,因此枪管的温度还

是要上升的。
    从理论上讲,枪管可以达到非常高的极限温度,以致无法再吸收热量,因为这时从枪管传给大气的热量已

经等于从火药气体传给枪管的热量。但是可以肯定,在达到这种状态之前,这支枪就已经热到无法拿住,并会

出现故障和无法精确射击。
    本章研究轻武器过热时会出现的问题,以及尽量防止出现这种现象的办法。

    热的吸收
    热的两个来源是灼热的发射药气体以及弹丸与枪膛之间的磨擦,但要把两个来源产生的热量从数量上加以

分开是很困难的。通过使用能产生不同磨擦力的各种弹丸进行的射击试验表明,各发弹丸发射之后枪管温度可

以上升到大致相同的数值的次数是很接近的。这就证明了绝大部分的热量是由发射药气体产生的这个观点是正

确的。
    发射药火焰温度约为2000℃。在撞击底火后5毫秒的时间内,热量通过对流和幅射的方式传给了枪膛。在

此期间,枪膛表面的温度可达到700℃到1000℃之间。一当灼热的发射药气体扩散后,枪膛温度就会下降,但

下降的速度要慢得多。
    图4.1是发射了若干发子弹之后,枪管内外壁的温度。
图4.1  枪管内外壁的温度
    各种子弹产生的热量主要取决于发射药量(装药量),发射药燃烧速度,以及火焰温度。而随后传给枪管的

热量则取决枪管材料的种类、发射药气体的成分、枪膛的表面积、以及枪膛与火药气体的温差。随着枪膛温度

的升高,它们之间的温差缩小了,吸收的热量也减少了,温度上升的速度便逐渐减慢。
    与枪管的加热速度相比,枪膛表面的冷却速度是很慢的。在一般的发射速度情况下,慢到甚至可以忽略不

计其影响的程度。因此以后本书中所列的有关枪管温度的图表中,都是连续形的曲线而不是更为精确的锯齿形

曲线。
    在膛线的起缘处吸收的热量最大,越靠近枪口就越下降。枪管壁越厚,热量传到枪管外壁所需的时间就越

长。通常,枪管的厚度越靠近枪口越薄。因此枪管外壁上的温度是不均匀的。外壁的温度也只能大致代表枪膛

的温度,一般枪膛温度总是还要再高30℃左右。
    如果枪膛长时间地保持高温状态,武器就会损坏,因此要研究出散热的办法。下一节就叙述枪管的散热问

题。

    枪膛的热扩散
    金属是热的良导体,而液体和气体则是不良导体,枪管内壁的热能很快就传到枪管的外壁,如果没有隔热

装置,那么就会逐渐传到枪的其它部分。枪管外壁上的热只能通过对流和幅射来扩散,其扩散速度则较传导要

更慢一些。

传导
    通过实验可以证明,圆柱体的热传导速度是与圆柱体表面积以及其内外壁之间的温度差成正比的,而与圆

柱体壁的厚度成反比的。因此,从理论上讲把枪管壁制作得很薄就能够很快地将枪膛的热传到其外壁上。即使

这样做是可行的,由于枪管表面的热扩散是很慢的,因此枪管仍然会过热。为了避免出现这种情况,枪管必须

要能把热量贮存下来,为此枪管就必须较厚。实际上能经受住发射药气体压力以及使用时的碰撞的枪管,其厚

度就足以在战斗射速的条件下用来储存热量了。那些能自动而持续地发射大量火力的武器,如轻机枪和重机枪

等,应该有较厚的枪管来储存所产生的更多的热量。

对流
    当气体或液体接触热的物体时,例如空气接触热的枪管时,一些热量就传导到了靠近物体的那一层。于是

这一层的密度变小而上升,而它那紧靠热物体的位置就被一层较冷的流体层所取代。这个过程叫做自然对流。

如果使用风扇之类的外部条件来提高其流体层的运动速度,这个过程就叫作强制对流,这时的热交换就更为有

效。
    通过实验可以看出,对流热扩散的速度取决于热物体的面 积,物体与流体之间的温差以及流体的某些特

性。例如液体的散热性能就比气体要好得多。

辐射
    第三种散热的方法是辐射。热辐射是以电磁波的形式出现的。所有的物体都发出和接收辐射能。当一个物

体较其周围的环境更热时,它就是一个辐射发射体。实验表明,通过辐射的热扩散取决于热物体的温度及其某

些物理特性,即它的面积与辐射率。容易吸热的材料容易散热。能反射热的材料,既不能很好地吸热也不能很

好地散热。表面生锈的枪管比表面光亮的枪管的辐射率更高,因此热辐射的效率也更高。因为散热率与物体绝

对温度的4次方成正比(T^4),因此随着物体温度的上升通过辐射的热扩散就急剧上升。

轻武器枪管的吸热与散热
    试验表明,高速武器平均吸入的热量随口径的增大而增加。这是合乎逻辑的,因为枪膛的表面积增大了,

而且发射药量通常也是随口径增大而增加的。下表是两种不同口径的子弹在发射了 100发和200发之后的平均

热吸入量。从表中可以看出,在枪管变热时热吸入量就下降了。
    表4.1  发射两种子弹时吸入的热量  
    图4.2是发射表4.1中所列的那两种子弹的武器它们的枪管能达到的温度。
    图4.2  枪管的温度
    一种武器可能扩散的热量可以用数学方法计算出来。以下我们以枪管长度为51厘米外径为20毫米的武器(5

.56毫米和 7.62毫米班用机枪都是这个尺寸)为例来说明。当枪管温度为 200℃而环境温度为15℃时,那么

根据理论计算通过对流的热扩散应为39瓦而通过辐射引起的热扩散则为57瓦,合计96瓦。为了保持96瓦的热吸

入,7.62*51毫米枪就需要每分钟发射3发。因此枪管温度200℃只要以很一般的射速射击就可以达到了,特别

是对于机枪更是如此。在战场上200℃不仅是容易达到的,而且是必定会超过的,因为几乎可以肯定武器是会

以大于每分钟3发的射速发射的。
    当枪管温度超过500℃时,由理论计算的对流热扩散为150瓦,而辐射热扩散则增加到506瓦。这是200℃时

辐射热扩散的 10倍,表明在温度升高时辐射变成了主要的散热方式。而全部热扩散则达到656瓦,7.62* 51

毫米枪要每分钟发射18发才能产生这样多的热量。在战场上通常只有快速发射的机枪才能达到这样高的枪管温

度,它们射速一般都大大超过每分钟18发。但一旦达到500℃时,要保持这一温度是比较容易的,因为每分钟 

18发对于机枪来说是中等的射速。这些例子强调了这样一个事实,即在自然对流和辐射的条件下轻武器枪管吸

收的热量大大超出其扩散的热量。要设计出既能满足战场火力密度要求而又不致过热的武器是很困难的。

    枪管过热  
    轻武器的枪管要达到这么高的温度就会带来一些问题。首先是武器的某些部件会变得太热而难以持握;其

次是武器会遭受损坏并使射击精度下降;第三是弹药会自行提前点火即自燃。下面将依次讨论这些问题。

自燃
    在正常情况下,发射药是由击针撞击弹壳底部的底火之后产生的火焰点燃的。当发射药由于吸收弹膛壁的

热量而达到其点火温度时就会产生自燃。对于轻武器的发射药来说,其点火温度是 180℃至200℃之间。但是

,弹膛达到点火温度时并不会马上发生自燃。铜弹壳对发射药能起到一定的保护作用,因为热从弹膛壁穿透铜

弹壳是要有一段时间的。现代自动装填武器在发射后几毫秒之间就把铜弹壳抛出来了,因此几乎没有时间使热

能从弹壳传给弹膛。弹膛的热是从枪管的逐渐传导而间接得来的。因而要使弹膛达到点火温度以及使发射药得

到热量都需要一定的时间。表4.2给出了这个滞后的时间。
    只要子弹在膛内停留的时间很短,提前点火一般是不会发生的,即使枪管很热的情况下也是如此。这就是

机枪采用开栓射击方式的理由,也就是说在扣动板机之前活动机件都是位于后方的。扣动了板机才使活动机件

向前运动,从供弹系统带上一发子弹送入膛内,并进行自动发射。只有出现了故障时,未发射的子弹才会留在

膛内超过几毫秒。良好的操作训练就能防止出现留膛过久而自燃。
 表4.2  5.56毫米轻机枪自燃所需的时间
    开栓武器不如闭栓武器射击精确。这个问题将在第5章中叙述。步枪要求有很高的射击精度,因此必须采

用闭栓射击的方式。这就使得未发射的子弹有可能因留在膛内的时间过长而产生自燃。对于闭栓武器来说,必

须确定出一个枪管温度的上限。应予考虑的因素包括:第一,战场上的发射速度;第二,使弹膛达到发射药的

点火温度所需的时间;第三,在某些情况下出现自燃的危险从军事角度考虑是否允许。枪管外壁在膛线起缘部

位处的温度达到250℃就是这样一个指标。如果枪管温度达到250℃,但只经过几秒钟就能下降到200℃以下,

一般是不会发生自燃的。而如果枪管温度超过250℃并持续1分钟以上,那么在弹膛内留有子弹的情况下是很可

能发生自燃的。

磨损和烧蚀
   磨损和烧蚀两个术语在使用上很容易混淆。磨损是由机械磨擦引起的枪膛表面层的磨损,而烧蚀则是由灼

热的发射药气体将枪膛表面的微粒冲出膛外。关于所有枪管都会出现的渐进磨损已在第二章中叙述。枪管温度

很高时,会出现烧蚀和很快的磨损。磨损和烧蚀严重的枪管发射的子弹会偏离瞄准线,在极端的情况下,弹丸

会非常不稳定以致侧向前进。图4.3是从严重磨损的 5.56毫米轻机枪发射的子弹,在25米处靶板上所形成的

弹孔。    
图4.3  从严重磨损的枪管发射的弹丸的弹孔

使射击误差增大
    枪管高温造成的一个暂时性影响是温度每升高100℃枪膛直径将增大0.028毫米。这将使子弹的胀紧产生

困难,这个问题将在第五章中详述。如果弹丸和枪膛在枪口处是松配合,则弹丸很可能会出现偏摆过大。它们

都会使射弹的散布增大。
    枪管高温造成的另一个暂时性影响是枪管钢的强度下降,而这可能导致永久性变形和损坏。图4.4是一种

典型的枪管钢的硬度随温度升高而下降的曲线。图中的虚线是一种典型的弹丸被用在常温下的硬度。    
    从图中可以看出,在枪管温度接近600℃时,冷的弹丸被甲比枪的膛线还要硬。因此在膛线起缘处的很大

的机械力,会使较软的膛线很快的磨损。这种损伤是突然出现的。但却是永久性的。
    当瞠线起缘部位的阳膛线磨损之后,弹丸就达不到为获得所要求的弹道稳定性而应具有的旋转速度。另外

由于弹丸必须经过一段时间才能接触膛线,因而与膛线接触时的速度就大一些,这就使弹丸和阳膛线都要承受

更大的应力。
图4.4  材料硬度随温度的变化
    当枪管钢的硬度下降时,发射药气体压力对枪管的影响就更为明显了。在极端的情况下,在靠近膛线起缘

处的膛压最大部位,枪管会发生鼓胀。枪管这一部位的变形,使弹丸的胀紧更为困难并使初速下降。另一个影

响是会造成在弹丸胀紧之前有部分发射药气体超越弹丸而逸出。在严重的情况下,弹丸在膛内的很大一段时间

里都将有气体从前方逸出。灼热的高压气体从很窄的缝隙中逸出,会造成很强的局部发热,可能会使枪膛表面

熔化。这个过程叫做火药气体冲蚀,会造成枪膛的永久性损伤。
    枪管的高温会加速磨损并引起烧蚀。由于磨损和烧蚀会使弹丸的初速不稳定和使旋转速度下降。严重磨损

的枪膛发射的弹丸是不精确的,在极端的情况下射弹的飞行将变得极不稳定。为了防止出现这种情况,枪膛温

度必须保持大大低于550℃。作为允许的安全界限,枪管外壁的温度不应超过 400℃~450℃。磨损和烧蚀会造

成枪管的永久性损伤。但这种损伤在膛温较低、弹丸较易于在膛内胀紧的情况下产生的影响是较小的。当枪管

温度上升,热力和气体压力使弹膛扩大致使弹丸难以胀紧时,射击就不准确了。

持握
    热量是从枪管传导到枪的其它部分的。在一般的战斗使用中,这个过程是很慢的,不致于影响到士兵要持

握的部件变得过于灼热。但确实有些武器是考虑到持握困难,而对其射击的火力密度加以限制的。虽然这个问

题一般只出现于紧急情况之中。这种过热问题很难加以更精确的描述。一般通过正确的设计和采用绝热材料,

这方面是不会有什么大问题的。
    
防止过热
    有两种基本的方法可用来防止过热。在进行武器设计时,可以采用一些特殊的方法:其一是捉高枪管将热

量扩散到周围环境中去的能力,其二是通过特殊的设计来尽量缩小过热的影响。前者包括采用液体冷却套筒,

以及使用带散热片的枪管等;后者有使用枪管衬筒、重型枪管、冷火药,以及对诸如扳机、护木等的仔细布局

等等。更换枪管可以列入上述两种方法中的任一种。下面首先叙述提高枪管表面散热能力的方法。

有散热片的枪管    
    从理论上讲,增加枪管的表面积就能提高它的散热速度。一种方法是增大枪管的直径从而扩大其周长,但

这样会使枪管变得太重。另一种方法就是使用散热片。
    散热片可以是纵向的也可以是环形的。散热片的效率取决于它们的深度、厚度和间距、见图4.5所示。这

三个因素对散热的影响是有矛盾的,因此在设计时要找出一个折衷的方案。如间距愈小,则散热片的数量可以

增加,散热面积当然也就增加了。但是间距愈小,散热片之间的空间也愈小,于是散热片就会产生相
图4.5  有散热片的枪管
图4.6  路易氏 轻机枪
互间的热辐射,而不是通过对流和辐射把热量散到空气中去。
    实践证明,如果没有空气流过散热片,那么散热效率的提高是极微小的。要在轻武器的枪管上形成一种人

工的气流是很难做到的。第一次世界大战时使用的“路易氏”轻机枪用过这种方法,但人们并不把它当作是一

种很成功的设计(“路易氏”轻机枪见图 4.6)。
    当这种枪射击时,冷空气通过套筒向前流动,以补偿枪口处随枪口冲击波而出现的气压下降。由于体积和

重量都要增加,因此这种带散热片的枪管和强制空气对流系统,除车载武器外几乎都不会采用的。而即使是对

于那些重量并不作为一个很重要的指标的车载武器来说,也还有另一些更加有效的散热系统可以利用。

水套筒
    另一种提高散热效率的方法是把枪管放在液体中而不是空气中。液体不仅通过传导和对流吸热的性能优于

气体,而且在蒸发时还能吸收更多的热量。一般常用的液体是水,这并不是因为它有什么特殊的吸热性能,而

是由于来源方便。
    “维克斯”中型机枪就是一种著名的水冷式轻武器(见图 4.7)    
    它的水套筒中装有4升水,当以每分钟200发的射速发射 600发之后就沸腾了。如果继续发射,那么每发射

1000发子弹就有0.6升的水蒸发掉。绝大部分的蒸气由一个冷凝罐回收,用以重新加入水套筒中。
    这种散热方法的主要问题是:水的补充;水套筒在寒冷气候中会因结冰而破裂;套筒易被弹片击穿;以及

套筒和水要增加重量等等。“维克斯”中型机枪不算它的22.7公斤重的三脚架,还重达18.2公斤,其中约有

三分之一是其冷却系统的重量。由于重量的关系,这种液冷式武器在步兵班一级基本上是不使用的,但可用于

车载式机枪或中型机枪。而由于这种冷却方式存在着上述问题,因此即使是车载式机枪,有可能时也将尽量采

用其它的冷却方式。
图4.7  维克斯·中型机枪

重枪管
    重枪管最大的优点是它可以储存热量。为了达到一定的温度,重枪管比轻枪管需要吸收更多的热量。因此

当发射速度一定时重枪管允许射击的时间就更长一些,或者在相同的时间内重枪管就可以用更高的发射速度进

行射击。当使用的材料相同时,重枪管的表面积必然要比轻枪管为大,因此扩散的热量就会增加。当然,要使

枪管的直径大至足以显著地增加其表面积,那么这种枪管的重量将大得无法使用。
    图4.8是不同重量的5.56毫米枪管预期的性能曲线,图中的结果是使用计算机进行分析得出的。其中重

量较轻的枪管的数据与实验结果是非常接近的。 
图4.8  几种重量不同的5.56毫米枪管的性能
    增加重量似乎是一种防止枪管过热的好办法,但也有其缺点。首先重枪管冷却的时间比轻枪管长。因此在

长时间的射击过程中,枪管愈重则在暂停中温度下降得愈少。图4.9是两种不同重量的枪管的不同冷却速度。
    重枪管还会产生一个缺点,那就是枪管重量增加了,武器其他部件的重量也要相应增加。不仅枪架要做得

更加坚固,而且枪机也必须更重一些,以便与枪管保持合适的重量比。这个重量比如果不合适,枪的动作循环

就会出现故障。这个问题将在第七和第八章中叙述。
    实际上枪管的最小重量限度是由枪管承受发射和使用中的应力的能力,以及在预期的发射速度情况下不致

过热这两个因素所决定的。对于班用武器来说枪管的厚度只要能承受发射和使用应力。其重量通常也就足以防

止枪管过热了。对于车载的或者只进行短距离携行的武器来说,增加枪管重量也可以作为一种避免枪管过热的

有效方法。
图4.9  不同重量枪管的不同冷却速度

可更换的枪管
    有的枪管在达到临界温度之前,可以由射手换上一支较冷的枪管。这是一种防止枪管磨损和烧蚀的常用方

法。但由于250℃在射击过程中是很容易达到和保持住的,因此想用这种方法来防止子弹发生自燃是不可行的

。图4.10是5.56毫米“斯通纳”轻机枪以两支枪管交替射击时,枪管的温度升高情况,每支枪管发射 250发

以后就换用另一支枪管射击。虽然各支枪管的温度都在逐渐上升,但是经20分钟的射击,温度始终未超过400

℃。图4.2是只用一支枪管的“斯通纳”轻机枪以同样的50发/分的发射速度,经10分钟射击枪管温度即达

400℃。
    值得注意的是在更换枪管的情况下,对扳机和护枪木升温的影响。使用一支枪管以每分钟50发的发射速度

射击时,经10分钟护枪木的温度就达到40℃。而如果超过这个温度护枪木就会有烫手的感觉了。     
图4.10  使用两支枪管的“斯通纳”轻机枪的枪管升温情况
    采用可更换的枪管时会增加武器的重量,因为在把枪管固定到枪上时设计师就必须再加上一个提把和一些

其他的机件。这种外加的重量约为半公斤。
    从理论上看,在总重量相等的条件下,就防止枪管过热而言,用一支枪管的效果要比用两支可更换的枪管

更好一些。但是可更换的枪管使射手可以在认为值得冒一下风险的情况下选择携带一支枪管,例如在执行夜间

巡逻任务时。

枪管衬筒    
    提高枪膛表面的硬度可以减少磨损和烧蚀的影响。图4.11是各种用以制造枪管衬筒的不同材料在高温情

况下的硬度。采用硬度较大的材料可以推迟磨损和烧蚀的发生。
    现代武器的枪管都要经过某种处理来提高其高温时的强度。镀铬就是一种方法,也就是在枪管表面镀上一

层很薄的铬。这种方法费用比较贵而且工艺复杂,但它能明显地提高枪管的寿命。
     图4.11  各种枪管材料的硬度随温度变化的曲线
    另一种方法是在枪管起始部位几个厘米处,装入一个“司太立特”硬质合金衬筒。“司太立特”合金是一

种非常硬的合金,它的主要成分是钴、铬和钼。图4.12是一种典型的“司太立特”硬质合金衬筒。它用于美

国的M60通用机枪以及英国的MAG58通用机枪的重型枪管上。
图4.12  典型的司太立特硬质合金衬筒
     这种衬筒的一个缺点是难以保证衬筒与枪管之间的完全密接。英国就是因为它后膛闭塞性能不良而决定

不使用这种方法的。

冷火药
    使用冷火药或防烧蚀火药可以减少枪膛吸收的热量。冷火药,顾名思义可知它的火焰温度较低。但是,使

用同样重量的冷火药,弹丸的初速较小。而为了达到相同的初速就需要增大发射药的重量,这又将使每发子弹

所产生的热量加大。为了减小体积和重量,还是选用高能量的发射药而不用冷火药为宜。防烧蚀火药可用于大

口径武器中。这类发射药的成分可使炮膛涂上一层保护层。但是它会增加枪管的污垢,因此目前的轻武器是不

使用这种发射药的。

手持部件的布局
    一般认为,射手持握部件允许的最高温度是40℃。这些部件包括不使用两脚架发射的枪支的枪护木、枪机

、枪托和贴腮板。它们是由于枪管传导、有时还有辐射的热量而变热的。因此它们与枪管之间的距离会影响其

变得发烫所需要的时间。当由于设计上的原因或出于费用的考虑而不能将这些部件安排在距枪管较远之处时,

那么必须对它们采取绝热措施。
    图4.13是美国的“阿玛雷特’步枪以及法国的“法玛斯”无枪托步枪的部件布局情况。
    图4.13  美国“阿玛雷特’步枪和法国”法玛斯”步枪的部件布局图
    这两种枪的枪护木在发射了相同的弹数之后都将变得过热。但由于“法码斯”枪的手枪型握把和贴腮板离

枪管要近—些,因此,它们会热得更快一些。由于枪护木是首先烫得难以持握的部件,故而使它达到40℃所需

发射的弹数就成了武器能够提供火力的一个限制条件。
    图4.14  英国的L7A1通用机枪
    图4.14是一个士兵在持握英国L7A1通用机枪的姿势。如同所有用两脚架发射的武器一样,士兵是不需要

持握枪护木的,因此这些枪在发烫之前可以射击的时间要比步枪长得多。

    不同的要求对过热问题的影响

步枪
    步枪一直是用来进行精确的单发射击的。为了获得必要的精度,步枪采用闭栓射击的方式。步枪要求的射

程已由第一次世界大战时的约800米下降到了目前的400米。目前更远距离上的火力已由其他武器来提供了。
     图4.15  以每分钟发射40发的发射速度射击时两种步枪的枪管温度

    进行单发瞄准射击时,每分钟约40发的射速可认为是合宜的快速射击速度。在战场条件下,一般可能要求

士兵以这种射速持续射击约2分钟。图4.15是这种射击条件下枪管能达到的温度。由于弹膛的温度不足以使发

射药温达到200℃以上,因此这种情况下是不会发生子弹自燃的。
    绝大多数现代步枪都能进行自动射击,由于枪管的前部没有支撑,因此除第一发子弹外,其它各发子弹的

射击精度都是不高的。经过良好训练的士兵也许能将一次短点射的火力全部射中在 100米距离上的立姿人像靶

上,但对大部分土兵来说能在50米距离上做到这一点就算不错了。自动武器在近距离战斗时最为有效,突击步

枪就是为了进行近战而装上自动发射装置的。在这种情况下,高达每分钟80发的射速也是容易达到的,不过以

这样大的射速连续发射的时间一般不会超过2-3分钟。现代突击步枪在发射了200发子弹之后很可能会出现自燃

问题,而且轻型枪支很可能会变得过于烫手。由于后一个因素很可能会限制住持续发射的时间,因而自燃问题

也就不会出现了。

    班用机枪
    班用机枪要用来提供准确的持续发射的火力。而要在远达 800-1000米的要求距离上准确地射击,枪管就

必须用两脚架支撑。由于即使以中等的射速射击,弹膛温度也很容易超过自燃安全极限,因此机枪采用开栓射

击。使用开栓射击引起的对精度方面的轻度影响,可以通过两脚架支撑枪管而得到部分的补偿。为了满足火力

密度方面的要求,在精度方面略为差一点也是可以接受的。班用机枪用来射击的目标通常是不知道它的精确位

置的。因此子弹有些散布还是一个优点,过去确实有人认为有些机枪的精度是太高了。
    要求班用机枪在战场上提供的火力可以分为三类。第一,是妨碍敌军实施机动,阻止敌军妨碍我军的战斗

行动,这种压制火力可通过以每分钟50-60发的射速将子弹射向距目标约15米的范围之内的方法来完成。班用

机枪用这种发射速度可持续射击30分钟以上。图4.16是两种不同的轻机枪以这样的射速射击时的枪管温度上

升曲线。    
    图4.16  典型的轻机枪提供压制火力时的枪管温度上升曲线
    第二,班用机枪可用来阻止敌军实施火力回击或迫使敌军停留原地。为完成此种射击任务,应将发射速度

提高到每分钟约 100发。在战斗中这样的射速可能要保持2分钟左右。图4.17是用这种射速时的枪管温度上升

曲线。
    第三,班用机枪可能要用来在短时间内以最大的发射速度进行射击。对于弹匣供弹的机枪,最大射速可达

每分钟150发左右,而弹链供弹机枪的发射速度还可以再高一些。这种很高的射速往往在刚刚与敌接触时使用

,以压倒敌人,叫做夺取火力优势,也可以用于支援实施最后的冲击,或用以击退敌军的顽强进攻。图4.18

是两种机枪实施猛烈射击时枪管温度的上升曲线。
     图4.17  典型的轻机枪进行快速射击时的枪管温度上升曲线
    对班用机枪总的要求是能以每分钟约50发的射速持续射击达30分钟。在此期间这支枪还可能要以快速射击

或猛烈射击进行短时间的发射。快速射击和猛烈射击都可能在枪管已经发热的情况下来实施的,而这样一种要

求对于轻型枪枝来说是很难满足的,除非采用更换枪管的办法。

中型机枪
    中型机枪要求能在很远的距离上实施长间的快速射击.老式的“维克斯”机枪使用MKVIIIZ型子弹射击时

,射距离远达4000米。现在的中型机枪的射击距离只要求能达到2000米左右。为了缩小散布,中型机枪要架在

三脚架上,因此它们体积较大,携带也不大方便,许多现代的机枪都是班用和中型双用型的,它们就叫做通用

机枪;它们从轻机枪转变为中型机枪时所需的装备是连或营一级单位来负责携运的。图4.19是英国的L7A1通

用机枪架在三脚架上进行持续射击,即作为中型机枪时的照片。
    图4.18  典型的轻机枪进行猛烈射占时的枪管温度上升曲线
    图4.19  英国L7A1通用机枪(持续射击状态)
     中型机枪通常以25发点射进行连续的射击,因此过热是一个严重的问题。这个问题可以通过使用重型枪

管,并且往往在膛内再加上硬质合金(如“司太立特”硬质合金)衬管来加以解决。这些枪管可以每发射几百发

就更换一次,或使用水套筒来进行冷却。
    图4.20  7.62毫米“勃朗宁”机枪车载机枪
     车载机枪可以用多达25发的点射来进行射击,但经常是以更短得多的点射进行射击的。由于枪的重量不

是什么问题,故大多数车载机枪都使用可更换的带衬管的重型枪管。图4.20是 7.62毫米“勃朗宁”机枪,

该枪的最大发射速度较低,为每分钟 400-500发,而枪管则较重为3.3公斤。由于这两个因素,它不需要经常

更换枪管。

    小    结
    轻武器发射时,枪管吸收热量的速度要比扩散热量更快。因此当发射的弹数不断增加时,枪管也就愈来愈

热。枪管的热量可以通过传导传到其他部件使之发烫。设计良好的枪支应该能在正常的战斗使用条件下不致出

现这种情况。传导到弹膛的热量会被膛内尚未发射的子弹吸收。如果发射药的温度达到200℃以上,它就会自

行点燃。对于闭栓发射的步枪来说,这种自燃可以成为一个问题。但是自燃通常只有在长时间的快速射击后才

能出现,因此这种危险倒也并不可怕。班用机枪的弹膛很容易超过自燃安全温度极限,因此这种枪都设计成开

栓射击方式。当膛内温度达到400-500℃时,可能会突然发生磨损和烧蚀,使枪膛受到严重的损伤从而使射击

精度下降。这个问题可以通过使用较厚的枪管、采用特殊的衬管来缓解,也可以在枪管达到极限温度之前通过

更换枪管来进行解决。

     自我测验题
1.轻武器为什么会过热?
2.由过热引起的三个主要问题是什么?
3.为什么在高温时,通过辐射传热的效率很高?
4.为什么要把轻武器的枪管设计成为一个热储存器?怎样才能做到这一点?
5.当枪管外表的温度达到230℃时,膛内的子弹会发生自燃吗?
6.磨损与烧蚀有什么区别?
7.什么是发射药气体的冲刷烧蚀?
8.在什么条件下使用枪管散热片散热才能有效?
9.防止轻机枪过热最有效的方法是什么?
10.解释“压制火力”的含义。



需要再多一点运气啊






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第五章  命中概率

    概    述
    当然追求过高的精度有时并非必要,但英国对射击精度的传统看法是每一发射弹都

必须认真对待。很可能这种观点由于布尔战争的经验而进,—步得到了肯定,因为布尔

人的枪法显得非常有效。为了在远距离上达到很高的单发射击精度,武器和弹药必须设

计和制造精良。面为了训练射手,也必须化费大量的时间和弹药。但现在要做到这一点

是不容易的。因为现代的士兵除了使用步枪之外还必须掌握许多其他的技术。
    图5.1是一名手持英国L1A1式半自动步枪的士兵的照片。 
    图5.1  在北爱尔兰巡逻的士兵
     这种枪是比利时FN步枪的改型,其中一项改进就是去掉了自动射击装置。它有一个

环形照门,也可以装上光学瞄准镜。这种枪在设计上使射手对比较固定的目标进行射击

时能获得最佳的命中概率。如果目标采取急剧的规避行动(特别是在近距离时)则可以通

过对目标区域发射一次点射来提高命中概率。迅速捕捉瞬现目标的能力,可通过使用装

有V型缺口瞄准具的枪支来得到改善。所有苏联造的突击步枪都装有缺口瞄准具并能发射

点射。上述情况说明,轻武器的射击精度要求在各种条件下是有所不同的。下面介绍另

一些要考虑的因素。
    要求每一发射弹都应具有很高的射击精度,可能是出于以下几种原因。第一,为对

付处于不动或缓慢运动状态的目标,此时单发射弹可能具有很高的命中概率。这种目标

往往可由狙击手在远达800米的距离上射击。第二,目标周围可能有许多射手不想伤害的

人群,例如在对付恐怖分子时。第三,如果射手确信他的武器能进行精确的射击,那么

他的士气就会得到鼓舞。
    另一方面从军队的战术角度出发,可能并不指望单兵武器能用于超过300米的距离上

。对300米以外的目标进行非常精确的射击,可以由装备轻武器的特种兵或用其他武器来

完成。在近距离射击中,压制火力的数量是最重要的,而这种火力用自动武器来提供是

最合适的了。为了压制住敌人,命中弹和靠近弹可以取得同样的效果,因此不一定要求

很高的射击精度。
    对所有这些因素都必须很好地加以权衡,以使设计人员对某种武器的精度要求有一

个明确的概念。以下讲述提高轻武器射击精度的一些措施。

    定义
    首先要分清精度与密集度之间的区别。
    精度  是使子弹击中瞄准位置的能力。
    密集度  是将尔后的子弹保持在一定的散布范围内的能力。
    为了阐明这两个定义,必需先了解平均弹着点的含义。两发子弹是不会命中同一个

点的(除极个别情况外)。因此对一个目标,以同一瞄准位置发射的若干发子弹的弹着叫

做弹群。平均弹着点是弹群的几何中心。弹群会形成方向散布和高低散布。平均弹着点

的位置可根据方向散布和高低散布用数学方法精确地计算出来。事实上对绝大多数弹群

,通过目测估计就能获得其平均着弹点位置的非常精确的近似值。图5.2是打到目标靶

上的各为5发的两个弹群。
    图5.2  精度和密集度的比较
    图中两次射击的瞄准位置都是目标中央(箭头所指处)。在左图中,平均弹着点位于

距目标中心不远处,因此射击精度还是不错的。但其射弹散布较大,故密集度是很差的

。看来射击的枪支在某个部件上出了毛病。在右图中,很明显平均弹着点偏于右下方,

射击精度是不好的,但密集度较好,弹群很集中。显然士兵希望有这样一种武器,它既

具有良好的密集度,又能将这种密集的弹群射到瞄准位置上,取得良好的射击精度。依

靠对武器的精心设计和优质制造、以及良好的操作,这个目标是可以达到的。

品质因素
    在研究枪支武器的各组成部分之前,让我们来看看对弹药的鉴定。在英国使用品质

因素来进行鉴定,而在其他国家有的叫平均半径或叫平均径向半径。它可以通过以下的

方法来求取。发射若干发子弹并计算出其平均弹着点。具体做法是:取一个基准点,通

常是以左下方那个弹着点或靶标的一角为基准,并测量出每发弹着对它的方向和高低偏

差量。各发射弹的平均方向偏差和平均高低偏差就是平均弹着点的位置。图5.3  计算

平均弹着点和品质因素的方法
    X是方向偏差量的平均值。
    Y是高低偏差量的平均值。
    平均弹着点是相对于基准点在方向上偏差X,在高低上偏差 Y的一点。
 即:(498页公式和说明)
    再测量出每发弹着到平均弹着点的距离,品质因数就是用这种方法测出的射弹散布

的平均值。即:
品质因数 = (498页公式 -2 )
    在求取品质因数时,必须设法排除其他因素(不是正在测量的部件的品质因数)造成

的影响。例如在求取子弹的品质因数时,就应在室内靶场使用重型、固定的枪管进行射

击,以消除风和温度波动产生的影响。有一些其他的影响也是不可避免的,只有把绝大

部分其他因素的影响消除了,那么待测的子弹的品质因数才是最可靠的。

    弹    药
    轻武器子弹的技术规格是非常明确的。尺寸要限制在公差范围之内。向弹壳中装发

射药是非常仔细的,以使发射药重量符合规定。现代弹药的生产过程是高度自动化的,

要对尺寸和重量作频繁的分级自动检验。尽管生产线上生产出来的子弹数量巨大,但每

粒子弹已经经过了检测装置的检测,并已经剔除了不符合公差要求的子弹。生产一批(轻

武器弹药通常为10000发)子弹后,都要进行检验。这道工序由质量管理人员来执行,他

不仅要称量一定比例的子弹,还要发射一些子弹,看看它们是否符合“质量检验标准”

。这个过程中有一项工作就要是获得每一批子弹的品质因数。7.62毫米L2A2子弹在英国

的军用检测品质因数指标为500码距离上8英寸。在英国拉德维·格林皇家军械厂生产的

最好产品达到了2.8英寸。由于品质因数是一个平均数,在一个弹群中必然会有一些子

弹超出品质因数的范围。利用简单的统计计算即可表明,发射子弹的99.9%将命中在面

积为品质因数三倍的范围内。可见由弹药方面提供的密集度和精度是相当好的。部队使

用的7.62毫米子弹在500码处形成的散布是不会大于24英寸的,而且常常要小得多。

    武    器    
    调整瞄准装置可以使弹群的平均弹着移到与瞄准位置相重合。这就是校枪的目的。

瞄准装置在枪上的安装状态,以及射手持枪和瞄准的个人特性,都会产生偏差,因此不

论弹群散布多么小,可能都不会命中瞄准位置。所以要发射一系列弹群,并调整瞄准装

置,直到使该射手从他的发射阵地使用他的武器能命中瞄准位置时为止。假定这些工作

都已完成,并假定弹药可能引起的散布已经降低到了最低限度,那么就必须保证武器引

起的散布不会超过子弹引起的散布。让我们从另一个角度再来考察密集度的问题。

机件结构
    由于每发子弹的尺寸都很精确,各发之间尺寸上的差别也是极小的,因此每发子弹

在弹膛中的位置是基本相同的。对于发射的子弹,我们要求各发之间的弹膛压力尽量一

致。如果一支枪各发射弹的弹膛容积是不同的,那么各发的膛压也就不同。武器的机件

结构要设计得既能承受这种压力,而且各发射弹之间的差别又非常小。为此在发射的瞬

间。要使机枪与枪体闭锁在一起,而象西德的G3步枪那种枪机后坐式枪支,其延迟滚柱

也能起到同样的作用。它们的作用都是为了减少弹膛容积的变化。此外还要严格限定闭

锁间隙的范围。这是指弹壳和枪机面之间的间隙,这个尺寸要尽量保持一致。第八章中

还要对它进行更详细的叙述。
图5.4闭锁间隙
    机件结构中影响射击精度的一个重要因素是击发时间,即从扣板机到弹壳上的底火

发火的时间。这个时间应该越短越好,因为扣板机这一动作是在进行了正确的瞄准的状

态下进行的,而如 果因击发时间太长而推迟了发火,则正确的瞄准可能破坏。大多数的

步枪和手枪都是闭栓发射的,因此击发时间也比较短,约为 7毫秒。但如果我们与弹丸

在枪管内停留的时间只有1.3毫秒作一下比较,就可以想见这个击发时间对射击的影响

有多大。专门设计和制造的比赛步枪,其击发时间可能在1-2毫秒之间。自动武器通常采

用开栓射击,以便能在各次点射之间进行散热。这时,击针撞击底火之前活动机件必须

有一段向前的运动时间,因此击发时间就比较长,典型的一般在25毫秒左右。

枪管
    弹药是按照公差进行生产的,因而它能顺畅地装进任何一支同一类型的枪支之中,

武器的弹膛和枪管也必须具有同样的精密程度,以使各发子弹之间和各支枪之间的差别

尽量减小。子弹在弹膛内的位置以及弹丸在瞠内的运动情况,各发射弹都应尽量一致。

当然,从误差的角度来看,除了产品的尺寸不可能完全一致之外,影响不能完全一致地

重复射击过程的因素还多得很。例如:枪管的磨损问题、振动问题和枪管下垂等等。

枪管磨损
    枪管磨损问题已在第二章和第四章中叙述。枪管“报废”或磨损太大以致引起极大

的散布这种极端的情况是很少见的,因为设计师会采取多种措施来防止这种情况的出现

。但是枪管逐渐的磨损是不可避免的,它的影响可以通过一种称作胀紧的机理来加以克

服。弹丸的后部与其侧面不同,是没有弹头壳的。当弹壳内的发射药气体用力将弹丸挤

入膛线时,所有的力都作用在弹丸的这一端。结果使弹丸的底部扩张,于是扩张了的弹

底紧紧地挤入膛线。枪管由于磨损而引起的尺寸上的微小变化,会由于这个胀紧动作而

自动地得到补偿。结果是使有关膛压的所有重要参数,在各发射弹之间基本上都能保持

一致,影响射弹散布的一个因素就这样得以排除了。

振动
    迫使弹丸通过枪膛的应力和张力会引起振动。射手的持枪方式以及枪上的机件固定

枪管的方式,将使得这种振动绝大部分出现在垂直面上。很明显,如果枪管在弹丸脱离

枪口的瞬间产生向上的振动或跳动,那么形成的弹道就会偏高,而弹着点也会偏离扣动

板机击发底火时的瞄准位置。
    为了避免振动引起的误差,设计师要掌握好不受振动影响的身管长度,以保证在枪

管开始向上跳动时所有的弹丸都已脱离了枪口。如果弹丸的初速较大,那么它会在跳动

达到最大值之前离开枪口。初速较小的弹丸,脱离枪口的时间较晚,就会在跳动达到最

大值之际离开枪口。但是由于初速较大时弹道较低伸,而初速较小时则弹道弯曲,因而

如图5.5所示会形成一个交叉点。
图5.5  补偿距离
    用一支枪以在允许公差范围内的初速发射的所有子弹,从理论上讲应该在一个特定

的距离上穿过同一个弹孔。这个距离称为这种武器的补偿距离,补偿距离应是该武器理

想的战斗距离。
    当武器发射点射时,设计师选择的射速或是能与振动相匹配,使振动的影响减到最

小,或是使射速极慢,象英国“拉登”机关炮那样能发射单发,使振动在下一发射弹击

发之前已经消失。美国人对他们在轻武器研究中使用的“拉登”机关炮的精度很感兴趣

。他们用电击发来控制射速,以保证只有在振动最小的情况下才进行击发。在提高射击

精度方面现在已取得了很大的进展。
    枪上的瞄准装置一般是按补偿距离进行校正的,应该指出设计师还必须考虑到其他

一些变量。其中之一就是偏流。膛线使弹丸旋转,这是保障射击精度的一项重要因素。

因为旋转能使弹丸飞行稳定,而不旋转则射弹就会摇摆不定。旋转还会产生一种影响就

是由它带来的空气磨擦作用会使弹丸产生很小的偏移,即产生偏流。偏流的数值很小,

但它是不能忽略的,而且当有和偏流同一方向的横风时它的数值还会增大。另一个变量

叫做偏摆,发生偏摆的原因是当弹丸脱离枪口时,可能会有一侧与枪口最后脱离从而破

坏了它的直线飞行。它的影响会暂时性地扩大,因为弹丸的表面还没有对称地出现空气

磨擦的气动力效应。因此在一段距离内,弹丸就会产生称做为偏摆的涡旋或螺旋形运动

。飞行几米远之后,膛线赋予弹丸的旋转运动使偏摆稳定下来,但在小于 25米的距离上

测量精度是不明智的,因为在这个距离内由于偏摆可能影响射弹的密集度。磨损很大的

枪管是不能使弹丸达到规定的旋转速度去克服偏摆的。图5.6是弹丸刚脱离枪口时出现

偏摆的情况。
图5.6 一发7.62毫米的枪弹在距离枪口不远处的偏摆情况

枪管下垂
    枪管下垂是一种近乎夸张的说法,但对于任何由发射而变热的枪管它都是存在的。

枪管发热使金属变软,结果枪管确实会下垂。对于身管较长的坦克炮和野战用的加农炮

,它的影响要比对轻武器更为明显。虽然它对轻武器的影响较小,但也足以使平均弹着

点下降,见表5.1中的数据。
    解决枪管下垂的一个办法,是在枪管的前端将枪管支起来,见图3.5中所示的美国

M60机枪。
    表5.1 L7A2通用机枪枪管发热时对平均弹着点的影响其他的设计指标[504页表格]
    很明显,设计师的任务是在设计武器和弹药时能尽量考虑到影响密集度的各种因素

。这就不可避免地会使某些设计要素与另一些发生矛盾,而必须采取折衷的办法。狩猎

野牛的猎人使用的枪支能获得奇迹般的射击精度。这部分地是由于他们的枪支都使用很

长而重的枪管。目前使用的0.22英寸口径比赛步枪使用的枪管也重到似乎没有必要的程

度,但这种枪管几乎完全排除了振动的影响。猎野牛者用的子弹也是很重的,并要用大

量的发射药来进行发射,使膛压变得很高而且弹丸具有很大的初速。这意味着这种枪的

弹道是很低伸的,它与瞄准线(直线)的接近程度要比初速小的射弹更为接近得多。初速

小的射弹飞行时间较长,受重力影响的时间也较长,它的弹道是弧形的。重的子弹惯性

较大,受横风的影响以及其他会产生偏差的因素,如树叶和风等等的影响均较小。    
    在长枪管上照门和准星可以保持一定的距离,也就是瞄准的基线较长。长瞄准基线

能减小瞄准的误差,而短瞄准基线将使瞄准误差增大。如图5.7所示,在短瞄准基线的

情况下,瞄准装置的校正误差会形成较大的误差角。
图5.7  瞄准基线长短不同对射击精度的影响
    为了保证能获得命中弹,以及在远距离上用一发子弹击中要害去击毙一头猛兽,上

述这一切都是必需的。但是这种武器和弹药都是很重的,后坐力量也很大,要有强壮的

体魄才能顶住,射手不能因为预期要出现的撞击而放弃瞄准。为此在瞄准时可采用辅助

用具,如枪背带或支架等等。
    类似的情况可以从对狙击手要求中看出,狙击手通常装备有特种步枪,并训练他通

过使用辅助用具(例如枪背带)来进行远距离上的精确射击。让我们来回忆一下前面所述

的对武器的要求,我们一定会想到一般士兵都不愿要重而使用不便的武器。所以设计师

就要通过其他的途径来达到精度要求。按照第一章和第三章中所述的理由,最流行的轻

武器将是既轻又短的小口径枪支。许多对提高密集度有利的因素都难以特别强调了,但

是设计师还掌握着一些可供使用的办法。他可以通过大大增加发射药的数量以及使用大

推力发射药的办法来大为提高射弹的初速。提高弹丸的旋转速度和将弹丸制成细长的形

状,可使射弹在平静的空气中进行稳定的飞行。而在操作性能方面则可以做到即使是最

无经验的人也仍然可以准确地射击。瞄准具的结构和安装将是既简单而又有效。    
图5.8  影响枪口摆动的因素
    轻武器往往设计成在发射瞬间当后坐力通过枪托作用于射手肩部时,要形成一个转

动力矩。转动力矩是用来描述物体围绕一个轴心转动而倾斜的技术名词。轻武器射击时

的一个转动力矩,是由于其重心不在枪管轴线上而产生的。如图5。8所示,当重心偏离

了一段距离d又有一个后坐力P时,就会有一个转动力矩p*d。
    还有一个更容易体会到的转动力矩,那就是步枪的枪托与枪管轴线之间是有一个夹

角的。射手肩部顶住的一点与枪管轴线之间有一段距离h,当有后坐力P时,就会形成一

个转动力矩p*h。其结果往往可以从步枪在没有经验的射手手中的跳动情况中看出来,而

手枪在发射时的跳动甚至还要更大一些。
    优秀的射手能够控制住这种射弹向上方偏移的趋势,或者在单发射击时尽量使这种

偏差重复出现以获得较高的密集度。但在自动武器射击时要掌握好这种跳动确实是不容

易的。在进行点射时,射弹逐次偏高以至达到或超过了目标的顶端是一种常见的毛病。

如果把武器设计成使后坐力直接水平地作用于射手的肩部从而消除转动力矩,那么瞄准

装置就必须安装得大大高出于枪管以便射手进行瞄准。那种无托结构式步枪,例如英国

的单兵武器,就装有这样的直式枪托,因此发射时是不产生转动力矩的。但是这种枪和

“阿玛雷特”枪一样,它的瞄准装置必须装得很高。还设想过另外一些办法来减小转动

力矩,其一就是使用防跳器(详见第六章)。另一个办法就是合理分布象弹匣之类的部件

,使枪的重心正好位于枪管轴线上。
    如果使用的武器过重或后坐过大,一般士兵就难以用正确的姿势持枪并进行精确的

瞄准。沉重的武器携带和据枪瞄准都是很累的。猛烈的后坐,将使士兵在他必须十分稳

定的举枪和瞄准之际,由于预感到将要在肩部和面颊部遭受撞击而畏缩。枪的巨大发射

声,很可能会使士兵闭上眼睛,而不是在扣板机、击发和弹丸脱离枪口的整个过程中保

持正确的瞄准。而现代的轻型小口径枪,士兵携带起来就不那么费劲了,它们的后坐和

发射声也较小。这对于一般射手或训练水平较低的射手提高射击精度是非常有利的。训

练水平较高的射手和特等射手,是不能指望用这类枪支来捉高他们的射击精度的。但他

们毕竟只占少数,抗击敌人或对付恐怖分子的任务往往是要由一般的或训练水平不高的

射手来完成的,他们的射击水平是必须予以认真考虑的。

    瞄准装置
    瞄准装置是使轻武器具有良好的命中精度的一个重要部件。进行单发射击时,把枪

管大致地瞄向目标,如同一般用霰弹射击或机枪扫射时那样,精度就不够了。必须使枪

管轴线与对目标的瞄准线精确地重合在一起。对轻武器来说,这是通过简单的直接瞄准

系统来完成的。火炮、迫击炮和某些机枪使用的更为复杂的间接瞄准用的瞄准装置,本

章中将不作介绍。
图5.9  缺口瞄准具
     光线是直线行进的,而弹丸由于重力的作用,有时还由于有风的作用其弹道是弯曲

的。射手必须重视这些影响,必须通过在瞄准具上装定表尺或修正风偏来修正它们。除

此以外,瞄准具还用来使射手能在各种条件下非常清晰地看清目标,从而能使武器的射

线指向目标。同时,瞄准具应尽可能不引入误差。瞄准装置有四种类型,它们是;缺口

瞄准具,觇孔瞄准具,光学瞄准具和透镜瞄准具。
缺口瞄准具
    缺口瞄准具简单而且价格便宜。它通常由一个V型缺口和一个柱状准星组成,它们应

以图5.9所示的状态向目标瞄准。
    这种瞄准具很容易产生误差,因为准星可能不在缺口中央,它也能可高于或低于缺

口的上沿,也可能没有正确地瞄向目标上的瞄准位置。所有这一切都会引起误差,特别

是这种瞄准具往往装在短瞄准基线的枪支上,例如装在冲锋枪和突击步枪上,这时误差

就会更大一些。
图5.10  缺口瞄准具的误差
    当瞄准线偏离缺口中心时,瞄准基线(L)越短,则形成的误差角(8)越大。缺口瞄准

具最大的一个优点是它比任何类型的瞄准具的瞄准速度都快,这是因为射手在举枪瞄准

时,瞄准具上没有妨碍他进行观察的物体。
觇孔瞄准具
    觇孔瞄准具的瞄准速度不太快,因为在举枪瞄准时觇孔的周围会短时挡住目标。但

觇孔便于自动准确地居中瞄准线,可以减少前述缺口瞄准具的那种瞄准误差。同时如果

觇孔较小,那么校正的误差也将小一些。
图5.11  觇孔瞄准具瞄准误差
    人眼不能同时看清楚数个距人眼距离差很大的物体。人眼不能同时在目标的及缺口

瞄准具的准星和缺口上聚焦。射手必须迅速地从目标到准星和缺口,在它们之间调整其

眼睛的焦距。由于在击发的瞬间,眼睛不可能同时聚焦于它们,因此射击时就必然会产

生误差。使用砚孔瞄准具时,理论上人眼应是通过觇孔中心进行瞄准的,而不需要聚焦

于觇孔上,因此上述问题将部分地得到解决。
    在亮度较差的条件下,由于要放大瞳孔以便让更多的光进到视网膜上,此时眼睛的

聚焦深度退化。在亮度很低的情况下,缺口瞄准具就很不好用了。而觇孔瞄准具则可以

通过调整觇孔大小使之与瞳孔的直径相匹配来保持一定的瞄准精度。即使如此,在亮度

很差的条件下如能在枪上装上光学瞄准具往往就能获得更高的射击精度。

光学瞄准具    
    在光学瞄准具中,人眼通过透镜能在同一平面上观察到目标和瞄准十字线。这种同

时对目标、准星和照门聚焦的能力,可以减少瞄准的误差。此外,光学瞄准具的瞄准镜

还具有一定的放大能力,因此能对小而不明显的目标,特别是亮度较差情况下的目标,

进行更为有效的射击。所以光学瞄准具可以大大提高对目标的射击距离,因此狙击手普

遍使用这种瞄准具。
图5.12  7.62毫米L42A1步枪上的光学瞄准具

光学瞄准具也有一些缺点:它们比较容易损坏;容易冷凝和起雾;它们要更重一些,价

格也更贵一些。此外有放大作用的光学瞄准具会增加捕捉目标的困难。这是因为,视场

会随着放大倍率的增大而缩小;人眼要经过短时间的调整来适应放大了的景象;以及瞄

准具的转动会形成观察的景象被放大了的移动。一种能尽量避免这些缺点并有助于减少

射击误差的光学瞄准具是放大倍数等于1或接近于1倍的光学瞄准具。这种光学瞄准具早

期的例子是50年代英国的EM2试验型瞄准具。目前比较成功的产品是奥地利装在“斯太尔

”枪上的1.5倍光学瞄准具。

透镜瞄准具
    透镜式或准直式瞄准具在目镜的焦平面上装有一片清晰的分划镜,还装有一片聚光

镜,它的位置能使发出的光线相互平行,并与瞄准具轴线以及枪管平行。故当目标与十

字刻线相重合时,瞄准具轴与枪管也就必然指向目标了。
    图5.13是这种瞄准具的一种研制产品叫单点瞄准具。
图5.13  气动手枪上的单点瞄准具
    单点瞄准具内,在一个小孔的前方装有利用贝塔射线激发的光源。有一个聚光镜用

来使通过它的光线能够与瞄准具轴线平行,并使射手能看到一个彩色的光斑。射手双目

睁开,用没有看瞄准具的那只眼睛注视目标。如果他的两眼配合良好,那么就能使瞄准

具的轴线指向目标。可惜约有十分之一的人,两眼不能正确配合,因此不能使用单点瞄

准具。这种瞄准具的优点是有利于捕捉目标和应急快速射击;但不大适用于进行仔细瞄

准的精确射击,也不象光学瞄准具那样能在较暗条件下提高捕捉目标的能力。

安装
    轻武器不论使用什么类型的瞄准具,对它的安装都必须十分重视。短瞄准基线可能

出现的问题已如前述。同时,瞄准具对于射手眼睛的关系位置也是十分重要的,既不能

太高也不能太低,既不能太靠前也不能太靠后,而且各种不同类型的瞄准具要求也不一

样。例如:射手的眼睛可以紧靠光学瞄准具;但与缺口照门却必须保持一定的距离。射

手的头部要有个舒适的位置,面颊有个靠处,这对于保持稳定的射击姿势和进行精确瞄

准都是十分重要的。安装必须坚固,以便承受操作和使用的外力以及发射时产生的很大

的加速度。可以拆卸的瞄准具,其位置必须有严格的公差限制,否则在重新安装时会出

现瞄准线与枪管轴线的不一致,或者说产生零件偏移。安装架上或瞄准具本身必须装有

校正装置。关于枪的校正问题前文已经简单介绍。校枪就是射手调整其瞄准具,使弹群

的平均弹着点移到他所瞄位置的过程。也就是说,校枪是为了提高射手的射击精度。

命中概率
    前文已经叙述了密集度和精度的关系,以及弹药、枪支、瞄准具和射手各自所起的

作用,以下将研究命中概率问题。
    品质因数用数学的语言描述了弹药和武器所能达到的精度。知道了品质因数、就可

能很方便地转换成一个能表示在一定距离上、对一定面积的目标命中概率为0.6的概率

指标。但射手能够达到的命中概率,则是较难取得的数据。武器系统各组成部分综
 合的命中概率,是其各部分命中概率的乘积。例如在一定距离上对一定尺寸的目标射击

时,弹药的命中概率为0.9而武器的命中概率为0.8,则其综合的命中概率为0.72。通

常,射手产生的误差最大,也就是说他的命中概率指标最低。如果射手的命中概率是0.

6,当把他的命中概率与上述武器系统的命中概率0.72合在一起时,对目标总的命中概

率就是0.432。射手的命中概率必须通过实验来获取。也就是说,当已知弹药和武器的

命中概率时,可以通过射手的射击来求得实际的命中概率。于是就可以很方便地计算出

射手的命中概率。武器制造工厂要严格保证生产质量,以使武器和弹药具有良好的命中

率。而士兵则必须加强训练,要爱护和信赖武器系统,不要出现很大的误差以致使武器

系统的精度难以体现出来。手枪就是这方面最突出的例子。这种武器在试验条件下进行

固定射击时,一般均方差不足1密位(1密位是在 1000米距离上,1米长的弧所对的夹角)

。而普通射手的射击误差则可达40密位。提高射手的命中概率的唯一方法是训练射手正

确地使用武器。


     自我测验题
1.简单叙述什么是品质因数,以及英国7.62* 51毫米枪弹的品质因数标准。
2.枪管磨损增大的因素有哪些?
3.什么是枪管下垂,它有什么影响?
4.瞄准基线长比瞄准基线短有些什么优点?
5.为什么要尽量缩小各发射弹之间的初速差?怎样才能做到?
6.初速大小对弹道有些什么影响?
7.影响命中概率的三个主要方面是什么?
8.枪上有哪两个转矩会影响射击的精度?
9.瞄准具的安装有些什么要求?
10.举出一些理由来说明为什么精度仍然是轻武器的一个重要的要求。



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第六章  膛口装置

    轻武器的膛口装置可以分为两大类。第一类是与武器的使用,即进行射击这个基本任务紧密相关的,有的用以提高其性能,有的用以减少其发射时的征候,例如各种制退器和消焰器等。第二类膛口装置是用以使武器完成另一种第二位的任务的,例如枪刺和枪榴弹发射器。为了满足种种互相矛盾的要求,设计师通常只需要在膛口增加一些附加装置。士兵对武器的要求往往一方面要求它既轻又短,而同时又要求只有很少的枪口焰和较小的后坐。这些要求是很难同时满足的,但是通过使用膛口装置,设计人员就可能部分地满足他们的这些要求。

制退器
    膛口制退器能使一部分喷出的火药气体对称地向后喷射从而减少后坐量。图6.1中在距膛口不远处装上一块中空的薄板,以这种最简单的形式即可使发射药气体折向后方。这就会对武器形成一个正好与后坐方面相反的前推力。关于制退器的一个详细介绍,可参看本丛书第2册《身管炮和火箭》。
    制退器的一个主要问题,是它会同时把冲击波折向后方和侧方。对于射手及其身边的同伴来说这会使他们感到不适,在分贝值接近医学上的所谓听觉损伤值时,甚至会造成危险。因此就必须在降低制退效率和射手可忍受的噪声水平之间谋求折衷。下表是装在半自动步枪上的各种不同类型的膛口制退器的效率。
    表6.1  半自动步枪上不同膛口制退器的效率[516页表格]


 图6.1  简单的膛口制退器防跳器
    使枪口的火药气体非对称地折射,就会对武器形成一个不平衡的力,可以用来抵销另一些不利的影响。其中之一,就是在进行点射时子弹逐渐向右上方偏离目标的倾向。利用火药气体使枪口偏向相反的方向,这个会影响射击精度的误差就能得到补偿,因此它也叫作补偿器。图6.2是装在突击步枪上的一种典型的防跳器。弹丸脱离枪膛以后,喷出的发射药气体会向各个方面扩散,一部分作用在防跳器内壁上的气体迫使枪口向左下方偏移。

助退器
    枪管后坐是完成自动动作的一种方法(详见第八章)。由于 7.62毫米以下口径的弹药可供使用的后坐能量是不充裕的,因此要装上助退器。助退器有各种不同的类型,西德MG3型通用机枪上使用的,可能是目前人们最熟悉的一种。图6.3是其工作方式。
 图6.2  苏联AKM突击步枪上的防跳器
 图6.3  西德7.62毫米通用机枪上的助退器

消焰器
    轻武器的阵地位置会由它发射时的火光,烟和声响而暴露给敌方。而火光与烟是互有联系的,因为发射药的化学特性往往是这个减少了另一个就会增大。所以绝大部分武器的发射药都是尽量设法减少烟,因为烟能被敌方在较长时间内观察到。人们希望很小的枪口焰将不致引起明显的发射征候,特别是采取了一些措施来加以隐蔽之后将更是如此。
    消焰器有杆状和圆锥形两种类型。杆状消焰器由三根或五根金属杆组成,它们等间隔地向枪口前方伸出。有关消焰的机理,了解得还不甚透彻,很可能它是通过破坏从枪口喷出的混合气体和固态烟雾而起作用的,它们有部分是在空气中燃烧的。目前较常用的是圆锥形消焰器,如英国的通用机枪就采用这种形式。图 6.4中的圆锥形消焰器上还装有一个圆片,它用来减少射手见到的火光,这种火光可能使射手在夜间暂时失明。
  图6.4  杆状和圆锥形消焰器
     图6.5是1925年.303“勃朗宁”机枪上的一种圆锥形消焰器。这种消焰器是不对称的,因此同时它能起防跳器的作用。
图6.5  1925年.303勃朗宁轻机枪上的圆锥形消焰/防跳器

消音器
    由发射声而使敌方获知发射武器的大致位置,一般问题还不大。因为这种轻武器的发射声往往会被战场上的其他种种噪声所吞没,在某些情况下也只有经过良好训练而富有经验的士兵才能利用它来判断出发射的位置。使用消音器也会带来一些问题,使之难以普遍使用。不过,在现代的某些反恐怖主义活动中可能需要有这种装置。存在的技术问题是要使弹丸及喷出的发射药气体的速度降到低于声速(340米/秒)。高速子弹就不可能作到这一点,它们的初速往往要超过声速两倍以上。但是也有些子弹,例如许多北约冲锋枪中使用的9*19毫米子弹,它们的初速只超过声速一点点。所以这方面的问题就不大了。要降低弹丸的速度,发射药气体的压力也必须下降,通过沿枪管开的的许多小孔来泄放一部分发射药气体就可以作到这一点。而通过在膛口前方设置一系列的档板,就可以降低喷出的发射药气体的速度。于是就会形成如图6.6所示的又重又长的枪支。
    枪上的活动机件来回运动发出的响声也应予以考虑。对于前冲击发式武器来说,这种响声将大为减少,因为活动机件与弹膛的撞击将由于较早的击发而得到缓冲,因此像英国L2A3“斯太令”冲锋枪那样采用前冲击发的枪支,在进行消音时就具有更为有利的条件。 
图6.6  带消音器的“斯太令”9毫米冲锋枪

    第二位的任务
    能使枪支具有第二位的功能的两种主要的膛口装置是枪刺和枪榴弹发射器,还有一种就是用于训练的空包弹发射器。

枪刺
    自从军队不再使用长矛之后,在贴近的肉搏战中步兵就使用枪刺了。在第一次世界大战的堑壕战中枪刺得到了最广泛的应用。因为在那种狭窄的环境中发射子弹,己方的士兵会受到与敌人同等的危险。现代战争的性质,已使拼刺刀的可能性下降了。最有可能使用刺刀的情况是在市区逐屋争夺战中。但即使在这种情况下,通常也尽量使用手榴弹和冲锋枪。然而,关于刺刀问题目前仍然存在着争议,有人认为在非常困难的情况下刺刀的使用可能成为战斗的转折。因此绝大多数步兵认为步枪应该装有枪刺。但是要做到这一点也不那么容易,因为现代短而轻的枪支在其前方装上一把刺刀使用起来就很不方便了,而且膛口还要固定其它装置也不一定有地方。为了克服这种困难并满足各方面的要求,可以在必要时装上匕首式刺刀而不用那种传统的长形刺刀。对于安装刺刀来说,现代枪支往往显得太短了。而且如果用力使 用它,这样一把很重的刺刀可能会把枪管弄弯。为了使这一装置更加适用,有些军队试图把枪刺制成一种多用工具,可以用来开罐头、开瓶子、割电线,也许还能用来校正枪支,同时还是一把军用匕首。图6.7是装有匕首式枪刺的突击步枪。
图6.7  装上匕首式枪刺的AR18步枪

枪榴弹发射器
    关于枪榴弹发射器的价值,存在着激烈的争议。在向那些没有更多的武器可供使用、而只拥有不多的炮兵(间瞄火力)和反坦克手段的步兵征询看法时,他们当然会持支持的态度。而那些反对者则会指出:枪榴弹要增加负荷重量,它们的效率不大,精度和射程都有限,而且有些枪装上发射器以后就不能发射子弹了。在第一次世界大战时期前后,早期的枪榴弹发射器是杯状的,将普通的手榴弹(例如“米尔斯”式手榴弹)放入其中并用一个装有无烟火药的弹壳将其发射出去。因此发射时要使用专用的子弹,而且必须将普通子弹取出之后才能安全地发射枪榴弹。再则从杯状发射器发射的枪榴弹对车辆射击时,它的精度就显得很差,特别是对运动的车辆射击时更是如此。提高精度的办法之一,是在枪榴弹上装上尾翼,但这样的枪榴弹就必须固定在膛口的一个套管上了。榴弹本身也必须进行较大的改变。在发射时使发火柄脱离榴弹的作法也行不通了。弹上必须装上惯性解脱保险引信,使其在发射后即处于待发状态,并在不论以多大的角度击中目标时都能起爆。为了提高精度榴弹发射时就应该具有较大的初速,再加上它本身的重量,因此发射时的后坐力就很大。又要把后坐力降低到可以承受的水平,又要提高精度,两者是有矛盾的。折衷的结果就是不要求枪榴弹具有很大的杀伤面积,但是要求它能以足够的精度发射到要求的距离上。
    如果膛口没有其他的附加装置,那么套管也可以固定在膛口,但一般它是放置在别处待到使用时才装上去的,通常就放在刺刀套上。由于枪榴弹的弹道与普通子弹差别太大,必须通过不同的方式采用专用的瞄准装置。这种瞄准具通常装在套管的上方。图6.8是英国L1A1半自动步枪装上“艾纳加”反坦克枪榴弹后准备发射的情况。
图6.8  L1A1步枪发射“艾纳加”枪榴弹时的发射器和瞄准具
    枪榴弹可以不用专用的弹药来发射,可以采用弹头收集器、或使弹头直接穿过枪榴弹并将一些动能传给它。弹头收集器在枪榴弹的尾部由许多片档板组成,当射弹依次穿过这些档板时就会逐渐降低速度,同时将其动能传给榴弹。在最后一块档板击穿之前,射弹与枪榴弹就具有相同的速度了。比利时的“麦卡”枪榴弹就是一种弹头收集式枪榴弹,弹头收集在套管内的金属塞中。当允许弹丸直接穿过中空的枪榴弹时,枪榴弹内也可能装有一些隔板要由弹丸去穿透并将能量传给枪榴弹,或者利用在弹丸之后由膛内喷出的火药气体来推动枪榴弹。
    目前提出军事要求的参谋机关内存在着一种倾向性的看法,即要求使用专用的榴弹发射器来发射枪榴弹。可以是制成一种完全独立的武器,也可以附加于枪上装到枪管的下方。美国的 M79榴弹发射器就是一种专门用来发射40毫米榴弹的发射器。但目前已为M203型发射器所替代,它是一种装在M16A1步枪上的枪榴弹发射管(见图6.9)。
图6.9  装上M203枪榴弹发射器的M16A1步枪

空包弹发射器
    对于非自动武器来说,枪支不需要作任何修改即可发射空包弹。只要遵守安全操作规程,那么枪口喷出的气体和固体物质都不会有什么危险。但是对于自动的或半自动的武器来说,它需要有一个正常的射击循环动作来使枪支的各个机件重复运转,这就要求枪管内有子弹运动或者至少要求枪管内能形成很大的压力。
    许多自动武器只能通过使用有木质或塑料弹头的空包弹来做到这一点。而要使它们不能伤害参加小型战术训练的士兵,就必须使弹头在脱离枪口前就碎裂。利用空包弹发射器来粉碎弹头使其碎片迅速丧失能量,可使弹头不致引起伤害,除非是在极近的距离上对着另一士兵射击。  另一种空包弹发射器就是 FN FAL7.62* 51毫米步枪使用的那种,它把枪口完全堵塞起来,  因而能使膛内具有足够的膛压来推动活动机件(见图 6.10)。要求在轻武器上安装膛口装置和其他附加装置必须十分慎重。这种装置必须是切实有用的,而不能仅是期望它能起某种作用,因为装上这种装置很可能要影响轻武器完成其基本射击任务的总体性能。为了想使轻武器超出其基本的射击任务而具有更大的通用性是会带来一些不利因素的。

图6.10  带空包弹发射器的FNFAL步枪


     自我测验题
1.轻武器的膛口装置可区分为哪两大类?
2.使用制退器会引起一些什么问题?
3.膛口装置可以用来减少哪两种射击时的征候?
4.防跳器能起什么作用?
5.使用枪榴弹发射器时会产生一些什么问题?
6.采取哪些措施可以提高反坦克枪榴弹的精度?
7.在发射枪榴弹时怎样才能不用专门的子弹?
8.自动武器为什么需要装上空包弹发射器?
9.有哪两种不同的消焰器?
10.为什么枪刺的军事地位较过去下降了?



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第七章  动作循环

概    述

    对于所有常规轻武器以及其他类似的较大一些的武器来说,发射每一发弹丸时都必

须经过一系列的动作,即:
    推弹入膛;
    闭锁枪膛;
    击发;
    开锁;
    枪机后退;
    从弹膛退出空壳;    
    能量储存在复进簧中;
    抛出空壳;
    击发机构成待发状态;
    将下一发子弹输送到进弹位置。
    在这个过程中要击发底火、点燃发时药并迫使弹丸进入枪管。不论是非自动、半自

动或全自动武器,除极个别情况外,这些动作都是要进行的。关于如何实现武器自动射

击的问题将在下一章中叙述,关于闭锁枪膛的问题将在保险机构一章中叙述,本章将首

先叙述以下三个方面的问题,即:供弹系统,拉壳和抛壳,以及板机机构。

    供弹系统
    供弹系统由以下三部分组成:
    容弹器:将弹药输送给武器并传给输弹机构;
    输弹机构:将弹药自容弹器中取出并送到进弹位置;
     进弹机构将弹药送入膛内。
    其中第一个部件是向武器供给弹药的弹仓、弹链式弹板。究竞选用哪一种类型则要

视武器的用途而定,以下叙述选择的依据。
    首先需要确定的是,携带方便和快速重新装填与持续发射速度相比,哪一个要求更

为重要。在近距离战斗中,例如在冲击或以火力压住对方火力时,步兵必须带上其武器

和弹药并要能迅速地装上新的容弹器,最好是在不必收枪的情况下即能完成这个动作。

这也只有使用弹仓才能做到,因为它们可以在一只手不离开武器的情况下,用另一只手

取下并装上—盒新的。因此手持式武器例如冲锋枪、突击步枪、步枪以及某些轻机枪都

采用弹仓供弹方式。
    当需要持续的掩护火力而不允许因重新装填而中断射击的条件下,那么最好选用弹

链供弹方式。此外还有一些其他需要予以考虑的因素,其中一个就是作战环境条件。步

兵班的士兵由于他们在战斗中的运动和作战方式,就不可能非常谨慎小心地携带和保管

其弹药。当他们摔倒在地或爬越高墙时,当他们在泥泞地或树丛中爬行或徒涉小河时,

他们携带的弹药都会受到影响。此时装在弹仓中的子弹较之在弹链上的子弹就能更好地

承受这种外界的影响,并在尔后继续正常地进行射击。
    这两种方式目前通常是结合使用的,班内的士兵携带弹仓供弹的枪支,但火力支援

武器组则使用弹链供弹的武器。FN“米尼米”5.56亳米轻机枪则更向前发展了一步,这

是一种不需任何改变就既可使用弹仓又可使用弹链供弹的枪支。另外一些轻机枪也具有

这种功能,但通常需要换一下送弹盖,例如苏联的PH-46轻机枪就是如此。图7.1是“米

尼米”机枪用弹仓和弹链供弹时的情况。
 图7.1  “米尼米”机枪的两种供弹方式弹仓
    弹仓按其外形可分为匣式、鼓式和管式三种,而其中的鼓式又可进一步区分为利用

枪上部件送弹(例如”路易氏”机枪)以及利用弹簧送弹(例如“汤姆逊”冲锋枪)。管式

弹仓用得极少,因为把子弹排成一串在供弹过程中可能导致出现后—发子弹击发了前一

发子弹的危险。这种管式弹仓通常只用于猎枪。
  图7.2  使用鼓式弹仓的“路易氏”机枪(膛口有防跳器)
  图7.3  使用管式弹仓的“勃朗宁”自动猎枪
    匣式弹仓有直的也有弯的;有的是单行进弹,有的是交错进弹。但它们的基本部件

都是:外壳,托弹板和弹簧。
    设计弹仓时主要的考虑事项有以下几点:
    对子弹的控制  特别是在交错供弹方式中对子弹的控制更为重要。对子弹的控制可

通过外壳的宽度、托弹板或压弹板的形状以及扣弹齿的样式来掌握。
    进弹角度  进弹角度由扣弹齿控制,用以保证子弹上膛时不致卡住,同时还能起到

一种保险作用(详见第九章)。
    弹簧  弹簧应有足够的弹力,以保证能在弹仓将空时把最后一发子弹托起,但也不

能出现在满弹状态时弹力过强。图7.4  L4A1 7.62毫米轻机枪的匣式弹仓
    安装方法  弹仓必须便于装上和取下,固定必须牢固,以免出现供弹角度的改变。
    在武器上的位置  弹仓可以固定在武器的上方、下方或侧方,各有优缺点,将在下

文中叙述。
    弹仓的位置
    弹仓装在枪的上方时,弹仓的弹簧能借助重力的作用,但是 弹仓正好位于瞄准线上

,因此瞄准具就要安装在枪的一侧(见图 7.5)。而且由于它的位置高,使枪的隐蔽比较

困难。弹仓装在枪的下方时,能避开瞄准线也比较隐蔽,但更换时比较麻烦。而且如果

弹仓的容量较大(例如能装弹20发)它就比较长,使用中有时就会碰到地面,另外弹簧还

需要克服重力的作刚。弹仓装在侧方时,枪的重量左右不相平衡,拿起来不大方便。但

采用这种方式时更换弹匣往往最为快速和方便。许多近战用枪,例如冲锋枪就喜欢采有

这种安装方式。
图7.5  弹匣装于枪体上方瞄准具侧移的“维克斯”.303轻机枪弹鼓
    弹鼓的设计及使用特点在有关旧式武器的手册中叙述。利用枪上部件送弹的弹鼓不

依靠弹簧来推出子弹,但枪上要装上复杂的供弹部件。利用弹簧送弹的弹鼓的工作方式

与弹匣相似,即利用弹簧来推动子弹后面的托弹板。确实有些机枪,为了达到能够进行

较长时间的射击或携带方便的不同目的是可以弹鼓与弹匣换着使用的。

弹匣的装弹
    在当今使用廉价的一次性包装的时代里,设计人员已经在考虑使用一次性的塑料弹

匣厂。这样做当然又便宜又方便。但是在没有做到这一点之前,由于弹匣价格较贵而且

是武器系统不可分的一个组成部分,人们还必须向弹匣内装弹并不断地重复使用
 它。新研制了一种塑料的、能重复使用的透明弹匣,这种弹匣使土兵能看清什么时候子

弹打光了需要重新装弹。许多弹匣都是手工装弹的,通过土兵简单的操作使子弹压迫托

弹板与弹簧而压入弹匣并能正确排列以备使用。某些弹匣需要使用压弹器或弹夹。压弹

器使子弹能位于弹匣的上方以备将其压入弹匣,弹夹则在子弹装入弹匣时夹住子弹。另

一种类似一次性弹匣的做法是使用一次性弹夹,它实际上就是一盒由工厂包装好的能防

水、防尘的子弹。个别的弹匣需要使用工具来辅助装弹,例如装弹30发的“斯登”枪弹

匣。

弹链供弹
    弹链供弹更适用于持续射击。在装弹数量相等的条件下,它们要比弹仓更轻一些。

但它们易受外力影响、易脏,因此在车辆武器中用得更为普遍,例如坦克的并列机枪。

不过直到步兵班一级的武器中也可见到有用弹链供弹的。弹链有多种多样,如织物弹链(

带)、镶金属条的织物弹链(带)、金属弹链、金属与织物结合的弹链以及金属散弹链。   

 
    织物弹带易于生产,但易受潮、易霉烂和变形。这是一种价廉的、由工厂装弹的消

耗性物资。它必须装在金属盒内,到使用时才能取出。用过一次后就不能重新装弹了,

主要是因为它会伸长的。
    金属弹链显然要更贵一些,更重些,制造也更困难一些。但它能保证子弹正确到位

,能够经受较差的环境条件而仍能正常工作,必要时还可以在野外条件下重新装弹。一

般认为全金属弹链的质量最好。许多设计人员也乐于采用金属与织物混合制成的弹链,

这样价格就可以更便宜——些,但性能依然较好而且通常可以重新装弹。
图7.6是几种不同类型的弹链以及使用它们的武器名称。
    目前使用最为广泛的是金属弹链,它们主要可分为不散弹链与散弹链两类。
图7.6弹带与弹链
    德国为MG42机枪研制了不散金属弹链,目前苏联在其“格鲁纳夫”中型机枪、 RPD

轻机枪以及DK通用机枪上也使用这种弹链。    
    北约的通用机枪绝大部分采用散弹链。已经分解开的链节是不准备在野战条件下再

重新装弹的,但它们价格较高。同时在装甲战斗车内这些链节如果不很好地收集起来也

会产生问题,可能会导致中断射击。为了节省费用,在训练中只要有可能总是设法把这

些链节作为废品回收集中起来。

弹板供弹
    弹板是介于弹链和弹仓之间的一种供弹方式。图7.8是一种典型的弹板供弹样式。

通常刚性的金属弹板最多只能装25发子弹,否则弹板就会由于子弹太重而弯曲以致发生

停射的现象。这种供弹方式现在已很少使用,只有在博物馆中的老式枪支上才能见到。

图7,7苏联RPD轻机枪及其使用的不散金属弹链 (当使用弹鼓时需要改变一下盖板)
图7.8以22发子弹的弹板供弹的1920年.303“哈奇开斯”机枪供弹机构
    弹匣把子弹输送到进弹口以便由枪机把它推入膛内。而弹链 (或弹板)则需要有一个

机件来拉或推送下一发子弹到进弹位置。这个机件可以由枪卜部件驱动,弹簧驱动或外

力驱动。
    弹簧驱动时必须通过枪上部件的运动将弹簧的能量储存起来,因此它是另一种形式

的枪上部件驱动。
    外力驱动的供弹机构如手摇装弹的“盖特林”枪,或现代外力驱动的自动武器如20

毫米“伏尔康”、7.62毫米“米尼”航空机枪以及休斯公司制造的链式机枪。这类武器

的具体工作方式可参看它们的有关手册。图7.9利用枪上部件驱动的供弹机构(L7A2 7.

62毫米通用机枪)弹链供弹的步兵武器几乎普遍使用枪上部件驱动的方式。关于以火药气

体的能量来使武器实现自动射击的问题可参看其它有关章节。一般火药气体的能量用来

驱动拉弹链通过武器的一些传动杠杆、滑板和棘爪还是绰绰有余的,通过这些部件没有

发射的下几发子弹就能排列整齐以备输到进弹位置。图7.9是英国 L7A2通用机枪的供弹

机构。利用一般的枪上部件驱动的供弹机构,发射速度是不可能太快的,这也是研制外

力驱动枪炮的一个原因。
    设计供弹机构时,必须注意保证可供使用的动力一定要能克服重力的作用,并将弹

链从弹箱内拉上来。还要考虑到机枪在枪架上的升降变化,因为这种升降会使链节的联

接部发生扭曲。为了克服这种运转中的额外阻力,可供使用的动力就可能会感到紧张。

这种问题往往出现于车载机枪上,它们的弹箱可能离枪较远。如果采用那种能固定到枪

上的内装250发子弹的弹链的弹箱时,这个问题当然就不存在了。

送弹进膛    
    当供弹机构正常地完成了其动作时,子弹就应位于待送进膛的位置上。通常是在枪

机向后运动时子弹就输到正确的进弹位置上。然后当枪机向前运动时就推动子弹的底部

,将其推出弹匣或弹链并指向枪膛轴线方向,于是弹头就能顺利地进入膛内。当枪机闭

锁时进弹过程即告完成。在“加特林”转膛机枪中需要用推弹杆或推弹活塞来完成象枪

机一样的推弹工作。

空仓挂机装置
    绝大多数用弹匣供弹的自动武器中,都有空仓挂机装置,它有几个作用。首先,当

弹仓内子弹打完时向射手指明停止射击是由于枪弹射完造成的。当枪机停在后方时,因

为装子弹时不必再板板机,更换弹匣就更加方便和迅速。其次,对于枪机呈闭锁状态射

击的武器就需要有一个手动空仓挂机装置,用以排除停止射击的故障、加快枪管的冷却

、以及在枪管灼热的情况下防止自燃。一般是由托弹板来触动空仓挂机装置,使枪机停

在后方的。
 但由弹链供弹的武器要进行空仓挂机就不那么容易了。不过这类武器不象那种用于近距

离战斗的弹匣供弹枪支那样,需要具有快速重新装弹的能力。

拉壳和抛壳
    拉壳与抛壳就是将已经射击过的空弹壳拉出,并把它抛出武器之外。
拉壳
    要将空弹壳抽出来并不是想象的那么容易。当高燃速发射药的燃烧形成了高达340兆

牛顿/米2(20吨/平方英寸)的压力时,弹膛和弹壳都膨胀了。但是钢质弹膛和铜质弹壳

的屈服强度不同。弹膛没有超出它的弹性极限,膨胀后就又恢复它原先的尺寸了。弹壳

就比较容易超过这一极限而不能恢复其原先的尺寸。弹壳可能会紧紧地压在弹膛壁上,

因而使拉壳十分困难甚至抽不出来。通过对膛压上限以及弹壳材料的精心设计和选用,

就可以防止这种情况的发生。
图7.10  单片式拉壳钩(英国3号步枪)
    除少数武器使用园柱状弹壳外,大部分弹壳还是有一定锥度的。因此只要开始拉出

一点弹壳就很容易抽出了。最初的拉壳通常是利用偏心的凸榫,在枪机开始向后运动时

对弹壳施加一个杠杆力来完成的。在自由枪机式武器的设计中,有时采用带槽的弹膛。

这时弹膛槽内的气压与弹壳内的气压是一样的,而且弹壳表面与弹膛内壁的磨擦接触面

要减小一些。这些问题将在第八章中详细叙述。
    实际的拉壳器通常是爪形的以便抓住弹壳底部的边缘。由于初始拉壳时需要用很大

的力量而且加速所需的力也是很大的,因此拉壳钩必须坚固,但同时其体积又必须较小

。由于拉壳钩必须在进弹的过程中抓住子弹的底缘,因此通常要用弹簧来使其保持一定

的位置。在步枪的枪机上这种弹力是通过一条有两点与枪机联结的弹簧钢片来获得的(见

图7.10)。
    更为常见的则是多部件拉壳钩,即弹簧与拉壳钩是分为两个部件的。
图7.11  多部件拉壳钩(L4 7.62毫米轻机枪)
    还有一种不使用弹簧的T形拉壳钩。在枪机的端面处,子弹的底缘就在T形拉壳钩的

两端之后向上或向下运动。“维克斯”和“勃朗宁”机枪使用这种拉壳钩。对于那种在

供弹之前必须先从织物弹带内向后拉出子弹的武器,这种拉壳钩尤为适用。撅把式枪支

,例如左轮枪和猎枪则使用拉壳和抛壳合一的装置(见图 7.12)。
图7.12  拉壳和抛壳合为一体的装置(“恩菲尔德’手枪)
    对拉壳器要求是既小又坚固,这种矛盾的要求导致了这个部件很容易损坏。因此在

战斗中几乎毫无例外地要带上它的备件的。抛壳
    除了上述拉壳与抛壳合为一体的装置之外,抛壳器主要可分为三类(见图7.13)。它

们是:固定式、杠杆式和撞杆式。
    固定式抛壳器的退壳挺是不动的,它等待着由枪机抽出的空弹壳。当弹壳对正了枪

体的抛壳缺口时,它的底部在缺口的后沿处撞击固定的退壳挺,于是以拉壳钩作为转动

的轴心迫使弹壳通过枪体缺口抛出。杠杆式抛壳器是以其中间的一点为轴心转动的。当

枪机后行时,一个凸块撞击退壳挺的后端使退壳挺的前端转出,撞击空弹壳的侧体。与

固定式抛壳器相比,这种方式用力较缓,减少了使弹壳变形导致中断射击的概率。
图7.13  几种抛壳器
     撞杆式抛壳器的动作与固定式抛壳器有些相近,即通过枪机底部作用于弹壳底部。

在拉壳钩相对的那一侧撞击弹壳的底部,导致弹壳转动并从抛壳缺口抛出。但撞杆一般

是加以缓冲的,因此施加的力较固定的退壳挺要缓和一些。
    当在空间狭窄的场合下作战时(如在飞机或装甲战斗车辆内),如果让空弹壳随便乱

飞是会出危险的,此时可使用两步抛壳法。实际上就是首先按上述的一种方式把弹壳抛

出,然后再把空弹壳收集到一个管子或箱子里。
    退壳挺虽然很小但却是一个重要的部件,因为它的损坏将使武器不能射击。由于它

们必须承受很强的力,因此必须精心设计或加以缓冲,以便承担受到的冲击。可靠性
    值得注意的是,在循环周期中有许多时刻运动着的弹丸或弹壳是没有受到严密的控

制的。当子弹送入弹膛时,当拉出空壳时,特别是在抛出空壳时,由于配合不好而引起

停止射击的机会还是很多的。在车辆的有限空间范围内抛出的空弹壳就可能引起问题,

例如卡住旋转炮塔。可靠性是现今所有装备,特别是武器的一项最重要的性能要求。这

也是趋向发展外力驱动枪的一个理由,这种枪由于在动作循环的各个阶段子弹都是受到

控制的,因此可靠性就提高了。
    扳机机构
    扳机的作用人们都很清楚,它当然也是要由一些机件组成的。但是在发射的过程中

扳机必须要和击发机构结合才能完成整个发射动作。击发机构把能量施加于底火上以点

燃底火。扳机机构则是用来控制击发机构的。

击发机构
    电击发在口径为20毫米以上的机关炮中使用比较普遍。但在真正的轻武器中,点火

几乎毫无例外地采用撞击的办法。用击针或撞针以足够的能量打击枪弹底火就能使之点

燃。通常直接装到枪机上的,或者与其自身的弹簧或轻机枪上的活塞杆配合行动的就叫

作击针。而各种需要从外部得到能量的(如来自击锤),则叫作撞针。
    例如冲锋枪的枪机上就装有击针,而L1A1半自动步枪上的撞针就是通过击锤来击发

的。不论使用击针还是撞针,它们都必须具有足够的能量来打燃底火但不得打穿底火。

在击发过程中,它们要保持与底火的接触以便不致发生底火喷出的情况。撞针一般都是

在枪机体内活动的,因此制造必须精密,并使用优质材料以免弯曲或折断。

扳机
    扳机机构和击发机构是通过击发阻铁和阻铁槽来连接的。阻铁槽是击发机构上的一

个缺口。击发阻铁则是扳机机构的一个组成部分,它要与阻铁槽相扣合。当它们相扣合

时用以阻止击发。当板机机构把击发阻铁从阻铁槽中解脱时,就能进行击发了。在把击

发阻铁扣合在阻铁槽内的同时,通常要在一根弹簧内储存一些能量,使武器处于待发状

态。
    扣动扳机是控制击发机构的一种主要方法。在有些左轮枪中,扳机也要用来使其处

于待发状态,但一般是击发机构已经处于待发状态,扳机仅仅用来释放储存的能量。对

于常见的那种弯形杆状扳机,人们都是很熟悉的。但也还有另一些形式的扳机如:连杆

装置式、拉火索、或是用来控制电路的按钮,但它们一般都只用于车载武器上。
    各种扳机机构的设计差别是很大的,尤其是当设计师还把它们与别的机构结合在一

起时就更是如此了。这些机构包括保险机构以及发射法的选择等等,详见第九章所述。

板机的简要工作原理见图7.14。    
图7.14  扳机与击发机构(美国M3冲锋枪)

开栓击发与闭栓击发
    武器设计成开栓或是闭栓方式是与扳机及击发机构的设计紧密相关的。究竟哪一种

方式的优点多,则要视武器所担负的任务而定。开栓式武器在发射的间隙中,枪机位于

后方。复进簧压缩并由扳机机构使其保持这一态势。扣动扳机,枪机在复进簧作用下快

速向前运动,推上一发子弹送入膛内,并在击发时顶住子弹起紧塞作用。需要用来发射

大量火力的自动武器,一般采用这种方式。
    开栓式有两个主要的优点。首先是重新装弹更为快速与方便,射手不需要通过顶住

复进簧、向后板动很重的枪机来使武器再次处于待发状态。其次,子弹留在膛内的时间

是很短的,因此不容易发生自燃。由于自动武器射击中会产生大量的热,在持续射击之

后如果一发子弹在膛内停留一段时间就可能吸收足够的热量使其发生自燃。这样当然是

很危险的。开栓式除了能防止自燃外,还能使武器的散热比关栓式更快一些。
    开栓击发的武器需要较长的击发时间。击发时间是指扣动板机到撞击底火之间的时

间间隔。由于有这样一个滞后时间,再加上活动机件向前运动时武器的重心位置会产生

微小的变化,意味着这种武器的单发射击精度不可能太高。这是因为瞄准位置可能会偏

离射手扣动板机的瞬间所瞄的那一点。
    闭栓射击武器的击发时间要短得多,因此更加适用于要求较高的射击精度,但不要

求进行长时间自动射击的轻武器。这种武器在击发前,枪机紧靠弹膛,因此在扣动板机

时只有击针簧及击针或者击锤及撞针进行运动。


    循环的简化
    本章比较详细的叙述了一般轻武器的动作循环,以及有关的机构和部件。设计师们

仍在探索能进一步简化轻武器的构造,减轻其重量并尽可能降低其成本的途径,而与此

同时还必须不致影响其精度、可靠性、耐用性以及其他重要的性能指标。
    实现这一点的最佳方案是设计一种不用金属弹壳的武器。这样可以大大减轻弹药的

重量,而弹药的成本也会因不必消耗弹壳而大幅度下降。每个“弹匣”都能装更多的子

弹也会是一个受欢迎的优点,这样在枪上就可以装上一百发子弹,而不用再为它们发愁

了。供弹过程仍然还是需要的,但是如果发射药块能全部烧光,就不用拉壳和抛壳动作

了。使活动机件运动的动力,由于不再用于拉壳,因此就可小得多。存在的问题是要生

产出能装上弹头的发射药块。而且这种药块还要求在供弹过程中不会损坏,要能提供稳

定一致的初速,还要在没有弹壳保护的条件下不受恶劣环境的影响。
    许多国家都在研制无壳弹。在较大口径的武器中,例如:坦克炮使用药包来发射,

已经用了多年了。就步兵使用而言,子弹暴露在外面容易遭受破坏,以及受潮和着火的

问题,解决起来就要困难得多。这种武器的研制工作已经取得了重大的进展,西德
 的黑克勒·科赫公司在70年代末就已经差不多为其G11步枪在北约军队中试用作好了准

备。到90年代中期,可以肯定,这些问题都将得到满意的解决,士兵也就会用上使用无

壳弹的枪支了。【OCR者注:可惜,预言木有实现】
    外力驱动枪
    前已提及,外力驱动枪将摆脱那种传统的动作循环方式。使用这种结构的理由各不

相同,但一般多用于较大口径的机关炮上,第十章中将对此进行详细的叙述。但目前有

的部队确实已经装备了较小口径的外力驱动机枪。图7.15就是一种7.62毫米口径的休

斯链式机枪。
图7.15  休斯链式机枪

优点
    外力驱动枪较—般的枪具有以下一些优点:
    提高可靠性  其进弹和供弹机构是使用两组电源的。能可靠地保证把弹链从储存的

弹箱或弹盘内提送到进弹口处,防止了弹链的打滑、扭曲和伸长等问题。输送的子弹是

受到控制的以使其能正确定向并顺利地进入弹膛。子弹出了故障也不致中断射击,因为

它能象一只空弹壳似的通过武器并被抛出。
     能控制抛壳  用过的弹壳不再允许从抛壳口随意乱飞,以致对车辆狭窄的炮塔或车

体内部以及飞机的机翼内部造成危害。空弹壳在控制下排出并纳入一个收集管中,然后

再把收集管抛出车外。
    易于排除故障  偶尔出现停止射击的故障时,绝大部分简单的故障都是很容易排除

的。
    体积减小  —般武器中的活动机件、排气孔和活塞、缓冲器和弹簧等所需的较大的

部件,可以用占空间较小的机件来取代,特别是在弹膛后面这样做是有很大价值的。
    更换枪管快  高射速时,更换枪管是缓解枪管灼热的—种重要手段。外力驱动枪的

绝大部分机件都可以迅速地从弹膛上移开,以便把枪管撤进发射舱内。
    图7.16  通用电力公司的外力驱动”盖特林”型机枪    
    减少有毒气体  依靠发射药气体驱动的武器,常常把大量的气体排到后方。车载武

器的这种气体,就会进入炮塔的有限空间小。这种气体是有毒的,使用昂贵的缓解剂和

附加装置也只能部分地降低其浓度。依靠外力来驱动枪的活动机件,意味着可把几乎所

有的气体都排出发射舱之外。由于弹药并不驱动机件,因此枪的静止时间就相对地要长

一些,使所有气体都能从枪管中排出。
    提高射速  有关提高射速的要求,特别是在执行防空任务时的需要,将在第十章中

叙述。外力驱动枪的发射速度,只要简单地改变其供电的多少就能加以改变,而且可以

提高到少数专门设计的常规枪炮所具有的极高的发射速度,达到每分钟1000发以上。如

果把外力驱动的原理运用于多管“盖特林”型枪上,即可达到非常惊人的速度,目前已

达到每分钟6000发左右。通用电力公司的7.62毫米“米尼”机枪(图7.16)即可达到这

样一种火力密度。
图7.17  链式枪的动作循环
 缺点
    外力驱动枪的主要缺点是没有电源就无法射击。因此一辆丧失了机动能力的战斗车

辆,也可能,至少是部分地丧失其战斗力,因为它的外力驱动枪无法进行射击了。另外

,这种枪不能从车上卸下来使用。而有些一般的并列机枪或单独安装的车载机枪是可以

卸下来投入战斗的。有些外力驱动枪装有手动装置,因此在没有电力时还能继续射击,

当然发射速度就要慢得多了。为了在车辆电源失灵时使用这种枪,为了避免发动机要不

停地开着,或者可能的话为了把它们卸到车下来使用,也可以采用以电池组供电的方法


电力的应用
    电力应用的范围是各不相同的。如前所述,可以仅仅用于把弹药输送到供弹系统,

也可以扩大到控制实际的供弹,或者直至完成相当于整个动作循环过程中的子弹传输工

作。有一种能完成所有这些工作的外力驱动枪,那就是由美国加利福尼亚州休斯公司设

计的休斯链式机枪。
    链式枪上的机件是由象摩托车上的那钟链条来驱动的,循环动作的各个过程见图7.

17。这种把子弹运行的整个过程完全控制起来的特点,体现了想充分发挥这类武器的优

越性的意图。先进技术在武器系统中的运用,要求我们去关注为了达到类似的目标所提

出的许多其他的研制途径,特别是当某个制造厂家自称这种武器的制造价格比一般武器

还要便宜而且证明确有其事时,更是如此。


     自我测验题
1.自动武器选用弹仓还是弹链的主要依据是什么?
2.弹仓安装在枪身下方有何优缺点?
3.弹仓有哪三种主要的类型?
4.金属弹链主要有哪两类?
5.空仓挂机在弹仓供弹武器上的作用是什么?
6.供弹机构有哪几类?
7.抛壳器有哪三种类型?
8.击发阻铁和阻铁槽是在哪个机构上的?它们怎样相互配合?
9.自动武器为什么喜欢采用开栓击发方式?
10.采用无壳弹药时可以省掉发射动作循环中的哪几个环节?



需要再多一点运气啊






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第八章  实现自动射击的方法

概    述
    武器自动射击所需的能量,可以由弹药或者外部的能源来提供。最早的自动武器,

例如“盖特林”机枪和“加迪纳”机枪,都需要射手转动与活动机件相连的手柄,活动

机件才能完成第七章中所述的动作循环。现代的外力驱动枪,例如休斯链式枪则是由电

机驱动的。为了避免使用笨重的电源,手持武器是利用发射药的气体作为能源的。
    发射药气体的能量,可以通过三种方式来应用。第一种称作枪机后坐式,枪膛内的

压力直接作用在空弹壳上迫使枪机向后运动。这时弹簧被压缩,以便用来再次向前推动

活动机件。第二种是导气式,导气式武器在发射的瞬间枪机是不能自由活动的,高压气

体一般要通过活塞来作用于活动机件上。第三种是管退式,这种武器要利用后坐的作用


    这三种方式的效率,特别是枪机后坐方式的效率,要取决于膛内仍有—定气体压力

条件下的空弹壳运动情况。而在膛内压力较高的情况下,弹壳是不能够或者说不允许退

出弹膛的。因此研究一下弹壳在撞击底火以后的情况是非常必要的。撞击底火后的弹壳
   发射药开始燃烧后不到一毫秒,气体压力迫使弹壳在其最薄弱的部位(即弹壳口处)产

生径向扩胀。于是弹头就可以自由地沿枪管前进了。由于弹壳口紧贴着膛壁,因此气体

不能越过弹壳向后逸出,这个过程称为后膛紧塞。在这个极短的时间内,弹壳可以稍微

向后移动一点来填满闭锁间隙。图8.1是有缘子弹和无缘子弹的闭锁间隙。值得注意的

一点,是为了防止弹壳后移太大,枪机应该紧贴子弹底部。
图8.1  闭锁间隙
    在随后的几毫秒内,当弹头沿枪管向前运动时,膛内的气体压力是很高的。这种高

压迫使弹壳四周抵紧弹膛,并向后抵紧枪机端面。在弹壳紧贴弹膛的情况下,即使压力

超出了弹壳材料的抗拉强度时(所有高速子弹都会发生这种情况),弹壳也不会破裂。而

如果闭锁间隙太大,则会发生两种类型的破坏(见图 8.2)。
    如果弹壳口与弹膛在A点处的间隙太大,弹壳就可能被剪断。如果弹壳薄壁在B点伸

出太多,弹壳就可能鼓起甚至爆裂。
     图8.2  闭锁间隙过大会出现的结果
    在高速子弹产生的压力的作用下,弹壳材料可以比弹膛壁膨胀得更多,因此实际上

弹壳与弹膛壁是结合成一体了,使弹壳不可能作任何运动。如果枪机端面没有强有力地

顶住弹壳底部,那么弹壳就会纵向拉长并断裂。
    当压力下降时,弹壳就收缩了并能自由地向后运动。但如果在膛压仍然超过弹壳抗

拉强度的情况下退出弹壳,那么它那没有支撑的侧壁就会鼓出。因而弹壳壁的厚度是很

重要的。北约 7.62* 51毫米子弹,在没有支撑的条件下弹壳可以伸出的安全长度约为3

毫米。20毫米弹药,因为其弹壳壁要厚得多,因此这个长度可增加到6毫米。这些尺寸对

枪机后坐式武器的设计是极为重要的。
    枪机后坐式
    在枪机后坐式武器中,动作循环所需的能量来自气体压力对空弹壳的作用。这种武

器的枪机是不与枪管或枪体闭锁的,因此空弹壳就能将它推向后方。
    图8.3说明颈缩弹壳的有效后坐力要小于圆柱形弹壳的后坐力。因此后者更适用于

枪机后坐式武器。
     图8.3  颈缩弹壳内的压力
    枪机后坐只有在允许弹壳安全地向后运动之后,而且枪膛内仍有足够的压力来迫使

枪机顶住弹簧后退,这一段短促的时间内才能进行。在此期间,后膛紧塞仍然是必需的

,而最好的办法就是使用圆柱形弹壳来做到这一点。使用颈缩弹壳会遇到的一个问题是

,弹壳的最薄弱部位,即颈部,是压力下降时收缩得最慢的部位。因此需要用去一些本

来就不很充裕的压力,来克服这外加的摩擦力。这是枪机后坐式武器乐于采用圆柱形弹

壳的另一点理由。可惜的是,圆柱形弹壳限制了弹头后方一定长度内的装药量。因而高

速子弹总是采用颈缩弹壳的。
    高速弹药所产生的高压把弹壳紧紧地压在弹膛壁上,因此是不可能向后运动的。但

是在许多枪机后坐式武器的设计中,却又非常需要在高压条件下使弹壳稍微后移一点(其

理由将在以后叙述)。因此,枪机后坐式武器要么使用能量较低的弹药,这种弹药不会使

弹壳对弹膛壁顶得太紧;或者如以后所述,在弹壳与弹膛之间进行某种方式的润滑。润

滑作用也能帮助克服使用颈缩弹壳时形成的摩擦力。
    枪机后坐式武器,既可能使用高能量弹药,也可能使用低能量弹药;既可能使用圆

柱形弹壳,也可能使用颈缩式弹壳。为此要有三种类型的枪机后坐式系统,即:  自由

枪机式,前冲击发式和延期后退式。

自由枪机式
    自由枪机式武器在击发的瞬间,枪机是不动的。气体压力迫使弹头和枪机同时运动

。为保证安全而不使弹壳向后运动得太快,靠的是枪机的惯性(由其质量决定的)、复进

簧的弹力以及摩擦力。为此,活动机件就需要做得很重,要不就使用能量很低的弹药。

即使如此,为了制造出安全有保障的自由枪机式武器,仍然迫使设计师缩短枪管,以便

尽可能减少出现高压的时间。结果,这种武器发射的低速子弹,在射程和精度方面一般

都都难以满足战场使用的要求。
    图8.4  典型的自由枪机式系统
    图8.5是采用自由枪机式的捷克造“斯科平”冲锋枪。它发射的低能量7.65毫米子

弹,杀伤无防护人员的有效射程约为100米。这种枪在进行点射时,除对直射距离内的目

标外都是不够精确的。
    图8.5 捷克7.65毫米“斯科平”冲锋枪

前冲击发式
    前冲击发是在枪机仍在向前运动的同时击发底火,而不是在枪机不动的状态下击发

底火。发射药气体的压力除迫使弹头沿枪管向前运动外,还要用来使枪机和复进簧减速

、停止运动和向后运动。采用这种方式的武器,可以在本身不致太重的条件下,发射威

力较大的弹药。
    英国的L2A3“斯太令”冲锋枪,采用前冲击发方式,其重量为3公斤。它发射的9* 

19毫米低速子弹,能有效地对付距离 300米处的无防护目标。其圆柱形弹壳在进入稍小

一点点的弹膛时就被挤紧了,可以防止弹壳的胀裂。底火由装在枪机上的固定击针击发

。为了确保底火是在枪机仍在向前运动之时击发的,弹膛要设计成对弹壳的向前运动具

有足够的阻力。于是击针就能在弹壳仍在进入弹膛时击发底火。图8.6中画出了当膛压

达到最大值时,枪机所在的位置。
    对于前冲击发式武器,底火击发的时刻是很关键的。如果击发得过早,弹壳可能会

爆裂;如果击发太晚,则枪和弹壳都可能损坏。在使用低能量弹药时,问题还不大。但

是使用高速子弹时,则必须采用某些特殊的设计。第二次世界大战中英国海军使用的20

毫米“波尔斯登”机关炮,可用来很好地说明这类预防措施。
图8.6  采用前冲击发方式的英国L2A3“斯太令”冲锋枪
    首先,弹药是涂油的,因而即使压力很高时,炮弹也能在弹膛内自由运动。其次,

弹壳底部和炮闩的端面做得略小,以便能进入加罩的弹膛。因此炮弹被弹膛完全承托住

的时间要远比一般弹膛长得多,增加的用于保证弹壳安全退出的时间,使得炮闩的重量

可以减轻到18公斤左右。如果这种炮采用自由枪机式的话,那么炮闩就应该重达200公斤

以上。第三,炮弹只有在击锤碰上凸榫时才能被击发。而这只有在炮闩向前运动而且弹

壳完全被弹膛承托住时才能发生。第四,设有双用装填限位挡铁,防止装有引信的炮弹

装入有异物的弹膛。
    采用前冲击发方式的武器,由于必须在开栓状态下发射,因此单发射击时的射击精

度是不可能很高的。比较重的枪机的运动可能会破坏射手的瞄准。
 图8.7  波尔斯登20毫米机关炮的安全措施

延期后退式
    采用枪机延期后退式的武器,由于是在关栓状态下发射的,因此能进行精确的单发

射击。枪机后坐原理只有和闭栓发射结合起来,才有可能使枪机的后退推迟到压力降低

时才进行,如果采用自由枪机方式来发射北约的7.62* 51毫米子弹,那么为了具有足够

的阻力,就需要使用重约20公斤的枪机。但是如果枪上设计安装了延期机构,那么枪机

的重量可以减到不足1公斤。图 8.8是采用枪机延期后退方式的西德G3步枪。
    当气体压力推动枪机后退从而迫使滚柱挤入枪机本体时,气体的压力已低到足以使

空弹壳安全抽出。此时枪机向后运动的阻力已经降低,因而膛内剩下的压力就能为枪机

提供足够的能量来使步枪进行动作循环。所需的延期是通过弹簧的力量和对滚柱形状以

及枪机和枪体上的凹槽的精心设计来取得的。
 图8.8  采用延期后退方式的西德G3步枪
    G3步枪发射高速的7.62X 51毫米子弹,这种子弹是颈缩弹壳。弹壳必须加以润滑,

否则外加的摩擦力会使抽壳非常困难,甚至抽不出来。为了避免润滑油以及战场上的灰

尘产生磨损问题,弹壳是由发射药气体来润滑的。这就需要在弹膛的前部刻上沟槽。由

于弹壳内外的压力是相等的,可以减小抽出弹壳的磨擦力。而后膛紧塞则发生在较一般

弹膛情况下更为靠近弹壳底部的部位。图8.9展现带槽弹膛的重要特性,G3步枪弹膛内

有多条槽,从前向后长为40毫米。图8.9带槽弹膛枪机后坐式的小结
    虽然枪机后坐式武器制造比较简单,但设计必须十分周密,以保证空弹壳只有在枪

膛压力处于正确水平时才开始运动。允许的制造公差是很小的,因此活动机件上的污垢

对武器的性能会有显著的影响。在战场条件下,武器很容易受到灰尘、砂砾、污垢的影

响,因而这种武器设计时要使其具有足够的能力以便在弄脏的情况下运转。从擦拭干净

的武器中抛出的空弹壳力量是很大的。枪管后坐式武器的动力是不能依照不同条件的要

求来加以调整的。当利用后坐力来作为武器运转的动力时,这方面的问题将大部分能得

以克服。

    管  退  式    
    管退式武器在击发底火的瞬间,枪机和枪管是闭锁在一起的。然后它们在一起作相

对于枪体的后坐运动。管退式武器又可根据枪机和枪管锁在一起后退的距离的长短,区

分为两类。后退距离长于一发未发射子弹长度的是长后坐,短于一发未发射子弹的是短

后坐。

长后坐
    长后坐系统的动作步骤见图8.10。
    在后坐的同时,膛内压力已经下降到安全的水平,因此空弹壳从膛内抽出时就不会

破裂。此时已将能量储存到枪管和枪机复进簧中,但动作循环中的其他动作都还没有进

行。因此长后坐武器的发射速度必然较慢。后坐力作用在一段较长的时间内,因此对于

枪架的冲力,即所谓耳轴拉力是较小的。这就使得长后坐武器,例如英国的30毫米“拉

登”机关炮,可以安装在轻型装甲车辆的轻型炮架上。它也有一些缺点。第一,当各发

射弹之间枪管和枪机后坐时,重心位置会发生很大的变化,因此射手在射击中很难保持

武器的平衡。第二,为使枪管的振动衰减下来,射速必须较慢。第三,枪管必须进行精

确的支承。这些因素限制了把长后坐管退式用于步枪和轻机枪。但使用短后坐方式上述

问题大部分将能得到解决。短后坐
    短后坐式武器的枪管和枪机只在一起后退很短的一段距离就、分开了。例如“勃朗

宁”机枪,这段距离只有6毫米左右。短后坐式武器可以有很高的发射速度,枪管的运动

也不会影响射击的精度。因此能用于轻型或中型机枪。
    所有管退式武器都存在着一个问题,那就是只有不足百分之一的发射药能量可转化

为后坐力。因此,要从口径在7.62毫米以下的弹药取得足够的能量是困难的。这些小口

径枪支为了能获得较高的射速,为了能传输很长的弹链以及为了能在有污垢的情况下也

能正常工作,就需要安装一些辅助装置来提供一些动力。可以采用三种方法。第一,将

膛口的发射药气体折回,来增加作用在枪管和枪机上的力,叫作助退器。图8.11是用于

西德MG3通用机枪上的助退器。
图8.10  长后坐系统的动作步聚
图8.11  西德MG3 7.62毫米通用机枪的助退器
    第二,当枪膛内还有一些火药气体压力时,枪机和枪管开锁。于是可利用膛内气体

压力向后推动枪机。在MG42“斯潘道”机枪中(这种枪是目前西德使用的MG3通用机枪的

前身),当将其闭锁系统中的弹簧力调整到发射后很快就能开锁时,发射速度即可大为提

高。第三,枪管的部分动量,可以通过机械装置,在它们分开后立即传输给枪机,这种

装置叫加速器。它的效率取决于它的形状,以及枪管和枪机的重量比。在实际中,有可

能设计出一种能将枪机速度提高50%的加速器。图8.12是短后坐系统的动作顺序。
图8.12短后坐系统的动作顺序

 导  气  式
    实现自动射击的第三种方法的能源是枪膛里的高压气体。与枪机后坐式不同,导气

式武器的枪机是与枪体闭锁的。因此枪膛压力不能直接迫使枪机向后运动。气体是通过

枪管上的导气孔流出,推动一个能使枪机开锁并迫其向后运动的装置。由于发射药气体

的能量很大,因此导气式武器具有丰富的能源余量来满足各种战场要求之需。图8-13是

典型的导气式武器的主要活动部件。
图8.13  典型的导气式武器
    导气孔距枪机的距离,对武器的设计和性能有很大的影响。如果导气孔靠近枪尾,

子弹发射后枪机很快就能开锁,因而能获得很高的射速。但是,开锁太快可能造成在高

压下抽出空弹壳,从而危及安全,而且火药气体的烧蚀也比较严重。如果导气孔开在靠

近枪口、枪管烧蚀较少之处,则碳化物的污垢又会造成问题。此外,还要用一根长连杆

与枪机相连,这对设计师来说也是一个麻烦的问题。在实际中,导气孔往往设计在适中

的位置上。具体位置取决于:既能根据所要求的发射速度提供所需的能量,又不致引起

过大的烧蚀和带入很多的污垢。
    高压气体通过导气孔后,  可以用来直接推动活塞(见图 8.13),或者对枪机后面

的气室加压来使推动部件运转。活塞的运动情况也可以分成两种:长行程活塞始终与枪

机一起运动,短行程活塞则只给枪机以短促的冲击。图8.13是长行程活塞。图 8.14是

美国M1卡宾枪的短行程活塞。
图8.14  美国M1卡宾枪的短行程活塞
    美国“阿玛雷特”步枪是没有活塞的。发射药气体导入枪机和枪机框之间的气室内

,迫使枪机框向后,解脱枪机并使枪机后退。图8.15是这种枪的工作原理。
    根据战场条件的不同,保证武器运转所需的气体多少也不一样。但是导气孔的调整

,只能用于保证正确的射速。如果发射速度差得太多了,那么可能会由于空弹壳不能利

落地抛出而引起停射。因为抛壳口的大小,是要在正确射速下的活动机件的运动来保证

的。可以通过以下三种方法来控制气体的数量。第一:如图 8.16所示,可以改变气道

的直径。
图8.15  美国M16步枪采用的直接气动方式
图8.16  改变气道的直径(“布伦”轻机枪)
    第二:如图8.17所示,可以改变排气孔的大小。缩小排气孔,就有更多的气体可用

于推动活塞,反之推动活塞的气体就减少—了。
图8.17漏气装置
     第三,采用自动补偿装置,图8.18是美国M60通用机枪上使用的调节器。气体进入

空心活塞,并在气室内扩涨。此时气体推动与枪机相连的推捍。当它向后移动时,向空

心活塞进气的孔道堵塞了。进气量的多少取决于活塞和推杆运动时的阻力。从理论上讲

,当阻力增大时,就有较多的气体进入活塞,因此推动部件运转的能量也就更大一些。

图8.18  美国M60通用机枪上的自动调节器

三种方式的比较
    表8.1是三种依靠弹药来实现武器自动射击的系统的优缺点比较表。
表8.1  导气式、管退式和枪机后坐式的优缺点比较表
 混  合  式
    有些武器的自动方式是很难归入哪一类的。例如,有些武器利用枪机后坐力作为完

成整个动作循环所需的能源,但它们却是闭栓击发的。枪机通过某种装置来开锁,这种

装置可以利用枪管后坐力或是利用高压气体来解脱闭锁机构。但开锁装置提供的能量不

足以完成整个动作循环,因而要用剩余的膛压来继续驱动。
  也就是说主要的能源是枪机后坐作用。“希斯帕诺·苏伊扎”型820L 20毫米机关炮就

是一种这样的武器。类似的,还有用于英国一种轻型反坦克武器的试射枪,它们都使用

气体压力来解锁枪机。第二次世界大战时美国的强生.30英寸轻机枪是利用枪管后坐力

来完成解锁过程的。

     自我测验题 
1.什么是闭锁间隙;闭锁间隙太大会产生什么结果? 
2.枪机后坐式武器和管退式或导气式武器的主要区别是什么?
3.现代所有发射高速弹药的枪机后坐式武器的弹膛,有什么特点? 
4.为什么应用前冲击发原理的手持式武器射击精度是不高的? 
5.为什么短后坐武器的发射速度要比长后坐武器高? 
6.为什么许多管退式武器都有助退器? 
7.决定导气孔在枪管上的位置时,要考虑哪些因素? 
8.在英国L7A1通用机枪上,增大其气体调节器排气孔的面积会产什么影响? 
9.车载机枪最适合采用哪种利用弹药实现自动射击的方式? 
10.为什么“强生”轻机枪不是真正的管退式枪?



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第九章  保险机构

概    述

    轻武器设计中必须采取一些保险措施,以防损坏武器和伤害人员。首先必须保证只有子弹已经安全地为弹膛壁和枪机端面所支承时,击针才能击发底火。第二,当膛压很高时应紧紧地顶住弹壳。第三,当子弹上膛后应能防止偶发火。本章将介绍一些轻武器用的机械保险机构,首先介绍防止子弹未安全进入弹膛前就进行击发的措施。发射前的机械保险
    在即将击发前的时刻,设计师要考虑的主要安全措施是防止在子弹安全地为弹膛支承之前就击发底火。底火受到有力的撞击,即行点燃。这种撞击力可以由撞针来施加,而撞针本身又需要某种外部的能源,例如击锤来推其向前。典型的击锤撞击撞针的过程如图9.1所示。
图9.1  击锤撞击撞针
    另外,底火也可以直接由击针击发。与撞针不同的是,击针有其自己的能源(一般利用弹簧),而且在许多武器中击针是活动机件某一个部件上的一部分。在图9.2中,美国M60通用机枪上的击针是活塞上的一个组成部分。
图9.2  美国M60通用机枪上的击针
    设计师可以采取一种措施也可以采取综合措施,来防止击针在子弹正确上膛前就提前击发子弹。首先,可以在击针的通道上设置障碍,在障碍没有移开之前击针就撞不到底火。图9.3中的西德G3步枪,在滚柱进入枪体上的斜槽之前,击针就不能触及底火。而在子弹完全进膛之前,滚柱是不能进入斜槽的。
    第二,在子弹没有完全进膛前,使击针轴与底火不在一条直线上。英国L2A3冲锋枪就采用这种方法。
    第三,在子弹完全进膛前,阻止击锤撞击撞针。单独采用这第三种方法,效果是不能完全令人满意的。因为枪机向前运动时,撞针在没有遭到击锤撞击的情况下,也有可能获得足够的动量来撞击底火和击发子弹。防止出现这种危险的办法,是使用重量轻的撞针,这种撞针很容易用弹簧来把它保持在枪机内的后方。武器猛然向下跌落时赋予击针的动量,是一个必须予以考虑的保险问题,以防闭栓武器发生偶发火的危险。
图9.3  G3步枪上的防早发装置发射后的机械保险
    发射后的保险装置用来保证在气体压力较高的情况下,不能解脱对空弹壳的支承。在高压情况下,得不到支承的空弹壳可能会破裂,并且可能妨碍另一发子弹的迅速发射。出现最坏的情况时,弹壳可能会炸裂,从抛壳口飞出的热弹壳碎片和高压、高温气体可能对射手造成危害。对此,设计师有三种方法可供选用。第一,他可以减少高压气体,但是低能量弹药的初速也小。第二,他可以限制高压气体在枪膛内停留的时间。但缩短枪管来使气体迅速外逸,会使初速和射击精度下降。第三,他可以推迟到压力达到安全的水平时,才允许弹壳向后运动。在导气式和管退式武器上做到这一点,要比在枪机后坐式武器上更容易一些。
图9,4  英国L2A3冲锋枪,击针轴与子弹底火不在一直线上的情况
    在枪机后坐式武器上,枪机既不闭锁于枪管也不闭锁于枪体,因此它是可以自由运动的。自由枪机式武器依靠枪机的惯性和复进簧的力量,来防止枪机捉前向后移动、致使空弹壳在高压下得不到支承。为了不使枪机过重并保证安全,  自由枪机式武器必须使用低能量弹药。利用前冲击发原理,设计师就可以使用能量更大的弹药,因为膛内的气体压力要用来使枪机的运动减慢、停止并作反向运动。但在第八章中已经叙述过,采用这种方法时若要使用高能量弹药,则还需要作一些专门的设计。例如在“波尔斯登”机关炮上的一些设计特点,可参看图8.7。采用延期枪机后坐原理的武器,除延期机构外,就不需要任何专门的保险装置了。延期机构可采用滚柱,如图8.8所示的西德G3步枪,也可以使用简单的杠杆,如法国的AA52通用机枪。
 图9.5  法国AA52通用机枪的延期枪机后坐系统
    导气式和管退式武器,要求空弹壳在枪膛仍存有压力时就离开弹膛,以便获得合适的发射速度并使机件连接简单。开锁的时间,取决于使用枪机后坐力的需要,或者取决于在不致造成太大的烧蚀和污垢的条件下获得一定的发射速度的需要。各种武器都有一个从击发底火到开锁之间的最小滞后时间,这个时间必须考虑膛压下降到安全水平所需的时间。对于短后坐管退式武器,枪机和枪管闭锁在一起后坐的最小距离,取决于枪机和枪管的惯性 (两者质量之和)以及复进簧的弹力。大部分武器都在10毫米以.下。导气式武器所需的延期时间,是气体推动活塞所需的时间再加上开锁前枪机框的自由行程量所决定的。图9.6是一种导气式武器的延期机构。
图9.6  英国L1A1导气式步枪的延期机构
    在英国L1A1半自动步枪中,要等弹丸通过导气孔之后气体才能推动活塞,这段时间不到1毫秒。在此后的3-4毫秒之间,对安全退壳来说膛压还是太高。在此期间,活塞向后推动枪机框。这个推动力必须要能克服复进簧的阻力和枪机框的惯性。当枪机框向后运动时,它使枪机从锁定肩上抬起,但只有当枪机框向后运动约12毫米时,开锁才能最后完成。此时枪膛内的压力已达到安全的水平。这种枪的闭锁系统利用了斜形枪机。锁定肩的形状可以设计成有助于解决初始抽壳问题。这种装置存在的中要缺点是枪机的大部分和枪体上的很大面积都要承受很高的发射应力。所以这些部件都要以优质钢材制造,使武器的成本增加。少用优质金属的一种办法是使用前方闭锁系统。北约和苏联武器中目前使用最广泛的是把枪机的前端制成有许多凸榫的形状 (见图9.7)。图9.7  典型旋转枪机的前视图
    通过枪机的旋转,其凸榫即可闭锁于枪管的凹槽内。枪机是利用弯曲的凸轮槽来使其旋转的。例如图9.8就是美国M60通用机枪上所使用的旋转枪机。
图9.8  美国M60通用机枪上的旋转枪机闭锁装置使用保险
    使用保险是指一种士兵操作方面的保险措施,用以防止发生偶发火。使用保险有两种。一种方法是使用保险卡榫,保险后发射机构即不能工作。这种方法的缺点是射手可能忘了保险。另一种方法,是要求射手先压下自动保险机(例如压入手枪握把),枪上的活动机件才能自由运动。有些武器,例如以色列的Uzi冲锋枪是同时使用这两种方法的。
    保险卡榫常常装入发射选择开关内。差不多所有班用武器都有除单发之外的连发装置。因此扳机机构的设计就必须既能进行单发(活动机件只进行一次往复),又能进行点射(活动机件连续运动)。扳机机构往往包括几种保险措施。例如采用一些连接部件,在即使保险卡榫没有进行保险的情况下,来阻止击针或击锤在子弹完全进膛前运动。保险卡榫本身也能起到锁住板机机构或使扳机与扳机机构的其他部件分离的作用。苏联的AK-47步枪可用来解说许多有关的问题。
图9.9  AK47步枪装定单发射击时,扳机机构的动作
    当转换杆装定“连发”时,扣下扳机时应能进行连发射击。这是由于辅助击发阻铁不再挡住击锤所致。图9.10  AK47步枪装定连发射击时的扳机机构图9.11  AK47步枪击发机构装定“保险”位置时的状态
     当转换杆装定在“保险”位置上时,扳机不能扣动,因为转换杆成横杆状横在板机击发阻铁的背上。因此扳机就成锁定状态 (见图9.11)。
    小型手持武器,例如手枪和冲锋枪是由士兵携带的,他们的任务决定了他们必须集中精力去处理各种情况,而不能全神贯注于手中的武器。因此,忘记关上保险是常有的事。为了防止在这
图9.12  以色列Uzi冲锋枪握把保险装置的动作(之一)

 种情况下出现偶发火,枪上往往装有握把保险装置。这种武器要求射手紧紧握住握把,以便使其处于待发状态并进行发射。图 9.12和图9.13是以色列Uzi冲锋枪上这种装置的构造情况。这种枪是开栓射击的。只有当板机上的击发阻铁从枪机的后阻铁槽中解脱时,才能成待发状态。而只有握紧枪把,压下握把保险时,击发阻铁才能从后阻铁槽中解脱。(见图9。12)。
    当该枪处于待发状态时,击发阻铁与前阻铁槽接合。此时,只有压下握把保险装置解脱击发阻铁之后,扳机才能工作(见图 9.13)。
图9.13  以色列Uzi冲锋枪握把保险装置的动作(之二)

小    结


    设计师要采取两种机械保险措施。首先,以枪机来控制击针的运动,以保证在子弹正确进入弹膛之前,击针不能触及底火。第二,使子弹在击发后仍能得到可靠的支承,防止在膛压过高的情况下解除这种支承。此外,所有武器都装有可以用来锁定扳机或使扳机与扳机机构的其他机件解脱开的保险装置。射手应该正确地使用这种装置以防偶发火。在延期后退枪机后坐式武器中,由延期机构来控制这两种机械保险装置。在管退式武器中,通常由闭锁装置控制击针的运动,以及击发后到开锁前的时间间隔。在活塞长行程导气式武器中,由活塞座来控制这两种机械保险装置。在活塞短行程和直接气动的导气式武器中,枪机配合保险击发阻铁来控制击针的运动,而枪机附加部件的自由运动量则保障了自击发到退壳之间具有所需的时间间隔。


自我测验题

    1.发射前及发射后应考虑的主要保险措施是什么?
    2.设计师在发射前为了进行机械保险,可采用三种方法,请举出其中的两种。
    3.为进行发射后的机械保险,可采用什么方法?
    4.设置握把保险装置的目的是什么?
    5.保险卡榫为什么能防止偶发火?



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第十章   机   关  炮

概    述

    机关炮在某些场合上也看成是一种轻武器。它是从重机枪 (口径一般在12.7-15毫

米之间)演变来的。重机枪除了用来射击很远距离上的步兵之外,对付支撑点和轻型装甲

车也非常有效。自从第一次世界大战中装甲车辆和飞机开始在战场上出现以来,它们已

经有了很大的发展,数量越来越多,防护和机动能力越来越强,而特别是装甲防护能力

的进展更为突出。不仅坦克,步兵战斗车和装甲侦察车的设计和装甲性能也已大为改进

,因此要击毁它们也就越来越不容易了。
    为了击毁这类目标,武器的口径就要大为增大。图10.1是 30毫米,20毫米炮弹和7

.62毫米子弹的尺寸比较,图中的一支尺是12英寸的英尺。
图10.1  30毫米、20毫米机关炮弹与7.62毫米子弹的尺寸对比
     飞机也已有了极大的发展。由于采用了固件结构、将附加部件装入机体内部、以及

外加装甲板来防护其薄弱部位等措施,使得对它进行歼灭性的破坏就必须使用更大和破

坏力更强的弹丸,很可能要采用爆炸型炮弹。
    为了攻击这两类目标,发展了一些特种的弹药,例如导弹。可能用来攻击这类目标

的枪炮的口径也加大了。因此就研制了机关炮,它的口径通常在20-35毫米之间。也有更

大一些的,如 40毫米“博福斯”机关炮,就是一种新型专用的防空武器。

    弹    药
    在前文中已经叙述了弹药的重要意义。对于机关炮来说,不仅弹药的口径是一个重

要的问题,而且对已有的和正在研制中的各种弹药类型,也应密切关注。为了击毁上述

目标,不仅需要有大口径的弹药,而且需要有特殊的弹种。那种认为只需要增大弹丸的

体积就可以解决问题的想法,已经过时了。为了贯穿装甲,就需要穿甲弹,而为了杀伤

装甲后的人员或击毁飞机,则可能要求使用爆炸型弹药。目前机关炮使用的弹药有:榴

弹、穿甲弹,双用途炮弹,穿甲燃烧弹,软壳穿甲弹,以及脱壳穿甲弹。由于这些弹药

都很贵,还专门设计了价格便宜的训练用弹供平时使用。

榴弹
    机关炮的榴弹实际上就是一发小的炮弹,由于它比较小,也给设计工作带来一些困

难。首先是要在这么小的弹腔内装入足够的炸药,而且弹壁还必须有一定的强度来承受

弹膛和炮管内的压力。这可能就需要采用一些特殊的技术和使用特殊的材料。其次,虽

然体积这么小,却要装上工作十分可靠的引信。因为通常这种炮弹都是用于对空射击的

,因此炮弹一定不能落于已方部队之中,这就需要有自毁装置。用榴弹来对付现代的装

甲车辆几乎是无效的;但仍可用来对付一些不太坚固的目标,如飞机,无装甲车辆,建

筑物以及武器的发射阵地等等。
穿甲弹
    穿甲弹看起来很像一发放大的轻武器子弹,但为了提高贯穿效力,它是要经过精心

设计和采用优质材料来制造的。为了提高初速,就要增加发射药的重量。提高初速会有

两点好处:低伸的弹道能提高射击精度、提高首发命中率,能增大弹丸的动能来提高贯

穿能力。  一般的穿甲弹仅能贯穿装甲战斗车的甲板,在弹丸通过的途中可能既没有毁

伤人员也没有破坏装备,因而不产生效力。许多其他类型炮弹的设计,都试图要克服这

一缺陷。
双用途炮弹
    这种炮弹谋求能兼顾对付飞机和装甲车辆这两种主要目标的不同需要。它既具有一

定的穿甲能力,在对飞机或无装甲车辆射击时,又具有—定的爆破效力。这样还会有一

个好处,那就是如果穿透了装甲,还能具有一定的后效。挪威为能出售这样一种炮弹进

行了大量的研制工作。这种炮弹用于对付这两类目标中的任何一类,虽非最佳,但确实

能较好地兼顾这两种任务。
穿甲燃烧弹
    这是一种由英国研制的,旨在获得穿甲后效以期毁歼坦克的炮弹。这种炮弹贯穿装

甲后能在车内产生高温火焰,形成所谓自燃效应。
软壳穿甲弹
    软壳穿甲弹用以提高贯穿效力。这种炮弹,在它的坚硬小弹心周围包有一层轻质钢

材或合金的弹壳,使其外形与普通的炮弹一样。于是弹丸在命中目标时,能量就能集中

在直径较小的弹心上,从而较全口径炮弹能贯穿更厚的装甲。这种炮弹还有一个优点,

即弹丸击中装甲板时其合金弹壳会发出闪光,能向射手提供一个命中目标的信号,否则

射手对于是否击中了目标,很可能是没有把握的。
脱壳穿甲弹
    机关炮要求能够击毁轻型装甲车辆防护最强的部位。装甲车辆在其装甲的厚度、坡

度、以及设计方面的改进,使得即使是对于装甲人员输送车,这一要求也是较难达到了

。现代的火炮,在对付这类目标时一般使用脱壳穿甲弹。机关炮的口径较小,采用空心

装药破甲弹时,装药量是达不到要求的穿甲能力的。机关炮的脱壳穿甲弹,虽然从表面

上看是一种缩小了的火炮脱壳穿甲弹,设计人员发现为了使它能满足各方面的要求,在

有些方面还是需要进行重新设计的。脱壳穿甲弹是一种次口径炮弹,弹芯周围包有轻质

合金或塑料制的卡瓣以及弹带,它们在弹丸一脱离炮口之后就被抛出。具有良好空气动

力特性的弹芯具有极大的初速,并能保持这一速度飞行到很远的距离上。这是它较软壳

穿甲弹更为优越的一点,软壳穿甲弹的飞行速度是下降得很快的。同样地,由于弹径较

小因而能集中能量,而且由于弹芯是用高密度材料(通常采用钨合金)制造的,因而具有

良好的贯穿效力。

弹药的发展趋势
    目前还在积极研究各种提高机关炮炮弹效力的措施。就对付装甲口标而言,特别强

调了高密度材料的使用和获得良好的穿甲后效。采用贫化铀作为弹芯材料,同时具有这

两个方面的特点。由于铀的原子序数很高,因此它是很重的,而且在穿甲时它能产生一

种极为引入注目的即时燃烧效果。那些不理睬环境保护主义者说教的国家,正在向生产

贫铀弹发展。虽然这种炮弹的放射性极低,因而是不会产生危害的,但有些国家仍在犹

豫。他们害怕那些在任何问题上都要找防御共同体麻烦的人,会由此而发起一场突然的

猛烈抨击。就这种材料的安全性而言,可以举出一个例子,那就是它作为民用飞机机翼

上的控制舵的平衡块,以及用于使快艇的龙骨增加重量都已经使用多年了。
    在执行防空任务中,榴弹和双用途炮弹效果都是很好的。各种类型的穿甲弹也具有

一定的效力,但大量地使用这种炮弹价格是很昂贵的。而这在对付高速飞机时却是必要

的,因为射手必须向目标的运动方向发射尽可能多的炮弹,期望总有几发能击中目标。

为了提高命中率,正在研究的改进措施包括:提高弹丸的飞行速度,当然也要大大地提

高发射速度,而采用多管武器也是一种常用的手段。弹药方面进一步的发展还包括使用

子母弹。有一种可能取得进展的设计,是在一个弹头内装入三个环状金属体,每一个的

空气动力特性都有一些差别,这样它们就能分散飞行了,掠过天空的范围就扩大到三倍

。目前存在的缺点是每一个环状体的杀伤力都不太大。
    机关炮的炮弹是不算小的,而为了击毁要求射击的目标,还在向更大口径的方向发

展。绝大部分机关炮是装在飞机和车辆上的,那里的空间是很狭窄的。因此寻求利用无

壳炮弹或液体发射药炮弹来减少弹药体积的热情,当然会像轻武器在这方面的要求一样

是非常高的(如果不是更高的话)。有几个国家正在这方面开展研究。无壳机关炮炮弹在

技术和环境方面遇到的困难,比要由单兵携带和发射的武器用的无壳弹所遇到的问题还

是要少一些。它也不会遇到所有环境因素带来的问题。因此,很有可能在本世纪末之前

,配用非常规弹(很可能是无壳炮弹)的机关炮就能装备部队使用了。 
   
    机关炮的使用
    如前所述,机关炮要对付的目标,大部分是机械化的,它们上要包括各种有装甲和

无装甲的车辆、飞机、以及水上小型船艇等。因此,机关炮本身也必须装到这些系统上

去。为了执行防空任务,导致了多管机关炮的出现,以便能在飞机运动的方向上发射大

量密集的炮弹。图10.2是一种南斯拉夫的三联高射机关炮。

图10.2  南斯拉夫的三联高射机关炮
    这些武器装备—般也都配有复杂的瞄准系统以及遥控发射装置。侦察目标的工作通

常使用雷达来进行,并通过计算机来控制发射。至于机关炮本身,则长期以来变化并不

大,而且完成各种任务时也都是通用的。其中典型的,就是在第二次世界大战时及其以

后使用的一种便宜而有效的“厄力康”20毫米机关炮。它曾用于地面、舰上和机载。
    以往的30年间,机关炮一直是比较可靠而有效,因此在直到不久之前,在它们的设

计和工作原理方面都没有出现太大的变化。传统的机关炮实际上就是一支放大了的机关

枪。它们可以采用枪机后坐式或导气式,并在必要时进行—些小的修改,例如采用前冲

击发或半自动枪机式等等。由于机关炮的炮弹较重,因此供弹机构比较复杂;而且由于

机关炮是装在很轻的车辆上的,因此通常装有反后坐装置。由于既要用来完成战场上的

各种任务,而目标本身又变得越来越难以对付,这样一种矛盾使得机关炮产生了摆脱其

传统式样的趋势。现代高性能飞机和具有坚固装甲的战斗车辆就是两种性质截然不同的

目标。
    为了对高速飞机获得较高的命中率,机关炮的发射速度是越高越好。  一些传统的

机关炮,经过巧妙的改进,其发射速度已能达到1000发/分以上。但是想要再提高就不

大容易了,而且会出现一些其他的困难,例如可靠性会下降等等。越南战争使美国发展

了用于地面战斗的机关炮,而过去机关炮一般是只装在飞机上的。除了用于防空任务外

,为了压制大面积丛林地带和三角洲地带。美军在使用掩护火力时,采用了“对地域扫

射’的作战思想。外力驱动机关炮的射速,只要改变供电的多少就可以加以控制。因此

,它可以迅速地调整到满足上述防空射击任务所需要的极高的发射速度,也可以很快地

使其射速下降以便对付地面点目标。但即使如此,其射速也不能完全满足各种需要。解

决的办法就是发展多管型机关炮。利用“盖特林”机枪的原理,通过转动若干支枪管和

枪机,发射速度已能达到每分钟6000发。
    外部电源不仅要用于转动炮管,也要用来进行供弹。这种炮最初是设计用于直升机

上的,现在车载机关炮也已采用这种方式。通用电力公司生产的20毫米“伏尔康”机关

炮以及7.62毫米“米尼”机枪都是六管的,还有一种轻型的三管20毫米机关炮。外力驱

动枪炮的一个特点是它要比一般武器可靠得多。这主要是因为在整个动作循环过程中,

炮弹的每一个动作都是受到控制的。由于在整个动作循环中部不需要利用发射药气体,

因此这些有毒的气体都可以排出车外,空弹壳也是一样。外力驱动武器具有的这些优点

,使得其他公司也开始对它进行研究了。美国加利福尼亚州的休斯军械公司生产了一种

链式炮,因为这种炮的活动机件是用类似摩托车上用的链条来带动的,故称链式炮。为

直升机研制的30毫米链式炮,改成25毫米后,美国已选定将它用于“布什马斯特”系统

上,这种武器系统将装在步兵战斗车和侦察战斗车上。这种设计方案的适应性, 可通过

现有的7.62毫米口径链式枪来进行说明。英国的装甲战斗车上的并列机枪,很可能也将

选用这种枪。
图10.3 装在“狐”式战斗侦察车上的30毫米“拉登”机关炮
    相对于枪炮要具有极大的发射速度的另一个截然不同的要求,是它们应非常适合于

对地面点目标射击。 一发炮弹发射以后,身管会发生颤动,在这种颤动尚未结束之前发

射的下一发炮弹,其精度将受到影响。为了保证能命中距离在1公里处的装甲人员输送车

那样的小幅员目标,实际上就要求进行单发射击。英国已经决定把这类目标作为主要的

对象,而对于飞机只是谋求起到威慑作用。结果皇家军械研究与发展中心与皇家轻武器

工厂一
 起研制出了30毫米“拉登”机关炮。这种炮采用现成的6发弹夹,进行单发射击。但发

射间隔是极短的,因为经过了精心的设计保证发射后的颤动能很快稳定下来。结果就使

得这种炮的射击精度极高,同时它的口径也比较大而且使用专门的弹药,因此对于轻型

装甲车辆的毁歼概率是非常高的。图10。3是装在“狐”式侦察车上的30毫米“拉登”机

关炮。
    另一个促使一些提出军事要求的参谋人员不敢采用高速发射枪炮的原因,是它们必

须要使用大量的弹药,这些弹药也必须随车携带。如果这种车辆主要是用来在战场上运

送人员及其装备的,那么弹药就要在这有限的空间争夺地盘。根据英国的观点,采用较

小口径的炮弹是不可取的,因为炮弹威力是首要的因素。
    为了部分地满足对付不同类型目标时的互相矛盾的要求,正在进行另一种有趣的探

索,那就是研制一种可变供弹装置。在战场上出现这样一种情况确实是会令人手足无措

,那就是当炮膛里已装好一发设计用于对付飞机的炮弹时,却突然发现面对着的是敌方

的一辆装甲车辆。为了应付这种局面,有些国家研制了两用供弹装置,它可以在必要时

由供应一种弹药,迅速改成供应另一种弹药。西德的莱茵钢铁公司生产的MK20  RH202  

20毫米机关炮具有这样一种装置(见图10.4)。
 图10.4西德莱茵钢铁公司的MK20Rh202机关炮上的可变供弹机构

未来发展趋势

    美国正在发展一种叫作“多佛·台维尔”的组合式机关炮。它可以适用于多种口径

。它是专门设计用来对付多种目标的,如人员、  飞机和装甲车辆。它有一种两用供弹

系统,可以根据目标的需要来改变装填的炮弹,而且还能以几乎同样快的速度来提供第

三种弹药。
    目前机关炮总的发展趋势,是趋向于专用化,要么具有极大的发射速度、要么射击

极为精确;要易于安装和后坐力小;采用可靠性很高的外力驱动方式;按用途不同制造

专用的弹药,并用复式供弹装置以便对付各种目标。


 自我测验题
1.对机关炮有哪些矛盾的要求,导致在设计中要采用折衷方案?
2.用机关炮来击毁装甲车辆,在设计弹药方面存在什么问题?
3.在弹药方面未来的发展趋势如何?为什么?
4.目前和未来怎样才能提高对飞机的命中概率?
5.列举—些目前使用的机关炮弹药。
6.说明英国设计“拉登”机关炮的指导思想。
7.现代机关炮的主要任务是什么?
8.机关炮榴弹在制造上存在一些什么问题?
9.为什么要采用多用途炮弹?
10.在射击的目标不能确定的情况下,除了采用双用途炮弹之外还有什么办法?



需要再多一点运气啊






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自我测验题答案
    第一章
1.轻武器可用于近距离战斗和反恐怖分子,还能使士兵鼓起
  勇气。轻武器还可用于为冲击的步兵提供最后的掩护火
  力,以及用于完成一些特殊任务,如用于狙击之类。
2.步枪的射击,有95%是在400米以内的距离上进行的。
3.可以减轻步兵的负荷,缩短了轻武器要求的有效射程,
  减轻后勤保障工作量,使用方便(特别是在车辆中),提
  高一般士兵的射击水平。另外通过弹药设计的改进,还
  是可以获得所要求的弹丸威力的。
4.发射速度、精度、密集度,侵彻力,杀伤效力,有效射
  程,重量,长度,便携性,可靠性,易于维修,坚固耐
  用,操作方便,训练简单,能完成一些辅助任务。
5.主要是供弹方式(轻机枪用弹匣,中型机枪用弹链);枪
  架(轻机枪用两脚架,中型机枪用三脚架)。另外还有作
  用距离(轻机枪为1000米,中型机枪为2000米)。
6.有毒气体的危害,可能发生停射,占有空间太大,难以
  更换枪管。
7.步兵使用中的碰撞,在酷热,严寒、潮湿和脏的环境中
  使用,以及由穿特种服装的部队使用(三防服和防冻手
  套)。
8.优先选定了弹丸的—项参数(口径/质量,速度或稳定
  性),通过调整其它的参数,也能使弹丸具有杀伤力。
9.体积过大的常规子弹用来对付机械化目标(装甲战斗车
  和飞机)威力仍显不足,而对人员的杀伤也已经用不着
  它厂。
10.强调了不同的性能要求,各自的历史经验教训,设计人
    员的倾向性,军事上的优先顺序,以及商业角度的考虑
    等均有所不同。
    第二章
1.质量、形状、大小和形成破片的能力。
2.使其丧失执行任务的能力。
3.  (1)传递的能量:
    (2)传递能量的速度;
    (3)创伤的部位;
    (4)目标的主观能动作用;
    (5)弹丸是否进行高速的运动。
4.在目标体内形成激波,使创伤范围扩大到伤道之外。
5.  (1)增大火光;    
    (2)略为降低初速;
    (3)由于枪身重量的减少要比初速的下降更为明显,因
    而会增大后坐力。
6.  (1)士兵使用时的碰撞;
    (2)发射枪榴弹与拼刺刀;
    (3)散热;
    (4)发射药燃烧形成的压力。
7.  (1)子弹转速的改变会影响其稳定性;
    (2)影响枪管磨损程度。转速太大时,弹头壳所受到的
    应力会过大。    
8.  (1)膛线起缘部磨损最大;
    (2)此处阳膛线所受应力最大,而且还会受到火药气体
    的冲刷烧蚀。
9.由于枪管灼热而引起的子弹提前点火。
10.较之使用铜弹壳弹药,弹膛会很快升温足以引起子弹
    “自燃”。
    第三章
1.  (1)以0.5mv^2表示的撞击能量(严格地说应是mv^1.5);
     (2)能传递超过80焦耳的能量;
    (3)弹头的稳定性——横断面积增大时,例如弹丸翻转
    时,能传递的能量增加。
2.  (1)稳定性,弹丸愈稳定贯穿力越强;
     (2)撞击能量(0.5mv^2):
    (3)要贯穿的材料的密度。
3.对于无防护人员为2000米。如对戴有钢盔或穿防弹服的
  人员则要缩小一半以上。
4.  (1)由于弹道系数较大,射程较远;
    (2)在枪膛内时,能从发射药获得更多的能量;
    (3)受横风影响较小。
5.  (1)使武器后坐力增大;
    (2)需要有更大的动能来贯穿目标。
6.  (1)弹头在与坚硬材料相撞时(如砖墙或薄装甲)会碎
    裂;
    (2)为保持稳定性,长径比必须小于5,因此在制成曳光
    弹时可能出现长度过大的问题;
    (3)为了保持稳定,  可能要提高弹丸的转速,而这会引
    起枪膛磨损问题。
7.  (1)优点是在狭小的空间携带使用方便,并能减轻一点.
    重量;
    (2)缺点是发射火光增大,发射药使用效率不高(初速
    下降),由于枪管过热问题可能要限制其发射弹数,
    后坐量要增大。
8。  (1)要尽力使曳光弹弹道能接近质量和重心位置在飞行
    中不会改变的一般子弹的弹道;
    (2)曳光剂的点火问题;
    (3)白天能看见曳光子弹;
    (4)能装入子弹中的曳光剂数量,曳光剂的燃烧速度以
    及曳光弹的有效射程;
    (5)长径比要小于5带来的弹丸飞行稳定性问题。
9.  (1)敌军士兵的穿戴,从击中他到他不能继续执行任务
    之间的时间长短;    
    (2)为实现上述要求,在预期的射击距离上弹头应有多
    大的撞击能量;
    (3)为了在要求的距离上获得这样大的能量,弹丸的初
    速应有多大,同时还应保证弹丸具有合适的最大弹
    道高度和可接受的风偏影响;
    (4)为获得要求的初速,应装的发射药数量;
    (5)为了保证具有适当的后坐量,武器的重量是否合
    适。
10.(1)中型机枪射程要求达到2000米,而轻机枪则只有
    600米;
    (2)发射弹数,中型机枪要求发射更多的子弹,只有利
    用更换枪管或水冷才能保证;
    (3)重量,对轻机枪来说重量是更重要的因素。
    第四章
1.即使在中等射速时,弹药发射时传递给武器的热量也大
  大超过轻武器的散热能力。
2.(1)子弹发生自燃;
    (2)武器太热以致难以持握;
    (3)由于磨损和烧蚀严重而使武器射击精度下降。
3.辐射热扩散的速度取决于绝对温度的四次方,而传导和
    对流热扩散的速度取决于绝对温度,当温度越高时T^4与
  T的差值就越明显。
4.热量由枪管表面的扩散速度,要较由枪膛传到枪管表面
  的速度慢得多。为了使这种温升保持适当的比例关系,
  需要减慢热从膛内传导的速度。增加枪管的厚度就可以
  做到这一点。
5.一般是不会自燃的,除非这一温度保持数分钟之久。在
  这种情况,弹膛温度可能会达到180-200°C,这就是轻
  武器发射药的点火温度了。但铜弹壳还会提供良好的隔
  热作用。
6.磨损是由弹头和弹膛的磨擦引起的膛内金属表面的逐渐
  磨去。烧蚀则是由灼热的高压发射药气体将枪膛表面的
  微粒冲出膛外。
7.当高压的灼热气体被迫穿过微小的间隙时会引起冲刷烧
  蚀,在那里的枪膛表面很可能熔化。
8. 同时采用强制对流,并且使各散热片之间的热幅射降到
  最小。
9.膛内镀铬或采用其他硬质衬管并同时采用更换枪管的办
  法。其他办法则可能使武器变得太重。
10。以火力压住敌人使其不能抬头并难以实施机动。对于15
    米正面的敌人阵地,每分钟至少应有60发子弹才能取
    得这样的效果。
    第五章    
1.一群射弹对于其平均弹着点的平均偏差量叫品质因数。
  英国7.62X51毫米枪弹在500米距离上的品质因数验收
  最低标准为8英寸。
2.发射速度太快,  由枪管过热而使磨损加快;  口径太小
  (小于5毫米);缩小缠度。
3.枪口由于枪管金属软化而下垂,它会引起平均弹着点偏
    下。
4.由于误差角较小,可以缩小瞄准误差。
5.保持初速一致能提高弹道的密集度,并从而提高射击精
  度。办法是尽量保持弹膛压力的一致。
6.初速大弹丸在膛内停留时间短,弹道低伸;初速小弹丸
  在膛内停留时间长,弹道弯曲。
7.武器、弹药和射手。
8.枪的重心偏离枪膛轴线;枪在射手肩上的支承点偏离后
  坐运动的轴线。
9.要能精确地重新安装;安装牢固;对射手的眼睛有最合
  适的高度和偏置量;有归零装置。
10.不论在大规模战斗中还是在内部安全保卫工作中,都可
    能用来攻击单个人员目标。当可供使用的轻武器数量较
    少时,使发射的子弹都能起应有的作用。提高射手的自
    信心。
    第六章
1.其一是与轻武器的基本任务紧密相关的;其二是使它能
  完成另一种辅助性的任务。
2.向后折回的冲击波,对射手的眼睛造成危害。
3.发射火光和响声。
4.利用膛口火药气体偏向上方的力量,使膛口向下偏,从
  而减少自动武器弹着逐渐上偏的趋势。
5.增加携行负荷;装上发射器就不能遂行其基本的射击任
  务;可能需要专用的子弹来发射。
6.在枪榴弹上装上尾翼,并在发射套管上装上瞄准具。
7.使实弹穿过枪榴弹并利用发射药气体推其向前运动,或
  者在枪榴弹上装上弹头收集器。
8.用以粉碎训练弹的弹头,这种弹头是为保持武器能进行
  正常的动作循环所必需的。
9.圆锥形消焰器,以及从膛口向前伸出的杆状消焰器。
  10.作战方式的改变已使它不怎么使用了。小而轻的武器也
    不大适合于安装枪刺。
    第七章
1.便携性和迅速重新装弹能力与持续射击的能力相比,是
  否更为重要。
2.优点:高度较低,偏离瞄准线。
    缺点:改装困难,弹簧要克服重力的影响,长弹仓会与
    地面相碰,并限制武器向下方的活动。
3.弹匣、弹鼓和弹管。
4.不散弹链和散弹链。
5.告诉射手需要更换弹仓,提高换弹仓的速度,避免自
    燃,使武器很快冷却下来。
6.枪上部件驱动;弹簧驱动;以及外力驱动。
7.固定式,杠杆式,以及撞杆式。
8.阻铁槽是发射机构上的一个缺口,而击发阻铁则是板机
    机构上的一个凸出部。击发阻铁卡入阻铁槽使发射机构
    处于待发状态。击发阻铁脱离就进行击发。
9.重新装弹更快和更容易。散热更快并能防止自燃。射击
    精度相对来说是一个较为次要一点的因素。
10.退壳和抛壳。
    第八章
1.(1)闭锁间隙是枪机端面与子弹壳上某一特定点之间的
    距离。这一点对有底缘和无底缘子弹来说是不一样
    的。
    (2)闭锁间隙过大,可能会由于保险装置阻止击锤解脱
    而造成不能击发;或者由于弹壳底部得不到支承,
    而引起弹壳肩部或接近弹底部位的破裂。
2.枪机后坐式武器的枪机是不与枪身或枪管闭锁的。但要
    注意混合式中也有利用枪机后坐作动力而闭栓击发的武
  器的。
3.有润滑用的槽,以使初始抽壳容易抽动。
4.它们的枪机较重,在扣动板机后就向前运动了。击发时
  间是较长的,在此期间枪的重心位置会改变从而影响瞄
  准位置的摆动。
5.与短后坐武器不同,长后坐武器在枪管重新向前运动之
  前,任何动作循环都是不进行的。
6.小口径武器(7.62毫米以下口径)的动力不够,因为它
  们的装药量较少,而只有1%的发射药能量会转换成后
  坐力。
7.(1)烧蚀作用;
  (2)碳化物污垢;
  (3)开锁速度。
8.发射速度下降,弹壳可能不能顺畅地抛出。
9.管退式。其他方法可能会将过多的发射药气体排入乘员
  舱。
10.后坐力的能量只用于打开枪机,不足以推动整个动作循
    环。动作循环所需的能源来自枪机后坐。
    第九章
1.(1)发射前:在子弹可靠地进入弹膛前,阻止击发,以
    及防止不慎扣动板机的偶发火。
    (2)发射后:在火药气体压力很高时,支承住空弹壳不
    使退出。
2.(1)阻挡击针或撞针击发;
  (2)使击针或撞针的轴线与底火不在一直线上;    
  (3)使击锤不能触及撞针。
3.(1)减少高压气体(采用低能量弹药);
  (2)减少高压气体存在的时间(缩短枪管);
  (3)延长空弹壳抽出的时间,直到压力已降低时再抽
    壳。    
4.减少偶发火的危险,使射手只有在射击前那样紧握握把时
  才能击发。
5.保险以后,发射机构就不能工作了。
    第十章
1,对飞机射击要求很高的射速,对装甲车辆射击则要求很
  高的射击精度。
2.装甲目标的装甲板越来越坚固;弹丸穿透了装甲板但没
  有使其丧失战斗力;要求破甲后效。
3.无壳弹。因为安装机关炮的武器系统内的空间有限,以
  及为了降低成本。
4.提高发射速度;采用多管炮;发射子母弹;使用侦察和
  指挥装置。
5.榴弹,穿甲弹,穿甲燃烧弹,脱壳穿甲弹,双用途炮
  弹,以及训练弹。
6.杀伤威力是第一位的(不求毁歼,何必射击),因此口径
  要大些;为了毁歼,必须命中,因此射击精度要高,所
  以不采用自动连发方式。
7.毁歼点目标,一般为飞机、车辆或船艇。
8.因为体积小能容下的炸药量有限;弹壁的厚度问题;引
  信不能做得很大,却要求有很高的效率。
9.不论是要求用榴弹或是用穿甲弹射击的目标,都能取得
  一定的效果。
10.可变供弹机构,可以很快地改变射击时所需的弹种。

本册完



需要再多一点运气啊






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