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[枪管的灵魂]膛线

 昵称16086131 2016-01-25
      在英语里,步枪原来叫“musket”,并不是“rifle”,只是后来枪管出现膛线后,为了区别于原来的滑膛枪,而将带膛线的步枪称为rifle,即线膛枪,在我国也被称为来复枪,随着滑膛枪逐渐退出历史舞台,步枪的原有称谓“musket”已很少被人使用了。
      俗话说,弹道无痕,枪炮有线。膛线是现代步枪的重要组成部分,说膛线是枪管的灵魂,一点也不为过。膛线赋予了弹头旋转的能力,使弹头在出膛之后仍能保持既定的方向。如果没有了膛线,枪弹要想打得远、打得准几乎是不可能的事。
      线膛枪的历史
      早期步枪发射的子弹基本上都是球形铅弹,射击间隔时间长,射击精度也差,一般在70-80米距离以外要能打到敌人是很困难的。当时如果有人说能打中80米以外的敌人,周围的人就会说,那你可以去打月亮了,意思是说在80米以外打中敌人和打中月亮的概率是一样的。所以当时的步枪手都是排成整齐划一的队列向前行进,然后一起向敌方开火,以增大命中概率,相当于压制武器。
      早在十五世纪,德国人就已经发现膛线的作用。但是对前装枪而言,为了实现可靠闭气,一般弹丸的直径要比枪管的直径略大,装填起来非常费力。来复枪手甚至要带上木槌,敲打送弹棍才能将弹丸送到枪管底部。由于未解决装填问题,线膛枪一直未能得到应用。
      直到1847年,法国人劳德·爱迪尔内·米涅研制出了米涅枪弹,两年后与另一名法国人亨利·古斯塔夫研制了发射米涅枪弹的前装线膛步枪,这才解决了线膛枪的装弹问题。当时米涅是法国的一名陆军军官,在非洲作战过程中发现,尽管法军的步枪在工艺上要强得多,但性能上和非洲人使用的步枪相比并没有多大优势。因此他决定对法军的滑膛枪进行改进,既能让子弹转起来,又能解决线膛枪的装填问题。经过反复设计和试验,终于研制出了可以用线膛枪发射的米涅子弹。米涅子弹为圆头柱状铅弹,弹体周围刻有螺纹以配合膛线。射击时,在火药燃气的作用下,子弹尾部膨胀,既可以实现闭气,又能与线膛作用,使弹丸产生旋转,射程和精度大大提高。由于这种子弹比步枪口径略小,可以很轻松地用推弹杆推入枪膛,大大提高了射速。米涅枪弹的出现,宣告了线膛步枪做为步兵主战装备时代的正式来临。美国南北战争期间,大量的恩菲尔德滑膛枪和斯普林菲尔德滑膛枪被改造成线膛枪,用来发射米涅枪弹。由于射程剧增,达到了300米以上,造成大量的士兵死亡和截肢,中枪者无不悲惨至极。日本明治维新时期,维新派从英国购入了1800支米涅步枪,多次打败幕府军,加速了德川幕府的灭亡。
      尽管这种米涅步枪仍然是前装枪,但是对线膛枪而言具有里程碑作用,米涅步枪也因此被称为线膛枪的鼻祖。19世纪60年代末,米涅步枪被后装枪所替代,这也标志着前装枪时代的终结,此后英语里“rifle”正式开始代表步枪。
      膛线的作用
      膛线对弹头的运动起着重要影响。线膛长度和弹头初速有关,缠度决定飞行的稳定性,膛线的断面形状、深度、条数又关系到精度和枪管的寿命。因此,膛线的设计对枪械至关重要。对膛线的主要要求是:能密闭火药气体,可靠地导转弹头,具有较低的最大膛压,保证射击精度。
      膛线随口径的增大而增多,多为偶数:手枪、步枪一般为4、6条,大口径机枪一般为8条,狙击步枪由于对精度要求较高,膛线的数量会多一些,比如,M16步枪的膛线数为6条,巴雷特M81A1就有12条。膛线的数量和深浅是相互关联的。为了确保足够的导转面积,膛线浅了,相应的数量就要增加:反之,膛线的数量少了,深度就要增加。膛线按旋转的方向可分右旋、左旋,二者的区别在于形成的偏流方向不同。习惯上,右旋膛线比较普及,也有的说法认为右旋膛线便于右撇子射手使用。
      枪管的膛线根据横断面形状可以分为矩形、梯形、圆形、弓形、多弧形和多边弧形等。早期受加工条件的限制,膛线的形状大多采用矩形或类似矩形的结构。但是矩形膛线不利于弹头的嵌入,闭气性差,易受高温、高压火药气体的冲刷,也不便于擦拭和保养。可以说,判别早期线膛枪优劣的重要标杆之一就是膛线设计和加工的好坏。为了改善矩形膛线的问题,有些步枪开始采用梯形膛线,弹头的嵌入容易了很多,如曼利夏步枪。到了20世纪初,圆形膛线也开始被采用。它的阴阳线之间用圆弧过渡,改善了梯形的缺点,擦拭也较为方便,日本的三八式步枪用的是弓形膛线,实际上也是圆形膛线的一种,只不过阴线的圆弧半径小于阳线的半径。
      随着加工技术的进步,现代步枪多采用多弧形和多边弧形膛线。它由相切的大小圆弧组成,与矩形膛线相比,阳线要宽得多,形状为圆滑过渡,便于擦拭保养。更主要的是,这种形状的膛线容易镀铬,且铬层不易脱落,对弹丸的磨损也小。
      枪管膛线的加工方法
      枪管膛线的加工方法很多,主要包括机械切削、电解法、冷挤压成形和锻造法等。
      机械切削法 也称拉丝加工法,是采用专用的机械刀具,膛线经一次或多次切削而成。
      电解法 是用电解液导电使金属在电解液中进行电化学反应,在枪管的内表面上电解出膛线。
      冷挤压成形
      先将枪管钻一个比直径小的孔径,然后上面用高硬度模头将枪管挤出阴膛线和阳膛线。
      锻造法 用机器在枪管外锤打,依靠和内部的芯棒相配合,从而锻造出膛线。第二次世界大战末期,德国的AL-KETT公司首先采用R100型冷锻机用于枪管膛线的加工,此后奥地利的GFM公司开始用偏心轴式冷锻机锻造出了枪管的外形、弹膛和线膛,枪管加工开始进入到冷锻时代。现在国际上大多数的枪管都采用冷锻方式进行加工。
      由于工艺水平的原因,我国在枪管膛线加工工艺方面一直很滞后。80年代曾经从国外进口过3台冷锻机,用于枪管加工,但是由于种种原因一直未使用。95式步枪采用4条膛线,也是因为工艺的问题。国内有关单位曾做过试验,采用传统的加工方式,膛线越多,精度反而更差,主要是加工误差导致的。随着现代枪械对精度的要求越来越高,传统的加工方式已难以满足要求。从21世纪开始,国内枪械生产单位也开始大量采用精锻工艺来进行枪管和膛线的加工,加工精度有了保障,为进一步提高枪械精度创造了条件。在95-1枪族研制过程中,膛线也与美国的M16步枪一样,采用了6条膛线。

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