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95

 天选小丑 2018-11-15

最近几天,一直有几位小粉红读者在不同平台发私信问候笔者;大意是说怎么就你聪明,就你知道中国枪械那么多问题,包括官办杂志在内的各路主流媒体不知道吗?为什么他们从来不提?

既然这几位小粉红读者在私信中问的是国产枪械问题,特别是强调称”千锤百炼的95-1步枪“;那笔者就拿95-1步枪的热散问题来举例,不然对不起这几位读者的热情。

国产枪械很多问题——乃至于是一些很低级可笑的问题,很多懂行的体制内媒体人当然知道。但在多数情况下他们不方便讲,即使是提到也只是轻描淡写的旁敲侧击;不是深知此中来龙去脉的人,根本感受不到痛点和笑点被暴击的效果。

兵器知识2017年第8期对朵英贤院士的采访《弹是定心丸》,重点讲解95-1步枪的”热散“和弹荒问题。记者在采访结束时,突然提出一个关于“热偏”的提问,并将之称为“热散的老大哥”,看似平淡无奇,但笔者读到那里就忍不住笑了出来。这实际上是采访者逼着朵英贤院士,自己否定自己整篇采访中的核心观点。

朵英贤院士一直重点强调,95-1步枪“热散”问题——连发后精度急剧恶化,是由于新通用弹的弹头加重(4.55克)引发,而枪弹的关键则在于发射药不稳。并进一步表示只要把原来弹头较轻(4.15克)的步枪弹换回给来,问题就一定能解决。

朵英贤院士文章中的95步枪热偏示意图

然而在发射轻弹头的95步枪上,早就存在一个关联性极高的问题“热偏”——连发后枪械的平均弹着点出现显著的偏移,而且散布面积明显加大——只是并没有后来的95-1步枪那么严重。

这是困扰95步枪性能的重要病症之一,也是2004年提出95步枪改进计划(即后来的95-1步枪)时,规划过程中的重点改进方向。只是它不同于增添空仓挂机功能、降低瞄准线等改动那样显眼,也不是什么光彩的事情,故而很少被人提起。

瞄准基线高不高,反正95和95-1只能对一个

95步枪加瞄后基线过高,射手额外加装腮垫

类似于2002年朵英贤院士发表文章《若干步枪结构随笔》,称空仓挂机设计是老式步枪的特征,某些步枪保留空仓挂机功能是“返祖现象”;朵英贤院士在2006年也发表了文章《步枪'热偏'试验法质疑》,表示士兵在战场上的连续射击顶多打30发子弹左右,再多就有自身生存的问题,因此热偏性能不重要,不值得投入过多财力人力。

当时95步枪已经打了几十万发子弹用于研究热偏问题,但始终无法有效根治。在没有真正明确性能缺陷的内在机理、并形成针对性的设计改进措施的背景下;95-1步枪上发射新通用弹,由于弹头加长、加重,对枪管的冲击、摩擦和烧蚀作用都比95步枪要更强。由此带来的必然结果,就是热枪状态下的弹道不稳定现象被严重加剧。

右边四个都是5.8弹,机枪弹最长最重,通用弹次之

这就是95-1步枪“热散”现象的由来,也是记者在提问中强调“热偏”是“热散”的“老大哥”的原因所在——不动声色之间,就隐晦指出早在95上,就有热枪状态性能恶化超标的问题在。对此朵英贤院士回应称,热偏主要是国内钻小口径枪管钻不直所致,引进国外设备后已有所缓解。

中北大学的公开论文《射击温度场对枪/弹相互作用及射击精度影响研究》披露,95步枪在热枪状态下的散布半径是冷枪下的1.4倍,95-1步枪则高达3.9倍——散布面积增大到超过15倍之多。

图:南理工大学测试95-1步枪

注意:论文排版限制,两照片大小比例并不一致

南理工大学公开论文《某自动步枪冷热枪状态分析与研究》中给出了更详细、但稍微好看一点的实测数据。95-1受测样枪在冷热枪状态,全散布圆直径分别为18.6厘米、66.2厘米(3.6倍);冷枪状态下精度与M16A2等西方主流突击步枪比差距较大,但已和88式狙击步枪相当;热枪状态下的散布面积,急剧加大到原来的近13倍。

常规枪炮(无制导弹药)的精度控制,可以用差之毫厘谬以千里来形容;随着子弹飞行距离的加大,各种因素的干扰效果都会不断累积放大——特别是这些因素之间还极易相互耦合,形成1+1远大于2的强化效果。

5.8发射药确实有问题,但不全是它的问题

对于热偏、热散,制造工艺不佳(比如钻不直小口径枪管)、发射药的燃烧性能不稳定(比如5.8枪弹一直存在膛压波动幅度大的问题),这些朵英贤院士提出的原因当然都是存在的。但这些既不是完整的原因,也不是最根本的原因。

对主流型号的步机枪,一发枪弹打出去,弹头的动能大概是总发射药燃烧释放能量的近1/4左右;过半能量被高速喷出的燃气带走,剩下的全都通过热传递、摩擦等方式变成了枪管的升温。

随着温度的升高,枪管钢材在不断膨胀变形,强度和刚度都在不断下降;这将导致一系列因素的改变——比如膛线对弹头的约束效果变了,弹头的变形嵌入和局部熔融磨损状态也改变了,弹头旋转过程中对枪管起到的扭转变形效果变了,枪管本身的振动特性也变了,等等等等。

枪管打红消声器打爆

只有对热状态下的这些变化特征(比如扭转变形是如何改变的)、以及形成变化的基础因素(比如材料配比、热处理、膛线设计和工艺路线)、彼此之间的内在机理联系,具备了非常广泛、深入、细致的研究基础;枪械的设计者才能在处理热偏、热散时,能够高效、直接、准确的找到病因所在,并进行有效的纠错设计。

中国枪械最落后的是设计水平,不是制造水平

更进一步来说,最终的性能设计必须是全局性、系统性的。在精度的系统性设计中,还必须考虑到由于发射药造粒工艺(各种状态下的燃速快慢是否稳定)造成的膛压波动、膛线加工误差等干扰因素,通过调整设计给予最大的容错能力。没有深入扎实的基础研究,这一切都无从谈起。

从最根本的角度来讲,国内在枪械力学的基础研究上太薄弱、太差劲了。热偏、热散——或者本质上说,热枪状态下的弹道不稳定问题,实际上从建国以来就从没消失过。比如74式轻机枪——还是本身就强调连发射击能力的机枪,在射击99发弹以后,热偏就能达到60-70厘米。

74式轻机枪

在涉及到枪管力学基础研究的方面,国内长期以来,没有任何可以进行准确定量计算的设计规范和理论指导——95步枪设计就是在这个基础上展开的。直到90年代以后,国内才出现能求解枪管上任意一点的瞬态响应(应力应变、速度、加速度)的径向振动二阶微分方程相关论文——还是那种简单转抄国外资料的水职称的论文,中国的枪管动态力学研究,算是在理论层面获得了从无到有的突破。

而直到今天,不只是热状态下,实际上全部枪弹在枪管内运动的枪/弹交互过程,其详细、深入、定量的力学研究在国内都是全面空白。就是在受影响最大的狙击步枪发展上,2015年南理工公开论文《狙击步枪弹/枪相互作用问题研究》中披露的研究进展竟然是:

“目前我国主要有208所、中北大学与南理工大学三家单位对狙击步枪开展过研究,主要从理论上开展发射机构的动力学研究、结构优化研究与降低后坐力研究,并未涉及弹头发射过程,也未深入到弹/枪相互作用机理方面的研究。”

南理工大学2016年枪管寿命技术公开论文

枪管力学和弹/枪匹配在基础领域研究上的缺失,不仅导致了国产枪械精度差且不稳定,同样也是寿命制约的瓶颈关键。任何一个有基本学术辨识能力的人,都不会否认这点;但直到2010年之后,中国的枪械发展研究,依旧功利而鼠目寸光。

再把话题说回上文提及的采访。一系列的院士采访中,曝光出来的中国枪械行业发展风气的两个严重的问题:

第一:任何问题,最后都一定会被归结到国产材料不好,国产加工设备不好,国产发射药不好,这不好那不好,但枪械设计本身一定是世界先进的,欠了什么功能也是那种功能不实用、不需要——就算后来加上了,也要辩证的看问题。

第二:很多业内或者相关行业人士,其实什么都明白,但是谁也不愿给自己惹事,大家一团和气。这种人无需多说,大多数人在青少年甚至童年时代,都被父母、亲朋长辈教育过,体制内吃公家饭的成熟社会人是什么样的:

平时人畜无害笑脸相迎,人缘好交际广,真得罪了轻飘飘一句话就能坑死人。只是——如果天下都是这样的聪明人,什么事情 都是这样的态度,那结局将会是怎么样呢?这个世界上总该有人站出来说,那皇帝其实没穿衣服的。

枪械设计上投机取巧心态之重,中国在各大国中绝无仅有

更何况,主流媒体内的人也是良莠不齐的。比如一些小粉红军迷的精神支柱,其实是不学无术到连分贝都能当成重量单位的蠢货;别说去分辨业内人士的推脱之言、迫使业内人士讲真话,就连别人想给他吹嘘下自家产品的性能,他都听不懂好在哪里。

中国的枪械水平、特别是真实的设计水平到底怎么样,最终极大的取决于基础研究水平的好坏。基础不牢,地动山摇;方向不清,定量不准,既不知其然、更不知其所以然,纵是说得好听千锤百炼,终不过是长期在低水平范围反复扑腾。

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