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小小的“膛线”,大大的“学问”

2020-06-17  liying078...

膛线(英语:Rifling,也叫来福线,来福枪即来自此名字)是现代炮管及枪管的管膛内壁上被锻刻加工出的呈螺旋状分布的凹凸槽,可使子弹在发射时沿著膛线作纵轴旋转,产生陀螺仪效应稳定弹道,因而能更精确的射向目标。

膛线下陷中空的地方称作阴线或阴膛,凸起部分称为阳线或阳膛,枪支的书面口径通常指的是一条阳线与其正对面的另一条阳线间的距离,因此子弹弹头的直径通常大于枪支的口径。

【膛线由来】在15世纪已经有使用膛线的纪录,首次大规模应用是在约1500年德国的扳机击发火绳枪,到18世纪才真正普及。

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如果枪膛内有膛线,弹头就会在穿过枪膛时产生纵轴自转,使弹头出膛后螺旋转动飞行,通过陀螺仪效应保持角动量守恒增加弹道稳定性、有效射程和终端杀伤力。在以前,线膛武器是不能使用尾翼稳定弹药的。但是弹药技术的提高(滑动弹带、改进型弹托等技术)解决了这个问题。

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它的原理其实很简单,弹头在膛线的作用下旋转,这与高速旋转的陀螺运动原理是一样的。弹轴相当于陀螺轴,弹道切线相当于垂直轴,弹头飞行中的张动角相当于陀螺的摆动角,弹头的质心相当于陀螺支点,空气作用于弹头上的翻转力矩相当于陀螺的重力偶矩。当弹头在膛内运动时,膛线就迫使它高速旋转,并且在翻转力偶矩的作用下,除自转外,还以其质心为中心绕弹道切线作圆锥运动,使弹轴与弹道切线始终保持很小的摆动角,(弹道学上称为张动角)而不至于翻倒,从而保证了弹丸的稳定飞行。

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膛线可以主要分为两种,分为阳膛线与阴膛线两种设计,大砲主要使用阳膛线,携带式枪械主要使用阴膛线,阳膛线加工上较困难,膛线没有一个既定数目,2、4、6、8条甚至于更多,但一般常用的有:4(手枪、步枪等)、6(狙击步枪等重视精度的枪械)、8条(机枪),另有简化版武器只使用2条膛线(比如二战英国的斯登冲锋枪和美国春田M1903简化版步枪)。膛线根据旋转的方向可分右旋、左旋(从射手方向看去),右旋膛线比较普及;虽然膛线的的数目没有一个既定标准,不过深度只能在固定的范围内;膛线按截面形状分为矩形膛线、梯形膛、弓形膛线、圆弧形膛线、多弧形膛线、多边弧形膛线等。早期黑火药时代膛线普遍比较浅(因为黑火药残渣多,并且使用铅弹头),后来产生多种膛线,当今比较流行多弧形膛线、多边弧形膛线等优质膛线,可以提高武器精度和初速,并减小火药烧蚀提高寿命。

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尽管多边形膛线很早就出现了,但是在19世纪末线状无烟火药弹药刚出现时就已经很少使用。多边形膛线的原理最早是在1853年由著名的英国发明家约瑟夫·惠特沃思爵士提出的。当时惠特沃思正在试验在火炮上应用六边形炮管,并且在1854年申请了专利,但是英国军方在1856年拒绝采用他的设计,惠特沃思因此转而将设计应用到了步枪上试图取代当时服役的1853式恩菲尔步枪。

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第二次世界大战期间,德国为了能够快速生产大量可靠耐用的枪管而开始批量使用新发明的冷锻法,多边形膛线又重出江湖出现在MG42机枪上。二战结束后,许多德国的军火商还在继续推出有多边形膛线的枪械,比如莱茵金属的MG3通用机枪,以及黑克勒&科赫的G3A3自动步枪、SL7半自动步枪和著名的PSG-1半自动狙击步枪。许多以手枪设计著名的欧洲公司,比如黑克勒&科赫、克拉克、乌尔斯基·布罗德、华瑟等,都推出了多边形手枪管,使得多边形膛线的设计开始变得更加多样化。

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多边形膛线的支持者宣称其对比传统膛线,所具有的优势有:枪管结构的一致性和强度更佳,对应力集中效应的疲劳极限更高;枪膛气密性更佳,更高的子弹初速;对弹头外形的压划形变更少,更高的外弹道精度;膛线磨损更轻,更长的枪管寿命。因为多边形膛线对弹头的接触面更大,如果使用无背甲的铅弹头,铅粉更容易涂抹囤积在膛壁上,因而增加膛壁的摩擦系数和发射时的膛压,使得理论上的炸膛风险更高。虽然没有任何实际依据证明是否所有的多边形设计的积铅率都高,推广多边形枪管最为积极的克拉克公司出于谨慎已经公开告知用户避免使用裸露的铅弹头

最后说一个大家都能明白膛线作用的事儿,膛线的其他应用就像人类的指纹,每一支枪都有其独特的膛线,因此鉴证人员可根据子弹发射后弹头上被膛线削出来的线进行鉴证工作。

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