造枪

​工业革命前的漫长时代里，枪械制造和其他所有机械一样，都是小作坊生产体制。十九世纪早期，枪管依然是枪匠一锤一锤锻打出来的。枪匠把一米来长、十厘米宽的铁条分段烧到红热，反复敲打，一点一点卷到一根圆棍上，直到整根枪管成型。

不仅是枪管，从枪机、铜扣件到木质枪托全都是手工制作的，需要耗费熟练人工的大量工时。当时制造一支步枪大致需要一个月左右，供军官、上流社会使用的高档步枪、豪华手枪要花费几个月甚至数年来打造。

一名枪匠很难同时掌握所有技艺，所以枪管、枪机、枪托、铜扣往往是由铁匠、钟表匠、木匠、铜匠分别在各自的作坊里制造，最后由枪匠统一组装。

枪匠们靠手艺养活自己，虽然致富的并不多，但比农民收入明显高很多，温饱小康无忧。在这种情况下，枪匠们只要提高产品的质量和可靠性就够了，枪械档次越高、工艺越精美，附加价值就越高，枪匠赚得就多。整个枪械制造业缺乏发明创新的动力，因为任何一项尝试都会花费时间和成本，都会有失败的风险，这对于手工业生产者来说是难以承担的。与其他产品一样，前工业时代枪械的创新速度很缓慢，某一些创新还是由贵族、富户而非枪匠主导的。

此外，不同行业的手工作坊有不同的传统和行规，枪械零部件作坊之间很难协同创作新产品。即便枪匠制造出了博人眼球的新产品，产量跟不上，也完全无法形成更高的利润。正因如此，燧发步枪在200多年间没有发生太大的变化。

手工制造带来的另一个问题就是制造公差。手工部件都是非标准件，零件难以互换，备用件的概念是不存在的。如果第一支枪的击锤坏了、第二支枪的火镰夹坏了、第三支枪簧片崩了，士兵通常无法用三支枪的剩余零件组合出一把能用的枪支。军队需要配备随军枪匠，帮助士兵修理和维护步枪。甚至在战场上，枪匠也需要在阵地后方进行紧急抢修。

在手工体制下，枪械越复杂越难以制造、越容易损坏、越难以修理。其实无论福赛斯的香水瓶还是乔舒亚·肖的火帽，都只是简单的更换已有燧发步枪的击发部分。更复杂的武器机构在工业革命前是难以普及的。

十八世纪中后期，工业革命爆发，机器生产逐步代替了手工生产，工厂代替了工场。1800年前后，美国的工业革命如火如荼，诞生了许多新的工艺和方法。

伊莱·惠特尼（Eli Whitney，1765-1825）是美国第一次工业革命的灵魂人物。他是发明家、机械工程师和企业家，被认为是美国历史上最伟大的创新者之一。惠特尼出生于马萨诸塞的富裕农民家庭，年轻时属于特别追求上劲的类型，边打工边求学，毕业于耶鲁大学，斐陶斐荣誉学会 优等生。他平生最突出的两大成是发明了棉花轧棉机和推广可互换零件的概念，这两大成就一个引发了美国内战（大刺激了南方种植园黑奴的需求，激化了南北方的经济和政治矛盾），另一个决定了北方获胜的结果（大幅增强了北方工业和军事实力），可以说在一定意义上推动了美国的历史。

一般认为，惠特尼的可互换零件概念大幅推动了枪械生产技术，进而推动了整个工业进步。探究有记录的史实则可能会让不少人大跌眼镜。

可互换零件概念并不是惠特尼提出的，考古发现，秦国弓弩的悬刀弩牙（扳机和弦钩）已经实现了批量生产和可交换。1760年代，法国“炮兵之父”格里博瓦尔（Jean-Baptiste Vaquette de Gribeauval，1715-1789）也提出了火炮标准化和零件可交换。惠特尼的贡献似乎在于推广了可交换零件概念，启发了后来的美国枪械制造业。

说起来，惠特尼涉足枪械制造业是无奈而为之。他1793年发明高效的轧棉机，1794年获得了专利，但由于美国1793年《专利法》的漏洞，其专利权直到1807年才实际生效。由于结构简单，轧棉机的仿制者众多。惠特尼原本希望通过经营轧棉生意牟利，可惜生产的机器数量有限，专利诉讼又花费了大量资金和精力，最终获利甚微。到1798年，惠特尼在纽黑文的棉花加工厂遭遇火灾，惠特尼几近破产边缘。

其时欧洲局势混乱，法国大革命已经掀起了几轮高潮，第一次反法同盟被冉冉升起的拿破仑打败。美国与英法各国有着千丝万缕的联系，很有可能会加入战团。美国战争部开始扩充军备，其中1798年曾发出一笔1万支步枪的紧急订购合同，要求1800年年底前全部交货。

惠特尼之前从未接触过枪械生产，但这笔买卖利润颇丰。惠特尼颇有手腕，利用自己耶鲁校友的身份争取到了当时财政部长奥利弗·沃尔科特（Oliver Wolcott, Jr.，1760-1833）的支持，还拿到了国会的生产奖金。合同签署后，惠特尼在康涅狄格州纽黑文郡的惠特尼维尔建立了枪械工厂。根据沃尔科特的建议，惠特尼提出将要设计出专门生产器械，制定标准化制造流程，让普通工人也能够分工生产不同的零件，取代传统意义上的枪匠。用这种工艺流程生产出来的零件尺寸统一公差标准，可以通用，相互任意替换。这个概念太有吸引力了，全面改善了战时武器后勤供应，是当时战争部梦寐以求的，得到了军官和政府官员的广泛关注。1801年，惠特尼公开展示了几支步枪之间的零件任意组合，引来一片喝彩。

可惜惠特尼没有成功，他不断声称为了实现大批量标准化生产，需要更多的时间优化生产工具和其机器，多次拖延交付日期，还将机器研发制造成本摊入了枪支价格。原定2年的生产合同，惠特尼整整用了11年才完成。更过分的是，他的步枪根本不能实现零件互换。

不少历史学家认为惠特尼并没有认真开展枪支生产，而是拿着政府的钱挽救他的轧棉生意。至于可交换零件概念，只是他拖延合同的借口之一。1801年的可交换零件公开展示完全是骗局和表演。惠特尼本人是个奸商、骗子。

无论如何，伊莱·惠特尼让可交换零件和大批量生产的概念深入人心，启发了后来的枪械制造者。各国军火生产商很快意识到，掌握了这项生产技术就掌握了枪械制造业的未来。经过1820到1830年代约翰·汉考克·霍尔和西缅·诺斯等人在哈珀斯费里兵工厂的尝试，到1840年代著名的罗宾斯和劳伦斯公司（Robbins & Lawrence Co.）真正实现了枪械大工业化生产。

机械化生产是美国工业革命最重要的部分，但不是全部。到十九世纪三四十年代，美国的工业革命基本完成，工业技术和经济实力达到了前所未有的水平。尤其在美国东北部地区，人口激增，出现了大量熟练的产业工人，也培养出了一批头脑灵活、思维活跃的技术人员、工程师、工业家、企业家。技术人员和产业工人的分工给产品大规模创新研发带来了可能，机械化生产方式、新的加工工艺给枪械制造业带来了巨大的发展空间，枪械帝国的黄金时代初现曙光。

直到19世纪早期，枪械的击发装置已经发生了不少变化，军用弹药也早已用纸包定装弹取代了分装弹药。然而几百年来从枪口装填火药和弹头的方式一直没变。当时士兵装填军用步枪需要经过繁琐的步骤：

1.左手持枪置于胸前，枪口倾斜指向左上。

2.右手向后按压机头，停在中间位置。这是个保险位置，无法扣动扳机，机头不会释放。

3.向前推开火镰露出药室。

4.右手从弹药盒中取出纸壳弹药,从顶部咬开纸卷。

5.将少量火药倒入药室，盖上火镰片关闭药室。

6.竖直枪身，枪口朝上，枪托着地。将纸包中的火药从枪口倒入，装药量通常是60-72格令 （3.9-4.7g）。

格令为英制计量单位，根据一颗麦粒的重量确定，一直以来都是美国枪弹弹头质量、装药量的常用计量单位，1格令=64.79891毫克=1/7000磅，约合1/15克。遵从习惯，文中将大量使用格令为单位。

7.将纸包连同底部的铅弹头一同塞入枪口，纸包起到了衬套的作用，且常常涂有油脂或蜡，一方面防潮，另一方面起到润滑作用。

8.从枪管下方抽出压弹杆，将铅弹一路推到膛底，压实。发射一定次数后，枪管内的黑火药残渣会让压弹逐渐变得费劲。

9.从枪管中抽出压弹杆，装回枪管下方。不遵守军令的士兵会直接把压杆扎在地上，如果是头部沾上的泥土，可能会影响后续装填。

10.举起步枪，右手向后按压机头到完全待击位置。

11.瞄准，扣动扳机，如果不出问题的话，步枪会击发。

步枪要不断地在肩上、胸前、地下移动，1米左右的压弹杆要来回抽插，射手很容易疲劳、出错。最优秀的射手在无干扰的情况下，可以达到每分钟4发的射速。普通士兵在战场上能保持每分钟2发的射速就已经非常不错了。

火帽普及后，装填动作得以简化，军士训练士兵是总结为9个步骤：

准备动作：枪落地，枪口朝上。左手扶枪，

1.取出子弹。

2.举到嘴边。

3.咬开纸卷。

4.装药装弹。

5.抽出压杆。

6.压实弹药。

7.插回压杆。

8.半扣击锤。扔旧火帽、装新火帽。

9.举枪上肩。

完成以上准备后，士兵可以随时扣满击锤击发弹药。火帽击发减少了向药室装入引火火药的步骤，步枪不用两次举起落下，在战场上明显减少了紧张感和失误率，但装填速度并没有得到本质的提升。

后膛装填是提升发射速度、提高装填可靠性的必然方法。最早的后膛装填枪械可以追溯到英王亨利八世时期（1491-1547年），其后发明的型号和结构多种多样，包括可拆卸弹膛、弹膛偏移、橛把开锁、旋转闭锁……囿于机械设计和加工水平，无论哪种结构都饱受火药燃气密封问题的折磨，可靠性都差，难以普及。

美国是世界上最早开始大批量生产和装备后膛装填步枪的国家之一。其早期后膛装填步枪发明人约翰·霍尔，以及后来协助生产的西缅·诺斯名声远没有伊莱·惠特尼那么响亮，但也是枪械制造乃至美国工业化革命的关键人物。

约翰·汉考克·霍尔（John Hancock Hall，1781-1841）是缅因州波特兰人，主业是经营木工厂和造船厂，本人痴迷于枪械设计和生产。1811年，霍尔获得了后膛装填步枪设计专利，开始小批量生产。霍尔步枪的设计思想很简单，弹膛前部可以上抬，装入子弹。当然，霍尔步枪也可以从枪口装填。

1814年，美国陆军军械部向他订购200支步枪，霍尔万分遗憾地拒绝了，因为陆军要求霍尔一年后交货，而霍尔每年只能制造50支。霍尔深刻意识到了工场手工生产的不足，而大规模批量生产，就不可避免的遭遇了公差问题。对于后膛装填步枪，公差将是影响燃气密闭性的致命问题。因此，霍尔提出了大批量生产的零件“一致性原则”，也就是用另一个名词描述了可交换零件概念。霍尔向军方抛出了这一生产概念，正和军方的胃口。1816年，战争部向霍尔订购了1000支M1819步枪，订购数量不多，有一定的试验性的意义，他们更关注霍尔是否能实现其宣称的生产方式。

霍尔雄心勃勃的抛下自己的产业，搬到西弗吉尼亚州国家兵工厂所在地哈泊斯费里。在那里，霍尔选中了合适的厂址——谢南多厄河上的弗吉尼厄斯岛。霍尔买下了岛上的一个水力磨坊，利用谢南多厄河驱动自己的生产机械。为了霍尔能够顺利完成工作，美国战争部雇佣诺斯到哈泊斯费里协助霍尔开展生产。

西缅·诺斯（Simeon North，1765-1852）是康涅狄格州米德尔顿市的农场主，经营一家水力磨坊。受自己的妻弟——钟表匠以利沙·切尼（Elisha Cheney）的启发，开始利用水力生产机械部件，并于1810年代发明了铣床，成为重要机械生产工具。1813-1816年间，诺斯接受政府合同，生产了2万支枪机可互换的手枪。当时的可互换零件是为了战场后勤和维修方便，而不是为了大批量高效生产。为达到可互换性，零部件最终还是需要手工精确打磨，其成本反而更高。但这个合同想战争部展示了诺斯使用水利机械的能力。

尽管有诺斯的丰富经验，霍尔依然足足花费了5年时间以及15万元的政府资金，才逐步完成了自己的生产系统。

霍尔的生产机械通过皮带传动装置达到了3000转/分钟，在当时是相当惊人的。丰沛的动力源足以驱动铸铁制造的加工机械，让新工艺成为可能。以往，金属车铣刨磨和大型部件加工需要大量熟练工人的密集劳动，现在只需要普通工人简单操作机械即可完成。

霍尔还发明了专用零件量具，用于测量零件公差，保证零件的装配性和可交换性。从驱动、传动、工具、工序到量具，霍尔的整个生产系统及其简单而又高效，后膛装填步枪的批量生产终于成为现实。

美国装备部曾经指派三人委员会检查霍尔的工厂。他们完全被霍尔的生产系统所折服，称其为“全新的轻武器制造体系，对国家有巨大的助益，投入大规模应用更是益处无穷”。军方继而大量定购霍尔步枪。

其实霍尔和诺斯也没有能实现现代意义上的流水线生产和可交换零件，但他们技术和方法很快通过哈泊斯费里国家兵工厂得以推广，不仅影响了枪械制造行业，也促进了钟表、成衣、制鞋、家用机械，特别是启发了后来亨利·福特的汽车制造。1840年代，罗宾斯和劳伦斯公司在霍尔和诺斯水力机械的基础上，建立了完整的可交换零件生产体系。军事工业走在了工业进步的最前面。

早期生产的M1819霍尔步枪为.525口径、32.5英寸（0.83m）枪管的基本型线膛步枪。1833年开始生产的霍尔卡宾枪改为滑膛枪，为便于骑兵使用枪管缩短到23英寸（0.58m），也是美国第一种火帽步枪。为了增加威力，1835年霍尔步枪口径增加到了.69。1840年卡宾枪使用了21英寸（0.53m）线膛枪管，同时启用了更高效的开膛杆，后来定型为M1842卡宾枪。西缅·诺斯负责生产的.52口径短卡宾枪进一步改进了开膛杆，成为霍尔系列的最后一个型号，称为M1843霍尔-诺斯卡宾枪。1820–1846年间哈珀斯费里兵工厂共生产了超过5万支霍尔步枪和卡宾枪。

霍尔步枪和卡宾枪的射击速度可以达到6-8发/分钟，远远高于枪口装填步枪。不仅如此，在米涅弹发明以前，霍尔后膛装填步枪是最容易装填的线膛枪。借助膛线的稳定作用，其精度和射程远高于普通滑膛步枪。

1820年代初，装备部进行了一次对比试验，一个连38名士兵分别用常规滑膛枪、前装线膛枪和霍尔步枪射击100码（91m）以外的目标，每种步枪限时10分钟。结果是：滑膛枪共发射845次，命中208发，命中率35%；前装线膛枪发射至发射了464次，命中164发；霍尔步枪发射了1198次，命中430发。后装线膛在射速和命中率方面显示出了压倒性的优势。

然而霍尔步枪并没有能够大范围取代滑膛枪。因为霍尔的设计方案以及当时的工艺都还无法满足弹膛密闭的要求，燃气会从弹膛和枪管之间的间隙喷出，这一方面减小了膛压，降低了弹头威力，另一方面也对射手的面部和眼睛造构成危险。

为提高威力，霍尔步枪的装药量从普通步枪的常见60-72格令（3.9-4.7g）增加到100格令（6.5g），口径也从最初的.525增大到.69。然而霍尔步枪的枪口初速依然比普通滑膛步枪低30%，100码距离的穿透能力只有滑膛步枪的1/3。此外，霍尔步枪加工复杂，成本高昂，价格为25美元，是普通步枪的两倍，军方也不远再多购买。

霍尔步枪终究难以成为美国军队的主力武器。不过后膛装填的优点已经深入人心，霍尔和诺斯的经验教训启发了很多枪械设计师，1830-1860年间一大批后膛装填设计开始逐渐走向成熟。