又輕又準(zhǔn)的秘密——解析Ultimax 100輕機(jī)槍的恒定后坐原理(中)
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注:轉(zhuǎn)載自槍炮世界(已獲得教授的轉(zhuǎn)載許可)

Ultimax 100式輕機(jī)槍最著名特點(diǎn)就是與同類輕機(jī)槍相比,它的重量最輕,但后坐力卻最低,在連發(fā)射擊時(shí)很容易控制,因此射彈散布密集,命中率較高。而如此突出的性能是得益于是詹姆斯·沙利文所采用的“恒定后坐”(Constant Recoil)原理。在他推出Ultimax 100機(jī)槍之前,沒人相信同口徑武器中重量較輕的槍卻比較重的槍有更高的點(diǎn)射命中率。
那么,究竟什么是“恒定后坐”呢?簡(jiǎn)單地說,就是把槍機(jī)的后坐行程加到特別的長(zhǎng)。

對(duì)于內(nèi)能源自動(dòng)武器而言,射手所感受到輕武器射擊時(shí)的后坐力,主要由兩部分組成:一是彈頭飛出膛口時(shí),由膛口高速噴出的火藥燃?xì)鈱?duì)槍管施加的反作用力;二是彈殼底部的壓力通過槍機(jī)和身管作用于整個(gè)武器,因?yàn)檫@些武器的槍機(jī)組后坐運(yùn)動(dòng)都是在撞擊機(jī)匣尾部(如AK等)或緩沖器(如M16等)時(shí)停止的,這時(shí)槍機(jī)組后坐的剩余能量就會(huì)傳遞到機(jī)匣上,使武器產(chǎn)生與彈頭運(yùn)動(dòng)方向相反的后坐運(yùn)動(dòng)。

采用恒定后坐原理時(shí),槍機(jī)組是在復(fù)進(jìn)簧的作用下逐漸減速,直到槍機(jī)組的加速度為0而停止運(yùn)動(dòng),此時(shí)復(fù)進(jìn)簧并沒有壓縮到最底部,因此槍機(jī)組的后坐能量完全被復(fù)進(jìn)簧所吸收,也不撞擊任何物體,因而恒定后坐緩和了武器發(fā)射時(shí)大部分的后坐沖量,射手所承受的后坐力并不是突然產(chǎn)生的撞擊力,而是緩慢、恒量的推力。


Ultimax機(jī)槍采用較長(zhǎng)的機(jī)匣和復(fù)進(jìn)簧,并采用開膛待擊(前沖擊發(fā))。當(dāng)射手扣下扳機(jī)時(shí),槍機(jī)開始向前運(yùn)動(dòng)并推彈進(jìn)膛,在機(jī)頭進(jìn)入槍管節(jié)套閉鎖的同時(shí),槍機(jī)組向前運(yùn)動(dòng)的能量通過槍管端面?zhèn)鬟f到槍管上,使武器產(chǎn)生向前和向下運(yùn)動(dòng)的力。在槍彈擊發(fā)后,槍機(jī)組向機(jī)匣后方進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng),通過復(fù)進(jìn)簧的形變而全部吸收了槍機(jī)組的后坐能量,只要射手仍在扣壓扳機(jī),那么槍機(jī)組則重新開始復(fù)進(jìn)并再次推彈上膛和擊發(fā)。因此Ultimax機(jī)槍在射擊時(shí)產(chǎn)生的后坐力有相當(dāng)一部分被復(fù)進(jìn)簧完全吸收,另一部分則必須克服前沖擊發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的武器向前和槍管向下運(yùn)動(dòng)的力。這樣,其連發(fā)射擊時(shí)就非常穩(wěn)定,后坐力極低。

國產(chǎn)的81式自動(dòng)步槍也是采用長(zhǎng)行程后坐來提高點(diǎn)射時(shí)的武器穩(wěn)定性,但81式自動(dòng)步槍的槍機(jī)組運(yùn)動(dòng)能量仍然會(huì)傳遞到槍上,射擊時(shí)槍托仍然會(huì)撞擊射手肩部,而Ultimax機(jī)槍在射擊時(shí)槍托卻不會(huì)向后“撞”,而只是緩慢、輕柔地向后“推”。所以恒定后坐并并不是簡(jiǎn)單地延長(zhǎng)槍機(jī)組的后坐距離,其關(guān)鍵是要使槍機(jī)組在后坐過程中不撞擊任何物體而停下來。

其實(shí)恒定后坐原理最初是由德國人在二戰(zhàn)期間發(fā)明的,沙利文只是重新發(fā)現(xiàn)而矣。Stg44的前期型號(hào)——具有現(xiàn)代突擊步槍雛形的MKb-42“沖鋒卡賓槍”就已經(jīng)是采用開膛待擊和長(zhǎng)行程后坐,該槍可以對(duì)遠(yuǎn)距離點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行很準(zhǔn)確的短點(diǎn)射。在1942年冬季,曾有一批MKb-42空投給一支被蘇聯(lián)人包圍的武裝黨衛(wèi)軍突擊隊(duì),他們憑借這種火力兇猛的新武器沖出了包圍圈。然而,德國武器局里面的那些抱傳統(tǒng)主義的官員卻強(qiáng)令設(shè)計(jì)師在其后續(xù)型號(hào)中改用閉膛待擊,目的是為了提高單發(fā)命中精度。不過恒定后坐用在閉膛待擊上也僅僅是連發(fā)射擊時(shí)首發(fā)的后坐力比較大,從第二發(fā)開始效果是相同的。當(dāng)沙利文通過調(diào)整攝影發(fā)現(xiàn)了這個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),而且還發(fā)現(xiàn)德國人并沒有給這種設(shè)計(jì)起名字也沒有專利保護(hù),于是他就把這個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)用到Ultimax機(jī)槍,并起名叫“Constant Recoil”,還申請(qǐng)了相關(guān)的專利。

二戰(zhàn)結(jié)束后,蘇聯(lián)進(jìn)行了一次輕武器選型并最終選中了AK-47突擊步槍,在當(dāng)時(shí)的對(duì)比試驗(yàn)中,卡拉什尼科夫的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一布爾金所提供的樣槍其實(shí)就是Stg44的翻版(但抄襲的罵名卻一直被卡拉什尼科夫背負(fù)著),但布爾金的樣槍并沒有抄得徹底,因?yàn)楫?dāng)時(shí)他和其他人一樣,根本不知道何為恒定后坐。而此后的30多年里,也一直沒有人知道恒定后坐,直到1970年代詹姆斯·沙利文在研究Stg44的時(shí)候才重新發(fā)現(xiàn)了這種后坐系統(tǒng)的妙用,取名為“恒定后坐”,并在設(shè)計(jì)Ultimax機(jī)槍時(shí)采用了與MkB-42突擊步槍相同的射擊系統(tǒng)——開膛待擊和長(zhǎng)行程后坐。開膛待擊的主要缺點(diǎn)是發(fā)射時(shí)槍機(jī)的移動(dòng)改變了武器的質(zhì)心,從理論上說閉膛待擊應(yīng)該更準(zhǔn)確,但輕機(jī)槍在戰(zhàn)斗中主要以連發(fā)射擊方式為主,不需要對(duì)遠(yuǎn)距離點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行精確的單發(fā)射擊,假如采用閉膛待擊,射手不得不利用戰(zhàn)斗間隙手動(dòng)掛機(jī)來加速槍膛的散熱和防止槍彈自燃。而采用開膛待擊系統(tǒng)則可以在射擊停頓期間就能自動(dòng)打開槍機(jī)散熱,也降低了槍管過熱導(dǎo)致槍彈自燃的機(jī)會(huì)。事實(shí)上,MKb-42的設(shè)計(jì)目的是優(yōu)先考慮以點(diǎn)射形式進(jìn)行戰(zhàn)斗的,盡管是突擊步槍的鼻組,但這確實(shí)是按沖鋒槍的使用要求來設(shè)計(jì)的減威力步槍。

Ultimax機(jī)槍極低的后坐力使射手無論是抵肩射擊還是腰際射擊都不需要花大的力氣去控制槍支的后坐或上跳,甚至在行進(jìn)中用單手射擊也輕而易舉。在全自動(dòng)模式下對(duì)多個(gè)目標(biāo)(包括移動(dòng)目標(biāo))進(jìn)行反應(yīng)射擊時(shí),Ultimax機(jī)槍的命中率高達(dá)8:1,即平均每打出8發(fā)子彈就有1發(fā)命中目標(biāo),高于M16;而當(dāng)使用兩腳架進(jìn)行有依托射擊時(shí),Ultimax的命中率更是高達(dá)2.5:1,遠(yuǎn)勝于M16。

不過恒定后坐的另一個(gè)特點(diǎn)是射速很慢,Stg44的理論射速約為550發(fā)/分,而Ultimax 100式輕機(jī)槍的理論射速最多也只有600發(fā)/分。這樣低的射速對(duì)于徒步戰(zhàn)斗的步兵來說問題不大,因?yàn)楝F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上已經(jīng)缺少密集的步兵隊(duì)形方便MG42這類高射速武器屠殺了,較低的射速能完全滿足壓制敵火力的要求,而且火力持續(xù)的時(shí)間可以更長(zhǎng)。但如果要安裝在車輛或直升機(jī)上使用時(shí),低射速武器的效果則比較低。因?yàn)樵诳焖僖苿?dòng)的載具上很難瞄準(zhǔn)射擊固定目標(biāo)或移動(dòng)目標(biāo),射擊機(jī)會(huì)稍縱即逝,這也是為什么美軍喜歡在直升機(jī)上使用M134?Minigun機(jī)槍,因?yàn)樵侥蠎?zhàn)場(chǎng)上發(fā)現(xiàn)低射速的M60機(jī)槍在直升機(jī)上的效果并不理想。所以Ultimax 100式輕機(jī)槍雖然是一支很好的步兵機(jī)槍,但卻不太適合在載具上使用。


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