(被遺忘的武器③)中國的無殼彈/槍系統(tǒng)研究
無殼彈是一種沒有金屬彈殼的槍彈,在射擊時彈頭飛離槍管,其余部分在槍膛內能燃燒殆盡,不需抽殼和拋殼,采用無殼彈的步槍即為無殼彈槍。無殼彈槍系統(tǒng)作為一種概念,對當時世界輕武器發(fā)展的影響是難以估計的。

歷史上早在19世紀初就曾興起過“無殼彈”研究熱,當時主要是為了簡化裝彈動作,提高射速。曾有人提出將發(fā)射藥和底火一起裝在紙殼中,發(fā)射后紙殼與發(fā)射藥一起燃燒,無需拋殼的設想,美國還出現了一種以錫箔為彈殼的整體彈,都可以被認為是無殼彈研究的早期嘗試。不過金屬彈殼問世之后,其固有的優(yōu)點使得它一統(tǒng)天下直到今天。但是,槍彈采用金屬彈殼后增加了重量,從而限制了土兵的攜彈量。為減輕槍彈的重量可有兩個途徑,一是采用小口徑槍彈,如各國目前裝備的小口徑自動武器:另一方面就是放棄彈殼,這就是無殼彈藥,采用無殼彈藥還有一個突出的優(yōu)點就是可以節(jié)約制造彈殼用的金屬原料。當然要在有著高初速和高膛壓的現代武器上發(fā)射無殼彈,難度非常大。

從50年代左右美國、法國、奧地利和澳大利亞等國,就開始了一系列的無殼彈試驗研究工作,但結果都不令人滿意,終于在1974年確認自燃問題解決不了而被束之高閣。1960年代,各國軍方對換裝小口徑步槍趨之若鶩,但當時的西德陸軍卻沒有隨波逐流,1969年4月聯邦德國國防部簽署由HK公司和諾貝爾公司合作研制他們認為,無論采用哪一種小口徑的步槍,其技術性能都無法擺脫傳統(tǒng)步槍技術水平與局限性,為此打算直接研制并裝備具有革命性的無殼彈步槍系統(tǒng)(G11)。幾經周折,終于在80年代初取得突破性進展,再將這一領域的研究工作推向高峰。1990年3月,德國聯邦防御技術采購局才宣布G11無殼彈槍系統(tǒng)的技術已達到裝備水平,在G11的促進下,美國又將HK設計的G11無殼彈槍系統(tǒng)納入到“先進戰(zhàn)斗步槍"(ACR)計劃之中,但1993年美軍宣布取消ACR計劃后,HK公司的無殼彈步槍裝備之夢再一次破滅。雖然最終G11由于種種原因沒有裝備部隊,但作為第一種達到裝備水平的無殼彈槍,其優(yōu)點是無可辯駁的。

無殼彈的技術難點在于槍彈自燃,由于普通金屬彈殼能吸收和帶走很多熱量,使彈膛升溫較慢,且在子彈入膛后又能在彈膛和發(fā)射藥之間起隔熱作用,所以很少發(fā)生自燃現象。而無殼彈發(fā)射時彈膛升溫極高極快,且子彈入膛后發(fā)射藥直接與彈膛接觸,結果當彈膛溫度高于自燃溫度時就會使子彈自行發(fā)射。因此,無殼彈技術的革新之處正是它的最大技術難題。


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不用羨慕國外設計者的聰明才智,其實70年代初我國也開始了最早的無殼彈槍研究,不過它是自發(fā)研究的。1970年10月,在當時的戰(zhàn)略思想“備戰(zhàn)、備荒、為人民”,"深挖洞、廣積糧、不稱霸”的指導下,由國內有關工廠和研究所聯合起來,開展了我國第一個無殼彈槍的研制工作。
最初擬定的戰(zhàn)術技術指標是:口徑7.62毫米,彈頭初速725-750米秒,彈道性能不低于56式7.62毫米普通彈,全彈重較56式7.62毫米普通彈減輕40%-50%,自動步槍全重不大于3千克,步槍連發(fā)射速為480-600發(fā)/分。槍的其余結構要適應彈的需要,具有實戰(zhàn)需要的安全性和勤務性。

沒過多久他們就拿出了樣槍。樣槍的空槍重3.8千克,打開槍刺,槍長1328毫米;槍刺折疊后長為1 023毫米,彈匣容量為17發(fā)。與此同時,還先后試制出了一萬多發(fā)無殼槍彈,全彈長為40.8毫米,重10克,彈頭重7.9克。


無殼彈槍系統(tǒng)研制的技術難點就是自燃,射擊同樣發(fā)數的彈,無殼彈的武器彈膛溫度要比有殼彈的武器彈膛溫度高得多。例如,在7.62mm自動步槍上射擊100發(fā)常規(guī)金屬殼彈,測出的彈膛溫度為340℃,而在7.62mm無殼彈槍上射擊100發(fā)無殼彈測出的膛溫為550℃,由此可見,無殼彈在這樣的環(huán)境中,自燃是絕對的,而不自燃只是相對的。問題是如何把握住無殼彈自燃的規(guī)律,使其能夠安全使用,這是無殼彈研究成功與否的關鍵所在。

還有就是無殼彈存儲的安全性和穩(wěn)定性、槍膛的密封,啞彈的排除等。技術人員首先進行藥柱的選擇。為了得到合適的無殼彈藥柱,技術人員先后進行了單基藥壓鑄、薄膜卷壓、硝化棉打漿成型、雙基藥壓鑄、單基藥壓鑄加薄膜、發(fā)泡成型等工藝措施的對比。試驗后,認為單基藥壓鑄方案較好,其工藝簡單、綜合性能較好。同時對藥柱的形狀也進行了多種試驗,如圓柱體、圓錐體、帶底緣錐體、彈殼形等。
注:硝化棉打漿成型有具體論文

其次,是彈頭與藥柱的粘合。當時彈頭是采用現有的7.62毫米彈頭,為將其與藥柱粘合在一起,粘合劑就做了上百種配方試驗,終于選定了合適的粘合劑。
第三,通過三個方案對比后,無殼彈的可燃底火殼采用的是硝化棉片,發(fā)火劑用無銹蝕擊發(fā)藥,蓋片采用速燃紙。試驗證實,當時發(fā)火率已達98%。

第四,可靠性問題。為保證無殼彈使用安全、防潮絕熱、防蛀防霉、防老化、耐磨耐用,曾想用涂層解決。當時選了幾十種基料,做了一百多種配方試驗,可惜未找到既滿足上述勤務要求又滿足燃燒性能要求的理想涂料。

1973年,我國最早的無殼彈槍系統(tǒng)到國家靶場進行了全面的性能摸底考核。
試驗考核時的結果如下:初速774米/秒:300米的半數彈著圓半徑17.1厘米:40發(fā)彈的發(fā)射藥燃燒完全性為98.8%;無殼彈從1.5米高跌落于水泥地試驗,30%橫斷或裂紋:無殼彈浸水2小時后瞎火率為20%,24小時后瞎火率為27%;無殼彈在高溫( 50℃?)高濕(相對濕度95% )條件下保存了7晝夜后瞎火率為30%。常溫機構動作試驗了射彈68發(fā),其中故障13次,低溫故障率更高。除了彈的瞎火破碎等引起的故障之外,槍的故障也很多:機匣后擋掛鉤折斷一個、擊錘打斷一個機頭裂紋一處、 頂桿更換四個、擊針更換一個。
試驗表明,該項研究取得了起步性的成就,不過問題也是明顯的。主要存在的問題是:無殼彈的機械強度低、燃燒完全性差,瞎火率高、彈道性能不穩(wěn)定。

此外,在同一時期,國內還有一些單位也進行了同一領域的研究工作但大體結論都一至。1973年后,“我國無殼彈槍的研究不再進行了”。但是我又查到有關文章(實驗所證實,如1989年10月 在進行的一次連發(fā)射擊試驗中.......)所以說,到了80-90年代還是有單位,在進行無殼彈/槍實驗測試的,而且有明確的實驗結論,但后續(xù)就不得而知了。

其實還是有很多硬核實驗資料的,但是不太方便講,就篩選了一些簡單說一下。
參考資料
《輕兵器》01年11期
《火炸藥學報》
http://pewpewpew.work/