輕武器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)難點(diǎn)

□春　曉

輕武器的一般概念是指單兵個(gè)人和班組使用的武器，它包括各種槍械及其彈藥，單兵近戰(zhàn)武器，如榴彈發(fā)射器、手榴彈、槍榴彈、單兵反坦克火箭。通常也把公安、武警部隊(duì)使用的非殺傷性武器劃歸到輕武器范圍，如：麻醉槍/彈、催淚槍/彈、聲光彈等。輕武器雖然比重武器相對簡單，體積小，質(zhì)量輕，但設(shè)計(jì)中與重武器相比有其固有的特點(diǎn)與難點(diǎn)。輕武器的特點(diǎn)是個(gè)“輕”字，由于“輕”給設(shè)計(jì)者帶來許多難點(diǎn)。

難點(diǎn)之一：體積、質(zhì)量與威力的矛盾

輕武器的要求是體積小、質(zhì)量輕、威力大。體積小，劃定了設(shè)計(jì)舞臺(tái)，設(shè)計(jì)者只有在有限的空間進(jìn)行設(shè)計(jì)造型，合理處理各機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系，以滿足機(jī)構(gòu)動(dòng)作的可靠性；質(zhì)量輕，這是輕武器更嚴(yán)格的要求，因?yàn)閱伪?fù)荷是有限的，士兵在行軍作戰(zhàn)中，除了攜帶武器彈藥外，還要攜帶必要的防護(hù)與生存必需品。因此，要求單兵武器在保證使用威力的條件下，盡量減輕質(zhì)量。但質(zhì)量與威力又是相互矛盾和制約的，武器的質(zhì)量輕，射擊時(shí)后坐力相對就大，影響射擊精度。設(shè)計(jì)師必須千方百計(jì)減輕武器質(zhì)量，又要采取措施保證射擊精度。減輕武器質(zhì)量一般是設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，保證零部件的強(qiáng)度，采用輕金屬合金和工程塑料；此外，要盡量減少零部件數(shù)量，采用一件多用，一件多能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要保證武器的威力，提高射擊精度，對槍械來講，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要保證武器質(zhì)心盡量靠近槍膛軸線，以減小運(yùn)動(dòng)部件到槍膛軸線的撞擊力矩；設(shè)計(jì)合理的槍管內(nèi)膛結(jié)構(gòu)，減小各方面的誤差。在彈藥設(shè)計(jì)上要提高精度和威力也是很難的。要設(shè)計(jì)合理的裝藥結(jié)構(gòu)，彈丸氣動(dòng)特性，合理匹配內(nèi)外彈道參數(shù)。在榴彈和破甲彈的設(shè)計(jì)上也有很多技術(shù)難點(diǎn)，在彈的質(zhì)量限定條件下，如何提高其威力。榴彈利用鋼珠或預(yù)制破片來殺傷有生力量，因此要設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，采用高能炸藥，提高鋼珠或小預(yù)制破片的飛行速度，增大殺傷能量；破甲彈提高破甲威力難度更大，在有限的空間內(nèi)提高裝藥量，只有提高裝藥密度，設(shè)計(jì)合理的藥型罩、炸高和彈形，提高彈體飛行穩(wěn)定性，采用高瞬發(fā)度的引信等。這些設(shè)計(jì)參數(shù)的確定與獲取，需要做大量的試驗(yàn)與計(jì)算，利用系統(tǒng)工程的理論分配各參數(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)師要付出艱辛的勞動(dòng)與智慧。

輕武器設(shè)計(jì)師要處理好體積、質(zhì)量與威力的矛盾并取得滿意的結(jié)果，并非易事。

難點(diǎn)之二：可靠性設(shè)計(jì)

輕武器屬于特種機(jī)械，由于它的使用特點(diǎn)與使用環(huán)境極其特殊，所以比一般機(jī)械有更高的可靠性要求。有人說：“武器是戰(zhàn)士的第二生命”，這句話一點(diǎn)不假。戰(zhàn)士在戰(zhàn)場上的使命就是消滅敵人保存自己，如果武器在使用中發(fā)生故障，就可能貽誤戰(zhàn)機(jī)造成傷亡。小說“林海雪原”中的主人公楊子榮，在剿匪中由于冬天嚴(yán)寒，槍機(jī)結(jié)冰，發(fā)生了首發(fā)未打響故障，遭敵人立即反擊命中而犧牲。這說明武器的可靠性多么重要，它關(guān)系到戰(zhàn)士的生命。一般要求槍械故障率小于千分之二到千分之三，而且是可立即排除的故障，不允許出現(xiàn)危及射手安全的故障。因此，武器設(shè)計(jì)師要高度重視可靠性設(shè)計(jì)。武器要滿足在高溫(＋50℃)、低溫(－45℃)環(huán)境下使用及常溫條件下不同射角(平射、俯射、仰射)的使用，同時(shí)還要適應(yīng)在風(fēng)沙、淋雨、浸河水環(huán)境下使用。在武器設(shè)計(jì)中必須充分考慮這些不利因素對可靠性的影響，采取措施解決這些難題，如：合理設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)件受力條件，零部件之間的運(yùn)動(dòng)間隙，藏污納垢的溝槽，泥沙水的排除，供彈路線等等。這些都是武器設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，通過大量的設(shè)計(jì)計(jì)算與反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，最終才能滿足可靠性要求。資料表明，以前國內(nèi)外武器設(shè)計(jì)均需要5～7年的研制周期。目前由于科技進(jìn)步和試制手段的先進(jìn)，一支槍的研制周期可縮短到3～5年。美國的M16自動(dòng)步槍、法國FAMAS自動(dòng)步槍及奧地利的AUG自動(dòng)步槍研制周期均在5～7年，但在揚(yáng)塵與浸河水試驗(yàn)中均未過關(guān)，AUG自動(dòng)步槍在低溫下塑料槍托斷裂，未達(dá)到可靠性要求。我國的56式?jīng)_鋒槍和95式5.8mm自動(dòng)步槍通過了各種環(huán)境下的試驗(yàn)考核，是目前世界槍械中可靠性較高的自動(dòng)槍械。

難點(diǎn)之三：人機(jī)工效設(shè)計(jì)

輕武器要滿足不同身材、不同使用習(xí)慣的要求，如左撇子、單眼瞄準(zhǔn)、雙眼瞄準(zhǔn)、手臂長短等射手的要求；握持舒適性要求；保險(xiǎn)位置、拉機(jī)柄的長短位置、扳機(jī)力的大小要適中等要求。射擊時(shí)強(qiáng)調(diào)首發(fā)命中，以及具備良好的人機(jī)工效。以槍托型式為例，根據(jù)不同使用要求，有固定托、折疊托(又分上折疊、下折疊、側(cè)折疊)、伸縮托，近些年來又出現(xiàn)了短托(也稱無托)，如法國的FAMAS5.56mm槍族、中國的95式5.8mm槍族、奧地利AUG5.56mm槍族等，這些設(shè)計(jì)都是為了縮小武器的長度，又要滿足人機(jī)工效的要求。輕武器的造型也是人機(jī)工效的難點(diǎn)，體積尺寸以及自動(dòng)方式一旦確定，則外形基本成型，不可能有多余的造型空間。但是不同的使用者對武器外形的要求又不盡相同，也給設(shè)計(jì)提出了不少難題。

難點(diǎn)之四：多功能設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代戰(zhàn)場的變化，要求輕武器的功能多樣化，既能打點(diǎn)目標(biāo)，又能打面目標(biāo)，出現(xiàn)了槍掛式榴彈發(fā)射器和兩個(gè)不同口徑的槍管分別發(fā)射槍彈和榴彈的多功能步兵武器。既能白天作戰(zhàn)，又能夜間作戰(zhàn)，給設(shè)計(jì)者提出許多難題。由于功能多樣化，使武器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，既要滿足打點(diǎn)目標(biāo)的精度，又要滿足打面目標(biāo)的威力。瞄準(zhǔn)具既要有機(jī)械式的，又要有白光和微光式的，而且要限制體積和質(zhì)量，這就需要設(shè)計(jì)者全面考慮、合理布局、權(quán)衡利弊，有所得有所失，但必須滿足作戰(zhàn)使用性能。

近幾年國外正在研制21世紀(jì)的單兵武器綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)，以單兵武器為平臺(tái)，集信息系統(tǒng)、電子通訊系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)于一體，給單兵武器多功能化提出更高的要求，實(shí)現(xiàn)光機(jī)電相結(jié)合，戰(zhàn)場信息、測距、瞄準(zhǔn)、射擊一體化。目前，美國、法國、以色列已初步研制成功并進(jìn)行了演示。這套系統(tǒng)的核心技術(shù)是小型化和減重技術(shù)。解決好武器的輕量化和多功能化的矛盾，給武器設(shè)計(jì)師提出更大的難題?！?/p>

(編輯/魏開功)