9mm警用轉輪手槍系統(tǒng)由9mm警用轉輪手槍,9mm警用轉輪手槍彈(以下簡稱普通彈)、9mm警用轉輪手槍橡皮彈(以下簡稱橡皮彈)、9mm警用轉輪手槍發(fā)射藥及其他配套產(chǎn)品(包括槍套,槍綱、裝彈器、維修工具及激光照準器等)組成。
系統(tǒng)形成及兩種槍彈的能量特征
9mm警用轉輪手槍是公安干警執(zhí)法的常備武器,主要用于自衛(wèi),以及對犯罪嫌疑人實施制服或對施暴歹徒進行有效殺傷,但在殺傷確定目標時不能傷及其他無辜人員。9mm警用轉輪手槍旨在對付單個有生目標,或對非法聚眾鬧事者起到驅散作用,以維護社會治安。
上述即為9mm警用轉輪手槍的主要戰(zhàn)術使用任務,該武器系統(tǒng)的研制開發(fā)就是以實現(xiàn)該任務為目標的。
公安干警常用的作戰(zhàn)使用距離為50m,因此要求該武器系統(tǒng)在50m內(nèi)完成有效的制服和殺傷戰(zhàn)術任務。完成制服和殺傷兩大任務是以作用到目標體上的終點動能實現(xiàn)的,為此本系統(tǒng)首先確定了打擊能量特征。
殺傷槍彈的任務是有效殺傷50m處的單個有生目標,但不能有過剩的能量誤傷其他目標。這種要求在工程研制中以擊穿一層25mm厚的松木板而不能擊穿第二層松木板(仍為25mm厚)為指標。
非致命槍彈的任務是有效致傷、制服50m以內(nèi)的犯罪嫌疑人,但不能殺傷5m以內(nèi)的有生目標。這種要求在工程研制中以不能擊穿5m處的25mm厚的松木板,但又必須擊穿50m處的牛皮硬紙為指標。
大量論證及研制試驗表明:殺傷槍彈要實現(xiàn)以上指標,其槍口動能(離槍口5m處為測量點)應保持在100—120焦耳為宜:非致命彈要實現(xiàn)以上指標,其槍口動能(離槍口5m處為測量點)應保持在12~16焦耳為宜。
兩種槍彈的打擊能量數(shù)值相差10倍左右。為達到目標,必須裝備兩種槍彈,即普通彈和橡皮彈,對于橡皮彈,考慮到大量裝備后的工藝性,需采用結構簡單的單件橡皮彈頭。
經(jīng)過論證,警用手槍要能兼顧發(fā)射兩種性能差異很大的槍彈,須采用非自動的轉輪手槍(詳見《警用手槍為什么選用轉輪手槍?》一文)。
系統(tǒng)主要性能指標的形成
武器系統(tǒng)主要長度的確定
該武器系統(tǒng)發(fā)射低能量的槍彈,參照其他同類武器,同時考慮提高武器的機動性能,初步確定手槍的全槍長度不能大于190mm,槍管長度不能大于80mm。論證時從全槍外形合理匹配的角度,確定手槍的轉輪長度以35mm為宜,根據(jù)轉輪手槍的發(fā)射機理,確定兩種槍彈全長不能大于30mm,且彈殼尺寸(含公差)一致。
武器系統(tǒng)初速及彈頭初速、彈頭質量指標的確定
根據(jù)以上提出的兩種槍彈的打擊能量(即槍口處的動能值),經(jīng)多方案的論證及研制試驗,并考慮槍管膛壓值及彈頭結構設計的可行性,最終確定系統(tǒng)初速、彈頭初速及彈頭質量指標如表1所示。
武器系統(tǒng)及槍彈散布精度指標的確定
該警用轉輪手槍系統(tǒng)屬于彈頭質量偏小、彈頭初速偏低的產(chǎn)品,這種性能參量同提高散布精度產(chǎn)生矛盾,是該系統(tǒng)突出的技術難題。
以警用目的出發(fā),要求該武器系統(tǒng)散布精度應優(yōu)于軍用手槍產(chǎn)品,這種要求是合理的,也是需要的,應把該項要求定為論證和研制的一個目標。經(jīng)研制者多方技術攻關,從槍彈系統(tǒng)匹配和彈頭結構參量的設計等方面,找到了解決提高散布精度的技術措施,在多次試驗中,該武器系統(tǒng)的散布精度始終優(yōu)于現(xiàn)裝備的軍用手槍,實現(xiàn)了目標,把此技術難題轉換為該系統(tǒng)的性能和技術亮點,所確定的散布精度的性能指標見表2。
其他重要性能指標的確定
除了上面所提到的指標外,手槍的全槍質量、武器系統(tǒng)的射擊可靠性(以故障率來表述)及使用壽命仍需明確。
注:槍彈散布精度值為彈道槍在固定槍架上射擊值,系統(tǒng)散布精度值為射手無依托單動射擊值,5l式7.62mm手槍橡皮彈的精度值(≤15cm),為射手有依托使用79式7.62mm沖鋒槍在10m射距上的射擊值。
減輕武器質量,使之有利于攜行、便于作戰(zhàn)使用,是武器尤其是個人武器設計的一般要求,轉輪手槍自然也不例外。在論證時,在保持使用強度、零件剛度可靠的基礎上,盡力減輕手槍的全槍質量。論證時參照了軍用手槍,特別是國外同類轉輪手槍的指標,將手槍的全槍質量確定為不得大于0.7kg。
武器的故障率是很重要的指標,輕武器首要目標是使用可靠。特別是手槍,屬于近距離作戰(zhàn)武器,往往雙方對峙,有你沒我,一旦武器出現(xiàn)故障,不僅喪失戰(zhàn)機,而且可能失去生命,論證中將此作為一項重要指標。
由于該武器是非自動手槍,無需利用槍彈火藥的能量完成開鎖、供彈,排殼、閉鎖等動作,從理論上看,有可能在可靠性上優(yōu)于自動手槍。
參照已裝備軍用手槍的故障率,并基于以上考慮及現(xiàn)實裝備情況,論證中把該武器系統(tǒng)的故障率定為≤0.1%。
武器的使用壽命主要約束槍管內(nèi)膛變化,使之在全壽命使用期內(nèi)確保射彈的初速及散布精度,同時要求全槍的零部件在全壽命使用期內(nèi)強度,剛度足夠,確保動作到位、可靠。
目前國內(nèi)裝備的軍用手槍的使用壽命一般定為3000發(fā)。論證初期,該武器系統(tǒng)的壽命初步定為6000發(fā),后來考慮為完成其他性能指標提供寬松的環(huán)境,同時又不失其先進性,最終將使用壽命指標定為3000發(fā)。
在其他指標方面,槍管長度、裝藥結構(初速、彈頭質量、裝藥量等)確定之后,其膛壓值確定為≥110MPa,根據(jù)使用要求,將有效射程確定為50m。
關鍵技術的解決
該武器系統(tǒng)在論證和研制中,遇到了很多技術難點,解決的主要關鍵技術有以下幾個。
槍管導程的確定 9mm警用轉輪手槍兼顧射擊兩種槍彈,這兩種槍彈的性能、結構和用材差別很大。要求一個槍管必須滿足兩種槍彈的可靠射擊,即兩種彈頭外彈道的飛行必須穩(wěn)定,并有理想的散布精度。
兩種彈頭的質心位置、極轉動慣量、赤道轉動慣量及其他參量都不相同,經(jīng)多方案論證并結合散布精度的試驗,最終確定了槍管導程為229mm,該導程長度同時可以滿足兩種彈頭的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)散布精度的技術攻關
系統(tǒng)散布精度指標是系統(tǒng)技術工作的難點,課題組在槍管線膛與兩種彈徑的尺寸匹配,轉輪彈膛滑膛尺寸確定、提高手槍相關零件的加工精度,導程優(yōu)化等方面做了大量的研制攻關,最后取得了較為滿意的結果。
在槍管線膛與兩種彈徑的尺寸匹配方面,對普通彈彈徑、橡皮彈彈徑、槍管陽線直徑、槍管陰線直徑的名義尺寸、尺寸上限、尺寸下限分別選取了不同的值進行對比試驗,最終選取了最佳匹配關系,杜絕了橡皮彈在低溫條件下射擊的終點橫彈現(xiàn)象,使兩彈飛行穩(wěn)定,具有較好的射擊精度。
由轉輪手槍的結構決定,位于轉輪件上的彈膛須有一段滑膛部分,使彈頭嵌入槍管線膛之前有一個滑行階段。實踐認識到,這段滑膛的直徑同彈頭直徑的匹配關系極為重要,處理得恰當可以減小彈頭出彈殼后、入線膛前的初始擾動,以提高射彈散布精度。最初,課題組把此滑膛尺寸同彈頭的配合以滑動配合處理,散布精度難以提高,經(jīng)多方案摸索,最后將兩直徑(即滑膛直徑同彈頭直徑)改為過渡配合設計,散布精度明顯提高。
由于轉輪彈膛同固定在槍身上的槍管是分離的。保持彈膛和槍管線膛的同心度,比一般武器更顯重要。因此在設計研制中,盡可能提高加工精度,如槍管的陽線直徑公差,由普通產(chǎn)品的0.05mm提高到0.03mm,特別對將轉輪定位在射擊位置上的相關零件(含轉輪座、轉輪、轉輪支架等)的形位公差控制得非常嚴格,以確保提高射彈的散布精度。
在滿足兩種彈頭均可穩(wěn)定飛行的條件下,又對3種導程進行散布精度性能上的優(yōu)化,得到最佳導程為229mm。
在其他結構尺寸確定方面,將轉輪前端面同槍管后端之間的間隙,控制在0.05~0.15mm之間,一方面減少噴火(煙),另一方面也布利于提高射擊精度。
經(jīng)過多方面的技術攻關,使該武器系統(tǒng)的散布精度優(yōu)于目前裝備的自動手槍系統(tǒng)。
發(fā)射藥的技術攻關
9mm警用轉輪手槍發(fā)射的槍彈要求初速低、能量小(同軍用手槍相比較),相應地,槍彈應具有裝藥量少、裝填密度低、膛壓低的特點,但這對火藥完全燃燒極為不利,特別是低溫射擊條件,會相繼產(chǎn)生槍彈射擊不可靠、內(nèi)外彈道一致性差、躬擊精度下降等弊病。
為此,課題組選用了疊氮硝胺發(fā)射藥,該發(fā)射藥燃速較快、低溫燃燒性能好、膛壓對燃燒的作用不明顯,非常適合本武器系統(tǒng)的用藥。
針對本武器系統(tǒng)的特點,課題組對藥粒尺寸,特別是弧厚進行了改善,達到了穩(wěn)定、可靠、燒燃一致的要求。同時在藥粒表面增加石墨成份,對石墨的量值又進行了優(yōu)化,使之既能提高藥粒在裝配成彈時的流散性,又不致產(chǎn)生顯著的煙(渣),從而改進了全系統(tǒng)的性能。
編輯/魏開功