神秘的槍管

王洋+李宏飛+劉洪亮+趙奐強

槍管的構成

眾所周知，槍管有線膛槍管和滑膛槍管之分，只有線膛槍管才有膛線。在槍械中，除了霰彈槍和一小部分特制槍械外，絕大多數(shù)都有膛線，因此，線膛槍管才是本節(jié)的重點。線膛槍管從后往前（從槍管尾端到槍口），依次分為彈膛、坡膛、線膛三部分。

彈膛

顧名思義，彈膛就是槍管內容放槍彈的部分，它的幾何形狀為多錐體，外形和槍彈類似，負責引導槍彈在彈膛內的定位。彈膛設計要利于抽殼，還要起到密閉氣體和承受膛壓的作用。對于轉輪手槍或者轉膛式武器來說，它們碩大的轉輪就是彈膛。

一些槍械會在彈膛內刻上縱槽，使射擊時的火藥燃氣沿著槽體流向彈殼外表面，起到減小抽殼阻力的作用，法國的FAMAS、德國的G3就采用了這種設計。而橫槽或者是螺旋槽，則是讓彈殼膨脹嵌入其中，以增大抽殼阻力的方式增大后坐阻力，起到降低射速的作用，我國的77式手槍就采用了這種設計。

歸根結底，彈膛內壁刻槽既難以加工，又降低了彈膛強度，弊端較大，是一種迫不得已的手段。如今，彈膛內刻槽已經十分少見。

線膛

線膛則是槍管內膛中加工有完整膛線的部分。在火藥燃氣作用下，彈頭被迫朝著槍口方向高速前進，同時又在螺旋狀的膛線作用下被迫旋轉，從而“邊旋轉邊前進”。對這種“邊轉邊走”的特性感到好奇的讀者，可以仔細觀察螺栓和螺母的配合——螺紋和膛線的本質都是螺旋線，它們的配合關系都是“邊旋轉邊前進”。

線膛可以分為圓柱形線膛和圓錐形線膛。圓柱形線膛就是一根普通的圓柱，槍械中所有的線膛基本都是圓柱形線膛。而圓錐形線膛則是一頭大一頭小，彈膛部分較大、膛口（槍口）部分較小。采用這種線膛結構的槍管發(fā)射彈丸時，彈丸的初始章動角和速度偏角小、射擊精度高，同時氣密性好，但這種線膛發(fā)射彈丸的摩擦力很大，磨損嚴重，加工也較為困難。圓錐形線膛在火炮中曾有過采用，其成果就是錐膛炮。這種炮二戰(zhàn)中的英國、德國都有過研究，其特點是穿甲效果好，精度高，但難生產、壽命低，最終還是被放棄了。

坡膛

坡膛是線膛和彈膛兩者的過渡部，負責引導彈頭的進一步對齊和嵌入膛線。從外觀上看，膛線在坡膛部分起始，實現(xiàn)了“從無到有”。坡膛負責彈頭的擠進過程，對射擊精度、槍管壽命和內彈道性能影響很大，其重要性不言而喻。美國的坡膛多為圓柱+圓錐+臺階過渡的結構，而蘇聯(lián)的坡膛設計則盡可能采用單錐體。

此外，槍管口部還會有一個膛口部，也稱作膛口弧形，現(xiàn)代的多加工為圓角或者倒角。它存在的意義在于，可以保護膛線口部不受到意外損傷——如果膛線膛口受到損傷，產生偏差，就會嚴重惡化精度，而通過加工膛口弧形，讓膛線“縮”到槍管內一些，就可以減小損傷的概率。

無論是線膛、坡膛、彈膛還是膛口弧形，都必須嚴格保證同軸，即其軸線最好能完美重合，能一體加工、一體成型，這也是如今槍管制造的追求方向之一。如果不同軸，彈丸的運動過程就會像過山車一樣上下左右偏移，導致運動阻力增大、精度變差。槍管壽命降低、彈頭留膛等一系列問題。在轉輪手槍上，由于轉輪（彈膛）是活動的，它的定位精度遠遠比不上彈膛、坡膛、線膛一體的自動手槍，再加上氣密性不佳，轉輪手槍的彈頭留膛問題至今都沒能解決。

膛線

槍管線膛部分有幾個專有名詞，比如導程、纏距、纏度、纏角、左旋右旋、陰線陽線之類，它們字面意思相近，有的是同義詞，有的則表達完全不同的意思，讓人眼花繚亂。在此，筆者為大家用通俗的語言解釋一下。

纏距，也叫導程，如果把膛線看作一種特殊螺紋的話，也可以勉強叫做螺距，是指膛線旋轉一周，在槍管軸線方向（槍管尾端到槍口方向）上前進的距離。通俗一點說，就是膛線“轉一圈走多遠”。一般而言，纏距越大，槍彈的旋轉就越弱。比如說，一根600毫米的槍管，如果纏距為300毫米，那么彈頭飛出槍管就要旋轉兩圈，如果纏距為200毫米，就要轉三圈。纏距較大，膛線就沒有那么“陡”，彈頭用來旋轉的能量較小，初速就比較高，但轉速不夠，旋轉穩(wěn)定性就差，射擊精度就會下降。纏距較小則反之。

此外，在西方國家，纏距也用比例來表示。比如SS109彈纏距為178毫米，正好是7英寸，由于彈頭每前進7英寸轉一圈，因此纏距表示為1：7，這種圈數(shù)：距離，單位不統(tǒng)一的做法十分奇怪，在國內也很少見。在國內一些文獻中，這種1圈：7英寸的表示方法常被誤寫成1/7英寸，造成了很多誤解。實際上，1/7英寸大概是0.36毫米，日常生活中常見螺絲的螺距都在1毫米以上，如果槍管的螺距只有0.36毫米，是根本不可能發(fā)射的。

纏度則是膛線導程和口徑的比值。比如SS109彈，口徑按照英制是0.223英寸，其纏度就為7英寸/0.223英寸，大約為31.4。而纏角則是膛線參數(shù)角度化的表示方法，定義為膛線上的任意一點的切線與槍管軸線的平行線的夾角。通俗理解，如果把膛線在紙面上展開，那么如圖的這個角度α就是纏角，它符合公式α=arctanπd/L，其中L是纏距，而d是槍口直徑，arc？ tan（反正切）則是一個反三角函數(shù)，高中數(shù)學就會學到。以5.56毫米步槍常見的7英寸纏距計算，其口徑按照英制為0.223英寸，則其纏角為arctan 0.223×π/7，大約為5.71°。在計算纏角中，1：7的纏距表示方法，很容易讓人誤算為arctan 1/7，從而產生錯誤，這也是筆者不推薦這種纏距表示方法的原因。

眾所周知，膛線分為陰線和陽線，兩者交替相接構成膛線。陰線是直徑比較大的部分，從外觀上看是凹陷在內的，因此名為陰線。陽線直徑較小，凸出在外，故名為陽線。槍彈彈頭的最大直徑往往和陰線直徑相同或略小于陰線直徑，因此，陰線很難磨損，而陽線要和彈頭被甲相互作用，較容易受到磨損。一些電視劇里形容槍械老舊，多說“膛線都磨平了”，指的就是陽線磨損了。

膛線還有左旋和右旋之分，我國膛線大多為右旋，和日常生活中螺紋的旋向相同，其鑒別方法是以軸線方向作為豎直方向，旋向從左下到右上的為右旋，從左上到右下的為左旋。膛線的旋向只影響彈丸的偏向，右旋膛線導致彈丸右偏，左旋導致左偏。

膛線按照膛線展開線（纏角）的不同，分為等齊膛線、漸速膛線和混合膛線三種。

等齊膛線纏角不隨纏度（纏距）變化，始終如一的膛線稱為等齊膛線，這種膛線的展開線是一條直線，比較易于加工，是最常見的膛線。缺點是膛線纏角是一成不變的，這與彈頭的受力規(guī)律（膛壓變化規(guī)律）不符，因此等齊膛線往往在膛壓最大的位置率先形成燒蝕、磨損，對壽命不利。

漸速膛線纏角隨纏距的變化而變化，展開線也是一條曲線。這種膛線可以根據(jù)彈頭的受力規(guī)律進行優(yōu)化，讓強度分配更合理，壽命更高，但加工也更為麻煩。

混合膛線前半部分是減速膛線，槍口部分則是等齊膛線。這種膛線吸取了兩種膛線的優(yōu)點，比等齊膛線更優(yōu)越，比漸速膛線更好加工。實際上，槍械中基本上都是等齊膛線。

膛線還可以根據(jù)斷面形狀來區(qū)分，國內將其分為矩形、梯形、圓形、多弧形、多邊弧形、弓形6種，實際生活中常見的往往只有矩形膛線和多邊弧形膛線兩種。矩形膛線的形狀就是圓形+凸出的矩形，這是最常見的膛線，加工較為簡單，成本低廉，但膛線存在直角，容易產生應力集中，對強度和壽命不利，閉氣性也不好。

而多邊弧形則是邊角圓弧化的正多邊形，多邊弧形膛線則沒有直角，強度、壽命更佳，加工難度提升不大，具有很好的理論優(yōu)勢，國外諸如格洛克手槍就采用了六邊弧形膛線。目前，這種膛線在國內還沒有大規(guī)模使用。

膛線的質量關乎到槍械（火炮）的精度和壽命，加工水平也一直是一個國家技術實力的體現(xiàn)。如今，許多槍械的膛線都用精鍛的方法制造，但膛線的加工方法并不止這一種。

在加工膛線之前，槍管坯往往要進行深孔加工，變成一個壁厚很大的“鋼管”，而后才能進行膛線加工。一般的，膛線加工有陰線拉削、冷擠壓、電解加工、精鍛幾種常見方法。

拉削加工就如同雕刻，通過切除一部分材料來加工出膛線。這種做法的歷史非常久遠，早期的步槍膛線大多都是這樣加工出來的。拉刀安裝在拉線機上，轉動拉線機并讓拉線機沿著槍管軸線前進，就可以根據(jù)設定的導程加工出膛線。由于槍管的材料難以加工，因此要進行多次拉削、多次調節(jié)刀片的突出量，才能切出一條合格的膛線?？梢?，這種做法的加工效率很低，加工出的膛線也較為粗糙。但這種加工方式不像冷擠壓和精鍛一樣，需要加工擠壓頭和芯棒，前期成本很低。因此，小批量生產時，這種加工方式仍然是比較劃算的。

線膛冷擠壓則和拉削不同，它不是切出膛線，而是硬擠出膛線。冷擠壓所用的擠壓頭上，加工有和膛線相同的外輪廓，在擠壓時，讓槍管相對擠壓頭邊旋轉邊前進，就可以擠出膛線來。這種加工方式最大的優(yōu)點是不產生切削。眾所周知，槍管所用鋼材，往往是表面層熱處理和表面處理的質量最好，而切削加工卻把這層表面切掉了一部分，破壞了整體強度，而冷擠壓則保留了表面層，因此槍管的壽命更高。但相應的，在槍管內表面硬擠出膛線較為困難，需要相應的潤滑措施和更好的加工水平，尤其是擠壓頭的加工和制造水平。

電解加工則是利用金屬陽極溶解的電化學原理來加工膛線。加工時，槍管接通直流電源的陽極，而具有特定外形和尺寸的芯棒接通陰極，兩極之間保留很小的間隙。在一定的電流下，氯化鈉（食鹽）電解溶液從間隙中高速通過，與陰極對應的槍管內壁表面金屬就會被不斷電解并被電解液沖走，直到達到加工要求為止。這種加工方式大多用于大口徑機槍的槍管加工，而小口徑槍械上使用這種加工方法相對困難。這種方法加工效率高，加工工具壽命長，缺點是需要用到對環(huán)境和人體危害較大的特殊化學液體，加工車間看起來也比較“驚悚”。

以上這三種加工方式，在加工完槍管后都需要進行線膛修飾，也就是俗稱的澆鉛擦膛。把鉛液澆入槍管后澆筑成鉛條，再讓鉛條沿著陰陽線邊旋轉邊向前運動，即可完成對槍管內壁的打磨。鉛條上還混合有金剛砂和油類的混合劑，起到打磨作用。澆鉛擦膛對工人和環(huán)境的損傷都非常大，而精鍛就不需要這一步。

槍管精鍛（冷鍛）和冷擠壓類似，不過膛線是“錘”出來的而不是擠出來的。加工時，將芯棒送入比芯棒略大的槍管內膛，讓芯棒保持相對于槍管轉動并前進，槍管外的錘頭就會高速捶打槍管，迫使槍管內壁“印刷”出膛線。這種加工方法和冷擠壓相同，不產生加工廢料，材料利用率很高。除此之外，這種加工方式還有一個好處就是可以把一根“短租”的槍管，像搟面一樣捶打成一根細長的槍管，金屬更加致密，強度更高，壽命也更好。如今，這種加工方法已經成為最主流的槍管膛線加工方法。

需要指出的是，這四種加工方法對工業(yè)基礎的要求依次遞增，尤其是精鍛加工。筆者曾經實地觀摩過國內某廠的進口精鍛機，從材料的夾取到成品的取出，全部由機械臂完成。精鍛機內封裝設計良好，無需人員進入和靠近，非常安全，工人只需要運輸原料和成品即可，非常輕松。整個精鍛機只有兩間屋子大小，其加工質量，卻比旁邊比它大十幾倍的老式精鍛機還要好。當然，這種高度自動化的進口精鍛機價格達到了千萬元級別，如今，我國還無法自產相同水平的產品。

總結

槍管加工是一個國家基礎加工和自動化能力的高度體現(xiàn)，技術門檻非常高，不僅國家之間相互保密，甚至是一個國家的不同槍械公司和廠家之間也相互提防。一些技術實力較差的國家，即使花高價也難以買到國外最新的產品，一般只能買到經過性能縮水處理的上一代產品，整個行業(yè)內的技術封鎖非常嚴重。

在國外，高度自動化的精鍛機的設計、制造、量產都集中到了一些一流槍廠中，諸如FN、斯太爾、西格這些槍械公司。在筆者看來，這是槍械整體實力的高體現(xiàn)——設計生產槍械的國家和企業(yè)很多，但能設計生產完備的槍械加工設備的國家卻屈指可數(shù)，量產出現(xiàn)代精鍛機這種高度自動化的設備更是難上加難。在今天，槍械的設計已經很難分出明顯的高下，而加工卻可以讓槍械明顯分出好壞。槍械，尤其是槍管的加工領域，我國還有很長的路要走。

下一節(jié)中，筆者將會解釋一些讓人感到似懂非懂的槍械特有名詞，幫你分清半自動、單發(fā)、全自動、連發(fā)、照門、準星等熟悉又不熟悉的名詞意義。[編輯/何懿]