自動方式

王洋+李宏飛+劉洪亮+趙奐強(qiáng)

坦白而言，自動方式和閉鎖結(jié)構(gòu)一直是槍械基礎(chǔ)原理中的兩大難點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)自身非常復(fù)雜，對讀者的想象力和理解力有著很高的要求。與此同時，在國內(nèi)的科普工作中，又很難找到實(shí)物，無法做動態(tài)的講解。因此，自動方式和閉鎖結(jié)構(gòu)就成為了既挑戰(zhàn)講解者、又挑戰(zhàn)讀者的“老大難”。但是，自動方式和閉鎖機(jī)構(gòu)又是槍械中必不可少的重要組成部分，任何與槍械相關(guān)的科普工作的重點(diǎn)之一。

為此，筆者以國防工業(yè)出版社《自動武器原理與構(gòu)造學(xué)》、兵器工業(yè)出版社《自動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《兵器工業(yè)科學(xué)技術(shù)辭典·輕武器》等書為基礎(chǔ)，盡量通俗地為讀者們科普槍械自動方式和閉鎖機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識。本節(jié)介紹槍械的自動方式。

何謂自動方式？

首先需要聲明的是，自動方式和閉鎖機(jī)構(gòu)是完全不相同的兩個概念。自動方式是指槍械從火藥燃?xì)饽芰恐蝎@取能量以完成自動動作的方式，而閉鎖機(jī)構(gòu)則負(fù)責(zé)承受膛壓，“鎖”住火藥燃?xì)獠蛔屗蚝髧姵觯ㄏ蚝髧娋统闪藷o后坐力炮）。盡管這兩者關(guān)系密切，但它們是完全不同的兩個概念，對應(yīng)的術(shù)語也完全不同。

此外，在介紹自動方式中，要提到大量的自動動作。槍械完成一個自動循環(huán)（一套自動動作）共有7個動作：擊發(fā)、開鎖、后坐、退殼（即抽、拋殼）、復(fù)進(jìn)（后坐到位后開始）、進(jìn)彈（即推彈入膛）、閉鎖。其中擊發(fā)動作本節(jié)中基本沒有提及，其它幾個都大量出現(xiàn)，在閱讀之前，請各位讀者牢記其它6個動作的順序，根據(jù)動作出現(xiàn)的位置，判斷自動循環(huán)進(jìn)行到了哪一步驟。

此外，為了方便理解，筆者在退殼和復(fù)進(jìn)動作之間增加了一個“后坐到位”動作。這個動作的發(fā)生意味著后坐的結(jié)束，復(fù)進(jìn)的開始。

同時，槍械的一個自動循環(huán)大體上可以分為后坐和復(fù)進(jìn)兩個階段/過程，7個自動動作分布在后坐和復(fù)進(jìn)過程中。也就是說，后坐和復(fù)進(jìn)既是兩個自動動作，也是兩個階段，希望各位讀者注意。

自動方式，從本質(zhì)上講，就是槍械從火藥燃?xì)饽芰恐蝎@得一部分的能量來完成相應(yīng)的自動動作的方式、原理和方法。通俗說來，自動方式體現(xiàn)了槍械自動動作的能量來源。在今天的科普文中，自動方式也常被稱作自動原理，這個名字更為直觀、形象，也更常用，但其學(xué)名是自動方式。

既然叫作“自動”方式，這些原理必然只適用于自動武器。像栓動式狙擊步槍、唧筒式霰彈槍這些“動作能量來源于手”的非自動武器，是談不上自動方式的。如今，自動武器已經(jīng)誕生了100多年，流傳下來常見的自動方式有管退式、導(dǎo)氣式、槍機(jī)后坐式三大類。

管退式

管退式又名槍管后坐式，其最本質(zhì)的特點(diǎn)是：在火藥燃?xì)鈮毫ψ饔孟拢婚]鎖機(jī)構(gòu)“鎖”在一起的自動機(jī)和槍管會共同后坐（向后運(yùn)動一段距離）。根據(jù)槍管和自動機(jī)組件分離即“開鎖”時槍管后坐的位置，分為槍管長后坐和槍管短后坐兩種。

管退式到底是如何獲得后坐能量的，筆者將它通俗化的演繹了一下。許多讀者都知道，現(xiàn)代（管退）火炮在開火時，炮身會相對于炮架猛烈后坐。而管退式的能量來源，就是后坐的炮管（槍管），即利用炮管（槍管）后坐的能量來完成自動動作。當(dāng)然，這并不是說槍械“抄襲”了火炮的創(chuàng)意，畢竟火炮上最早使用管退式原理也是1897年的事情了，而此時槍械已經(jīng)用上了十幾年的管退式原理了。

許多科普文章都介紹到：區(qū)分槍管長后坐和槍管短后坐的根據(jù)，是槍管后坐的長度是否大于一個槍彈長，槍管后坐距離大于一個槍彈長稱為槍管長后坐，反之稱為槍管短后坐。這種說法接受度很高。但實(shí)際上，這是一種不正確的區(qū)分方法。

槍管長后坐與短后坐的真正區(qū)別是：槍管長后坐中，槍管的后坐距離和自動機(jī)后坐的距離是基本相等的；而槍管短后坐中，槍管的后坐距離明顯小于自動機(jī)后坐距離。

槍管長后坐式

在槍管長后坐的全過程中，槍管和自動機(jī)全程“如影相隨”、“攜手前進(jìn)”，兩者后坐到位后，再共同開始復(fù)進(jìn)。在復(fù)進(jìn)中，自動機(jī)被阻鐵掛住，停了下來，而槍管則繼續(xù)復(fù)進(jìn)，完成開鎖、抽殼、拋殼等動作。等到槍管復(fù)進(jìn)到位后，自動機(jī)才會“跟上”，完成推彈、閉鎖等動作。這就浪費(fèi)了很多的時間，一個自動動作循環(huán)變得很長。因此。采用槍管長后坐的槍械，射速都不會很高。現(xiàn)實(shí)世界中，采用槍管長后坐的槍械不多，如一戰(zhàn)中法國的紹沙輕機(jī)槍。

槍管短后坐式

槍管短后坐原理是一種十分常見的原理。目前使用9×19毫米巴拉貝魯姆手槍彈的手槍中，絕大部分都是槍管短后坐式原理，比如格洛克手槍就是典型。

槍管短后坐的特點(diǎn)，就是槍管和自動機(jī)共同后坐一小段的（短）距離后，槍管被一個掛機(jī)結(jié)構(gòu)掛住，停止運(yùn)動，和自動機(jī)“分手”，而自動機(jī)繼續(xù)后坐，完成開鎖、抽殼、拋殼等一系列自動動作。自動機(jī)后坐到位后，開始復(fù)進(jìn)，當(dāng)復(fù)進(jìn)到和槍管“分手”位置時，兩人“重歸于好”，自動機(jī)開始推著槍管復(fù)進(jìn)，直到兩人“攜手”回到初始位置。在兩人攜手復(fù)進(jìn)過程中，完成推彈、閉鎖等動作。

槍管長后坐和短后坐區(qū)別很大。就如其名字所言，長后坐中槍管后坐距離和自動機(jī)是相等的，開鎖、抽拋殼等過程發(fā)生在復(fù)進(jìn)過程中。而短后坐，槍管只后坐一小段的短距離，開鎖、抽拋殼等動作發(fā)生在后坐過程中。相比之下，槍管短后坐的自動動作分布更為合理，射速也更高。因此，現(xiàn)在的管退式原理中，基本上只剩下槍管短后坐原理。

上文是以一般的手槍為例，這些手槍的槍管本身沒有彈簧，只能等復(fù)進(jìn)中的自動機(jī)推到位。而在一些槍管短后坐武器上，槍管本身配有彈簧，不等自動機(jī)復(fù)進(jìn)推動，就自己“先行一步”復(fù)進(jìn)到位了。因此，槍管短后坐又被區(qū)分為分別復(fù)進(jìn)到位和共同復(fù)進(jìn)到位兩種。

導(dǎo)氣式

坦白而言，導(dǎo)氣式是最容易理解的自動方式。盡管在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)氣式往往是三種自動方式中最復(fù)雜的，但導(dǎo)氣式的邏輯卻較為簡單，不必解釋過多自動機(jī)是如何獲能的。

顧名思義，導(dǎo)氣式就是從槍管中“導(dǎo)出”一部分氣體，以獲得能量、完成自動動作的自動方式。在導(dǎo)氣式中，槍管不像管退式那樣要后坐，一般是固定不動的。為了從槍管中獲得能量，就必須想方設(shè)法導(dǎo)出一部分的氣體。最常見的手段就是在槍管上打?qū)饪祝倥涮装惭b導(dǎo)氣箍等一些零部件以達(dá)到導(dǎo)氣的目的。導(dǎo)出的氣體會被用來吹動活塞，或者直接吹動自動機(jī)，讓自動機(jī)獲能。

開導(dǎo)氣孔說白了就是槍管打洞，這不利于槍管的強(qiáng)度和精度，安裝導(dǎo)氣箍等一系列零部件也不是一件簡單的事情。為此，導(dǎo)氣式誕生伊始，并沒有用到導(dǎo)氣孔導(dǎo)氣，相當(dāng)一部分的槍械采用的是槍口集氣式原理，就是收集槍口溢出的火藥燃?xì)?，“廢物利用”豈不是一舉兩得？為此，一大批槍械都采用過槍口集氣式原理。比如德國G41步槍、美國M1伽蘭德步槍的早期型都是如此。

后來人們發(fā)現(xiàn)，槍口集氣式原理并不像理論上那么好。首先，槍口的氣體壓力已經(jīng)很低了，導(dǎo)致集氣式原理先天能量不足。此外，自動機(jī)位于槍械中后段，而槍口在槍械最前端。能量傳遞過程中如此長的跨度，對于自動武器來說不是一件好事。集氣式隨后被慢慢淘汰了。

現(xiàn)在，常見的導(dǎo)氣式原理細(xì)分為活塞長行程式、活塞短行程式、導(dǎo)氣管式三種。

活塞長行程式

所謂活塞“長行程”，和槍管長后坐類似，即活塞和自動機(jī)的后坐距離是相同的。但不同的是，采用活塞長行程的槍械，活塞和槍機(jī)框剛性連接在一起，兩者運(yùn)動完全同步，永不分離?；鹚幦?xì)馔ㄟ^導(dǎo)氣孔進(jìn)入氣室內(nèi)，開始膨脹、沖擊，推動活塞向后運(yùn)動，和自動機(jī)一同后坐，自動機(jī)由此獲得能量。

由于活塞和自動機(jī)剛性連接，自動機(jī)獲得的能量十分充足，自動動作十分可靠。著名的AK47和Stg.44就采用了長行程活塞原理。此外，絕大部分機(jī)槍，出于可靠性考慮，都采用活塞長行程原理。但正因?yàn)榛钊妥詣訖C(jī)剛性連接，整個自動機(jī)的重量會相當(dāng)可觀，大質(zhì)量的自動機(jī)在槍內(nèi)來回高速運(yùn)動，對精度有不利影響。

活塞短行程式

短行程活塞和長行程活塞相反，活塞和和自動機(jī)各為一體。活塞從導(dǎo)氣式獲得能量后，只負(fù)責(zé)“推一把”自動機(jī)，而后兩者分離，活塞就在活塞簧作用下復(fù)位了，有點(diǎn)類似于槍管短后坐原理。

短行程活塞相對長行程活塞而言，活塞和自動機(jī)獨(dú)立，重量更小，體積上也沒有那么臃腫，對精度有利。此外，活塞獨(dú)立，只后坐一小段距離，活塞的密封也會好得多，火藥燃?xì)獠粫耖L行程活塞那樣，跟著活塞跑進(jìn)機(jī)匣里，降低了維護(hù)量。

導(dǎo)氣管式

導(dǎo)氣管式原理，就是俗稱的“氣吹式”原理，最大的特點(diǎn)是沒有活塞。導(dǎo)氣孔導(dǎo)出的氣體，通過長長的導(dǎo)氣管流到自動機(jī)附近，或者直接噴出，推動自動機(jī)運(yùn)動（如77式高射機(jī)槍），或者通過槍機(jī)框上設(shè)計的導(dǎo)管，流入到槍機(jī)框和槍機(jī)之間的氣室內(nèi)，完成膨脹、推動開鎖，賦予自動機(jī)能量，形成所謂的“內(nèi)活塞”（如M16/AR15步槍）。

相比長、短行程活塞，導(dǎo)氣管的質(zhì)量要小得多，這有利于降低整槍重量。此外，細(xì)長的導(dǎo)氣管的安裝也比活塞要簡單，其零件更少，設(shè)計起來也更為簡練。但導(dǎo)氣管式原理也有很大的缺點(diǎn)。無論是直接“吹”自動機(jī)，還是跑到槍機(jī)框與槍機(jī)之間形成內(nèi)活塞，火藥燃?xì)舛疾豢杀苊獾嘏艿綑C(jī)匣內(nèi)，如果火藥殘?jiān)^多、氣體腐蝕性大，就會對槍械造成很惡劣的影響。尤其是AR15這種內(nèi)活塞，對槍彈發(fā)射藥的要求很高，高溫的火藥燃?xì)膺€容易很快將槍械的潤滑油“吹”干凈，這都不利于可靠性。

槍機(jī)后坐式

所謂槍機(jī)后坐式，通俗的理解就是一個被繩子捆緊的、帶有塞子的氣球。當(dāng)我們解開繩子時，氣球內(nèi)的氣體壓力會把塞子猛“吹”出去，同時氣球本身也會沿著和塞子飛行方向相反的方向飛行。

槍機(jī)后坐式的原理就基本和這個氣球類似。解開繩子的過程就是擊發(fā)槍彈，氣球內(nèi)的氣體就是發(fā)射藥被點(diǎn)燃后產(chǎn)生的氣體，塞子就是彈頭，而氣球則相當(dāng)于是彈殼、自動機(jī)等部件。在槍機(jī)后坐式中，槍管一般也是固定不動的。

槍彈被擊發(fā)后，火藥燃?xì)庖环矫鏁苿訌楊^向前運(yùn)動，另一方面必然會反向地向后施加一個力。由于槍管固定，這個力量傳遞到彈殼上，而彈殼和自動機(jī)“緊貼”在一起，能量就傳遞給了自動機(jī)，賦予自動機(jī)向后運(yùn)動（后坐）、完成自動動作的能量。這就是槍機(jī)后坐式中，自動機(jī)獲得后坐能量的原理。

但這個原理有一個很大的缺點(diǎn)，就是在槍彈彈頭開始運(yùn)動的瞬間，彈殼和自動機(jī)也開始后坐了，這意味著，在槍機(jī)后坐式中，開鎖幾乎在發(fā)射瞬間就開始了。相比之下，管退式中槍管要后坐一段距離再開鎖，導(dǎo)氣式要等氣體傳遞能量給活塞、活塞傳遞能量給自動機(jī)后才能開鎖。換句話說，管退式和導(dǎo)氣式，天生就有延遲開鎖效果，開鎖時間都晚。而槍機(jī)后坐式卻沒有這個效果。如果開鎖太快，彈頭很可能還沒有來得及飛出槍管，或者剛剛飛出槍管，此時膛內(nèi)壓力還很高。而這時候彈殼就開始運(yùn)動促使槍械開鎖，這無疑是一件很危險的事情，輕則斷殼，重則炸膛。

為此，必須延緩彈殼和自動機(jī)開始后坐（開鎖）的時機(jī)。這里面有兩種基本思路，一個是增大自動機(jī)的質(zhì)量，依靠慣性來延遲后坐。另一個思路是不增加自動機(jī)質(zhì)量，設(shè)計一個專用的延遲機(jī)構(gòu)。這兩種思路對應(yīng)的，就是槍機(jī)后坐式中常見的兩個分支：自由槍機(jī)式和半自由槍機(jī)式。

自由槍機(jī)式

自由槍機(jī)式槍械的自動機(jī)說白了就是“一大塊鐵”，利用大質(zhì)量來延遲后坐。在歷年來的摸索中，人們逐漸發(fā)發(fā)現(xiàn)，自由槍機(jī)式原理，基本上只能適應(yīng)一些小威力的手槍彈。如果槍彈威力太大，自動機(jī)的質(zhì)量就會增加到一個難以接受的范圍。像使用自由槍機(jī)原理、發(fā)射9×19毫米巴拉貝魯姆槍彈的沖鋒槍上，盡管整槍質(zhì)量只有2千克出頭，自動機(jī)卻要占據(jù)500克的重量。連一款手槍彈都需要這么重的自動機(jī)，更大威力的槍彈就可想而知了。因此，自由槍機(jī)原理的應(yīng)用十分稀少，基本上就圍著手槍彈“打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”了。

半自由槍機(jī)式

為此，增加延遲機(jī)構(gòu)的半自由槍機(jī)原理就出現(xiàn)了。比如FAMAS步槍就采用了杠桿延遲機(jī)構(gòu)。德國的G3步槍、MP5沖鋒槍上采用滾柱機(jī)構(gòu)來延遲后坐。當(dāng)然，這些機(jī)構(gòu)的作用不僅僅是延遲，通常還起到閉鎖機(jī)構(gòu)的作用，一件多用。

正是由于自動機(jī)（槍機(jī)）運(yùn)動受到了延遲和限制，不夠“自由”，因此這個原理得名半自由槍機(jī)。在半自由槍機(jī)原理中，筆者個人覺得最“炫酷”的，要屬HK公司在P7系列手槍上采用的氣體延遲后坐原理。這個原理和導(dǎo)氣式有點(diǎn)類似，它在槍管上打?qū)饪?，?dǎo)出的氣體不是像導(dǎo)氣式那樣向后噴出、推動自動機(jī)運(yùn)動，而是向前噴出，阻礙自動機(jī)的運(yùn)動，起到延遲作用。

之所以說這個原理“炫酷”，首先是創(chuàng)意很大膽。其次是體積很小巧，比滾柱機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)要小巧玲瓏得多，同時，它的效果也相當(dāng)不錯。因此，“小身材”的P7手槍卻可以承受9×19毫米巴拉貝魯姆手槍彈，這殊為不易，要知道當(dāng)時和P7同等“身材”的PPK、P230這一類手槍，威力只是和64式手槍一個等級的，但P7的威力卻是和92手槍同級的。這個機(jī)構(gòu)的大缺點(diǎn)就是比較挑槍彈，很難使用那些發(fā)射藥比較“臟”的槍彈，維護(hù)也麻煩。

三種自動方式的比較

在三大自動方式中，目前應(yīng)用最廣泛的，也是最佳的自動方式就是導(dǎo)氣式。導(dǎo)氣式可以根據(jù)導(dǎo)氣孔的位置和大小，調(diào)節(jié)后坐能量（自動機(jī)能量）。后坐能量合適，可以大大降低槍械的設(shè)計難度，也便于槍械進(jìn)一步優(yōu)化性能。但導(dǎo)氣式需要挖導(dǎo)氣孔，也往往需要設(shè)計、布置活塞等零部件，具體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在一些小體積槍械上，比如手槍上，就基本見不到導(dǎo)氣式的應(yīng)用。

管退式原理應(yīng)用的第二多。無論是槍管長后坐還是槍管短后坐，槍管在槍彈發(fā)射過程中都是要后坐。我們知道，后坐力的根本來源是火藥燃?xì)猱a(chǎn)生的反向推力，它作用于槍管（實(shí)際上是由彈殼、自動機(jī)和槍管組成的、由閉鎖機(jī)構(gòu)鎖死的封閉體內(nèi)），槍管再把力量傳遞給槍械的其它部分和射手。如果槍管是活動的，那這個力傳遞得不會那么猛烈。

也就是說，管退式可以減小武器的后坐力。在一些力求減小后坐力的槍械，特別是使用12.7毫米大口徑機(jī)槍彈的槍械上，管退式應(yīng)用得很多。比如巴雷特M82反器材步槍就采用了管退式原理。我國的89式重機(jī)槍，為了減小后坐力，采用了導(dǎo)氣、管退混合式自動方式。

而槍機(jī)后坐式則是最“悲慘”的自動方式，它既不能像導(dǎo)氣式一樣，有選擇地導(dǎo)出合適的后坐能量，也無法像管退式那樣可以緩沖后坐力。而且開鎖的時機(jī)又太快，為此才不得已增加了延遲機(jī)構(gòu)。但延遲機(jī)構(gòu)不是“萬金油”，效果有限，不能完全克服槍機(jī)后坐式的先天缺點(diǎn)。

正因?yàn)槿绱?，各國的槍械設(shè)計師開始在槍械彈膛內(nèi)刻槽，充當(dāng)延遲機(jī)構(gòu)的補(bǔ)充。但彈膛刻槽是一種不得已的手段。世界上的槍械中，彈膛刻槽都是什么槍械呢？G3、FAMAS步槍為半自由槍機(jī)式的；64式、77手槍屬自由槍機(jī)式的?？梢?，彈膛刻槽頻繁出現(xiàn)在槍機(jī)后坐式的武器中，這實(shí)際表明了槍機(jī)后坐式槍械，在具體設(shè)計與應(yīng)用中的力不從心。

因此，當(dāng)今的槍機(jī)后坐式，尤其是半自由槍機(jī)原理的槍械越來越少，法國人淘汰了FAMAS撿起了導(dǎo)氣式的HK416，而HK公司新設(shè)計的槍械中，無論是MP7、G36、HK416還是MG43，清一色全是導(dǎo)氣式。在半自由槍機(jī)原理的應(yīng)用中，HK公司可謂是“高手”了。連這個半自由槍機(jī)的老手都“離經(jīng)叛道”了，半自由槍機(jī)原理可謂是前途一片灰暗。

因此，在今天，除了沖鋒槍上還能看到自由槍機(jī)原理的影子外，其它的槍械已經(jīng)難覓其蹤了。槍機(jī)后坐式原理，也成為三大自動方式（原理）中墊底的一個。

坦白而言，槍械的自動方式相對難以理解，特別是想充分了解并理解其優(yōu)缺點(diǎn)，更是一件困難的事情。筆者希望能為各位讀者提供一個感性入門的認(rèn)識。下一節(jié)中，筆者將會繼續(xù)介紹一個更抽象的槍械知識——閉鎖結(jié)構(gòu)。