常見槍械自動(dòng)原理漫談（一）

□楊文靖 李向東 林宏昌 杜飛

歷史上，人類對(duì)提高槍械射速一直充滿渴望。從前裝槍到后裝槍，再到連珠火銃、管風(fēng)琴槍（排放搶）、轉(zhuǎn)輪槍、手搖轉(zhuǎn)管槍，槍械的發(fā)射速度一步步提升，不斷適應(yīng)著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的演變，也推動(dòng)著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的發(fā)展。自1883年海勒姆·史蒂文斯·馬克沁（Hiram Stevens Maxim）發(fā)明第一支試驗(yàn)型自動(dòng)步槍至今，槍械的自動(dòng)化已經(jīng)走過了近140年的發(fā)展歷程。自動(dòng)槍械的發(fā)展，基于人類對(duì)自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)和對(duì)數(shù)理學(xué)科的運(yùn)用，它以社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展為基礎(chǔ)，隨著人類社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的不斷變化而進(jìn)步。本期開始推出《槍械自動(dòng)原理漫談》系列（共4篇），詳細(xì)介紹人類對(duì)內(nèi)能源自動(dòng)槍械的探索及槍械3大自動(dòng)原理。

本篇主要介紹自動(dòng)槍械基本概念、分類和早期自動(dòng)槍械——

什么是自動(dòng)槍械

自動(dòng)槍械，是指能夠自行完成開鎖、抽拋殼、復(fù)進(jìn)、上膛、閉鎖和擊發(fā)等一系列發(fā)射動(dòng)作的槍械。

自動(dòng)原理，又稱自動(dòng)方式或自動(dòng)動(dòng)作，是武器利用能量自行完成發(fā)射動(dòng)作的原理。以能量來源為劃分依據(jù)，自動(dòng)槍械可分為內(nèi)能源自動(dòng)槍械和外能源自動(dòng)槍械。內(nèi)能源自動(dòng)槍械是指依靠槍彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的火藥燃?xì)饽芰客瓿砂l(fā)射動(dòng)作的槍械在這個(gè)過程中，火藥燃?xì)饽芰哭D(zhuǎn)化為動(dòng)能；外能源自動(dòng)槍械是指依靠槍彈火藥氣體外的能量（如電力、人力）完成發(fā)射動(dòng)作的槍械，如連珠火銃、手搖轉(zhuǎn)管機(jī)槍、轉(zhuǎn)輪手槍和電力驅(qū)動(dòng)的加特林機(jī)槍等。依據(jù)發(fā)射模式，自動(dòng)槍械可分為全自動(dòng)槍械和半自動(dòng)槍械，全自動(dòng)槍械是指保持觸動(dòng)擊發(fā)機(jī)構(gòu)，能夠連續(xù)射擊的槍械；半自動(dòng)槍械是指觸動(dòng)一次擊發(fā)機(jī)構(gòu)只能進(jìn)行單發(fā)射擊，但無需手動(dòng)操作即可完成除擊發(fā)外其他動(dòng)作的槍械。通常，全自動(dòng)和半自動(dòng)的區(qū)別在于發(fā)射機(jī)構(gòu)（單發(fā)阻鐵）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與自動(dòng)原理無關(guān)。目前世界上多數(shù)自動(dòng)槍械均有半自動(dòng)（單發(fā)）射擊模式，部分自動(dòng)槍械還增設(shè)了兩發(fā)或三發(fā)點(diǎn)射模式。

斯賓塞連珠槍。其扳機(jī)護(hù)圈與閉鎖機(jī)相連，拉下扳機(jī)護(hù)圈完成開鎖和退彈動(dòng)作，扣合扳機(jī)護(hù)圈完成送彈上膛和閉鎖動(dòng)作。相比于老式后裝槍，其射速明顯提高，但其并非自動(dòng)槍械

溫徹斯特M1873內(nèi)部結(jié)構(gòu)透視圖，其也是通過下拉和扣合扳機(jī)護(hù)圈完成開鎖、抽拋殼、送彈上膛和閉鎖等動(dòng)作

早期的手搖式加特林多管機(jī)槍

本文主要介紹內(nèi)能源自動(dòng)槍械的自動(dòng)原理。

槍械自動(dòng)原理分類

歷史上，眾多槍械專家依據(jù)不同技術(shù)特征對(duì)槍械自動(dòng)原理進(jìn)行了分類。如維列里依據(jù)槍管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)把自動(dòng)槍械分成槍管后坐式 、槍管固定式、有導(dǎo)氣開孔的槍管固定式和槍管前沖式四類；再如柯杰依

俄羅斯自動(dòng)武器之父弗拉基米爾·格里高利耶維奇·費(fèi)德洛夫

據(jù)火藥燃?xì)庾饔梅绞桨炎詣?dòng)武器分為應(yīng)用后坐原理和應(yīng)用氣體作用原理兩類，其中應(yīng)用后坐原理分為槍管固定自由槍機(jī)式和槍管活動(dòng)扣合槍機(jī)式兩種，應(yīng)用氣體作用原理分為槍口導(dǎo)氣式、槍膛壁開孔導(dǎo)氣式和利用彈殼導(dǎo)氣式三種。此外，費(fèi)德洛夫、凱薩特里亞、維涅維奇等人也對(duì)槍械自動(dòng)方式都有過分類。

槍械自動(dòng)循環(huán)本質(zhì)及區(qū)分

槍械自動(dòng)循環(huán)的本質(zhì)是利用火藥燃?xì)饽芰渴箻寵C(jī)和槍膛分離完成發(fā)射循環(huán)。因此自動(dòng)槍械和非自動(dòng)槍械的本質(zhì)區(qū)別在于：自動(dòng)槍械使槍機(jī)和槍膛分離的能量源是火藥的化學(xué)能，即槍彈本身；非自動(dòng)槍械使槍機(jī)和槍膛分離的能量源是人體或其他能源。自動(dòng)槍械較非自動(dòng)槍械的進(jìn)步之處就在于：自動(dòng)槍械用火藥的化學(xué)能代替了人體的機(jī)械能。由此可以得出，無論何種自動(dòng)原理，都有兩個(gè)本質(zhì)特征:一是火藥燃?xì)獾膲毫Ρ仨氈苯踊蜷g接作用到槍機(jī)上，二是在自動(dòng)循環(huán)過程中槍機(jī)和槍膛必須分開。透過現(xiàn)象看本質(zhì)，不同自動(dòng)原理其實(shí)質(zhì)都是相同的，區(qū)別僅在于火藥燃?xì)饽芰康膫鲗?dǎo)途徑和傳導(dǎo)方式。因此，我們依據(jù)能量傳導(dǎo)途徑和方式對(duì)自動(dòng)槍械原理進(jìn)行區(qū)別和分析。

無煙火藥的應(yīng)用，為槍械自動(dòng)循環(huán)提供了可靠的能量源

槍械自動(dòng)原理分類

依據(jù)能量傳導(dǎo)途徑和方式，槍械自動(dòng)原理可分為三大類。一是依靠槍管向后運(yùn)動(dòng)使槍膛和槍機(jī)分離的，被稱為槍管后坐式或管退式，其又可分為槍管短后坐式和槍管長(zhǎng)后坐式；二是直接依靠火藥燃?xì)鈮毫κ箻屘藕蜆寵C(jī)分離的，槍機(jī)不動(dòng)槍管前移的方式被稱為槍管前沖式，槍管不動(dòng)槍機(jī)后移的方式被稱為槍機(jī)后坐式，其中槍機(jī)后坐式可分為自由槍機(jī)式和半自由槍機(jī)式；三是在槍膛上或槍膛附近設(shè)置導(dǎo)流裝置，引導(dǎo)部分火藥燃?xì)庵苯踊蜷g接驅(qū)使槍機(jī)向后運(yùn)動(dòng)使之與槍膛分離的方式，被稱為導(dǎo)氣式。導(dǎo)氣式可分為槍口集氣式和膛壁開孔導(dǎo)氣式，膛壁開孔導(dǎo)氣式可分為氣吹式和活塞導(dǎo)氣式。其中活塞導(dǎo)氣式又可分為活塞長(zhǎng)行程導(dǎo)氣式和活塞短行程導(dǎo)氣式。此外，還有兩種及兩種以上自動(dòng)方式相結(jié)合的自動(dòng)原理，被稱為混合式自動(dòng)原理，如中國(guó)的89式重機(jī)槍和10式狙擊步槍，就是槍管短后坐和導(dǎo)氣式相結(jié)合的典型代表；再如槍機(jī)槍膛反向運(yùn)動(dòng)式，綜合了槍管前沖式和槍機(jī)后坐式兩種自動(dòng)原理。還有一些內(nèi)能源驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)管式、轉(zhuǎn)膛式、雙桿聯(lián)動(dòng)式等自動(dòng)原理，由于在槍械上應(yīng)用較少，本文不做介紹。

世界上第一支自動(dòng)槍械

目前世界上比較公認(rèn)的第一支自動(dòng)槍械是1883年由海勒姆·史蒂文斯·馬克沁（Hiram Stevens Maxim）設(shè)計(jì)的試驗(yàn)型自動(dòng)步槍。在此之前，給槍械裝退彈藥都是依靠人力完成的。人力裝退彈不僅速度慢、效率低，而且由于槍機(jī)被機(jī)匣鎖死，發(fā)射瞬間火藥燃?xì)獾暮笞Φ貌坏较魅?，通過槍托幾乎完全傳遞到射手身上，射擊體驗(yàn)感差，甚至可能會(huì)對(duì)身體造成傷害。馬克沁從中受到了啟發(fā)，利用火藥燃?xì)猱a(chǎn)生的巨大能量，完成開鎖、退彈、上膛、閉鎖、擊發(fā)等一系列動(dòng)作，把有害的后坐力轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣呶淦靼l(fā)射效率的能量源，是馬克沁設(shè)計(jì)自動(dòng)槍械的核心思想，也成為日后內(nèi)能源自動(dòng)武器設(shè)計(jì)的基本遵循。馬克沁以美國(guó)人伽德洛設(shè)計(jì)的自動(dòng)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，首次把火藥燃?xì)庾鳛橥瓿砂l(fā)射動(dòng)作循環(huán)的能量來源，設(shè)計(jì)出一款自動(dòng)步槍，這是一種托底板可拆卸的自由槍機(jī)杠桿式步槍，在槍托內(nèi)裝有復(fù)進(jìn)簧和復(fù)進(jìn)簧導(dǎo)桿，用以將扳機(jī)護(hù)圈杠桿連接起來。射擊時(shí)托底板起支撐作用，槍機(jī)向后壓縮復(fù)進(jìn)簧，使復(fù)進(jìn)簧導(dǎo)桿沖開扳機(jī)護(hù)圈杠桿，完成開鎖和退彈。被壓縮的復(fù)進(jìn)簧儲(chǔ)蓄能量，復(fù)進(jìn)簧伸張時(shí)通過導(dǎo)桿推動(dòng)扳機(jī)護(hù)圈扣合，并使槍機(jī)送彈上膛閉鎖，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。這是人類已知的第一支自動(dòng)步槍，據(jù)說它是通過阻鐵控制槍機(jī)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或全自動(dòng)。1883年6月26日，這種步槍獲得了專利。1884年和1885年，馬克沁根據(jù)這個(gè)專利制造了幾支原型槍。

AN94步槍，采用了槍管短后坐和導(dǎo)氣式相結(jié)合的自動(dòng)原理

AK-630M近防炮，采用火藥燃?xì)饽芰框?qū)動(dòng)炮管轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于內(nèi)能源自動(dòng)武器

由海勒姆·史蒂文斯·馬克沁設(shè)計(jì)的第一支自動(dòng)槍械結(jié)構(gòu)圖

發(fā)射瞬間的89式重機(jī)槍，其采用了槍管短后坐和導(dǎo)氣式相結(jié)合的自動(dòng)原理

著名槍械設(shè)計(jì)師，海勒姆·史蒂文斯·馬克沁（Hiram Stevens Maxim，1840年2月5日～1916年11月24日），其設(shè)計(jì)了世界上第一支自動(dòng)槍械

馬克沁和他的重機(jī)槍

麥德森機(jī)槍

麥德森機(jī)槍結(jié)構(gòu)和工作原理圖

丹麥炮兵軍官威廉·赫爾曼·奧盧夫·麥德森（Vilhelm Herman Oluf Madsen）

有了第一支自動(dòng)步槍的成功經(jīng)驗(yàn)，1884年，馬克沁制造出世界上第一支能夠自動(dòng)連續(xù)射擊的機(jī)槍，該槍采用槍管短后坐的自動(dòng)原理，發(fā)射時(shí)槍管和槍機(jī)同時(shí)向后運(yùn)動(dòng)19mm后槍管復(fù)進(jìn)，槍機(jī)開鎖并在慣性作用下繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)，完成抽拋殼、復(fù)進(jìn)、上膛、閉鎖等動(dòng)作。

人類早期對(duì)自動(dòng)槍械的探索

我國(guó)民兵正在使用麥德森機(jī)槍（近）進(jìn)行防空演練

Cei-Rigotti步槍左視圖

斯柯達(dá)M1893機(jī)槍，其彈匣很像長(zhǎng)長(zhǎng)的辮子。義和團(tuán)運(yùn)動(dòng)時(shí)該槍曾被用來保護(hù)使館

Cei-Rigotti步槍右視圖，注意其外露的活塞

1883年，丹麥炮兵軍官威廉·赫爾曼·奧盧夫·麥德森（Vilhelm Herman Oluf Madsen）和哥本哈根武器工廠主管魯斯特姆斯特·拉斯姆森（Rasmussen）從步槍發(fā)射的后坐力入手進(jìn)行研究，1886年，發(fā)明了一種以后坐力為發(fā)射循環(huán)能量來源的“重型反沖操作步槍”，采用槍管短后坐式自動(dòng)原理，槍機(jī)起落式開閉鎖結(jié)構(gòu)。隨后丹麥軍隊(duì)訂購(gòu)了70支進(jìn)行試驗(yàn)。1888年，由他們研制的人類歷史上第一支真正意義上的軍用半自動(dòng)步槍原型槍問世。大約兩年后，丹麥陸軍中尉讓·特奧多·斯考博（Jens Theodor Schouboe）以馬蒂尼-亨利步槍為原形設(shè)計(jì)了一種頂部供彈的半自動(dòng)步槍，在當(dāng)時(shí)稱為騎兵自動(dòng)步槍，1896年丹麥海軍訂購(gòu)了60支并配發(fā)給海軍陸戰(zhàn)隊(duì)使用。

20世紀(jì)初，美軍對(duì)該槍進(jìn)行過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分解結(jié)合繁瑣，準(zhǔn)星設(shè)置在可以活動(dòng)的槍管上導(dǎo)致精度較差，綜合性能沒有達(dá)到斯普林菲爾德M1903栓動(dòng)步槍的水準(zhǔn)，因此沒有大量采購(gòu)列裝。但該槍在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上有很多可圈可點(diǎn)之處，在麥德森和拉斯姆森的幫助支持下，經(jīng)過不斷改進(jìn)的半自動(dòng)步槍逐漸演變成一種采用槍管長(zhǎng)后坐自動(dòng)原理的機(jī)步槍（Machine rifle），此后這種機(jī)步槍及衍生型號(hào)被統(tǒng)稱為麥德森機(jī)槍。麥德森機(jī)槍雖然價(jià)格較為昂貴，但可靠性良好，在一戰(zhàn)中經(jīng)受住了考驗(yàn)。

斯柯達(dá)M1893機(jī)槍自動(dòng)原理示意圖。除槍機(jī)之外，該槍其他部位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這也是半自由槍機(jī)原理的特征之一

1888年，奧地利的喬治·馮·多姆斯中校和哈布斯堡-洛林大公佛朗切斯科·薩爾瓦多設(shè)計(jì)了一挺延遲開鎖半自由槍機(jī)原理的機(jī)槍，該槍由斯柯達(dá)公司生產(chǎn)，奧匈帝國(guó)軍隊(duì)1893年正式將該槍定為制式機(jī)槍，被稱為斯柯達(dá)M1893機(jī)槍。它的自動(dòng)原理很奇妙也很獨(dú)特。發(fā)射時(shí)，后坐力作用到槍機(jī)的閉鎖面上，槍機(jī)后倒壓下配重塊，配重塊前端與槍機(jī)后端產(chǎn)生較大的摩擦力，配重塊繼續(xù)后壓螺栓，螺栓壓縮復(fù)進(jìn)簧，同時(shí)還要克服擺錘的阻力。重重削弱下，該槍最高射速僅為500發(fā)/分。

1890年，意大利軍官Amerigo Cei-Rigotti也設(shè)計(jì)出了一支采用活塞短行程導(dǎo)氣原理的步槍，由于其步槍結(jié)構(gòu)明顯且發(fā)射步槍彈，又能進(jìn)行單發(fā)和連發(fā)射擊，因此屬于真正的自動(dòng)步槍，有人認(rèn)為該槍是世界上第一支自動(dòng)步槍。其槍機(jī)外有一個(gè)槍機(jī)套，槍機(jī)套上開有引導(dǎo)槽，槍機(jī)套在引導(dǎo)槽上，發(fā)射時(shí)，槍管右側(cè)的短行程導(dǎo)氣活塞后推槍機(jī)套，槍機(jī)套上的引導(dǎo)槽使槍機(jī)旋轉(zhuǎn)開鎖后坐，在復(fù)進(jìn)簧的作用下進(jìn)行復(fù)進(jìn)、推彈上膛、閉鎖等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)發(fā)射循環(huán)。該槍沒有被軍隊(duì)采用，但其新穎的設(shè)計(jì)思路在自動(dòng)槍械發(fā)展史上留下了不可磨滅的一筆。（待續(xù)）