常見槍械自動原理漫談（四）

□楊文靖 李向東 林宏昌 杜飛

本文前三篇介紹了自動槍械基本概念、分類及管退式自動原理、槍機后坐式自動原理、導氣式原理的發(fā)展歷程、槍口集氣和氣吹式導氣原理，本篇呈現(xiàn)活塞導氣式和混合式自動原理——

拆掉上護手和機匣蓋的AK47步槍發(fā)射瞬間，注意其導氣活塞與槍機框是連為一體的

俄軍裝備的AK-12突擊步槍，該槍同樣采用活塞長行程導氣式原理，導氣活塞與槍機框連為一體

世界上第一款大規(guī)模裝備部隊的突擊步槍StG44，其采用活塞長行程導氣式自動原理

蒙德拉貢M1908步槍的機匣和槍機

用活塞轉化和傳導火藥燃氣能量

另一類在膛壁上開孔的導氣式原理是活塞導氣式。

活塞導氣式即火藥燃氣作用到活塞上，活塞推動槍機向后運動完成工作循環(huán)的自動原理?；钊麑馐绞菓米顝V泛的自動原理。它有兩個突出優(yōu)勢：一是可靠性高。燃氣直接作用距離短，在活塞脫離導氣箍后火藥燃氣壓力迅速下降，活塞在慣性的作用下向后推動槍機運動。而氣吹式原理是將高溫高壓的火藥燃氣通過狹長密閉的導氣管直接引入機匣甚至槍機內(nèi)部，在很長的距離上火藥燃氣都處在高速膨脹的高壓狀態(tài)，遇到水滴、沙粒等異物必然會與之發(fā)生強烈沖擊，從而產(chǎn)生危險。二是對發(fā)射藥質量要求低?；鹚幦細獠贿M入機匣和槍機內(nèi)，不易在機匣及槍機內(nèi)產(chǎn)生積碳，因此維護保養(yǎng)的重點為槍管和導氣系統(tǒng)，槍機和機匣通常只需適當涂油使其保持潤滑即可。

活塞導氣式原理是一個龐大的家族，它可分為活塞長行程導氣式和活塞短行程導氣式兩類。

活塞長行程導氣式

1944年，StG44突擊步槍定型服役，成為輕武器發(fā)展史上具有里程碑意義的重要事件。這款出自德國著名輕武器設計師雨果·施邁瑟之手、世界上第一款大規(guī)模裝備的突擊步槍正是采用了活塞長行程導氣式原理。

活塞長行程導氣式最明顯的特征有兩個：一是導氣活塞與槍機框連為一體，射擊時二者不分離；二是活塞向后運動的距離大于槍彈或槍機長度，與槍機框運動距離等長。其優(yōu)點是零部件少，便于分解更換；能量傳導層級少，發(fā)射循環(huán)動作有力、可靠。缺點是由于能量傳導層級少，槍機向后運動沖量大，影響射擊精度和射手射擊體驗。世界上第一支被應用于戰(zhàn)場的半自動步槍——由墨西哥上將曼努埃爾·蒙德拉貢設計的M1908蒙德拉貢半自動步槍就采用了這種原理?；钊L行程導氣式的代表槍械有AK系列步槍、PKM機槍、勃朗寧M1918自動步槍、伽利爾突擊步槍等。這些槍械動作可靠，維護保養(yǎng)方便，但由于活塞與槍機框連為一體，射擊時后坐沖量被削弱得很少，槍機框會猛烈地撞擊機匣，反應到射手身上就是后坐力大，射擊精度不高，并且會影響槍械壽命。羅馬尼亞PSL半自動狙擊步槍也采用活塞長行程導氣式自動原理，射擊精度比主流狙擊步槍要低一些。

短管伽利爾突擊步槍分解圖，注意導氣活塞與槍機框連為一體，與AK系列類似

羅馬尼亞PSL半自動狙擊步槍分解圖，其導氣活塞與槍機框連為一體，與SVD狙擊步槍有很大差別

AEK-971步槍的改良型號A-545步槍，應用了平衡自動反沖系統(tǒng)，有效控制了后坐力

AK-107突擊步槍發(fā)射瞬間，注意其導氣孔位置（箭頭處）和平衡自動反沖系統(tǒng)（劃圈處）

這些問題是可以得到改善的，如俄羅斯AEK-971步槍、AK-107/108步槍采用了平衡自動反沖系統(tǒng)（Balanced Automatics Recoil System，BARS），導氣活塞向后運動的同時反向平衡機向前運動，兩個方向的力相互抵消，明顯降低可感后坐力，也提高了射擊精度。但這種方式會增加槍械的體積和質量，設想戰(zhàn)士們背著一支很沉、很大的槍進行5km越野，感覺應該很痛苦。

第二種辦法是縮小導氣孔的直徑，減小導氣量，即用更少的火藥燃氣推動槍機向后運動，這樣可以在機匣長度和武器質量不增加的情況下降低后坐沖量。但它也帶來一個很嚴重的問題，那就是導出的火藥燃氣量小，使槍機向后運動力度減小，從而導致后坐速度慢、行程短，容易出現(xiàn)卡彈、無法拋殼、無法送彈上膛等故障。為了解決這個矛盾，很多設計師在導氣箍上增設氣體調(diào)節(jié)器，上面開有大小不同的導氣孔。小孔導氣量小，后坐沖量小，適合正常情況使用；大孔導氣量大，適合低氣壓、長時間來不及清理、泥沙污垢較多的情況下使用。

第三種辦法是增加機匣和復進簧長度，使槍機完全在復進簧的作用下停止后坐，不與機匣尾部碰撞，即“恒定后坐”原理。斯通納86機槍、Ultimax 100機槍、LAMG機槍就應用了這種原理。“恒定后坐”原理好處頗多，既降低了可感后坐力，提高了射擊精度，也提高了供彈穩(wěn)定性。最重要的是，采用“恒定后坐”原理的槍械通常用大導氣孔導氣，在對精度影響較小的情況下大幅提高了自動機工作的可靠性。當然其并非十全十美，缺點是機匣長度增加導致槍械體積、質量增大，同時射速較低，火力密度不夠大。

英國布倫式輕機槍，注意其導氣箍下部的氣體調(diào)節(jié)器

95式自動步槍的氣體調(diào)節(jié)器

MR556A1步槍（HK416的民用型號）的導氣系統(tǒng)，也采用了長導氣活塞（導桿）短槍機框結構

采用恒定后坐原理的Ultimax 100機槍

活塞短行程導氣式

為了吸收活塞長行程導氣式的優(yōu)點并克服其缺點，設計師發(fā)明了活塞短行程導氣式自動原理?；钊绦谐虒馐接袃蓚€典型特征，一是導氣活塞與槍機框非剛性連結；二是活塞向后運動的距離不大于槍彈或槍機長度。射擊時火藥燃氣通過導氣孔進入導氣箍，推動活塞向后運動，由于活塞與槍機框非剛性連結，活塞推動槍機框向后運動一定距離后停下或在活塞簧的作用下復位，槍機/槍機框在慣性作用下繼續(xù)向后運動完成發(fā)射循環(huán)?；钊绦谐虒馐阶詣釉砑缺Ａ袅嘶钊L行程導氣式原理動作可靠的優(yōu)點，也增加了能量傳導層級，削弱了活塞對槍機框的沖擊力，減少了槍機框對機匣和槍尾的撞擊，提高了槍械使用壽命。目前，世界上很多主流槍械都采用活塞短行程導氣式自動原理。

捷克斯洛伐克SA Vz58突擊步槍發(fā)射瞬間，活塞推動槍機框后坐一小段距離后停止，槍機框在慣性作用下繼續(xù)后坐。導氣活塞與槍機框非剛性連接是活塞短行程導氣原理的典型特征之一

去掉護手的SVD狙擊步槍。其也采用長活塞導桿的活塞短行程導氣式結構，活塞導桿簧位于機匣前

SKS半自動步槍發(fā)射瞬間。注意導氣活塞桿后部的活塞簧被壓縮，槍機在慣性作用下后坐，即將拋殼

自上至下分別為去掉護手的FN FAL步槍、G36步槍和L85A2步槍，這些步槍均采用了長導桿活塞短行程導氣原理

活塞短行程導氣有兩種表現(xiàn)形式：

一種是長活塞（導桿）短槍機框形式。世界上大部分活塞短行程導氣式的槍械都采用這種結構。如中國的81式槍族、88式狙擊步槍、捷克斯洛伐克的SA Vz58突擊步槍、蘇聯(lián)的SVD狙擊步槍、SKS半自動步槍、德國的G36步槍、HK416/417步槍等。它涵蓋了活塞短行程導氣式的基本優(yōu)點，特點是槍機體積小、質量輕，從而減輕了整個槍支的質量，同時由于活塞運動范圍小，槍機后坐時擺動輕微。號稱二戰(zhàn)中最優(yōu)秀的半自動步槍之一的Gewehr 43就是應用了這種工作原理。但長長的活塞導桿本身就有較大的質量，此外由于槍機短小質心靠后，活塞推動槍機向后運動時易使槍機上下浮動，對高精度射擊有不利影響。

為了克服傳統(tǒng)活塞短行程導氣式結構的缺陷，人們發(fā)明了短小活塞搭配長槍機框的新型結構——這便是活塞短行程導氣式的另一種表現(xiàn)形式，其典型代表是95/95-1式槍族和SCAR突擊步槍。95/95-1式槍族中槍機框向前延伸部分為中空結構，前端開口套在槍管上方的一個小導桿上，與機匣壁內(nèi)側的導軌互相配合用來限制其擺動。發(fā)射時，短小的活塞后推槍機框延伸部分前端，槍機框經(jīng)過一小段空行程后帶動機頭旋轉開鎖后坐，實現(xiàn)自動循環(huán)。這種設計既節(jié)省了無托結構寶貴的空間，又保證了槍機運動的順暢可靠，是非常優(yōu)秀的設計。SCAR突擊步槍也采用小活塞大槍機框結構，不同于95/95-1式槍族用小導桿限制槍機框延伸部擺動的方式，SCAR突擊步槍機框延伸部沒有中空設計，而是在兩側設置導槽，與機匣上的導軌互相配合限制擺動。此外，SCAR的活塞非常短小，甚至沒有活塞簧，這給槍機框前移留足了空間，使原本靠后的質心進一步前移，能夠有效限制槍機向后運動時上下擺動對射擊指向性造成的不利影響，因此SCAR有著較好的射擊精度。

由于活塞短小節(jié)省空間，而且能夠配合各種剛性閉鎖結構，這種活塞短行程導氣式結構也被一些沖鋒槍或單兵自衛(wèi)武器（PDW）采用，如中國的79式?jīng)_鋒槍、德國的MP7單兵自衛(wèi)武器、SCAR的PDW型號——FN SCAR PDW。

95-1式步槍的槍機/槍機框組件、氣體調(diào)節(jié)器、導氣活塞和活塞簧，注意其小活塞和長機框

HK公司的MP7單兵自衛(wèi)武器結構圖，其采用活塞短行程導氣原理，圖上可看到導氣孔和導氣活塞

FN SCAR PDW

LR-300 ML步槍

LR-300的復進簧也很特別，直接套在導氣座上

LR-300系列的槍機，注意其向前延伸的細長空心導氣座

氣吹式和活塞導氣式的結晶——延遲沖擊導氣式

采用氣吹式原理的槍械導氣零部件質量輕，但容易把機匣和槍機弄臟，而且可靠性易受水滴、沙粒等異物影響；活塞導氣的槍械動作可靠，但活塞質量大，易造成槍械質量增加。為了取二者之長并克服其缺點，美國Z-M公司的創(chuàng)始人艾倫·齊塔（Allan Zitta）設計出“延遲沖擊導氣系統(tǒng)”（Delayed Impingement Gas System，簡稱DIGS），并應用在LR-300系列步槍上。LR-300的外觀很像AR-15，但導氣組件和自動機的結構與AR-15相差很大。LR-300的槍機框向前延伸，是一個開口向前的空心管（又被稱為導氣座），傳統(tǒng)AR-15上那根細長的導氣管被截短插入導氣座內(nèi)，射擊時火藥燃氣通過被截短的導氣管進入導氣座內(nèi)，到達空心底部才推動槍機向后運動。這樣既能保證火藥燃氣不進入機匣，便于長期使用和維護保養(yǎng)，又減輕了全槍質量，可謂一舉兩得。

10式狙擊步槍的槍管導氣系統(tǒng)和槍機/槍機框組件。其活塞為空心結構，內(nèi)有隔板

89式重機槍的槍管和導氣系統(tǒng)

10式狙擊步槍發(fā)射瞬間

混合式自動原理

混合式自動原理是綜合運用兩種及兩種以上自動動作的原理。比較常見的有槍管短后坐和氣吹式結合的方式，如中國89式重機槍；槍管短后坐和槍口增壓式結合的 方式，如德國MG42機槍。我軍大量裝備的89式重機槍在列裝初期是世界上最輕的重機槍，這個“世界之最”與其采用混合式自動原理密不可分。想要減輕質 量，氣吹式原理是最佳選擇，只有一根空心導氣管連接槍管和槍機，額外質量很小。但氣吹式原理直接把高溫高壓的火藥燃氣引到槍機上，會讓本來就輕的機槍更加難以控制。而增加一小段槍管后坐行程，讓相對沉重的槍管“吃”掉一部分后坐沖量，減輕后坐力，同時能夠達到控制全槍質量的目的。89式重機槍的槍機框也有一段“前探”部分，類似于SCAR步槍的槍機框。

我軍裝備的另一款大口徑狙擊步槍——10式狙擊步槍采用槍管短后坐和活塞短行程導氣相結合的自動原理。射擊后，彈底壓力推動槍管、槍機一起后坐。彈頭越過槍膛壁上的導氣孔后，火藥燃氣通過導氣孔進入空心導氣活塞內(nèi)，到達活塞中間的隔板后推動活塞沿導氣箍內(nèi)壁向后運動，活塞接觸到槍機框并推動其向后運動。槍管、槍機后坐一段距離后，槍管停止運動，槍機則在槍機框帶動下開鎖、后坐，并完成抽殼、拋殼動作。10式狙擊步槍的導氣箍比較細長，且活塞為中空結構，很像LR-300的延遲沖擊導氣式原理。（全文完）