枪械的抛壳原理：弹壳是怎样抛出去的?

我们平时在射击过程中,或是在影视作品中看到弹壳像瀑布一样从枪身中不停蹦出的镜头往往给人以深刻印象,但很少有人知道弹壳为什么会朝一定的方向有规律地依次蹦出,实际上这是枪械上必备的一个部分——抛壳机构的功劳。

手持的单兵枪械发射后的弹壳一般是向两侧抛出,这样在设计上比较简单,但容易烫伤或碰伤旁侧的战友或同伴。安装在三角架上的重机枪弹壳多数向下抛出,而车载或飞机舱门处安装的机枪则设有专门的弹壳收集袋。

自从金属弹壳定装枪弹出现以后,枪械设计师们就得解决这样一个问题:在下一发枪弹进膛之前,先要将前一发空弹壳从枪膛中取出。

在这一过程中首先起作用的是一个称为“拉壳钩”的部件,它位于枪机头部,顾名思义是一个钩状零件,它钩住弹壳底缘部分,在枪机的带动下将弹壳从枪膛内抽出来。

接下来的第二步,就是让弹壳可靠地抛到机匣外边,因此必需设置一个可以对弹壳施以外力的零件,即通常所称的“抛壳挺”,其具体样式随枪械种类和自动原理不同而有一定差别,但根据安装方式和动作原理,一般分为固定式和活动式两种。

国内一般习惯把采用固定抛壳挺的称为刚性抛壳,而把西方枪械常用的弹性抛壳挺称为弹性抛壳。

采用固定抛壳挺的美国柯尔特.45自动手枪，弹壳抛向右侧。图中1为抛壳挺，2为拉壳钩。

采用固定抛壳挺的德国M1896毛瑟自动手枪，弹壳抛向正上方。图中1为抛壳挺，2为拉壳钩

刚性抛壳使用非常广泛,自动手枪、冲锋枪、自动步枪、轻机枪和重机枪都有应用。此时抛壳挺固定在抛壳窗内部与拉壳钩相对的一侧,并在枪机相应的部位开出通槽,以便抛壳挺能撞击弹壳底部。

当拉壳钩连同弹壳高速后退到抛壳窗位置时,弹壳底部受到抛壳挺的撞击,以拉壳钩为支点形成一个回转力矩,使弹壳以较高的速度飞离抛壳窗。这种方式的优点是抛壳可靠、稳定、有力,缺点是要在枪机上开槽,对枪机整体强度有一定影响。固定抛壳挺一般为单独的加工件,采用铆接、焊接或销钉的方式固定,也有直接在机匣内部直接加工成形的,采用铆接或销钉固定的优点是在抛壳挺损坏时便于更换修理。

上图是采用弹性抛壳挺的美国M16突击步枪枪机,弹壳抛向右侧。图中为图中1为抛壳挺，2为拉壳钩

上图采用固定抛壳挺的俄国AKM突击步枪,弹壳抛向右侧。图中1为拉壳钩，2为抛壳挺。

弹性抛壳挺在西方被广泛使用在冲锋枪、自动步枪和各种机枪中,典型的应用有美国的M16突击步枪、M60通用机枪,奥地利AUG突击步枪,英国L85A1突击步枪等。这种结构一般在枪机前端面与拉壳钩对称的位置上开有一个深孔,内装抛壳挺和抛壳挺簧,抛壳挺由一个销子限制住。当枪弹被枪机推入弹膛后,突出枪机端面的抛壳挺被压入枪机体内,同时压缩抛壳挺簧。枪弹发射后,枪机后退,抛壳挺簧通过抛壳挺始终顶住弹壳,当弹壳解脱弹膛的束缚后,抛壳挺便以拉壳钩为支点给弹壳施加一个作用力,加上高速后退的枪机赋予弹壳的惯性,使弹壳抛离枪机体。

弹性抛壳挺的优点是结构紧凑,所占体积较小,缺点是抛壳不很可靠,在污垢多的情况下容易失效,同时由于空间限制,抛壳挺簧体积必须做得很小,寿命很难保证。此外还有一种与弹性抛壳挺类似的活动抛壳挺,也是装在枪机端面后方,但其抛壳的能量不是来自弹簧,而是后退的枪机使抛壳挺与机匣内部特地加工出的一个配合面撞击而将弹壳顶出,所以其安装的轴线与弹膛轴线有一定的夹角。

这种结构应用于前苏联和中国的一些重机枪和大口径机枪上,优点是体积比较小,抛壳稳定可靠,缺点是加工复杂,需要在机匣内部加工出精确的配合面,而且抛壳挺对材料和热处理的要求都较高,否则寿命难到达到要求。使用这种结构的典型枪械有国产53式、57式重机枪以及54式、77式大口径机枪。

采用固定抛壳挺的美国XD手枪抛壳瞬间。由于抛壳挺与拉壳钩共同作用构成了回转力矩,因此弹壳是一边旋转一边飞离抛壳窗的,图中的弹壳正巧旋转到首尾颠倒的位置上。

除上述抛壳方式外,还有一些不太常见的结构,一般都只在某一种或几种枪械使用过,如前抛壳原理、打壳式、击针抛壳式、抽壳钩与抛壳挺一体式等等。

如俄国NSV大口径机枪和新近推出的FN 2000突击步枪所使用的前抛壳原理,又称挤壳式,因为其弹壳是由后一发弹壳“挤”出机匣的,采用这种原理的枪械需要使弹壳移位,因此结构比较复杂,其优点是抛出的弹壳不会伤及两侧的同伴,而且抛壳时没有猛烈撞击,对射击精度有利。

而打壳式的原理是在枪械内部设置一个可旋转的杠杆,当枪机在前方时,杠杆前部不接触弹壳,而枪机后退到后面时会压下杠杆后端,使杠杆前端抬起,伸入枪机前方位置从而将弹壳“打”出,枪机复进到位后杠杆又会恢复原位。

而击针抛壳一般在手枪尤其是采用击针击发的手枪上比较常见,如勃朗宁M1900、M1910和勃朗宁BABY手枪等。采用这种结构的手枪击针都比较长,当枪机后退到位后击针尖伸出弹底窝端面,顶出弹壳,其优点是零件数量少,结构简单,缺点是抛壳不够稳定可靠,因此一般不用于全自动枪械。

抽壳钩与抛壳挺“合二为一”的一体式一般应用在非自动枪械上,在抽出弹壳的同时将其抛出,其原理是在拉壳钩抽出弹壳后与一个撞击面相碰,使弹壳获得一定的速度而被抛出,或是让弹壳借助重力自行掉落,这种结构广泛应用在各种转轮手枪、撅开式单双管猎枪上。与自动枪械相比,这种手动抛壳结构的抛壳速度较低,零件寿命较长,缺点是加工比较复杂。

立式双管猎枪抛壳的瞬间

拉壳钩和抛壳挺虽然体积很小,但却都是关键部件,它们的失效将导致武器发生故障,而且它们工作时的受力状态非常复杂,特别是必须承受强烈的冲击力,因此对其强度和韧性要求很高。为保证枪械的正常使用,这两种部件出厂时都会多准备几套,以备维修更换之需。此外,对于在直升机或装甲车这样有限空间内使用的枪械,为避免弹壳四处抛散所带来的潜在麻烦,一般会装有某种容器,此时的抛壳分为两个步骤,即以上述某种方式抛出弹壳后,再将它们送入弹壳收集袋或排放管里。

采用前抛壳原理的FN 2000步枪。发弹壳被次发弹壳推动,从枪身前部的抛壳口鱼贯而出

采用前抛壳原理的FN 2000步枪抛壳原理

供弹和抛壳动作原理示意图

采用前抛壳原理的FN 2000步枪抛壳钩

虽然无壳弹技术可以避免抽、抛壳的麻烦,但这项技术还未达到足够完善以致可以实用化的水平,因此现代枪械上抛壳机构仍是必不可少的一个部分。

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枪械的抛壳方式种类较多,即使是同一种自动原理的武器,也会有较大的差异,选择何种抛壳机构,以及向哪个方向抛壳是由枪械具体结构和设计要求来决定的,一般要求抛壳稳定可靠、体积紧凑小巧,加工装配方便,使用寿命长,从这个意义来说,上述各种抛壳方式并没有绝对的优劣之分。

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巴雷特抛壳原理

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