扳机、保险、阻铁、击针,看到这一堆名词是不是有些眼晕?它们都属于枪械的发射和击发机构,但有关它们的科普介绍很少,知识的缺失造就了错误言论的充斥,甚至连“发射和击发是两个不同机构”这样的常识都鲜为人知。
发射、击发小传
在大部分人眼中,把枪弹“打响”应该是一个过程,而不是两个,然而在我国的枪械命名习惯中,往往将“打响”枪弹底火的过程一分为二为发射和击发两个部分,其对应的机构分别被称作发射机构和击发机构。在国外,发射机构常被称作扳机组(件),而击发机构则没有单独的名称。
击发机构和发射机构各有使命。击发机构负责将枪弹底火打燃,而发射机构则负责操纵击发机构。用汽车来形容的话,击发机构就像发动机,负责推动汽车前进(打燃枪弹底火),而发射机构则是变速箱,负责操纵汽车(枪械)以二挡/三挡前进(半自动/全自动发射)。击发机构和发射机构共同完成“开车”(打燃枪弹底火)这个过程,它们彼此配合,但分工各有不同。为了便于理解,文中先介绍击发机构。
击发机构
击发机构是枪械撞击枪弹底火、点燃底火装药(击发药)的机构,其主要零部件击针为击针、击锤,是一个相对比较简洁的机构。但击发机构简洁不简单,为了保证能在各种各样的工作条件下,可靠地打燃枪弹底火,击发机构必须有充足的能量(击发能量)。但击发能量也不能太大,否则就会击穿底火,造成火药燃气向后喷出(后喷火)。此外,对于一般的中心发火枪弹而言,击针最好能打击底火的正中央(即偏火度不能太大),这样才能保证击发的可靠性。
击发机构分为推动式击发机构和撞击式击发机构两类,它们在今天更多地被称为击针式和击锤式击发机构。在击针式击发机构中,主要的工作部件只有击针一个,该机构由击针簧提供能量,击针前后运动完成击发。击针上设计有挂机面,和发射机中的挂机阻铁相互配合完成运动。由于直接参与了和发射机构的配合,击针的形状往往较为复杂。
而在击锤式击发机构中,由于多了一个“跑腿”的击锤,击针的运动被大大简化,只负责被击锤助推一下向前运动、击发枪弹底火,因此外形十分简洁。而击锤这个“劳模”要和发射机构配合,完成各种各样的动作,因此形状较为复杂。
击锤式击发机构可以再细分为击锤回转式和击锤直动(平动)式两种。在击锤回转式中,击锤往往是一个单独零件,它的外形也许很复杂、配合动作也很多,但运动的本质只是转动(回转)而已。而在击锤直动式中,枪械既可以像95式步枪一样有专用的平动击锤,也可以像FN “米尼米”机枪一样,由枪机框“兼职”击锤工作。击锤回转式击发機构运动简单可靠,而击锤平动式机构可以一件多用,还可以在降低射速上“做文章”,应用也较为广泛。
现在,击针式和击锤式击发机构都得到了广泛应用。击锤式击发机构是经典机构,为绝大多数的枪械采纳。而击针式则牢牢占据了栓动步枪/狙击步枪的“江山”,采纳击针击发的击针手枪同样是热门枪械,前途不可限量。
发射机构
发射机构是枪械中操纵击发机构待发、击发的机构。我们常常提到的扳机、单发阻铁、连发阻铁、发射转换器(快慢机)就属于发射机构,而击锤这样的零部件,既属于击发机构,又算作发射机构。发射机构的一般规律为:阻铁扣住击针/击锤成待发状态,扣压扳机,迫使阻铁运动,击针/击锤解脱阻铁限制而击发。
发射机构按照发射动作可以分为双动(联动)发射机构和单动发射机构,按照发射方式可以分为连发、单发和点射机构,几者之间可以组合使用。现代手枪就广泛采纳单/双动发射机构,既可以单动,也可以双动。而现代步枪上,往往是单发发射机构、连发发射机构,甚至是点射机构兼有。单发发射机构、连发发射机构的定义,本系列第五篇文章《枪械名词》一文已有过介绍,在此就不再叙述了。
保险机构
枪械既要“心有猛虎”,也要“细嗅蔷薇”。发射与击发机构给予枪械击发枪弹的能力和强大的威力,也让枪械成为一件危险的武器。为了让枪械成为士兵手中的乖宝宝,而不是动不动就擦枪走火,枪械设计师必须为猛虎套上项圈, 这个项圈正是保险机构。
比起发射机构和击发机构,保险机构本身没有什么“地位”。它并不是枪械的一个独立模块,我们甚至无法称它为“机构”——它只是发射机构和击发机构的一分子。但保险机构“人微言不轻”,承担的责任巨大,具体形式多种多样,对应的名称也五花八门。
手枪体积较小,空间有限,但恰恰是空间狭小的手枪,往往要设计复杂的单/双动机构,这也算是枪械中的奇迹了。图为瓦尔特PP手枪示意,是一款体积非常小的单/双动手枪
对于一些资深军迷而言,枪械的快慢机(发射转换器)是一个再熟悉不过的部件,堪称枪械中的“换挡杆”。现代枪械大多拥有单发和连发两种发射方式,为了让单/连发发射方式能够灵活切换,发射转换器就必不可少。现代枪械为了进一步简化使用,把保险机构也融合进了快慢机中。因此,现代枪械的快慢机,就有了连发(全自动)、单发(半自动)、保险3个档位可选。快慢机中的保险档,也成了绝大多数人对“保险机构”的第一印象。但快慢机中的保险档只是保险机构的一部分,在一些专业的枪械文章中,我们常常能听到防偶发保险、防早发保险等名词。这些“不常见”保险和快慢机的保险档位一样,共同承担起枪械的安全性,但它们之间存在巨大的差异。
以防偶发保险为例,它是指枪械不发射时,使发射机构或击发机构不能工作的机构。换言之,它负责让枪械不能击发。防偶发保险具体形式多种多样,按照耀手让枪械进入保险状态的动作,分为经常保险机构和临时保险机构。经常保险机构又称为自动保险机构,而临时保险机构又被称为人工保险机构。
在经常/自动保险机构中,射手打开/关闭保险不需要专门操作,只要正常操作(比如握住枪械握把)枪械即可自动打开(注:本文中打开保险就意味着让保险不工作、让保险失效)保险机构进行射击,当射手的手离开枪械时,枪械就会自动进入保险状态。这类保险使用非常方便,很多人第一次使用带有经常/自动保险机构的枪械时,都没有注意到它的存在。由于不需额外操作,射手无意识中就可以打开保险,把这类保险称为“无意识保险”,我们常说的握把保险、扳机保险就属于这一类保险。
而临时/人工保险机构就要专门操作,射手需要把快慢机从保险档拨动到其它档位、或者拨动其它机构才能打开保险、进行射击。这些动作都是射手刻意做出来的,因此更情愿把临时/人工保险机构称为刻意保险或者手动保险。这类保险虽然操作麻烦了些,但贵在工作可靠,不像无意识保险一样,容易在冲击和磕碰下“失控”。
在目前的枪械中,往往是将无意识保险和刻意保险结合,比如德国的MP7冲锋枪就是如此。而小部分枪械,为了杜绝射手应急开枪时忘记打开刻意保险,导致枪械无法射击的情况发生,彻底放弃了刻意保险机构。比如奥地利的“格洛克”手枪。但相对而言,无意识保险的工作可靠性还是不如刻意保险,只使用无意识保险的枪械也更爱走火,属于剑走偏锋的设计。
而防早发保险则完全是另一种保险。我们知道,枪械有闭锁过程,只有当枪械闭锁完毕后,枪弹才能被“安全地”击发。如果枪械还没有完成闭锁,枪弹就被击发了,那么这枚枪弹就是被“提前/提早”击发,此时就会伴有巨大的危险性。防早发保险就是为了杜绝提早击发的发生。
可见,防偶发保险的使命是让枪械不能击发,而防早发保险是为了让枪械“安全地”击发,两者之间存在巨大的不同。但它们都是为了枪械的安全工作“着想”。在大部分枪械上,防早发保险往往在枪械闭锁/复进到位后被打开,因此又被称为不闭锁保险或者不到位保险,其大体上可以分为阻铁式、分离式和制动击针式3种。
阻铁式不到位保险机构是一个额外设计的阻铁,多与击针/击锤紧密配合。当枪械尚未闭锁/复进到位时,不到位保险负责“锁”住击锤/击针,让枪械无法提前发射/击发。当枪械的枪机/枪机框复进到位后,枪机/枪机框上特定工作面压倒(打开)不到位保险,枪械此时就复原了发射/击发能力。这类保险机构在SKS半自动步枪、AK步枪、瑞士的SG550步枪上都有广泛的应用。
而分离式不到位保险则多用于手枪。这类保险机构负责在枪械闭锁/复进到位前,将枪械发射机构中的某个部件(比如扳机)一脚“踢”开并“踩在脚下”,通过“踢开”(分离)某个零部件的方式让枪械失去发射/击发能力。只有枪械彻底闭锁/复进到位后,在簧力作用下,不到位保险才会抬升复位,扳机等零件才能复原到原定的、正常的发射位置,完成下一发枪弹的发射。这类机构在射速不高的手枪上有较为广泛的应用。
此外,还有一种名为击针保险的防早发保险。它在枪械完全闭锁/复进到位之前,负责锁死击针,让击针彻底失去击发能力,从而起到保险作用。尽管击针保险和其它两种不到位保险有很多相似之处,但不同的是,阻铁式和分离式不到位保险一般不直接配合击针工作,而击针保险则直接锁住击针。从位置上讲,阻铁式和分离式不到位保险往往融合在枪械的发射机中,而击针保险则和发射机“离”得比较远,因此差异明显。有部分资料直接称击针保险为制动击针式防早发保险机构。
相比于阻铁式和分离式不到位保险,击针保险体积较为小巧,因此可以和上两种防早发保险配合使用。二战时期,纳粹德国的瓦尔特P38手枪上就采纳过击针保险机构。而现在的枪械上,尤其是手枪上,击针保险已经成为一种“标配”设计。
等效保险措施
除了设计保险机构外,枪械还有一些提高安全性的其它做法,这些做法能同样起到保险作用,和保险机构有异曲同工之妙。比如在AR15/M16步枪上,击针被布置于枪机框上,只有枪机框复进到位,枪械才能完成击发。而AR15/M16采纳回转闭锁,枪机框复进到位时,枪机早就完成闭锁了。因此,尽管AR15/M16的击针并不能称作防早发保险,但却有一定的防早发保险性质。
此外,设计回针簧也是一个能起到保险作用的方法。在一些枪械上,自动机/枪机组件的复进速度过高,击针质量虽轻,但由于运动速度较大,本身带有的惯性能量充足,不用击锤“帮忙”,就可以自行打响枪弹。针对这种情况,枪械设计师就会设计回针簧,也就是在击针上安装一个弹簧,用来汲取击针的惯性能量,从而让击针无法仅仅依靠自己的惯性能量就足以打燃底火。而击锤击发时,由于击锤的储备能量远远大于压缩击针簧所需要的能量,因此也能可靠击发底火。
开膛待击与前冲击发
开膛待击和前冲击发并不属于枪械的发射/击发机构,但它们的名字中却又带有一个“击”字,这就造成了不少的误会,因此有必要在此做一说明。
开膛待击
开膛待击是指枪械发射过程开始时,枪机组件/自动机停在后方,枪械的弹膛为开启/打开状态。射手扣动扳机,解脱阻铁,枪机组件/自动机才会向前运动,完成推弹入膛、闭锁等动作,进而击发枪弹。开膛待击在冲锋枪和机枪上有广泛应用,这类武器大多进行连续射击,而开膛待击的枪械,弹膛为打开状态,有助于枪冷却、有效防止枪弹自燃。
开膛待击的枪械散热虽好,其本身也有不少的问题。相比于闭膛待击,开膛待击的枪械,在射手扣动扳机后,枪机组件/自动机在前冲过程中,会相伴剧烈的重心移动,闭锁时,又有巨大的撞击。枪弹在“此起彼伏”的撞击和振动中击发,精度就很难保证。因此,开膛待击在追求精度的步枪上很少采纳。
此外,开膛待击的枪械要求枪机组件/自动机停留在后方位置,意味着枪械的复进簧处于高度蓄能状态。此时枪械如果受到撞击或磕碰,蓄能的枪机组件/自动机就有可能在振动下脱离阻铁,像脱缰野马一样前冲,自行击发。一款“爱”走火的枪械是不可接受的。历史上采纳开膛待击的枪械,比如“司登”冲锋枪就被自行击发故障所诟病。
前冲击发
前冲击发又名复进击发,是一种独特的击发方式。它和开膛待击很容易搞混,但两者有着根本性区别。开膛待击可以应用于各种自动方式的枪械,而前冲击发则和自由枪机原理“紧密结合”。采纳前冲击发的枪械,弹膛经过特别设计,枪机在击发枪弹后还可以向前运动。相比于枪机的运动速度,枪弹内发射药几乎就是瞬间燃烧完毕,也就是说,后坐几乎在击发瞬间就到来了。此时,前冲击发的枪械,枪机仍在向前运动,如此一来,枪机向前运动的冲量恰好和后坐冲量反向,可以抵消一部分的后坐冲量,这就大大减轻了枪械的后坐力,对于枪械的精度和枪机的减重都大有好处。
枪机击发枪弹后仍向前运动才是前冲击发的“真谛”所在,这和开膛待击有本质区别。因此,开膛待击和前冲击发是完全不同的。在实际应用中,前冲击发对开膛待击往往是“单相思”:前冲击发的枪械为了简化结构,会使用开膛待击;而采纳开膛待击的枪械,却很少使用前冲击发。一般而言,如果一款枪械在待击位置時,枪机组件/自动机停在后方,那么这支枪肯定是开膛待击的,这也是开膛待击的定义(此鉴别方法不适用于浮动原理枪炮)。如果这支枪是自由枪机原理,那么才有可能是前冲击发。
发射/击发实例
在本节中,选取美国M1卡宾枪步枪作为范例。M1卡宾枪是一款二战“明星”枪械,其质量小、长度短、重心匹配合理,其发射方式为半自动,设有刻意/手动保险,没有不到位保险。其击发方式为击锤回转式,通过击锤打击击针进行击发。
M1卡宾枪阻铁和扳机的配合方式为国外常见、国内少见的椭圆轴孔配合,阻铁相对于回转轴,既可以转动,也可以平动。阻铁的运动由阻铁簧驱动,其运动受到扳机尾端凸起限制,只有当扳机尾端落下时,阻铁才会在击锤簧作用下向后运动(注意:M1卡宾枪阻铁向前运动受阻铁簧驱动,向后运动受到击锤簧驱动)。
M1卡宾枪的发射过程如下。图1,发射开始,扣动扳机,扳机绕扳机轴顺时针回转,其尾端带动阻铁顺时针回转,阻铁脱离击锤挂机面, 击锤开始顺时针转动。图2,击锤已经开始回转,此时阻铁受到阻铁簧簧力驱动,开始向前。图3,阻铁向前运动到位,注意此时阻铁尾端已经可以落入到扳机凹槽内。图4,自动机后坐,击锤开始被压倒。图5,击锤继续下落,阻铁在阻铁簧作用下,逆时针转动,阻铁前端卡入击锤挂机面,后端落入扳机凹槽内。图6,松开扳机,扳机在扳机簧作用下回弹并逆时针转动,扳机尾端下降,阻铁在击锤簧作用下向后运动,发射机部件全部回到初始位置。
M1卡宾枪的刻意保险原理如下。保险打开时,扳机前端可以落入保险让位槽内,扳机可以扣动,进而完成发射/击发。射手转动位于枪支左侧的保险杆,保险转动,让位槽被转开,此时扳机前端无法落下,进而枪械进入保险状态,无法射击。
在M1卡宾枪的发射机中,一些聪慧的读者可能已经发觉了一个“隐患”:如果射手在扣动扳机后立马就松开扳机,那么M1卡宾枪的发射机构运动过程就会被打乱。事实上,枪械的发射过程都很快,上文图1到图6的过程看似很长,实际上一瞬间完成,射手无论怎样快速松开扳机,也不可能比发射过程更快,因此,M1卡宾枪的“隐患”只是一个可能而已。
至此,相信绝大多数已经被M1卡宾枪的发射机构搞得云山雾罩了。枪械的结构就是这样,它体积小、零件多、异形件多、运动复杂,和其它的机械结构有巨大的差别,但不可否认,它也很炫。第一步就是把发射过程“死记硬背”,把发射机构的每个动作都记下来。而第二步则是思索,如何让零部件按照预想的动作运动。仅仅依靠簧力自然是不行的。枪械的发射机构中,各个零件都是其它零件的引导,其运动层层相锁,环环相扣,像鲁班锁那样令人着迷。
越难的结构就越有魅力,正是这些结构吸引着无数人在枪械设计的道路上前仆后继。
發射与击发是一个相对困难的模块,其内容多、名词数量大,即使对于拥有实枪教具的枪械专业学生而言,学习起来都十分困难。本文中选取的M1卡宾枪还属于十分简单的范例,单/连发发射机构和单/双动发射机构更为复杂。
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