自动方式

王洋+李宏飞+刘洪亮+赵奂强

坦白而言，自动方式和闭锁结构一直是枪械基础原理中的两大难点。这些结构自身非常复杂，对读者的想象力和理解力有着很高的要求。与此同时，在国内的科普工作中，又很难找到实物，无法做动态的讲解。因此，自动方式和闭锁结构就成为了既挑战讲解者、又挑战读者的“老大难”。但是，自动方式和闭锁机构又是枪械中必不可少的重要组成部分，任何与枪械相关的科普工作的重点之一。

为此，笔者以国防工业出版社《自动武器原理与构造学》、兵器工业出版社《自动机结构设计》、《兵器工业科学技术辞典·轻武器》等书为基础，尽量通俗地为读者们科普枪械自动方式和闭锁机构的相关知识。本节介绍枪械的自动方式。

何谓自动方式？

首先需要声明的是，自动方式和闭锁机构是完全不相同的两个概念。自动方式是指枪械从火药燃气能量中获取能量以完成自动动作的方式，而闭锁机构则负责承受膛压，“锁”住火药燃气不让它向后喷出（向后喷就成了无后坐力炮）。尽管这两者关系密切，但它们是完全不同的两个概念，对应的术语也完全不同。

此外，在介绍自动方式中，要提到大量的自动动作。枪械完成一个自动循环（一套自动动作）共有7个动作：击发、开锁、后坐、退壳（即抽、抛壳）、复进（后坐到位后开始）、进弹（即推弹入膛）、闭锁。其中击发动作本节中基本没有提及，其它几个都大量出现，在阅读之前，请各位读者牢记其它6个动作的顺序，根据动作出现的位置，判断自动循环进行到了哪一步骤。

此外，为了方便理解，笔者在退壳和复进动作之间增加了一个“后坐到位”动作。这个动作的发生意味着后坐的结束，復进的开始。

同时，枪械的一个自动循环大体上可以分为后坐和复进两个阶段/过程，7个自动动作分布在后坐和复进过程中。也就是说，后坐和复进既是两个自动动作，也是两个阶段，希望各位读者注意。

自动方式，从本质上讲，就是枪械从火药燃气能量中获得一部分的能量来完成相应的自动动作的方式、原理和方法。通俗说来，自动方式体现了枪械自动动作的能量来源。在今天的科普文中，自动方式也常被称作自动原理，这个名字更为直观、形象，也更常用，但其学名是自动方式。

既然叫作“自动”方式，这些原理必然只适用于自动武器。像栓动式狙击步枪、唧筒式霰弹枪这些“动作能量来源于手”的非自动武器，是谈不上自动方式的。如今，自动武器已经诞生了100多年，流传下来常见的自动方式有管退式、导气式、枪机后坐式三大类。

管退式

管退式又名枪管后坐式，其最本质的特点是：在火药燃气压力作用下，被闭锁机构“锁”在一起的自动机和枪管会共同后坐（向后运动一段距离）。根据枪管和自动机组件分离即“开锁”时枪管后坐的位置，分为枪管长后坐和枪管短后坐两种。

管退式到底是如何获得后坐能量的，笔者将它通俗化的演绎了一下。许多读者都知道，现代（管退）火炮在开火时，炮身会相对于炮架猛烈后坐。而管退式的能量来源，就是后坐的炮管（枪管），即利用炮管（枪管）后坐的能量来完成自动动作。当然，这并不是说枪械“抄袭”了火炮的创意，毕竟火炮上最早使用管退式原理也是1897年的事情了，而此时枪械已经用上了十几年的管退式原理了。

许多科普文章都介绍到：区分枪管长后坐和枪管短后坐的根据，是枪管后坐的长度是否大于一个枪弹长，枪管后坐距离大于一个枪弹长称为枪管长后坐，反之称为枪管短后坐。这种说法接受度很高。但实际上，这是一种不正确的区分方法。

枪管长后坐与短后坐的真正区别是：枪管长后坐中，枪管的后坐距离和自动机后坐的距离是基本相等的；而枪管短后坐中，枪管的后坐距离明显小于自动机后坐距离。

枪管长后坐式

在枪管长后坐的全过程中，枪管和自动机全程“如影相随”、“携手前进”，两者后坐到位后，再共同开始复进。在复进中，自动机被阻铁挂住，停了下来，而枪管则继续复进，完成开锁、抽壳、抛壳等动作。等到枪管复进到位后，自动机才会“跟上”，完成推弹、闭锁等动作。这就浪费了很多的时间，一个自动动作循环变得很长。因此。采用枪管长后坐的枪械，射速都不会很高。现实世界中，采用枪管长后坐的枪械不多，如一战中法国的绍沙轻机枪。

枪管短后坐式

枪管短后坐原理是一种十分常见的原理。目前使用9×19毫米巴拉贝鲁姆手枪弹的手枪中，绝大部分都是枪管短后坐式原理，比如格洛克手枪就是典型。

枪管短后坐的特点，就是枪管和自动机共同后坐一小段的（短）距离后，枪管被一个挂机结构挂住，停止运动，和自动机“分手”，而自动机继续后坐，完成开锁、抽壳、抛壳等一系列自动动作。自动机后坐到位后，开始复进，当复进到和枪管“分手”位置时，两人“重归于好”，自动机开始推着枪管复进，直到两人“携手”回到初始位置。在两人携手复进过程中，完成推弹、闭锁等动作。

枪管长后坐和短后坐区别很大。就如其名字所言，长后坐中枪管后坐距离和自动机是相等的，开锁、抽抛壳等过程发生在复进过程中。而短后坐，枪管只后坐一小段的短距离，开锁、抽抛壳等动作发生在后坐过程中。相比之下，枪管短后坐的自动动作分布更为合理，射速也更高。因此，现在的管退式原理中，基本上只剩下枪管短后坐原理。

上文是以一般的手枪为例，这些手枪的枪管本身没有弹簧，只能等复进中的自动机推到位。而在一些枪管短后坐武器上，枪管本身配有弹簧，不等自动机复进推动，就自己“先行一步”復进到位了。因此，枪管短后坐又被区分为分别复进到位和共同复进到位两种。

导气式

坦白而言，导气式是最容易理解的自动方式。尽管在实际结构中，导气式往往是三种自动方式中最复杂的，但导气式的逻辑却较为简单，不必解释过多自动机是如何获能的。

顾名思义，导气式就是从枪管中“导出”一部分气体，以获得能量、完成自动动作的自动方式。在导气式中，枪管不像管退式那样要后坐，一般是固定不动的。为了从枪管中获得能量，就必须想方设法导出一部分的气体。最常见的手段就是在枪管上打导气孔，再配套安装导气箍等一些零部件以达到导气的目的。导出的气体会被用来吹动活塞，或者直接吹动自动机，让自动机获能。

开导气孔说白了就是枪管打洞，这不利于枪管的强度和精度，安装导气箍等一系列零部件也不是一件简单的事情。为此，导气式诞生伊始，并没有用到导气孔导气，相当一部分的枪械采用的是枪口集气式原理，就是收集枪口溢出的火药燃气，“废物利用”岂不是一举两得？为此，一大批枪械都采用过枪口集气式原理。比如德国G41步枪、美国M1伽兰德步枪的早期型都是如此。

后来人们发现，枪口集气式原理并不像理论上那么好。首先，枪口的气体压力已经很低了，导致集气式原理先天能量不足。此外，自动机位于枪械中后段，而枪口在枪械最前端。能量传递过程中如此长的跨度，对于自动武器来说不是一件好事。集气式随后被慢慢淘汰了。

现在，常见的导气式原理细分为活塞长行程式、活塞短行程式、导气管式三种。

活塞长行程式

所谓活塞“长行程”，和枪管长后坐类似，即活塞和自动机的后坐距离是相同的。但不同的是，采用活塞长行程的枪械，活塞和枪机框刚性连接在一起，两者运动完全同步，永不分离。火药燃气通过导气孔进入气室内，开始膨胀、冲击，推动活塞向后运动，和自动机一同后坐，自动机由此获得能量。

由于活塞和自动机刚性连接，自动机获得的能量十分充足，自动动作十分可靠。著名的AK47和Stg.44就采用了长行程活塞原理。此外，绝大部分机枪，出于可靠性考虑，都采用活塞长行程原理。但正因为活塞和自动机刚性连接，整个自动机的重量会相当可观，大质量的自动机在枪内来回高速运动，对精度有不利影响。

活塞短行程式

短行程活塞和长行程活塞相反，活塞和和自动机各为一体。活塞从导气式获得能量后，只负责“推一把”自动机，而后两者分离，活塞就在活塞簧作用下复位了，有点类似于枪管短后坐原理。

短行程活塞相对长行程活塞而言，活塞和自动机独立，重量更小，体积上也没有那么臃肿，对精度有利。此外，活塞独立，只后坐一小段距离，活塞的密封也会好得多，火药燃气不会像长行程活塞那样，跟着活塞跑进机匣里，降低了维护量。

导气管式

导气管式原理，就是俗称的“气吹式”原理，最大的特点是没有活塞。导气孔导出的气体，通过长长的导气管流到自动机附近，或者直接喷出，推动自动机运动（如77式高射机枪），或者通过枪机框上设计的导管，流入到枪机框和枪机之间的气室内，完成膨胀、推动开锁，赋予自动机能量，形成所谓的“内活塞”（如M16/AR15步枪）。

相比长、短行程活塞，导气管的质量要小得多，这有利于降低整枪重量。此外，细长的导气管的安装也比活塞要简单，其零件更少，设计起来也更为简练。但导气管式原理也有很大的缺点。无论是直接“吹”自动机，还是跑到枪机框与枪机之间形成内活塞，火药燃气都不可避免地跑到机匣内，如果火药残渣较多、气体腐蚀性大，就会对枪械造成很恶劣的影响。尤其是AR15这种内活塞，对枪弹发射药的要求很高，高温的火药燃气还容易很快将枪械的润滑油“吹”干净，这都不利于可靠性。

枪机后坐式

所谓枪机后坐式，通俗的理解就是一个被绳子捆紧的、带有塞子的气球。当我们解开绳子时，气球内的气体压力会把塞子猛“吹”出去，同时气球本身也会沿着和塞子飞行方向相反的方向飞行。

枪机后坐式的原理就基本和这个气球类似。解开绳子的过程就是击发枪弹，气球内的气体就是发射药被点燃后产生的气体，塞子就是弹头，而气球则相当于是弹壳、自动机等部件。在枪机后坐式中，枪管一般也是固定不动的。

枪弹被击发后，火药燃气一方面会推动弹头向前运动，另一方面必然会反向地向后施加一个力。由于枪管固定，这个力量传递到弹壳上，而弹壳和自动机“紧贴”在一起，能量就传递给了自動机，赋予自动机向后运动（后坐）、完成自动动作的能量。这就是枪机后坐式中，自动机获得后坐能量的原理。

但这个原理有一个很大的缺点，就是在枪弹弹头开始运动的瞬间，弹壳和自动机也开始后坐了，这意味着，在枪机后坐式中，开锁几乎在发射瞬间就开始了。相比之下，管退式中枪管要后坐一段距离再开锁，导气式要等气体传递能量给活塞、活塞传递能量给自动机后才能开锁。换句话说，管退式和导气式，天生就有延迟开锁效果，开锁时间都晚。而枪机后坐式却没有这个效果。如果开锁太快，弹头很可能还没有来得及飞出枪管，或者刚刚飞出枪管，此时膛内压力还很高。而这时候弹壳就开始运动促使枪械开锁，这无疑是一件很危险的事情，轻则断壳，重则炸膛。

为此，必须延缓弹壳和自动机开始后坐（开锁）的时机。这里面有两种基本思路，一个是增大自动机的质量，依靠惯性来延迟后坐。另一个思路是不增加自动机质量，设计一个专用的延迟机构。这两种思路对应的，就是枪机后坐式中常见的两个分支：自由枪机式和半自由枪机式。

自由枪机式

自由枪机式枪械的自动机说白了就是“一大块铁”，利用大质量来延迟后坐。在历年来的摸索中，人们逐渐发发现，自由枪机式原理，基本上只能适应一些小威力的手枪弹。如果枪弹威力太大，自动机的质量就会增加到一个难以接受的范围。像使用自由枪机原理、发射9×19毫米巴拉贝鲁姆枪弹的冲锋枪上，尽管整枪质量只有2千克出头，自动机却要占据500克的重量。连一款手枪弹都需要这么重的自动机，更大威力的枪弹就可想而知了。因此，自由枪机原理的应用十分稀少，基本上就围着手枪弹“打转转”了。

半自由枪机式

为此，增加延迟机构的半自由枪机原理就出现了。比如FAMAS步枪就采用了杠杆延迟机构。德国的G3步枪、MP5冲锋枪上采用滚柱机构来延迟后坐。当然，这些机构的作用不仅仅是延迟，通常还起到闭锁机构的作用，一件多用。

正是由于自动机（枪机）运动受到了延迟和限制，不够“自由”，因此这个原理得名半自由枪机。在半自由枪机原理中，笔者个人觉得最“炫酷”的，要属HK公司在P7系列手枪上采用的气体延迟后坐原理。这个原理和导气式有点类似，它在枪管上打导气孔，导出的气体不是像导气式那样向后喷出、推动自动机运动，而是向前喷出，阻碍自动机的运动，起到延迟作用。

之所以说这个原理“炫酷”，首先是创意很大胆。其次是体积很小巧，比滚柱机构和杠杆机构要小巧玲珑得多，同时，它的效果也相当不错。因此，“小身材”的P7手枪却可以承受9×19毫米巴拉贝鲁姆手枪弹，这殊为不易，要知道当时和P7同等“身材”的PPK、P230这一类手枪，威力只是和64式手枪一个等级的，但P7的威力却是和92手枪同级的。这个机构的大缺点就是比较挑枪弹，很难使用那些发射药比较“脏”的枪弹，维护也麻烦。

三种自动方式的比较

在三大自动方式中，目前应用最广泛的，也是最佳的自动方式就是导气式。导气式可以根据导气孔的位置和大小，调节后坐能量（自动机能量）。后坐能量合适，可以大大降低枪械的设计难度，也便于枪械进一步优化性能。但导气式需要挖导气孔，也往往需要设计、布置活塞等零部件，具体结构较为复杂，在一些小体积枪械上，比如手枪上，就基本见不到导气式的应用。

管退式原理应用的第二多。无论是枪管长后坐还是枪管短后坐，枪管在枪弹发射过程中都是要后坐。我们知道，后坐力的根本来源是火药燃气产生的反向推力，它作用于枪管（实际上是由弹壳、自动机和枪管组成的、由闭锁机构锁死的封闭体内），枪管再把力量传递给枪械的其它部分和射手。如果枪管是活动的，那这个力传递得不会那么猛烈。

也就是说，管退式可以减小武器的后坐力。在一些力求减小后坐力的枪械，特别是使用12.7毫米大口径机枪弹的枪械上，管退式应用得很多。比如巴雷特M82反器材步枪就采用了管退式原理。我国的89式重机枪，为了减小后坐力，采用了导气、管退混合式自动方式。

而槍机后坐式则是最“悲惨”的自动方式，它既不能像导气式一样，有选择地导出合适的后坐能量，也无法像管退式那样可以缓冲后坐力。而且开锁的时机又太快，为此才不得已增加了延迟机构。但延迟机构不是“万金油”，效果有限，不能完全克服枪机后坐式的先天缺点。

正因为如此，各国的枪械设计师开始在枪械弹膛内刻槽，充当延迟机构的补充。但弹膛刻槽是一种不得已的手段。世界上的枪械中，弹膛刻槽都是什么枪械呢？G3、FAMAS步枪为半自由枪机式的；64式、77手枪属自由枪机式的。可见，弹膛刻槽频繁出现在枪机后坐式的武器中，这实际表明了枪机后坐式枪械，在具体设计与应用中的力不从心。

因此，当今的枪机后坐式，尤其是半自由枪机原理的枪械越来越少，法国人淘汰了FAMAS捡起了导气式的HK416，而HK公司新设计的枪械中，无论是MP7、G36、HK416还是MG43，清一色全是导气式。在半自由枪机原理的应用中，HK公司可谓是“高手”了。连这个半自由枪机的老手都“离经叛道”了，半自由枪机原理可谓是前途一片灰暗。

因此，在今天，除了冲锋枪上还能看到自由枪机原理的影子外，其它的枪械已经难觅其踪了。枪机后坐式原理，也成为三大自动方式（原理）中垫底的一个。

坦白而言，枪械的自动方式相对难以理解，特别是想充分了解并理解其优缺点，更是一件困难的事情。笔者希望能为各位读者提供一个感性入门的认识。下一节中，笔者将会继续介绍一个更抽象的枪械知识——闭锁结构。