李向东等
枪管偏移式闭锁机构
枪管偏移闭锁也称为枪管摆动式或枪管起落式闭锁,主要应用在现代半自动手枪上,因为这种结构最早来源于勃朗宁设计的柯尔特M1900 半自动手枪。现代很多手枪身上都有柯尔特M1900 半自动手枪的影子,即明显的枪口上翘特征,这种结构也成为历久弥新的百年经典。
勃朗宁设计了两种M1900 手枪, 一种是柯尔特M1900 半自动手枪,另一种是比利时FN 公司生产的M1900 半自动手枪。后者采用枪机惯性闭锁结构,对应的自动方式是自由枪机式,发射时枪管固定不动。日本首任内阁总理大臣(首相)伊藤博文1909年10 月就是被这种手枪刺杀的。
FN公司生产的M1900 半自动手枪
FN公司生产的M1900 半自动手枪结构图,其采用枪机惯性闭锁
柯尔特M1900 半自动手枪,其采用枪管偏移式闭锁机构
柯尔特M1900 半自动手枪不完全分解状态,图中可见枪管后部上方的闭锁突笋
托卡列夫手枪
开锁状态时的托卡列夫手枪。此时铰链向后转动,使枪管呈后沉前翘状态
闭锁状态时的托卡列夫手枪。此时枪管闭锁突笋进入套筒凹槽内,枪管恢复正前指向
柯尔特M1900 半自动手枪的枪管通过下方前后的两个铰链与套筒座相连,枪管后部上方有3 条突棱——闭锁突笋,套筒跨于枪管上,套筒内侧有相应的凹槽。套筒复进到位后,枪管上方的闭锁突笋卡入套筒内侧的凹槽中,实现闭锁。枪弹击发后,闭锁在一起的枪管及套筒后坐一段自由行程,然后枪管在铰链的作用下,向下平移,其上方的闭锁突笋从套筒内侧的凹槽中脱出,枪管与套筒开锁,套筒继续后退,完成抽壳、抛壳动作。
枪管偏移式闭锁原理简单可靠,技术成熟,被大量应用,但其缺点是需要为枪管摆动让出空间,因此套筒座到套筒之间有一定高度,看起来比较厚实。
苏联托卡列夫手枪的闭锁机构和柯尔特M1900 半自动手枪类似,但与后者不同的是,托卡列夫手枪枪管上的闭锁突笋是在枪管外侧加工的两个圆环状凸台,而不像M1900 手枪那样闭锁突笋位于枪管上方。另外,托卡列夫手枪的枪管仅通过位于弹膛下方的铰链与套筒座连接。
托卡列夫手枪的闭锁狀态与M1900 手枪相同,均是通过枪管上的闭锁突笋卡入套筒内侧的凹槽实现闭锁。枪弹击发后,枪管和套筒首先一起后坐一段自由行程,然后枪管下方的铰链向后转动,迫使枪管尾端下移,枪管上的闭锁突笋脱离套筒内侧的凹槽,完成开锁。套筒继续后坐,完成抽壳、抛壳及压倒击锤的动作。当套筒复进时,推弹入膛的同时推枪管向前运动,枪管下方的铰链向前转动,迫使枪管尾端上抬,枪管上的闭锁突笋进入套筒凹槽,实现闭锁。
空仓挂机时的格洛克手枪。可见其枪口明显上翘。此时为开锁状态
格洛克19 MHS 手枪不完全分解状态,可见枪管下方有两个斜块状凸起
我国87 式35mm 榴弹发射器
87 式35mm 榴弹发射器枪机组件。注意其机头两侧的闭锁卡铁
如今,采用枪管偏移式闭锁机构的手枪有了很多简化和创新,最典型的是在枪管下方用两个斜块状凸起代替原有的铰链,枪管外侧不再加工闭锁突笋,套筒内侧也不再设闭锁凹槽。以格洛克手枪为例,其弹膛外部被设计成方形,弹膛下方设有两个斜块状凸起,同时直接利用套筒的抛壳窗代替闭锁槽,弹膛外部直接卡在抛壳窗内,实现闭锁。枪弹击发后,套筒与枪管一起后坐一段自由行程,然后枪管尾端在前凸起的斜面作用下向下方偏移,弹膛外部脱离抛壳窗实现开锁,套筒继续后坐完成抽壳、抛壳动作。套筒复进时,推弹入膛的同时推枪管向前运动,枪管尾端在后凸起的斜面作用下上抬,弹膛外部卡在抛壳窗内,完成闭锁。
卡铁撑开式(鱼鳃式)闭锁机构
捷格加廖夫设计的3 种机枪枪机。自上至下分别属于DShK 高射机枪、DP 轻机枪和RPD 轻机枪。闭锁卡铁向外撑开,为闭锁状态,向内收起,为开锁状态
RPD轻机枪采用开膛待击设计,只有击发瞬间枪械才会闭锁,这是很多早期机枪常用的设计思路
卡铁撑开式是应用较为广泛的一种闭锁机构。通常,两个闭锁卡铁对称设置在枪机框与机头之间,闭锁状态时,闭锁卡铁外翻,支撑于机匣内壁的闭锁凹槽中。开锁时,枪机框先行后退,与机头之间留出空隙,使闭锁卡铁收入其中,实现开锁。枪机复进后,机头先行抵住弹膛,枪机框在复进簧力作用下继续向前,挤占枪机框与机头之间的空隙,迫使闭锁卡铁外翻,卡入机匣内壁的闭锁凹槽内,实现闭锁。由于闭锁卡铁通常采用对称设计,开闭锁动作像鱼鳃开合,因此这种闭锁方式又被称为鱼鳃式闭锁。苏联轻武器设计师捷格加廖夫设计的很多枪械应用了这种机构,如DP轻机枪、RPD 轻机枪等。我国87式35mm 榴弹发射器也采用卡铁撑开式闭锁机构。
RPD 轻机枪的两块闭锁卡铁分别位于枪机两侧的凹槽内,闭锁卡铁上有定型凸笋,凸笋的上部为闭锁斜面,下部为开锁斜面。枪机框在复进簧力的作用下,向前复进推弹入膛。枪机复进到位后,枪机框继续向前运动,枪机框两侧的闭锁斜面向外挤开闭锁卡铁,闭锁卡铁的后端卡入机匣的闭锁槽内,形成闭锁。枪弹击发后,火药燃气通过导气孔进入气室,推活塞向后,带动枪机框后退,枪机框定型槽(与卡铁上的定型凸笋扣合)的开锁斜面使闭锁卡铁收拢,形成开锁,然后枪机框带动枪机后坐,完成抽壳、抛壳等动作。由于RPD 轻机枪采用开膛待击,停射时,枪机会被挂于后方,此时枪机为开锁状态。
我国的87 式35mm 榴弹发射器也采用卡铁撐开式闭锁机构。榴弹击发后,火药燃气进入枪机框前上方气室内,推动枪机框后坐,使机头和枪机框之间留出空隙,在枪机框开锁斜面的作用下,闭锁卡铁向内收拢,实现开锁。推弹入膛后,机头先复进到位,枪机框继续前移,挤占枪机框、机头之间两侧空隙,迫使闭锁卡铁尾部向外撑开,卡入机匣闭锁槽内,实现闭锁。
卡铁撑开式闭锁结构对称,对射击精度有利;闭锁卡铁牢牢卡在机匣内壁凹槽中,能够承受高强度膛压,因此被一些大威力轻武器(如榴弹发射器等)使用;闭锁卡铁拆卸方便,利于更换保养。但这种结构也有其固有的缺点,如:依靠机匣承受枪弹发射瞬间产生的压力,且需要在机匣内壁设置凹槽或凸起,机匣必须具备一定的厚度以保证结构强度,增加了武器质量;为了保证对称的两个闭锁卡铁同时开合,机匣和闭锁卡铁加工精度要求高,超过合理误差会造成开锁延迟或不能正常开闭锁;通常采用这种闭锁机构的枪械,机匣采用钢制结构,且厚度大,造成枪械沉重,携行不便。
卡铁起落式闭锁机构
M1917式勃朗宁重机枪
M1917重机枪内部结构三维图( 图中机匣上的两个开锁斜面未显示)
卡铁起落式闭锁机构在上世纪前期的枪械上应用较多。通过金属块(卡铁)上下移动实现开锁和闭锁,金属块进入枪机闭锁槽内形成闭锁,金属块脱离枪机闭锁槽形成开锁,比较典型的应用是M1917 勃朗宁重机枪、苏联AVS-36 步枪、日本96/99 式机枪等。
AVS-36 步枪枪机,注意其下方闭锁凹槽
日本99 式机枪采用卡铁起落式闭锁机构。上为机头,下为枪机框,竖向金属块为闭锁卡铁。此时为闭锁状态
AVS-36步枪
M1917 勃朗宁重机枪采用枪管短后坐自动方式。枪弹击发后,火药燃气作用于弹壳底部,推动枪机和枪管一同后坐8mm 自由行程。然后机匣上的两个开锁斜面同时下压闭锁卡铁两侧的销轴,迫使闭锁卡铁滑出枪机下部的闭锁槽,使枪机与枪管节套开锁,枪机脱离枪管节套,单独后坐。枪管和枪管节套在后坐时会撞击旋转加速杆,加速杆上端撞击枪机下面的突出部,在加速枪机后坐的同时,减慢枪管后坐速度。枪机后坐过程中,枪机上方的取弹器从弹带中抽出一发枪弹,其前端的T 形抽壳钩则从弹膛内抽出发射后的弹壳。枪机后坐到位后,复进簧伸张,推动枪机复进,抛壳挺撞击弹壳,使之向下方抛出。同时,取弹器下移,使从弹带中取出的枪弹对准弹膛。枪机继续复进,推弹入膛,闭锁卡铁底部撞击起落架斜面,在起落架斜面作用下闭锁卡铁上升,进入枪机下部的闭锁槽,枪机和枪管节套又结合在一起,形成闭锁。
AVS-36 步枪的枪机结构较为复杂,闭锁机构有3 个不同的闭锁支撑点,枪机左右两侧各有一个闭锁卡铁,右侧的比左侧的长。平时,闭锁卡铁在击针挤压下突出枪机两侧的平面,并卡在机匣内部的闭锁凹槽里,实现闭锁。当枪机后坐或拉机柄向后运动时,击针也被同时带动向后运动,此时闭锁卡铁向内收拢开锁,被拉机柄一起带动向后运动。
由于AVS-36 步枪发射的是7.62×54mm R 大威力弹,单纯依靠这两个卡铁无法安全牢靠闭锁,因此还增设了另外一个闭锁机构。在枪机前端底部有一个方形的约半指宽的凹槽,而在弹匣座前方设有一个方框形卡铁,这便是另一个闭锁机构。拉机柄向前到位时,拉机柄前端的斜切面会插入方框形卡铁内,将卡铁向上顶起,嵌入枪机前端底部的凹槽内,实现闭锁。当拉机柄向后运动时,拉机柄前端会移出方框形卡铁,方框形卡铁在簧力的作用下下移,从枪机底部的凹槽脱离并缩回机匣内。此时枪机组件后坐无约束,可完成抽壳、抛壳等动作。
肘节式闭锁机构
肘节式闭锁是早期自动武器的闭锁方式之一,在早期机枪、手枪等枪械中应用较为广泛。最具代表性的应用是马克沁机枪。
马克沁机枪
馬克沁机枪内部机构三维图
马克沁机枪采用枪管短后坐自动原理,肘节式闭锁机构。枪弹击发后,在膛内火药燃气压力和枪口助退器的共同作用下,枪管、枪机组件等一起后坐一段自由行程后,曲柄( 加速凸轮) 与安装在机匣上的滚轮相遇,使曲柄顺时针方向回转,与此同时复进簧被拉伸,连杆带动机头加速后坐而开锁。枪管后坐到位后,在复位簧力的作用下复进,曲柄则继续回转,使机头继续后坐,机头后坐到位后,复进簧力使曲柄反向回转,连杆推动机头复进到位实现闭锁。闭锁时,曲柄连杆近于“死点”位置,限制曲柄连杆运动,保证在膛压作用下不能自行开锁。
闭锁状态的AVS-36 步枪。此时弹匣座前方的方框形闭锁卡铁上升,卡住枪机,实现闭锁
开锁状态的AVS-36 步枪。此时闭锁卡铁在卡铁簧的作用下下移,为枪机后移让出通路
卢格P08 手枪。红圈处为闭锁肘节
正在送弹上膛的卢格P08 手枪,其肘节向上翘起
卢格P08 手枪采用的也是肘节式闭锁机构。肘节伸展时,其铰链关节部分低于后膛闭锁块的中心点,使其紧紧顶住膛尾。枪弹发射后,在火药燃气压力作用下,弹壳后推闭锁块,闭锁块将后坐能量传递给后肘臂,后肘臂后退时被其下部的联轴顶起,该过程中肘臂吸收部分后坐能量并降低开锁速度,使枪膛内的火药燃气压力降至安全值,实现开锁。
肘节式闭锁是一种结构巧妙且承压效果良好的闭锁结构。当肘节伸直时,武器处于闭锁状态,火药燃气产生的巨大压力无法向后推开枪机,枪弹被完全锁在弹膛中,保证了发射瞬间的稳定性和安全性。肘节式闭锁动作有力可靠,但为了保证机件正常完成动作循环,零部件多,且对生产精度要求很高。此外,暴露在外界环境下的肘节容易进入灰尘泥土,影响枪械可靠性。
不到位保险
不到位保险也被称为自动保险,是设置在自动枪械中为了防止闭锁不到位时提前释放击锤造成提前击发引起炸膛等事故的一个机械机构。现在很多半自动枪械上也设置有不到位保险。无论是采用惯性闭锁还是刚性闭锁的自动枪械上,都会有不到位保险。
没有不到位保险,自动枪械会发生以下问题:一是提前击发造成炸膛。在枪机还没有闭锁确实的情况下,击锤撞击击针造成击发,巨大的火药燃气压力极有可能冲破弹壳、冲坏节套和枪机,造成大量火药燃气从枪管尾部和抛壳窗喷出,伤害射手;二是击发无力造成哑火。如果自动枪械不设置不到位保险,就会造成击锤随枪机尾部共同运动,即便运动的击锤自身存在惯性,也不能保证打击击针的力量足以将底火内部的起爆药引燃。
炸膛和哑火都会严重影响枪械可靠性,所以在自动枪械中设置不到位保险是必要的。
不到位保险本质上是通过枪机框制约击锤运动。通过在机匣内部的发射机组件里设置两个同轴联动的触臂,前触臂的位置在枪机闭锁到位时枪机的下方,后触臂在击锤卡齿的前面。枪机复进到位后,枪机框下端下压或前拨不到位保险前触臂,带动不到位保险后触臂脱离击锤卡齿,使击锤脱离不到位保险的阻碍,扣动扳机后,击锤能够正常释放。枪机开锁后及复进不到位时,不到位保险在扭转簧的作用下向上抬起,后触臂卡住击锤卡齿,此时即便扣动扳机,击锤也无法被释放,从而保证了非闭锁状态下枪械的安全。
以火药燃气为主要力量完成发射循环的内能源自动枪械发展到今天,可以说已经比较完善了。百年多的发展历程,是人类社会工业化持续进步的产物,凝结了大量智慧心血。本次我们梳理了内能源自动枪械的闭锁机构,会发现,看似平淡无奇的一块块金属组合到一起,却会组成非常巧妙的机械机构,值得我们去总结、梳理、创造,为提高国防工业水平和促进部队战斗力建设做出更多有益探索。( 全文完)
编辑/ 魏开功
AK-12 步枪未闭锁状态。注意观察红圈内,不到位保险后触臂顶住击锤卡齿,即便扣动扳机释放击发阻铁,击锤也无法向前回转撞击击针,从而保证了非闭锁状态下枪械的安全
AK-12 步枪闭锁状态。注意观察红圈内,不到位保险后触臂脱离击锤卡齿,扣动扳机释放击发阻铁,击锤即可向前回转撞击击针,实现击发