小小的“膛線”,大大的“學問”

膛線(英語:Rifling,也叫來福線,來福槍即來自此名字)是現代炮管及槍管的管膛內壁上被鍛刻加工出的呈螺旋狀分佈的凹凸槽,可使子彈在發射時沿著膛線作縱軸旋轉,產生陀螺儀效應穩定彈道,因而能更精確的射向目標。

小小的“膛線”,大大的“學問”

膛線下陷中空的地方稱作陰線或陰膛,凸起部分稱為陽線或陽膛,槍支的書面口徑通常指的是一條陽線與其正對面的另一條陽線間的距離,因此子彈彈頭的直徑通常大於槍支的口徑。

【膛線由來】在15世紀已經有使用膛線的紀錄,首次大規模應用是在約1500年德國的扳機擊發火繩槍,到18世紀才真正普及。

小小的“膛線”,大大的“學問”

如果槍膛內有膛線,彈頭就會在穿過槍膛時產生縱軸自轉,使彈頭出膛後螺旋轉動飛行,通過陀螺儀效應保持角動量守恆增加彈道穩定性、有效射程和終端殺傷力。在以前,線膛武器是不能使用尾翼穩定彈藥的。但是彈藥技術的提高(滑動彈帶、改進型彈託等技術)解決了這個問題。

小小的“膛線”,大大的“學問”

它的原理其實很簡單,彈頭在膛線的作用下旋轉,這與高速旋轉的陀螺運動原理是一樣的。彈軸相當於陀螺軸,彈道切線相當於垂直軸,彈頭飛行中的張動角相當於陀螺的擺動角,彈頭的質心相當於陀螺支點,空氣作用於彈頭上的翻轉力矩相當於陀螺的重力偶矩。當彈頭在膛內運動時,膛線就迫使它高速旋轉,並且在翻轉力偶矩的作用下,除自轉外,還以其質心為中心繞彈道切線作圓錐運動,使彈軸與彈道切線始終保持很小的擺動角,(彈道學上稱為張動角)而不至於翻倒,從而保證了彈丸的穩定飛行。

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膛線可以主要分為兩種,分為陽膛線與陰膛線兩種設計,大砲主要使用陽膛線,攜帶式槍械主要使用陰膛線,陽膛線加工上較困難,膛線沒有一個既定數目,2、4、6、8條甚至於更多,但一般常用的有:4(手槍、步槍等)、6(狙擊步槍等重視精度的槍械)、8條(機槍),另有簡化版武器只使用2條膛線(比如二戰英國的斯登衝鋒槍和美國春田M1903簡化版步槍)。膛線根據旋轉的方向可分右旋、左旋(從射手方向看去),右旋膛線比較普及;雖然膛線的的數目沒有一個既定標準,不過深度只能在固定的範圍內;膛線按截面形狀分為矩形膛線、梯形膛、弓形膛線、圓弧形膛線、多弧形膛線、多邊弧形膛線等。早期黑火藥時代膛線普遍比較淺(因為黑火藥殘渣多,並且使用鉛彈頭),後來產生多種膛線,當今比較流行多弧形膛線、多邊弧形膛線等優質膛線,可以提高武器精度和初速,並減小火藥燒蝕提高壽命。

小小的“膛線”,大大的“學問”

儘管多邊形膛線很早就出現了,但是在19世紀末線狀無煙火藥彈藥剛出現時就已經很少使用。多邊形膛線的原理最早是在1853年由著名的英國發明家約瑟夫·惠特沃思爵士提出的。當時惠特沃思正在試驗在火炮上應用六邊形炮管,並且在1854年申請了專利,但是英國軍方在1856年拒絕採用他的設計,惠特沃思因此轉而將設計應用到了步槍上試圖取代當時服役的1853式恩菲爾步槍。

小小的“膛線”,大大的“學問”

第二次世界大戰期間,德國為了能夠快速生產大量可靠耐用的槍管而開始批量使用新發明的冷鍛法,多邊形膛線又重出江湖出現在MG42機槍上。二戰結束後,許多德國的軍火商還在繼續推出有多邊形膛線的槍械,比如萊茵金屬的MG3通用機槍,以及黑克勒&科赫的G3A3自動步槍、SL7半自動步槍和著名的PSG-1半自動狙擊步槍。許多以手槍設計著名的歐洲公司,比如黑克勒&科赫、克拉克、烏爾斯基·布羅德、華瑟等,都推出了多邊形手槍管,使得多邊形膛線的設計開始變得更加多樣化。

小小的“膛線”,大大的“學問”

多邊形膛線的支持者宣稱其對比傳統膛線,所具有的優勢有:槍管結構的一致性和強度更佳,對應力集中效應的疲勞極限更高;槍膛氣密性更佳,更高的子彈初速;對彈頭外形的壓劃形變更少,更高的外彈道精度;膛線磨損更輕,更長的槍管壽命。因為多邊形膛線對彈頭的接觸面更大,如果使用無背甲的鉛彈頭,鉛粉更容易塗抹囤積在膛壁上,因而增加膛壁的摩擦係數和發射時的膛壓,使得理論上的炸膛風險更高。雖然沒有任何實際依據證明是否所有的多邊形設計的積鉛率都高,推廣多邊形槍管最為積極的克拉克公司出於謹慎已經公開告知用戶避免使用裸露的鉛彈頭

最後說一個大家都能明白膛線作用的事兒,膛線的其他應用就像人類的指紋,每一支槍都有其獨特的膛線,因此鑑證人員可根據子彈發射後彈頭上被膛線削出來的線進行鑑證工作。


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