01.23 從美軍測試MG338機槍來看通用機槍口徑擴大化


從美軍測試MG338機槍來看通用機槍口徑擴大化

SIG MG338

1月16日,西格紹爾(SIG Sauer)公司宣佈美國特種作戰司令部(US Special Operations Command, SOCOM)已經採購了他們公司的輕型中型機槍MG338(LWMMG)。這可能是美軍首次採購.338口徑(8.6毫米)機槍。MG338重9公斤(兩腳架狀態),使用.338口徑的諾瑪馬格南彈藥。.338口徑彈藥彈頭重19.44克,全彈重45.5克,初速808米/秒,槍口動能6346焦耳。

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SIG MG338

當然這次採購數量不多,主要是用於測試。但是美軍是否會正式裝備.338口徑通用機槍倒是一件具有標誌性的事件。如果美軍正式採購了.338口徑機槍就意味著美軍實質性的開始擴大通用機槍的口徑。那麼美軍為何會擴大通用機槍口徑呢?主要是因為現有的7.62NATO彈藥威力不夠用了。現在世界各國已經普遍裝備了防彈衣,以美軍為例,現裝備的防彈衣標配是NIJ Ⅲ級防彈衣,有些士兵甚至自己出錢採購防護級別更高的NIJ IV級防彈衣。實際上NIJ Ⅲ級防彈衣已經足以抵擋7.62NATO彈藥的近距離射擊,級別更高的NIJ IV級防彈衣就更不用說了。這就意味著美軍現裝備的發射7.62NATO彈藥的M60通用機槍威力已經不夠用了。彈藥威力不足這件事其實在班用小口徑槍族身上更加明顯。在阿富汗戰場和伊拉克戰場上美軍就發現,現有的5.56NATO彈藥威力不足。因為在沙漠和高原山地,通常的交戰距離要比城市交戰的距離遠得多,槍管更短的M4因為初速更低情況更加糟糕,這就是美國提出NGSW計劃的主要原因。下一代班組武器計劃——NGSW計劃的目的就是研製使用6.8毫米口徑彈藥的自動步槍和班用機槍,用以取代目前的M16/M4以及M249班用機槍。

那麼解決威力不足問題必須要擴大口徑麼?很多人對於這一問題的想法是——口徑即正義,擴大口徑!但不擴大口徑就真的解決不了問題了嗎?我們找來一個參考,300諾瑪馬格南彈藥,美國特種作戰司令部選用的狙擊彈藥。這是一個2012年才出現的彈藥,7.62毫米口徑,彈頭重230格令也就是14.9克,初速914米/秒,槍口動能6224焦耳。

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.300NORMA MAG彈藥

我們找來幾種相關的彈藥來做個參考,這些彈藥是7.62毫米口徑的NATO普通彈M80、M2 AP穿甲彈,這兩種彈藥分別對應於NIJ Ⅲ級、NIJ IV級標準。也就是說能擋得住M80的就是NIJ Ⅲ級防彈衣,能擋得住M2 AP穿甲彈的就是NIJ IV級防彈衣。.300NORMA MAG也就是諾瑪馬格南彈藥,.300換算過來就是7.62毫米口徑。然後是兩種.338口徑彈藥,.338LUAPA MAG和.338NORMA MAG。這兩種彈藥性能比較接近,其中.338LM性能要更高一點。最後是國產54式12.7毫米彈藥。

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這裡用口徑簡單代替彈頭直徑 基本不影響定性判斷

按照穿甲彈的基本原理,穿甲深度和斷面比能成正比。所謂斷面比能是指單位面積上的動能大小。這個很容易理解,口徑越小穿甲需要的能量就越小,口徑越大穿甲需要的能量就越大,這個和要穿過的裝甲的面積有關。但是斷面比能並不完全等同於穿甲能力,因為還要看彈頭材料和結構。不過因為在彈頭上能採用的材料和結構是有限的,無非是銅彈頭殼或鋼彈頭殼,彈芯要麼是銅、鉛鋼複合結構,要麼鎢合金彈芯結構。所有能採用的材料和結構現在早已經研究得清清楚楚。什麼樣的斷面比能配合什麼材料和結構能達到多大的穿甲深度,都是可以提前估算出來的,可以說相當準確。所以實際上斷面比能決定了穿甲能力的上限,也可以說等同於彈藥的穿甲潛力。

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.338LUAPA MAG和.338NORMA MAG

對於彈藥的威力,我們將其分解為幾個要素,分別是斷面比能、彈頭動能、停止作用。斷面比能對應於穿甲能力,道理前面已經講了。彈頭動能對應於壓制能力,這是因為壓制能力主要靠近失彈穿透隱蔽物,或者濺起的塵土和產生的聲響來產生心裡威懾。而壓制射擊往往並不追究直接命中目標。停止作用也就是對軟目標的殺傷能力。對於通用機槍來說,要麼穿透防彈衣,此時彈頭已經失去穩定性,或者已經破裂,再穿出有生目標的可能性不大,大部分動能都會釋放在有生目標內部。此時的停止能力基本上等同於穿過防彈衣後的剩餘動能。如果不能穿透防彈衣,那麼彈頭產生的創傷稱為鈍器創傷,創傷效果基本上也等同於擊中防彈衣時的撞擊動能。當然,對於動能在6000焦耳以上的彈頭來說,基本上相當於7.62NATO兩倍的彈頭動能,在500米內肯定可以穿透NIJ 4級防彈衣。

然後我們來比較一下.300NORMA MAG和.338LUAPA MAG的彈道性能。

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射程和速度之間的關係(黑色水平線為音速)

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射程和動能之間的關係

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風偏和距離之間的關係

請注意圖上.300NORMA MAG的彈頭重量不是230格令而是250格令,也就是16.2克。從彈道性能來看,在2000碼內,.300NORMA MAG的彈道性能要比.338LUAPA MAG還要優秀,彈頭的速度下降更慢。而且.300NORMA MAG受橫風影響比.338LUAPA MAG還要小。兩者彈頭動能相差不大,而且隨著飛行距離的增加,彈頭動能的差距甚至會有所縮小。從斷面比能來看,.300NORMA MAG 230格令是136.5焦耳每平方毫米,要比.338LUAPA MAG的116.8焦耳每平方毫米大不少(.300NORMA MAG 250格令斷面比能是148焦耳每平方毫米)。這是因為.300NORMA MAG的彈頭截面要比.338LUAPA MAG更小。這意味著.300NORMA MAG 250格令的穿甲能力要比.338LUPA MAG 250格令要高27%。兩者槍口動能都在六千多焦耳,完全一樣,這意味著兩者壓制能力相當。看完這些參數,我們不難發現,其實.300NORMA MAG比.338LUAPA MAG性能還要優秀,完全可以代替.338LUAPA MAG。而相比性能更差的.338NORMA MAG,.300NORMA MAG的優勢更大。看斷面比能,.300NORMA MAG的斷面比能在近距離內甚至能超過54式12.7毫米彈藥。跟同是7.62毫米口徑的M80相比,.300NORMA MAG的斷面比能幾乎高了一倍。雖然.300NORMA MAG在遠距離上的斷面比能肯定比不過12.7毫米彈藥,但是仍然可以在600米距離上趕上M2 AP的槍口斷面比能,也就是說,如果設計得當,有可能具備600米內擊穿NIJ IV級防彈衣的能力。這樣的性能對於通用機槍來說已經足夠了。230格令.300NORMA MAG可以在1500內保持超音速,250格令.300NORMA MAG甚至可以在1829米內保持超音速。而彈頭更重的300格令.338LUAPA MAG才勉強可以達到這樣水平。.300NORMA MAG的精度也相當好,可以在300米內打出0.3MOA。可以說.300NORMA MAG集眾多優秀性能與一身,這也是美國特種作戰司令部選擇.300NORMA MAG作為專用狙擊彈藥的原因。


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.300NORMA MAG彈藥高性能的根本原因在於非常高的彈頭長徑比

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7.62X51 NATO彈藥性能上差距主要源自更小的彈頭長徑比

7.62X51 NATO彈藥和.300NORMA MAG彈藥同為7.62毫米口徑,但性能差距巨大,根本原因在於彈頭長徑比的差距。彈頭重從9.46克提高到14.9克,初速也有所提高,導致動能提高了近一倍,因為口徑沒變,所以斷面比能基本提高一倍,這意味著穿甲能力也提高一倍。當然為了推動更重的彈頭並且實現更高的初速,發射藥也翻倍了。.300NORMA MAG 250格令彈頭和.338LUAPA MAG 250格令彈頭的初速及動能一樣,但口徑更小的.300NORMA MAG斷面比能要比同樣動能的.338LUAPA MAG 250格令彈要高得多。

從以上實例的分析可以看到,解決威力不足問題主要就是解決穿甲能力不足問題。而提高穿甲能力與擴大口徑關係不大,而是跟斷面比能提高直接相關。提高斷面比能的主要技術手段就是提高彈頭長徑比。當然提高彈頭長徑比彈頭重量也會跟著提高。彈頭重量增加速度不變彈頭動能也會提高,相應就提高了斷面比能。換句話說,提高穿甲能力關鍵在於提高斷面比能而不是靠簡單擴大口徑。如果只擴大口徑而斷面比能沒有提高的話,穿甲能力是不會提高的。所以說在口徑相差不是太大的一個區間內,口徑什麼的都是浮雲,斷面比能才是王道。而且在這個區間內,選擇相對較小的口徑更有利,因為口徑適當減小有利於降低系統重量,降低彈藥重量,提高攜彈量,而且也有利於減輕後坐力和發射特徵。畢竟這些彈藥的動能已經超過6000焦耳,幾乎是7.62毫米彈藥的兩倍,後座力要遠遠大於7.62毫米口徑的槍械。靠擴大口徑來解決威力不足問題,副作用會非常大。提高斷面比能更有效解決問題,而且副作用更小。所以說解決威力不足問題,其實我們不擴大口徑也能解決。明白了這個道理,就意味著我們對於威力這個概念的認知又上升了一個維度。

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越南戰場上的M14因為後坐力巨大連發射擊精度非常糟糕

清楚了上面的道理,我們就不難發現,其實美國人擴大通用機槍口徑,實際上是走上了一條錯誤的道路。同理,小口徑槍族NGSW計劃擴大口徑也犯了同樣的錯誤。NGSW計劃中的彈藥,其槍口動能已經超過當年的7.62毫米NATO彈藥。使用這些彈藥的步槍後坐力不亞於上世紀六十年代的M14步槍,基本上是在重蹈當年越戰的覆轍。當年手持M14步槍的美軍被手持AK47步槍發射7.62毫米中間威力槍彈的越軍打的落花流水。雖然對於通用機槍來說,可以用浮動技術降低後坐力。但是這個技術對於自動步槍來說,結構太複雜,應用起來代價太大,不是很現實。對於彈藥威力不足問題,還是那句話,口徑什麼的都是浮雲,斷面比能才是王道。


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