栓動步槍怎麼解決氣密性問題?

你的生命我懂一半


栓動步槍絕大多數都是迴轉槍機式閉鎖(也有曼利夏早期機尾卡鐵起落式閉鎖這種奇葩)

但不管什麼閉鎖,原理就一個——封住後膛,讓子彈發射藥的作用力盡可能的用於將彈頭朝槍口推進。但自打後膛步槍出現之後,後膛閉鎖氣密性一直是個問題,比如1841年德國人的德萊塞針發槍的後膛漏氣問題就很嚴重。

這個鍋倒不能全讓德萊塞背,而是那會金屬定裝彈還沒發明,這導致後膛再怎麼閉鎖,槍機它也就是個活動件,與槍管節套的縫隙肯定有,因此燃氣確實會從後邊漏出來。

等到金屬定裝彈,尤其是金屬彈底的子彈出現之後就解決了這個問題,畢竟金屬殼可以兜住火藥燃氣,而彈殼又被彈膛、槍機頭牢牢頂住,理論上只要閉鎖和彈膛夠堅固,那火藥燃氣就會只作用於推進彈頭,而不是往後洩露。

為啥轉栓閉鎖是主流?因為這種原理就像高壓鍋蓋和鍋沿旋轉契合一樣,承壓能力強。


瘋狗的輕武


19世紀後膛槍出現後,有一個新的問題擺在了槍械設計師面前,那就是氣密性問題。最早的後膛擊針槍是普魯士人發明的“德萊賽步槍”,這也是世界上首個採用栓動式步槍(Bolt Action Rifle),也是第一個採用旋轉後拉槍機的步槍。然而就是因為氣密性不好,這款步槍的初速僅有305m/s,甚至還不如當時的前膛槍。所以當時的後膛槍主要優勢還是射速快,而不是威力大。儘管如此,這種步槍的技術路線還是迅速發展起來。所以德萊塞步槍為接下來近一個世紀的步槍提供了一個設計標準,即採用旋轉後拉的槍栓和配套的手柄來實現手動閉鎖(Block)和循環。

普魯士M1841 Dreyse步槍,栓動步槍始祖


閉鎖就是將存放子彈藥筒的藥室在完成一次射擊後,栓動步槍的槍機需要完成一系列動作進入下一次循環,包括抽殼,復進,推彈,閉鎖。栓動步槍一般採用的是旋轉閉鎖,在外面通過槍機手柄的拉動和旋轉來完成。手柄這屬於典型的省力槓桿。所以你看士兵開完槍後的動作都是往上扳一下(接觸閉鎖),拉動槍栓抽殼;在彈簧作用下槍機復進推彈上膛,然後還需要士兵將手柄扳下來重新閉鎖。

旋轉後拉槍機式步槍的循環過程


但是光有槍拴,還不解決問題,前面說了德萊塞步槍的氣密性相當差。後面問世的法國夏賽波步槍也沒好到哪裡去。為什麼?主要是因為槍拴本身是鋼鐵,加工做不到那麼嚴絲合縫,而且鋼鐵延展性也不好。高壓的火藥氣體照樣可以從縫隙噴出來,造成膛壓下降,甚至會燒灼到射手。但是後面對子彈的一個改進徹底解決了這個問題。那就是金屬彈殼的發明。

我們今天看到的子彈都是金屬彈殼的,但其實金屬定裝彈和後膛擊發槍並不是同步發明的


前面提到的德萊塞步槍和夏塞波步槍,採用的其實都是紙殼定裝彈。這種子彈解決了分兩步裝填的問題,但是其實對氣密性幫助甚少。原因是紙殼在擊發後也會一同燃燒成灰燼,起不到阻擋火藥燃氣洩露的作用。

德萊塞的紙殼定裝彈

夏塞波步槍 以油紙+亞麻布為殼的定裝彈(右)


這個問題一直到1836年,法國人勒福舍發明了全金屬彈殼的子彈後,才算見到解決的希望。緊隨其後1845年法國人福芬拜又發明了邊緣發火式子彈,後來美國人博爾丹和英國人博克塞分別發明了兩種中心發火式金屬定裝彈。這種彈殼一般是由黃銅或者純銅卷制而成。由於銅擁有非常好的延展性,在子彈擊發時,彈殼收到高壓膨脹延展,會與內膛很好地貼和到一起,擠壓掉縫隙,使火藥燃氣無法從此處洩漏出去。這樣就徹底解決了氣密性。於是,步槍子彈的初速一下子從300、400m/s的水平一下子提高到了700m/s的水平,栓動步槍也進入了一個發展的黃金時期。

英國人愛德華·M·伯克塞發明的帶金屬彈殼的中心發火式子彈


紙上的宣仔


先說下栓動式步槍:

大部的栓動式步槍都是依靠旋轉槍機的方式進行閉鎖的,依靠下壓槍機把手實現閉鎖,把手向上抬起實現開鎖。基本上大家從上面的動圖就可以瞭解了。其實槍機閉鎖的最主要工作是頂住子彈彈殼,也並不是氣密。

為什麼說任何槍支都沒有從根本上解決氣密性問題呢?其實這個問題在一定程度上是可以忽略掉的。氣體是一一種可以壓縮的物質形態,在高壓向低壓宣洩的時候,氣體是可以有自閉的。

有一個例子我們可以看一下:

這個例子就是迫擊炮,迫擊炮並沒有特別嚴絲合縫的和炮管做得特別緊密。如果做的特別緊密的話,迫擊炮的炮彈放入炮管後會壓縮炮管內的空氣,當氣壓大到等於迫擊炮炮彈的重力的時候,迫擊炮炮彈就不會落入炮膛觸發撞針了。

為此,迫擊炮的炮彈要比炮管內膛的直徑稍為小一些,為的就是在滑入炮管底部的過程中可以排氣。但如果炮管和炮彈之間的縫隙可以排氣,那麼——發射藥的利用率就會顯著降低。

於是在迫擊炮的炮彈上出現了這玩意:

炮彈粗的部位有很多環狀的刻線——閉氣環。

當發射藥爆燃產生高壓的時候,高壓氣體會進入這些閉氣環中,但是由於氣體慣性(實際上氣體也是有質量的)會在閉氣環中形成積累,因此發射藥的能量並不會被浪費。


實際上槍支的氣密性也是這樣的一個道理。

在一定範圍內十分小的縫隙並不影響槍支的氣密性。

例如很多自動步槍的導氣管設計:

導氣管開口推動活塞的部分是直接開放的,但這種小孔對氣密性並沒有過大影響。


對於很多軍迷有的時候要求“有點過分”了,但真的是忽略了一些物理學原理。


軍武數據庫


這個很簡單,首先看圖

可以看見,彈殼不但能裝火藥,還能把爆炸產生的燃氣大部分輸送給彈頭。

其次,旋轉後拉式槍機有著極高的密封,尤其是毛瑟槍機,兩片大突榫在你旋轉的時候就已經牢牢地嵌入凹槽內閉鎖,鎖的死死的,所以基本不會有燃氣外洩。


南黎23333


其實栓動式步槍的氣密性是最好的,不會像半自動 自動武器一樣造成發射氣體外洩,能給彈頭更高的初速度。因此,現代的高精度狙擊步槍基本都採用栓動式,至於如何解決氣密性,則是栓動式槍機在整個擊發過程中都是鎖死密封的,在射擊完成之後才會拉動槍機退彈殼,下面以毛瑟98K經典的旋轉後拉式槍機來詳細說明一下

毛瑟步槍所採用的的旋轉後拉式槍機,是通過操作外凸出的手柄旋轉上提或下拉,完成打開或閉合栓式槍機的過程,槍機的前部有兩個對稱的閉鎖凸筍,操作手柄將子彈上膛之後,將手柄向下旋轉,兩個閉鎖凸筍就和槍管節套裡相對應的閉鎖凹槽鎖住,槍機就不能後退了,此時槍機完全封閉可以擊發射擊了,氣體不會出現一絲的外洩,全部轉化為推動彈丸的動力!發射完成之後,只要反向旋轉槍機手柄,閉鎖凸筍就會從凹槽中旋出!




重複以上動作就可以持續射擊了!因此,這一過程雖然比較繁瑣,導致步槍的射速比較慢,但卻保證了子彈發射藥產生的能量不會浪費,因此現代高精狙基本沿用栓動式槍機


冬雨AK


這類步槍之所以會被稱之為栓動步槍,其真正的原因正是因為步槍的槍擊結構如同門栓一般,能夠將槍擊死死的鎖住,也正是得力於定裝彈藥的發展,步槍的氣密性才會越來越好。

早在燧發滑膛槍時代,由於火石的火星需要點燃槍膛內的火藥,所以槍膛部分需要開口才行,也正是因為如此那個時代在開槍時,硝煙會非常的大,但當定裝彈藥的出現便徹底的改裝了這個僵局。

由於只需用槍擊的撞針撞擊底火便可擊發彈頭,所以步槍的擊發裝置被大大的簡化,而被簡化到了量產模式時便誕生了栓動步槍。栓動步槍的動作非常簡單,抬起槍栓打開閉鎖機構,向後拉動槍栓打開槍膛,一發子彈頂到預擊發位置,推動槍栓將其復位,子彈被推到擊發位置,下壓槍栓並閉鎖槍膛,扣動扳機擊發子彈。

這一系列的動作非常的簡單,也正是因為槍栓前段的閉鎖機構能夠牢牢的頂住子彈,所以子彈被擊發時,火藥的威力能夠全部被用在彈頭的推動上,這也是卻大多數栓動步槍,射程都在800m以上的原因,因為爆燃氣體沒有其它排出口。

綜上所述:栓動步槍的氣密性解決問題源於結構上面的閉鎖機構,只要閉鎖機構到位子彈在爆燃時的高壓氣體便能夠得到最大限度的利用。


分享到:


相關文章: