各色槍口裝置之防跳器、消焰器

轉自 彩雲的機械整備間

槍口防跳器

大多數槍械槍管軸線高度都高於重心,因此在射擊時,除了水平向後傳遞的後坐力外,還不可避免地有向上翻轉力矩存在,也就是槍口跳動。

對單發武器來說,槍口跳動理論上不會影響正在發射的這發槍彈射擊精度,因為當槍口跳動出現的時候彈頭已經飛出槍口了;但連發武器就不一樣,在連發射擊中,上一發槍彈射擊產生的跳動會影響到下一發子彈,下一發又影響到再下一發……跳動還會累積,造成射彈明顯偏上,這時候可能就要加裝槍口防跳器了。

常見的槍口防跳器基本結構是讓一部分火藥燃氣朝上噴射,抵消部分槍口上跳力矩。例如蘇聯PPSh-41衝鋒槍,其射速很高,有900-1000發/分,為降低槍口上跳,其槍管護筒前端故意做成斜面,頂端開口,讓火藥燃氣衝擊前端斜面後向上噴出,起到抵消上跳力矩的作用。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器
各色槍口裝置之防跳器、消焰器

PPSh-41衝鋒槍槍管護筒前端設計成斜面,頂部開口,底部不開口,讓火藥燃氣衝擊斜面後朝上噴射,抵消上跳力矩。

二戰中蘇聯的另一種衝鋒槍PPS-43衝鋒槍槍口也有防跳器,用兩塊條狀鋼板十字交叉點焊在上機匣前端,用鉚釘固定,並做折邊,就起到了槍口定位板、槍口防跳器和準星護翼三個零件的作用,看似簡單,實則簡潔巧妙。射擊時,火藥燃氣一方面向上洩出抵消部分上跳力矩,另一方面衝擊防跳器前壁,產生前沖沖量,還起到部分制退器的作用。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

PPS-43槍口防跳器特寫,構成槍口防跳器的這塊鋼板下面寬,上面窄,射擊時的火藥燃氣對下表面的衝擊要比上表面大,抵消一部分槍口上跳的力量。

美國的湯姆森M1828衝鋒槍槍口也裝有防跳器,其結構很簡單,在槍口帽上方開幾道橫槽,讓部分火藥燃氣朝上噴出,起到防跳作用。

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湯姆森M1928A1衝鋒槍

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

湯姆森M1928A1衝鋒槍的槍口防跳器特寫,槍口帽上方有多道排氣口,讓部分火藥燃氣朝上噴出,抵消部分槍口上跳力矩。

二戰爆發前的20世紀30年代,蘇聯槍械設計師西蒙洛夫設計過AVS-36自動步槍,該槍發射7.62x54mmR大威力步槍彈,能選擇單、連發射擊,其槍口也有一個防跳器,結構大致為圓柱體,上下都有開孔,但上方開孔比下方開孔大,故火藥燃氣更多地從上方噴出,能抵消部分上跳力矩。

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AVS-36自動步槍和槍口防跳器特寫

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

又一張AVS-36的槍口防跳器特寫

槍口防跳器裡最簡單、也最有名的可能是蘇聯AKM突擊步槍的斜口防跳器。這個斜口防跳器在1959年版AKM上還沒出現,要到1962年版AKM上才有,但由於大多數AKM都是1962年以後生產的, 所以該防跳器幾乎成了AKM的標誌性特徵。其工作原理也極其簡單,讓部分火藥燃氣向上偏,抵消部分上跳力矩。考慮到大多數人是右撇子,端槍射擊時右手握握把,左手託護木,槍口上跳時不可避免地朝右上方跳,所以這個防跳器的斜口是偏的,讓火藥燃氣朝右上方偏轉。實事求是地說,AKM的這個防跳器效率並不高,可有可無,但因為結構極其簡單,幾乎不增加任何成本,所以一直保留著。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

AKM標誌性的斜口防跳器

對單發射擊的武器來說,如果性能上強調連續快速發射,比如速射比賽用手槍、實用射擊比賽(IPSC)手槍,也會加裝槍口防跳器以減小上跳,讓射手儘快恢復瞄準動作快速發射下一發彈。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

蘇聯Margolin運動手槍,這支是該系列中的速射型,打.22英寸短彈,槍口有防跳器,用於25m手槍速射項目。

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Margolin速射運動手槍槍口防跳器特寫

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

這是專為實用射擊(IPSC)比賽定製的柯爾特M1911手槍,IPSC比賽需在規定時間內用各種姿勢朝隱顯目標快速射擊,所以比賽用槍使用防跳器,便於射手多發速射。

還有就是一些單發射擊的槍械發射的槍彈威力很大,槍口上跳實在太過猛烈,射手難以駕馭,這時候也會考慮加裝槍口防跳器。比如史密斯-維森M500轉輪手槍,發射威力極大的.500英寸史密斯-維森馬格南轉輪手槍彈,開槍時槍口上跳非常猛烈,故一些型號在槍口加裝了防跳器。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

一支史密斯-維森M500轉輪手槍,槍管口有向上開縫的防跳器。

應當指出的是槍口防跳器並不能徹底消除槍口上跳力矩,因為射擊時的槍口上跳在彈頭尚未離膛時就發生了,而利用火藥燃氣反作用力工作的槍口防跳器要到彈頭飛出槍口後才開始起作用,所以槍口上跳是一定的,防跳器只能減弱上調動作,無法徹底消除。

槍口消焰器

槍械在射擊時火藥燃氣、燃燒顆粒從槍口噴出燃燒,在夜間會形成一團火光,槍口焰過大過亮會影響射手瞄準,並且暴露射手位置。那麼強口火焰具體是怎麼產生的呢?

首先,發射藥在槍管內燃燒時由於膛內缺氧,燃燒時間極短,一部分發射藥顆粒未能燃燒完全,當彈頭飛出槍口時,這些燃燒著的火藥顆粒一起噴出,在槍口持續燃燒形成槍口焰。這種由火藥燃燒顆粒形成的槍口焰稱為一次焰

其次,發射藥在膛內燃燒時會產生大量可燃氣體,包括一氧化碳、氫氣、甲烷等,這些氣體噴出槍口後溫度仍超過400℃,壓強超過480個大氣壓強,與空氣混合後在槍口燃燒,形成槍口焰。這種由發射藥燃燒產生的可燃氣體在槍口再次燃燒而產生的槍口焰稱為二次焰

再有,槍彈擊發時,噴出的燃氣溫度很高,還混有一些高溫固體顆粒,如金屬碎屑等,這些高溫氣體和固體顆粒輻射放熱也是槍口焰的來源之一。

所以槍口消焰器的基本原理就是在槍管前端加裝一個喇叭形或者圓柱形零件,讓未燒盡的火藥顆粒(一次焰)和出膛後點燃的可燃氣體(二次焰)在消焰器內燃燒,把一次焰和二次焰罩起來,不讓人看到;此外,火藥燃氣進入消焰器內部時,由於體積急速膨脹,溫度下降,燃氣和高溫固體顆粒的溫度也快速下降,也減小了高溫輻射產生的槍口焰。

常見的最簡單的消焰器是喇叭形的,比如郭留洛夫SG-43重機槍的槍口消焰器就是一個簡單的喇叭形。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

郭留洛夫SG-43重機槍槍口的喇叭形消焰器

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

捷克ZB30輕機槍也是用喇叭形消焰器,消焰器側面還打了許多孔,部分火藥燃氣從側孔流出,進一步降低燃氣壓力和溫度,減小槍口焰(記得曾經有讀者老爺問過我為什麼要打孔,今天解答了)。

除了喇叭形消焰器,還有一種圓柱形消焰器,原理和喇叭形消焰器是一樣的,讓火藥顆粒和可燃氣體在消焰器內燃燒,通過擴容、降壓將火藥燃氣溫度降下來。英國L1A1步槍、蘇聯SVD狙擊步槍、美國M16步槍使用的就是圓柱形消焰器。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

英國L1A1步槍(英國仿製的FAL步槍)的圓柱形消焰器,側面開長側孔,讓部分火藥燃氣排出,減壓,用處和ZB30機槍喇叭形消焰器上的側孔一樣。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

AR-15步槍使用的消焰器,外形為圓柱形,內部成喇叭形,側面開口。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

拆下的AR-15步槍消焰器

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

這也是AR-15系列步槍使用的槍口消焰器,該消焰器外表有螺紋,可旋接槍口消聲器。

對一些短突擊步槍來說,由於槍管很短,發射藥還未充分燃燒完畢彈頭就飛出槍口了,槍口焰會非常大非常亮,嚴重影響射擊。這些短突擊步槍的槍口消焰器往往帶膨脹室,火藥燃氣從槍管口噴出後先在膨脹室內膨脹、減壓、充分燃燒,再由膨脹室前的喇叭口進一步抑制槍口焰,典型的武器就是蘇聯AKS-74U短突擊步槍,中國的56C短突擊步槍、QBZ95B短突擊步槍也有類似結構的槍口消焰器。另外這個帶膨脹腔的槍口裝置還有部分制退和消聲功能。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

AKS-74U短突擊步槍帶膨脹腔和喇叭口的消焰器

使用消焰器後也帶來兩個副作用,一是增加了槍口前方的噪聲。因為火藥燃氣進入消焰器膨脹、降溫的同時,火藥燃氣向前的流速增大,產生的空氣振動也會增大,所以槍口前方噪聲會增大;二是火藥燃氣經過消焰器後流動的橫截面積增大,產生的反作用力也增大,武器的後坐力也會增大。當然這是對純粹的槍口消焰器而言的,一些現代槍口裝置設計得較好,能在消焰的同時少許兼顧制退與消聲,比如前面提到的AKS-74U的槍口裝置。

多功能槍口裝置

現代槍械上的槍口裝置往往有多個功能,如兼顧消焰和消聲、兼顧制退與防跳,通過多種手段達到性能上的均衡兼顧。例如蘇聯AK74突擊步槍有個標誌性的大型槍口裝置,其外形為圓柱形,前後兩室,靠近槍管的後室四周有3個洩氣孔,前端的前室開有2個大型方孔。它的工作原理是火藥燃氣先進入後室膨脹,一部分燃氣從3個洩氣孔內排出洩壓,降低了燃氣壓力;從後室進入前室後,燃氣進一步膨脹減壓,並衝擊前室前壁,抵消一部分後坐力;由於前室的2個方孔是帶偏角的,有一股火藥燃氣是朝右上方噴射的,能抵消一部分槍口上跳的力量,起到防跳器的作用。5.45x39mm小口徑步槍彈後坐衝量本來就小,再加上這個槍口裝置的作用,使AK74連發射擊時的後坐力、槍口上跳明顯下降,點射精度比AK47、AKM突擊步槍有明顯提高,但該裝置的缺點是放大了槍口焰,在夜間尤其明顯。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

AK74突擊步槍的槍口裝置

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

AK74突擊步槍槍口裝置工作慢鏡頭

還有一個典型的例子是美國XM177短突擊步槍,該槍是AR-15系列中的短管突擊型,在越南戰爭時期裝備美軍特種部隊。由於該槍槍管很短,發射時槍口火焰相當大、槍口噪聲也相當刺耳,難以忍受,為了讓XM177的槍口焰、槍口噪聲儘量柔和一些,特意給該槍設計了一個多功能槍口裝置。這種管狀槍口裝置不但能消焰,內部還有類似槍口消聲器的隔板,讓火藥燃氣逐級膨脹減壓,能一定程度上降低槍口噪聲。雖然XM177配用這種“消焰消聲器”並不能達到微聲武器的槍口噪聲水平,甚至比標準槍管的M16步槍還響很多,但好歹比沒有好,射手能夠忍受了。

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

XM177短突擊步槍,注意其槍口有個管狀槍口裝置

各色槍口裝置之防跳器、消焰器

該管狀槍口裝置剖面,內部有類似消聲器的隔板,能讓火藥燃氣逐級膨脹減壓,前方有喇叭形開口,兼具消聲器和消焰器的功能。

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