膛线
枪管线膛部分有几个专有名词,比如导程、缠距、缠度、缠角、左旋右旋、阴线阳线之类,它们字面意思相近,有的是同义词,有的则表达完全不同的意思,让人眼花缭乱。在此,笔者为大家用通俗的语言解释一下。
缠距,也叫导程,如果把膛线看作一种特殊螺纹的话,也可以勉强叫做螺距,是指膛线旋转一周,在枪管轴线方向(枪管尾端到枪口方向)上前进的距离。通俗一点说,就是膛线“转一圈走多远”。一般而言,缠距越大,枪弹的旋转就越弱。比如说,一根600毫米的枪管,如果缠距为300毫米,那么弹头飞出枪管就要旋转两圈,如果缠距为200毫米,就要转三圈。缠距较大,膛线就没有那么“陡”,弹头用来旋转的能量较小,初速就比较高,但转速不够,旋转稳定性就差,射击精度就会下降。缠距较小则反之。
此外,在西方国家,缠距也用比例来表示。比如SS109弹缠距为178毫米,正好是7英寸,由于弹头每前进7英寸转一圈,因此缠距表示为1:7,这种圈数:距离,单位不统一的做法十分奇怪,在国内也很少见。在国内一些文献中,这种1圈:7英寸的表示方法常被误写成1/7英寸,造成了很多误解。实际上,1/7英寸大概是0.36毫米,日常生活中常见螺丝的螺距都在1毫米以上,如果枪管的螺距只有0.36毫米,是根本不可能发射的。
缠度则是膛线导程和口径的比值。比如SS109弹,口径按照英制是0.223英寸,其缠度就为7英寸/0.223英寸,大约为31.4。而缠角则是膛线参数角度化的表示方法,定义为膛线上的任意一点的切线与枪管轴线的平行线的夹角。通俗理解,如果把膛线在纸面上展开,那么如图的这个角度α就是缠角,它符合公式α=arctanπd/L,其中L是缠距,而d是枪口直径,arc? tan(反正切)则是一个反三角函数,高中数学就会学到。以5.56毫米步枪常见的7英寸缠距计算,其口径按照英制为0.223英寸,则其缠角为arctan 0.223×π/7,大约为5.71°。在计算缠角中,1:7的缠距表示方法,很容易让人误算为arctan 1/7,从而产生错误,这也是笔者不推荐这种缠距表示方法的原因。
众所周知,膛线分为阴线和阳线,两者交替相接构成膛线。阴线是直径比较大的部分,从外观上看是凹陷在内的,因此名为阴线。阳线直径较小,凸出在外,故名为阳线。枪弹弹头的最大直径往往和阴线直径相同或略小于阴线直径,因此,阴线很难磨损,而阳线要和弹头被甲相互作用,较容易受到磨损。一些电视剧里形容枪械老旧,多说“膛线都磨平了”,指的就是阳线磨损了。
膛线还有左旋和右旋之分,我国膛线大多为右旋,和日常生活中螺纹的旋向相同,其鉴别方法是以轴线方向作为竖直方向,旋向从左下到右上的为右旋,从左上到右下的为左旋。膛线的旋向只影响弹丸的偏向,右旋膛线导致弹丸右偏,左旋导致左偏。
膛线按照膛线展开线(缠角)的不同,分为等齐膛线、渐速膛线和混合膛线三种。
等齐膛线缠角不随缠度(缠距)变化,始终如一的膛线称为等齐膛线,这种膛线的展开线是一条直线,比较易于加工,是最常见的膛线。缺点是膛线缠角是一成不变的,这与弹头的受力规律(膛压变化规律)不符,因此等齐膛线往往在膛压最大的位置率先形成烧蚀、磨损,对寿命不利。
渐速膛线缠角随缠距的变化而变化,展开线也是一条曲线。这种膛线可以根据弹头的受力规律进行优化,让强度分配更合理,寿命更高,但加工也更为麻烦。
混合膛线前半部分是减速膛线,枪口部分则是等齐膛线。这种膛线吸取了两种膛线的优点,比等齐膛线更优越,比渐速膛线更好加工。实际上,枪械中基本上都是等齐膛线。
膛线还可以根据断面形状来区分,国内将其分为矩形、梯形、圆形、多弧形、多边弧形、弓形6种,实际生活中常见的往往只有矩形膛线和多边弧形膛线两种。矩形膛线的形状就是圆形 凸出的矩形,这是最常见的膛线,加工较为简单,成本低廉,但膛线存在直角,容易产生应力集中,对强度和寿命不利,闭气性也不好。
而多边弧形则是边角圆弧化的正多边形,多边弧形膛线则没有直角,强度、寿命更佳,加工难度提升不大,具有很好的理论优势,国外诸如格洛克手枪就采用了六边弧形膛线。目前,这种膛线在国内还没有大规模使用。
膛线的质量关乎到枪械(火炮)的精度和寿命,加工水平也一直是一个国家技术实力的体现。如今,许多枪械的膛线都用精锻的方法制造,但膛线的加工方法并不止这一种。