輕武器設計的特點難點

□春　曉

輕武器的一般概念是指單兵個人和班組使用的武器，它包括各種槍械及其彈藥，單兵近戰武器，如榴彈發射器、手榴彈、槍榴彈、單兵反坦克火箭。通常也把公安、武警部隊使用的非殺傷性武器劃歸到輕武器范圍，如：麻醉槍/彈、催淚槍/彈、聲光彈等。輕武器雖然比重武器相對簡單，體積小，質量輕，但設計中與重武器相比有其固有的特點與難點。輕武器的特點是個“輕”字，由于“輕”給設計者帶來許多難點。

難點之一：體積、質量與威力的矛盾

輕武器的要求是體積小、質量輕、威力大。體積小，劃定了設計舞臺，設計者只有在有限的空間進行設計造型，合理處理各機構之間的關系，以滿足機構動作的可靠性；質量輕，這是輕武器更嚴格的要求，因為單兵負荷是有限的，士兵在行軍作戰中，除了攜帶武器彈藥外，還要攜帶必要的防護與生存必需品。因此，要求單兵武器在保證使用威力的條件下，盡量減輕質量。但質量與威力又是相互矛盾和制約的，武器的質量輕，射擊時后坐力相對就大，影響射擊精度。設計師必須千方百計減輕武器質量，又要采取措施保證射擊精度。減輕武器質量一般是設計合理的結構，保證零部件的強度，采用輕金屬合金和工程塑料；此外，要盡量減少零部件數量，采用一件多用，一件多能的結構設計。要保證武器的威力，提高射擊精度，對槍械來講，從結構設計上要保證武器質心盡量靠近槍膛軸線，以減小運動部件到槍膛軸線的撞擊力矩；設計合理的槍管內膛結構，減小各方面的誤差。在彈藥設計上要提高精度和威力也是很難的。要設計合理的裝藥結構，彈丸氣動特性，合理匹配內外彈道參數。在榴彈和破甲彈的設計上也有很多技術難點，在彈的質量限定條件下，如何提高其威力。榴彈利用鋼珠或預制破片來殺傷有生力量，因此要設計合理的結構，采用高能炸藥，提高鋼珠或小預制破片的飛行速度，增大殺傷能量；破甲彈提高破甲威力難度更大，在有限的空間內提高裝藥量，只有提高裝藥密度，設計合理的藥型罩、炸高和彈形，提高彈體飛行穩定性，采用高瞬發度的引信等。這些設計參數的確定與獲取，需要做大量的試驗與計算，利用系統工程的理論分配各參數指標，設計師要付出艱辛的勞動與智慧。

輕武器設計師要處理好體積、質量與威力的矛盾并取得滿意的結果，并非易事。

難點之二：可靠性設計

輕武器屬于特種機械，由于它的使用特點與使用環境極其特殊，所以比一般機械有更高的可靠性要求。有人說：“武器是戰士的第二生命”，這句話一點不假。戰士在戰場上的使命就是消滅敵人保存自己，如果武器在使用中發生故障，就可能貽誤戰機造成傷亡。小說“林海雪原”中的主人公楊子榮，在剿匪中由于冬天嚴寒，槍機結冰，發生了首發未打響故障，遭敵人立即反擊命中而犧牲。這說明武器的可靠性多么重要，它關系到戰士的生命。一般要求槍械故障率小于千分之二到千分之三，而且是可立即排除的故障，不允許出現危及射手安全的故障。因此，武器設計師要高度重視可靠性設計。武器要滿足在高溫(＋50℃)、低溫(－45℃)環境下使用及常溫條件下不同射角(平射、俯射、仰射)的使用，同時還要適應在風沙、淋雨、浸河水環境下使用。在武器設計中必須充分考慮這些不利因素對可靠性的影響，采取措施解決這些難題，如：合理設計運動件受力條件，零部件之間的運動間隙，藏污納垢的溝槽，泥沙水的排除，供彈路線等等。這些都是武器設計中的難點，通過大量的設計計算與反復試驗驗證，最終才能滿足可靠性要求。資料表明，以前國內外武器設計均需要5～7年的研制周期。目前由于科技進步和試制手段的先進，一支槍的研制周期可縮短到3～5年。美國的M16自動步槍、法國FAMAS自動步槍及奧地利的AUG自動步槍研制周期均在5～7年，但在揚塵與浸河水試驗中均未過關，AUG自動步槍在低溫下塑料槍托斷裂，未達到可靠性要求。我國的56式沖鋒槍和95式5.8mm自動步槍通過了各種環境下的試驗考核，是目前世界槍械中可靠性較高的自動槍械。

難點之三：人機工效設計

輕武器要滿足不同身材、不同使用習慣的要求，如左撇子、單眼瞄準、雙眼瞄準、手臂長短等射手的要求；握持舒適性要求；保險位置、拉機柄的長短位置、扳機力的大小要適中等要求。射擊時強調首發命中，以及具備良好的人機工效。以槍托型式為例，根據不同使用要求，有固定托、折疊托(又分上折疊、下折疊、側折疊)、伸縮托，近些年來又出現了短托(也稱無托)，如法國的FAMAS5.56mm槍族、中國的95式5.8mm槍族、奧地利AUG5.56mm槍族等，這些設計都是為了縮小武器的長度，又要滿足人機工效的要求。輕武器的造型也是人機工效的難點，體積尺寸以及自動方式一旦確定，則外形基本成型，不可能有多余的造型空間。但是不同的使用者對武器外形的要求又不盡相同，也給設計提出了不少難題。

難點之四：多功能設計

隨著科學技術的發展和現代戰場的變化，要求輕武器的功能多樣化，既能打點目標，又能打面目標，出現了槍掛式榴彈發射器和兩個不同口徑的槍管分別發射槍彈和榴彈的多功能步兵武器。既能白天作戰，又能夜間作戰，給設計者提出許多難題。由于功能多樣化，使武器結構設計復雜，既要滿足打點目標的精度，又要滿足打面目標的威力。瞄準具既要有機械式的，又要有白光和微光式的，而且要限制體積和質量，這就需要設計者全面考慮、合理布局、權衡利弊，有所得有所失，但必須滿足作戰使用性能。

近幾年國外正在研制21世紀的單兵武器綜合作戰系統，以單兵武器為平臺，集信息系統、電子通訊系統、火控系統、防護系統于一體，給單兵武器多功能化提出更高的要求，實現光機電相結合，戰場信息、測距、瞄準、射擊一體化。目前，美國、法國、以色列已初步研制成功并進行了演示。這套系統的核心技術是小型化和減重技術。解決好武器的輕量化和多功能化的矛盾，給武器設計師提出更大的難題。◆

(編輯/魏開功)