王洋 李宏飛 劉洪亮 趙奐強
在上一節中,筆者提到過,對于彈道高的理解,要綜合一部分的瞄準和(外)彈道知識,較為復雜。為此,筆者在上一節中,給彈道高做了一個“刪減簡化版”的解釋。但限于篇幅,上一節中無論是示意圖還是文字,全部“簡化過度”,不夠詳盡。為此,筆者專門用一節的時間,為大家詳解相關知識。
讓我們繼續回到上一節的模型。上一節提到,直射距離是槍械的“黃金距離”,在直射距離內,槍械只要瞄準,槍彈無論如何下墜,最終都能擊中目標。如此寶貴的“黃金射程”自然會引起槍械設計師的極大興趣,為此,人們開始了增加“黃金射程”的各種努力。
在射擊游戲里,為了抵抗槍彈的下墜,有經驗的玩家會“打高度差”,把槍械瞄準目標上方進行射擊,如此一未,子彈剛好能“墜”在目標上。但在實際射擊中,射手判定高度差時,往往是“差之毫厘,謬以千里”,非常的困難。為了減輕射手的壓力,槍械設計師想到了一個更穩妥的方法——調節槍械的照門。
我們知道,射手通過照門一準星一目標三點一線進行瞄準。當目標離得比較遠時,射手把表尺游標滑到遠射程刻線處。此時,槍械的照門就會(相對于槍管)高高翹起。因為瞄準仍是照門、準星、目標三點一線的(即瞄準線不變),照門位于三點一線尾端,它相對于槍管的位置升高,就意味著槍械“屁股下蹲”,此時槍械的槍管就被“翹起來”了。
換而言之,游戲中,玩家把三點一線“抬高”,從而帶動槍管翹起,擊中目標;現實生活中,射手抬高照門相對于槍管的位置,從而翹起槍管命中目標。兩種做法的本質都是翹起槍管,讓子彈向上飛,彌補高度差,從而命中目標。不同的是,游戲中抬高三點一線的做法,瞄準的是目標上方,受制于瞄準具的遮蔽,目標可能會從射手視野內消失。而調節照門位置時,瞄準線仍然正視目標,目標不會丟失,射擊時更為穩妥。
但在瞬息萬變的戰場上,調節照門還是“礙事”了點。有沒有更為有效地提高“黃金距離”做法呢?答案就是讓槍管全程微微翹起。
對于全程翹起的槍管來說,子彈在發射后,要經歷一個垂直地面方向的,先上升、后下降的過程。設計師往往將子彈相對于瞄準線的最大上升高度設計為一個典型目標高度。如此一來,子彈先爬升至典型目標高度、再下降一個典型目標高度,在上升、下降兩個過程中,子彈都可以無視高度差而命中目標。相比于子彈水平出槍口時純粹的下降過程,槍口微微翹起時,子彈先上升,后下降,典型目標高度被利用了兩次,所花費的時間更長,在更長的時間內,彈頭飛得就更遠。這就大大增加了直射距離。
由于瞄準線仍正對目標,照門被抬起后,槍械毛端下沉,槍管被翹起,從而命中遠距離目標
微微翹起(圖中較為夸張)的槍管與水平的槍管(下),在彈道高不超過典型目標高度(老鼠高)的前提下,直射距離差異一目了然

遮蔽視野一直是機械瞄具的一個大問題。因此,照門最好能做成一個環,而不是在一塊鐵片中間挖個洞,這樣可以稍微減輕遮蔽問題
M14步槍射擊時的第一視角。可見,M14選用高高聳立起的圓環覘孔,遮蔽問題較為輕微,射手射擊時的視野更為開闊
95式、FAMAS與G36步槍的瞄準基線高度。如今,各國直槍托/無托槍械瞄準基線高已經基本上一致,因此95基線高容易被爆頭的說法只是一種謠言而已
彈道高歸零點示意圖。圖中為了顯示歸零點,瞄準線(鏡)和槍管軸線之間夾角十分夸張,真實槍械中,幾乎無法看出瞄準鏡與槍管不平行
大仰角射擊在槍械上十分少見,但卻是戰列艦的“家常便飯”。遠距離射擊時,彈道末端,彈頭接近垂直下墜,因此戰列艦幾乎都采用了垂直裝甲
在以上的描述和配圖中,筆者仍采用了一個簡化模型在槍口水平時,瞄準線和槍管同軸;在槍口翹起時,瞄準線和槍管在膛口(槍口)重合。一些聰明的讀者可能已經發現了,這個簡化模型并不準確。在真實槍械中,槍械的準星、照門不可能設計在槍管正中央,即瞄準線不可能和槍管軸線重合。在現代的直托步槍或者無托步槍上,三點一線往往是遠高于槍管軸線的。
瞄準線高于槍管軸線的高度就是俗稱的瞄準基線高度。正因為三點一線和槍管存在高度差,槍彈的彈道和三點一線不可能在槍口處重合,而是在槍口外一定距離上重合。彈頭要經歷先上升后下降的過程,因此彈道會和瞄準線重合兩次。第一次重合時,子彈仍在向上飛,重合點位于子彈的“上升期”,而第二個重合點位于子彈的下降期。在重合點上,瞄準線和彈道重合,彈道高變為0,因此重合點,尤其是下降期重合點也被稱為彈道高歸零點。一些文章中寫道,槍械在一定距離(比如50米)歸零后,另一距離(比如200米)也會自動歸零,指的就是這個道理。
在以上內容中,我們忽略了空氣阻力對槍彈的影響,槍彈的運動就是一個標準的平拋/斜拋,彈頭在水平方向不會因空氣阻力而減速,運動軌跡比較“歸整”。但在實際上,彈頭飛行時的空氣阻力相當之大,減速十分明顯,遠遠不可忽略。
我們知道,拋物線是一條二次曲線,它的特性就是“前半段直,后半段彎”。當槍彈受空氣阻力作用減速后,隨著彈頭飛行距離的增加,彈頭在水平方向的速度會逐漸降低,這就進一步加劇了彈道的彎曲程度。換而言之,不考慮空氣阻力時,彈道本就是“前半段直,后半段彎”,當考慮空氣阻力時,彈道就會“前半段直,后半段更彎”。彈頭在遠距離飛行末端,甚至有可能會接近垂直下落。
在筆者還是一個懵懂軍迷時,一直對戰列艦的裝甲設計感到疑惑。坦克裝甲早早就采用了傾斜設計,為何戰列艦的裝甲都是垂直的呢?后來筆者才知道,戰列艦交戰的距離比較遠,艦炮往往會大仰角發射,以追求最大射程,這就像上一節中筆者提到過的,槍械達到最大射程時,要45°(考慮空氣阻力時并非45°)朝天射擊。在如此遠的距離上,炮彈在水平方向的分速度,早已經被消耗殆盡,等到炮彈打在軍艦上時,幾乎已經是垂直下落了。對于接近垂直下落的炮彈而言,垂直的裝甲反而是傾斜的,十分難以擊穿,因此,戰列艦很少用到傾斜裝甲,即使傾斜,角度也非常之小,遠不如坦克上的傾斜裝甲那么“顯眼”。對于坦克而言,由于交戰距離較近,而坦克炮初速高,炮彈飛得快,彈道比較平伸(平直),不會像戰列艦炮彈那樣垂直下落。因此,坦克才需要我們傳統印象里的傾斜裝甲。
槍彈和戰列艦不同。對于戰列艦而言,它的炮彈很重,空氣阻力和風力相對“奈何它不得”,遠距離精度尚有保證。而槍彈很輕,一些不嚴重的風,就足以把槍彈“吹”得“東倒西歪”,遠距離射擊時的不確定因素太多。此外,戰列艦有完善的觀測、瞄準和校炮系統,有一班人馬“伺候”這套系統,而槍械卻只有射手“孤零零”一個人。因此,槍械幾乎無法像戰列艦一樣大角度曲射,只能像坦克一樣平射。
也就是說,盡管槍械曲射時,可以打得非常遠,但對于射手而言,這么遠的射程只是空中樓閣,看著很美,但根本無用,這也是筆者在上一節中,認為槍械最大射程沒什么用的原因。對于槍械而言,真正能讓大部分射手有效利用的,也就是“比較直”的彈道前半段。換而言之,直射距離和有效射程,才是槍械真正的“得分點”。
對遠距離射擊而言,槍械同樣需要觀瞄和校正、需要“一班人馬”伺候。正因如此,狙擊手并非是孤膽英雄,真正的狙擊小組往往由2人和2人以上組成
發射曳光彈的M240機槍。得益于槍械初速的提高,現代槍械的曳光彈彈道,在相機能拍到的距離之內,已經高度逼近于直線
盡管有諸多不成熟之處,但美國的箭形彈還是讓筆者印象深刻。箭形彈在美國80年代的ACR計劃中又復活了一次,但最終還是失敗了
在槍械的發展之路上,人們一直試圖把彈道“變直”。100多年前的,45-70黑火藥槍彈與現在的.308溫徹斯特彈(7.62毫米NATO彈的民用版本)相比,.308溫徹斯特彈的彈道就“直”多了
那么如何提升槍彈的“得分點”呢?思路很簡單,就是當槍彈彈道彎曲到不可接受之前,盡量讓槍彈飛出更遠的距離。換而言之,就是讓彈道比較直的“前半段”變得更長,使其更接近直線。其對應的手段,一是降低槍彈飛行的空氣阻力,二是增加槍彈的初速。
降低空氣阻力的問題較為復雜,我們暫且不提。而增加槍彈的初速,則是槍械一百多年來薪火傳承的“持續目標”。自無煙火藥發明以后,槍械/槍彈的初速就從黑火藥步槍的400米/秒左右增加到近800米/秒,在美國人發明小口徑槍彈后,初速就猛增加到近1000米/秒。60年代美國人的齊射計劃搞出了一大堆奇形怪狀的箭形彈,初速則增加到了1200米/秒到1400米/秒之間,部分試驗彈藥,彈頭飛到400米時存速仍然在1000米/秒左右,比今天小口徑槍彈的初速還要高一些。當然,受制于技術的不成熟和昂貴的造價,箭形彈并沒有成功。
隨著槍械/槍彈初速的“水漲船高”,彈道一直在變“直”,彈頭擊中目標所需要的飛行時間在變短,所需要的提前量也越來越小,槍械的“效能”在持續提高。在初速的進化之路上,唯有中間威力槍彈,是“開倒車”、初速下降的槍彈。當然,中間威力槍彈有時代背景,當年的突擊步槍追求沖鋒槍一樣的猛烈火力和步槍一樣的威力,但低后坐力與高威力之間的矛盾不可調節。在缺乏技術進步時,只能做出犧牲威力(初速)以換取可控后坐力的妥協做法。對于中間威力槍彈,研制、裝備它的國家也是“有苦說不出”。因此,當美國將小口徑槍彈裝備部隊后,蘇聯以閃電般速度,于1974年裝備了小口徑的AK74步槍,其動作之快令人咋舌。相比之下,1974年蘇聯都裝備小口徑步槍了,而我國剛剛把小口徑槍彈的口徑(5.8毫米)確定下來,真正裝備裝備小口徑步槍則是20多年后的事情了。我們只能感嘆,對中間威力槍彈“愛之深、責之切”的蘇聯,反應太快了。
正因如此,各國的槍械設計師才會不遺余力地追求高初速。高初速、大威力的小口徑槍彈是一次貨真價實的技術革命,而不是一些地攤文學中描述的一場盲目跟風而已。如果小口徑真是一場跟風的話,那么“跟”在美國之后的,是當時世界上幾乎所有可以被稱為“列強”的軍事強國,難道這么多國家中就沒有一個“明白人”嗎?能把一次技術革命當做跟風的,恐怕也只有那些地攤文學的作者了。
此外,關于中間威力槍彈,還有一個困擾許多網友的問題。我們知道,美國人用M14步槍改裝延伸出了M21狙擊步槍,并得到了不錯的效果。因此,我國許多網友,對把56式半自動步槍(以下簡稱“56半”)改裝成狙擊步槍“打起了主意”。乍一看,M14和“56半”同是7.62毫米口徑,M14能改裝,“56半”一樣能改裝。但不同的是,M14使用7.62×51毫米全威力槍彈,初速達到了850米/秒,彈頭的阻力系數較小,彈道頗為平直。而“56半”使用7.62×39毫米中間威力槍彈,初速只有735米/秒,彈頭的阻力系數較大,彈道彎曲程度在當今的步槍彈中“名列前茅”。因此,“56半”可謂是空有射程而已。
遠距離(1600碼/1463米)上的.45-70黑火藥槍彈與7.62毫米NATO彈道對比,可見7.62毫米NATO槍彈彈道明顯更接近直線
SVD狙擊步槍使用的7.62×54R毫米全威力槍彈是一種老式的突緣彈,非常不適應于使用彈匣的自動武器。但蘇聯人還是選擇對其加以改造,而不是選擇當時定型不久的、無突緣的7.62×39毫米中間威力槍彈
雪上加霜的是,由于7.62×39毫米中間威力槍彈表現不夠“給力”,幾乎無潛力可挖掘,7.62×39毫米中間型威力槍彈沒有延伸出一款堪用的狙擊彈,這更是讓“56半”改裝狙擊步槍成為了空談。也正因為如此,作為7.62×39毫米中間型威力槍彈和SKS步槍設計國、對這兩款產品“知根知底”的蘇聯,推出了基于7.62×54R毫米全威力槍彈的狙擊彈和SVD狙擊步槍,而不是改造空有射程的SKS。在對越作戰時期,我國也同樣仿制了SVD狙擊步槍,而不是將當時有充足庫存的“56半”加以改造。
既然提到了槍械的瞄準和彈道,我們再來講一講槍械的瞄具/瞄準具/瞄準裝置。一般而言,如今較為常見的槍械瞄準具,大體上可以分為簡易機械瞄準具、望遠鏡式光學瞄準具、主動紅外瞄準具、微光瞄準具和環形瞄準具5類。
簡易機械瞄具包括準星、表尺和照門組成。我們較為熟悉的缺口、覘孔都屬于照門的一種,而弧形表尺、立框式表尺則屬于表尺的一種,準星則較為簡單,有矩形、三角形等不同形狀。一般而言,槍械的表尺負責“背著”或者“翹起”照門,當表尺游標在不同射程刻度之間滑動時,照門也隨之上下運動,起到修正瞄準的作用。一般而言,當表尺位于最低(近)分劃時,在槍管方向上,照門到準星之間的距離,被稱為槍械的瞄準基線長。
我們常說,瞄準基線要有一定的長度。這是因為在照門-準星-目標三點一線瞄準時,照門和準星兩點所構成的直線,是用來模擬槍管指向的。從這個角度看,瞄準基線長度越長,模擬槍管指向時就更加準確。但話說回來,機械瞄具,無論如何完善,都是簡易瞄具。雖然它結構簡單、體積小巧、質量輕還很結實,但瞄準精度實在有限。
以三點一線為例,這種瞄準方式就有不合理之處。很多人第一次用槍時,都會感到很奇怪,為何看到的都是虛像?事實正是如此,照門、準星、目標在3個不同的距離上,而人眼只能對著一個物體聚焦,其它兩個物體的像就是虛像。三點一線,兩個都是虛像,瞄準的難度可想而知。此外,機匣瞄具本身遮蔽嚴重,在弱光環境下虛光嚴重,夜晚環境下,即使設計有熒光點或者氚光管,也很不好用。不止于此,機械瞄具無法放大目標,遠距離上,準星都能把目標遮蔽。因此,無論機械瞄具本身如何精心設計,它也只是簡易瞄具而已。
而望遠鏡式光學瞄準具,或者說光學瞄準鏡就是一種“高配”瞄具了。使用過望眼鏡的讀者都知道,望遠鏡看到的像,和望遠鏡刻線處于同一平面上,可以直接同時看到,而不會像三點一線一樣,兩個都是“虛像”。因此,光學瞄準鏡瞄準迅速,長時間使用時,射手眼睛也不容易疲勞。此外,望遠鏡式光學瞄準具一般都會有一定的放大效果,能夠把目標放大,射手看得更仔細。一般而言,目標被放得越大,瞄準的精度就越高。因此,在一些狙擊步槍,往往都帶有一個大得嚇人的瞄準鏡。
毛瑟步槍的游標(紅圈)和照門(藍圈)。當游標向前滑動時,照門就會被翹起
相機比人眼適應虛像的能力更差。比如圖中,手槍的照門是清晰的,而準星就是模糊的。人眼比相機稍好,但瞄準時也非常吃力
SVD狙擊步槍的瞄準鏡分劃。近來某些游戲中,給光學瞄具增設了調整歸零距離的功能,更為寫實。但調整歸零需要利用槍彈慢慢校正,像游戲中那樣“秒調”歸零是不可能的
瞄準鏡和槍械結合后,我們需要對槍鏡進行校準。此時,瞄準鏡的手輪就派上了用場,手輪的一小格,往往就是將瞄準鏡微調1/2或者1/4MOA/密位
但望遠鏡式光學瞄準具也有缺點。首先,光學瞄準具視場(視野)有限,特別是高放大倍率的光學瞄準鏡。使用這種瞄準鏡時,必須閉上一只眼睛才能觀察,此時,我們只能看清瞄準鏡內有限的場景,視野限制比機械瞄準具更大。其次,光學瞄準具重量較大,在價格昂貴的同時,遠沒有機械瞄準鏡結實耐用。質量不好、密封較差的瞄準鏡,一旦內部起霧、結霜甚至發霉,射手根本無法對其進行拆解和清理。因此,曾經一度,只有一些追求打得遠的狙擊步槍和機槍,才會配備光學瞄準鏡。