常見槍械自動原理漫談（三）

□楊文靖 李向東 林宏昌 杜飛

導氣式原理的出現

世界上第一支采用導氣式工作原理的機槍是勃朗寧設計的M1895機槍。M1895和馬克沁機槍相比質量減輕了很多，不帶腳架全重只有15.8kg。據說，勃朗寧在猶他州打獵時，看到槍口火藥燃氣吹動草葉，他意識到可利用火藥燃氣能量完成供彈、抽殼等動作,這成為了導氣式設計思路的靈感來源。另一種說法是勃朗寧受到馬克沁機槍的啟發，開始探索槍械自動裝填技術。他從溫徹斯特M1873杠桿槍機步槍入手，將其改成通過槍口進行導氣的自動裝填步槍，1890年又制造了一種使用相同原理的機槍。隨后他把設計成果提交給康涅狄格州的柯爾特公司，內容包括在距離槍口150mm處開一個導氣孔和為避免過熱而采用加重的槍管。柯爾特公司以此為基礎生產出M1895機槍，該槍在距離槍口約7英寸（178mm）的槍管下方開導氣孔，擊發后火藥燃氣經導氣孔沖擊位于槍管下方的回轉杠桿，杠桿向后下方旋轉，并通過與之鉸接的活塞連桿驅動槍機開鎖、后坐。槍機后坐到位后，在復進簧作用下復進。

柯爾特M1895機槍是世界上第一支采用導氣式工作原理的機槍

柯爾特M1895機槍槍管底部的導氣孔

能單手提起的超輕型馬克沁機槍通過套筒上的4個開孔散熱

不甘心被超越的馬克沁隨后對自己的機槍進行改進，設計出超輕型機槍，不帶腳架質量僅為12.5kg。這種超輕型機槍去除水冷裝置，通過套筒上的4 個開孔散熱，是一支氣冷式機槍。該槍連續射擊時槍管會嚴重發熱，火力持續性差，據說只能連續射擊400發，因此其應用范圍遠沒有水冷式機槍廣泛。

霍威爾半自動步槍最明顯的特征是槍身右側有一根長長的管子

紅圈所示為霍威爾半自動步槍的導氣箍

導氣式走上歷史舞臺

19世紀后期至20世紀前期，人們對導氣式（Gas Operating）自動原理做了很多探索，當時一些設計人員把栓動步槍改成自動裝填步槍，比較著名的就是英國人在李-恩菲爾德步槍基礎上設計出的霍威爾半自動步槍。其最明顯的特征是槍身右側有一根長長的管子，導氣活塞桿容納在其中。彈頭越過膛壁導氣孔后，火藥燃氣從導氣孔進入右側的活塞套管，進而推動導氣活塞后移。活塞尾端連接一個外置引導槽，其包含開鎖引導面和閉鎖引導面，拉機柄被框在引導槽內。隨著槍機前后運動，引導槽帶動拉機柄實現開鎖、抽拋殼、復進、送彈上膛和閉鎖等動作。這種結構與活塞長行程導氣頗為類似，可以說是一種有益的探索。

81-1式步槍采用了活塞短行程導氣式自動原理

正是這些探索，為現在輕武器以應用導氣式自動原理為主的局面奠定了基礎，讓導氣式成為成果和分支最多的自動原理。

導氣式又稱氣動式（Gas Action），其本質是收集并引導部分火藥燃氣作為推動槍機后坐的能量源。其特征一是槍管固定，二是有氣體引導或能量傳導裝置。由于導氣式原理推動槍機后坐時槍機的受力點不在槍管軸線上，可以改變槍機旋轉方向、前后位置和其他狀態，因此該原理能夠讓槍機在發射時與槍管或機匣剛性扣合，適用于發射大威力、高膛壓槍彈的槍械。

獨辟蹊徑的槍口集氣式原理

03式步槍不完全分解，其也采用了活塞短行程導氣式自動原理

槍口集氣式原理引起了當時一些人的興趣，他們認為采用槍口集氣式原理的槍械在發射時，彈頭飛出槍口后槍機才向后運動，對射擊精度的影響很??；而在槍膛壁上開孔，還沒等彈頭飛出槍膛，零部件就開始運動，會嚴重影響射擊精度。

伽蘭德步槍導氣裝置。左邊為早期槍口集氣式結構，右為改進后的導氣孔結構

其實這個問題現在很好解決，那就是采用機頭和機框分離的自動機，在機框的定型槽內增設一段開鎖自由行程空間，這樣就能保證彈頭通過導氣孔后槍機框單獨運動一小段行程，彈頭飛出槍口、膛壓降到安全值后，機框定型槽的開鎖斜面才與定型凸筍發生作用，帶動機頭旋轉（偏移）并后移。

那時人們沒有想到這一點，認為槍口集氣式是保證射擊精度的有效方法。1904年，丹麥人蘇林·邦（Soren Bang）為其設計的槍口集氣裝置申請了專利，命名為邦式集氣裝置，并向軍方大力推廣。這種集氣原理是在槍口前端設置一個可活動的杯狀集氣器，彈頭飛出槍口后，火藥燃氣向前推動集氣器和與之相連的一根連桿，連桿拉動一個轉動杠桿后端向前運動，杠桿前端向相反方向（后）運動，帶動槍機后坐。在實際使用中邦式集氣動作比較可靠，但其復雜的結構增加了額外質量，為了控制全槍質量，不得不減小槍管壁厚，嚴重影響連續射擊時的安全性，因此未能被軍隊采用。

早期的M1伽蘭德步槍也采用了槍口集氣式原理，不同于邦式的活動集氣器，M1的集氣器是固定在槍口前下方的?；鹚幦細鈬姵鰳尶诤蟛糠钟咳爰瘹馄鞯目障叮ㄙぬm德步槍導氣裝置圖中“86”處），隨后導入槍管下方的活塞筒中，推動與槍機連接的活塞及其連桿向后運動。采用槍口集氣式原理的伽蘭德步槍被稱為“Gas Trap Garand”?，F在看來，這非常像導氣孔結構，只是引導氣體的集氣器與槍管不是一個整體。槍口集氣式的伽蘭德步槍在部隊中口碑并不好，由于活塞筒與槍口罩連接不牢固，刺刀固定不穩，準星可移動，影響精度，軍方要求約翰·伽蘭德（John Cantius Garand）“重新設計”。伽蘭德對導氣方式進行了改進，增加槍管長度，在槍管下方開導氣孔，并改進了導氣管，使其成為一支極為可靠的長行程活塞導氣式半自動步槍。

劉慶恩(1869～1929年)，中國近代著名武器設計師，設計出中國第一支半自動步槍，為中國輕武器事業做出重要貢獻

劉氏半自動步槍的槍口集氣筒和拉桿滑座。轉動集氣筒使凸筍與滑座解除扣合，該槍即可變為手動上膛步槍

劉氏半自動步槍的槍機拉桿、小轉動杠桿和槍機。槍機拉桿向前運動，使小轉動杠桿向后運動，帶動槍機后坐

辛亥革命后，孫中山委任劉慶恩出任漢陽兵工廠第一任總辦。1914年，他研發出中國第一支半自動步槍。劉氏半自動步槍也采用槍口集氣式自動原理，彈頭飛出槍口后，火藥燃氣向前推動槍口集氣筒，集氣筒下方兩個凸筍帶動拉桿滑座前移，滑座拉動槍機拉桿前移，槍機拉桿后端連接一個小轉動杠桿的下端，轉動杠桿上端與槍機接觸，拉桿向前運動帶動槍機后坐。將槍口集氣筒旋轉使凸筍與拉桿滑座脫離接觸，就不能帶動槍機后坐，這成為劉氏半自動步槍的“快慢機”，這類似于把95式自動步槍的氣體調節器調到“0”檔，使火藥燃氣不與自動機發生接觸，只能進行手動退彈、上膛。

MAS38/39步槍結構圖，可以看到在槍管中間向上引出一根細長的導氣管（29）通向機匣

“沙漠之鷹”手槍透視圖。注意其槍管下方有一條細長的導氣管，是典型的氣吹式原理特征

M16A1剖面圖，槍管上方有一根細長的導氣管，具備典型的氣吹式原理特征

氣吹式原理的應用

在膛壁上開孔的導氣式原理可分為氣吹式和活塞導氣式兩大類。

20世紀初，法國人羅西尼奧爾（Rossignol）設計了6mm口徑的ENT B-5半自動試驗步槍，首次將氣吹式原理應用于槍械上，為后續研制的MAS系列步槍奠定了基礎。MAS系列步槍繼承了氣吹式原理，在槍管上開導氣孔，引導火藥燃氣直接推動槍機框后坐，帶動槍機開鎖進行自動循環。

氣吹式，即火藥燃氣通過導氣管直接進入機匣作用到槍機上。典型的如AG42楊曼步槍、AR15系列步槍，其特點是能量傳導層級少，導氣機構零件少，槍支整體質量輕。但氣吹式導氣原理也有固有的缺陷，一是不適應雨水環境，如果水滴進入非常細的導氣管內，水滴會阻塞火藥燃氣，可能會引發炸膛等；二是火藥燃氣直接進入機匣作用到槍機上，射擊時會有較多廢氣從拋殼窗涌出，機匣和槍機也會有較為嚴重的積碳，不便于清理維護，保養不及時會造成零部件運動不暢，甚至發生閉鎖不到位等故障。

AR15 工作示意圖，注意火藥燃氣直接進入槍機框的氣室內

拉開機體的87式自動榴彈發射器，注意圖中右側桶狀氣體調節器，火藥燃氣導入導氣箍后，通過該氣體調節器進入機體的氣室

87式自動榴彈發射器發射瞬間

AR15系列步槍在槍管上方有一根細長的導氣管，將火藥燃氣直接導入槍機框的氣室內，推動槍機框后移并使機頭旋轉開鎖，爾后整個槍機后坐，實現自動循環。由于火藥燃氣直接進入槍機框的氣室內，氣室發揮了類似活塞的作用，因此一些學者認為AR15是“內置活塞”結構，不是嚴格意義上的氣吹式原理。

上圖為OC-14 Groza自動步槍送彈上膛瞬間，下圖為OC-14 Groza自動步槍不完全分解，注意其槍管上方有一根細長的導氣管

中國的85式高射機槍和87式35mm榴彈發射器（簡稱“35榴”）也采用了氣吹式自動原理。發射“35榴”時，當榴彈彈頭越過導氣孔后，部分火藥燃氣通過導氣孔、導氣箍進入氣室，推動機體向后運動一段自由行程，彈頭飛出身管后膛壓降至安全值，機頭帶動閉鎖卡鐵后移脫離閉鎖卡槽，因慣性繼續后坐完成自動循環?！?5榴”的閉鎖卡鐵工作時一開一合，非常像魚的腮蓋。

氣吹式原理在手槍上也有應用，典型代表就是“沙漠之鷹”手槍?！吧衬棥笔謽尀獒鳙C而研發，發射大威力槍彈，不適宜采用管退式或槍機后坐式原理，設計人員在彈膛前部下方開導氣孔（這點與P7手槍很像），射擊時火藥燃氣沿著狹長的導氣管（與槍管一體）進入槍管前下方的氣室，火藥燃氣在氣室中向后推動活塞，活塞推動槍機后坐壓縮復進簧，機框上的定型突筍引導機頭向左旋轉開鎖，實現抽殼、拋殼等動作。由于采用了導氣式原理，“沙漠之鷹”手槍射擊時氣密性好，動作安全有力，但其質量大、后坐力大、結構較為復雜，因此并沒有軍隊和執法部門大量采購列裝。

與“沙漠之鷹”手槍的導氣系統結構類似的還有俄羅斯OC-14 Groza武器系統，其自動步槍也是在彈膛前上方開設導氣孔，向前引出一根細長的導氣管，火藥燃氣經過這根導氣管進入導氣箍內再推動活塞向后運動。這樣的設計主要是為了保證火藥燃氣有足夠的壓力使槍機完成自動循環。（待續）