世界名枪印象(2)

2019-11-04 01:11:59 兵器知识 2019年10期

晓枪老王

优秀的人机工程

枪械是一款“给人用”的产品,人机工程是衡量枪械性能的重要指标之一。在如今的枪械中,M16完全可以代表人机工程设计的优秀案例,尽管M16诞生时,人机工程这个概念尚未普及。

对于现代枪械而言,射手和枪械之间最常见的“互动”为开、关保险,调节快慢机,上膛和更换弹匣等动作,枪械的“操作难度”由此分为难操作、一般、易操作3个级别。在笔者看来,在易操作级别之上,还应增加“轻松操作”级别,其优秀代表正是M16。

弹匣释放钮

针对几个常见的人枪“互动”动作,M16设计师尤金·斯通纳结合前人经验,在设计时做出大胆改进。比如M16的弹匣释放钮,其高度类似于德国的MP40冲锋枪和Stq44突击步枪,但位于机匣右侧、扳机护圈的右前上方,离护圈很近。释放弹匣时,射手只需伸直操作扳机的右手食指就能轻松操作弹匣释放钮,这样左手可以同时更换新弹匣。相比之下,AK的弹匣释放钮也可以用手指顶开,但弹匣释放钮簧力偏大、触感偏硬,不如M16的舒畅、迅速。

当然,过于流畅的弹匣释放钮也给换装之初的M16带来了一点小麻烦。在M16之前,美军使用的M14步枪的弹匣释放钮类似于AK步枪,操作习惯和M16差异很大。因此在M16装备之初,多多少少遇到了“误触掉弹匣”的问题,虽然这是习惯问题,但M16还是在弹匣释放钮周围象征性地加上了几条加强筋,以防止误触。

如今,M16的弹匣释放钮也得到了改进。在各式各样的“魔改AR”上,双面弹匣释放钮出现了。射手可以随心选择,这让M16释放弹匣的趁手程度又上了一个台阶。

使用7.62×51毫米NATO枪弹的HK417步枪,其巨大的弹匣井多少有点臃肿。此外,注意HK417步枪优化了弹匣释放钮周围的加强筋布局

直插式弹匣

释放弹匣容易,装入新弹匣同样简单。M16弹匣的固定方式为直插式,和AK步枪的前卡后挂式旗鼓相当,是当今步枪中最“主流”的弹匣固定方式。

直插式和前卡后挂式各有利弊。前卡后挂式弹匣有前后有两个支点,定位非常稳定,缺点是不好装,尤其是“前卡”这个动作,士兵要注意前卡的深度和角度,比想像中难操作不少。记得有一次,一个师弟以一个很诡异的角度抱着一支AK步枪(56冲),笔者虽已经是老手,但把弹匣插到枪械上时,依然没有把握好前卡动作,弹匣后挂了,但前卡没到位,弹匣在枪身上“坚持”了几秒钟后还是掉下来了。后来我们发现,当枪械的姿态比较怪异时,前卡后挂这个动作就会变得相对难以操作。

直插式弹匣的优点是操作非常简单,只有“插入”弹匣这一个动作,任何角度都不会出错。笔者发现,在中北大学的枪械选修课上,即使是从没有碰过枪械、娇滴滴的女孩,也能快速地将M16的弹匣安装到位,但她们安装AK步枪的前卡后挂弹匣时就很容易失误。

直插式弹匣的缺点在于,它的定位更多依靠彈匣井的形状锁合,如果弹匣井很浅,弹匣的稳定性就会大打折扣。因此在M16步枪上,我们能看到扳机前方的巨大弹匣井,这稍稍增加了M16的重量。相比之下,AK步枪扳机前方则只有一个很小的弹匣释放钮,没有弹匣井,要“空旷”很多。

其实,直插式弹匣并不是M16的原创,早在卢格P08、M1911手枪的时代,直插式弹匣已经是手枪的“标配”设计了,后来还被大多冲锋枪沿用。但在当年的步枪、轻机枪上,反而是前卡后挂弹匣更为常见。究其原因,当年的枪弹,尤其是以7.92x57毫米毛瑟弹、7.62x54毫米R枪弹为代表的枪弹,都是“大号”枪弹,弹匣的体积、重量相当可观。如果要采用直插式弹匣,为了定位牢固,这些枪械必须设计一个体积臃肿、重量偏大的弹匣井。但M16配备的5.56x45毫米枪弹十分“娇小”,弹匣也很“瘦”,弹匣井体积并不大。因此对于M16步枪而言,直插式弹匣简直就是绝配。

快慢机

M16的快慢机设计同样优秀,它整合了保险、半自动、全自动3个档位,射手握住M16的握把时,右手拇指就自然处于快慢机位置,操作方便。

在今天看来,快慢机和保险合二为一是一件再正常不过的事情,但这在当年并非如此,比如M16的“前任”——M14步枪的保险和快慢机就是分离的,Stg44步枪同样如此。保险、快慢机合二为一的优势在于可以“编序”。比如M16的0°-90°-180°快慢机,其3个“档位”依次是保险、半自动、全自动/3发点射,其中半自动处于习惯最优档位,射手拨开保险时,最容易把快慢机拨到半自动档位。

老式步枪大多使用弹仓而非弹匣,枪弹打完、弹仓打空后,枪机会被挂起,因此空仓挂机才叫做空仓挂机,它本身就是一个古老的名称

“编序”设计是有考虑的。比如AK步枪的快慢机习惯最优档位(最下方)同样是半自动。因为如果不编序,遇到紧急情况时,如果士兵直接把快慢机拨到全自动档位,那士兵很可能会在打不中任何目标时慌张地打空弹匣,而后手忙脚乱地更换弹匣,贻误战机。相比之下,快慢机和保险分离,尽管打开保险的过程也很快捷,但枪械到底是半自动还是全自动状态,全靠射手注意了。

M16的快慢机手感也很棒。M16的快慢机通过弹簧定位,在定位准确、拨动轻松的同时,快慢机的反馈感、到位感也很明显。相比之下,AK步枪的“大拨片”快慢机利用弹性簧片定位,虽然结构简单、零件数量较少,但拨动力量偏大,手感要差一些。

今天看来,M16的快慢机也有问题。在最常见的半自动档位,快慢机拨柄竖直朝下容易“戳手指”;在全自动/3发点射档位,快慢机拨柄朝前抬起,拇指有点勾不到。由于采用了弹簧定位,M16的快慢机“档位”设计相当自由,完全可以设计成效果更优的0°-60°-120°快慢机,从而避免前面说到的不足,但M16没这么做。所谓“20年的缺陷就会成为改不掉的习惯”,在今天看来,美国人似乎已经适应了M16的快慢机角度。

空仓挂机释放钮

M16的空仓挂机释放钮(后文简称空挂释放钮)同样设计优秀。对于步枪而言,空仓挂机并不是什么新鲜设计。对于当年的非自动和半自动步枪而言,要想用桥夹/弹夹进行装填,空仓挂机就是一个必选项。

因此当年的步枪,比如毛瑟98、SKS都带有空仓挂机,但大多没有空挂释放钮,一是射手可以通过后拉拉机柄/枪栓來解脱空仓挂机;二是空挂释放钮额外增加了零件数量,枪械的结构也更复杂。

到了突击步枪时代,步枪的容弹量猛增到30发左右,世界各国大多抛弃了累赘的桥夹,改为整体更换弹匣的方法再装填。此时的枪械分成了“两派”,一派彻底摒弃了桥夹和空仓挂机,代表枪械是Stq44、AK47等。另一派枪械保留了桥夹装填,也保留了空仓挂机,比如捷克的Vz58突击步枪。至于突击步枪时代的非突击步枪,比如M14这样的“老顽固”,它硬性要求使用桥夹装填,弹容量也只有20发,故而空仓挂机成了必备品。

因此,作为货真价实的突击步枪,M16不要求桥夹装填,还保留了空仓挂机,甚至“贴心”地设计了空挂释放钮。这种做法在后世引导了潮流,但在当年却不可思议。为什么如此“贴心”呢?答案是M16的拉机柄太差劲了。早在AR10步枪时期,或者早期的AR15步枪时期,M16的拉机柄不在今天的位置,而是位于提把下方,与后来的FAMAS步枪和95式步枪类似。后来,斯通纳把拉机柄改在了机匣上方,拉机柄也从“钩子”状改成“T”形,成为M16的特色机构,沿用至今。

但M16的“T”形拉机柄并不是什么好设计,人机工程性不太好。因为射手瞄准贴腮时,位于鼻尖前方的拉机柄,多么碍事啊!如果没有空挂释放钮,枪械上膛或者解脱空挂时,射手都要拉动拉机柄。而位于鼻子前方的拉机柄位置过于靠后,射手手掌必须严重地往回“缩”才能够到拉机柄,并且被拉出的拉机柄还会“怼”鼻子。

如何解决这个问题呢?答案是设计一个好的空挂释放钮,降低拉机柄的使用频率,打空弹匣后,自动机就会被自动挂起,射手插入新弹匣后,只需要按压空挂释放钮就可以解脱空挂,不必碰触拉机柄。笔者发现M16步枪除了首发状态、验枪和排障,射手几乎都不需要接触拉机柄,这就大幅度缓解了拉机柄的“尴尬处境”。

M16的空挂释放钮位置也非常科学,它位于机匣左侧中部,射手在更换弹匣时,手会自然搭在弹匣井周围,在手掌接触弹匣井前壁时,拇指就会自然停留在空挂释放钮位置,换弹匣、按压空挂释放钮的过程一气呵成,非常趁手,速度明显超过“拉动拉机柄解脱空挂”动作,特别是在M16拉机柄不好用的前提下。

此外,M16的空挂释放钮也很便于“暴力操作”。为了追求动作可靠到位,军队使用枪械时往往比我们想像中“暴力”。在观察美军的一些训练视频时,笔者发现他们有时不是在按压空挂释放钮,而是在拍打,笔者在M16也试过类似操作,发现确实非常趁手。

在笔者刚刚进入自动武器专业的时候,经常抱着M16玩得不亦乐乎,感觉M16的操作有一种独特、酣畅淋漓的痛快感,后来才明白,这实际上是优秀的人机工程的直接体现。坦白而言,人机工程是我国枪械设计中的一个短板。对于M16的人机工程性,我们既要知道它为何好,还要去琢磨设计师当年的想法,我相信这是最好的学习方式。

首发上膛时的M16,注意射手的脸彻底离开了贴腮部位

优秀的工艺

枪械的工艺是一个很复杂的问题,不同形状、不同材质的零部件,其工艺往往各不相同。本文针对M14和M16的几个核心设计,大致分析其工艺优缺点,以便大家对整枪的工艺水平有一个大致的印象。

对于美国来说,M16步枪最大的工艺进步在于它是美国第一款彻底告别木材的的制式步枪。

二战后的M14、FAL和G3堪称是同辈、同行,但M14是唯一一款坚持使用长护木的枪械,同时也是设计最为保守的

比起固定枪托的M16,使用伸缩枪托的早期卡宾枪,比如XM177,枪托外形更为复杂,更能体现出美国人的材料水平。我国在步枪上大规模使用塑料已经是95步枪时期了

在M14之前,美国的步枪,无论是M1903、M1917还是M1伽兰德,都是通体包木、使用长护木/长枪托的枪械。对于诞生在20世纪中前期的M1903、M1而言,长护木设计并不落后。但到了M14时,长护木已经和时代格格不入了。

在《十枪谈10》中笔者就讲过,看似皮实、廉价的木材,实际上非常难伺候。在不耐潮、不耐虫蛀的同时,木材的产量不稳定,生长周期还长,选材也难,不是所有木头都能做枪。欧美国家的枪用木材大多是核桃木,也会使用山毛榉,俄罗斯盛产白桦树,因而多用白桦木。以前兵器行业有个笑话,说某国某厂为了解决优质木材不足的问题,在厂外种了很多树,等到这个厂倒闭了,这批树木才刚刚成材。

雪上加霜的是,M14的一体式长枪托/长护木长达50厘米以上,无疑需要更“大号”的坯料。和M14同时期的枪械,比如苏联的AK、比利时的FN FAL步枪和德国的HK G3步枪,它们的枪托、护木虽然也使用木头制造,但零件体积很小,单体长度都不大,这就大幅度降低了对木材的要求。

因此,作为“无木枪”而诞生的M16,对于美国而言有巨大的进步意义。一方面体现了美国人的时代眼光,另一方面体现了美国的技术实力——用塑料替代木头,首先得有合格的塑料可用,“有料”归根到底体现的是一个国家的材料基础,而越是基础的东西,越能体现一个国家的实力。

必须强调的是,M16不仅握把、护木这些无关痛痒的零部件采用了塑料,它的枪托也是塑料的——外形简洁,而内部形状较为复杂,体现了高技术制造水平。M16还大量采用铝合金制作机匣,这在上世纪60年代尚属稀奇。相比于使用了几百年的钢材料,年轻的铝合金有很多优点。首先,铝表面的氧化膜非常致密,能够防止铝进一步氧化,这使得铝先天就能获得极佳的防腐蚀特性。相比之下,钢的氧化物蓬松且吸水,会进一步加剧钢的腐蚀。

铝的第二个优点是比钢强度高。同体积的铝不如钢结实,但等重量的铝却比钢结实。在一定程度上讲,做枪就像盖房子,我们当然需要如承重墙一样结实、厚重的地方,比如枪械的节套就需要使用优质钢材制作,但在很多地方,比如枪械的机匣,只需要一个不那么结实的框架就可以了。

如果我们用钢制作机匣,为了减重得把钢切削得很薄,这样做费时费力,热处理时薄壁零件还很容易变形。在二战中,枪械制造大量应用了冲压技术,从而保证了加工效率。但是,冲压的变形潜力有限,很难冲出形状复杂的零部件,给设计工作带来麻烦。以上这些缺点限制了冲压技术的发展,而铝机匣较好地兼容厚度、强度、刚度和重量,既解放了加工,也让设计工作变得相对简单。

铝的第三个优点在于加工方便。对于切削而言,铣刀、车刀就像是菜刀,而钢就像是萝卜,质地较软的铝就像是黄瓜,哪个好“切”一目了然。在切削加工中,铝零部件的加工速度要比钢快,加工效率更高,同时加工后的表面光洁度也更好。對于铸造/锻造而言,铝的熔点低、质地软,变形能力强,铸造/锻造的潜力也更大。

至今还在使用老旧的M16A1步枪的菲律宾军队,能在环境潮湿的岛国服役,充分证明了M16自身防锈能力优秀

锻造完毕、尚未进行切削加工的M16/M4/AR15下机匣毛坯

最为重要的是,二战后,美国航空工业的技术水平全球绝尘。铝金属作为当年航空工业的标志性材料,“技术下乡”到枪械领域是一件顺理成章的事情。甚至可以这么说,M16的设计师尤金·斯通纳就是一位“河水犯井水”的典型——他可是典型的航空“出身”。在设计M16步枪之前,斯通纳曾在维嘉飞机制造公司——著名的洛克希德·马丁公司的子公司工作过,斯通纳自己还是一名直升机驾驶员。来自航空的斯通纳去设计枪械,多多少少有一点命运使然的感觉。

在机匣制造中,M16步枪大胆采用了铝合金精密铸造工艺(此点存疑,笔者推测压力铸造用得更多)。精铸完毕的零件具有基本的轮廓,能在很大程度上降低后续加工的工作量,从而减少切削废料,提高材料利用率,是一种廉价且高效的加工方式。如今的铝合金已经成为枪械机匣的核心材料之一,M16可谓是功不可没。

不过,M16步枪让笔者印象最深刻的一点是它的材料先进。自1967年的M16A1步枪起,M16系列步枪就开始使用7075系列铝合金,替代6061系列铝合金制作上下机匣。直到如今,7075系列铝合金依然是铝合金中的“高级货”,苹果6手机的金属后盖材料就是7075系列铝合金制作的。也就是说,手机领域的高端产品所用的高端材料,M16步枪早在50年前就已经用上了。

此外,M16步枪总体的加工要求也更精细。笔者发现,美国、德国、捷克这几个欧美国家的枪械的加工“下限”一直比苏联、日本、中国要高,这既是工业基础的体现,也是工业精神的体现。从功能的角度出发,枪械只要能达到预设的目标,制造粗糙一些虽不碍事,甚至还能降低成本。但从观感上讲,这种做法多多少少会给使用者带来一种廉价、凑合以及被轻视的感觉。印象分也是分,一支更精致的枪械,确实能给人带来性能之外的体验,而愿意为印象分买单,是技术和财力双实力的体现。(未完待续)

【编辑/何懿】


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