19世纪后期,科技发展和工业革命让真正实用可靠的连珠步枪(repeating rifle,设有弹仓或弹匣,能快速射击的步枪,属非自动步枪)在技术上成为可能。在此之前,步枪大多结构复杂、操作繁琐,无法承受各种严酷的实战环境。这些新兴步枪的集大成者当数弹仓供弹的栓动步枪,而具有同样重大意义的是各种新型步枪弹。上述创新型步枪、弹的结合使得单兵武器的射速、火力和准确性跃上一个新台阶。
同时代的美国陆军军械部正在殚精竭虑地寻找一个先进的枪、弹组合,以便装备新世纪的美军士兵。美国内战之后,又和南方邻国墨西哥爆发一系列大小军事冲突。这些冲突使美国陆军开始重新评估其制式步枪,希望能将19世纪中叶以来发生在步兵武器上的各种技术革新融合进来,使美国陆军士兵手上的武器,主要是步枪,必须在性能上压制任何潜在对手。
和当时的欧洲军事大国一样,美国陆军制式步枪现代化道路上也横着两条拦路虎,一是军费预算,二是军事理论。和平时期刀枪入库、马放南山,政府首先开刀的就是军事预算,当时的美国还处于经济腾飞的前夜,美军一样也要过紧日子,陆军手上可怜的预算只够现有装备的维护。军事理论方面,美军必须弄清楚未来和谁作战、如何作战这一问题。而当时美军的作战对象和作战方式都在不断变化。南边的墨西哥土匪仍然是陆军的打击对象;当时蓬勃的西进运动又让规模只有25000人的陆军疲于奔命;与印第安原住民之间的大小战斗也时有发生,有时甚至非常血腥;同时陆军还要参与维持国内秩序。然而,尽管这些任务十分棘手复杂,但美军高层仍然自信满满,认为当时陆军装备的单发步枪足以胜任未来面临的各种局面。
尽管缺乏足够资金,作战要求也模糊不清,但事在人为,美国陆军的制式步枪在世纪之交的几年间还是发生了翻天覆地的变化,最终斯普林菲尔德M1903步枪和.30-06步枪弹横空出世,而推动这一变化的幕后核心力量就是当时大约只有50人的陆军军械官团队。
南北战争结束时,美国陆军手上还有超过100万支虽然过时但还堪用的前膛装填步枪。在国会削减军队预算的大背景下,陆军高层认为放弃如此大量的武器而全部采购技术更先进的后装步枪实在是败家子行为,因此选择对老式步枪进行改造。斯普林菲尔德兵工厂负责将这些前膛步枪改装成后膛步枪,方法是切开后膛,做成一个向前翻起的翻盖,也叫活门,枪弹从这个活门里装进弹膛,这就是著名的活门步枪。
美军当时装备的斯普林菲尔德M1873活门步枪空枪质量3.7kg,发射威力强大的.45-70步枪弹,铅质圆形弹头质量26g,初速约410m/s。尽管这款步枪属于仓促上马的产物,但它在实战中却表现出色。然而和同时代欧洲国家军队的制式步枪相比,M1873步枪已经明显落后了。
陆军军械部门的对策是对活门步枪定期升级改造,这也导致众多变型枪的出现。1865~1889年间出现16种活门步枪,这些枪一直到1892年都是美国陆军的制式步枪。与此同时,军械部门也不断对当时出现的各种新型步枪进行测试,以便了解技术的进步和发展,在20多年间先后测试了李、查菲-里斯、沃德-伯顿和哈奇开斯等步枪。1880年代,当美国经济状况开始改善,陆军的预算得以增加时,军械部门对于军事大国装备的各种制式步枪的技术特点已了然于胸。
1880年代可谓近代美国陆军步枪现代化的起点。1882年,美国海军购买少量雷明顿-李M1879步枪,这是历史上第一支栓动、使用可拆卸盒式弹匣供弹的步枪。之后陆军也测试数百支雷明顿-李M1882步枪,但没有装备。海军先后装备了雷明顿-李M1885和M1895步枪,陆军后来也少量装备了这两型步枪。
1892年,当时的陆军军械部部长丹尼尔·弗拉格勒准将牵头成立一个弹仓步枪委员会,再次开始步枪测试工作,这次的目的更加明确——为新世纪的美国陆军装备一款新型制式步枪。来自奥地利、比利时、丹麦、英国、德国、日本、葡萄牙和美国的53种不同类型的步枪,其中包括雷明顿-李、克拉格-约根森、曼利夏、毛瑟和施密特-鲁宾等名枪接受了各种严苛的测试,最后丹麦的克拉格-约根森步枪技压群雄,脱颖而出。
作为一款弹仓供弹的栓动步枪,克拉格-约根森步枪相比活门步枪具有诸多优势。首先是其独特的供弹装置。不同于当时主流步枪的内置弹仓,该枪在枪身右侧有一个5发侧开式弹仓,其特点是即使在枪机关闭、膛内有弹时也可以随时打开弹仓装弹,以便保持弹仓里的枪弹数量不变。其次是枪机内部设计有弹仓阻断器,用来阻挡弹仓内枪弹上膛的路径,而强迫士兵每发射1发弹后从抛壳窗手动装填枪弹。这种放着弹仓里的枪弹不用而要手动装弹的做法称为单发装填,在现在看来不可思议,在当年却是金科玉律。由于战场后勤保障落后,每发弹都弥足珍贵,军官们希望士兵节省弹药,有的放矢。单发装填的思路在美军中根深蒂固,影响了几代制式步枪的设计。弹仓步枪委员会在其报告中总结道:“在美国军队中使用单发装填的弹仓供弹步枪尤其必要……(委员会)认为克拉格-约根森步枪能够同时可靠地进行单发装填和弹仓射击,比任何只能单发装填射击的步枪都先进得多。”
克拉格-约根森步枪发射.30-40步枪弹,金属被甲圆形弹头质量14.3g,枪口初速600m/s,相比.45-70步枪弹,其弹道更加平直,大大提高了命中率。同时,.30-40步枪弹使用硝化纤维无烟火药作为发射药,而.45-70弹使用的还是老式黑火药,在射击时会产生一股烟雾,既暴露射手的位置,也会遮挡射手视线。还有一个优点是携弹量,100发.30-40步枪弹的质量只相当于60发.45-70步枪弹的质量,这让士兵在相同负荷的情况下可以携带更多弹药。克拉格-约根森步枪美中不足的地方是,全枪质量达4.2kg(包括刺刀),超过活门步枪。
1892年9月15日,当时的代理战争部长L.A.格兰特批准采购克拉格-约根森步枪,作为陆军制式步枪。但很快,该枪的外国血统引发轩然大波。心有不甘的美国军火商向国会议员写信告状,要求美国军队必须装备国产步枪,国会在压力之下只好下令暂停付款,再给美国产品一次机会。1893年4~5月间,军械部再次测试14种步枪,但毫无悬念,克拉格-约根森步枪再次夺魁。1894年,斯普林菲尔德兵工厂终于开始全面投产这型步枪,美军装备型号为斯普林菲尔德M1892一直到M1999步枪,基本型号为M1892,这是美国陆军历史上第一款正式列装的弹仓供弹的栓动步枪。
1898年4月25日,美西战争爆发。西班牙军队装备的毛瑟M1893步枪在战争中的突出表现给美国陆军留下难忘的印象。出自名门的M1893步枪射速快、精度高、后坐力小,是19世纪末一款非常出色的单兵步枪。该枪使用的7×57mm毛瑟步枪弹是第一代使用无烟火药的无凸缘弹壳枪弹,采用长圆头全金属被甲弹头,弹头质量11.2g,弹道平直、穿透力强。
M1893步枪和7×57mm步枪弹组合的优势在美西战争中得到充分展示。1898年7月1日,美军进攻古巴战略要地圣地亚哥时,与守卫那里的750名西班牙士兵交火。美国进攻部队为6600名士兵,其中大多数装备斯普林菲尔德M1892步枪及其卡宾枪型,并有野战炮和加特林机枪的支援。虽然美军最后取得胜利,但伤亡超过1400人,几乎占其兵力的20%。战后,美国政府专门成立委员会对这一战役进行调查,发现美军的伤亡主要来自西班牙人的毛瑟M1893步枪。
美西战争之后,美军军械部专门派人走访参战部队,了解官兵们对于单兵武器在战争中性能表现的评价。一些曾经参加过圣地亚哥战役的军官表示,M1892步枪在战斗中几乎完全被用作“单发装填步枪”,上级规定弹仓只能在紧急情况下使用。有的陆军军官立场更加保守,认为活门步枪比斯普林菲尔德M1892步枪更为实用,前者的射速为15发/分,足以应付大多数战斗行动。而且活门步枪的后膛锁定机构更加简单坚固,缺乏经验和训练的志愿兵粗暴使用也不太容易断裂。
1899年,斯普林菲尔德兵工厂对美西战争中双方使用的步枪进行对比测试。发现7×57mm毛瑟步枪弹枪口初速700m/s,动能2744J,.30-40口径步枪弹枪口初速600m/s,动能2045J,而且两种弹对相同厚度松木板的穿透结果相当接近。单从这方面看,斯普林菲尔德M1892步枪与毛瑟M1893步枪之间的性能差距似乎没有传说的那么大。但随着研究的深入,发现M1892步枪的单闭锁突笋枪机缺乏必要的强度。若将.30-40步枪弹的枪口初速提高到700m/s,闭锁突笋需要承受275MPa的压力,M1892步枪的单闭锁突笋结构根本无法承受这么大的压力。而M1893步枪枪机采用双闭锁突笋,可以轻松承受更高的压力。
美西战争中参战官兵的普遍好评,以及战争中缴获的约2万支M1893步枪让军械部开始关注毛瑟步枪,而斯普林菲尔德兵工厂的测试结果又在技术上投了毛瑟步枪一票。所以当美军军械部计划自行研制新型制式步枪时,作为朝这个方向迈出的第一步,军械部与毛瑟公司达成协议,开始在斯普林菲尔德兵工厂研制改进型毛瑟步枪。为此,美国政府还向毛瑟公司支付20万美元用于购买制造许可证。
1900年,根据军械部长阿德尔伯特·R.巴芬顿准将的命令,斯普林菲尔德兵工厂开始研发一种试验性步枪。样枪于8月25日完成,这支被称为M1900的试验型步枪结合了各种新旧元素。该枪利用许多M1892步枪的零部件,比如准星、枪管、枪托、前护木、扳机、阻铁和击针组件等。而其机匣、弹仓和枪机则来自于毛瑟M1893步枪,尤其是枪机机头的2个关键性闭锁突笋使M1900试验型步枪具备发射高速弹所需的强度。
遗憾的是,单发装填的陈旧观念仍然体现在M1900试验型步枪的设计思路中。枪上有一个弹仓阻断器,可以挡住弹仓的供弹路线,从而让士兵手动单发装弹。位于扳机前方的单排弹仓为曼利夏式,内有托弹簧和托弹板,可装5发步枪弹。
1900年10月2日上午,军械部弹仓步枪委员会成员齐聚斯普林菲尔德兵工厂,开始对M1900试验型步枪测试。
样枪测试包括一系列阶段性试验以模拟严苛的实战条件和环境,这些测试包括在30m近距离对目标进行速射,重点测试单发装填性能。在一次测试中,2分钟内发射41发弹,结果命中29发。另一项耐久性测试包括以50发弹为一组,连续发射10组弹而不清洁步枪。大部分测试都很顺利,但在连续发射第4组弹时,弹仓供弹出现故障。还有一项测试是扬尘试验,将细沙尘吹向步枪上方和周围2分钟,然后进行射击,结果证明即使在这样恶劣的环境下样枪仍能正常工作。接下来发射膛压更大(441MPa)的步枪弹,也没有出现任何问题。最后是操作简易性测试,委员会的每一位成员在短时间内都能对样枪进行熟练地拆卸、装配和射击。
最后委员会一致认为,总体来说,M1900试验型步枪已成功通过测试。与斯普林菲尔德M1892步枪相比,新步枪的主要优点是强度高、结构简单。当然问题也不是没有,首先是弹仓部分,其延伸到枪托下方很远,容易损坏。此外,委员会对于弹仓阻断器并不满意,因为阻断器处于关闭状态时无法向弹仓装弹。
1900年12月8日,委员会向陆军高层提交最终报告,报告中建议对弹仓进行修改,使其与枪托底部齐平。这种修改使枪弹在弹仓内更紧凑地交错排列,更像毛瑟M1893步枪。而且由于凸缘式弹壳无法装入毛瑟式弹夹,报告建议将步枪弹改成无凸缘弹。1901年1月18日,军械部长巴芬顿将军批准了这份报告。此后不久,斯普林菲尔德兵工厂根据委员会报告中的建议开始改进M1900试验型步枪,其结果就是M1901试验型步枪。
作为新世纪美军制式步枪的原型,军械部要求试验型步枪必须发射比.30-40步枪弹初速更高的枪弹,精度也要高于M1892步枪。1900年初,位于宾夕法尼亚州费城附近的法兰克福兵工厂开始研制初速更高的新式.30凸缘式步枪弹。新枪弹还是在.30-40步枪弹基础上修修补补,只是承受的膛压和达到的初速都更高一些。
这款试验性步枪弹采用更尖锐的弹壳斜肩和更大的长度,采用名为H-48的底火,是军械军官H.卢格尔士中校于1899年发明的无汞混合物。采用圆头弹头,弹头质量14.3g,用长762mm枪管发射时初速585m/s。1900年10月,军械部轻武器委员会对新步枪弹进行测试,但其结果并不令人满意,新步枪弹在弹仓中进弹不畅,初速指标也没有达到设计要求。
M1901试验型步枪希望能保持M1900型试验步枪的所有优点,同时根据步枪委员会提出的改进意见改进供弹系统。它是第一款采用毛瑟型交错排列盒式弹仓的斯普林菲尔德步枪,弹仓完全封闭在步枪机匣内。此外还进行了几处细微的改动以降低生产成本。M1901试验型步枪包括刺刀在内质量为4.3kg。
上文提到,法兰克福兵工厂首次开发的新弹初速只比标准.30-40弹略高。此外,凸缘式枪弹无法使用弹夹装弹,因此法兰克福兵工厂只能继续对弹进行改进。1900年11月,工厂开发出另一种初速635m/s的新步枪弹。然而新问题又随之而来,随着弹头初速增加,其膛压也相应升高,达到337.8MPa。1901年1月,步枪委员会再次强调对高膛压导致的大后坐力和凸缘式弹壳供弹问题的担忧。这次法兰克福兵工厂终于不再固执,在30天内拿出一款无凸缘式弹壳枪弹方案。无凸缘式步枪弹初速700m/s,膛压只有310.3MPa,圆头弹头质量14.3g,被甲为白铜。第一批弹于1901年2月制造完成。
总共超过1万发新型无凸缘式步枪弹在M1901试验型步枪上进行了测试。1902年9月,斯普林菲尔德兵工厂发现这些弹的气密性较差,其原因可能来自弹头辊沟(辊沟为早期枪弹弹头底部加工的环槽,用于涂油润滑并容纳发射时的膛内污垢。有些辊沟与弹壳配合以达到可以更确实的紧口作用)。
工厂因此改用尖头弹头,弹头底部没有辊沟,而且弹头更尖一些。委员会发现这种弹各个方面的性能都更优秀,因此建议尖头无凸缘式步枪弹作为M1901试验型步枪的配套枪弹。
与只生产一支的M1900试验型步枪不同,M1901试验型步枪产量更大,测试也更为广泛。1901年11月6日,陆军军械部批准生产5000支M1901试验型步枪,准备下发给陆军士兵进行野外测试。军械部计划到1902年时,斯普林菲尔德兵工厂的产量将达到每天125支,若部队的野外测试表现良好,产量还将提高到每天400支,此外岩岛兵工厂每天还能再生产250支。然而,资金短缺和产能问题再次让这项雄心勃勃的计划胎死腹中。之后不久,新任军械部长威廉·克罗齐尔准将认为这种大规模步枪测试根本不切实际,下令大幅缩小测试规模。1903年2月16日,一个由陆军军官组成的委员会进驻斯普林菲尔德兵工厂,利用兵工厂的设施进行一些测试后,又在桑迪胡克试验场完成更广泛的测试。此外,军官委员会还前往10个陆军哨所,向官兵们演示M1901试验型步枪并征求他们的意见。
1903年3月28日,军官委员会向克罗齐尔准将提交了最终报告。报告总结了223名军官和4669名士兵的意见,这些人中的大多数都支持将M1901试验型步枪作为新制式步枪的候选方案。
军官委员会的报告还建议进行几项改进,其中最重要的一项是将枪管长度从762mm缩短到610mm。这一缩短枪管的建议非常重要,因为它消除了步兵使用全尺寸肩扛步枪及骑兵使用卡宾枪的双重需要,使制式步枪实现标准化。另外两项建议涉及人机工效:更换护木以更好地保护射手手部免受枪管热量的影响;修改下背带环以提高携带舒适度。然而并非所有的建议都合理,比如缩短枪管导致发射药燃烧不充分,枪口焰更大。照门进一步移到上机匣后部后离射手的眼睛太近,导致瞄准困难。
1903年6月19日,当时的战争部长伊莱休·鲁特批准克罗齐尔准将关于定型陆军新型步枪的方案。类似于毛瑟步枪的M1901试验型步枪成为美国M1903 .30口径弹仓步枪,空枪质量3.9kg,内置弹仓可装5发弹。M1903步枪满足了美军高层对于快速性和准确性的要求,同时仍然保留单发装填设计,设有弹仓阻断器。
经典的圆头步枪弹虽然在M1900和M1901试验型步枪的时代非常流行,但很快就被后浪取代,当时正是各种枪弹新设计井喷的年代。1898年,法国人开始装备8×50mmR勒贝尔步枪弹,这是第一种尖头船尾形军用步枪弹。1904年初,德国人开发出一种平底、弹头质量9.4g的尖头步枪弹。美国军械部并没有忽视发生在欧洲大陆的技术变革,不久美国就开发出自己的尖头平底被甲步枪弹,这就是著名的M1906步枪弹,之后该弹还有一个更广为人知的名字——.30-06斯普林菲尔德步枪弹。“.30”指其口径为0.30英寸(7.62mm口径),而“06”是指其推出的年份1906年,该弹也称为7.62×63mm弹。与旧式的.30-03弹相比,其弹头由圆头改为尖头,弹壳长度减少1.8mm,由M1903步枪发射时初速可达823m/s。当这种步枪弹在1906年10月最终定型后,大约15万支已经出厂的M1903步枪被召回斯普林菲尔德兵工厂进行改动以适应新弹,改动包括缩短枪管的后膛长度和调整枪膛尺寸,目的是方便尖头弹头更容易进入枪膛。
千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。至此,M1903步枪和.30-06弹的组合成为了现实,美国陆军在新世纪的制式步枪和枪弹终于尘埃落定。