無責(zé)任猜想:當(dāng)下我國通機彈藥規(guī)格的更優(yōu)解
? ? ? ?注:本文引用的數(shù)據(jù)資料主要來源于網(wǎng)站”槍炮世界“
? ? ? ?筆者為路人愛好者,軍事知識水平連業(yè)余都談不上,寫點東西純求圖一樂,內(nèi)容難免貽笑大方,若閱讀引起不適建議盡快左上角,或若能博君一笑,不勝榮幸。
? ? ? ? 在正文開始前,筆者想先引入兩條極其簡單粗糙的算式:Ri=mv和Ac=m/r?3
? ? ??Ri(初始后座比較值,Recoil-initial),表示子彈在槍械沒有任何減后坐措施的條件下所產(chǎn)生的后座力的比較數(shù)值,而顧名思義,比較值,是只用于比較相對大小的數(shù)值,初始后座比較值也只是用于比較不同質(zhì)量和初速度條件下子彈所產(chǎn)生的后座力的相對大小,以及差距程度,沒辦法像真正的物理公式一樣算出確定值然后能應(yīng)用于現(xiàn)實中的軍事領(lǐng)域。Ri值越高,代表子彈的后座力越大越難直接駕馭。在Ri=mv的算式中,m代表彈頭質(zhì)量,基本單位為克,v代表槍口初速度,基本單位為米每秒,計算思路類似于經(jīng)典力學(xué)中的動量。看到這里估計讀者們已經(jīng)槽點滿滿:算后座力相關(guān)的算式你居然用動量公式的思路,這也就罷了,米每秒的速度基本單位為什么對應(yīng)的質(zhì)量基本單位是克啊,你怕不是連初中物理都沒學(xué)好?然而剛剛已經(jīng)講過,Ri只是一個用于比較的值,只需要設(shè)定好單位標(biāo)準(zhǔn),不管這個標(biāo)準(zhǔn)符不符合真正的物理公式標(biāo)準(zhǔn),其計算出來“孰大孰小”的結(jié)果是不受影響的。同理,因為我們知道后座力大小跟動量大小是呈正相關(guān)的,所以直接用動量的計算思路來算出后座力“孰大孰小”的結(jié)果,這個思路也是沒問題的。以下是幾個計算和應(yīng)用Ri的例子:
5.45x39mm(7N6型號)的彈頭質(zhì)量為3.44克,在AK74M上發(fā)射的初速度為900米每秒,則
? ? ? ? ? Ri=3.44x900=3096
7.62x54mmR(普通彈)的彈頭質(zhì)量為9.6克,在PKM上發(fā)射的初速為825米每秒,則
? ? ? ? ? Ri=9.6x825=7920
12.7x108mm(B32-API)的彈頭質(zhì)量為52克,在NSV上發(fā)射的初速為860米每秒,則
? ? ? ? ? Ri=52x860=44720
? ? ? ?而由以上計算結(jié)果我們可以得出,后座力大小方面:12.7x108mm大于7.62x54mmR大于5.45x39mm,5.45x39mm跟7.62x54mmR的后坐力差距較大,5.45x39mm跟12.7x108mm的后坐力差距非常大。但至于說7.62x54mmR的后座力是不是約為5.45x39mm的2.56倍,或者12.7x108mm的后座力是不是約為5.45x39mm的14.44倍,這個就不一定了,實際倍數(shù)有可能在合理誤差內(nèi)更小也有可能更大。
? ? ? ?Ac(長徑比比較值,Aspect ratio-compared),表示在假定彈頭都是平均密度相同的銅-鋼材質(zhì)的條件下,不同規(guī)格子彈彈頭的長徑比比較值。一般認(rèn)為在一定范圍內(nèi),彈頭的長徑比越大,氣動外形越好,存速性能也越好。在算式Ac=m/r?3中,m同樣表示彈頭質(zhì)量,基本單位是克,r表示子彈口徑,基本單位是毫米。該算式的思路是將彈頭的形狀看成一個規(guī)則的圓柱體,在除以“底面積系數(shù)”(r2)后再除以一次口徑(r),就能得出表示長徑比相對大小程度的Ac值。由于假定的公式前提是密度是既定的,所以質(zhì)量與體積也是固定的正比例關(guān)系,因此在計算反映不同規(guī)格彈頭的長徑比的相對大小和差距程度的數(shù)值時,可以省略質(zhì)量通過密度換算到體積這一步,在計算邏輯上直接把質(zhì)量等同于體積。這時各位讀者可能有一個最大的疑問是:彈頭的實際形狀先不說根本就不是圓柱形,它們本身形狀上的具體參數(shù)和比例也是各種各樣,這種把它們都看作同樣形狀的計算邏輯如何靠譜?這時我們不妨換個角度思考,規(guī)則圓柱形的彈頭你可以把它看作是一個氣動外形零加工的“毛胚彈頭”,或者說把它理解為子彈氣動外形的“底子“,Ac值越高,代表”底子“越好,雖然沒辦法具體比較各種不同氣動外形的優(yōu)劣,但至少可以確定的是,”底子“越好,代表該規(guī)格的彈頭氣動外形能被加工的性能上限越高。以下是幾個計算和應(yīng)用Ac值的例子:
7.62x39mm的M43普通彈的彈頭質(zhì)量為7.91克,則M43普通彈的Ac值為:
? ? ? ? Ac(M43)=7.91/(7.62)3 ≈ 0.0179
7.62x51mm的M59彈彈頭質(zhì)量為9.75克,則M59彈的Ac值為:
? ? ? ?Ac(M59)=9.75/(7.62)3? ≈ 0.022
7.62x51mm的M118狙擊彈彈頭質(zhì)量為11.15克,則M118彈的Ac值為:
? ? ? Ac(M118)=11.15/(7.62)3? ≈ 0.0252
8.6x70mm的.338LM狙擊彈(輕彈頭)彈頭質(zhì)量為16.2克,則.338LM的Ac值為:
? ? ? Ac(.338LM)=16.2/(8.6)3? ≈ 0.0255
由以上計算結(jié)果可知,長徑比大小或者說存速性能高低方面:.338LM大于M118大于M59
大于M43。
為了讓大家更加直觀地理解什么是高長徑比以及好的氣動外形,下面來放幾張圖:
差的氣動外形——以M43普通彈為例,低長徑比、彈頭弧度大,更有甚者連船尾外形都沒有


好的氣動外形——以.338NM為例(下圖左邊),高長徑比、彈頭弧度小,船尾外形長度適中

追求存速極致的氣動外形:這是我目前無法理解清楚的高深領(lǐng)域,只能純放圖給大家感受了



? ? ? 下面正文開始
? ? ? ?大概是考慮到《大決戰(zhàn)4》的拍攝場地涉及到城市作戰(zhàn)情景,以及學(xué)習(xí)總結(jié)了美帝和毛子的城市戰(zhàn)經(jīng)驗,我國最新一代的輕武器體系中把淘汰了多年的中口徑通用機槍復(fù)活了。新的中口徑通用機槍型號命名為QJY201,彈藥規(guī)格使用當(dāng)下世界主流的7.62NATO。新通機無論是外形還是設(shè)計水平目前都贏得了圍觀群眾們的一致好評。參照實戰(zhàn)例子來看,既然以PKM和PKP的性能都可以在如今的城市戰(zhàn)中大放異彩,那么彈道性能略微占優(yōu)、同樣輕量化且結(jié)構(gòu)更加緊湊更有利于作戰(zhàn)機動的QJY201,應(yīng)對當(dāng)今世界上的城市戰(zhàn)戰(zhàn)場性能自然完全夠用。而且,不同于連子彈都要迭代更新的191槍族和QJB201,QJY201是直接采用國內(nèi)外貿(mào)彈藥生產(chǎn)線的既有產(chǎn)品,在設(shè)計流程上跳過了彈藥這一步直接開始設(shè)計槍械,因此除了自身設(shè)計水平高,性能優(yōu)秀外,QJY201在設(shè)計時間、設(shè)計成本、后勤供應(yīng)負(fù)擔(dān)等方面也交出了一份高分的答卷。
? ? ? ?

? ? ? ?雖然客觀地講,在當(dāng)下看來,QJY201無疑是當(dāng)今世界上中口徑機槍中的“尖子生”,但其自身的優(yōu)秀素質(zhì)本質(zhì)上只是當(dāng)今各種槍械成熟設(shè)計和技術(shù)的優(yōu)秀集成,卻并沒有采用任何前沿的或者前瞻性的設(shè)計或技術(shù),在未來最快十幾年后很可能就會淪為“落后產(chǎn)品”??紤]到我們自身和周邊局勢的原因,也不排除QJY201的設(shè)計有應(yīng)急甚至是過渡的考慮在內(nèi)。那么,如果當(dāng)初上邊對設(shè)計的要求放寬一些,設(shè)計師的思路也大膽一些,在選擇彈藥規(guī)格時不選用非常成熟的7.62NATO,那么新通機至少硬指標(biāo)上會有更優(yōu)解嗎?在我看來,是有的。
? ? ? ?那么不用7.62NATO,又該選擇哪個規(guī)格呢?世界上目前在使用的中口徑彈藥有很多,但其中以民用規(guī)格居多,軍用規(guī)格很少,而軍用規(guī)格中大部分的定位又是精確射手跟狙擊彈藥,所以選用現(xiàn)有軍用的中口徑機槍彈規(guī)格,除去7.62NATO外,我們的選項就只剩下了7.62x54mmR、6.8x51mm以及8.6x64mm。其中7.62x54mmR本身就是被我們淘汰的規(guī)格,而6.8mm以及8.6mm機槍彈的規(guī)格,則因為太新(我們習(xí)慣先讓鷹醬幫我們踩坑再決定摸不摸)以及太貴(配套的機槍,尤其是那根耐造的槍管,價格不菲)而不符合我們的要求。
? ? ? ? 因此,如果新通機不采用7.62NATO彈,那我們就只能搞新通機彈了,可是新通機彈的規(guī)格如果是完全重新自主設(shè)計的話,時間和經(jīng)濟(jì)成本投入大不說,關(guān)鍵是最后成功與否的不確定性也大。那么新通機彈要怎么搞?這點我們就可以參照DBP191,在原成熟口徑規(guī)格的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)升級,這樣就能大大提高研制成功的確定性了。

? ? ? ? 當(dāng)然說了這么多,新通機彈的規(guī)格自然不可能兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)最后又回到7.62NATO上,畢竟大半個世紀(jì)以來7.62NATO的潛能早已被鷹醬開發(fā)到頂,沒有提升的空間了。那么這個既成熟又還有改進(jìn)空間的機槍彈規(guī)格會是哪個呢?答案可能會讓人有些意外,是“死去”多年的7.92x57mm毛瑟步槍彈,而且是它的sS重尖彈型號。而筆者在“槍炮世界”上找到該彈的簡要數(shù)據(jù)如下:

sS重尖彈作為新通機彈的“原型彈”,其主要優(yōu)勢有以下幾點:
1、彈頭重,存能好。該彈當(dāng)年作為步機狙的三用彈,其Ac值甚至高于.338LM,Ac(sS)≈0.0258,而我們前面已經(jīng)計算過Ac(.338LM)≈ 0.0255。
2、裝藥能量高,在98K的600mm槍管上能打出?800米每秒的槍口初速約4096焦耳的槍口動能?。
3、該彈已經(jīng)有過非常輝煌的機槍彈“從業(yè)經(jīng)歷”,其中最經(jīng)典的莫過于在MG42上工作的時期。雖然MG42的槍口初速只有755m/s,彈道比較彎曲,但筆者認(rèn)為這主要是因為MG42的射速太快,為了控制槍管升溫以及降低膛線磨損,只能選擇比98K更短的槍管來打出較低的初速。(知名科普博主“曉槍老王”有提過子彈速度越快對膛線的磨損越大)
4、膛壓水平適中,用98K發(fā)射時膛壓為360Mpa,只比7.62NATO的常規(guī)機槍彈膛壓(比如M59)345Mpa(50000psi)高一點。
5、該彈全彈重量對比7.62NATO(25克左右)增加幅度不大,只多了不到2克。
? ? ? ?而作為本身已經(jīng)有著好底子的彈種,盡管年代有些久遠(yuǎn),但我們需要對sS重尖彈進(jìn)行改進(jìn)的地方不會太多,幅度也不會太大。改進(jìn)的地方主要有兩個,一是氣動外形,網(wǎng)上有資料提到sS重尖彈在重量占優(yōu),且槍口初速接近的條件下,彈道卻比M118更彎曲(M118在600mm的槍管上發(fā)射的初速是805米每秒),這也就意味著sS重尖彈的存速性能不如M118。對此我們可以在將該彈密度更大的鉛芯改為鋼芯時,充分利用密度變化帶來的長度增加,降低彈頭錐度,進(jìn)一步提高長徑比,然后再改進(jìn)原版彈頭的船尾外形,來達(dá)到提高存速性能的目的;二是提高槍口初速,sS重尖彈的初速偏低也是其彈道彎曲的主要原因,對此我們可以通過增加裝藥能量的方法來提高其槍口初速,從而在改善彈道的同時也增加其威力,筆者認(rèn)為850米每秒是一個比較合適的速度(對應(yīng)的槍口動能約為4624焦耳)。而這兩項改進(jìn)對原版彈重量唯一有影響的地方只有裝藥,但因為新通機彈的槍口動能只比原版彈(以98K的彈道數(shù)據(jù)作為參照對比)只多了不到600焦耳,所以即使不使用高能發(fā)射藥,要增加裝藥的條件下,最終的全彈重量也不會超過27克,與7.62NATO的全彈重量差也會在3克以內(nèi)。
? ? ? ? 在確定了子彈的規(guī)格和改進(jìn)方向后,便到了具體的槍械設(shè)計環(huán)節(jié),我們首先要確定的是新通機需要多長的槍管來發(fā)射新彈。對此筆者心中有三個方案:分別是激進(jìn)(550mm)、保守(600mm)、最保守(650mm,跟PKM差不多)??紤]到兔子對長壽命槍管的偏好,而槍管長度越長越有利于降低子彈膛壓從而越有利于提高槍管壽命,筆者便在最保守的方案上進(jìn)行進(jìn)一步的猜想吧。
? ? ? ?MG42由于各種原因(輕槍管、高射速、四膛線等),導(dǎo)致其槍管壽命并不高,其普通槍管的壽命在按照戰(zhàn)術(shù)手冊正常使用的情況下,最多也只有4000發(fā)。而后期采用了鍍鉻工藝的槍管壽命最多也只有8000發(fā)。新通機彈由于初速比原版sS重尖彈提高了不少,所以單發(fā)子彈對槍管膛線的磨損力度也相應(yīng)高了不少,但好在大半個世紀(jì)的技術(shù)進(jìn)步使我們應(yīng)對的方法也多了不少——首先是降低射速,將射速設(shè)置在540~600rpm;其次是增加膛線數(shù)量,由MG42的4膛線增加至6膛線;第三是采用燃燒相對溫和的發(fā)射藥,將膛壓水平控制在360~380Mpa;第四是采用重槍管,并配合如今比當(dāng)年具有更高紅硬性的新材料,直接雙倍加成;第五是采用雙層鍍鉻工藝或選用其他更加耐高溫的材料來制作槍管內(nèi)部的耐高溫涂層;等等,這樣多重buff加持到新通機的槍管上,相信最后能達(dá)到至少12000發(fā)的槍管壽命還是不難的。
? ? ? ?

? ? ? ?在解決了新彈由于提高槍口初速帶來的槍管壽命問題后我們再來解決它帶來的另一個問題——后座力,前面已經(jīng)計算過PKM上發(fā)射7.62x54mmR的Ri值為7920,而新通機的新彈Ri值則為10880,比起PKM還是多出不少的。因為有斯拉夫超人“無后座”打PKM的視頻作為參考,那么我們假設(shè)在經(jīng)過訓(xùn)練后,在沒有任何減后坐措施的條件下,人類穩(wěn)定控槍所能承受的后坐力大小上限對應(yīng)的Ri值為7920,那么很明顯,新通機必須要采用一定的減后坐措施才能夠正常使用。不過后坐力這個問題在目前來說并不大,因為跟提高槍管壽命一樣,現(xiàn)在我們在減少后坐力方面同樣有很多的“buff”可以疊——制退器、液壓緩沖、前沖擊發(fā)以及槍身浮動原理等。而這些buff的效果在目前的技術(shù)水平條件下效果也是非常給力,比如槍身浮動原理的前沿應(yīng)用者之一的MG338,只加了一個buff,就能把MG338的可感后座減到M4卡賓槍的水平(SIG員工的說法),而MG338上的.338NM子彈和M4上的M855子彈的Ri值分別為15707(差不多為新通機彈的1.5倍)和3536;而幾乎把buff疊滿的QJZ171(其子彈Ri值跟NSV相同,為44720),則已經(jīng)獲得了在輕量化條件下打輕機槍模式的能力。因此,在后座力這個問題上我們的選擇可以說是非常自由,這些buff愛怎么疊就怎么疊。不過筆者還是建議至少帶一個槍身浮動,因為浮動結(jié)構(gòu)在大幅減少后座力(至少是可感后坐力)的同時還能帶來不低的槍身減重收益,綜合收益最大。(PS:SIG員工介紹MG338減后坐效果視頻,坐標(biāo)1:26至1:38)


? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?最新版? 中華超人VS美利堅超人.jpg
? ? ? ? 最后再來猜想一下新通機的一個大致的的總體布局,這個就非常簡單,既然槍管長度都接近PKM了,總體布局也可以直接參考PKM的長槍管+緊湊機匣,不過槍托得整個跟QJB201一樣的可折疊伸縮槍托,這樣才方便乘坐各種裝甲載具并且可以作為傘兵的可攜帶武器。
? ? ? ?總體來看,假想版的新通機方案對比QJY201來說,只是多付出了一定的壽命維護(hù)代價、以及非常小的彈藥負(fù)重增加代價(每1000發(fā)子彈多出不到3千克的重量),便獲得了明顯的彈道(存速性能明顯提升、彈道更加平直)和威力(槍口截面動能密度增加約25%)提升,至于槍身重量,如果新通機采用了槍身浮動結(jié)構(gòu),其空槍重量控制在跟QJY201同水平甚至更低一點也是完全沒問題的。當(dāng)然,前面已經(jīng)說過,該更優(yōu)解猜想只是保證新通機的硬指標(biāo)總體優(yōu)于QJY201。而在硬指標(biāo)之外,比如后勤、生產(chǎn)線、輕武器的研發(fā)裝備流程等方面,便是新通機反過來被QJY201摁在地上摩擦的局面了。