第一次看见通用动力的LSAT样机时,笔者内心并没有什么波澜。这不就是一把弹鼓埋头弹机枪吗?然而,在了解通用动力在轻武器上的想法后,笔者就好像发现了新大陆。IAR计划中,他们搞了一批U100用于参加竞标。而随后的液压浮动机.338机枪(LWMMG),液压混合动力塑壳弹无托步枪(NGSW)更是震惊了笔者。
当通用动力遇上脑洞大开的项目,或许他们能搞出更有趣的设计。
2003年,美军启动LWMG计划。计划由AAI集团和GD-ATP集团投标竞争。GD-ATP集团由通用动力牵头,负责关键技术。而KAC则负责武器系统的设计。那么这两伙人到底做出了什么东西?看起来结构非常常规且肥肥丑丑的埋头弹机枪能搞出什么幺蛾子?
不,他们真的弄出了“跨时代”的结构。
△ LWMG最早的设想图。
△ AAI集团最早的样枪概念图。
△ 通用动力的LSAT样机模型。
△ 专利中通用动力的样机外观。
△ 通用动力样机的3D建模,圆形散热孔很符合KAC的早期设计风格。
△ 枪管快拆的步骤,看起来一切正常。
△ 通用动力设计的埋头弹。
△ 武器分解后的部件。看到这里有没有感觉有点不对劲了?
自动机和闭锁结构
通用动力的样机使用枪管后坐原理,平移弹膛,只能全自动射击。听起来很普通,但是这个平移弹膛可不是LSAT卡宾枪上那种起落弹膛,而是沿着枪管轴线移动的平移弹膛!
△ 样枪的剖面图。
△ 对核心组件进行上色。绿色部件为平移弹膛,紫色部件为枪管,棕色部分为内机匣,淡蓝色部件为击发机,深棕色部件为击针。
△ 去掉外机匣后的结构。
通用动力样机的上机匣可以分为外机匣和内机匣。枪管和击发机固定在内机匣中,而外机匣内侧设有各类导槽,对内机匣和其他部件进行引导。平移弹膛在内机匣中往复运动,其运动受到外机匣的导槽引导。
发射过程中,自动机的运动过程如下:
1.扣压扳机,平移弹膛解除限制,在加速杠杆的联动下,平移弹膛带动内机匣、击发机、枪管一同前冲。
2.在外机匣的引导下,加速杠杆开始向上摆动,并加速平移弹膛。由于杠杆原理,平移弹膛的运动距离比内机匣内其他组件的运动距离更长(换句话说,如果把击发机、枪管看作不运动的部件,那么弹膛在前移)。
3.弹膛接触枪管,闭锁完成。击针前移,击发弹药。
4.弹壳受到击发的反作用力,推动击发机和内机匣后退。
5.内机匣和内部组件继续向后运动。在外机匣的引导下,杠杆开始向下摆动,加速平移弹膛。
6.平移弹膛开锁,开始抛壳。
7.平移弹膛继续后移,压缩击针。
△ 外机匣的导槽。
△ 绿色是加速杠杆组件和平移弹膛,橙色是杠杆上的导柱,蓝色是外机匣上的导槽。
△ 系统运作过程。
△ 自动机运作过程。
拨弹结构
由于通用动力样枪的闭锁方式为平移弹膛,这种环境下很难使用常规的拨弹组件。对此,通用动力和KAC构思了一种新结构,其设计非常类似泵动霰弹枪的托弹板。通用动力的拨弹杆位于平移弹膛组件上,拨弹杆侧面设有一个导柱,和外机匣的导槽进行配合。在运作中,拨弹杆将随着弹膛的前后运动而上下摆动。
进弹过程
1.平移弹膛开始前移,拨弹杆插入弹药下方空隙,并将弹药抬升至枪管附近,使其对准平移弹膛。
2.拨弹杆将弹药保持在该位置,平移弹膛开始前移。
3.平移弹膛前移,弹药后部进入弹膛。拨弹杆下落,为平移弹膛让位。
4.平移弹膛继续前移,弹药完全进入闭膛,完成闭锁。
△ 进弹过程示意图。
△ 进弹过程拨弹杆导柱路径。
退壳过程
1.平移弹膛开始后退,由于击发机不后退,弹壳保持在原位。
2.平移弹膛运动到弹壳后部,为拨弹杆让位。同时拨弹杆向上抬起。
3.平移弹膛后退,接触对弹药的限制。拨弹杆继续向上抬起,将弹药从枪管轴线位置弹出。
4.平移弹膛继续后退,拨弹杆恢复至水平状态,准备进弹。
△ 退壳过程示意图。
△ 退壳过程拨弹杆导柱路径。
这种抛壳方式很可能存在一定隐患。由于抛壳由摆动弹膛下方的拨弹杆完成,也就是说,如果要完成抛壳,必须确保一定的自动机速度才能将弹壳抬起,抛出内机匣。然而,这个系统对于排障来说并不友好。假如武器发生故障,射手需要排出弹膛内的弹药,那么射手需要手动拉起自动机。手拉自动机时,自动机速度将大幅降低。在这个原理下,大概率将无法完成抛壳。
此时,射手面临两个选择:1.把武器翻转,将哑弹从抛壳窗位置倒出。2.将自动机拉到底,使阻铁挂住自动机。之后拆下弹鼓,将哑弹从弹鼓安装位倒出。
这两种方式虽然都可以完成排障,但是步骤极其繁琐。
供弹具
在供弹时,由于拨弹杆需要进入弹药下方的空间内才能将弹药抬起。因此每发弹药之间必须流出足够的间隙,才能保持拨弹结构的可靠运作。对于这个问题,通用动力在供弹具的出口位置增加一个拨弹棘轮,这样便可以确保弹药底部拥有足够空间,拨弹杆可以可靠将弹药抬起。
△ 拨弹棘轮确保弹药底部间隙。
△ 外机匣上设有一个输弹杠杆,这个杠杆会在自动机后退的时候压下供弹棘轮拨杆,使供弹棘轮旋转,将下一发弹推至抱弹口。
液压复进装置
通用动力的样机中,由于供弹结构的设计非常特殊,样机对自动机的复进速度和后坐速度存在一定要求。一旦自动机运作速度过高或过低,武器的供弹很可能发生故障。然而现实不是实验室,很多环境因素都会对武器的自动机运作产生影响。这些环境因素包括但不限于:发射药(发射药装药量、燃烧速度)、环境(温度会影响发射药的燃烧速度)、发射角度(如果射手将枪口抬起一定角度,甚至竖直射击,自动机会由于重力而产生向下的运动趋势。这会对武器的自动循环产生影响。枪口向下射击也是一样的道理。)、武器的清洁程度(污垢会让自动机运作阻力增加)......
对此,通用动力和KAC在样枪内设计了一个液压装置作为武器的复进结构。这样既可以确保自动机的运作速度不会因为环境因素而发生剧烈变化,又可以对自动机进行缓冲,降低复进和后坐过程时产生的冲击,增加武器命中率。
△ 462标记的位置就是武器的液压复进装置和复进簧。
△ 液压复进装置的结构。两侧的往复阀可以根据液压油的压力对阀门对应的孔径进行调节,确保自动机运作速度的一致性。
说到底,通用动力样枪上的液压复进、缓冲装置就是一个双向液压缓冲器。现在我们以自动机后退为例子,解释结构的运作。
1.自动机开始后退,活塞杆挤压活塞左侧腔室中的液压油,液压油受压后由内壁上的节流孔排出,并通过流道从活塞右侧腔室周围的节流孔进入。此时,进入右侧腔室的节流孔受限。于是,液压油的流动受阻,对自动机运动产生较大的阻力。
△ 开始运动的状态。
2.自动机后退至自动行程中段。此时,左侧腔室的节流孔和右侧腔室的节流孔的流量达成平衡,且对流量的限制不大。此时缓冲器对自动机运动的阻力较小。
△ 运动至行程中段。
3.自动机后退至自动行程末端。此时,离开左侧腔室的节流孔受限。于是,液压油的流动受阻,再次自动机运动产生较大的阻力。
复进时,上述步骤相反。这样一来,便对自动机的运动速度进行限制。既确保了自动机运动速度有较高的一致性,又对自动机进行缓冲,增加武器的命中率。
△ 从总体视角观察武器的运作。视频作者认为平移弹膛上部和杠杆连接的位置可以帮助将弹壳推出,但笔者持保守态度。
总结
对于这个结构,笔者不知该如何评论。或许通用动力将部分机炮的设计思路搬到了轻武器上,又或许是KAC真正脑洞大开,构思了一款“跨时代”布局。但总的来看,整个系统的成熟度不足,且设计过于激进。
或许通用动力的平移弹膛样机最终输给Textron的摆动弹膛样机也算死得其所。
△ 通用动力的样机。
这是我能看的吗?CNC车床可以开工做了吧?
通用的两个设计最后都砸在手里 然后给别人用结果大获成功……这次的埋头弹在NGSW被沙漠科技用了 NGSW的陶瓷聚合物弹被SIG学了……
你说的轻武器革命,革命在哪。。埋头弹和机枪远离都是有的,你要说自我识别的智慧弹头或者能批量生产的电磁步枪这种改变武器设计概念才叫武器革命,往前推前装变后装,米尼弹变一体子弹,黑火药变颗粒火药单发变连发,单管变多管都是武器革命
市场会做出选择。
弹药进化方向是威力更大,重量更轻,成本更低,存储更耐久。枪械进化方向是结构更简单,零部件更少,使用寿命更久,成本更低。你说你是轻武器革命,好吧,来对号入座,你占几个?