[原创]膛线

膛线 膛线可说是枪管的灵魂, 膛线的作法在于赋予弹头旋转的能力, 使弹头在出膛之后, 仍能保持既定的方向. 虽然在15世纪就有使用膛线的纪录, 但是由于制造工艺的困难, 要到18世纪才得以普及.

枪管中下凹的部份称为阴线, 凸起的部份称为阳线. 一般而言, 枪械的口径应是从来复线的阳线到阳线的距离, 但是例外太多, 已成不了一个原则. 比如说.38和.357是一样的口径, 只是一个量的是阳线到阳线的距离, 一个量的是阴线到阴线的距离. 当然, 两者的弹头长度有所不同, 但光以口径而言是一样的.

膛线的数目, 没有一个标准, 从春田兵工厂的1903A3的2条到Marlin所谓的Micro Groove的22条.

阴线的深度在现代的枪管中, 大部份是在0.004到0.006寸之间. 但是阴线和阳线的形状, 又是一个公说公有理, 婆说婆有理的情况. 见下图.

丹麦的Rasmussen和英国的Metford(William E. Metford), 这种圆形的阴线据说可以减少枪管的残留物, 日本的99式步枪就是使用这种阴线. Mannlicher是奥地利的兵工厂, 这种阴线上宽下窄, 据说弹头比较容易旋转, 因此出枪口的初速会比较高而可以及远. 另外常听到的有Ballard膛线, 它是一种黑火药时期有名的长射程步枪, 这种膛线采用宽浅的阴线, 和现代Marlin 的Micro Groove类似.

来复线旋转的程度, 称为缠距. 如果须要愈长的距离来完成360度的旋转, 称为慢. 较短者称为快. 例如说在12寸之内完成一圈的要比9寸内完成一圈的慢. 缠距的差别主要在于是否能使弹头稳定, 不稳定的弹头除了沿着目标线旋转, 还会翻跟斗, 产生靶纸上产生Keyhole的现象.

枪管的长度对射击的初速, 有很大的影响. 在一定的长度内, 越长越好, 这是人类很早就发现的事实. 这也就是为什么在第一次世界大战时, 各国使用的步枪枪管长达30寸以上, 因为当时的战术想法是想要步枪兵能及远. 但是在一定的长度之后, 其所能取得的效益有限, 只是徒然增加重量, 而且使用不便. 因此后来标准的步兵武器枪管长度, 大多减少到20寸到24寸之间.

近来有人开始使用合成材质如碳纤维等, 包裹钢管, 一来由于弹头仍需在高速和高压的情况下通过枪管, 因此内部仍以各式各样的钢材最为理想, 但是外部使用合成材质可以增加散热性, 减轻枪管的重量, 这样的枪管目前仍然十分稀少昂贵, 而且直径远大于普通枪管. 相信将来的发展应是朝此方向, 以内外物理性质相异的材料, 经由加工合成.

枪管的要求不只是坚硬, 抗压和高温. 另一个必备的特性是轫性, 也就是说枪管还要具有一定的弹性. 否则太硬会造成金属太脆的结果. 有一些早期生产的M1903A1, 其枪管即有这样的问题, 如果持续射击, 有造成炸毁枪管的结果. 巴西的枪厂金牛座(Taurus), 在1998年开始, 推出了一系列以钛(Titanium)为材质的左轮枪, 号称又轻又耐久, 几乎不可能生锈, 但是它的枪管部份, 还是须要用钢材, 因为钛金属虽然坚硬, 却仍然无法满足作枪管所须的各项条件.

来复线的缠度计算:

5.56mm为例:

度数= arctan(Pi*直径/缠距) 直径和缠距都以英寸为单位

5.72=arctan(3.1415*0.223/7)

以缠距1:7而言, 缠度为5.72度。

最佳缠距的决定: 1920年代就发现的一条公式可以决定最佳的缠距, 称为Greenhill公式(Alfred G. Greenhill, 1847-1927),

在弹头初速为1500fps到2800fps间时:

缠距=150*(弹头直径)* (弹头直径)/ (弹头长度)

以147 grain, 1.125寸弹头的军用子弹为例:

12.649=150*(.308)2 /1.125 因此, 最佳的缠距应在1:12到1:13之间

在弹头初速高于2800fps时:

缠距=180*(弹头直径)* (弹头直径)/ (弹头长度)

(所有度量使用英寸)

以此方法决定出的缠距和弹头配套, 可以得到最稳定的射击结果。

计算来复线的角度, 可用以下的公式: 度数= arctan(Pi*直径/缠距) (直径和缠距均为英寸)

4.37=arctan(3.1415*0.308/12.649)

来复线产生方法, 是先在枪管钻出孔洞之后, 现代主要的有三种:

Broach Cut Rifling: 拉切式产生来复线。 用多次、 多钻刀拉过枪管的方式, 逐渐产生所须的来复线阴槽深度。 1950年代, 由Remington 的工程师首创。 现今大多数高品质的枪管用此法生产。

Button Rifling: 纽扣式产生来复线。 用高压将一个形状和来复线相反的纽扣状物体, 挤过枪管内部而产生来复线。

Cut Rifling: 切削式产生来复线. 使用单一钩状切刀, 慢慢的、 一条一条的制出来复线, 是最早的生产方式。 如今只有最精密, 最高级的枪管以此种方式生产。

膛线是枪的指纹(即不同的枪,子弹通过时有不同的膛线记号,就象人的指纹):

膛线是为了让子弹可以旋转而在枪身上刻上痕迹、子弹在通过膛线时候、在子弹的外侧也被刻上痕迹叫做膛线记号。别名·指纹枪。走私的东西一旦使用过的话就会被警察登陆在案、在此之后如使此枪犯罪就会重要的资料。

膛线的加工是用胸针之类的专用工具制作的、但即便是用同样的胸针、受工人和制造装置的影响、即便是同一个制造商的同一制品也不可能有完全一模一样的膛线。也就是说造出同样的膛线记号的枪是不可能的。

只是随着最近流行的冷间锻造法(cold hamming)枪的膛线是冲压成形方法制成、所以与胸针制造的膛线相比各个的样子都很相似。因此、膛线记号的严密的特性也变困难了

制作方法

1.刮刀法用一根比手枪内径略纫的钢棒,在它的特定部位刻挖一个槽,安装一块硬质合金钢片,钢片上有一条或二条凸出的有一定倾斜角的带状体,前端有利削部,并可调节凸起高度。在一条膛线位置上来回拉动数十次,就切副出一条阴膛线,然后调节位置再切刮下一条。这种方法切奇数或偶数的膛线一般用单刮刀,切偶数的膛线可以用双向刮刀。也可以在相对的位置安装单刮刀,双刮刀或三副刀,一次切出2至6条膛线。

2.钩刀拉削法把钩状切刀安置在比枪膛直径略细的钢拉杆上,钩形刮刀刃口的高度可以通过调节拉杆层部的螺丝来调节。每拉动通过枪管一次,拉杆移动几微米,随着枪管的匀速旋转,拉削出一条有一定缠度的阴膛线,达到预定宽度后,再换位置拉第二条膛线。早期的线膛枪拉一条阴膛线只要拉削二十次左右,而一支较好的枪拉削同样的阴膛线要拉削一百次左右。拉的次数越多,形成的拉槽越细,越精密。

3.组合环形刀拉削法在一根拉杆上固定25至30个硕质合金钢环,每个钢环之间的距离相等,每个钢环上加工有与阴膛线数量相同的等距的刮刀,每把切刀可循其缠角与下一个环上的切刀相连,从头连到尾部即可视为一条螺形线。每一个环上刀刃的突出量略大于前一个环,形成一组系列切刀,所开的槽具有稳定的宽度,深度和间隔,这种组合环形拉削刀通过枪膛—次.则可切削出全部的阴膛线,缩短工作时间,提高了产量和质量。

4.顶锥(或膛线冲子)挤JE法用一个中段截面形态与线膛内截面形状相同的硬质合金(如碳化钨)无尖弹头形顶锥,通过内径比顶锥略小的枪管光膛时,枪管金属在顶锥的强力顶压下,通过枪膛,使膛内径略有增加,顶锥外表凸出部挤过膛内壁形成变形,即阴膛线,凹入部沿枪膛并紧贴内影挤过形成的变形,卯阳膛线。并因承受的大压力使膛内壁表面金属密度增加,硕度加大.同时完成了铰除疵点和制作脆线二返工序。膛内壁由于顶锥的坚硬与平滑的表面挤过而变得光滑。使得枪管的寿命成倍延长。这种方法最早是由德国人发明,70年代以后各因在生产枪管时已普遍采用。

无论用哪种力法制作膛线,在足够大倍数的显微镜下观察,都有很多裂纹留在凹槽的拉沟内,像锯齿形指向刮刀前进的方向。即使经过抛光成镀铬,仍然可以观察到。而切削加工过程的平移会产生随机的拉沟距离变化,形成稳定的特征。枪管钢材的材质也不是绝对均质的,管内壁上必然有些地方要硬一些,刮刀加工到此时会有不同的效果产生。金属的碎屑会有微观下直径的变化,在发射时就会检:弹头软金属上产生重复的痕迹。即使用项链加工后再抛光到摩氏8级,达到镜面效果,也会省其家族特征(同一顶锥制成所留下的特征),因为顶锥之间都有因加工形成的微小差异。而随着射击次数的增加。会产生随机性的磨损.锈蚀斑和化学气体腐蚀痕,形成个体差异。工厂在牛产中,会在一台挤压机上备置二个以上的顶锥,通常是随机交替使用,并不特定一个顶锥一次挤压出几根枪管的膛线。一个工序车间会有多台挤压机同时运作。虽然一个顶锥理论上可以挤出上千支枪管的膛线,但每一个批号的枪管会有细微的膛线差异,只要放大到足够的倍数,是可以区别其家族特征的。


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