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闭锁机构在枪械上的作用是可靠关闭后膛,顶住弹壳,防止火药气体向后泄出,保证准确可靠安全地射击。闭锁机构一般要求有足够的强度和刚度,能承受发射时的巨大膛压不断裂不变形;还需要动作灵活可靠,该开锁时开锁,该闭锁时闭锁;同时还需尽量小巧紧凑,结构简单。闭锁结构根据工作方式可以分为惯性闭锁和刚性闭锁两大类。

惯性闭锁机构指的是没有专门的扣合装置,或者虽有扣合装置但是枪机能在后坐力作用下自行打开扣合装置后坐的“闭锁”装置。将“闭锁”两字打上引号是因为这种结构其实是闭而不锁,或者锁而不牢,是依靠枪机的惯性、复进簧的力量和后坐延迟装置的作用实现封闭后膛的,所有的枪机后坐式武器都是惯性闭锁的。惯性闭锁的具体原理请参看前一篇博文《枪械基本原理之一:枪械自动原理》。

刚性闭锁和惯性闭锁相反,它有牢固的机械扣合装置,保证击发时后膛牢固关闭,枪机不能在后坐力作用下自动动作打开后膛,而必须在其他零件带动下才能动作,其基本原则是,只能是其他零件带动枪机动作,枪机不能自行动作。根据结构和工作原理的不同,刚性闭锁机构可以分为枪机/机头回转式,枪管偏移式,枪机偏移式,闭锁卡铁偏移式,闭锁卡铁摆动式,枪机横动式和楔闩横动式等不同形式。

枪械基本原理之二:闭锁机构

其实压力锅采用的也是“回转式闭锁结构”,锅体口部的突齿(红色箭头指出部分)与锅盖上的突齿一起作用,就能牢固扣合锅体和锅盖。能理解压力锅的密封方式,也就能理解枪机/机头回转式闭锁结构的原理了

枪械基本原理之二:闭锁机构

这是美国AR-15系列步枪的枪机,枪机头部的齿轮状闭锁突笋是不是和压力锅口部的突齿很像呢

枪械基本原理之二:闭锁机构

AK步枪的枪机上有闭锁突起,与枪机框上的定型槽配合,当枪机框前后运动时枪机会被带动而回转,实现开锁和闭锁

枪械基本原理之二:闭锁机构

AK步枪的枪机框,箭头指出的就是与枪机上的突笋配合的定型槽

枪械基本原理之二:闭锁机构

AK步枪枪机回转闭锁机构工作示意图

枪机/机头回转式闭锁机构广泛运用于导气式和管退式自动武器,这种结构简单地说很像家里压力锅锅盖和锅体的扣合方式。压力锅的锅体口部和锅盖上有对应的突齿,盖上锅盖拧动一个角度,锅盖上的突齿和锅体口部的突齿就互相咬合了。枪机/机头回转式闭锁也是如此,只不过锅盖变成了枪机或者机头,锅体变成了枪膛,枪机或者机头上的突齿叫做闭锁突笋,和机匣或者枪管尾端的闭锁槽结合,就能关闭枪膛。对于导气式自动原理的武器,当枪弹发射后,火药气体或通过活塞,或直接吹动让枪机框开始后退,枪机框上的定型槽与枪机上的突笋配合,枪机开始转动,枪机头部的闭锁突笋从闭锁槽内转出,枪机开锁;在复进过程中,当枪机复进到位,枪机框继续复进,枪机框上的定型槽和枪机上的突笋再次配合,枪机转动,使枪机头部的闭锁突笋和闭锁槽扣合,枪机闭锁。在管退式武器中,枪机分为机体和机头两部分,闭锁突笋在机头上,闭锁时通过闭锁工作面使机头转动,闭锁突笋和枪管尾端扣合实现闭锁;开锁时枪管后坐推动机体向后运动,通过开锁工作面让机头回转,使闭锁突笋从枪管尾端的卡槽内脱出而实现开锁。

枪械基本原理之二:闭锁机构

德国MG34通用机枪是一种枪管短后坐式武器,它的枪机由机头和机体两部分组成。图中1为机头,2为闭锁突笋,3为滚轮,用于在开闭锁时变滑动摩擦为滚动摩擦,提高动作灵活性,4为机体上的定型槽。机体前后运动时通过定型槽能带动机头回转,实现开闭锁。图中展示的枪机出于开锁状态

枪械基本原理之二:闭锁机构

本图中的MG34通用机枪枪机就处于闭锁状态 ,注意观察和上图开锁状态的区别

枪机/机头回转式闭锁机构有很多优点:它的闭锁突笋要么是成双对称布置(如AK系列步枪,MG34通用机枪),要么是多个突笋中心对称布置(如AR-15步枪),机匣受力匀称,有利于提高射击精度;零件比较紧凑,刚度较好,闭锁牢固度大;因为工作面多为斜面和螺旋面,零件动作比较平顺流畅……所以很多步枪和机枪都使用这种闭锁机构,但这种机构的缺点是加工比较麻烦,需要加工出较多的斜面和螺旋面。不过,因为现代的工业生产和加工水平都比较高,生产这样的零件并不困难,所以使用这种闭锁机构的武器相当多。

枪管偏移式闭锁机构多用在采用枪管短后坐原理的手枪上,典型武器如勃朗宁大威力手枪、苏联托卡列夫TT-33手枪、波兰拉多姆ZIS35手枪、美国柯尔特M1911手枪等。在平时,枪管上的闭锁突筋与套筒内的闭锁槽结合构成闭锁,射击后枪管先与套筒一同后坐较短的一段距离,等膛压下降到安全水平后通过斜面或者铰链让枪管的后端向下偏移一个角度,枪管上的闭锁突筋与套筒内的闭锁槽脱开,实现开锁。开锁后套筒继续后坐,退出弹壳,然后在复进簧的作用下复进推第二发弹上膛。当套筒快复进到位时,在斜面或者铰链的作用下枪管后端上抬与套筒再次扣合实现闭锁,套筒与枪管扣合后再复进最后一小端行程,恢复到初始状态。

枪械基本原理之二:闭锁机构

勃朗宁大威力手枪是利用斜面让枪管后端向下偏转完成开锁动作的(如图),而柯尔特M1911和托卡列夫TT-33手枪使用的是一个铰链,起到的作用是一样的

枪械基本原理之二:闭锁机构

上图是托卡列夫TT-33手枪(上)、勃朗宁大威力手枪(中)和波兰拉多姆ZIS-35手枪(下)的枪管,红线指出的是三个枪管的闭锁突筋,用以和套筒内的闭锁槽配合闭锁。其中TT-33手枪是用铰链完成开闭锁动作的(绿线指示),而同样的动作勃朗宁大威力手枪和拉多姆ZIS-35手枪都是通过斜面来完成的 (蓝线指示)

枪管偏移式闭锁机构结构简单,外形尺寸也不大,很适合手枪这样的武器使用,但是这种闭锁方式在射击时枪管有轻微的偏移,对射击精度有一定影响。

枪机偏移式闭锁结构在导气式自动武器中运用较广,它是依靠枪机后端偏移一定角度抵在机匣的闭锁支撑面上来实现闭锁的。根据总体设计安排的不同,枪机的偏移方向可以是左偏(捷克ZH-29半自动步枪)、右偏(郭留洛夫SG-43重机枪)、上偏(捷克ZB-26轻机枪)和下偏(56式半自动步枪)。偏移式闭锁机构结构简单,闭锁可靠,制造和修理也方便,缺点是闭锁的支撑力偏向一侧,对射击精度有一定影响,另外枪机复进时是靠斜面来推动枪机的,会出现楔紧现象,造成零件的磨损和消耗复进能量。

枪械基本原理之二:闭锁机构

枪械基本原理之二:闭锁机构

郭留洛夫SG-43重机枪的枪机,第一张图为闭锁装填,红色箭头指出的小平面为闭锁支撑面,第二张图为开锁状态

枪械基本原理之二:闭锁机构

这是SG-43机枪枪机的闭锁原理图,上图为闭锁状态,可以看到枪机(B1)偏移,闭锁支撑面e抵在机匣上;下图为开锁状态,枪机(B1)在枪机框上开闭锁突笋(a)的作用下转正,闭锁支撑面脱离机匣开锁

枪械基本原理之二:闭锁机构

德国STG44突击步枪也采用的是枪机偏移式闭锁机构,枪机框向后运动时通过开锁斜面将枪机勾起开锁,枪机框向前运动时闭锁斜面将枪机压下,闭锁支撑面抵住机匣完成闭锁。之前讲到AK系列步枪使用的是枪机回转式闭锁结构,所以所谓“AK步枪是抄袭STG44”的说法可以休矣 闭锁卡铁偏移式闭锁机构,又叫做鱼鳃板式闭锁机构,在导气式武器上使用得较多。采用这种机构的枪机两面各有一块可以外展的闭锁卡铁,当枪机向前关闭后膛时,在枪机框闭锁斜面的作用下两块卡铁展开抵住机匣两侧的闭锁支撑面完成闭锁;当枪机框被活塞向后退时,枪机框开锁斜面又将两块卡铁收拢,脱离机匣上的闭锁支撑面,枪机就可以后退开锁。这种闭锁结构在苏联轻武器设计师杰格佳廖夫设计的许多枪械上可以看到,例如Dshk高射机枪、RPD班用轻机枪、RP-46连用机枪、DP/DPM轻机枪等。闭锁卡铁偏移式闭锁机构工作可靠,生产起来也容易,闭锁支撑力是两侧对称的,对射击精度有好处,而且如果闭锁片磨损,只需要焊修或者更换闭锁片就能修理,故维修方便。它的主要缺点是闭锁片薄且长,容易变形损坏,闭锁刚度稍差。

枪械基本原理之二:闭锁机构

枪械基本原理之二:闭锁机构

苏联DP轻机枪的枪机,上图为开锁状态,可以看到闭锁卡铁合拢,下图为闭锁状态,可以看到闭锁卡铁撑开

闭锁卡铁偏移式闭锁机构还有一个变种,就是国产77式高射机枪上使用的改良型闭锁卡铁偏移式闭锁机构,这种闭锁机构的闭锁卡铁长度大大缩短,在闭锁时靠枪机体上的斜面将其撑开闭锁,而射击后,两片闭锁卡铁在膛内压力的作用下从闭锁支撑面上自动滑脱收拢完成开锁。这种改良型闭锁卡铁偏移式闭锁机构更加简洁,闭锁片长度缩短,强度增强,不易损坏,为我国首创。

枪械基本原理之二:闭锁机构

77式高射机枪采用的卡铁偏移式闭锁机构经过了改良,闭锁片长度大大缩短,为我国首创的一种枪械闭锁机构

闭锁卡铁摆动式闭锁机构是利用闭锁卡铁上下摆动,进入机匣闭锁卡槽来实现闭锁的。捷克VZ58自动步枪、VZ59通用机枪、德国P38手枪等武器使用这种闭锁机构。这种结构的优点是闭锁卡铁左右对称,位置接近枪管尾部,故闭锁刚度比较好,但缺点是复进时依靠斜面推动,有楔紧现象。而且有些武器如捷克VZ58自动步枪的闭锁卡铁可以从枪机上拆下,未装闭锁卡铁的枪机也可以结合到枪械上,也能击发枪弹,但因为此时没有闭锁卡铁支撑发射瞬间枪机会快速后坐(变成自由枪机式结构了),将导致炸壳等严重事故。因此,使用这种闭锁机构的武器在结合时一定要注意不能漏装闭锁卡铁。

枪械基本原理之二:闭锁机构

捷克VZ58自动步枪闭锁卡铁摆动式闭锁机构示意图,闭锁时(上图)闭锁卡铁被往下压卡入机匣闭锁卡槽内,开锁时(下图)闭锁卡铁被向上勾起离开闭锁卡槽

枪机横动式闭锁机构是利用枪机垂直或近似垂直于枪管轴线运动来完成开闭锁动作的闭锁机构,在一些管退式、导气式武器中有使用,如

59式航空机枪、苏联AЗП式23毫米自动炮(用于航炮和高炮)等。这种结构的枪机不是前后运动的,而是相对于枪管轴线横向运动的,很像一些楔式炮闩的火炮的结构。

枪械基本原理之二:闭锁机构

59式航空机枪的枪机横动式闭锁机构

以59式航空机枪为例,当枪机框后退时,枪机框上的曲线导轨带动枪机向下运动打开后膛,后膛完全打开后枪机框继续后退,但因为这一段的导轨是直线,所以枪机停在下方位置;当枪机开始复进,且导轨的曲线段运动到枪机处时,又带动枪机上抬关闭后膛。由于枪机是上下运动的,不能起到抽壳作用,所以还另外需要一个专门的推弹抽壳器来负责推弹上膛和抽壳。

枪机横动式闭锁机构枪机运动行程短,运动行程不受弹药长度影响,有利于提高射速;而且因为枪机是横动的,全枪长度可以缩短。但是枪机横动式闭锁机构的横向尺寸较大,所以使用这种闭锁机构的武器很少。

卡铁起落式闭锁机构是利用一个专门的闭锁卡铁上下起落来起到开闭锁作用的,在一些日本机枪和美国勃朗宁重机枪上有使用。卡铁起落式闭锁机构有结构简单闭锁牢固的优点,但是武器的横向尺寸大,机动性勤务性较差,所以现在也很少采用。

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