□鈞志
槍械在裝備部隊(duì)或進(jìn)入民用市場(chǎng)之前,要經(jīng)歷一系列試驗(yàn)測(cè)試,以確保其可靠性及安全性。那么,這些試驗(yàn)有哪些?對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗空?qǐng)看——
近年來,隨著新媒體的蓬勃發(fā)展,槍械愛好者們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上看到大量槍械進(jìn)行測(cè)試和試驗(yàn)的視頻,此前央視軍事頻道的許多欄目也報(bào)道過國(guó)內(nèi)對(duì)槍械進(jìn)行測(cè)試的內(nèi)容。《輕兵器》雜志在介紹國(guó)內(nèi)外新型號(hào)槍支時(shí)也對(duì)槍支的試驗(yàn)和測(cè)試有所涉及。實(shí)際上,槍械試驗(yàn)和測(cè)試是一門非常專業(yè)的科學(xué)。而這些槍械試驗(yàn)和測(cè)試又可以說是承擔(dān)著“黑臉包公”的角色,槍械如果想要裝備部隊(duì)馳騁疆場(chǎng),那么必須首先過“黑臉包公”的鐵嘴鋼牙。本文對(duì)槍械涉及的主要試驗(yàn)和測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)述。
在講述槍械相關(guān)試驗(yàn)和測(cè)試之前,我們首先需要簡(jiǎn)述槍械有哪些使用要求。從結(jié)構(gòu)原理角度來說,槍械其實(shí)屬于特種機(jī)械的范疇,其“特種”首先體現(xiàn)在槍械的工作環(huán)境比較惡劣,典型的有射擊過程中存在“高溫、高壓、高速”的“三高”情況,往往每發(fā)彈的發(fā)射時(shí)間僅僅為幾毫秒。其次,槍械的“特種”體現(xiàn)在其由軍警作戰(zhàn)使用,不僅要滿足作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)環(huán)境的需求,還要滿足人機(jī)工效等方面的需求。
總的來說,槍械作為特種機(jī)械的典型代表,其具有非常多的使用要求。其中比較典型的有威力、機(jī)動(dòng)性、可靠性、生存性、維修性、經(jīng)濟(jì)性以及人機(jī)工效性等。威力主要是指槍械能夠在預(yù)定環(huán)境中對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效殺傷和毀壞,具體又可以分為有效射程、侵徹能力、殺傷能力以及射速等;機(jī)動(dòng)性是指槍械的質(zhì)量不能過重、尺寸不能過大,方便士兵攜帶使用;可靠性是指槍械能夠在各種環(huán)境中保持原有性能不變,尤其不能因環(huán)境因素出現(xiàn)不可修復(fù)的故障甚至事故;生存性是指槍械在戰(zhàn)斗過程中不被敵人發(fā)現(xiàn)、抵抗敵人破壞的能力,如槍口焰不能過大等;維修性是指槍械經(jīng)過快速維修即可恢復(fù)原有功能的能力,即槍械結(jié)構(gòu)不能過于復(fù)雜,戰(zhàn)地分解結(jié)合容易,而且最好有必要的備件和通條等維護(hù)保養(yǎng)工具;經(jīng)濟(jì)性則要求槍械在設(shè)計(jì)生產(chǎn)、使用、維護(hù)保養(yǎng)和存儲(chǔ)等過程中的各項(xiàng)成本都盡量低,并且在戰(zhàn)時(shí)容易快速生產(chǎn);人機(jī)工效性主要是指槍械對(duì)人員的適應(yīng)性,即槍械的設(shè)計(jì)要與人的生理和心理特點(diǎn)相適應(yīng),如槍械多采用可伸縮槍托,以此適應(yīng)不同身材的使用者以及穿著不同服裝和裝備的狀態(tài)。
如果仔細(xì)思索一下上述對(duì)槍械的要求,我們不難發(fā)現(xiàn)這些要求有不少其實(shí)是相互矛盾的。例如槍械要想保證一定的射擊精度、槍管壽命和威力,則需要具有一定的質(zhì)量;而槍械要想保持一定的機(jī)動(dòng)性,其質(zhì)量又不能太大。因此,槍械設(shè)計(jì)過程中一個(gè)很重要的方面就是對(duì)各種設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析和衡量權(quán)重,甚至進(jìn)行部分舍棄和妥協(xié),以追求槍械的最優(yōu)化。
由于槍械有如此多的要求,因此一種槍械如果想要定型,則必須提前對(duì)槍械進(jìn)行涉及上述要求的所有試驗(yàn)。槍械試驗(yàn)整體來說可以分為無需射擊實(shí)彈和需要射擊實(shí)彈兩種,而按照試驗(yàn)內(nèi)容又可以分為槍械參數(shù)測(cè)量和基礎(chǔ)檢查、精度試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)、操作方便性試驗(yàn)、威力試驗(yàn)以及軍警部門或者民間射手的用戶試用試驗(yàn)等內(nèi)容。
上文提到,槍械是特種機(jī)械的一種,因此加工時(shí)也與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一樣依賴圖紙,并且需要符合圖紙上標(biāo)注的尺寸及技術(shù)要求。因此槍械在試驗(yàn)和測(cè)試一開始,便需要進(jìn)行槍械的參數(shù)測(cè)量工作,這其中涉及到槍械關(guān)鍵尺寸、槍械主要零部件尺寸與質(zhì)量的測(cè)量,并且需要與原始的技術(shù)圖紙及技戰(zhàn)術(shù)諸元要求對(duì)比,確定現(xiàn)階段進(jìn)行測(cè)試的槍支已經(jīng)滿足技術(shù)圖紙和技戰(zhàn)術(shù)諸元的要求,以及滿足最初的研制要求等。
槍械的基礎(chǔ)檢查主要涉及槍械基本動(dòng)作流暢性、基本動(dòng)作完成度,主要零部件是否出現(xiàn)不應(yīng)該出現(xiàn)的瑕疵甚至破損等方面的檢查。一般來說,經(jīng)過槍械的參數(shù)測(cè)量和基礎(chǔ)檢查后,測(cè)試人員對(duì)槍械的特征、結(jié)構(gòu)原理有了初步了解,為下一步測(cè)試奠定了基礎(chǔ),有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試人員甚至可以根據(jù)前期測(cè)量中對(duì)槍械的了解來預(yù)估后面的測(cè)試中可能出現(xiàn)的問題,從而針對(duì)這些問題進(jìn)行測(cè)試。
使用設(shè)備測(cè)量槍機(jī)部件的基本參數(shù)
瞄具校準(zhǔn)試驗(yàn)測(cè)試場(chǎng)景,槍械處在夾持狀態(tài)更加穩(wěn)定,可消除人工持槍造成的誤差
槍械的精度包括射擊準(zhǔn)確度和射擊密集度兩方面,因此槍械的精度試驗(yàn)包括射擊準(zhǔn)確度試驗(yàn)和射擊密集度試驗(yàn),其中最重要的是射擊密集度試驗(yàn)。因?yàn)樯鋼魷?zhǔn)確度可以通過射擊矯正進(jìn)行調(diào)整,而射擊密集度則不能。
在進(jìn)行槍械精度試驗(yàn)以前,通常需要進(jìn)行基礎(chǔ)射擊試驗(yàn),收集槍械的基礎(chǔ)動(dòng)態(tài)參數(shù)。如對(duì)彈頭初速等進(jìn)行測(cè)試,得到槍械的基礎(chǔ)初速變化情況;對(duì)自動(dòng)槍械來說,還需要測(cè)試槍機(jī)在完成自動(dòng)循環(huán)過程中的典型運(yùn)動(dòng)情況,如槍機(jī)在后坐開始、后坐到位、復(fù)進(jìn)開始和復(fù)進(jìn)到位等關(guān)鍵時(shí)刻的速度等;此外,根據(jù)技術(shù)指標(biāo)不同,可能還需要測(cè)試槍械的噪聲、膛口火焰、膛口煙等情況。如果槍械配套有消聲器,還需要測(cè)試消聲器的降噪、消煙和消焰效果。
使用自由后坐臺(tái)對(duì)手槍射擊不同彈種時(shí)的精度進(jìn)行測(cè)試
精度試驗(yàn)開始后,需要由經(jīng)過培訓(xùn)的射手根據(jù)試驗(yàn)流程嚴(yán)格進(jìn)行。首先進(jìn)行校槍,即對(duì)槍械的平均彈著點(diǎn)進(jìn)行射擊矯正。校槍完畢后,則會(huì)根據(jù)槍種的不同進(jìn)行不同的精度試驗(yàn),此時(shí)試驗(yàn)主要關(guān)注的是射擊密集度,即彈著點(diǎn)的密集程度。一般來說,手槍由于多為半自動(dòng)方式,因此只需檢查半自動(dòng)射擊時(shí)的射擊密集度即可;而沖鋒槍、步槍、機(jī)槍等除了檢查半自動(dòng)射擊時(shí)的射擊密集度外,還需要檢查點(diǎn)射時(shí)的射擊密集度。尤其設(shè)計(jì)有腳架的機(jī)槍,如果其有高射要求,還需要進(jìn)行高射的精度檢查。此外根據(jù)情況,機(jī)槍還可能需要進(jìn)行不同地形條件下的精度試驗(yàn),因?yàn)闄C(jī)槍主要依靠腳架進(jìn)行穩(wěn)定,而不同地形條件對(duì)機(jī)槍腳架的穩(wěn)定性有不同的影響。例如普通的土地,機(jī)槍在射擊幾發(fā)彈后腳架可能會(huì)陷進(jìn)土里,此時(shí)對(duì)精度是有利的;而水泥地或者硬質(zhì)的石頭地形則會(huì)對(duì)精度產(chǎn)生不利影響。
正常彈孔(紅框)和橫彈孔(藍(lán)框)的對(duì)比,當(dāng)橫彈孔的數(shù)量超過規(guī)定指標(biāo)后,則判定槍械超出壽命
槍械射擊明膠測(cè)試結(jié)果
壽命試驗(yàn)主要考核槍械的實(shí)際射擊壽命是否符合技術(shù)指標(biāo)的要求,根據(jù)環(huán)境不同又可以分為常溫壽命試驗(yàn)、低溫壽命試驗(yàn)和高溫壽命試驗(yàn)。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)需要根據(jù)試驗(yàn)流程射擊規(guī)定的槍彈數(shù),并在射擊規(guī)定的彈數(shù)間隔期間對(duì)槍械進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),一旦出現(xiàn)預(yù)先規(guī)定的超出壽命的狀況,則可判定槍械到達(dá)壽命。不過在實(shí)際操作過程中,不可能經(jīng)常檢查槍械是否超出壽命,因此通常采取的方法是根據(jù)技術(shù)指標(biāo)射擊規(guī)定彈數(shù),而后進(jìn)行檢查。例如某型槍械的壽命指標(biāo)為1萬發(fā),則只需要檢查在射擊1萬發(fā)彈后的情況,如果該槍沒有出現(xiàn)超出壽命的狀況,則判定該槍壽命指標(biāo)合格。換句話說,壽命指標(biāo)并不是槍械的實(shí)際壽命,某型槍械能通過1萬發(fā)的壽命試驗(yàn),只是說該槍械在按照規(guī)程射擊1萬發(fā)彈后沒有超出壽命的狀況,其實(shí)際壽命實(shí)際上大于1萬發(fā)。
判斷槍械超過壽命的主要指標(biāo)有初速、密集度、橢圓彈孔或橫彈孔以及零部件強(qiáng)度和故障等。從這些指標(biāo)中我們可以看出,初速、密集度、橢圓彈孔或橫彈孔等主要針對(duì)的是槍管壽命。大部分槍械在壽命期間由于膛線狀態(tài)較好,能夠很好地封閉彈頭與槍管之間的縫隙,并且膛線對(duì)彈頭的旋轉(zhuǎn)效果較好,從而使彈頭的初速比較穩(wěn)定,并且彈頭在飛行過程中的陀螺穩(wěn)定較好,從而保證在命中靶標(biāo)時(shí)彈孔基本上為圓形,且密集度較好。而隨著槍械射擊彈數(shù)的增加,槍管的膛線逐漸磨損,不僅無法較好地封閉彈頭與槍管之間的縫隙,導(dǎo)致漏氣,進(jìn)而引起初速下降;而且也無法穩(wěn)定地約束彈頭使其旋轉(zhuǎn),因此彈頭在出膛口后的飛行狀態(tài)便極不穩(wěn)定,產(chǎn)生一定歪斜和偏移,從而導(dǎo)致命中靶標(biāo)時(shí)出現(xiàn)橢圓彈孔甚至橫彈孔,并且密集度也會(huì)下降。因此將初速、密集度、橢圓彈孔或橫彈孔等作為槍管壽命指標(biāo)是非常科學(xué)的。
故障率主要針對(duì)槍械主要零部件。既然槍械是一種典型的特種機(jī)械,則槍械的零部件在工作過程中會(huì)像傳統(tǒng)機(jī)械零部件一樣產(chǎn)生磨損、疲勞甚至損壞,當(dāng)出現(xiàn)了不被允許的故障或允許出現(xiàn)的故障超過一定次數(shù)后,則可以認(rèn)定槍械超出壽命。例如一款槍械在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)抽殼鉤斷裂的故障,則可以判定槍械超出壽命。
槍械的主要作用是發(fā)射彈頭對(duì)目標(biāo)產(chǎn)生毀壞和殺傷,因此任何槍械都需要進(jìn)行威力試驗(yàn),目前使用模擬靶標(biāo)進(jìn)行的威力試驗(yàn)主要有以下幾種。
明膠和肥皂試驗(yàn):彈頭進(jìn)入人體后,會(huì)在人體內(nèi)形成一個(gè)空腔,對(duì)人體造成傷害。為了測(cè)試彈頭擊中目標(biāo)后的空腔,往往采用射擊明膠或者肥皂的方式來判定空腔的大小,因?yàn)槊髂z或肥皂等物質(zhì)與人體的肌肉比較接近。其中,明膠由于具有一定彈性和透明度,可以采用高速攝影機(jī)拍下彈頭擊中明膠后的全過程;而肥皂基本沒有彈性,可以較好地反映瞬時(shí)空腔的情況,試驗(yàn)時(shí)只需在射擊后切割開肥皂即可看到空腔。此外,為了盡可能地模擬現(xiàn)實(shí)生物目標(biāo),近些年國(guó)外出現(xiàn)了帶有模擬骨骼的明膠靶標(biāo)。
射擊后的肥皂,可以看出彈頭命中后的瞬時(shí)空腔
松木板試驗(yàn):經(jīng)過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),如果彈頭能夠穿透25.4mm(1英寸)厚的松木板,則該彈頭能夠?qū)τ猩繕?biāo)產(chǎn)生殺傷,再加上松木板易于獲得,因此25.4mm厚的松木板也是國(guó)內(nèi)外進(jìn)行威力試驗(yàn)時(shí)廣泛使用的靶標(biāo)。
此外,如果槍械在指標(biāo)制定階段規(guī)定需要在某個(gè)距離上能夠穿透規(guī)定厚度的鋼板,則在威力測(cè)試中還要針對(duì)特定的指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。
對(duì)于槍械來說,環(huán)境試驗(yàn)一般是所有試驗(yàn)和測(cè)試中耗時(shí)最長(zhǎng)、項(xiàng)目最多的試驗(yàn)。環(huán)境試驗(yàn)的主要目的是通過測(cè)試驗(yàn)證被試槍械可以在嚴(yán)寒(低溫)、高溫、風(fēng)沙、雨水、揚(yáng)塵和泅渡等環(huán)境下能否正常操作使用。這樣做的主要原因是我國(guó)幅員遼闊,各種環(huán)境都有,而且作戰(zhàn)時(shí)各種條件復(fù)雜,必須要求槍械的可靠性非常高,這就需要在測(cè)試時(shí)將槍械逼到極致。相比之下,一些用于外貿(mào)出口或者國(guó)外的民用槍由于使用條件沒有這么惡劣,要求便比較低。
低溫環(huán)境測(cè)試中的步槍
沙塵環(huán)境試驗(yàn)中的格洛克手槍
槍械在試驗(yàn)和測(cè)試時(shí)主要進(jìn)行的環(huán)境模擬試驗(yàn)包括高溫、低溫、揚(yáng)塵、淋雨、沙塵、鹽霧和浸河水等。
操作方便性試驗(yàn)主要考核槍械在操作方面是否方便,即是否具有較好的操作人機(jī)工效性,如典型的操作方便性試驗(yàn)項(xiàng)目有槍械的不完全分解和結(jié)合、更換供彈具、裝卸附件(瞄準(zhǔn)鏡、刺刀)、變換快慢機(jī)等。機(jī)槍等使用腳架的武器還需要考核腳架的展開、調(diào)節(jié)與收起等內(nèi)容。
安全性試驗(yàn)是保證槍械在使用過程中不發(fā)生威脅射手安全問題的重要手段,不管是軍警槍械還是民用槍械都必須在試驗(yàn)和測(cè)試中全面檢查槍械的安全性。
典型的安全性試驗(yàn)有錯(cuò)裝漏裝試驗(yàn)、保險(xiǎn)安全試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)等。其中錯(cuò)裝漏裝試驗(yàn)主要檢查槍械零部件出現(xiàn)錯(cuò)誤裝填(如前后顛倒、左右顛倒),或部分零件遺漏(并未安裝到槍械中)時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)危及射手的情況。一般來說,槍械在設(shè)計(jì)時(shí)就要專門考慮錯(cuò)裝漏裝的問題,即使做不到從設(shè)計(jì)上避免錯(cuò)裝漏裝(如某個(gè)零件只能從一個(gè)方向安裝,便不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裝的問題),至少也要保證錯(cuò)裝漏裝后槍械無法擊發(fā)。
保險(xiǎn)安全試驗(yàn)是檢查槍械是否有完備的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)以及保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是否起作用。以92式9mm手槍的手動(dòng)保險(xiǎn)為例,當(dāng)處于保險(xiǎn)狀態(tài)時(shí),套筒無法拉動(dòng),扳機(jī)無法扣動(dòng),擊錘無法壓下,自然也無法完成上膛和擊發(fā)動(dòng)作,說明保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)確實(shí)起作用。
跌落試驗(yàn)中走火的西格-紹爾P320手槍
跌落試驗(yàn)是目前各種槍械都會(huì)進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn),主要檢查槍械是否會(huì)在遇到外力撞擊時(shí)發(fā)生走火,模擬的是使用者不慎將槍械掉落或者在作戰(zhàn)中槍械與其他物體發(fā)生碰撞的情況。一般操作方法是在保險(xiǎn)打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)下,將膛內(nèi)裝有帶底火彈殼的槍械從預(yù)定高度自然落到地面上,而后檢查彈殼,若底火沒有被擊發(fā),則說明槍械具有較好的跌落安全性。此外,跌落試驗(yàn)要進(jìn)行多次,讓槍械的前、后、左、右等不同位置落地,這樣做是為了盡可能模擬較多碰撞情況。
上述所有試驗(yàn)和測(cè)試完成后,槍械便需要進(jìn)行用戶使用試驗(yàn)和測(cè)試,參加測(cè)試的主要有典型軍警部門的用戶、民間射手等。試驗(yàn)?zāi)康氖菑挠脩舻牡湫褪褂铆h(huán)境和使用方式對(duì)槍械進(jìn)一步測(cè)試,既使得槍械比較適應(yīng)典型用戶的使用環(huán)境,又可以進(jìn)一步暴露槍械在實(shí)際使用過程中的問題,從而進(jìn)行改進(jìn)。
以國(guó)外為例,通常許多槍械企業(yè)都會(huì)有自己的內(nèi)部射擊隊(duì),像西格-紹爾公司甚至有自己的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。這些內(nèi)部射擊隊(duì)的射手和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教官具有比較豐富的射擊經(jīng)驗(yàn),有的可能是退役的軍警射手,他們除經(jīng)常代表公司參加各種射擊比賽或者在培訓(xùn)中執(zhí)教外,還擔(dān)負(fù)著為槍械設(shè)計(jì)提供試用意見的重任,有的射手甚至從槍械設(shè)計(jì)伊始便參與其中。這些射手的參與使得槍械從設(shè)計(jì)開始便考慮到了用戶體驗(yàn)因素。
在槍械較為成熟之后,槍械企業(yè)一般會(huì)組織活動(dòng)邀請(qǐng)軍警單位或民間射手對(duì)槍械進(jìn)行測(cè)試。如果是將要定型裝備部隊(duì)的槍械,還會(huì)由軍隊(duì)組織在典型的部隊(duì)代表中試裝,以收集反饋意見對(duì)槍械進(jìn)一步改進(jìn)。
總而言之,槍械的試驗(yàn)和測(cè)試是非常專業(yè)的系統(tǒng)性工程,其中的項(xiàng)目則是一代又一代兵器試驗(yàn)人員根據(jù)槍械指標(biāo)要求、槍械使用環(huán)境、槍械典型作戰(zhàn)形式等綜合各種學(xué)科知識(shí)而發(fā)展得到的,是典型的跨學(xué)科、多領(lǐng)域工程,其不僅起著檢驗(yàn)槍械是否滿足指標(biāo)要求的作用,還起著在試驗(yàn)階段盡量暴露槍械問題以便進(jìn)一步改進(jìn)的作用。
2019年,美軍對(duì)M110A1 SDMR班組精確射手步槍進(jìn)行部隊(duì)試用測(cè)試