不同的枪管长度,会影响枪口初速和操控性等等方面。
本文为《步枪射手(RifleShooter)》杂志发表的枪械理论文章,作者CraigBoddington,本人翻译给大家分享。声明:本文是目前最新最权威的枪管长度方面的论文,考虑到作者举例都是狩猎枪械,讨论枪管长度都较长,与军用枪械有较大差异,仅供大家研究参考。
在笔者从海军陆战队退役的几年前,总部提出一项倡议,要求用M4卡宾枪批量取代M16A2步枪,这意味着将M16A2步枪的20英寸(508mm)枪管缩短到14.5英寸(368mm)。当时,笔者是海军陆战队远征部队的作战参谋(OperationsOfficer),所以这实际上与笔者无关,但笔者感觉这简直就是发疯了。枪管缩短之后,带来了明显的初速损失,从而降低了弹丸动能和有效射程,这令笔者感到担忧。
需要说的是,当时还处于海军陆战队的轻武器黑暗时代,尚未完全接受光学瞄准镜,笔者担心M4卡宾枪短得多的瞄准基线(照门到准星的距离)会影响实战中的射击精度。笔者做了很多研究并写了一篇论文,虽然它可能没有什么人读过。最后,海军陆战队的步枪手保留了M16A2步枪。
除非您要参加狩猎步枪的“复古”训练,或是参加需要使用机械瞄准具的射击比赛,否则,在现在这个光学瞄准镜的世界,通过更长枪管来提高瞄准基线长度并不重要。因此,选择理想的枪管长度主要取决于枪口初速(这会影响弹道和弹丸动能)、操作特性和使用便捷性。同时还必须考虑枪机长度和使用目的。
1934年以来,长枪管被定义为长度至少16英寸(406mm)。但并非绝对,笔者认为今天所说的短枪管是20英寸(508mm)或更短,标准枪管长度介于21~24英寸(533~610mm)之间,长枪管的长度应超过24英寸(610mm),如今长度超过26英寸(660mm)的枪管并不常见了。
长枪管曾经是重要的流行趋势,笔者有一支30英寸(762mm)长枪管的Sharps .50-90猎枪,这种19世纪大型单发猎枪在当时并不少见。大获成功的韦斯特利·理查兹(Westley Richards).318和.425韦斯特利·理查兹步枪,都装有28英寸(711mm)长的标准枪管。当然,也有相反的例子,1934年之前温彻斯特(Winchester)推出的Trapper卡宾枪配备了14英寸(356mm)和15英寸(381mm)长的枪管。
另外,个人的品味对选择多长的枪管也有很重要的影响,因此无法建议枪管的“最佳长度”,但让我们来对枪管长度的作用有所了解。
首先,枪口初速。更长的枪管产生更高的枪口初速,因为发射药的燃烧更加完全。但是,超长枪管的增速效果会下降,具体取决于弹药口径和发射药。通常来说,可以推测缩短1英寸(25.4mm)长的枪管,初速会下降6.1~7.62米/秒,这个数值是从大约23英寸(584mm)的平均长度枪管计算出的近似值。
撰写本文时,笔者发射现代最长的枪管是26英寸(660mm)。笔者可以拿这根26英寸枪管,用测速仪测定初速,然后每一英寸锯短,来记录初速的损失,但笔者实在舍不得这样就毁了一根很好的枪管。
附录:尽管本文作者CraigBoddington舍不得这样做,但另一位作者BillMarr就比他疯狂得多。他将自己精度出色的雷明顿700步枪,安装在AICS底盘上,枪管长度为24.25英寸(616mm)。他以一英寸(25.4mm)为单位,逐步锯短枪管,每次锯短一次枪管都要测量初速和子弹散布情况。最终枪管长度从24.25英寸变成了16.25英寸,本人在2018年3月13日《暴力实验:疯狂作家锯枪管寻求最佳猎枪配置方案》介绍过这次破坏性实验,有兴趣的朋友可以看一下。
同样,弹药设计同样重要。短而粗的弹药比长而细的弹药增速效率更高,这让它们更容易在较短的枪管中产生更高的初速。.308温彻斯特(7.62×51mm,左)就比.30-06(7.62×63mm,右)更有效率,6.5克里德莫尔就比6.5×55mm更有效率,短粗药筒就比马格南带式药筒效率更高。
短粗的弹药由于这个关系,可以在较短的枪管中达到全速。从左至右分别为:.308温彻斯特、.30-06、.375鲁格、.375H&H。可以看出药筒的形状差异,右侧的.375H&H弹药就是典型的马格南带式药筒,药筒底部靠近抽壳钩的部分有带状突起。
相对于药筒形状,药筒的直径也很重要。超大的药筒直径意味着您沿着一根很细的管子燃烧太多的发射药,这必然需要较长的时间燃烧所有的发射药。笔者是.264温彻斯特马格南弹药的最后一批粉丝,这种弹药与7mmShootingTimesWesterner、7mmRem.UltraMag一样,具有超量发射药,这就需要更长的枪管让发射药充分燃烧。从左至右分别为:6.5克里德莫尔、.264温彻斯特马格南、.26Nosler。
笔者的.264温彻斯特马格南口径的猎枪,拥有26英寸的枪管,这样才能发挥弹药的理想威力。同样,笔者在狩猎驯鹿时会用一支6.5-300Weatherby口径的WeatherbyAccuMark步枪,这种6.5mm弹药初速非常快,同样需要较长的枪管。作者并没有给出这支步枪的照片,本人搜索到6.5-300Weatherby口径的猎枪,可以感受一下枪管的长度。
不同发射药的燃烧速度差异很大,在理想条件中,推进剂燃烧释放出火药燃气,推动弹丸加速,直到枪管的尽头。此时,所有发射药恰好燃烧完毕,弹丸以最大初速射出。但是,这样的情况如何才能发生?
由于枪管内部光滑度和内部尺寸的差异,类似口径和药筒容积的看似相同的枪管,产生的弹丸初速差异很大,因此就有“快速枪管(FastBarrels)”和“低速枪管(SlowBarrels)”之间的区别。
由于不同形状的药筒增速效率不同,因此短粗的弹药比细长的弹药达到某一初速时,所需的枪管较短。.300温彻斯特短马格南比.300温彻斯特马格南枪管要短0.5英寸(12.7mm),要比.300韦瑟比马格南枪管要短0.75英寸(19mm)。而发射短粗弹药的枪管会用更多的膛线和较小的弹膛空间,不过这方面不在本文讨论的范畴。从左至右:.300温彻斯特短马格南,.300温彻斯特马格南,.300韦瑟比马格南,.300RUM,.300Jarrett,这些是“快速.30”弹药中的五种代表型号,.300温彻斯特马格南虽然不是初速最高,性能最好的,却是最普遍的弹药型号。
大多数弹药厂的弹道枪都使用24英寸(610mm)长的枪管,因此您的步枪如果是22英寸(559mm)长的枪管,初速可能就达不到包装上的数据。不用担心,大多数非马格南弹药在22英寸长的枪管上都可以使用,大多数马格南弹药都适合24英寸长的枪管,当然使用26英寸(660mm)长的枪管可能会表现更好。但是,猎物或靶子能识别这30.5米/秒的初速差距?
图中的两支步枪枪管长度都是22英寸,但是单发步枪(上)的总长比栓动步枪(下)要短得多,这是因为栓动步枪需要有枪机前后运行的长度。同样,这意味着单发步枪可以配备更长的枪管,而总长与栓动步枪一样。
枪管每短1英寸初速都会有所损失,不过枪管长度超过22英寸时,每减少1英寸损失的初速,比22英寸以内损失的初速要更明显。笔者妻子有一支华丽的达科它(Dakota)步枪,口径7mm-08,枪管长度21英寸(533mm),相对于22英寸枪管的初速损失就很小。只要你知道枪口初速,知道发射弹药的弹道系数,就可以知道弹道曲线。
更长的枪管并不会让射击精度更高,如果枪管长度与射击精度有关系,其结果恰恰与大家想象的相反。较短、较硬(刚度较高)的枪管往往会更一致地振动,平均而言可能会更准确。但是,枪管和垫层的质量更为重要,不过这并非本文要讨论的范畴。