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杰出的高射速武器

2000-06-13

轻兵器 2000年7期
关键词:射速枪弹机枪

▲理查德·乔丹·加特林

自理查德·乔丹·加特林从1862年研制出他的第一种型式的机枪,尤其是1890年研制出第一挺用电动机驱动的10管机枪以来,加特林机枪经历了一个多世纪风风雨雨的战斗洗礼。现在加特林机枪转管原理的应用已遍及世界,利用其原理的武器也已形成系列,口径包括5.56mm、7.62mm、12.7mm、20mm、23mm、30mm等,射速可达12000发/分,不仅应用于地面武器,更多地用到航空机枪和航炮上。在今后很长一段时期内,加特林原理机枪仍将在空中、海上和地面作战中发挥重要的、无可替代的作用。

加特林机枪坎坷的前半生

加特林机枪坎坷的前半生加特林1818年9月12日出生于美国北卡罗来纳州的赫特福特,他的父亲年轻时就发明过一些植棉工具。加特林从小跟着父亲打杂、帮忙,年轻时发明了一台插秧机,以后考入俄亥俄医学院并获得学位。人们总是称他为加特林医生,但据记载加特林从未行过医。从1861年加特林提出他的第一种型式的机枪方案并在第二年获得专利以后,他的后半生几乎都是和他的机枪一起度过的。到了19世纪末,加特林机枪就已经遍布世界,生产和装备加特林机枪的国家有英国、奥地利、德国、俄国、埃及、土耳其、日本及南美各国等。

图1第一种型式的加特林机枪结构,与以后型式的加特林机枪大不相同

从19世纪中期到19世纪末,正是开发高射速武器的盛行时期。加特林第一种型式的机枪,采用6管型式、0.58英寸(1英寸=25.4mm)口径,通过摇动曲柄、齿轮传动使机构工作,枪弹从弹仓中靠重力供弹。在Ⅰ型枪的基础上很快搞出了Ⅱ型枪,当时正值美国南北战争,加特林机枪在围攻彼得斯堡战役中第一次得到应用。后来经过多次改进,加特林机枪解决了漏气问题,枪的结构也进一步简化,口径有0.5英寸、0.58英寸及1英寸,枪有6管和10管的。1866年,美国陆军决定正式采用M1865加特林机枪,订购了0.5英寸和1英寸的各50挺,由柯尔特武器制造公司生产;使用的加特林1英寸枪弹是在费城法兰克福兵工厂生产的,这是一种从弹壳内部装底火的中心发火枪弹。1英寸加特林枪弹有独头弹和霰弹两种型式,其中独头弹全长98mm,弹壳长54.7mm,装药21.2g,弹头质量为227g。

图2装在轮架上的1英寸口径的6管M1865加特林机枪。该枪没有方向瞄准调节机构,以发射霰弹获得火力散布

美国南北战争结束以后,取消了武器禁运,加特林机枪开始向欧洲、南美许多国家出口,随之使用英国博克赛底火枪弹、俄国步枪弹等各种口径的加特林机枪相继问世。以后研制出的M1883加特林机枪,也有6管和10管的,仍采用手摇驱动,但取消了重力式弹仓供弹方式,采用詹姆斯·阿克洛斯发明的弹鼓供弹。旧中国金陵兵工厂曾在1884年仿制过M1883加特林机枪。1883年以后,加特林千方百计地改进他的老式机枪,发明了利用压缩空气和火药燃气驱动实现自动循环的转管机枪。在此基础上,1890年加特林利用一部电动机带动的10管M1883型加特林机枪获得成功。该枪是在枪身后面装了一个动力箱,内装电动机及其与枪身联接的齿轮等,射速达到1500发/分,这是最早出现的外能源式自动武器。到了1893年,加特林机枪已趋成熟,枪的口径有0.3英寸、0.42英寸、0.45英寸、0.5英寸、0.55英寸、0.58英寸、0.65英寸、0.75英寸、1英寸,枪管数量有5管、6管、10管,枪管长度有长管、短管,内膛有光膛、线膛,等等,品种繁多。这时电机驱动的加特林机枪的理论射速可以达到3000发/分。但是,电机驱动的加特林机枪的研究基本没有进展,仍然保留着手摇曲柄驱动的型式。美国陆军不再喜欢笨重、复杂的加特林机枪了。

图3M1865加特林机枪使用的1英寸加特林枪弹,有独头弹(左)和霰弹(右)两种型式

1911年,美国陆军宣布废弃加特林机枪。有意思的是,像加特林机枪这样,从第一挺机枪诞生到被弃用只经历了不到50年,而冷落了几十年以后,居然又“凤凰再生”,并再次叫响,这在军械史上空前未有。

战争需要加特林机枪

随着二战的结束,美国越发感到高射速航空武器的缺乏,为满足未来军用航空装备的需要,美国军械专家首先注意上了加特林机枪。当时使用的航空机枪,实际上都是经过改装的地面机枪。存在的主要问题是,在超音速飞机上,这些机枪在极短的时间内没有能力对目标予以充分的打击。在现代飞机上装备高射速、高可靠性的航空武器非常重要。因此,人们在努力探索提高航空机枪射速的途径。采用外部能源作为自动机的动力方式变得很明显。回溯枪械发展史,虽然也出现过不少高射速武器,如詹姆斯·帕克尔的手摇驱动转膛枪;比林赫斯特·雷科的0.5英寸25管排枪;范登堡·沃利的0.5英寸85管机枪,以及更多枪管组合的武器和转膛武器,但都不如加特林机枪优越,尤其是加特林机枪电动机驱动的枪管和发射机构可以说是最成功的。加特林机枪的主要特点是:用电动机驱动时可以达到惊人的射速,而且射速的高低在很大范围内可以很容易地控制。由于一挺机枪上使用多根枪管,几根枪管轮流发射枪弹,可使每根枪管获得更多的冷却时间,从而减轻了高温高压火药燃气对枪管的烧蚀,并且降低了由于温度过高枪弹自燃造成武器毁坏的可能性;外部能源可以采用电动机驱动或液压驱动,而且任何瞎火弹都可以自动排除,不会影响正常的射击。此外,加特林机枪还有一个明显的优点,全枪质量比同样枪管数量的联装枪小得多,因为加特林机枪不管有几根枪管都只有一个枪身,而联装枪每根枪管都要有一个枪身。

图4在轮架上的6管M1883加特林机枪。采用阿克洛斯弹鼓,手摇曲柄驱动自动机工作,另一手柄控制枪身的高低和方向。枪架的两边放弹药箱。小车轮可以快速拆装。

1945年,美国陆军军械研究与发展司令部的轻武器部门负责人科尔·斯图雷德对各种型式的机枪研究以后,明确地提出,现代航空自动武器最有可能采用的就是加特林机枪原理。为此,斯图雷德研究小组以此为基础,进一步开展以外能源驱动的加特林机枪作为航空武器的可行性研究。这项研究合同签给了普罗维登斯市的约翰逊自动机械工厂,由发明约翰逊半自动步枪及约翰逊轻机枪的科仑尼尔·约翰逊负责完成。这是一挺M18830.45英寸10管的加特林机枪,枪上装了一台电动机作为动力装置。在试验中发现,由于射速高,必须用强度更高的钢制作枪机。经过几次试验,用同步电机驱动发射,射速达到了5800发/分。1946年,科仑尼尔·约翰逊提出了他的研究报告,同时推荐将外部能源驱动的加特林武器系统原理应用到航炮上。

图5 1884年金陵兵工厂生产的M1883加特林机枪

(待续)任雨编译(编辑/王晓涛)

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