轻武器设计的特点难点

□春　晓

轻武器的一般概念是指单兵个人和班组使用的武器，它包括各种枪械及其弹药，单兵近战武器，如榴弹发射器、手榴弹、枪榴弹、单兵反坦克火箭。通常也把公安、武警部队使用的非杀伤性武器划归到轻武器范围，如：麻醉枪/弹、催泪枪/弹、声光弹等。轻武器虽然比重武器相对简单，体积小，质量轻，但设计中与重武器相比有其固有的特点与难点。轻武器的特点是个“轻”字，由于“轻”给设计者带来许多难点。

难点之一：体积、质量与威力的矛盾

轻武器的要求是体积小、质量轻、威力大。体积小，划定了设计舞台，设计者只有在有限的空间进行设计造型，合理处理各机构之间的关系，以满足机构动作的可靠性；质量轻，这是轻武器更严格的要求，因为单兵负荷是有限的，士兵在行军作战中，除了携带武器弹药外，还要携带必要的防护与生存必需品。因此，要求单兵武器在保证使用威力的条件下，尽量减轻质量。但质量与威力又是相互矛盾和制约的，武器的质量轻，射击时后坐力相对就大，影响射击精度。设计师必须千方百计减轻武器质量，又要采取措施保证射击精度。减轻武器质量一般是设计合理的结构，保证零部件的强度，采用轻金属合金和工程塑料；此外，要尽量减少零部件数量，采用一件多用，一件多能的结构设计。要保证武器的威力，提高射击精度，对枪械来讲，从结构设计上要保证武器质心尽量靠近枪膛轴线，以减小运动部件到枪膛轴线的撞击力矩；设计合理的枪管内膛结构，减小各方面的误差。在弹药设计上要提高精度和威力也是很难的。要设计合理的装药结构，弹丸气动特性，合理匹配内外弹道参数。在榴弹和破甲弹的设计上也有很多技术难点，在弹的质量限定条件下，如何提高其威力。榴弹利用钢珠或预制破片来杀伤有生力量，因此要设计合理的结构，采用高能炸药，提高钢珠或小预制破片的飞行速度，增大杀伤能量；破甲弹提高破甲威力难度更大，在有限的空间内提高装药量，只有提高装药密度，设计合理的药型罩、炸高和弹形，提高弹体飞行稳定性，采用高瞬发度的引信等。这些设计参数的确定与获取，需要做大量的试验与计算，利用系统工程的理论分配各参数指标，设计师要付出艰辛的劳动与智慧。

轻武器设计师要处理好体积、质量与威力的矛盾并取得满意的结果，并非易事。

难点之二：可靠性设计

轻武器属于特种机械，由于它的使用特点与使用环境极其特殊，所以比一般机械有更高的可靠性要求。有人说：“武器是战士的第二生命”，这句话一点不假。战士在战场上的使命就是消灭敌人保存自己，如果武器在使用中发生故障，就可能贻误战机造成伤亡。小说“林海雪原”中的主人公杨子荣，在剿匪中由于冬天严寒，枪机结冰，发生了首发未打响故障，遭敌人立即反击命中而牺牲。这说明武器的可靠性多么重要，它关系到战士的生命。一般要求枪械故障率小于千分之二到千分之三，而且是可立即排除的故障，不允许出现危及射手安全的故障。因此，武器设计师要高度重视可靠性设计。武器要满足在高温(＋50℃)、低温(－45℃)环境下使用及常温条件下不同射角(平射、俯射、仰射)的使用，同时还要适应在风沙、淋雨、浸河水环境下使用。在武器设计中必须充分考虑这些不利因素对可靠性的影响，采取措施解决这些难题，如：合理设计运动件受力条件，零部件之间的运动间隙，藏污纳垢的沟槽，泥沙水的排除，供弹路线等等。这些都是武器设计中的难点，通过大量的设计计算与反复试验验证，最终才能满足可靠性要求。资料表明，以前国内外武器设计均需要5～7年的研制周期。目前由于科技进步和试制手段的先进，一支枪的研制周期可缩短到3～5年。美国的M16自动步枪、法国FAMAS自动步枪及奥地利的AUG自动步枪研制周期均在5～7年，但在扬尘与浸河水试验中均未过关，AUG自动步枪在低温下塑料枪托断裂，未达到可靠性要求。我国的56式冲锋枪和95式5.8mm自动步枪通过了各种环境下的试验考核，是目前世界枪械中可靠性较高的自动枪械。

难点之三：人机工效设计

轻武器要满足不同身材、不同使用习惯的要求，如左撇子、单眼瞄准、双眼瞄准、手臂长短等射手的要求；握持舒适性要求；保险位置、拉机柄的长短位置、扳机力的大小要适中等要求。射击时强调首发命中，以及具备良好的人机工效。以枪托型式为例，根据不同使用要求，有固定托、折叠托(又分上折叠、下折叠、侧折叠)、伸缩托，近些年来又出现了短托(也称无托)，如法国的FAMAS5.56mm枪族、中国的95式5.8mm枪族、奥地利AUG5.56mm枪族等，这些设计都是为了缩小武器的长度，又要满足人机工效的要求。轻武器的造型也是人机工效的难点，体积尺寸以及自动方式一旦确定，则外形基本成型，不可能有多余的造型空间。但是不同的使用者对武器外形的要求又不尽相同，也给设计提出了不少难题。

难点之四：多功能设计

随着科学技术的发展和现代战场的变化，要求轻武器的功能多样化，既能打点目标，又能打面目标，出现了枪挂式榴弹发射器和两个不同口径的枪管分别发射枪弹和榴弹的多功能步兵武器。既能白天作战，又能夜间作战，给设计者提出许多难题。由于功能多样化，使武器结构设计复杂，既要满足打点目标的精度，又要满足打面目标的威力。瞄准具既要有机械式的，又要有白光和微光式的，而且要限制体积和质量，这就需要设计者全面考虑、合理布局、权衡利弊，有所得有所失，但必须满足作战使用性能。

近几年国外正在研制21世纪的单兵武器综合作战系统，以单兵武器为平台，集信息系统、电子通讯系统、火控系统、防护系统于一体，给单兵武器多功能化提出更高的要求，实现光机电相结合，战场信息、测距、瞄准、射击一体化。目前，美国、法国、以色列已初步研制成功并进行了演示。这套系统的核心技术是小型化和减重技术。解决好武器的轻量化和多功能化的矛盾，给武器设计师提出更大的难题。◆

(编辑/魏开功)