神秘的枪管

王洋+李宏飞+刘洪亮+赵奂强

枪管的构成

众所周知，枪管有线膛枪管和滑膛枪管之分，只有线膛枪管才有膛线。在枪械中，除了霰弹枪和一小部分特制枪械外，绝大多数都有膛线，因此，线膛枪管才是本节的重点。线膛枪管从后往前（从枪管尾端到枪口），依次分为弹膛、坡膛、线膛三部分。

弹膛

顾名思义，弹膛就是枪管内容放枪弹的部分，它的几何形状为多锥体，外形和枪弹类似，负责引导枪弹在弹膛内的定位。弹膛设计要利于抽壳，还要起到密闭气体和承受膛压的作用。对于转轮手枪或者转膛式武器来说，它们硕大的转轮就是弹膛。

一些枪械会在弹膛内刻上纵槽，使射击时的火药燃气沿着槽体流向弹壳外表面，起到减小抽壳阻力的作用，法国的FAMAS、德国的G3就采用了这种设计。而横槽或者是螺旋槽，则是让弹壳膨胀嵌入其中，以增大抽壳阻力的方式增大后坐阻力，起到降低射速的作用，我国的77式手枪就采用了这种设计。

归根结底，弹膛内壁刻槽既难以加工，又降低了弹膛强度，弊端较大，是一种迫不得已的手段。如今，弹膛内刻槽已经十分少见。

線膛

线膛则是枪管内膛中加工有完整膛线的部分。在火药燃气作用下，弹头被迫朝着枪口方向高速前进，同时又在螺旋状的膛线作用下被迫旋转，从而“边旋转边前进”。对这种“边转边走”的特性感到好奇的读者，可以仔细观察螺栓和螺母的配合——螺纹和膛线的本质都是螺旋线，它们的配合关系都是“边旋转边前进”。

线膛可以分为圆柱形线膛和圆锥形线膛。圆柱形线膛就是一根普通的圆柱，枪械中所有的线膛基本都是圆柱形线膛。而圆锥形线膛则是一头大一头小，弹膛部分较大、膛口（枪口）部分较小。采用这种线膛结构的枪管发射弹丸时，弹丸的初始章动角和速度偏角小、射击精度高，同时气密性好，但这种线膛发射弹丸的摩擦力很大，磨损严重，加工也较为困难。圆锥形线膛在火炮中曾有过采用，其成果就是锥膛炮。这种炮二战中的英国、德国都有过研究，其特点是穿甲效果好，精度高，但难生产、寿命低，最终还是被放弃了。

坡膛

坡膛是线膛和弹膛两者的过渡部，负责引导弹头的进一步对齐和嵌入膛线。从外观上看，膛线在坡膛部分起始，实现了“从无到有”。坡膛负责弹头的挤进过程，对射击精度、枪管寿命和内弹道性能影响很大，其重要性不言而喻。美国的坡膛多为圆柱+圆锥+台阶过渡的结构，而苏联的坡膛设计则尽可能采用单锥体。

此外，枪管口部还会有一个膛口部，也称作膛口弧形，现代的多加工为圆角或者倒角。它存在的意义在于，可以保护膛线口部不受到意外损伤——如果膛线膛口受到损伤，产生偏差，就会严重恶化精度，而通过加工膛口弧形，让膛线“缩”到枪管内一些，就可以减小损伤的概率。

无论是线膛、坡膛、弹膛还是膛口弧形，都必须严格保证同轴，即其轴线最好能完美重合，能一体加工、一体成型，这也是如今枪管制造的追求方向之一。如果不同轴，弹丸的运动过程就会像过山车一样上下左右偏移，导致运动阻力增大、精度变差。枪管寿命降低、弹头留膛等一系列问题。在转轮手枪上，由于转轮（弹膛）是活动的，它的定位精度远远比不上弹膛、坡膛、线膛一体的自动手枪，再加上气密性不佳，转轮手枪的弹头留膛问题至今都没能解决。

膛线

枪管线膛部分有几个专有名词，比如导程、缠距、缠度、缠角、左旋右旋、阴线阳线之类，它们字面意思相近，有的是同义词，有的则表达完全不同的意思，让人眼花缭乱。在此，笔者为大家用通俗的语言解释一下。

缠距，也叫导程，如果把膛线看作一种特殊螺纹的话，也可以勉强叫做螺距，是指膛线旋转一周，在枪管轴线方向（枪管尾端到枪口方向）上前进的距离。通俗一点说，就是膛线“转一圈走多远”。一般而言，缠距越大，枪弹的旋转就越弱。比如说，一根600毫米的枪管，如果缠距为300毫米，那么弹头飞出枪管就要旋转两圈，如果缠距为200毫米，就要转三圈。缠距较大，膛线就没有那么“陡”，弹头用来旋转的能量较小，初速就比较高，但转速不够，旋转稳定性就差，射击精度就会下降。缠距较小则反之。

此外，在西方国家，缠距也用比例来表示。比如SS109弹缠距为178毫米，正好是7英寸，由于弹头每前进7英寸转一圈，因此缠距表示为1：7，这种圈数：距离，单位不统一的做法十分奇怪，在国内也很少见。在国内一些文献中，这种1圈：7英寸的表示方法常被误写成1/7英寸，造成了很多误解。实际上，1/7英寸大概是0.36毫米，日常生活中常见螺丝的螺距都在1毫米以上，如果枪管的螺距只有0.36毫米，是根本不可能发射的。

缠度则是膛线导程和口径的比值。比如SS109弹，口径按照英制是0.223英寸，其缠度就为7英寸/0.223英寸，大约为31.4。而缠角则是膛线参数角度化的表示方法，定义为膛线上的任意一点的切线与枪管轴线的平行线的夹角。通俗理解，如果把膛线在纸面上展开，那么如图的这个角度α就是缠角，它符合公式α=arctanπd/L，其中L是缠距，而d是枪口直径，arc？ tan（反正切）则是一个反三角函数，高中数学就会学到。以5.56毫米步枪常见的7英寸缠距计算，其口径按照英制为0.223英寸，则其缠角为arctan 0.223×π/7，大约为5.71°。在计算缠角中，1：7的缠距表示方法，很容易让人误算为arctan 1/7，从而产生错误，这也是笔者不推荐这种缠距表示方法的原因。

众所周知，膛线分为阴线和阳线，两者交替相接构成膛线。阴线是直径比较大的部分，从外观上看是凹陷在内的，因此名为阴线。阳线直径较小，凸出在外，故名为阳线。枪弹弹头的最大直径往往和阴线直径相同或略小于阴线直径，因此，阴线很难磨损，而阳线要和弹头被甲相互作用，较容易受到磨损。一些电视剧里形容枪械老旧，多说“膛线都磨平了”，指的就是阳线磨损了。

膛线还有左旋和右旋之分，我国膛线大多为右旋，和日常生活中螺纹的旋向相同，其鉴别方法是以轴线方向作为竖直方向，旋向从左下到右上的为右旋，从左上到右下的为左旋。膛线的旋向只影响弹丸的偏向，右旋膛线导致弹丸右偏，左旋导致左偏。

膛线按照膛线展开线（缠角）的不同，分为等齐膛线、渐速膛线和混合膛线三种。

等齐膛线缠角不随缠度（缠距）变化，始终如一的膛线称为等齐膛线，这种膛线的展开线是一条直线，比较易于加工，是最常见的膛线。缺点是膛线缠角是一成不变的，这与弹头的受力规律（膛压变化规律）不符，因此等齐膛线往往在膛压最大的位置率先形成烧蚀、磨损，对寿命不利。

渐速膛线缠角随缠距的变化而变化，展开线也是一条曲线。这种膛线可以根据弹头的受力规律进行优化，让强度分配更合理，寿命更高，但加工也更为麻烦。

混合膛线前半部分是减速膛线，枪口部分则是等齐膛线。这种膛线吸取了两种膛线的优点，比等齐膛线更优越，比渐速膛线更好加工。实际上，枪械中基本上都是等齐膛线。

膛线还可以根据断面形状来区分，国内将其分为矩形、梯形、圆形、多弧形、多边弧形、弓形6种，实际生活中常见的往往只有矩形膛线和多边弧形膛线两种。矩形膛线的形状就是圆形+凸出的矩形，这是最常见的膛线，加工较为简单，成本低廉，但膛线存在直角，容易产生应力集中，对强度和寿命不利，闭气性也不好。

而多边弧形则是边角圆弧化的正多边形，多边弧形膛线则没有直角，强度、寿命更佳，加工难度提升不大，具有很好的理论优势，国外诸如格洛克手枪就采用了六边弧形膛线。目前，这种膛线在国内还没有大规模使用。

膛线的质量关乎到枪械（火炮）的精度和寿命，加工水平也一直是一个国家技术实力的体现。如今，许多枪械的膛线都用精锻的方法制造，但膛线的加工方法并不止这一种。

在加工膛线之前，枪管坯往往要进行深孔加工，变成一个壁厚很大的“钢管”，而后才能进行膛线加工。一般的，膛线加工有阴线拉削、冷挤压、电解加工、精锻几种常见方法。

拉削加工就如同雕刻，通过切除一部分材料来加工出膛线。这种做法的历史非常久远，早期的步枪膛线大多都是这样加工出来的。拉刀安装在拉线机上，转动拉线机并让拉线机沿着枪管轴线前进，就可以根据设定的导程加工出膛线。由于枪管的材料难以加工，因此要进行多次拉削、多次调节刀片的突出量，才能切出一条合格的膛线。可见，这种做法的加工效率很低，加工出的膛线也较为粗糙。但这种加工方式不像冷挤压和精锻一样，需要加工挤压头和芯棒，前期成本很低。因此，小批量生产时，这种加工方式仍然是比较划算的。

线膛冷挤压则和拉削不同，它不是切出膛线，而是硬挤出膛线。冷挤压所用的挤压头上，加工有和膛线相同的外轮廓，在挤压时，让枪管相对挤压头边旋转边前进，就可以挤出膛线来。这种加工方式最大的优点是不产生切削。众所周知，枪管所用钢材，往往是表面层热处理和表面处理的质量最好，而切削加工却把这层表面切掉了一部分，破坏了整体强度，而冷挤压则保留了表面层，因此枪管的寿命更高。但相应的，在枪管内表面硬挤出膛线较为困难，需要相应的润滑措施和更好的加工水平，尤其是挤压头的加工和制造水平。

电解加工则是利用金属阳极溶解的电化学原理来加工膛线。加工时，枪管接通直流电源的阳极，而具有特定外形和尺寸的芯棒接通阴极，两极之间保留很小的间隙。在一定的电流下，氯化钠（食盐）电解溶液从间隙中高速通过，与阴极对应的枪管内壁表面金属就会被不断电解并被电解液冲走，直到达到加工要求为止。这种加工方式大多用于大口径机枪的枪管加工，而小口径枪械上使用这种加工方法相对困难。这种方法加工效率高，加工工具寿命长，缺点是需要用到对环境和人体危害较大的特殊化学液体，加工车间看起来也比较“惊悚”。

以上这三种加工方式，在加工完枪管后都需要进行线膛修饰，也就是俗称的浇铅擦膛。把铅液浇入枪管后浇筑成铅条，再让铅条沿着阴阳线边旋转边向前运动，即可完成对枪管内壁的打磨。铅条上还混合有金刚砂和油类的混合剂，起到打磨作用。浇铅擦膛对工人和环境的损伤都非常大，而精锻就不需要这一步。

枪管精锻（冷锻）和冷挤压类似，不过膛线是“锤”出来的而不是挤出来的。加工时，将芯棒送入比芯棒略大的枪管内膛，让芯棒保持相对于枪管转动并前进，枪管外的锤头就会高速捶打枪管，迫使枪管内壁“印刷”出膛线。这种加工方法和冷挤压相同，不产生加工废料，材料利用率很高。除此之外，这种加工方式还有一个好处就是可以把一根“短租”的枪管，像擀面一样捶打成一根细长的枪管，金属更加致密，强度更高，寿命也更好。如今，这种加工方法已经成为最主流的枪管膛线加工方法。

需要指出的是，这四种加工方法对工业基础的要求依次递增，尤其是精锻加工。笔者曾经实地观摩过国内某厂的进口精锻机，从材料的夹取到成品的取出，全部由机械臂完成。精锻机内封装设计良好，无需人员进入和靠近，非常安全，工人只需要运输原料和成品即可，非常轻松。整个精锻机只有两间屋子大小，其加工质量，却比旁边比它大十几倍的老式精锻机还要好。当然，这种高度自动化的进口精锻机价格达到了千万元级别，如今，我国还无法自产相同水平的产品。

总结

枪管加工是一个国家基础加工和自动化能力的高度体现，技术门槛非常高，不仅国家之间相互保密，甚至是一个国家的不同枪械公司和厂家之间也相互提防。一些技术实力较差的国家，即使花高价也难以买到国外最新的产品，一般只能买到经过性能缩水处理的上一代产品，整个行业内的技术封锁非常严重。

在国外，高度自动化的精锻机的设计、制造、量产都集中到了一些一流枪厂中，诸如FN、斯太尔、西格这些枪械公司。在笔者看来，这是枪械整体实力的高体现——设计生产枪械的国家和企业很多，但能设计生产完备的枪械加工设备的国家却屈指可数，量产出现代精锻机这种高度自动化的设备更是难上加难。在今天，枪械的设计已经很难分出明显的高下，而加工却可以让枪械明显分出好坏。枪械，尤其是枪管的加工领域，我国还有很长的路要走。

下一节中，笔者将会解释一些让人感到似懂非懂的枪械特有名词，帮你分清半自动、单发、全自动、连发、照门、准星等熟悉又不熟悉的名词意义。[编辑/何懿]