安全发射之关键：内能源枪械开闭锁机构漫谈（一）

李向东等

闭锁机构，是抛射类武器发射工作过程中，限制和辅助引导抛射体能量源能量释放方向的机构设计。枪械上的开闭锁机构，通常是在一定预留空间基础上，通过压力或角度变化，使枪机和支撑部（枪管、机匣等部位）牢固接合，待弹头飞离枪口，膛压降至安全临界值以下时，再使枪机和支撑部分离的机构。这是确保枪械射击安全的根本保证。无论是非自动枪械还是自动枪械，亦或内能源枪械还是外能源枪械，在设计过程中，设计师都会充分考虑如何让武器安全、牢固且便利地实现闭锁和开锁。

依据自动原理，枪械的开闭锁机构可分为自动开闭锁机构和手动开闭锁机构。其中，自动开闭锁机构被广泛应用于各类自动枪械和半自动枪械上，其突出优点是外力传导路径简单，通常只需推拉动作即可实现开锁和闭锁。但其内部机构相对复杂，枪机通常分为机头和枪机框两部分，并设置凸起和带有一定角度的引导槽，将纵向的力转化为倾斜方向的力，以实现开锁和闭锁。手动开闭锁机构被广泛应用于各类非自动枪械上，突出优点是机构简单，一体设计，便于生产加工和精细打磨，且预留缝隙公差小，因此常被高精度狙击步枪采用，但操作動作相对繁琐。

毛瑟Kar98k 步枪枪机部分特写。其采用旋转后拉式枪机，是刚性闭锁中枪机回转式闭锁在非自动步枪上的典型应用

SCAR步枪枪机组件（左）与BREN2步枪枪机组件（右）对比，注意其机头上的闭锁凸笋，这是枪机回转式闭锁机构的典型形态之一

依据枪机（机体）和支撑部的接合方式，枪械的闭锁机构可分为惯性闭锁和刚性闭锁。惯性闭锁是依靠枪机自身质量、材质强度和复进簧张力使枪机和枪管尾端贴合的闭锁方式，特点是闭而不锁，如同把门关上但不上锁，这种闭锁方式主要有枪机纵动式闭锁和延迟开锁式闭锁两种。刚性闭锁是枪机通过角度变换或零部件收张，与枪管或枪身内支撑部接合，仅靠单纯的后坐冲量无法将枪机和支撑部分离的闭锁方式。刚性闭锁的特点是开闭锁状态枪机呈现的形态不同，必须依靠非同轴线力作用到枪机上，通过角度或空间变化将力传导到机头上，实现枪机与支撑部的分离。刚性闭锁机构因零部件构成多，导致机构相对复杂，因此种类繁多，比较常见的有枪机回转闭锁、机头回转闭锁、枪管回转闭锁、卡铁起落式闭锁、卡铁摆动式闭锁、枪机偏转闭锁、枪管偏移闭锁等。

为什么要闭锁？

理论上，只要枪机质量足够大，就可以全部采用惯性闭锁，即靠枪机质量关闭弹膛，甚至不需要额外簧力加强。然而，随着武器轻量化设计要求，欲在枪管长度较短情况下提高弹头初速，就必须通过提高膛压来实现。通俗地说，就是弹头与膛线咬合更紧，提高火药燃气做功效率。这就导致火药燃气将弹头推入线膛直至飞出枪膛阻力更大，因此，火药燃气向后的力也变得更加强大。人的体能是有限的，如果把枪机质量加得足够大，枪机后坐时会超过人体的承受能力，显然是不合适的。因此，枪械设计人员发明了闭锁机构，枪弹发射时，使枪机与枪管尾端扣合，在膛压降至安全范围后才开锁，目的是在减轻枪械机构质量的同时保证射击安全。

惯性闭锁

惯性闭锁是指依靠枪机质量和复进簧张力关闭弹膛的闭锁机构，闭锁的主要能量来源是复进簧的张力，特征是闭而不锁。惯性闭锁可分为两类：枪膛与枪机完全不扣合的被称为枪机质量惯性闭锁，也被称为枪机纵动式闭锁，通常配合的自动方式为自由枪机式；枪机与枪膛有一定扣合，但在单纯的膛底压力下能完全实现开锁，称为延迟开锁式闭锁，配合的自动方式为半自由枪机式。

延迟开锁式闭锁机构中，比较典型的有楔闩延迟开锁式、滚柱延迟开锁式、闭锁杠杆延迟开锁式、气体延迟开锁式以及枪管回转延迟开锁式等几类。

枪机质量惯性闭锁

不完全分解时的司登冲锋枪。可见其自动机组件构造非常简单，依靠枪机质量和复进簧张力实现闭而不锁

PM手枪结构图。其枪管固定，复进簧套在枪管外，无延迟开锁机构，是枪机质量惯性闭锁在手枪上的典型应用

司登冲锋枪剖面结构图。其枪机上没有任何刚性闭锁装置

PPSh-41 冲锋枪局部剖视图。其没有刚性闭锁结构，也没有延迟开锁装置，是枪机质量惯性闭锁机构在冲锋枪上的典型应用

中国54式冲锋枪，是苏联PPS43冲锋枪的仿制品，采用枪机质量惯性闭锁

應用楔闩延迟开锁式闭锁机构的汤姆逊M1921逊冲锋枪

顾名思义，枪机质量惯性闭锁是发射时主要依靠枪机自身质量迟滞后坐的闭锁机构，可以理解为一个完全不上锁的重门。实际上，闭锁的力量除了来自枪机本身，还有很大一部分来自复进簧的张力。闭锁状态时，复进簧牢牢抵住枪机，使枪机前端紧贴枪管尾端，实现闭而不锁。发射后，由于弹头与被复进簧顶住的枪机存在巨大的惯性差，弹头向前极快加速运动，枪机向后较慢加速运动，因此弹头飞出枪口后，枪机向后运动的量还很小，而此时膛压已降得很低，由此保证了射击安全。

枪机质量惯性闭锁的优点是结构简单，便于加工，对生产工艺要求低。二战时，英国的司登冲锋枪就采用了枪机质量惯性闭锁机构，加上运用了成熟的冲压工艺，每支枪生产成本不到10英镑，因此能够在战争期间大量生产并列装部队，成为一代经典。英国的司登冲锋枪、苏联的PPSh-41 冲锋枪、PPS43 冲锋枪、PM 手枪，以色列的乌齐冲锋枪，美国的MAC-11 冲锋枪等都应用了枪机质量惯性闭锁机构。

枪机质量惯性闭锁的缺点也很明显，最突出的就是惯性承压小，无法发射膛压高、威力大的枪弹。如果发射大威力枪弹的枪械采用枪机质量惯性闭锁机构，只有两种办法，一是将弹膛对应两条阳线之间距离设置大于弹头直径（有利于泄压），以此减小膛压，这对射击精度和射程非常不利，显然不合适；二是将枪机质量或复进簧簧力设置得极大，但这样会加剧枪械质量，或超越人类臂力极限，不符合人体使用条件，也是不合适的。因此，枪机质量惯性闭锁机构多见于发射低威力弹的手枪、冲锋枪，在步机枪上几乎没有应用。

楔闩延迟开锁式闭锁机构

为了克服枪机质量惯性闭锁的缺陷，在简化闭锁机构、紧凑枪械尺寸的同时使枪械安全承受较高膛压，人们发明了延迟开锁式闭锁机构。楔闩延迟开锁式闭锁机构是其中比较特殊的一种。

闭锁状态时的汤姆逊M1928 冲锋枪。此时H 形楔闩位于机匣凹槽内

开锁状态时的M1928 汤姆逊冲锋枪。此时H 形楔闩位于枪机凹槽内

分解后的汤姆逊M1928 冲锋枪枪机，黄色零件为H 形楔闩。注意枪机和机匣上均设有凹槽，用来容纳和引导H 形楔闩运动

楔闩延迟开锁式闭锁机构最典型的应用是M1型号之前的汤姆逊冲锋枪， 包括M1921、M1928、M1928A1等（为简化结构，M1冲锋枪及其之后的型号取消延迟机构）。其枪机上有一个铜制的H 形楔闩，枪机和机匣上均有向后倾斜70°的凹槽，以容纳H 形楔闩。闭锁状态时，该楔闩下降卡入机匣的凹槽内，其作用是在发射瞬间通过不同角度的摩擦力转化为阻力来延迟枪机后坐。当膛压开始下降时，通过楔闩两侧的开锁突起与机匣上的开锁斜面相互作用使楔闩上升进入枪机凹槽，枪机开始向后运动。这个机构有效降低了射速，理论射速从1500发/ 分降到660 发/ 分，而且有效避免枪机过早抽壳的问题，能够保证弹头飞出枪膛后，膛压降到安全临界值以下才抽壳。但这种机构也有缺陷，一是延迟后坐块（H 形楔闩）与机匣内的凹槽摩擦系数较大，长时间使用会造成零部件磨损，连续射击后机匣处温度会非常高。二是拉枪机上膛时刚开始会有较大的阻力。

滚柱延迟开锁式闭锁机构

MP5A2冲锋枪

德国G3自动步枪

上图和下图分别为MP5 冲锋枪闭锁和开锁时枪机与枪管节套的状态

G3步枪枪机局部剖视图。枪弹后方竖起的金属圆柱体为滚柱，此时滚柱卡入枪管节套里的闭锁凹槽内，呈闭锁状态

HK P9S手枪，可见其枪机侧面的滚柱

相较于楔闩延迟开锁式闭锁机构，滚柱延迟开锁式闭锁机构的应用就相对广泛。这种闭锁机构结构简单、动作可靠，其核心零件是两个对称的滚柱。枪机复进到位时，枪机内的楔铁将两个滚柱向外撑开，使滚柱进入枪管尾部或枪管节套的闭锁槽中，实现闭锁。枪弹发射后，枪机在膛底压力作用下后坐，滚柱在闭锁槽的作用下被强制收拢进入枪机内的凹槽，实现开锁。这种闭锁机构具有空间利用好、对机匣结构强度要求较低、能充分降低机构死沉等明显优势。此外，两个对称的滚柱能充分抵消开锁瞬间枪机单方向的扭转力矩，对提高射击精度有很大的益处。滚柱延迟开锁式闭锁机构与楔闩延迟开锁式闭锁机构的共同点都是通过增大传速比从而增大转换质量，在发射瞬间，能够承受比复进簧张力大数十倍的压强，因此适用于发射膛压较高、威力较大的枪弹。这种闭锁机构在手枪、冲锋枪、步枪上均有使用，如德国HK 公司的P9 系列手枪、MP5冲锋枪、G3自动步枪均采用这种闭锁方式。

AAT-52通用机枪

G3步枪开锁示意图

FAMAS步枪

AAT-52 通用机枪开锁工作原理图：（a）击发瞬间，闭锁杠杆卡入机匣闭锁槽内；（b）枪机加速向后运动；（c）闭锁杠杆旋轉，脱离机匣闭锁槽

闭锁状态时的FAMAS步枪。其闭锁杠杆卡在机匣横销前，形成闭锁

正在开锁的FAMAS 步枪。注意其延迟杠杆顺时针旋转，越过机匣横销，形成解脱状态

MP5冲锋枪至今仍然活跃在世界的各个地方。其较高的射击精度不仅有赖于HK 公司精良的加工工艺，也与其采用的滚柱延迟开锁式闭锁机构有很大关系。当武器处于待击状态时，楔铁的闭锁斜面将两个滚柱向外挤开，使之卡入枪管节套的闭锁槽内，枪机锁住弹膛。枪弹击发后，在火药燃气的作用下，弹壳推动机头后退，迫使滚柱向内收拢。一旦滚柱完全脱离闭锁槽，枪机的两部分（机头和枪机框）就一起后坐，完成抽壳、抛壳等动作。

G3步枪位于枪机机头前段的闭锁楔铁两侧，各有一个闭锁滚柱，能够沿着闭锁楔铁前端的斜面横向移动。枪机复进即将到位时，闭锁楔铁继续向前，斜面将滚柱向外挤开，使滚柱进入枪管节套的闭锁凹槽内，形成闭锁。枪弹击发后，弹底压力直接向后作用到枪机上，当后坐力足以推动枪机时，闭锁楔铁后退，闭锁槽迫使滚柱沿斜面同时向内收拢，缩进机头内，实现开锁。

滚柱延迟开锁式闭锁机构的缺点：一是枪机质量大，为了避免过早开锁，枪机需要一定质量，否则会造成开锁过早伤及射手；二是人机工效较差，由于其本质上还是惯性闭锁机构，闭锁主要依靠滚柱阻力、枪机质量和复进簧张力，复进簧张力较大，击发瞬间弹底压力向后传导被削弱的较少，因此可感后坐力也较大；三是对滚柱的加工精度要求极高，若超出误差范围，枪械就无法正常工作；四是长时间使用后滚柱磨损严重，就不能牢牢卡入枪管节套的闭锁凹槽内，无法正常闭锁，需要及时更换，对维护保养要求高。

闭锁杠杆延迟开锁式

闭锁机构闭锁杠杆延迟开锁式闭锁机构应用较少，优点是能够承受较大的膛压，安全性好，缺点是机构复杂，细小零部件较多。典型应用是法国AAT-52 通用机枪和FAMAS 步枪。

AAT-52通用机枪是1950 年代研制的，其闭锁机构较为特殊，机头和枪机框之间，有可旋转的闭锁杠杆连接。闭锁杠杆由机头带动，其短臂端卡入机匣壁的闭锁槽内，长臂端则抵在质量较大的机体上，实现闭锁。枪弹击发后，火药燃气压力向后推动机头前端，但由于此时闭锁杠杆两端分别卡入闭锁槽和抵在机体上，机头无法向后运动，而是迫使闭锁杠杆转动，由此加速机体后坐。一旦闭锁杠杆离开闭锁槽，枪机便完成开锁。

FAMAS步枪的闭锁机构承袭于AAT-52通用机枪，左右两侧设有两个平行延迟杠杆，将枪机连接在枪机框上。枪机复进到位后，延迟杠杆上端顶在枪机框尾端，下端抵压在机匣横销前，形成闭锁。枪弹击发后，火药燃气压力作用在弹壳底部，使机头、延迟杠杆、枪机框闭锁端面紧紧地挤在一起，延迟杠杆不能转动，枪机框不能向后运动。火药燃气膨胀，压力激增，推动枪机框开始向后运动，使延迟杠杆向后旋转。由于延迟杠杆上臂长于下臂，延迟杠杆旋转时形成速度差，枪机框相对机头加速后坐，此时机头向后移动一小段距离。在延迟杠杆向后旋转过程中，机头运动受到迟滞；当延迟杠杆转动约45°时，越过机匣横销，完成开锁，枪机框带动机头一起迅速向后运动，完成抽壳、抛壳等动作。（待续）

编辑/魏开功