作者@夢未合圍
提起蘇聯/俄羅斯的步槍,人人都知道大名鼎鼎的AK47。從AK47到AKM,從AKM到AK74、AK74M,再到如今的AK12,俄羅斯永遠是AK步槍世家。但是,如今的當家花旦——AK12步槍只是一款相對中庸、穩妥的設計,真正大膽、先進的方案,是本文的主角——「陪太子讀書」的A545步槍。
自卡拉什尼科夫研製出AK47起,AK步槍就一直是蘇聯/俄羅斯軍隊的制式武器。但這個世界上沒有完美的武器。作為AK步槍最大的裝備國,蘇聯/俄羅斯對AK步槍的優點和缺點,都了如指掌。無論是蘇聯還是俄羅斯,都曾研發過新步槍試圖來代替AK,這其中最接近成功的嘗試,就是上世紀的「阿巴甘」計劃。「阿巴甘」計劃搞出了一堆奇奇怪怪的槍,但是沒有一個能夠按照毛子們的設想,替代掉AK家族(AK74)。但是,「阿巴甘」計劃依然搞出了兩個極為出名的產品——AN94和AEK971步槍。AN94一度是很多人眼中的未來步槍,AEK971同樣是一款原理先進、獨特的產品。然而,這麼多年過去了,AN94已經徹底「涼了」,但是AEK971則在前兩天「重新出山」。幾年前的俄羅斯新一代步槍選型中,參加選型的步槍,除了有讓人耳目一新的AK12(老款)外,還有捷格佳廖夫工廠研發的A545自動步槍。然而,雖然AK12(老款)改變了AK,AK12(最終定型款)又改了回來,變成了「拉皮」版AK74,雖然成為了俄羅斯新一代制式步槍,但毫無新意可言。相比之下,由AKE971步槍演變而來的A545步槍,則讓人意外地,和AK12一道,被俄羅斯同時採用了——發射5.45×39mm槍彈的A545步槍,和發射7.62×39mm槍彈的A762步槍,分別獲得了6P67和6P68的正式編號,開始小範圍裝備俄羅斯精銳部隊。△ 真正裝備部隊的AK12,還是大撥片快慢機,左折槍託,改來改去又改回去了我們知道,一個國家同時裝備兩款性能、定位高度重合,結構、特性完全不同的槍,是很少見的行為。我們國家同時裝備了95式和03式,已經讓很多軍迷產生了陰謀論了。更別說俄羅斯同時裝備AK12和A545了,不過,話說回來,A545,還真的比AK12先進一丟丟,堪稱是俄羅斯最先進的現役突擊步槍。
AK系列步槍雖然在可靠性上取得了巨大的成功,但其連發射擊精度一直讓人詬病。其原因主要有三個:1.長活塞導氣自動原理。AK步槍採用了長活塞導氣原理,活塞和槍機框是一體的,整個自動機重量在500g以上。全自動射擊時槍機框來回運動,使整槍的重心變化幅度非常大,對射擊精度影響非常明顯。而且由於活塞和槍機框一體運動,活塞軸線與槍管軸線之間的距離必須設計的比較大。槍管外形是前細後粗,必須把活塞設計的足夠「高」,才能為活塞運動讓出必要的空間,這樣就會增大射擊時的翻轉力矩。2.過量導氣。過量導氣保證了AK的可靠性,使AK的自動機有足夠的能量去克服各種惡劣環境。但同時,過量的燃氣使整個自動機「狂飆」起來,槍機框後坐時總會又重又快的撞到機匣上,大大提升了可感後坐,嚴重影響連發精度。
△ 在高速攝影機下,AK系列的槍機框「蹦蹦跳跳」,到了放飛自我的境界
3.槍機框引導長度較短。AK的槍機框雖然看上去很長,但與機匣上的槍機框導軌的配合部分卻很短,而且前部活塞與活塞筒的配合也非常鬆散。較短的引導長度使整個自動機在運動時「放飛自我」,很不平穩。面對這些問題,其他國家往往會採用一些針對性的改進,例如我國的81式自動步槍,改用短活塞導氣原理、減小導氣量、增加槍機框引導長度,取得了非常不錯的效果。但蘇聯的設計師們卻另闢蹊徑,開發出了「平衡自動」原理。其核心思想很簡單,在步槍上反向安裝一套「假槍機框」,來抵消「真槍機框」帶來的一切影響射擊精度的因素。AEK971/A545,正是採用了這一個獨特的原理。
要將平衡自動原理從理論落實到實踐上,就要設計出一套「假槍機框」,我們一般稱之為配重活塞。配重活塞與槍機框同時被導氣孔導出的燃氣推動,向相反的方向運動,中間靠協調齒輪來保持反向同步,這樣就能抵消掉一部分槍機框後坐帶來的影響,抵消掉部分後坐衝量。配重活塞也需要活塞筒對其進行引導,整個自動機的引導長度變相加長了,而且協調齒輪不僅可以使配重活塞和槍機框保持反向同步,還能抑制整個自動機運動過程中的振動,使全自動射擊精度大幅度提升,真正發揮小口徑槍彈的優勢。在1965年,平衡自動原理提出後,採用這一原理的步槍參加了數次步槍選型。70年代,蘇聯小口徑步槍選型中,依然是卡拉什尼科夫設計的AK74成為制式武器;80年代,著名的「阿巴甘計劃」似乎掀起了新潮,但最終獲勝的是採用高速兩發點射的AN94;而最近的俄羅斯步槍選型中,新瓶裝舊酒的AK12成為了最大贏家。平衡自動步槍真可謂是屢戰屢敗,屢敗屢戰。在這幾十年的發展中,誕生了很多平衡自動原理的步槍,從結構上來看可以大致分為三類。1.槍管作為配平活塞。這種設計不需要單獨的配平活塞,協調齒輪安裝在活塞杆下方、槍管上方,活塞受到燃氣衝擊後坐的同時,槍管也受到燃氣的衝擊反向運動。代表步槍為維克多·卡拉什尼科夫(米哈伊爾·卡拉什尼科夫的兒子)設計的AKB步槍。但在槍管開始向前運動時,子彈還未出膛,向前運動的槍管會對單發精度有嚴重影響,活塞向後運動的相對速度更大,帶來的翻轉力矩有增無減,因此這一方案很快就在歷史洪流的推進下被水淹沒不知所措。 △ AKB-1步槍,注意拉動拉機柄時,導氣箍(和槍管一體)在移動2.配重活塞「搭」在槍機框上。這種方案回歸了傳統的自動平衡,協調齒輪在槍機框上方,槍機框和配重活塞上都有開孔來咬合齒輪。而且由於配重活塞主體是安裝在槍機框上方的,只是前端有一個向下的拐彎伸進導氣箍裡,留給配重的空間比較充足,整個配重活塞的質量可以設計的比較大,平衡效果更好。更重要的是,配重活塞配有單獨的復進簧。眾所周知,自動機在後坐時由於有火藥燃氣做功,能量是很充足的,但在復進時卻只能靠復進簧做功了,為配平活塞單獨設計一條復進簧一定程度上可以提升可靠性。採用這一原理的代表步槍,就是由尤裡·亞歷山德羅夫設計的AK-107(這裡的AK是亞歷山德羅夫和卡拉什尼科夫的縮寫)。但這種設計會導致配重活塞與槍機框不同軸,翻轉力矩抵消效果不好,而且由於配重活塞也有復進簧,再加上有協調齒輪的摩擦,上膛手感非常差。同時「雙復進簧」設計,也使機匣空間比較侷促,彈簧尺寸受到限制,壽命有所下降。以AK107為例,配重活塞的復進簧是安在正後方,但槍機框的復進簧卻被擠到了左邊,簧絲應力更大,復進簧導杆也比較細,推動槍機框復進時還會產生橫向的翻轉力矩。此外,整槍的分解也比較麻煩,小零件很多。3.槍機框「包住」配重活塞。這種方案是把槍機框活塞內部設計成中空的,配平活塞也是中空的,前部有一個實心的「蘑菇形」配重頭,整體是大筒包小筒的結構,槍機框和活塞的「筒壁」上也開有孔洞來咬合齒輪,配重活塞下方開有讓位槽,齒輪上部咬合配重活塞,下部通過讓位槽咬合槍機框。協調齒輪被包在自動機內部的,通過不可伸縮的復進簧導杆來定位。這種設計使配重活塞與槍機框活塞同軸,不完全分解時二者可以更方便的一體拆卸,整體結構更緊湊。這種設計的代表作是科沙諾夫設計的AEK971,後來進一步發展成了本文的主角--A545系列步槍。A545步槍採用5.45mm口徑,而同系列的A762採用7.62mm口徑,發射M43彈,兩者其他區別不大,下文統一用A545來代指這兩款相近的步槍。
如果說AK12是AK74的拉皮版,那麼A545對AEK971的拉皮顯然要更有誠意,畢竟AK12改來改去,最後用的還是已經在西方民用市場上銷售多年的成熟改進技術,整體結構突破不大。首先A545把AEK971的下機匣+機匣蓋結構改為了上下機匣結構。直接一步到位,使用上下機匣布局,比AK12的加固式機匣蓋要好不少。而且A545還是上機匣護木一體化設計,機匣頂端有連貫的皮卡汀尼導軌,護木側面也安裝了小段導軌。平常維護時,只需要先拆下封住機匣尾端的「機匣底蓋」,下機匣就可以繞著前方的銷釘向下旋轉打開,然後就可以從上機匣後端抽出整個自動機。A545還採用了雙面旋鈕式快慢機,快慢機有保險、單發、兩發點射、全自動4個檔位。快慢機之間的調節角度也很有特點。早期的A545,把保險、單發、兩發點射檔位之間的調節角度設計的比較小,畢竟現代步槍作戰模式依然是單發為主,點射為輔,把全自動檔位的調節行程設計的比較長也無可厚非,只要不因噎廢食完全取消全自動射擊能力就好。後期的A545把保險和單發間的調節角度設計的比較小,但把兩發點射和全自動檔位的調節行程設計的非常大,從保險調到單發只需要撥動快慢機轉動45°,調到兩發點射需要轉動近135°,調到到全自動模式要轉動180°。通常來講,擁有2/3發點射功能的扳機組結構往往比較複雜,小零件非常多,很多步槍都是傳統的單/連發模式,因為稍有經驗的射手可以很輕鬆的在全自動模式下打出2發或3發點射(M16A2/A4的3發點射機構比較簡陋,設計也不走心,再加上取消了全自動功能,所以差評不斷)。俄軍受當年AN94的高速兩連發影響比較大,在A545上也設置了個普通的2發點射機構。2發點射機構在現代步槍上比較少見,不過相比3發點射,2發點射遠距離更能保證命中率,因為距離稍微變遠,點射中的第3發基本很難上靶。而且一個步槍彈匣通常有30發彈,使用3發點射只能射擊10次,採用2發點射可以射擊15次,槍彈利用率更高。另一個重大改進就是把原來的缺口式照門改為了覘孔式照門。採用了上下機匣結構,瞄準基線自然可以延長,照門離眼睛更近了,也就只能改用覘孔式。早期的A545採用的是轉輪式覘孔,後期的A545為了照顧士兵使用習慣,把覘孔改為遊標平移式,與後期的AK12如出一轍。△ 後期的A545,快慢機有所改變,覘孔也換成了遊標平移式此外,A545採用了新型的輕量化摺疊槍託。這種槍託是伸縮式的,多檔可調,可以方便不同體型、不同著裝的人使用,槍託收起時全槍長760mm,完全展開時全槍長960mm。由於俄羅斯冬天天氣比較冷,金屬杆部分還加上了塑料墊片來防止凍臉。採用伸縮槍託後,就不必擔心槍託摺疊後擋住快慢機的問題。伸縮槍託在完全收起後,槍託底板還可以旋轉180°,完全與槍身融為一體,減少鉤掛。後期的A545也修改了槍託底板的形狀,取消了槍託底板下方向前延伸的「鉤子」,這樣可以在槍託展開時減少鉤掛。△ 這種槍託的A545十分罕見,筆者僅找到一張圖片A545還重新設計了槍口裝置,早期的A545把AK74 的兩室三孔槍口裝置改為了兩室兩孔型。在原來的三個洩氣孔基礎上,取消了左數第一個洩氣孔。針對AK74槍口裝置制退效果明顯但消焰效果差的缺點,早期的A545又在槍口裝置前室的兩側的方形開口後,設計了對稱分布的三對小孔,來提升消焰功能。不過筆者也見過A545裝備有兩排方形開口,或僅保留一對方形開口卻沒有任何洩氣口的槍口裝置。早期的A545護木是帶有防滑紋的,後期也出現了一種表面呈磨砂質感但設計了手指容納槽的護木,這種護木側面導軌的安裝位置要稍高一些。A545也配備了新型的淡綠色半透明聚合物彈匣,相比AK12的新彈匣可能有些缺乏誠意,但也足夠滿足使用要求,之前的AK74彈匣也都可以兼容。目前來看A545應該不具備空倉掛機功能,從現有的照片來看,A545沒有空掛解脫鈕,即使有空倉掛機功能也沒有什麼太大的意義。A545的快慢機、覘孔、槍託、護木都有新舊兩種樣式,槍口裝置則有三種,這些改進相互混搭,筆者也很難分清哪種是過渡型號。△ 新槍託,新覘孔,舊護木的A545,槍口裝置沒有最初的3對開孔△ 新槍託,新快慢機,舊覘孔,舊護木的A545,同樣取消了槍口裝置方形開口後的3對洩氣孔
毫無疑問,A545的平衡自動設計屬於另闢蹊徑,在槍械原理高度固化的今天,這種創新往往意味著更多的問題。首先是上下機匣加一體隨動拉機柄的問題。採用這種設計的步槍只能將拉機柄設計在上下機匣連接處,否則就只能採用分體式拉機柄。如此一來,拉機柄的位置就會偏低,如果拉機柄太靠前,伸到了彈匣前方,就會有打手的風險。我國的新步槍通過後移拉機柄,減小彈匣前端與護木的距離,加粗護木後端進行限位等多種方式,避免了拉機柄打手的問題。但A545很顯然沒能解決,從現有的射擊圖片來看,射手需要刻意去規避才能防止拉機柄打手,不得不說,這是A545在人機工效上的一個大問題。△ 射手有意識的收住手指,拋殼窗裡也噴出了不少煙。△ 加了手指容納槽的護木,一定程度上能避免拉機柄打手的問題由於平衡自動原理需要配套的配重活塞、協調齒輪、活塞筒等,重量必然大幅度增加。從理論上來講,配重活塞和槍機框質量相等時,平衡後坐的效果是最好的。但AK的槍機框普遍在500g左右,必須對槍機框進行減重,在槍機框上打孔(AK107),或者把活塞杆部分改為中空(AEK971)都是可行的,但效果不會有多理想,就算把槍機框重量降到M16/M4/AR15步槍——小口徑步槍中自動機最輕的水平(實際上根本不可能),那也是有320g,加上配重活塞重量超過600g,真實情況只可能更重,很可能會突破700g大關,再加上配套的協調齒輪和活塞筒……AEK971由於有很多減重措施,重量控制相對較好,空槍重3.3kg ,而沿用大量AK現有部件的AK107的空槍重量達到了驚人的3.8kg。更要命的是,這些部件一般會布置在槍的前半部分,會導致全槍重心偏前,頭重腳輕。A545由於安裝了皮卡汀尼導軌,採用上下機匣結構,為保證全槍重量不超標,不得不使用在全尺寸步槍上很少見的輕量化槍託。一些具有PDW性質的步槍為了更加緊湊,才採用這種剛度不高的輕量化槍託,如HK416C和FN SCAR -SC。但這種原本為衝鋒鎗設計的槍託,用在步槍上可不是什麼好事。常規的槍託一方面會在內部設計儲物空間,用來裝清理工具或者瞄準鏡用的電池,同時也能平衡全槍重心,提升持握手感。最好的例子就是能「金雞獨立」的AK12,但A545採用的輕量化槍託無疑會惡化本來就不怎麼好的重心設計,而且這種槍託剛度不足,射擊時很容易發生大幅度彈性形變影響精度。而且為了為給比較靠下的拉機柄讓位,A545槍託的右側金屬杆比左側短很多,只有「後半段」,整個槍託與步槍的實際連接只能靠左側的金屬杆,再一次惡化了槍託剛度和強度。△ 相比於左側,槍託右側金屬杆只有後半部分,非常短為了減重,A545無所不用其極,不僅是輕量化槍託,還有較短的護木,更多的塑料部件,最終才勉強把空槍重量控制在3.46kg。而基於A545發展而來的民用KSO18競賽步槍,由於重量要求沒那麼苛刻,就換裝了常規的槍託和更長的護木。△ KSO18競賽步槍其實要更完善一些,當然重量也更大A545在測試中雖然沒有AK107上膛手感差的問題,但卻出現了射擊時會從拋殼口噴出大量火藥燃氣的狀況。對於長活塞導氣式步槍,火藥燃氣可能會繞過活塞進入機匣,這是大部分長行程活塞槍械的通病。一般而言,可以通過在活塞上設置幾組閉氣環來緩解這個問題,還可以提升燃氣利用效率。但A545的平衡自動原理則無法使用這種常規設計,整個活塞外側十分平滑,上面只有與齒輪嚙合的孔洞。而且由於是「筒套筒」結構,槍機框活塞部分和配重活塞間必須留有間隙,火藥燃氣不僅會沿活塞外側進入機匣,還會從「筒與筒」之間的空隙洩露進去。同時由於「筒套筒」的結構和內部的協調齒輪,A545活塞的燃氣作用面呈環形,其面積和協調齒輪的齒根圓和齒頂圓尺寸有嚴格的關係。由於A545自動機燃氣利用效率不高,而且推動兩組槍機框必然需要更大的導氣量,大量的燃氣從拋殼口噴出也就不足為奇了,筆者很難想像如果A545安裝了消聲器射擊時會怎樣。A545採用了兩組七齒齒輪來協調槍機框和配平活塞運動,齒輪組依靠後方不可伸縮的復進簧導杆來定位。由於燃氣會漏進活塞內部,對齒輪的工作必然有影響。火藥燃氣帶來的殘渣會積累在齒輪上,灼熱的火藥燃氣還會蒸發掉潤滑油,加上齒輪需要協調自動機的粗暴動作,這組齒輪的使用壽命不容樂觀,而且還需要更多的維護和保養。△ 被斜削去尾部的槍機框(看起來像掰彎了),較長的配重活塞以及協調齒輪組目前來看,A545並沒有氣體調節器。傳統的氣體調節器在平衡自動原理的步槍上可能並不適用,其實可以學習FNC,將活塞筒設計為氣體調節器。沒有氣體調節器,就沒法根據環境的惡劣程度,或是否加裝消聲器,靈活切換導氣量,可能就需要像AK那樣通過過量導氣保證所有環境下的可靠性,再加上A545的燃氣利用效率還不高,過量導氣幾乎是必然的。此外,A545的槍機框由於重量減輕,再加上後坐行程相比AK也縮短了一些,導致A545的理論射速偏快,達到了900發/min,幾乎是AK的1.5倍。高射速如此高的射速會導致齒輪磨損進一步加大,全自動射擊也更難控制,部分抵消了平衡自動原理的優勢。△ 從拉機柄槽的長度來看,A545的槍機後坐行程小於AK△ A762與AKM的拉機柄槽長度對比,A762明顯更短最後就是槍族化設計,短步槍的設計是平衡自動原理步槍的一大難題。一般來講,採用長活塞導氣的短步槍,其槍機框需要減短活塞部分的長度,但自動機的行程一般不會有太多變化。對於平衡自動原理的步槍,如果自動機的行程是110mm,那麼配重活塞也必須向前運動110mm,再加上必要的安裝尺寸和活塞頭的固有長度,導氣孔到槍口的長度必須保證有相當長的必要距離。對於420mm槍管的標準型步槍還好說,可對於短步槍,槍管長度縮短了,導氣孔就必須後移,導氣孔必然會向槍管高壓區移動,惡化A545原有的一些問題。
總的來看,A545是一款優勢和劣勢都很明顯的步槍。其優勢在於非常好的全自動射擊可控性,在當年蘇聯的測試中,一名有經驗射手在立姿無依託狀態下,使用AK74對100m目標進行3發點射,其散布密集界為74.4cm,而使用A545的前身——AEK971步槍時,則取得了49.6cm的好成績,使用AN94的前身——AC步槍時,則取得了47.6cm的成績,當然後期的ACM步槍和成熟的AN94能達到更高的水平。A545的點射密集度不及AN94(也只有前兩發很密集),但依然較AK74有不小的提升,而且全自動射擊比AN94更有優勢。(散布密集界應該是X×Y,比如30cm×25cm,並且需要註明是70%散步密集界,文中的數據單位為cm,存在明顯的BUG,但是我們拿到的俄語數據表就是這樣帶著BUG的,,,,,,特此說明——老王注。)A545的劣勢在於更複雜的結構,更大的保養量,更低的可靠性,不過可靠性方面還是要強於過於複雜的AN94,這也是A545最後還能在軍中留有一席之地的原因,但也僅此而已了。當然,A545沒能大規模裝備部隊還是有經濟原因,畢竟使用AK12還能沿用原有的AK74生產線,想要大規模生產A545則需要為捷格佳廖夫工廠投入大量前期資金,對於軍費捉襟見肘的俄羅斯來說,AK12未嘗不是一個好選擇。以A545為代表的平衡自動步槍雖然沒能引起變革,但也為世界各國設計師帶來了新思路。對於軍隊,A545恐怕只有在堅持長活塞導氣步槍的俄羅斯才有一定的市場;對於民間,平衡自動原理卻不失為一種優秀的構型。現如今A545的民用版--KSO18競賽步槍已經投入市場,也許民用市場才是平衡自動步槍最大的舞臺。
作者@夢未合圍
本文由《曉槍》編輯&發布
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