步槍的結構設計經過1870~1900年間的大變革,逐漸趨向統一,成為發射7.92毫米左右大威力彈的槍機直動式武器,這種情況一直延續到第二次世界大戰。二戰後期,步槍領域發生了一次革命,那就是自動步槍的面世。自動步槍的誕生來源於交戰各方的作戰需求——發射手槍彈的衝鋒鎗和使用大威力槍彈的半自動步槍均不能滿足運動戰的作戰要求。衝鋒鎗具有較高的射速,但其缺點是威力不足、射程較近。半自動步槍發射大威力步槍彈,較適宜實施遠距離射擊,其缺點是彈藥威力過大、射速慢、後坐力大等。正是因為衝鋒鎗太軟(主要指威力方面)、半自動步槍太慢 (主要指射速方面),不能滿足作戰需求,才促進了介於兩者之間、集二者優點於一身的自動步槍的誕生。
StG44,世界上第一款突擊步槍,它使用的7.92X33短彈也開創了突擊步槍中間威力彈藥的先河。
對於自動步槍的研究和發展,德國又一次走在了世界的前列。德軍在1940年便開始研製 7.92×33毫米短彈和相應的自動步槍,並於1943年研製成功,這是世界上第一支真正的自動步槍。也許是德軍過於偏愛突擊隊這一稱呼,就將其命名為突擊步槍,這也是現在的自動步槍常被稱為突擊步槍的原因。經過結構改進和技術簡化,德國於1944年正式將其定名為StG44式突擊步槍(StG意為突擊步槍),發射7.92×33毫米毛瑟步槍彈。StG44突擊步槍在蘇德前線一經投入使用,當即受到基層指揮官和士兵的普遍歡迎,要求大量裝備。可當時德軍已是強弩之末,沒有任何一種武器可以挽回敗局。事實上,德國包括StG44步槍和中間威力型槍彈在內的許多科技發明,都對20世紀後半葉軍事技術的發展產生著深遠影響,也就是從那時起突擊步槍逐漸成為各國士兵的基本裝備。 雙雄並立——美蘇7.62毫米口逕自動步槍二戰以後,世界上出現了兩種槍彈,一種是以美國為首的北約裝備的7.62×51毫米大威力步槍彈;另一種是蘇聯的7.62×39毫米中間威力型槍彈。
所謂中間威力型槍彈,是指其威力介於小威力手槍彈與大威力步槍彈之間的一種槍彈。其發明者是蘇聯的N.M.耶利薩洛夫和B.W.瑟明,該彈於1943年定型,故稱為7.62×39毫米M43中間威力型槍彈。德國StG44式突擊步槍的出現,為蘇聯突擊步槍的研發提供了很好的借鑑。在蘇德戰場上認識到自動步槍的優勢後,當時年僅22歲的蘇聯設計師卡拉什尼科夫對繳獲的StG44進行了研究,經過改進試製出了一種性能更加優良、世界聞名的自動步槍——AK47突擊步槍。後來在其基礎上又研製出了AKM自動步槍和輕機槍,發射相同的M43中間威力型槍彈,供彈具可以互換,其他大部分零部件也可通用,這大大簡化了生產、使用和維修,形成了世界上第一種班用槍族。
第二次世界大戰結束時,盟軍步槍型號雜亂,既不適宜於現代戰爭,更達不到盟國標準化要求,1949年北約成立後這一問題更加突出。1947年英國提出7×43毫米步槍彈,並自稱是最佳口徑,設計出7毫米EM-2自動步槍。比利時把英國7毫米槍彈稱為是中間威力2號彈,1號彈是德國的7.92×33毫米短彈。而美國陸軍則針鋒相對,於1950年發表正式聲明,堅決反對降低步槍彈的威力(主要是指射程)。20世紀50年代初期北約成員國對採用何種標準步槍彈發生激烈爭執,最後的結果是美國取勝、英國屈從、比利時緊跟、法國我行我素、加拿大等國無可奈何。)
1953年底北約正式宣布採用美國提出的T65E3式7.62×51毫米步槍彈作為北約的標準化步、機槍彈,即為NATO彈。該彈最初由美國溫徹斯特公司研製,彈頭重9.72克,膛口動能3538焦耳,威力較大,在M14自動步槍上連發射擊時精度很差,後坐力是AK47突擊步槍的2.6倍。逗表明北約步槍彈藥實現了第一次標準化,並先後研製成功了採用此制式彈藥的自動步槍,例如美國的M14、比利時的FNFAL和德國的G3式自動步槍等。有一點需要說明,法國在北約成員國中一直很有自己的民族特色,比較特立獨行。當北約宣布正式採用美國的 T65E3式步槍彈後,法國仍然繼續使用自己的MAS M49/M56式自動步槍,發射7.5×54毫米M1929步槍彈,一直到20世紀70年代才採用5.56毫米M193小口徑槍彈和FAMAS突擊步槍,與北約其他成員國統一了步調。
美蘇小口徑彈藥分天下
步槍的口徑通常這樣劃分:6毫米以下的稱為小口徑;12毫米以上(不超過20毫米)的為大口徑;介於二者之間的為中口徑或普通口徑。目前使用較多的是5—6毫米的小口徑步槍,其特點是體積小、重量輕、初速大、彈道低伸、後坐力小、連發精度好。
美國5.56毫米M16步槍首開先河。早在20世紀初,就有很多戰術專家和技術專家呼籲採用小口徑步槍,但沒能成功。然而到了20 世紀50年代,形勢大變。北約各國對7.62毫米NATO彈漸生不滿,更青睞小口逕自動步槍和彈藥。其有如下幾個原因:首先是7.62毫米NATO彈在2 千米外還有殺傷有生目標的存能,這對步槍彈而言顯得威力過大。大威力導致大衝量和大後坐力,士兵在連發射擊時很難有效控制步槍,導致連發射擊精度較差。另一個原因是發射NATO彈的北約制式步槍武器/彈藥系統比較笨重,攜彈量受限,機動性能較差,在戰鬥中難以獲得並保持火力優勢。還有一點是隨著步兵機械化程度的不斷提高,其他類型的步兵武器日益發展,步槍的戰鬥功能在縮小。正因如此,1953年後,美國陸軍部對小口徑步槍大感興趣。美國陸軍部三種輕武器試驗方案——「齊射計劃」、「特種單兵武器」和「班用自動武器系統』的相繼失敗,更加堅定了陸軍部採用5.56毫米小口徑突擊步槍的決心。
美國於1958年開始研製和試驗5.56毫米小口徑槍/彈系統,並於1960年獲得成功,研製出世界上第一支小口逕自動步槍——M16。M16式自動步槍由美國著名的輕武器設計師斯通納先生設計,發射M193式5.56毫米槍彈,最早的型號名稱為AR15,首先裝備美國空軍。一年之後,美國陸軍在將其與M14步槍詳細對比後,才決定正式裝備,並於1963年應用於越南戰場。與傳統的 7.62毫米步槍相比,5.56毫米槍彈要輕得多,射擊時後坐力小,容易控制,精度較好,在不增加士兵負荷的條件下可以攜帶更多的彈藥。雖然它的槍口動能比7.62毫米槍彈小,但由手它重量輕、初速高、飛行中受不穩定因素的影響大,因而在稍遠距離上命中目標後更易翻滾,能在目標體內造成很大的損傷。被小口徑槍彈擊中的傷口往往入口小而出口很大,並且體內彈道不規則,內傷要比7.62毫米槍彈更為嚴重。正因為如此,越戰交火雙方都把M16叫做「黑槍」,聲稱在遠距離上寧肯挨上AK47一槍,也不願挨M16一槍。
20世紀60年代末期,美軍完成了5.56毫米新步槍的換裝,北約其他成員國當時還裝備著 7.62毫米步槍。因此北約步兵基本裝備——步槍彈藥的標準化問題就被提上了議事日程。1977年4月到1980年12月,北約開始進行輕武器選型,以確定步槍口徑。最終權衡的結果在1981年10月28日正式宣布,比利時FN公司研製的5.56×45毫米SS109槍彈作為北約輕武器第2口徑的制式彈。與美國的M193槍彈相比,SS109槍彈射程和侵徹力都有所提升。此後北約逐漸完成了二戰後步槍的第二次大換裝。SS109槍彈只是一個概略的標準,各國的產品、材料可能略有不同。例如英國版的SS109裝藥量較低,以滿足那支聲譽不佳的SAS0(後正式型號為L85A1)步槍的使用。若用美國 M16A2步槍發射這種槍彈,可能會因為槍機移動距離不足而射擊中止。美國版的SS109型號是M855(綠尖彈)。
雖然AK47槍族是20世紀步槍行列中最耀眼的明星,但它畢竟是40年代的產品,從性能方面說,它也存在著許多不足:AK47槍管纏距偏小、M43彈的彈形欠佳、槍彈撞擊目標時過於穩定,殺傷效果不好。再加上當時自動步槍小口徑風潮正盛,於是蘇聯在改進並完善卡拉什尼科夫AK系列步槍的同時,也在積極加強小口徑步槍的開發與研製。1974年,蘇聯首次將發射5.45×39毫米槍彈的AK74式小口徑突擊步槍公諸於世,並在阿富汗戰場上進行了實戰應用。蘇聯5.45毫米槍族與北約5.56毫米槍族同享盛譽,二者的戰術技術性能大體相當。但從彈藥性能方面考察,蘇聯的5.45毫米小口徑槍彈則比北約標準彈SSl09略勝一籌。美國輕武器專家、M16自動步槍的設計者斯通納先生在1988年訪華時曾以讚賞的口吻說,目前可以列入世界名槍之林的突擊步槍,當首推蘇聯的5.45毫米AK74。
蘇聯選定5.45毫米作為小口徑突擊步槍的口徑,是有原因的。AK74小口徑步槍的總設計師卡拉什尼科夫在1991年訪華時說,他們本來也想搞5.56毫米槍彈,但軍方不同意。當時正處於冷戰高峰時期,軍方的意見是班用槍械口徑不能與北約一樣,要走自己的路,於是5.45毫米小口徑彈藥就此而生。在世界小口徑槍彈中,5.45毫米彈是目前軍用步槍彈中重量最輕的,比美國M193彈輕1.25克,比北約標準小口徑彈SS109輕2.05克,比7.62毫米M43彈輕5.75克。在不增加士兵負荷的情況下,攜帶5.45毫米彈藥的數量可比鋼殼的 SS1O9多15%,比銅殼SS109多20%。此外該彈長徑比大於M193和SS109,斷面比能增大,可以提高對目標的侵徹能力。在蘇聯入侵阿富汗的戰爭中,5.45毫米口徑彈藥被稱為「毒頭彈」,一旦命中目標,被擊中者創傷嚴重,難以活命。據不完全統計,世界上已有90多個國家和地區的步槍採用了小口徑體系。北約成員田之一的德國,在觀望了20年之後,終於下定決心向北約口徑靠攏,以5.56毫米的G36式槍族替換裝備多年的7.62毫米G3自動步槍。至此小口徑突擊步槍發展到了頂峰。
小口徑槍彈面臨嚴峻挑戰戰爭實踐表明,75%的步槍交戰距離在200米以內,95%在400米以內。美國因此在20 世紀60年代就捨棄了射程遠、威力大的7.62×51毫米北約NATO彈藥,而轉用M16系列步槍來發射中等威力的5.56×45毫米M193彈藥。越南戰爭中,M16A1式步槍武器及5.56毫米彈藥比較適合當時的戰場環境。M193彈藥在近距遭遇戰中殺傷力強,能夠輕而易舉地穿透竹子搭建的房屋牆壁,這也是小口徑突擊步槍備受稱讚的原因和風起雲湧發展的開端。然而多年之後在索馬利亞,美軍的5.56毫米M855槍彈卻不能有效穿透市區的磚牆和其他障礙物。美軍特種部隊使用M4卡賓槍發射M855時,對敵方有生目標的停止能力非常弱,經常需要多發子彈命中目標才能壓制住一個敵人。美軍第82空降師和第 101空中突擊師的士兵們一直使用M4和M4A1卡賓槍來代替M16A2步槍,在阿富汗和伊拉克戰場也遇到了同樣的問題。人們不禁要問:發生什麼事了,小口徑步槍怎麼了?
阿富汗美軍,防彈背心人手一件,防彈衣的大發展給小口徑步槍帶來了災難,美軍條例直接要求步兵在戰區要穿防彈背心。
近半個世紀以來,隨著單兵個人防護需求的不斷提升和科學技術的迅猛發展,防彈衣性能得到極大增強。防彈纖維材料由最初的尼龍纖維發展到今天的凱夫拉(芳綸纖維)、特沃龍和斯派特拉縴維等超高分子量聚乙烯纖維。高強度、高模量、低密度纖維的飛速發展和工業化水平的不斷提高,使防彈衣的防彈性能越來越好、質量越來越輕、價格越來越便宜,為部隊的大量裝備創造了條件。而小口徑槍彈的外彈道存能較低,對防彈衣侵徹效果不理想。防彈衣的性能提升和普遍裝備,對小口徑槍彈的威力提出挑戰。
研究表明,北約標準5.56毫米SS109槍彈若要實現有效殺傷,命中目標時的彈頭速度必須在731米/秒以上。彈丸高於此界限速度命中目標時,彈底部分開始向前翻轉,在彈頭輥溝處分瓣,產生的破片迅速向外炸開,增大創傷空腔的尺寸。SS109 槍彈用標準的M16A2步槍發射時,彈丸速度降到731米/秒以下時的飛行距離大約在200米;而用M4/M4A1卡賓槍發射時,這個界限點發生在100 米左右。這使得5.56毫米小口徑槍彈的終點毀傷效能不能按照最初的設計有效發揮,這也是該彈在阿富汗和伊拉克戰尹中「人員停止」作用方面表現不佳的根本原因。 應對挑戰製造一種5.56毫米「重彈」彈藥,是提升彈丸侵徹能力的第一選擇。為提高彈丸的終點彈道性能,美軍特種部隊試用了一些民間槍彈,最後選中布萊克·希爾公司的5.56毫米彈藥。後來該公司又開發出準確性更好的OTM彈頭(彈尖無殼的競賽彈),彈頭重4.99克,並於2004年4月開始大量配發給在阿富汗和伊拉克作戰的美軍特種部隊。OTM的殺傷機理也是靠彈頭的膨脹,而不是高速下的崩解。但從價格上來說,OTM彈最高,SS109彈其次,M193彈最便宜。
第二種較為簡便的方法是更改SSl09的彈殼,發射一種6毫米口徑的彈藥來提升性能。這種想法也已實現,並出現了6×45毫米「野貓」槍彈。該彈丸重5.18~5.83克,彈長與SS109彈相同,而侵徹性能卻有大幅度提升。
還有更堅決的一種手段就是重起爐灶,進行新口徑槍彈系統的研發。美軍特種部隊對6毫米、 6.5毫米、6.8毫米、7毫米、7.62毫米口徑槍彈重新進行性能測試.最終選定了雷明頓和霍納迪公司研製的6.8毫米SPC槍彈,並於2002年底首次投入阿富汗戰場參加實戰。SPC彈的彈道性能不但比5.56毫米北約標準SSl09彈要好,而且也比俄羅斯7.62×39毫米彈好(在能量和彈道平伸方面),幾乎與7.62毫米北約NATO彈相當。6.8×43毫米SPC彈採用圓柱形彈殼,初速808~820米/秒,與M855軍用槍彈相比,該彈槍口動能高出50%,80米處落點動能高出80%。後來巴雷特公司特別針對SPC槍彈生產出了M468卡賓槍。M16系列步槍和M4系列卡賓槍,均可以通過轉換部件改變成6.8毫米口徑。對突擊步槍口徑演變的思考。
二戰以後,世界各國對突擊步槍的最佳口徑進行了無數次探索和爭論,至今尚未有統一的定論。除了7.62毫米、5.56毫米和5.45毫米以外,還有許多口徑引起過關注,如美國的6×60毫米彈、瑞典6.5×55毫米彈、西班牙 7.92×57毫米減威力彈、瑞士7.5×38毫米彈、德國4×37毫米彈、丹麥7×36毫米彈。不同國家有不同的作戰需求,對技術和戰術乃至目標特性等方面的理解都不完全一樣,這也是對最佳口徑看法迥異的原因之一。槍彈威力與單兵身體防護是攻與守的矛盾關係,從這個角度來說,突擊步槍的口徑是動態變化的,不存在永久的、純粹意義上的「最佳口徑」,只有針對不同國家在某一段時期內的最適合口徑。它將會依據目標特性—一士兵身體防護設備的改變而進行相應的改進,以滿足作戰需求。但從另一個角度來看,步槍是一個國家軍隊裝備數量最多的武器,對它的任何改進都將牽一髮而動全身,影響巨大,特別是針對口徑——步槍的終極特點而進行的改進。新舊裝備交替,涉及到研製、生產、裝備、訓練和維修保養等諸多方面,任何一個國家對這一點都十分慎重。從這個角度來說,槍彈口徑在一定階段又會呈現出一定的「靜態」特徵,只會不動根本地小改進,除非迫不得已到了一定階段才會有所突破。