本文第一部分从发展、现有型号、枪管/弹匣装配中的枪管固定方法等方面分析了SCAR步枪的优缺点。该部分包括上弹匣组件、螺栓组件、下弹匣组件、发射器组件、枪托组件等的结构设计。
枪管/弹壳组件(续)
弹壳组件是SCAR步枪最显著的特点。SCAR步枪的上壳与护手集成在一起。这种结构带来了几个好处:
为提高枪管组件的连接精度创造条件
本文第一部分分析了筒体的安装方法。SCAR步枪枪管组件安装精度高。其中一个重要原因是筒组件和套管组件匹配长度长。上套管和护手的一体化设计,为延长筒和套管组件的配合长度创造了条件。而分体设计的枪的枪管只与外壳固定连接,与护手没有刚性连接。
SCAR步枪枪套中间设有辅助支撑块,以增强结构强度
提高了整个枪的结构强度
SCAR步枪一体式上壳/护手为U型结构,下部敞开,结构强度不高,特别是侧向结构强度不高。为了弥补这一缺陷,枪在上壳体前部设有前支撑座,在前支撑座上巧妙设计了前束带圈;上壳体中部设有辅助支撑块(其上设有固定连接枪管的螺孔);上壳体的末端设有壳体尾盖。这三种设置加强了外壳两侧的结构强度。这样的结构强度,可以应付日常的粗糙使用。
在SCAR步枪枪套前设置前支撑座以提高强度,并在前支撑座上巧妙设计前绑带环
为增加螺栓组件的导向长度提供条件
增加螺栓组件的导向长度将提高其运动的稳定性。随着螺栓组件导向长度的增加,套管滑轨的长度也会相应增加,SCAR的一体化套管/护手为增加套管滑轨的长度提供了便利。
易于安装各种战术配件
SCAR步枪一体式上壳/护手保证了顶部picatinny导轨的一致性,满足了各种机械瞄准镜、光学瞄准镜等配件的安装和串行连接需求。
SCAR步枪的皮卡汀尼导轨足以应付各种瞄准镜和战术附件的安装和串联
便于大规模生产
一般火器的上壳体横截面多种多样,设计复杂,难以切割和制造。而且上壳和护手是分开加工的,制作工艺很多。而SCAR步枪的上壳/护手从前端到尾端截面没有变化,呈简单的U型,易于加工。
SCAR步枪上壳/护手组件,可以看出其截面基本不变,易于加工制造
SCAR步枪的前束带圈、弹壳导板、弹壳尾盖等部件用螺钉固定在弹壳上。装配工艺优于冲焊套管(需要焊接和热处理)。生产效率大大提高,成本也降低了。
螺栓组件
SCAR步枪的枪栓总成由枪栓架、机头、开合导柱、撞针、撞针定位销等部件组成。它的鼻子部分和G36步枪一样,六个锁笋均匀分布。这种多锁笋设计保证了锁紧强度和刚度,也是欧美枪械中的经典设计。
它的栓框设计也很有特色。SCAR的螺栓架是从一整块钢坯上切割下来的。螺栓架向前延伸的长度约为螺栓主体的两倍。这种设计提高了鼻部安装孔的加工难度,热处理时容易变形。这个栓框的设计看似不合适,其实在于它自己的方式。它具有以下显著优势:
提高了枪栓组件运动的稳定性,进而提高了射击精度
首先,螺栓架的质心因为延伸部分而上移,更靠近活塞的作用线。当活塞猛烈推动枪栓架时,后向活塞的力和前向枪栓架的惯性力形成力偶,会导致枪栓架运动不稳定,干扰弹头出炮口前的枪管指向,从而影响射击精度。显然,螺栓架质心越靠近活塞作用线,力偶越小。当活塞作用线与螺栓架质心完全重合时,力偶消失,达到理想状态。在实际结构设计中,很难使螺栓架的质心与活塞的作用线完全重合,而只能使它们更接近。SCAR步枪通过延长枪机的前部来做到这一点。
简化结构,减轻质量
SCAR步枪枪架结构省去了活塞杆、活塞弹簧和相应的抱箍座,从而简化了结构,降低了整枪质量。ACR步枪采用活塞短行程结构,配有活塞杆、活塞弹簧和活塞弹簧座,这些零件的质量至少为100g。枪栓部件的质量直接关系到机器自动运动的能级和克服运行阻力的能力,是枪械设计中非常重要的参数。而活塞杆等部件质量的增加,自然会影响自动机的运动。
ACR步枪枪机总成的结构中可以看到活塞杆、活塞弹簧和活塞弹簧座,但SCAR步枪中省略了这些零件
SCAR步枪的手柄设计也值得一试。枪械的拉把有两种设计:一种是固定的拉把,与枪机固定连接,使拉把与枪机/枪机架一起运动;另一种是拉柄和螺栓为分体设计,拉柄不随螺栓/螺栓架移动。SCAR步枪的拉把是固定的拉把,但是可以从枪机上拆下来。组装时,先将螺栓装入壳体内,然后从螺栓槽的末端装入螺栓,使螺栓与螺栓架上的孔固定。然后,反冲弹簧组件从壳体的末端安装。此时,枪栓组件被反冲弹簧组件向前推动,枪栓无法退回到初始加载位置,从而避免了射击时掉落。
固定拉柄设计的一个优点是,当螺栓锁紧不到位时,可以推拉实现锁紧,而分体拉柄不能做到这一点。所以M16系列步枪配有辅助拉把。一旦螺栓重新进入不到位,无法实现锁定,可以使用辅助拉具手柄完成。
当然SCAR的拉柄结构也有一些缺陷。最大的问题是如果枪姿不对,拉把可能会打到射手的拇指。为此,SCAR步枪在用户手册中有特别的警告。
SCAR步枪拉柄和枪栓采用固定设计,但拉柄可以拆卸
另一个缺陷是枪械在不完全分解的过程中,必须取下拉柄才能取出枪栓总成,这样的小零件在野外分解时很容易丢失。枪支一旦丢失,就不能使用。但是需要注意的是,SCAR步枪的手柄可以作为拆卸枪支的拆卸工具。
下壳体组件
SCAR步枪的下壳设计与M16步枪非常相似,空 bin hook、扳机固定器形状、握柄形状、弹夹扣的设置都来自M16步枪,显然是为了适应美军的使用习惯。与M16步枪不同的是,SCAR步枪的下壳体采用聚合物注塑成型,重量轻,生产效率高。
变送器组件
SCAR步枪的发射器结合了M16步枪和FNC步枪的特点,其中铁塞(扳机)和锤子的锁定设计来自M16步枪,单发铁塞和锤子的锁定设计来自FNC步枪。但是SCAR步枪的锤头设计有一个角,很别扭。这样的设计在其他枪械中很少见。但其实这种锤形是不得已而为之,因为枪的回位弹簧占据了锤的相应位置。为了避免回位弹簧,锤子只能转向侧面,从而增加了符合设计要求的锤子弹簧。
SCAR步枪发射器结构,可视锤子,锤子弹簧设置
当调速器处于单发动机位置时,扳动扳机,扳机上端的锁定面下降,释放锤子。同时,单引擎阻铁在弹簧力的作用下向前转动。锤子在锤簧的作用下向前转动,击打针头,射出子弹。弹头通过导气孔后,火药气体通过活塞将枪栓推回。在反冲过程中,螺栓超过了锤子。在螺栓回位过程中,锤子的正向转动首先被错位安全卡住。枪栓重新入位后,未到位安全释放锤子,锤子转向前被单发铁棍接住,枪停止射击。如果需要继续射击,必须先松开扳机。这时扳机带动单击阻铁旋转,单击阻铁脱离锤子。同时,扳柄前端的锁定面被抬起接住锤子,发射器回到等待位置,实现单发功能。
锤头设置弯曲角度,避免回位弹簧,成功平衡各处矛盾
当速度和速度机器处于重复位置时,单次块铁的运动受到限制。扣动扳机后,机构的动作如上。然而,在螺栓组件缩回到位后,安全装置就不在位置上了。这时,锤子不再被单发阻力铁抓住,而是直接向前旋转,撞击击针实现击发,进入下一个自动循环,直到射手松开扳机或子弹用尽,从而实现连续击发的功能。
SCAR步枪锤的弯曲角度设计
SCAR步枪在弹壳两侧配有快慢机,适合左手和右手操作。值得注意的是,结构还是以右手操作为主。由于两边的快慢机长度不同,左边的快慢机比右边的长,避免了右手持枪时快慢机在正下方,但左手持枪时不可避免地暴露出这个问题。
枪托组件
SCAR步枪采用伸缩式折叠枪托,携带方便。枪托上巧妙地设置了伸缩和折叠操作按钮,操作使用方便。另外枪托上有一个可调节的下巴板,满足不同射手的使用习惯,下巴板的调节也很方便。
SCAR步枪枪托的折叠和展开操作
SCAR步枪的枪托以燕尾槽的形式与壳体固定,即枪托的前端设有凹槽,壳体盖的后端设有突起,通过配合可以实现固定连接,枪托的安装和拆卸非常方便。这种界面设计也便于更换其他类型的枪托。
结论
SCAR步枪的结构细节设计有很多值得借鉴的地方,设计者可以经得起对各种设计问题和矛盾的思考。品味SCAR步枪的设计特点,更好的了解枪械的结构和设计中需要控制的因素。(全文结束)
本文原发表于2017年《轻武器》杂志第一期,
校对:刘兰芳韦龚开王小涛曾振宇
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