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360doc個人圖書館 槍械基本原理之一：槍械自動原理
管退式，顧名思義就是通過槍管后坐帶動機構動作的自動原理，1883年，美國人海勒姆·史蒂文斯·馬克沁設計的世界上第一挺真正意義上的機槍——馬克沁機槍采用的就是管退式原理，因此管退式原理是使用得最早的自動原理。采用這種原理的槍械槍管是浮動的，可以在機匣上前后移動，槍彈發射后后坐力推動槍管后坐，帶動槍機等其他零件動作完成自動循環。按照槍管后坐的形成長短，可以分成槍管長后坐和槍管短后坐兩類。
槍管長后坐的武器，當槍彈發射后槍管推動槍機一起后坐，在整個后坐過程中槍管與槍機始終不分開，槍管后坐距離等于槍機后坐的距離，只有當槍管與槍機后坐到位開始復進的時候，槍管與槍機才分開，拋出彈殼。復進過程中槍管先復進到位，然后槍機才開始復進，推第二發彈入膛，最后與槍管尾端扣合做好第二次擊發的準備。因為槍管的后坐行程很長，后坐部分的質量較大，后坐速度較低，加上復進中是槍管先復進到位，槍機才開始復進，所以采用這種原理的武器射速較低，現在已經基本不見使用，只有在一些早期設計的自動武器中能見到這種設計原理，例如在一站中使用的法國紹沙M1915輕機槍。
法國紹沙M1915輕機槍是少數幾種采用槍管長后坐原理的步兵自動武器
槍管短后坐的武器，當槍管在后坐力驅動下后坐時，先是和槍機一起后坐一小段距離，然后與槍機脫開，槍機在慣性作用下繼續后坐完成退殼、再裝填動作。槍管與槍機脫離后，或在槍管復進簧的作用下復進到位（如美國M1919A4機槍），或在槍機復進時靠槍機推回初始位置（如我國54式手槍）。為了保證槍機有足夠的動能帶動其他零件運動，采用這種原理的武器常帶有槍機加速裝置，以增加槍機后坐速度和減慢槍管后座速度。例如美國M1919A4機槍的槍管節套后方就有左右兩個對稱的加速子，槍管后坐時槍管節套撞擊加速子，加速子向后猛甩，使槍機加速后退。但采用槍管短后坐原理的手槍中，由于手槍初速小，槍管短而輕，槍機比槍管重，槍機后坐的動能足夠帶動其他零件動作，所以槍管短后坐原理的手槍不帶有加速裝置。
美國M1919A4機槍上有加速裝置（彎鉤狀的零件）加速槍機后坐
勃朗寧大威力手槍的槍管短后坐原理示意圖，可以看到藍色的槍管在和套筒（相當于槍機）一同后坐一小段距離后，在綠色的開鎖突耳作用下與套筒脫離，停止后坐，而套筒繼續后坐退出彈殼
槍管短后坐原理有許多明顯的優點，比如動作可靠、后坐力較小，射速較高等，所以很多機槍都采用這種原理，但是因為這種原理的零件較多，結構比較復雜，再加上槍管在射擊時會前后運動，時間長了因為磨損等原因，槍管和機匣之間的配合間隙會擴大，會影響到射擊精度，所以那些對射擊精度比較高的武器比如步槍采用這種結構的就很少。美國M1941約翰遜半自動步槍是少數幾種采用槍管短后坐原理的步槍，但因為性能比采用導氣式原理的M1伽蘭德半自動步槍遜色不少，所以沒有成為美軍制式裝備。
導氣式原理是通過在槍管上開孔，引出部分火藥氣體推動槍機等零件動作的自動原理。根據火藥氣體推動槍機的不同方式，可以分為短活塞行程、長活塞行程、和導氣管式三類。
導氣式原理的結構示意圖：圖中1為槍管通向導氣管的導氣孔，2為活塞頭，3為活塞桿，4為槍機，5為槍機框，6為復進簧和導桿
短活塞行程的武器，活塞和槍機框是分離的，活塞在火藥氣體下只運動一小段距離推動槍機框，槍機框在慣性的作用下繼續后坐帶動槍機開鎖，拋出彈殼。采用這種原理的武器因為活塞和槍機框槍機組件分離，活塞軸線和槍機導軌的平行度要求不高，生產裝配比較容易，射擊精度也較好，因此很多自動步槍、班用機槍都采用這樣的原理，例如德國G36槍族、俄國的SKS半自動步槍（中國的56式半自動步槍），中國的81式槍族等。
這是國產81-1自動步槍的不完全分解圖，圖中可以看到活塞（1）和槍機框（2）是分離的兩個零件，活塞并不和槍機框一起完成后坐復進全程。
長活塞行程則相反，它的活塞和槍機框是連在一起的整體，共同運動。這種原理的武器結構簡單，分解擦拭容易，可以將槍機框和活塞一并取出，但是活塞軸線和槍機框導軌的平行要求就比較高，而且因為后坐復進的零件總質量較大，運動質心與槍管軸線的偏離也較大，所以后坐力對射擊精度的影響也較大。蘇聯的AK系列槍族、郭留洛夫SG-43重機槍、美國的M60通用機槍等武器采用這樣的動作原理。
這是蘇聯郭留洛夫SG-43重機槍（我國仿制的稱為53式重機槍）的發射機組件（右）和槍機槍機框組件（左），可以看到槍機框和活塞是一個整體
活塞式原理還有一個變種，那就是活塞筒式結構。采用這種結構的武器沒有其他導氣式自動武器都有的導氣管和導氣活塞，而是在槍管外有一個環形的活塞筒，槍彈發射后火藥氣體進入這個環形的活塞筒，推動環形活塞后坐。這種原理和其他活塞式導氣結構沒有本質區別，只是將與槍管平行的活塞改成了環繞槍管的，但這種結構活塞筒容易變形損壞，所以很少有武器采用。使用過這種結構的武器有德國二戰時期少量生產的瓦爾特G41半自動步槍和捷克斯洛伐克生產的VZ52/57半自動步槍。
導氣管式和活塞式完全不同，它沒有活塞組件，只有一個導氣管，槍彈發射后火藥氣體不是通過活塞，而是通過導氣管直接吹入機匣氣室，推動槍機后坐開鎖。使用導氣管式原理最典型的武器就是美國的AR-15系列步槍。導氣管式結構最大的問題就是火藥氣體直接進入機匣，容易在機匣內積碳，還會造成機匣內產生銹蝕，因此導氣管式結構的可靠性要遜色一些。在越南戰爭時期，由于M16自動步槍剛剛投入使用，一些設計和生產中的問題沒有解決，熱帶叢林環境又相當惡劣，加上配用的彈藥發射藥被更改（AR-15步槍原本配用的民用的.223英寸步槍彈裝的是火藥殘渣很少，燃速較高的發射藥，而選為制式后，槍彈改用原本配用于7.62x51北約彈的發射藥，改用的發射藥火藥殘渣較多），一度造成故障頻發。雖然后期通過一系列改進AR-15系列步槍的可靠性已經大大提高，但一般還是認為可靠性不如使用活塞式導氣結構的自動武器。
有一些槍械，為了調節射速或者滿足武器在不同環境中的工作可靠性，導氣裝置是可調的，通過調整導氣孔通道的流量、氣室的初始容積或者氣室的漏氣量來調節火藥氣體的能量。第一種比較典型的是英國布倫輕機槍、蘇聯RPD班用機槍、SG-43重機槍；第二種比較典型的是德國STG44突擊步槍，美國M1伽蘭德半自動步槍；第三種比較典型的是英國L1A1半自動步槍。
槍機后坐式是靠槍彈發射后作用在彈殼底上的后坐力直接推動槍機后坐完成自動循環的，具體可分為自由槍機式和半自由槍機式兩種。
蘇聯PPsh41沖鋒槍采用的就是自由槍機式原理，圖中銀白色帶有拉機柄的就是槍機，槍機后面有復進簧，射擊時的后坐力直接推動槍機壓縮復進簧后坐
自由槍機式是最簡單的一種自動原理，它的槍機是“自由”的，也就是不需要其他零件帶動，也沒有閉鎖裝置，完全依靠槍彈射擊后的后坐力推動后退。由于發射瞬間“閉鎖”（實際上這種原理沒有真正的閉鎖機構）是依靠較重槍機的慣性和復進簧的力量實現的，因此只能發射威力較小的槍彈，如果槍彈威力大了，勢必就要加重槍機質量和復進簧力量，否則射擊時槍彈彈頭還未飛出槍口，膛壓還很高的情況下后坐力就推動槍機后退了，內部壓力還很高的彈殼被抽出槍膛后薄薄的彈殼壁無法承受高膛壓會造成炸殼事故，而加重槍機質量和復進簧力量，就會增大射擊時武器的質心變化，增大射擊時的振動和后坐力。正因為這樣的特點，所以自由槍機式原理一般用在對射擊精度要求不高的沖鋒槍上，例如英國的斯登沖鋒槍、美國的M3蓋德沖鋒槍、蘇聯的PPsh41沖鋒槍等。一些小型手槍和運動槍支因為發射的槍彈威力較小，往往也采用自由槍機式原理，例如64式、77式手槍、建衛20半自動運動步槍等。
一些半自動的小口徑運動步槍比如這把建衛-20也使用自由槍機式原理，因為它們發射的.22英寸運動步槍彈威力很小
其實使用自由槍機式原理的武器也并非都是“小威力”的，比如這個厄利空20毫米艦用高射炮就是一個例外，20毫米炮彈的威力可是一點都不小，但因為20毫米高射炮炮身較大較重，又有穩固的炮架支撐，彈藥威力大，相應地使用更大更重的槍機（也許應該叫炮閂了）就能可靠地發射大威力的20毫米炮彈。也就是說，自由槍機式原理需要的“小威力”彈藥其實是相對而言的
有一些使用自由槍機式原理的槍械，為了減少槍機后坐速度太快造成的一系列問題比如射擊時震手、拋殼速度太快等，采用了一些增大抽殼阻力的方式讓槍機抽殼、后坐的速度變得慢一點，最典型的就是64式手槍在彈膛內開的螺旋槽，螺旋槽能增大抽殼阻力，一定程度上能緩解射擊震手、抽殼速度太快的缺點。在64式手槍擊發后拋出的彈殼上，就能看到彈膛內的螺旋槽留下的螺旋形痕跡。
64式手槍發射過的彈殼，上面有明顯的螺旋槽痕跡
半自由槍機式原理是通過特定裝置，使槍機后坐得以延遲，使膛壓降低到安全程度再后坐的一種自動原理。和自由槍機式原理一樣，它也沒有真正意義上的閉鎖裝置，只是通過增加槍機后坐的摩擦阻力、改變后坐部件質量等方法使槍機延遲一定時間再后坐。這類武器對槍彈的適應性要比自由槍機式武器廣泛，不論是大威力彈藥還是小威力彈藥都能適用。使槍機延遲后坐的辦法有很多，例如使用滾柱（德國G3自動步槍）、利用斜面和摩擦力（美國M1928湯姆遜沖鋒槍、M50萊辛沖鋒槍）、利用火藥氣體壓力（德國P7手槍）等。
這是德國G3自動步槍的滾柱延遲結構示意圖，射擊后機頭后坐，將卡入兩側凹槽內的兩顆滾柱擠出凹槽，然后機頭和槍機一起后坐，滾柱起到了延遲槍機后坐的作用。德國在G3自動步槍上運用這種原理成功后，又利用該原理設計了著名的MP5沖鋒槍。因為使用這種原理的武器射擊精度很高，所以MP5沖鋒槍成為反恐怖部隊使用最廣泛的近戰武器。不過滾柱延遲半自由槍機結構比較復雜，加工難度大，所以只有德國、捷克等少數國家才使用這種閉鎖結構。
美國M1928A1湯姆遜沖鋒槍的槍機上有一個H型的黃銅滑塊，黃銅滑塊在槍機和機匣對應位置的斜槽內滑動，利用摩擦力來延遲槍機后坐。不過也有人認為，這個H型的黃銅滑塊純屬多余，因為在去掉了H型滑塊后，M1928A1沖鋒槍依然能夠安全地射擊，只是理論射速稍微提高了一點。二戰爆發后大量生產的M1、M1A1湯姆遜沖鋒槍為了簡化生產，將這個H型滑塊取消，適當加重了槍機，將半自由槍機式原理改成了更簡單的自由槍機式原理 。
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