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轻武器科普之.50口径勃朗宁机枪(一)

2019-07-02 20:54 作者:老Azzz  | 我要投稿

.50口径勃朗宁机枪的简史

口径:.50BMG

第一次世界大战后期,根据战场上的经验,美国远征军总司令潘兴将军提出了研发一种大口径重机枪的要求,以便能够对付战场上越来越多的坦克及装甲车辆,也可摧毁其他有防护的地面目标或军用飞机。1917年7月,正式下达了研究任务。研制这样的重型枪支的任务落到了著名枪械设计师约翰·勃朗宁的身上(当时他与柯尔特兵工厂的合作比较多),而配套弹药的研究则落到了温彻斯特武器公司的身上(约翰·勃朗宁原来的合作对象)。由于赶时间,温彻斯特公司一开始是把.30-06枪弹按比例放大成.50口径,但试验中却发现性能不如理想,不得不重新设计。

同时,勃朗宁也在把.30-06口径的M1917重机枪进行放大,设计出样枪。但由于新弹未能及时提供,所以一直在1918年10月进行了第一次正式的试射(此前的试射都是单发)。试验中共发射了877发,理论射速一分钟约500发,枪口初速约700米/秒左右,这样初速比潘兴将军提出的最低要求(820米/秒)低了许多的。另外初制样枪也太重,连同枪架总重达72.7公斤。

一战于1918年11月结束,不过.50机枪和枪弹则根据试验结果而继续改进。结果新式重机枪的结构在1921年才完成比较满意的设计,正式定型为“M1921 .50口径机枪”(machine gun, .50 calibre, M1921),但事实上在1923年才正式定型,而且直到1925年才正式获得采用。M1921水冷机枪主要用于步兵对付坦克和带有装甲钢板防护的车辆,及海军的防空武器。

M1921机枪实际上是.30-06口径的勃朗宁M1917机枪的放大型,也是采用水冷式枪管,弹链供弹,不同之处是增加了防止“走火”的后阻铁和液压缓冲器,为了便于双手操作,把带扳机的单个小握把改为两个D型握把,扳机则改成下压式的蝴蝶形状设计。

勃朗宁.50机枪的原型(马克沁:不关我事)
1919年勃朗宁在柯尔特工厂和.50机枪原型的合照

后来为了扩大该枪的使用范围,使这种武器通用性更强,特别是为了使这种.50口径机枪能用到飞机上,美国陆军在1930年左右开始试验略加改进的M1921A1机枪。关键的设计改变由陆军兵器部的塞缪尔·格林博士(Samuel G. Green)负责,他重新设计了机匣,使它既可以安装水冷套筒或风冷套筒,分别选择水冷枪管或风冷枪管。他还研制了一个可自由选择左边或右边供弹的受弹机,除此以外还有柯尔特公司的一些细节上的改进。这种试验型最初被称为T1机枪,略加改进后又研制了T2机枪。最后T2机枪被美国陆军M1921A1重新命名为M2机枪。

M2机枪有3种型号,分别为水冷防空型、风冷地面型及风冷航空型。由于用途不同,冷却手段也不同,所以这三种型号的射速也不相同。水冷防空型的射速为600~750发/分,风冷地面型为400~500发/分,风冷航空型则为750~850发/分。

风冷地面型由于枪管太轻而使得持续火力时间太短,所以在1933年左右又出现了重枪管型,这种武器又称为“M2重型枪管”或简称为M2HB,并且成为了地面型的标准型号。

为了提高弹头初速,以增大侵彻能力和有效射程,在1937年先是改进了发射药,使初速从2500fps提高到2700fps,在1940年又把弹头重量从750格令改成710格令,这样在36英寸枪管上的初速有2810fps。在1938年的时候,还把两种地面型(M2HB和水冷型M2)的枪管长度从36英寸增加至45英寸。




M2系列,从上到下:水冷型,航空基本型,重型枪管型
早期的轻型枪管M2
重型枪管M2HB
枪械数据

在1930年代的后期,美国骑兵部队还试验过一种使用两脚架、和抵肩射击的M2重机枪。

第一个试验型是把早期的M2机枪安装在一个有弹簧缓冲垫的“软式”枪架上,肩托、握把和两脚架都是******架上,枪管是早期的航空型枪管,带引射式强制散热功能的枪管套筒,瞄准装置是T3式棱镜型光学瞄准镜。在反复的试验中,“软式”枪架被放弃,而后的版本其实就是直接在普通的M2机枪上安装有软垫的肩托程两脚架,枪管最初是用轻型枪管,后来改用较长的重型枪管,即M2HB的形式,这样有助于降低后坐感。此外,这种两脚架型的M2HB只可以半自动射击,不能连发,实际上,这种两脚架型M2HB并不是“轻机枪”,而是作为“反器材步枪”使用。因此射手一般使用较短的弹链,一来可以减轻整体重量,二来因为是半自动武器,所以也没有必要装上太长的弹链。

不过在二战前夕,这个项目被放弃,因为种M2“反器材步枪”还是太大太重,不适合单兵步行携带使用。如果作为车载武器,还不如使用普通的M2HB。


1936年10月9日在春田兵工厂进行试验的M2两脚架型
第二型M2两脚架型,使用36英寸轻型枪管
最后一型M2两脚架型,使用45英寸重型枪管

M2系列机枪在第二次世界大战期间大量使用。水冷防空型在战舰上被大量使用;M2HB不仅配在M3三脚架上供步兵使用,也用作车载机枪及自行式高射机枪;而高射速的航空型M2更是各型战斗机、轰炸机的标准配备,因此需求归极大。美国的各企业和政府兵工厂从1941年至1945年间生产的各种型号的M2机枪近2百万挺,其中超过40万挺是在地面使用的M2HB。另外美国也把该枪援助给其他盟军,例如二战时的苏军装备的美国援苏的“谢尔曼”坦克和轻装甲巡逻车上有些是安装着DShK机枪,有些则是安装M2HB机枪。

由于飞机的飞行速度一直在提高,空战中射击机会的时间越来越短,需要提高射速以便在短时间内发射大量弹药形成密集的弹幕,去提高命中机会。所以在二战期间陆军兵器部开展了提高M2航空型射速的研究计划,最后在二战末期定型了射速提高到1200发/分的M3航空机枪。后来更是先后研制了射速达1500发/分的T34、T38等样枪,二战后又研制出射速高达2000发/分的T60样枪。此外,由于装甲部队提出了.50口径并列机枪的需求,又先后研制了缩短机匣的T164、T175和T176等样枪。但这些样枪都没有定型和装备部队。

美国从1920年代开始,勃朗宁.50口径机枪(.50 BMG既是枪的名字,也是弹的名字)在二战、朝鲜战争、越南战争中都大量使用,直至在21世纪初期的伊拉克和阿富汗的军事行动中仍在使用。M2系列重机枪的装备时间已经大大超过其他的轻武器,包括.45 ACP口径的M1911系列手枪(该枪在1980年代撤装)。因此有些美军士兵称其为“Ma Deuce”(大概跟“老干妈”差不多意思),不过也有不少士兵按照其口径将M2HB称之为“the fifty”或“.50”(一般翻译成“点五零机枪”,不过我也见过脑残的翻译叫“五十毫米机枪”)。

而在二战结束后,勃朗宁.50口径机枪也在世界各地获得广泛采用,直至今天,北约成员国及其他国家仍然广泛用于地面武器、车载武器和航空武器。这种武器至今在反步兵、无装甲或轻装甲车辆、船只、轻型防御工事和低空飞行的航空器方面仍然极为有效,目前美国和比利时仍在生产M2HB机枪及其衍生型,还有一些其他国家也在仿制这种武器。

二战期间,由于急需大量的武器,因此生产M2系列的承包商很多,而现在在美国,生产M2HB的主要是通用动力公司所属的萨科防务(SACO),以及美国军械公司(U.S. Ordnance),后者虽然才成立于1997年,但已经是美国政府主要的供应商之一。美国生产的M2HB既供应美军,也通过FMS计划卖给美国的伙伴国家。FN公司自1930年代就已经开始生产M2系列机枪,目前FN公司生产的M2HB虽然是供应其他其他国家,但其高射速航空型M3系列则被安装在众多美军直升机上。中国也测绘仿制了M2HB出口到第三世界国家,这种外贸型被定型为CS/LM6。

COLT(上)和RAMO(下)生产的M2HB机匣铭文

SACO生产的机匣铭文(William James提供)
中国仿制的M2HB

另外,地面型的M2HB还具有手动单发的功能,这个功能对于机枪来说意义不大,但在朝鲜战争和越南战争期间却有个别狙击手利用了这个功能,给M2HB装上瞄准镜作为应急的远程狙击武器。用M2HB狙击,在1000米内有相当好的命中率,而且还创造过在2500至3000码距离上的狙击记录。在加拿大和英国的狙击手在阿富汗创造新纪录之前,最远距离的狙击纪录一直是由美国狙击手用M2HB保持的。比如越战期间海军陆战队的卡罗斯·海斯卡克(Carlos Hathcock)就用一挺加装了Unertl 10x瞄准镜的M2HB完成了2286米的狙击。

精挑细选出来的M2HB配合优选弹,单发射击能散布在3~4 MOA内,但即使是3 MOA,在1000码距离上,散布也能达到30英寸,是人体宽度的2倍。在这个距离上,好的射手命中率也只有50%。所以其实在朝鲜和越南战争中用M2HB狙击时,命中率顶多也就一半,而那些超出2000码的狙击纪录更是有不少运气成份在内的。但7.62mm口径的狙击步枪在超出1000码射程后稳定性就会大大降低,而.50 BMG在2、3公里内仍然能保持比较稳定的散布,因此M2HB在超远程狙击方面的成功运用给了美军以.50狙击的启发,因而研制了一系列的.50口径远程狙击步枪。

1951年朝鲜战争中使用M2HB机枪充当狙击枪
在越南的 卡罗斯·海斯卡克

不过,勃朗宁.50口径机枪也有其缺点,主要是零部件太多,维护困难,需要有经验的人才能进行维修保养。而且枪管没有快速更换功能,虽然本身射速不高,但在激战中持续射击后枪管还是会迅速升温,但更换枪管却是比较麻烦的事,而且每次更换枪管都使用专门的塞规去重新调整壳头间隙(枪管尾与枪机端面的距离)。

美军在1980年代曾希望研制新型机枪取代该枪,例如通用动力的M86机枪,但这些项目都搁置了。而在1970年代至1980年代,包括FN公司在内的好些企业都有研制过快速更换枪管(QCB)的试验型,但都没有被美军采用。直到21世纪初,打算取代M2HB的新一代轻量化.50机枪XM312和XM806也由于射速过低等问题而不能被美军完全接受,所以在2012年,美国陆军决定把现有的M2HB都改装成有QCB枪管的M2A1。

插入塞规准备调节壳头间隙的M2HB
从左到右:M2HB、M2A1(QCB型)、打算取代M2系列的XM806

M2系列机枪结构/原理

口径: .50 BMG

勃朗宁.50口径机枪采用枪管短后坐原理和闭膛待击的射击方式,可散弹链供弹。该枪发射.50 BMG口径弹(12.7×99mm),射程远,弹道稳定。重型枪管型(M2HB)的射速约每分钟450至550发,普通型(M2)的射速约每分钟750至850发,高射速的航空型(M3)则高达每分钟1200发,射击精度是同类武器中最好的,部分型号还具有单发功能。当发射M2普通弹时对点目标的有效射程约1.5公里,对面目标的有效射程约1.8公里,最大射程可达6.8公里。

M2重机枪的动作原理与M1917大体相同。从弹链上第一发枪弹入膛、枪成待发状态开始,整个自动循环如下:按压扳机,扳机连杆后端上抬,前端下降,压下击发阻铁,解脱击针杆,击针簧推击针杆和击针向前,打击底火,击发枪弹。


击发前
击发后

当弹头沿枪管向前运动时,在膛内压力的作用下,闭锁在一起的枪管和枪机同时后座。后座19mm后,弹丸飞出枪口,闭锁卡铁离开楔闩上的闭锁支承面,其两侧的销轴被定型板上的开锁斜面压下,于是整个闭锁卡铁脱离枪机下面的闭锁槽,枪机开锁。随后,枪管节套向后猛撞加速子,加速子上端便撞击枪机尾部,加速枪机后座。


闭锁机构:左边的零件是加速子,右边从上到下分别为枪机、闭锁卡铁、枪管节套、定型板上的开闭锁斜面

枪管和枪管节套后座约29mm时,由于其后端撞击液压缓冲器而停止后座。此时液压缓冲器的缓冲簧被节套后端所压缩,加速子的爪则卡住节套后端,将缓冲簧固定于压缩状态。

与此同时,液压缓冲器内的活塞被推向后,压缩缓冲器油管内的油液,使其从活塞四周和油管内壁之间的缝隙向前逸出,从而对后座产生缓冲作用,最终使枪管和节套的后座完全停止。另外,通过调节液压缓冲器内油液的流量,还可调节射速。

枪机在向后运动的过程中压缩枪机内的复进簧,当枪机尾端撞击缓冲垫时便停止后座。


拨机的顶端自枪机上方伸入机匣顶板的V形缺口内。当枪机后座时,迫使拨机顶端向前,其下端则向后旋转并带动击针杆向后。击针簧受阻铁止销的阻挡而被压缩。最后,阻铁在阻铁簧的作用下,与击针杆尾端的凸起扣合。当枪机复进时,拨机顶端向后,下端则向前旋转而解脱击针。

(图片发不出来)

击发机构:1-击发阻铁;2-拨机;3-阻铁止销;4-机匣顶板;5-枪机;6-击针杆;7-击针簧;8-阻铁簧

由于采用双程进弹,所以装上新弹链后,需要拉动两次机柄才能上膛

取弹和抽壳是在枪机后座过程中完成的。后座开始时,装在枪机侧面的取弹器被压下,卡进枪弹弹底环槽,然后将第二发枪弹从弹链上向后拉出。同时,枪机前端面的T形槽也将弹壳从膛内拉出。由于闭锁卡铁的前上端和枪机闭锁槽的前壁都是斜面,故在开始开锁的过程中起到预备抽壳的作用,防止出现弹壳横断。

取弹器头部被受弹器盖上的定型板压下,将枪弹推入枪机前端面的T形槽中,取弹器左侧的凸笋沿其导轨的顶端滑动,当后座结束时,凸笋便从导轨后端滑至导轨下端。在后座过程中,弹壳从T形槽内被挤向下,最终从枪底部抛出。

该枪可在短时间内改变供弹方向,而无须专门工具。如下图所示,只需要把枪机上方的拨机抬起90度,取下来,再把圆形的零件取下,换个角放装回去,再重新装上拨机。另外还有几个上机匣的零件、连接供弹槽的部件及拉机柄的方向等进行左右调整,就可改变供弹方向。这个设计对于双联机枪来说很方便。


枪机复进时,取弹器凸笋沿其导轨下端滑动,使取弹器继续下降。因此,万一弹壳在后座过程中尚没有被抛出,那么在复进开始时,也会将弹壳向下挤出枪外。枪机上有一限制销。可限制取弹器的下降距离。于是,枪弹在抛壳挺的导引下直接被枪机推入弹膛。

枪弹完全入膛前,取弹器沿机匣上的定型面上抬,压缩定型板弹簧。随后,取弹器卡入第三发枪弹的弹底槽。

由于该枪采用枪管短后座的自动方式,所以当枪机复进约127mm时,其尾部的突起便撞击加速子上端,使加速子向前回转。于是,加速子爪离开枪管节套后端,进而释放液压缓冲器弹簧,枪管和节套即开始复进。

节套复进时,闭锁卡铁在楔闩上的闭锁斜面的作用下强制上抬,进入枪机下面的闭锁槽中,枪机闭锁。此后,枪管和枪机一起复进至击发位置。

在枪机复进到位前,击发阻铁顶端撞到扳机连杆上的斜面而被迫向下,使其下端与击针杆尾端解脱。随后,击针杆和击针在击针簧的作用下向前,并于枪管和枪机复进到位的同时击发枪弹。至此,一个新的自动循环开始。只要按压住扳机不放,而且弹链中有枪弹,射击就将一直进行下去。

枪管和节套开始复进时,活塞阀便离开活塞杆头,活塞杆头上的活门开启,油液迅速流向后方,以便在下一个自动循环的后座过程中起缓冲作用。

V字(蝴蝶形)的扳机装在机匣尾部并附有两个握把,一般用拇指按压操作。原来的M2HB没有手动保险,不过现在由通用动力研制的M2A1其中一项*******旁边增加了一个手动保险。

该枪采用简单的片状准星和立框式表尺,准星和表尺都安置在机匣上,标准机械瞄具包括柱形准星和可折叠的立框式表尺,都安装在机匣上。表尺射程装定从100码至2600码,侧面还有密位刻度,从0至62个密位。不过根据陆军野战条令FM23-65里的性能诸元表,M2HB的最大有效射程为2000码,而且是针对面目标。

M2HB的表尺
我在玩游戏(确信)

高射型或航空机枪通常会安装环形瞄具,现代使用的M2/M3系列机枪还会在机匣上增加瞄准镜导轨,可装各种辅助瞄准装置。

现在M2HB标配的M3三脚架是勃朗宁M1919A4的三脚架的放大型,腿架长度可伸缩。三脚架上可装上一个方向和俯仰机,与机匣后部固定在一起时,使机枪完全固定在三脚架上,然后通过调节该方向和俯仰机来进行细节的瞄准与锁定,有利于提高对远射程目标的命中率。


M3三脚架
三脚架上的T&E MECHANISM,也就是方向和俯仰机

专用的塞规,上为M2HB,下为AN/M3

插入塞规
旋转枪管节套内的调节螺帽,调整壳头间隙
制式枪口消焰器
安装 喇叭形USGI枪口消焰器的M2HB
Vortex公司生产的消焰器,这是M2HB的快拆消焰器
这是为M2E2配的消焰器
这是航空型GAU-19/A的消焰器
安装开叉形消焰器的M2HB
安装在AN/M2或AN/M3的枪管套上的开叉形消焰器
AAC公司在2010年SHOT SHOW上展出的M2HB消声器
M19空包弹助退器特写
枪口上安装空包弹助退器

地面型的M2HB和部分的M2航空型还具有单发功能,而高射速的普通型和航空型是没有的。这个单发功能是增加了一个枪机卡榫,并通过扳机下方的一个枪机卡榫释放开关(相当于快慢机的作用)来操作。当需要提高射击精度时,把这个开关向下拨,释放出枪机卡榫,当枪机拉到最后(或射击时后坐到最后)位置时就会被卡住,这样就必须用手动上膛,一次只能发射一发。这样的功能对于机枪来说意义不大,不过在朝鲜战争和越南战争期间,有个别狙击手把M2HB用作应急的远程狙击武器时,就利用了这个功能来提高射击精度。用M2HB狙击,在1000米内有比较好的命中率,而且还创造过在2,500至3,000码距离上的狙击记录。

压下(左)和抬起(右)的枪机卡榫释放开关

但把M2HB用作远程狙击,也不是一件容易的事。在《终极狙击手》一书中提到怎样在自己单位里的机枪中筛选出一致性最好的出来。

首先要选择那些机枪瞄具的方向和俯仰调节要与三脚架上的方向和俯仰机的刻度最匹配的。然后把一发教练弹装入弹膛,观察枪机前端面是否与枪弹尾部结合得准直牢固、枪弹和弹膛结合是否完好或枪弹在弹膛中是否准直顺畅。再调节每支枪和壳头间隙。然后才可以进行试射,而且射手在试射、归零和实战应用中都用应该使用同一批号的枪弹。试射中还要用沙袋把三脚架牢牢地固定好,射击时只用食指和枪体接触,也就是说不要用手握持握把,只靠三脚架固定机枪,而且三脚架的方向/俯仰机来调节瞄准点。

试射目标为400码,试射时不安装瞄准镜进行单发射击。每支枪分别向两个完整的靶各射5发,且要拉大射击间隔,尽量冷膛射击。每次手动推弹上膛后要再次确认瞄准点,对瞄准机进行必要调节。通常这样的方式选出散布最密集的机枪出来。根据书中提供的数据,在1954年的一次试验中,装10倍瞄准镜的M2HB射出5发弹散布8 MOA,最好的情况是3~4 MOA。但即使是3 MOA,在1000码距离上,散布也能达到30英寸,是人体宽度的2倍。在这个距离上,好的射手命中率也只有50%。

安装Unertl 10x瞄准镜的M2HB

比较奇怪的是,该书中建议最好使用黑弹尖的穿甲弹,因为穿甲弹的一致性比M2普通弹要好。理论上结构越复杂越不容易保持一致性,因此一般来说普通弹要比穿甲弹更容易保持一致性,这个理论也在许多实际试验中是得到验证的。而该书作者在2006年版中修正了1993年版的一些新的观点,却没有修改这一条,似乎美国产的.50 BMG穿甲弹比普通弹一致性更好?这确实是比较奇怪的事。

下期预告:M2HB及车辆平台

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注:转载自枪炮世界(已获得教授的转载许可)

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