來復線,即是槍管中的來福紋,是槍管的核心,來復線的作用是賦予彈頭旋轉的能力,使子彈在出膛之后,仍能保持既定的方向,提高子彈射出后飛行的穩定性。
來復線由陽線和陰線兩部分組成,陽線是管內壁凸起的部分,而陰線就是下凹的部分。來復線可分為矩形來復線,弓形來復線,多弧形來復線等。來復線也相當于槍的指紋,可以成為警察辦案時的依據。來復線加工方法主要有:單點鉤切法、多點拉削法、模頭擠壓法,錘鍛法,電解加工法。
1510年,奧地利的維也納人卡斯帕?科爾納發現在槍管內刻上來福紋對于彈有穩定作用。雖然在15世紀就有使用膛線的紀錄,但是由于制造工藝的困難,直到18世紀才得以普及。從1846年制造出第一門線膛炮以來,來復線已經運用在絕大多數的槍炮中,在戰爭史中發揮了巨大的作用。
歷史沿革
所謂來復線,指槍管或炮管里刻的螺旋狀的膛線。1510年,奧地利的維也納人卡斯帕?科爾納發現在槍管內刻上膛線對于彈有穩定作用。
在人類最初發明槍炮時,用來做槍管或炮管的是普通的金屬管子,管的內壁都是很光滑的。這種槍和炮稱之為滑膛槍或者滑膛炮。但是這種槍發射出去的子彈總是不夠準確,而且射程也很不穩定,有時打得遠,有時打得近。炮彈打出去以后也是如此,并且經常出現炮彈不爆炸的現象。
人們對這一現象進行了研究,最后終于發現了導致槍炮不準的原因。原來彈丸從槍管中發射出去之后,以很大的速度向前飛去,在飛出槍口的一瞬間,彈丸的縱軸線與前進的方向是一致的,但是彈丸在飛行過程中要受到重力的作用,運動方向時刻發生變化,使其彈道呈現拋物線形狀。這樣一來,彈丸的軸線就與飛行方向不一致了。彈丸在空中飛行還會受到空氣的阻力的影響,而空氣阻力的方向總是與彈丸的運動方向相反,對彈丸產生一個阻力矩,從而使其飛行狀態發生變化,倒翻筋斗。
當彈丸翻筋斗時,受到的空氣阻力不斷發生方向和大小的變化,因而彈丸會向不同得方向偏移,并且打不遠。
在清楚了彈丸翻筋斗得原因之后,人們就想方設法使彈丸在飛行過程中保持穩定得飛行姿態。在研究過程中,有人受到玩具陀螺得啟發;只要讓彈丸像陀螺一樣高速轉動起來,在飛行過程中即使受到不同方向的阻力,也不會翻筋斗,而只會發生進動,這樣就可以解決打不準和打不遠的問題。
于是人們在槍管和炮管的內壁上刻上螺旋形的槽,就是來福紋或來復線,然后又對彈丸進行了一些改造,在炮彈彈頭的腰部鑲上用紫銅做成的彈帶。米涅彈的口徑比前裝線膛槍的陽線直徑要小一圈,解決了填彈困難的問題。彈帶的直徑略大于炮管內徑,在射擊時,高壓的爆炸氣流將彈頭推入炮管,彈帶擠入膛線中后,彈頭在高速前進的同時不得不順著膛線的方向旋轉,當其飛出炮口時,彈頭的旋轉速度已經達到每秒數千轉的高速了。
自從1846年制造出第一門線膛炮以來,來復線已經運用在絕大多數的槍炮中,在戰爭史中發揮了巨大的作用。
主要分類
按鍛刻凸凹分類
來復線是槍管和炮管內壁上,被鍛刻加工出來的螺旋形紋路,由陽線和陰線兩部分組成,陽線是管內壁凸起的部分,而陰線就是下凹的部分。
按武器類別分類
大炮主要使用陽線,攜帶式槍械主要使用陰線,陽線加工上較困難,來復線沒有一個既定數目,2、4、6、8條甚至于更多,但一般常用的有:4條(手槍、步槍等)、6條(狙擊步槍等重視精度的槍械)、8條(機關槍),另有簡化版武器只使用2條來復線(比如第二次世界大戰英國的斯登沖鋒槍和美國春田M1903簡化版步槍)。
按截面形狀分類
來復線沒有固定的形狀,按截面形狀可分為矩形來福紋、梯形膛、弓形膛線、圓弧形膛線、多弧形膛線、多邊弧形膛線等。不過,雖然來復線截面形狀不盡相同,但它們的作用都是一樣的。
早期受加工條件的限制,來復線的形狀大多采用矩形或類似矩形的結構。但是矩形來復線不利于子彈頭的嵌入,閉氣性差,易受高溫、高壓發射藥氣體的沖刷,也不便于擦拭和保養。為了改善矩形來復線的問題,有些步槍開始采用梯形來復線,彈頭的嵌入容易了很多,如曼利夏步槍。到了20世紀初,圓形來復線也開始被采用。它的陰陽線之間用圓弧過渡,改善了梯形的缺點,擦拭也較為方便,日本的三八式步槍用的是弓形來復線,實際上也是圓形來復線的一種,只不過陰線的圓弧半徑小于陽線的半徑。
現代步槍多采用多弧形和多邊弧形來復線。它由相切的大小圓弧組成,與矩形來復線相比,陽線要寬得多,形狀為圓滑過渡,便于擦拭保養。這種形狀的來復線容易鍍鉻,且鉻層不易脫落,對彈丸的磨損也小。
按旋轉方向分類
來復線根據旋轉的方向可分右旋、左旋(從射手方向看去),右旋來福紋比較普及;雖然膛線的的數目沒有一個既定標準,不過陰線的深度在現代的槍管中,大部分是在0.004到0.006寸之間。
早期黑發射藥時代膛線普遍比較淺(因為黑火藥殘渣多,并且使用鉛彈頭),后來產生多種膛線,當今比較流行多弧形膛線、多邊弧形膛線等優質膛線,可以提高武器精度和初速,并減小火藥燒蝕提高壽命。
纏度
當膛線以某一點繞線膛 1 周時,其在軸線方向的移動距離用發射管口徑的倍數表示,稱為膛線在該點的纏度。 槍管內膛纏度在加工工藝、金屬冶煉以及使用過程中的碰撞、溫度變化等情況下會發生不可逆的變化. 若變化程度較輕,則影響發射器射擊精度;若來福紋改變程度較重,則會對膛內彈丸的運動產生影響,導致槍管報廢。
工作原理
來復線會讓子彈與炮彈在發射時在管內做縱軸旋轉運動,而高速旋轉的彈丸就跟高速旋轉的陀螺一樣,這就使得彈丸在保持高速自轉的同時,還會繞彈道切線做緩慢的圓錐運動,自轉速度越快,纏距越小,彈丸擺動的幅度就越小。
相反,速度越慢,纏距越大,彈丸越不穩定,擺動的幅度也會更大,而纏距,是指槍管或炮管中來復線旋轉一周的的距離。
由此可見,來復線賦予了彈丸高速旋轉的能力,而這個能力又讓彈丸在沖出槍口和炮口時仍然保持旋轉和方向性,不僅降低了氣流的影響,還大大提高了子彈和炮彈的射程和準確率。
主要作用
來復線對彈頭的運動起著重要影響。來復線賦予了彈頭旋轉的能力,使彈頭在出膛之后仍能保持既定的方向。來復線長度和彈頭初速有關,纏度決定飛行的穩定性,來復線的斷面形狀、深度、條數又關系到精度和槍管的壽命。因此,來復線的設計對槍械至關重要。對來復線的主要要求是:能密閉發射藥氣體,可靠地導轉彈頭,具有較低的最大來復線,保證射擊精度。
加工方法
來復線加工方法主要有以下幾種:單點鉤切法、多點拉削法、模頭擠壓法,錘鍛法,電解加工法、冷擠壓成形。
單點鉤削法
單點鉤削法,這種來福紋加工方法是在已經加工好的槍管膛徑內壁,用一個特殊的鉤狀切削刀,按照膛線的導程一邊旋轉一邊切削,每次只能切削一條膛線,而且每次膛線需要多次重復加工才能達到理想深度,一般每條膛線可能需要切削個20-30次。有的槍管來復線有多條膛線組成,加工起來十分麻煩。這種方法16世紀已經出現,現在這種方法只是被用于手工制造的小型作坊內,因為效率太低,不適合大批量的生產而被現代工廠棄用。
多點拉削法
多點拉削法,這種來福紋加工方法是對前一種單點鉤削法的改進。和前一種方法原理基本相同,只是一次可以使用數把拉刀同時進行拉削。這種方法早期需要多次換刀,每次拉刀比前一次大一些,逐漸加深膛線深度。現代最新的方法是使用一個拉刀有多組刀模,后面的刀模比前面的大一些,這樣可以一次完成多條膛線切削,而且一次達到理想膛線深度。這樣就大大提高了工作效率。
模頭擠壓法
這種膛線加工方法最早出現在1950年代,做法要點是預先加工的槍膛孔要比要求的膛徑小,然后用一個和膛線形狀相反的高硬度模頭,在高壓下從槍膛孔的一端進入,按照預期導程邊轉邊壓,從另一端壓出。這是現代普遍使用的來福紋加工方法之一。
錘鍛法
現代制造槍管膛線的方法,多用來制造多角型膛線,適合大量生產槍管,這種方法是1930年由德國人發明的。其做法特點是,采用一根和膛線形狀相反的高硬度模型桿,將模型桿放入事先已經加工好的槍膛膛孔中,在槍管外捶打,使槍管內壁與模型桿緊貼互補,然后將模型桿抽出,從而槍膛內壁便形成膛線。這種方法又稱冷鍛。
電解加工法
這種方法是在加工膛線的專用電解加工機床上進行,加工時槍、炮管接直流電源正極,工具陰極接負極,從陰極中噴出高壓電解液,陰極從彈膛移到槍炮口。這種方法加工效率高,適合大量的槍管生產。
冷擠壓成形
先將槍管鉆一個比直徑小的孔徑,然后上面用高硬度模頭將槍管擠出陰來復線和陽來復線。
應用
鋸齒形來福紋在火炮上的應用,為了改善火炮陽線導轉側的受力,將制式火炮的矩形膛線改進為鋸齒形膛線的結構,鋸齒形結構的膛線比矩形結構的膛線的壽命會更長。
為了提高身管壽命,利用計算機對膛線進行優化設計,在保證炮口部纏角的前提下,根據使導轉側受力均勻的原則設計了多段等齊與多段漸速膛線組成的混合膛線。
參考資料 >
膛線是什么,到底有什么用?.今日頭條.2024-01-18
膛線的作用和原理.騰訊網.2024-01-14
關于現代炮管及槍管的陰陽膛線知識,你知道的并不多!.網易.2024-01-18