ＱＪＧ０２式１４．５ｍｍ單管高射機槍剖析

QJG02式14.5mm單管高射機槍（以下簡稱高射機槍）是14.5mm單管高射機槍武器系統的重要組成部分，是參與該項目研制的工廠、研究所、高等院校集體智慧的結晶。現將其組成、結構特點和主要技術問題向讀者作一揭示。

部件組成

高射機槍由槍身、槍架、彈箱、彈鏈和附件組成。槍身由槍管組件、機匣供彈機組件、自動機組件、復進發射機組件和槍尾組成。槍架由搖架、托架、下架和座椅構成。

槍管組件由制退器、槍管、導氣裝置、提把和節套組成。機匣供彈機組件由機匣、受彈器蓋軸、曲拐部件、受彈器座軸、受彈器蓋和受彈器座組成。自動機組件由槍機、擊針、帶動銷和槍機框組成。復進發射機組件由發射杠桿、阻鐵杠桿、阻鐵、發射機座、發射桿、發射桿簧、導桿擋圈、復進簧導桿、復進簧導管和復進簧等組成。

搖架主要由搖架本體、高低齒弧、卡箍、左右緩沖機、拋殼板、彈鏈導套、平衡簧和瞄準架等組成。托架主要由托架本體、夾緊機、高低機、方向機、左右腳蹬等部件組成。下架主要由左腿、右腿、后腿、結合軸和調側傾裝置等組成。

結構特點

該槍采用導氣式自動方式。由于導氣式自動方式在我國14.5mm高射機槍上首次采用，其使武器結構簡化，氣體能量調節方便，確保在不同環境條件下使用可靠。為減小火藥燃氣沖量影響，該槍設有自動機后坐到位緩沖和槍身前后雙向緩沖機構，并盡量減小活塞到槍管之間的距離，同時配置了膛口裝置。膛口裝置具有制退、消聲和消焰等功能，其尺寸還滿足使用脫殼彈的要求。

該槍采用槍機回轉閉鎖方式。閉鎖時，槍機上的閉鎖凸筍和節套上的凸筍相嚙合，以承受膛內壓力。節套固定在槍管后部，改善了機匣受力狀況，使機匣得以采用沖鉚焊件，從而大幅度減小武器質量。

該槍采用后坐一次供彈和５發一節可散彈鏈。槍機框為供彈的主動件，其上的曲線槽帶動曲拐轉動，曲拐帶動撥彈杠桿擺動，由此帶動撥彈滑板左右移動以撥彈。供彈機構簡單可靠。通過調換曲拐、轉換座、撥彈齒、脫彈齒和阻彈齒的裝配位置，可改變槍身左右供彈方向，以便于槍身上車、上機和上艦。該槍左右供彈機構已獲國家專利（專利號：94112381）。

復進發射機構為雙復進簧、雙阻鐵和杠桿撥動發射機構。雙復進簧平行配置，減小了縱向尺寸，且受力左右對稱。雙阻鐵降低了自動機對阻鐵的撞擊力，從而提高了阻鐵使用壽命。橫置的發射杠桿撥動發射桿前移，帶動阻鐵解脫自動機。復進發射機構具有結構簡單可靠和發射力小的特點。

高射機槍的搖架是聯接槍身和機槍高低回轉的主體，為鋁合金變截面梁的框架結構。其后方有導軌，前方有左右緩沖器并通過卡箍與槍身聯接。螺旋扭轉彈簧平衡槍身起落質量。搖架具有結構新穎、受力對稱、質量小及工作可靠等特點。

托架是聯接搖架和機槍方向旋轉的主體，采用單墻體結構。墻體上的左右卡箍固定搖架的耳軸；轉動高低機手輪，搖架會帶動槍身一起呈高射狀態或平射狀態。托架上還有螺旋杠桿式高低與水平方向制動機構。下壓夾緊手柄，高低與水平方向被同時制動，用力踩左腳蹬具有同樣功能；在實際操作時，瞄準后踩左腳蹬瞬時制動，踩右腳蹬擊發，這一設計有利于捕捉戰機。該機構能自行補償磨損間隙，結構新穎，已獲國家專利（專利號：94112382）。左、右腳蹬都能旋轉調整，以適應射手不同的腿長。

下架為三腿低架座式，是全槍質量的載體。下架和托架采取圓錐面結合，凸輪快速鎖緊機構。其結構簡單，分解結合方便，能消除磨損間隙，利于提高射擊精度。前兩腿（左腿、右腿）可調側傾，便于在起伏不平地形作戰?！癥” 形前駐鋤抓地，平行滑移時后駐鋤導引，平射時既能吸收后坐能量，又穩定射擊方向，利于提高射擊精度。

全槍造型美觀，使用操作方便，人機工程好，質量小，精度好，可靠性高；不用專門工具便能迅速分解成槍管組件、機匣供彈組件、搖架、托架和下架等５大部件以便于單兵攜行；機動性好，環境適應性好；全槍能進行換件修理，維護及修理性、經濟性較好。

研制中的主要技術問題

減小全槍質量 75式14.5mm單管高射機槍（質量140kg）和80式14.5mm單管高射機槍（質量216kg）質量均較大，而新型高射機槍質量必須大幅度減下來，質量不大于75kg。方案階段初期，全槍質量85.6kg，與達標差距相當大。

為此，研制組在保證全槍性能的前提下，注重設計合理的結構，如設計了后坐一次供彈機構和同時制動機構，減少了零件數；將復進簧、緩沖簧與機匣平行配置，縮小了全槍外形尺寸；多處采用沖焊結構以及沖鉚結構，提高了工藝性；簡化結構并緊湊尺寸，如簡化高低機結構，去掉槍管前支撐，減小機匣鉚焊件高度尺寸、減薄機匣導軌厚度，加大受彈器蓋減輕槽尺寸，在受彈機座上挖減輕孔和擴大槍機框漏彈口等。使武器質量下降。

與此同時，還采用輕合金材料以達到減小質量并滿足指標要求的目的。早在研制原理性樣槍時，就注重使用鋁合金材料。搖架本體、瞄準架、高低機本體與手輪、方向機本體與手輪以及座椅管等主要專用件都使用了鋁合金材料。到方案評審時的樣槍，槍架鋁合金專用件共69種，占槍架專用件總數的18.8%。正樣機制成后，槍架鋁合金專用件上升到73種，占槍架專用件總數19.1%。槍身也適量使用了輕合金，如采用鈦合金材料。

采取以上措施后，全槍質量出現了兩次飛躍，第一次減輕5.45kg，第二次又減輕7.14kg。最終正樣機全槍質量73kg，滿足了要求。

提高射擊精度 指標要求高射機槍精度不低于現役14.5mm高射機槍。研制初期的射擊密集度值為100m處R 80>50cm，達標難度相當大。

為解決精度達標問題，研制人員首先在武器結構設計上下工夫，注意改善全槍受力狀況。如變原來的彈性槍架為緩沖槍架；設計雙復進簧、雙緩沖簧；槍身前后雙向緩沖；導氣室中心線靠近槍膛軸線以減小火藥燃氣沖量矩；設置膛口制退器及滑移式后駐鋤等，盡可能使全槍受力對稱，減小受力、撞擊和槍口跳動；控制各連接件的間隙，以提高全槍的聯接剛度，減小槍口擺動。同時還不斷優化復進簧、緩沖簧的參數，改變下架腿的長度及截面尺寸，以獲得較理想的全槍剛度和動態匹配關系。合理的結構設計，使武器達到良好的射擊精度。

為攻克精度關，軍械工程學院的專家們通過建立有限元動力學模型及分析、試驗模態分析和槍口動態響應測試及分析等，對機槍動力學匹配關系、機槍固有特性、機槍響應特性、機槍激勵與響應的譜分析、機槍射擊穩定性和機槍射擊適應性等６個方面進行了專題研究，對樣槍改進結構提出了許多寶貴的意見，也對提高樣槍射擊精度起到了很好的指導作用。

膛外炸殼 高射機槍研制試驗中發生了２次膛外炸殼故障，這是絕對不允許產生的嚴重故障，必須根除。分析故障產生的原因有兩條：

（1）早開鎖，即槍機框復進到位碰撞后反彈導致提前開鎖。提前開鎖時膛內壓力高，彈殼承受不住高膛壓而炸裂。

（2）慣性擊發（早發火），即在槍機復進到位、未閉鎖時擊針慣性前沖擊發槍彈底火。

當時樣槍的擊針和擊針體的總質量過大，可能會造成慣性擊發。后將擊針改為整體結構，減小了質量并增加回針簧，但因其質量仍偏大，又發生了第２次膛外炸殼故障。

研制人員對所采用的慣性子防反跳機構進行分析研究，建立力學模型，研究在開鎖前自由行程階段槍機框和慣性子的耦合運動規律以及無慣性子時槍機框的運動規律；分析與驗證慣性子的作用時機、質量、行程及慣性子簧參數變化對槍機框運動的影響。經過理論分析和試驗測試，表明槍機框復進到位后的反跳運動處于開鎖前的自由行程之內，并且在85°高射角這一極不利狀態下射擊時槍機都不會提前開鎖。

因此，慣性擊發是產生膛外炸殼的原因。為避免因慣性擊發引起第３次炸殼故障，重新設計了擊針，其質量再次減小。經過綜合壽命試驗射彈考核，不再出現膛外炸殼故障現象。

此后，為徹底解決慣性擊發問題，設計了新結構，保證在沒有完全閉鎖時擊針尖不突出于彈底窩平面，不接觸底火。從結構上杜絕了慣性擊發，根除了膛外炸殼問題。

槍管開裂 高射機槍在摸底試驗和初樣機鑒定試驗中，槍管的高溫高壓區段出現縱向裂紋。

縱裂發生后，研制人員多次開會研究對策，并邀請了航空航天大學、兵器工業52研究所等單位的材料、工藝和失效分析專家共同進行分析、試驗和研究，最終找出導致槍管開裂的原因：

（1）槍管材料中含有大量夾雜物（硫化錳、氧化鐵、氧化鋁），一定程度上降低了材料的機械性能。

（2）槍管材料的低溫性能差，低溫條件下耐沖擊韌性大幅度降低。

（3）槍管經精鍛加工后材料各向異性突出，橫向沖擊值僅為縱向沖擊值的 1/8～1/10。

（4）靠近彈膛的膛線起始部位嚴重燒蝕，產生裂紋源，在交變應力作用下不斷擴大，并與夾雜物周圍的微裂紋連通、擴大，最終導致槍管開裂。

針對槍管開裂原因，采取了以下解決措施：一是更換槍管材料，使用低溫性能好的材料；二是使用精煉材料，提高槍管材料的質量級別，以嚴格控制夾雜物的含量；三是調整和優化槍管精鍛工藝，提高材料橫向沖擊值，縮小與縱向沖擊值差距，保證材料有良好的綜合機械性能。

落實以上措施后，槍管未再出現開裂。開裂問題得到解決。

槍管壽命 槍管壽命合格是指初速下降率、射擊密集度、橫彈孔和橢圓彈孔滿足規定要求。自1960年56式14.5mm 穿甲燃燒彈彈頭殼由銅材改用覆銅鋼材后，槍管就存在初速下降率高、橫彈孔和橢圓彈孔超過規定要求問題。研制中的新型高射機槍比56式14.5mm高射機槍的射速高，槍管壁厚也薄，熱容量小，其燒蝕程度更厲害，陽線磨損更快，所以初速下降率更大，出現橫彈孔和橢圓彈孔的時機更早，槍管壽命問題更突出。

為解決槍管壽命問題，對槍管的鍛造工藝、熱處理工藝和鍍鉻工藝做了許多改進、優化工作，摸出相對合理的鍛造比和鍛造前后基體硬度變化情況，恰當地調整了熱處理規范，使基體的機械性能和硬度處在較佳的范圍之內；投資改造生產線，用電酸洗工藝代替落后的老酸洗工藝，提高了鍍鉻前預處理質量，增強了鉻層和基體金屬的結合力；加大鍍鉻的電流密度，縮短鍍過度鉻層的時間，增加鍍硬鉻層的時間，使硬鉻層加厚；改電鍍后整體去氫回火為彈膛端局部去氫回火等。這些措施提高了槍管的耐磨性和抗燒蝕能力，對解決初速下降、橫彈孔和橢圓彈孔問題起到了一定的作用。

研制中注重采用新技術和新工藝解決槍管壽命問題。為此，將激光強化先進技術應用到內膛加工上，顯著提高了槍管內膛的耐磨性，對解決初速下降、橫彈孔和橢圓彈孔問題起到了很大的作用。

采取上述措施后，槍管未出現橫彈孔和橢圓彈孔問題，射擊密集度和初速下降率均滿足要求，槍管壽命問題得到解決。

試驗情況

研制中，高射機槍做了數十次試驗。這些試驗都是解決技術難題，改進產品設計，鑒定武器性能和保證研制質量不可缺少的重要環節。

重要的試驗有摸底試驗、正樣機試驗、設計定型試驗和部隊試驗。

摸底試驗 是在方案階段樣槍大幅度減輕質量，射擊精度基本滿足規定要求，膛外炸殼得到圓滿解決，零部件壽命和機構動作可靠性無大問題情況下，為了檢驗樣槍技術性能是否達到指標要求而進行的。主要試驗項目有：靜態檢查、動態測試、精度試驗、環境模擬試驗和綜合壽命試驗。試驗結果表明，方案樣槍除槍管壽命外，總體上已接近指標要求，為轉入工程研制階段提供了試驗依據。

正樣槍鑒定試驗 是在工程研制階段重點解決了槍管開裂和壽命問題、勤務操作方便性、部分零部件強度與壽命，以及進一步穩定射擊精度和提高機構動作可靠性之后，為轉入設計定型階段而進行的鑒定性試驗。試驗內容有：靜態檢查、動態測試、精度試驗、環境模擬試驗和綜合壽命試驗。試驗結果是：射擊精度滿足指標要求，環境模擬試驗機構動作可靠，零部件無破損，壽命試驗無故障，故障率為零，壽命后精度滿足要求；壽命后未出現橫彈孔和橢圓彈孔，初速下降率滿足要求。經專家組綜合評定，認為已達到指標規定和使用要求，可轉入設計定型階段。

設計定型試驗 是按照國軍標規定的試驗內容和方法，在白城兵器試驗中心對高射機槍達標程度進行嚴格考核的試驗，是設計定型不可缺少的重要環節。試驗結論是：14.5mm單管高射機槍主要諸元、射擊精度、機構動作可靠性、環境適應性、綜合壽命等均滿足指標要求，可以設計定型。

部隊試驗 包括寒區、熱（海）區和風沙區３個試驗，分別考核了高射機槍在上述３個地區的作戰使用性能，并廣泛征求部隊使用意見，是武器設計定型的重要試驗。綜合各區部隊試驗的意見是：該高射機槍設計合理，結構簡單，外形美觀，質量小，精度好，機構動作可靠；配用彈種齊全，射程遠，威力大，火力猛；分解結合方便，行軍、戰斗狀態轉換迅速，勤務使用性好；簡單易學，操作使用方便；具有良好的戰術與技術性能，適合步兵野戰條件下作戰，深受參試分隊干部與戰士的喜愛。

結束語

高射機槍研制成功，全面達到指標要求，無任何遺留問題，是各參研單位共同努力的結果。研制工作自始至終得到上級領導機關重視，得到論證部門、兵器試驗中心、參試部隊、軍代局及駐廠軍代室的大力支持，得到軍地專家的熱情指導和幫助。