在美國電影《義俠佐羅》中,主人公最后使用銀質的槍彈擊敗了邪惡的對手,而“銀彈”也就成為美國人心目中最理想槍彈的代名詞。多少年來,美軍對“銀彈”的探求一直沒有停息。
二戰以來,美軍,尤其是美國陸軍在西方軍用輕武器槍彈的發展過程中一直起著重要作用,特別是北約標準口徑槍彈的選用更加充分地體現了其在這一領域中的統治地位。
不過,時值今日,美軍所使用的輕武器槍彈已經保持了幾十年沒有變化,人們不斷批評美軍在槍彈理論和科研方面的停滯不前,美軍目前也不得不再次開始尋求更加“理想”的輕武器槍彈,而這一過程也必將對北約組織及其他西方國家的槍彈工業產生重大的影響。
槍彈革命性探索歷程:從“薩爾沃”到ACR
1950年代,為了明確新型單兵輕武器槍彈的發展方向,美國陸軍啟動了一系列預先研究和試驗。研究發現,當士兵處于精神壓力很大的戰斗狀態下時,他們很難按照正確的程序來瞄準和射擊,通常都是將武器對著敵人的方向狂亂發射,這樣射擊的精度自然很差。
為了提高精度,當時的美國海軍陸戰隊決定通過加強訓練來強化士兵的能力,美國陸軍則選擇了通過技術途徑來解決這一問題,即開發新的槍/彈系統。從那以后,美國陸軍便從未間斷在這方面的嘗試,并且美國陸軍注重槍彈終點效能的發展思路也一直影響著后來的各種單兵輕武器項目和計劃的發展。
美軍第一次重要的嘗試是于1953年啟動的“薩爾沃”計劃(salvo,也稱“齊射”計劃)。該計劃的理論基礎是:小口徑武器發射的密集彈頭可以彌補士兵在精確射擊能力上的先天不足,因而小口徑槍彈的殺傷效果也比低射速的大口徑槍彈更加理想。
直觀地講,要實現這一目的就必須設計出一種能夠以很高射速連發發射的武器,然而這樣的武器自身也會存在很多缺陷和不足,最主要的問題就是武器在連發狀態下的操控性會變得很差。為解決這一問題,“薩爾沃”計劃決定不改變武器的射速(在一定時間內發射的槍彈數量),轉而增加每次扣動扳機所發射的彈頭數量。為此該計劃研究了3種試驗方案:多頭彈、箭形彈和錐膛彈(squeezebore)。
對于多頭彈方案,試驗結果與霰彈槍在二戰中的使用情況基本吻合,即在91m(100碼)距離上對人體軀干大小的目標進行射擊時,扣動一次扳機可確保有足夠數量的彈頭命中目標。美軍隨后陸續開發出幾種口徑在5.6mm~7.62mm(0.22~0.30英寸)之間、采用3~5個彈頭的新型槍彈,這些新型槍彈被命名為Multiplex,即“多頭彈”。在經過一段時間之后,美軍將研究重點落在了“Duplex”即“雙頭彈”的設計方案上,并隨后推出了短命的7.62mm M198普通雙頭彈。這種雙頭彈的外形尺寸與北約標準的7.62×51mm普通彈基本相同,不同之處在于每發彈都包含了一前一后排列的兩個彈頭:前面的彈頭質量5.46g,初速為830m/s;后面的彈頭質量大一些,為5.53g,初速為670m/s。
箭形彈的概念來源于依靠輕薄尾翼穩定飛行的“飛鏢”,在設計上更加類似于高速加農炮發射的反坦克尾翼穩定脫殼穿甲彈(APFSDS)。美軍當時的箭形彈中每支小箭的質量約0.52~0.65g,初速達1400m/s,即使對穿著早期防彈衣的目標也具有極大的殺傷力。然而箭形彈最大的不足就是精度極差,這是由諸多因素導致的,如小箭的外形導致其在飛行中極易受到側風的影響,在彈托內將小箭進行精確定位的生產工藝過于復雜,彈托在槍管內運動的穩定性很差等,這些技術問題都很難找到令人滿意的解決方法。此外,在射出膛口后分裂脫落的彈托由于極高的分離速度對鄰近人員甚至射手自身也構成了安全隱患。
錐膛彈則是在多頭彈的基礎上通過錐形彈膛來擠壓彈頭使其成形,其飛行中的橫截面積,僅為初始橫截面積的幾分之一,故彈道性能很好,從而實現提高彈頭初速、增強打擊效果的目的。美軍希望能將這一原理中彈頭的高初速性能與多頭彈的密集射彈結合起來。根據該方案開發的一種7.62mm錐膛彈含有3個以串聯方式排列的彈頭,每個彈頭質量3.58g,這種槍彈后來曾在M14步槍上進行過試驗。
“薩爾沃”計劃最終并沒有促使美軍大量采用新型槍彈,不過該計劃明確了這樣一個事實,即3種方案中箭形彈由于彈道的低伸性和彈頭的高速性而最有發展潛力,特別是在打擊運動目標時幾乎不需要進行距離修正。
基于“薩爾沃”計劃所獲得的研究成果,美軍于1962年啟動了一個名為“特種步兵武器” (SPIW:Special Purpose Infantry Weapon)的項目,旨在開發一種發射箭形槍彈的新一代突擊步槍。當時有幾家公司都提供了獨具創新性的設計方案,然而隨著美軍領導層的變化以及后來M16步槍的服役,該項目逐漸成為一項試驗性研究并最終被取消。
但是美軍并沒有從SPIW項目的失敗中汲取教訓。1969年,美國陸軍又啟動了另一個項目——“未來步槍計劃”,對箭形彈和小口徑槍彈進行研究。該計劃實施不久即遭到了美國國會的強烈批評,被指責浪費了納稅人的錢,并最終在一片罵聲中夭折。
到了20世紀末,美軍通過1989年啟動的“先進戰斗步槍” (ACR)計劃獲得了更多可靠的技術成果,并打算從這些成果中選出理想的“槍+彈”方案來取代M16步槍和5.56×45mm槍彈。該計劃最后確定的4家競標廠商及其方案分別是:柯爾特公司,用改進的M16步槍發射5.56mm雙頭彈;AAI公司,采用標準5.56×45mm彈殼的箭形彈;斯太爾公司,一種新型無托步槍及采用塑料彈殼和圓形(非底緣發火)底火的埋頭箭形彈;HK公司,具有革命性的G11步槍,發射4.7×33mm無殼彈。盡管美軍此后共投入了3億美元資金,但該計劃最終還是無果而終,在新步槍和槍彈的發展方面并沒有取得任何實質性的成果。
透過上個世紀美軍這些曲折發展歷程可以看出,當時的研發決策還是受到了一些時代因素的影響。1950年代時,美軍明顯還未擺脫朝鮮戰爭中中國軍隊步兵集團沖鋒對其造成的巨大心理陰影,這至少可以部分解釋“薩爾沃”計劃舍精度而注重火力密集度的設計初衷;10年后的越戰則強調了對輕型突擊步槍的需求,而這種迫切需求也直接導致了小口徑槍彈的采用;從1960年代末~1980年代末,人們普遍認為槍彈問題已得到解決,并將注意力轉移到工程塑料和輕合金等新材料對武器設計的影響上來;而后隨著柏林墻的倒塌,各種輕武器技術的發展也基本停滯在1980年代的水平,直至今天。
傳統槍彈的回歸:不同口徑槍彈的探索
1972~1975年,美國陸軍實施了“班用自動武器”(SAW)計劃。盡管取了這樣的一個名字,但該計劃實質上是在探索用一種所謂的“中間型”槍彈(實質上就是步機合一彈,不過美國陸軍一直沒有接受這種叫法和相關設計理念)來取代北約標準口徑(5.56×45mm和7.62×51mm)的可行性。順代提及的是,步機合一彈的理論被俄羅斯進一步發展,并于1993年提出了一種6×49mm步機合一彈及使用這種槍彈的機槍。
雖然后來SAW計劃最終選定了FN公司的“米尼米”5.56mm輕機槍(即美軍目前使用的M249班用輕機槍),但在SAW計劃中由法蘭克福兵工廠提出的6×45mm口徑卻引起了業界的廣泛關注。
6mm甚至更大口徑槍彈所具有的彈道效能在1990年代末再次受到重視,尤其受到特種部隊的歡迎,而近年阿富汗和伊拉克的實戰經驗使人們重新開始更加深入地考慮口徑問題。盡管兩個戰場的環境和條件相差很大,但遠距離狙擊步槍及專用槍彈在實戰中再次受到重視,并且兩地的作戰部隊不約而同地對目前美軍標準的M855 5.56mm彈的性能提出了質疑,該彈彈頭質量4.03g,從508mm長的槍管發射時,膛口初速為940m/s,被認為精度和終點效應(即對目標的停止作用)不足。具有諷刺意味的是,出于提高人機工效的考慮,美國陸軍正在用槍管更短的M4卡賓槍來逐步取代M16步槍。而M4的槍管長只有368mm,彈頭初速(883m/s)也更低,相應的有效射程,精度和終點效能也更差。美國海軍陸戰隊則意識到了M4自身的問題,他們選擇保留士兵手中的M16A4步槍,把M4/M4A1卡賓槍只配發給軍官和高級別士官用來取代他們的手槍,采取同樣策略的還包括特種作戰人員和車輛駕駛員。
為了緩解槍彈終點效能不足的問題,美軍為部隊裝備了Mk262 LR(遠程)彈。該彈使用質量為5g的比賽級開尖彈(OTM)彈頭,有1型和2型兩種型號:1型使用“塞拉一比賽王”(Sierra Match King)彈頭,2型使用諾斯勒(Nosier)彈頭。Mk262最初是專門為美軍特種部隊的Mk12特種用途步槍研制的槍彈,實戰表明該彈用M4卡賓槍發射也可有效提高武器系統的殺傷力。
美軍尋求新型槍彈的舉動迅速引起了工業界的廣泛關注。一時之間各種新型槍彈層出不窮。
這其中比較引人關注的就是6.8×43mmSPC彈。該彈由美陸軍第五特戰大隊(空降)的幾個技術人員在Precision Reflex公司、雷明頓彈藥公司、Hornady制造公司等的支持下于本世紀初研制而成。他們的設計初衷是開發一種長度與5.56×45mm彈相同、可由改進的M16/M4類武器發射的槍彈,用最少的改進來獲取更加優異的彈道和終點效能。SPC彈使用7.62mm(0.30英寸)彈殼,彈殼口部經縮小可配裝7.48g的6.8mm彈頭,該彈從406mm長的槍管發射可獲得730m/s的初速。
SPC彈可有效解決5.56×45mm彈從M4卡賓槍的短槍管發射時在中近距離上停止作用不足的問題,在這點上該彈的性能甚至超過了俄羅斯的7.62×39mm彈。不過要想在M4卡賓槍上使用SPC彈需對武器進行較大的改動,改動的部件不僅包括一支新槍管和彈匣,還包括重新設計的槍機。由于改動較大,一些輕武器專業公司如HK公司、FN公司、巴雷特、布什馬斯特、DPMS、“黑豹”武器公司、羅克河武器公司和魯格公司紛紛推出了6.8×43mm口徑新武器或M4卡賓槍的轉換套裝,像HK、FN公司分別推出的6.8×43mm口徑的HK416和SCAR步槍。而雷明頓和霍納迪公司則向市場提供6.8mm SPC彈。
稍后的2004年,亞歷山大武器公司推出了一種6.5×39mm格倫德爾(Grendel)槍彈,其出色的彈道效能迅速引起了軍用和民用市場的廣泛關注。這種新槍彈的設計原理也是基于對M16/M4類武器的改進,它的外形尺寸及所發射彈頭的質量(8.0g),與俄制7.62×39mm槍彈基本相同,彈頭的動能接近使用北約M80 7.62mm彈,但彈道更低伸,有效射程也更遠。舉例來說,6.5mm格倫德爾彈在400m距離上彈頭存速達594m/s,而彈頭質量為5.0g的5.56mm Mk262彈在這個距離上則只有526m/s的存速,即使是彈頭質量11.5g的7.62×51mm M80彈的存速也不過是566m/s。這種6.5mm彈還有5.85g、7.02g和9.36g三種彈頭,其全方面的優異表現完全可以替代5.56×45mm和7.62×51mm口徑的單兵/班組輕武器槍彈。該彈相對于5.56mm彈的缺點就是彈匣的容彈量稍小,約26—28發(5.56mm彈為30發),而且質量也稍大一些。
隨后市場上又出現了6.8×45mm槍彈,即6.8mm“克雷默”(Kramer)彈。由于該彈使用改進了的5.56×45mm彈殼來配裝6.8mm彈頭,因此M16/M4類武器無需對內部機件進行任何改動,只要更換一支相應的槍管即可發射此種槍彈。同時借助新型發射藥技術,6.8mm“克雷默”彈的彈道效能出色,僅稍遜于6.8mmSPC彈。
最后出現的是奈特軍械公司(KAC)的6×35mm彈。這是一種單兵自衛武器(PDW)槍彈。6×35mmKAC彈經優化設計專門用于槍管長254mm的武器發射,如Mk18近距離戰斗步槍(CQBR),其性能與5.56×45mm彈基本相當。眾所周知,Mk18在發射5.56mm彈時,彈頭飛離槍管后仍有一部分發射藥在燃燒,造成非常明顯的槍口焰和劇烈的槍管震動,這使得武器在連發狀態下的操控變得異常困難,而KAC彈使用了縮短的彈殼,減少了發射藥量,不但減少了槍口焰,而且使槍彈在200~300m的近距離上具備了適當的彈道效能。顯而易見,與FN P90和HK MP7一樣,這種新槍彈同樣需要專門開發一種6mm口徑的單兵自衛武器,因此其推廣應用無疑牽涉到包括后勤在內的方方面面的問題,很難真正普及。
傳統與創新:輕武器輕量化技術(LSAT)計劃
開始于2004年的輕武器輕量化技術(LSAT)計劃是一項所謂的“技術基礎計劃”,由美軍“三軍輕武器計劃辦公室”負責管理。雖然該計劃的目的是開發M249 SAW 5,56mm班用機槍的后繼產品,但從名稱上可以看出該計劃具有更高的目標,其影響必將涉及整個輕武器領域。該計劃之所以首先選擇作為M249的替代者,主要是由于新機槍系統對武器和槍彈設計均提出了嚴格的需求,并且能夠應用到輕機槍上的新技術也更容易應用到突擊步槍和卡賓槍上。
LSAT計劃目前的主要目標是減輕系統的質量(武器減輕35%,彈藥減輕40%),并提高可靠性和人機工效,降低訓練和保障需求。該計劃目前已進入第三階段(Phase III),研發團隊由以AAI集團的Textron系統公司為主組成,還包括阿雷斯(Ares)、ATK、巴特來(Battelle)、歐米茄訓練集團(Omega Training Group)、通用動力、MSC軟件和Veritas技術公司的技術力量。
目前LSAT計劃正在對兩種埋頭彈方案進行評估,這兩種方案都使用標準的5.56×45mm M855普通彈彈頭:有殼埋頭彈(CT)方案采用塑料彈殼,無殼埋頭彈(CL)則顧名思義沒有彈殼。這兩種技術都是“先進戰斗步槍”計劃遺留下來的產物:有殼埋頭彈很容易讓人想起“先進戰斗步槍”計劃中斯太爾公司的設計(盡管當時該公司使用的是箭形彈而非傳統的全金屬被甲彈),而無殼埋頭彈方案更是公然采用了當年代那買特·諾貝爾公司為G11無殼彈槍開發的4.7mm無殼彈的相關技術。
目前有殼埋頭彈方案的兩支輕機槍樣槍正在進行相關試驗,無殼埋頭彈方案的樣槍預計也將于2009年進行測試。有殼埋頭彈輕機槍樣槍采用了一種創新性的擺動式彈膛設計,通過同軸供彈和拋殼動作提高了系統的可靠性,并通過采用長行程、柔性后坐機構提升武器的可操控性。

未來選擇:謎底尚未揭開
除了LSAT計劃之外,美國陸軍還于近期宣布了關于采辦新型輕武器產品的計劃及相關的初步需求,這些新武器將有可能取代M4及部分單兵自衛武器。該計劃將于2009年底進入競標階段。初步需求顯示,新的輕武器系列將不局限于現有的5.56×45mm槍彈,并且規定槍彈在600m距離上必須滿足一定的精度要求。這一距離要求明顯超出了“卡賓槍”型武器的能力范圍,這也預示著美軍很可能會摒棄已經延續了長達四、五十年之久的輕武器發展理念,而這些理念一直都以這樣一種理論假設為前提,即步兵戰斗中的單兵武器作戰距離不會超過400m。
僅憑目前的情況還很難預測美國陸軍新的輕武器需求究竟是通過傳統槍彈設計還是LSAT計劃得以實現。若是前者,并且如果已宣布的初步需求不會再變來變去,那么美軍的選擇很可能會向著6.5mm格倫德爾彈的方向靠近,甚至有可能會開發出多用途或步機合一的通用槍彈。
如果美軍真的決定要實現一次飛躍性的發展,那么被選中的將很可能是技術更加成熟的有殼埋頭彈方案。而真正具有革命性意義的無殼埋頭彈技術仍然面臨著諸多困難,無殼彈時代也許還未真正到來。
編輯 劉蘭芳