今明两年,世界轻武器领域即将发生一场翻天覆地的变化

今明两年,世界轻武器领域即将发生一场翻天覆地的变化:美国陆军于三年前展开了下一代班组武器(NGSW)的选型,目前三家竞标厂家都已经提交了新枪和新弹,有非常多的亮点。NGSW计划2022财年就开始试装第一支部队,进度出乎意料的迅速。但是和过去每一次轻武器换代都会发生的大肆宣传、激烈争论相比,这一次却不露声色,几乎没有什么人注意到经典的M4和M249组合已经时日无多。

长久没写陆军的装备了,这次就来看看三组新枪和三种新弹新在何处,自半个世纪前美国陆军采用5.56毫米小口径弹药和M16步枪以来的第一次轻武器重大转型有怎么样的影响和意义。

漫长而无效的替换历程

美国陆军长期以来一直在寻求M16的替代者,这个过程的开端甚至发生在M16诞生之前!美国陆军在1951年开始研发一款发射箭型弹(flechette)的高射速自动步枪:SPIW – 特殊用途单兵武器,工程代号Salvo(齐射)。虽然箭型弹接受了测试,最终的结果却是美国三军选择了发射常规小口径子弹的阿玛莱特AR-15,也就是后来的M16。

SPIW的研发并没有停止,继续以Niblick的工程代号开展下去,并加入了榴弹发射器作为箭型子弹的补充。AAI、春田、温彻斯特和H&R四家公司参加了竞标,冗长的开发、改进过程一直持续到1974年却无一符合实际需求,只有AAI的设计最终演变成M203榴弹发射器。

这些古早的“先进步枪”方案真的有点颠覆对美式步枪的认知,甚至能看到些许德式、苏式、日式枪械的影子。

> 各种规格的5.6毫米SPIW备选箭型弹,头部绿色的弹托在飞出枪口后就会脱落,和坦克的脱壳尾翼稳定穿甲弹一样原理

1986年ACR – 先进战斗步枪项目启动,旨在用一款更精确的步枪替代M16。AAI、柯尔特、HK和斯泰尔进入武器测试阶段,AAI仍然采用箭型弹和消声器,HK推出的是G11无壳弹步枪,斯泰尔方案采用发射箭型弹的AUG,柯尔特直接改进M16,加装了光学瞄准器、液压缓冲器和伸缩枪托,使用双头子弹。但是最终4款新枪没有一支能够达到甚至接近陆军制定的项目标准。

> ACR四款参选型号,从上至下分别为:AAI、HK、斯泰尔和柯尔特方案

ACR项目取消之后,美国陆军接着在90年代初展开OICW – 理想单兵战斗武器计划,用步枪发射低速电子引信空爆榴弹攻击硬式掩体后面的目标,使步兵同时具备直射点目标和曲射面杀伤能力。击败AAI中标的HK推出了MX29,用短管5.56毫米步枪、20毫米半自动榴弹发射器和火控系统的一体化设计取代M16加挂M203的组合。

试验中发现20毫米高爆榴弹的杀伤力不足,短管小口径步枪的枪口动能不及标准版M16,电子火控系统也没达到要求,而且XM29战斗全重高达8.2公斤,在前线操作困难,该项目于2004年取消。

下一个M16的替代者仍然来自HK,就是原XM29的步枪部分单独拆分发展而来的XM8,模块化设计可以通过更换枪管和部件可以在标准步枪、短管卡宾枪、精确射击步枪和带两脚架的班用机枪之间转换,还集成了光学瞄准具和红外/激光瞄准系统。

XM8部分采用了G36的设计和工艺,美国陆军对交付的200多支样枪进行测试后发现问题重重,包括观瞄系统电池寿命太短、人体工程学问题、重量偏大(3.4公斤)、连续射击产生的热量会熔化护木等。因为国会不同意继续投资,该项目在2005年10月被取消。

2010年,美国陆军又开展了单兵卡宾枪选型,参赛者多达8家,包括FN的SCAR、伯莱塔ARX-160、柯尔特CM901、HK HK416等名厂名枪,都是现有的货架产品,两轮竞标之后因为没有一款能够达到下一阶段评审最低分而取消。

> 使用SCAR的海豹队员

起了大早,赶了5次晚集,无可奈何的美国陆军只好用M4全面替代M16,陆战队则在SCAR和HK416之间选择了后者,于2010年将HK416的重型枪管版命名为M27 IAR步兵自动步枪,参见:4+36=416(上)4+36=416(下) 。

> 阿富汗战场上的M27

M4仍然具有4大缺陷:可靠性低、持续快速射击能力差、气体过量和最致命的远距离威力不足。即使是M27采用了短行程导气活塞系统解决了M4的前三个缺陷,在阿富汗这样相对极端的远距离作战场景中威力不足仍然无解,这不光是枪的问题,更是小口径5.56毫米子弹的通病。

中口径子弹

未来陆战单兵防护能力大为提高、作战距离逐步拉大,冷战期间设计、立足于大规模机械化野战的小口径弹药越来越力不从心。俄罗斯已经开发了6.7×51毫米新弹,首先应用在OTs-124/128机枪上;我国也有扩大口径的计划,开发了8.6×70毫米的机枪弹/狙击弹,中口径弹药的回归势头日趋明显。

> 8.6毫米OTs-128机枪

基于多年反恐战争积累的战场 告和对主要对手近年来轻武器发展的深度分析,美国陆军和轻武器工业也终于开始认真考虑改变班用武器口径了,着重评估的是“中间口径”子弹,既要获得超过5.56毫米子弹的射程,增加威力,又必须将后坐力和弹药重量控制在低于7.62毫米子弹的可控水平。最终的选择是6.8毫米,和猎鹿用的.270温彻斯特短马格南弹(6.86毫米)、三八大盖用的6.5毫米有坂步枪弹口径接近。

NGSW项目于2018年开始招标,最初参加者多达16个工业团队,美国陆军只选择了三家入围,分别是西格绍尔、通用动力和德事隆。其中西格绍尔刚刚在2017年赢得了美军新一代手枪的采购合同(这一手枪换代计划同样好事多磨,从2003年开始延续了14年),用M17(标准型)和M18(紧凑型)9毫米模块化手枪系统替代80年代的伯莱塔M9,四个军种的采购数量高达45万支。

NGSW将采用模块化设计,全系统由NGSW-R突击步枪、NGSW-AR班用机枪(美国称为自动步枪)、NGSW-FC火控系统和6.8毫米通用弹药组成。上述三个竞标厂家负责枪和弹,它们被要求围绕新口径子弹来设计枪支。火控系统是独立研制的,也有两个竞争者:Vortex光学和L3技术,一体化光学瞄准具内集成了数字式分划显示、激光测距仪、弹道计算机和环境传感器,以提高首发命中率,并可以在班组成员间无线传输共享坐标和数据。

美国陆军只确定了新子弹的口径、重量(弹头重132格令/8.8克、弹体比同等能量的传统弹体轻20%以上)和性能(600米距离击穿四级防弹衣),弹头采用统一的军方设计,对于弹体的形式、尺寸、材料没有任何限制,由厂家自行发挥。

发射7.62毫米全威力弹的G3初速800米/秒,膛压也只有6.02万psi;7.62毫米中间威力弹的AK-47初速是715米/秒,膛压仅仅5万psi;5.56毫米M16的初速是960米/秒,膛压5.2万psi。代差级的指标提升对弹和枪都提出了极高的要求。从三家的参选方案看新弹的设计完全不同,各具创新特色,比枪支更引人注目。

西格绍尔 – 混合弹

西格绍尔于2019年推出了一款名为“Fury – 愤怒”的6.8×51毫米混合式子弹,弹体尺寸和7.62毫米子弹相同,前端缩小口径发射6.8毫米的大长径比弹头。所谓混合式(Hybrid)就是弹体由两部分组成,主体是传统的黄铜材质,弹底为较轻的钢制。在早期的设计中这两部分通过一个内部铝制接环连接,后来改进了设计和工艺取消了接环,黄铜弹体直接卡在钢制弹底上,进一步节省了重量和造价。

混合式结构可以减轻23.5%的重量,超过了20%的设计指标。钢制弹底更坚固,抽壳时不易损坏,能够承受更高的膛压;高延展性和可塑性的黄铜闭气效果好而且不会磨损膛线;不封底的制造工艺能让黄铜弹体更均匀,初速比传统全铜弹壳提高60-90米/秒。

在使用16英寸测试枪管射击时,“愤怒”的枪口动能达到3653焦耳,几乎为现役M4配备的5.56毫米M855A1子弹的两倍(1859焦耳),也超过北约标准的7.62毫米全威力M80子弹(3275焦耳)。因此新枪族中的班用机枪甚至可以部分替代M240通用机枪。不过新弹药的高膛压会产生强烈的枪口焰和冲击波,所有三款参加竞标的新枪都必须安装大型消音器,

西格绍尔美国公司的弹药分部目前正在堪萨斯州杰克逊维尔工厂生产这种弹药,使用的加工机械和传统全铜弹药生产完全相同,仅仅为NGSW第二轮测试就交付了82.5万发,再加上之前第一轮测试和公司内部研发消耗,目前已经生产了超过一百万发。西格绍尔还同时开发了6.5毫米和7.62毫米的混合式子弹,今后也将推向市场。

西格绍尔的突击步枪设计基于2015年推出的MCX平台,更改为6.8毫米口径后公司内部代号为MCX Spear“长矛”,它采用短行程导气活塞式结构,由20发弹匣供弹,导气系统的气体调节器有两档设置,枪机采用回转闭锁,复进簧位于上机匣中,不必像M16那样伸入枪托内。除了枪身尾部和M16一样的T字形拉机柄外,在机匣左侧还设置了一个折叠式非随动拉机柄,这并非是NGSW的要求,而是西格绍尔的优化设计,适合不同射手的操作习惯。

新步枪的人机工效设计和AR系步枪极为相似,有助于普通士兵迅速适应操作,不过重量要大于M4,约为3.6-4公斤。在机匣右侧同样安装了AR系标志性的辅助推机柄,很多细节处理得更加完美,例如抛壳口后面的导壳板采用了一块金属插块,磨损后可以快速更换,类似的可更换易损件还有多处。

班用机枪采用了部分MG-338通用机枪的新家族式设计,开膛待击,安装了高效的内部后坐缓冲装置,后坐力达到M4的水平。空枪重量只有5.4公斤,比M249轻了的34%(8.14公斤),减重效果惊人。当然为减重也做出了一些妥协,包括取消提把,只能左侧单向供弹,枪管不能快速更换(保留可更换能力)。机枪的两脚架设计合理,可单手操作,向前或向后折叠。织物制弹袋也可以快速拆卸。

步枪和机枪都安装了可向左侧翻折的伸缩枪托,缩短了非勤务状态的枪长,增强了便携性。在枪托顶部还预留了电池盒,向全长的顶部皮轨上安装的各种附件供电。增强型M-LOK浮动护木具备出色的扩展性,附件的挂载和使用不影响射击精度。

> 西格绍尔专利图中显示的后坐力系统

值得注意的是该枪族可以兼容6.8×51毫米和7.62×51毫米弹药,只需更换枪管,连枪机组件都不用动,这对很多不希望更换弹药的国家具有很大吸引力。

西格绍尔的消音器是可以快速拆装的,而且无需调节气体设置,只有在严寒、沙尘、湿热等极端环境下才需要将气体调节器设置在增压档。普通步枪安装了消音器后通常都要增大气压才能保证自动机正常循环操作。

通用动力 – 复合材料子弹、无托结构

通用动力的方案无论枪还是弹都非常激进,他们的主要合作伙伴是意大利大厂伯莱塔,后者提供研发支持并生产样枪,如果中标也将在田纳西州加拉丁的伯莱塔美国工厂共同量产。

通用动力选择了聚合物子弹,这种耀眼的白色聚合物弹体由位于德州的弹药生产商True Velocity设计制造,拥有从5.56毫米到12.7毫米的各种规格,外部尺寸和同口径的常规黄铜子弹完全相同。采用聚合物材料可以减重30%、提高射击精度、减少热量传递、提高耐腐蚀性、防磁而且100%可回收。和西格绍尔的混合式子弹类似,聚合物弹体的底部是一个钢制底座,除了增大强度承受高膛压,还可以在平时射击训练后用磁铁快速回收弹壳。整个弹体没有使用重金属,更加环保。

这一系列子弹中唯一特殊的就是为NGSW特别设计的277TVCM,277就是6.8毫米的英制口径.277英寸。它没有其它子弹缩窄的壳肩和壳颈段,在弹体和弹头之间只有一个小台阶过渡,尽量增强衔接部位的强度。这种弹药还采用了紧凑型发射药技术,以缩小弹体容积和重量。更轻的子弹重量可以降低士兵的负重,同时还可以减少后勤方面的压力和开支。

减少热量传递是聚合物弹体的一项无可比拟的优势,有效的隔热效果可以降低枪机头和机匣等部件的磨损。聚合物弹体的制造流程可以保证弹体更均匀、装药量更精确,膛压和初速更稳定,从而提高射击精度。

通用动力的NGSW方案命名为RM277,同样是指6.8毫米的口径,它在2019年中开始和伯莱塔合作之前就已经选择了无托结构,步枪型长度控制在770毫米左右,是三种参赛步枪中最短的。另外两个竞争者的步枪和机枪在结构上都有相当大的差异,而通用动力的两支枪在供弹方式、内部结构、操作方式等方面都完全一致,都采用20发聚合物透明弹匣供弹,只是机枪的枪管更长更重且带有加强筋。机枪的两脚架安装在带M-LOK系统的浮动护木前端,只能向后折叠收纳在护木下方。

通用动力对于机枪的20发弹匣容量并不担心,陆军也没对此提出异议,陆战队选择M27作为压制武器已经显示精确性比火力密度更重要。不过伯莱塔表示如果需要可以为新枪开发更大容量的供弹方式。

通用动力在RM277上采用了一套名为“导气短后坐、脉冲平衡”的全新气冷自动技术,它的特殊之处在于半自动时采用闭膛待击,全自动时切换为开膛待击。具体结构细节没有披露,但是据称可以最大限度减少后坐力,满足陆军的要求,并实现可控的自动射击。从通用动力公布的宣传视频中看全自动射击非常平稳,枪口完全没有上跳,后坐力也很低。

RM277的拉机柄位于枪管上方,左右手都能拉动。机械瞄准具偏转45度安装在顶部皮轨的右侧。小握把及保险的形式都和M16的很接近,士兵转换操作相当容易,不过半自动/全自动选择是通过保险上方的一个滑块来选择的,没有集成在保险扳手上。枪托不可调,枪托端部安装有橡胶减震垫。在皮轨末端两侧可以安装电池盒,位于弹匣上方全枪重心附近,向挂载电子附件供电。

枪口安装了合作伙伴Delta P设计公司设计制造的新型消音器,前端开有很多小孔。虽然这个形如棉花糖的巨型消音器让RM277看起来不像一把步枪而是某种电动工具,但是它的效果非常好,即使在夜间射击枪口焰和膛口噪音都被降低到非常小的程度,且寿命和枪管一致。

德事隆 – 埋头单

德事隆(2007年收购AAI)团队包括温彻斯特和HK,最大亮点是CT埋头弹(cased-telescoped)。埋头弹的弹头完全埋入弹体内,头部是平的,全弹长度缩短了很多,可以有效减轻弹药重量,优化储弹/供弹结构,减轻后坐力(枪机行程缩短)。德事隆的埋头弹弹壳同样采用聚合物材料,而且呈现半透明的深棕色,里面的发射药颗粒清晰可见,像极了保济丸之类的药剂瓶。德事隆宣传中声称埋头弹比同口径黄铜弹壳减重35%。

埋头弹有这么多优点却一直没有得到推广,因为它也有两大难点,一是发射药技术难度大,必须采用两级点火,击发底火后第一级速燃辅助发射药先将弹头推入枪膛,然后点燃主发射药将子弹发射出膛。这才是真正的二踢脚,两种不同发射药相互配合,对稳定性和可靠性提出了严格要求。二是加工工艺复杂,次口径的弹头要从弹体内准确飞入枪膛内,通过导向管(前端的那个帽子)固定的内埋弹头必须精确安装在弹头中心线上,同轴对准的精度要求很高。如今埋头弹正式参与NGSW竞标,这两大问题应该已经得到解决。

德事隆的新枪源自AAI在2004年参与的LSAT“轻量轻武器技术”试验性计划,旨在开发比现有武器系统更轻的枪和弹。当时考虑过聚合物埋头弹和无壳弹,也有轻机枪和步枪两种构型。2011年LSAT机枪和埋头弹经过测试已经达到了实用状态,无壳弹则一直处于开发状态。

> LSAT的轻机枪样枪

NGSW新枪也采用短行程导气活塞式,外观看似平淡而且枪身过长,但内部结构与常规枪械有很大差异,采用了比较少见的起落式弹膛,它甚至没有常规意义上的枪机或者闭锁结构。在机匣里有一个可垂直移动的圆柱形膛室,通过外壳上的凸轮轨道由后面往复运动的推弹杆驱动升降。推弹杆连接在一个滑块上,类似于枪机总成,但是滑块和机匣是被厚实的机匣后壁物理隔绝的,完全不受发射药的冲击和高温影响,只由顶部的活塞杆和复进簧驱动。弹匣进弹位置比枪管击发位置低一层,有一点类似于泵动式散弹枪的装弹结构,但供弹方向相反。

射击分为4个步骤。①:首发射击前向后拉动位于枪管下方的非随动拉机柄(左右都能操作),滑块向后移动,推弹杆带动膛室下降处于下方。

②:松开拉机柄,滑块在复进簧的推动下向前移动,推弹杆将首发弹从弹匣顶部推入膛室中,随后继续前进带动膛室上升和枪管末端对齐。撞针穿过机匣后壁上的小孔击发底火,子弹射出。

③:子弹飞出枪膛的同时高温燃气推动活塞向后敲击活塞杆,后者带动滑块后坐,推弹杆驱动膛室带着空弹壳一起下降。

④:滑块复进时推弹杆将下一发子弹推入膛室,并将空单壳向前顶出,从右侧抛壳口飞出,完成一个循环。

⑤:膛室再次上升到枪管水平面,击发下一发子弹。

这样设计看似繁琐,而且体积比较大,机匣高度、枪体长度都超过AR系,但是优点也非常突出:无需能够承受高膛压的大质量枪机组件,滑块运行在“冷端”可靠性高;发射药产生的高温燃气被隔绝在聚合物弹壳和腔室内,可有效控制热传导;没有传统的拉壳钩和抛壳挺,弹药的装填和抛出动作连贯顺畅,故障率低。

早期的步枪样枪在枪身底部还安装了一个大型电池仓,令让全枪看起来相当笨重,后来修改了设计将其取消,缩小之后的电池盒被放置到重新设计的枪托内。

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