中國(guó)工程院院士 朵英賢

輕而難變

　　凡是單兵或班組攜行使用的武器統(tǒng)稱為輕武器,。顧名思義，輕武器都比較輕,，輕而易“舉”,。輕武器包括槍械系統(tǒng)、榴彈武器系統(tǒng),、單兵反坦克武器系統(tǒng)及輕型縱火武器等,，主要裝備步兵，另外也裝備其他兵種(空降兵,、炮兵,、裝甲兵、防空兵等),，如手槍,、輕型沖鋒槍等也裝備警察和公安人員?？梢?jiàn)輕武器不但技術(shù)門(mén)類多,，而且裝備面很廣，裝備量很大,。

　　為什么說(shuō)輕武器并不“輕”呢,？這個(gè)“輕”并不是指武器質(zhì)量，而是指輕武器在發(fā)展中,，不能“輕易”地更新?lián)Q代,，全世界都是如此。以輕武器的代表產(chǎn)品——槍械為例,，舉幾個(gè)實(shí)例,。大家都知道，1888年改進(jìn)后的7.92mm毛瑟步槍，一直使用到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束,，該槍在各國(guó)服役約50多年,。我國(guó)1956年式7.62mm沖鋒槍是仿制蘇聯(lián)1949年裝備的AK47式突擊步槍，1995年才算有了真正換代的產(chǎn)品,，服役時(shí)間近50年,。再有轉(zhuǎn)輪手槍，這種槍的結(jié)構(gòu)在19世紀(jì)60 年代已經(jīng)成型,，到了20世紀(jì)初改為使用9mm巴拉貝魯姆手槍彈,，因?yàn)樗哂小把a(bǔ)火射擊”功能，這是任何最新式的自動(dòng)手槍都不具備的功能,，直到目前美國(guó)警察仍有裝備,，服役期超過(guò)80年。至于談到彈種的更換,，那就更慢,。俄羅斯正在使用的7.62mm機(jī)槍彈還是1908年的輕尖彈。現(xiàn)在我國(guó)使用的56式7.62mm步槍彈是蘇聯(lián)1943年的中間威力型槍彈,，至今有60年的歷史,。9mm巴拉貝魯姆手槍彈從1902年誕生，直到現(xiàn)在仍是各國(guó)廣泛使用的彈種,，何時(shí)退出歷史舞臺(tái),，似乎遙遙無(wú)盡期。這么長(zhǎng)的換代周期中,，許多重武器早已多次換代,，而槍械設(shè)計(jì)人員只能在不影響通用互換的條件下不斷地改進(jìn)，卻難以徹底推倒一代產(chǎn)品,，非不為也,，實(shí)不易也。輕武器中凡是重大的推陳出新,，必定出現(xiàn)跨越國(guó)界而為人們崇敬的武器明星,，如馬克沁、加特林,、毛瑟,、勃朗寧、卡拉什尼柯夫,、斯通納等,。

　　輕武器更新?lián)Q代，首先受到“社會(huì)保有量”的制約,。歷史經(jīng)驗(yàn)證明,，在一場(chǎng)較有規(guī)模的戰(zhàn)爭(zhēng)中，武器和彈藥的消耗主要依靠備戰(zhàn)庫(kù)存,，生產(chǎn)能力再大,，也供不及戰(zhàn)爭(zhēng)中的大量消耗，其中輕武器的裝備量最大,，消耗量也最大,，每個(gè)國(guó)家裝備部隊(duì)的輕武器，都有相當(dāng)規(guī)模的庫(kù)存及維修備件,，以及較多的專用生產(chǎn)線,。新出現(xiàn)的輕武器如果在性能上沒(méi)有劃時(shí)代的變化,，就難以取代老產(chǎn)品。譬如,，若要更換步槍的口徑，必須經(jīng)過(guò)軍事最高層，而要更換某種火炮的口徑,，就勿需這樣，各軍兵種可自行決定,。1957年，北約集團(tuán)決定將7.62mm NATO槍彈作為其制式彈種,，到了1965年,，美國(guó)因越戰(zhàn)的教訓(xùn)，率先以5.56mm M193步槍彈及M16突擊步槍裝備了部隊(duì),，因NATO彈的庫(kù)存及對(duì)M193槍彈威力的懷疑,，北約內(nèi)部引起很大的分歧和爭(zhēng)議，直到比利時(shí)人研制成功有效射程和終點(diǎn)效能均優(yōu)于M193槍彈的SS109槍彈,，才放棄了NATO槍彈,，改以SS109式5.56mm 槍彈為制式彈，由各個(gè)國(guó)家自行研制5.56mm口徑的班用槍族,。這一爭(zhēng)論足足花去15年,。其次,，受到攜行負(fù)荷量的限制,。一個(gè)士兵在行軍中要攜帶武器彈藥,，還有生存生活系統(tǒng)和野戰(zhàn)工程器材，總負(fù)荷有一定的限度(1991年,，美國(guó)規(guī)定攜行總負(fù)荷不超過(guò)28kg,，其中戰(zhàn)斗負(fù)荷不超過(guò)16kg，戰(zhàn)斗負(fù)荷中M16A2步槍及210發(fā)槍彈總質(zhì)量6.5kg),，分配到武器系統(tǒng)中的負(fù)荷只是其中的一部分?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，還要攜帶三防系統(tǒng),、通信器材(包括電源),，武器系統(tǒng)的質(zhì)量受到新的限制，但是武器的功能卻不斷增加,，如發(fā)射多種彈藥,、全天候使用等等。如果新武器的每次改進(jìn)是以增加復(fù)雜的裝置進(jìn)而增加其質(zhì)量來(lái)?yè)Q取,，往往注定失敗,。過(guò)去一支非自動(dòng)步槍的質(zhì)量在4.5kg左右，現(xiàn)在一支帶光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡的自動(dòng)步槍的質(zhì)量已降到3.2kg左右,，攜彈量幾乎是過(guò)去的3倍,。武器功能不斷增加，而武器系統(tǒng)的限重不斷下降,，也給更新?lián)Q代增加難度,。輕武器可謂輕而難變。

　　但是,，戰(zhàn)爭(zhēng)是新產(chǎn)品的“催產(chǎn)婆”,，易打破這種難變的局面。第二次世界大戰(zhàn)中,，德國(guó)人有感于7.92×57mm大威力槍彈射程過(guò)遠(yuǎn),，終點(diǎn)效應(yīng)過(guò)大，生產(chǎn)出來(lái)的步槍又重又長(zhǎng),，士兵攜彈量很少,，1941年研制成功7.92×33mm短槍彈(稱中間威力型槍彈)，1943年研制成功適用短彈的MP43式7.92mm突擊步槍,，最終替代了正在裝備的M98 7.92mm毛瑟步槍,。蘇德戰(zhàn)場(chǎng)上，步兵火力出現(xiàn)了差距,，蘇聯(lián)于1943年研制成功M43 7.62mm短彈,，1946年研制成功CKC 7.62mm 半自動(dòng)步槍，只可惜沒(méi)有趕上“二戰(zhàn)”,，1947年蘇聯(lián)又研制成功AK47式7.62mm突擊步槍,，于1949年裝備部隊(duì),。這兩種槍全部代替了老式單發(fā)步槍。越南戰(zhàn)爭(zhēng)中,，美國(guó)士兵裝備的是使用大威力槍彈的M14 7.62mm自動(dòng)步槍,，北越士兵裝備的是AK47式7.62mm突擊步槍。交火中立即顯示出使用中間威力型槍彈的火力優(yōu)勢(shì),。緊急情況下,，美國(guó)在國(guó)內(nèi)征集方案，設(shè)計(jì)師斯通納將AR10式7.62mm自動(dòng)步槍改為能發(fā)射5.56mm M193槍彈的突擊步槍,，送往越南,，取代M14自動(dòng)步槍，這支步槍便成為世界小口徑槍械的起源,。

“法無(wú)定法,，道法自然”

　　鑒于單兵槍械的發(fā)展特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)方法也有別于其他武器,，具有獨(dú)特的風(fēng)格,，概括起來(lái)，就是一個(gè)“巧”字,。一個(gè)更新?lián)Q代的產(chǎn)品,，它的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)必須體現(xiàn)出更高的功能和性能，具有較大的前瞻性,。指標(biāo)之間(威力,、機(jī)動(dòng)性、人機(jī)工效,、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等)在處理中具有很大的矛盾,，指標(biāo)越高,，矛盾越大。另外,，作為單兵使用的武器,，不論是在戰(zhàn)爭(zhēng)中還是行軍、訓(xùn)練中,，與士兵總是形影不離,。因此在設(shè)計(jì)中，還要考慮武器與士兵有良好的“相容性”,，用起來(lái)方便,，拿起來(lái)舒適，看起來(lái)美觀可親,。設(shè)計(jì)起來(lái),，不在“巧”字上狠下功夫,，怎能滿足這許多相互矛盾的要求。如果說(shuō)輕武器不“輕”,，這又是一條,，產(chǎn)品系統(tǒng)不大，創(chuàng)意難度不小,。

　　所謂“巧”,，就是創(chuàng)造性思維的一種特殊結(jié)果。首先是依靠現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ),，運(yùn)用動(dòng)態(tài)力學(xué)原理,，構(gòu)造一個(gè)體形緊湊，質(zhì)量很輕的框架,，這個(gè)框架能夠滿足各項(xiàng)性能和功能要求,。為了達(dá)到緊湊和輕的目的，很多構(gòu)件和部件都具有多種功能,，“你中有我,，我中有你”(如AUG5.56mm槍族的提把能容納光學(xué)器件)，以盡量減少零件和部件的數(shù)量,。槍械設(shè)計(jì)中,，零件的質(zhì)量是以“克”來(lái)計(jì)較，零件造型和工藝類型要以此為原則,；其次,，手持武器的人機(jī)關(guān)系比較緊密，瞄準(zhǔn),、操持,、裝填彈藥、坐力支撐,、分解結(jié)合,、故障排除等都由士兵完成。士兵對(duì)這位“伴侶”是喜歡還是討厭,，全看結(jié)構(gòu)框架對(duì)人機(jī)工效的處置,。另外，槍械造型的美學(xué)問(wèn)題也有別于其他武器,。一個(gè)成功的結(jié)構(gòu),，必是很好地融合以上3個(gè)方面，這樣的結(jié)構(gòu)也極富個(gè)性,，要想作局部更動(dòng),，必會(huì)牽動(dòng)整體。一支步槍的方案相似于一個(gè)一筆劃字形,，涂改不得,，要改就得重寫(xiě),。難怪多年來(lái)提倡“三化”(標(biāo)準(zhǔn)化、通用化,、系列化),，步槍最難施行。只要端詳一下毛瑟,、AK47,、M16等著名的步槍，盡管時(shí)代不同,，所依托的技術(shù)不同,，設(shè)計(jì)大師們都把內(nèi)在美和外在美令人佩服地融合在一起。武器設(shè)計(jì)最忌華而不實(shí),，標(biāo)新立異往往沒(méi)有好結(jié)果,，提倡的應(yīng)是簡(jiǎn)單實(shí)惠?？雌饋?lái)平淡無(wú)奇,，實(shí)際上拙里藏巧，難怪有人說(shuō),，槍械設(shè)計(jì)里經(jīng)常演繹哥倫布立雞蛋的故事,。

　　許多人要我談?wù)勗O(shè)計(jì)單兵槍械的經(jīng)驗(yàn)。我從20多歲開(kāi)始組織67式兩用機(jī)槍的研制,，到60歲參與研制95式槍族,，其中多半時(shí)間從事新產(chǎn)品的研究，真要抽象出什么經(jīng)驗(yàn),，乍想起來(lái)真感到空虛,，還得從祖先留下的寶庫(kù)中尋找靈感。孫子兵法云,，兵無(wú)常勢(shì),，水無(wú)常形。從前,，父老們請(qǐng)教岳飛:您老帶兵打仗，為何常勝不??？回答非常簡(jiǎn)單:戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)多異，運(yùn)用之妙,，存乎一心,。我想，我們搞一種工程,，也和戰(zhàn)場(chǎng)相似,，要求不同,，條件不同，對(duì)付的方略也就不同,，孫子兵法和岳爺?shù)慕?jīng)驗(yàn)都很適用,。我用釋門(mén)和道門(mén)的常用語(yǔ)，以8個(gè)字作一概括:“法無(wú)定法,，道法自然”,。這就是我在槍械設(shè)計(jì)中的感悟。

新一代步槍是什么,？

　　“二戰(zhàn)”以后世界陷入冷戰(zhàn),，20世紀(jì)50年代華約集團(tuán)借鑒蘇德戰(zhàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，步槍全部以7.62mm中間威力型槍彈為制式彈,，全部統(tǒng)一裝備蘇式CKC半自動(dòng)步槍及AK47突擊步槍,，甚至班用機(jī)槍(LPD輕機(jī)槍)也用同一種彈。北約集團(tuán)于1957年統(tǒng)一以NATO 7.62mm大威力槍彈為其制式彈,，保持了老式步槍彈的威力,。越南戰(zhàn)爭(zhēng)后，美國(guó)換裝5.56mm 小口徑突擊步槍,，將多年來(lái)徘徊不定的小口徑步槍推出前臺(tái),。以后的進(jìn)程便是各國(guó)競(jìng)相研制小口徑步槍，由于小口徑彈藥體積小,，很順利地發(fā)展成小口徑槍族(通用件比例很高的步槍,、輕機(jī)槍、卡賓槍),。北約集團(tuán)于20世紀(jì)70年代末統(tǒng)一使用5.56mm SS109槍彈,，華約集團(tuán)統(tǒng)一用1974年研制的5.45mm口徑槍彈。20世紀(jì)80～90年代小口徑槍族化在全世界形成高潮,。

　　我國(guó)從晚清開(kāi)展洋務(wù)運(yùn)動(dòng)直到1958年,，主要是購(gòu)買(mǎi)或仿制國(guó)外槍械(1943年民國(guó)政府仿制7.92mm步槍，仿制中將人機(jī)結(jié)構(gòu)根據(jù)國(guó)人的特點(diǎn)作了重新設(shè)計(jì)),，1953年和1956年大量仿制蘇式槍械裝備步兵,。1958年后期，槍械行業(yè)率先自行研制,，相繼研制成功的有63式7.62mm自動(dòng)步槍(替代仿制的56式半自動(dòng)步槍和56式?jīng)_鋒槍),、67武7.62mm兩用機(jī)槍(替代仿蘇的53式重機(jī)槍、57式重機(jī)槍和58式連用機(jī)槍),，后者的改進(jìn)型67-2式兩用機(jī)槍仍在裝備,。自從1965年出現(xiàn)M16 5.56mm突擊步槍以后，我國(guó)輕武器行業(yè)就意識(shí)到這一新生事物的意義，積極跟蹤,，1971年“713”會(huì)議上,，確定在我國(guó)開(kāi)展小口徑槍械的研制，由于各種原因,，直到1987年我國(guó)第一代小口徑槍族才設(shè)計(jì)定型,。由于軍方一直堅(jiān)持新的彈種要兼?zhèn)漭p武器有效射程(含終點(diǎn)效能)，口徑選為5.8mm,，略大于國(guó)外同類口徑,。這樣一來(lái)，槍的設(shè)計(jì)就很困難,，改進(jìn)后的87式5.8mm突擊步槍的質(zhì)量達(dá)3.95kg,，遠(yuǎn)大于國(guó)外同類產(chǎn)品(3.4kg左右)。軍方?jīng)Q定重新論證,、重新研制,，新5.8mm槍族于1991年集中行業(yè)主要力量開(kāi)始研制，1995年底設(shè)計(jì)定型,，總體性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,，主要性能處于領(lǐng)先水平(表2)。95式5.8mm突擊步槍的質(zhì)量只有3.25kg,，而有效射程超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品,。至此，經(jīng)過(guò)我國(guó)幾代人的堅(jiān)持不渝,，終于趕上小口徑槍族化的班車(chē),，經(jīng)過(guò)25年漫長(zhǎng)的時(shí)間，在槍械領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)行列,。

　　在槍械小口徑化后,，步兵班火力走向以連發(fā)射擊為主。連發(fā)射擊時(shí),，由于槍身的抖動(dòng),，彈頭的彈道散布比在單發(fā)射擊時(shí)大得多，在步槍的有效射程(300～400m)上,，彈頭命中目標(biāo)的概率明顯降低,，這對(duì)于一個(gè)士兵有限的攜彈量來(lái)講十分不利。20世紀(jì)60年代末,，美國(guó)人又推出一種“齊射計(jì)劃”,，即步槍發(fā)射多彈頭槍彈，發(fā)射出膛的分彈頭產(chǎn)生自然散布,，依靠這種散布來(lái)彌補(bǔ)瞄準(zhǔn)誤差，提高命中概率。但是這種分彈頭由于質(zhì)量小,，遠(yuǎn)戰(zhàn)性能很差,，特別是小口徑化后，更難突破,。但這個(gè)辦法被德國(guó)人變通后予以實(shí)現(xiàn),。70年代初，德國(guó)HK公司在實(shí)施無(wú)殼彈/槍系統(tǒng)計(jì)劃時(shí),，設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)槍機(jī)(區(qū)別于直動(dòng)槍機(jī)),，供彈入膛的行程特別小，射擊頻率可以達(dá)到2000發(fā)/分以上(為傳統(tǒng)自動(dòng)步槍射頻的3倍),，并以3發(fā)點(diǎn)射機(jī)構(gòu)加以控制,，每發(fā)射一次，3發(fā)彈相繼飛出槍膛,，十分接近齊射,，以提高命中精度，而發(fā)射的全是獨(dú)頭彈,，保證了遠(yuǎn)戰(zhàn)性,。這就是名噪一時(shí)的G11式4.7mm 無(wú)殼彈槍。G11步槍在持續(xù)連發(fā)射擊時(shí),，通過(guò)變頻機(jī)構(gòu)使射頻降到400發(fā)/分,，以降低耗彈量。作為先進(jìn)戰(zhàn)斗步槍(ACR)計(jì)劃(美國(guó)于1982年發(fā)起)的一個(gè)競(jìng)選方案,，G11步槍于1990年參加了對(duì)比試驗(yàn),，結(jié)果，平均命中概率沒(méi)有超過(guò)已經(jīng)裝備的M16A2 5.56mm突擊步槍,，宣告失敗,。此后，由于資金問(wèn)題,，被迫停止研究,。像G11這樣的系統(tǒng)，是一種從原理到結(jié)構(gòu)全新的設(shè)計(jì),，在它短短的歷程中,，技術(shù)障礙接踵不斷，來(lái)不及精心考慮精度問(wèn)題,，就此結(jié)束,，令人扼腕。不過(guò),，這同一種理念被俄羅斯人于1994年推出的AN94式5.45mm突擊步槍(“阿巴甘”計(jì)劃)得以實(shí)現(xiàn),。該槍扣動(dòng)扳機(jī)后,，頭2發(fā)彈以1800發(fā)/分的射頻射出，繼續(xù)射擊時(shí)射頻變?yōu)?00發(fā)/分,，再扣扳機(jī)可以重復(fù)以上過(guò)程,，也有一個(gè)變頻機(jī)構(gòu)。AN94式步槍從技術(shù)來(lái)講完全是一種傳統(tǒng)槍械,，使用5.45mm常規(guī)槍彈及雙排30發(fā)常規(guī)彈匣,。據(jù)稱，命中概率比AK74高出許多倍,，盡管質(zhì)量較重(約4kg),，軍方仍然接受，成為俄未來(lái)的換代產(chǎn)品,。提高步槍的命中概率,，這是近幾十年來(lái)比較緊迫的主題，常規(guī)措施(如降低射擊頻率,、改進(jìn)動(dòng)力學(xué)框架,、改進(jìn)人機(jī)工效等)不能起到有效的結(jié)果，AN94步槍的出現(xiàn)證實(shí)了提出“齊射”理念者的高明,，但這中間整整經(jīng)歷了30多年,。盡管最近幾年，單兵武器的發(fā)展被“點(diǎn)面結(jié)合”武器吸引過(guò)去,，但“齊射”理念并沒(méi)有過(guò)時(shí),，由它衍生出來(lái)的變頻技術(shù)會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去，至少德國(guó)人不一定甘心,，俄羅斯人將會(huì)繼續(xù)改進(jìn),。

　　20世紀(jì)90年代中期,，世界又熱炒起了“點(diǎn)面結(jié)合”的單兵武器。這種武器能發(fā)射小型榴彈,，可對(duì)800～1000m內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行射擊,；能發(fā)射槍彈，可對(duì)400m內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行射擊,，是一種遠(yuǎn)近結(jié)合,、點(diǎn)面殺傷結(jié)合的武器，殺傷效能很高,。由于榴彈初速不高,，彈道彎曲，必須配有火控系統(tǒng)(包括測(cè)距,、晝夜瞄準(zhǔn)),，榴彈引信也能全程控制,，整個(gè)系統(tǒng)比槍械復(fù)雜。目前,，國(guó)際上比較著名的有美國(guó)理想單兵戰(zhàn)斗武器(OCIW)和法國(guó)的單兵雙口徑武器(PAPOP),。這類武器是依靠高新技術(shù)組裝起來(lái)的。發(fā)展這類武器,，首先碰到的是質(zhì)量問(wèn)題，僅武器子系統(tǒng)(包括30發(fā)榴彈,、90發(fā)槍彈)就比現(xiàn)在的步槍系統(tǒng)(包括150發(fā)槍彈)重5kg左右,，再加上防護(hù)及電臺(tái)子系統(tǒng),，總攜行負(fù)荷將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)美軍規(guī)定的28kg；其次是可靠性,、可維修性問(wèn)題，因?yàn)檫@類武器的故障除去傳統(tǒng)的機(jī)械故障,，還有光電系統(tǒng)故障,、軟件故障；再就是價(jià)格,，根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，火控系統(tǒng)的價(jià)格是武器主體的3倍左右，美國(guó)人批量4～5萬(wàn)件的OCIW,，采購(gòu)價(jià)為每件1萬(wàn)美元,。雖然這些都是可變因素，但也非朝夕可達(dá),。這些都是單兵武器引入榴彈武器后引發(fā)的問(wèn)題,。20世紀(jì)80年代末，各國(guó)陸續(xù)為下車(chē)的徒步士兵配備綜合作戰(zhàn)系統(tǒng),，以強(qiáng)化士兵捕捉目標(biāo)的能力,、感知戰(zhàn)場(chǎng)的能力、殺傷能力,、存活能力及機(jī)動(dòng)性,。作戰(zhàn)系統(tǒng)包括頭盔子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)/電臺(tái)子系統(tǒng),、軟件子系統(tǒng),、防護(hù)生存子系統(tǒng)及武器子系統(tǒng)。起初,，武器子系統(tǒng)還是各國(guó)的制式步槍,，到20世紀(jì)90年代末就被點(diǎn)面結(jié)合的單兵武器替代，比較著名的有美國(guó)“陸地勇士”計(jì)劃,，法國(guó)先進(jìn)戰(zhàn)斗士兵系統(tǒng)計(jì)劃,，英國(guó)FIST士兵系統(tǒng),。這是以士兵為平臺(tái)，建立的C⁴I系統(tǒng),，以適應(yīng)信息化數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng),。這無(wú)疑全面提升了輕武器技術(shù)。但是也要看到前面所提的幾個(gè)問(wèn)題將更加突出,，此外,，還要加上信息安全性問(wèn)題。為了緩解上述矛盾,，各國(guó)都在不斷地進(jìn)行一體化集成設(shè)計(jì),。

　　演變到這種程度，就要嚴(yán)肅地提一系列問(wèn)題,，小口徑槍族化以后的換代產(chǎn)品將是什么,？是點(diǎn)面結(jié)合單兵武器？提高步槍射擊效能的觀念是否已經(jīng)過(guò)時(shí),？大幅度提高射擊效能是否不再可能,？

　　我們說(shuō)輕武器不“輕”也就是這個(gè)道理。

　　(編輯/樵夫)