杰出的高射速武器

▲理查德·喬丹·加特林

自理查德·喬丹·加特林從1862年研制出他的第一種型式的機(jī)槍，尤其是1890年研制出第一挺用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的10管機(jī)槍以來，加特林機(jī)槍經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)風(fēng)風(fēng)雨雨的戰(zhàn)斗洗禮?，F(xiàn)在加特林機(jī)槍轉(zhuǎn)管原理的應(yīng)用已遍及世界，利用其原理的武器也已形成系列，口徑包括5.56mm、7.62mm、12.7mm、20mm、23mm、30mm等，射速可達(dá)12000發(fā)/分，不僅應(yīng)用于地面武器，更多地用到航空機(jī)槍和航炮上。在今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，加特林原理機(jī)槍仍將在空中、海上和地面作戰(zhàn)中發(fā)揮重要的、無可替代的作用。

加特林機(jī)槍坎坷的前半生

加特林機(jī)槍坎坷的前半生加特林1818年9月12日出生于美國(guó)北卡羅來納州的赫特福特，他的父親年輕時(shí)就發(fā)明過一些植棉工具。加特林從小跟著父親打雜、幫忙，年輕時(shí)發(fā)明了一臺(tái)插秧機(jī)，以后考入俄亥俄醫(yī)學(xué)院并獲得學(xué)位。人們總是稱他為加特林醫(yī)生，但據(jù)記載加特林從未行過醫(yī)。從1861年加特林提出他的第一種型式的機(jī)槍方案并在第二年獲得專利以后，他的后半生幾乎都是和他的機(jī)槍一起度過的。到了19世紀(jì)末，加特林機(jī)槍就已經(jīng)遍布世界，生產(chǎn)和裝備加特林機(jī)槍的國(guó)家有英國(guó)、奧地利、德國(guó)、俄國(guó)、埃及、土耳其、日本及南美各國(guó)等。

圖1第一種型式的加特林機(jī)槍結(jié)構(gòu)，與以后型式的加特林機(jī)槍大不相同

從19世紀(jì)中期到19世紀(jì)末，正是開發(fā)高射速武器的盛行時(shí)期。加特林第一種型式的機(jī)槍，采用6管型式、0.58英寸(1英寸=25.4mm)口徑，通過搖動(dòng)曲柄、齒輪傳動(dòng)使機(jī)構(gòu)工作，槍彈從彈倉(cāng)中靠重力供彈。在Ⅰ型槍的基礎(chǔ)上很快搞出了Ⅱ型槍，當(dāng)時(shí)正值美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)，加特林機(jī)槍在圍攻彼得斯堡戰(zhàn)役中第一次得到應(yīng)用。后來經(jīng)過多次改進(jìn)，加特林機(jī)槍解決了漏氣問題，槍的結(jié)構(gòu)也進(jìn)一步簡(jiǎn)化，口徑有0.5英寸、0.58英寸及1英寸，槍有6管和10管的。1866年，美國(guó)陸軍決定正式采用M1865加特林機(jī)槍，訂購(gòu)了0.5英寸和1英寸的各50挺，由柯爾特武器制造公司生產(chǎn)；使用的加特林1英寸槍彈是在費(fèi)城法蘭克福兵工廠生產(chǎn)的，這是一種從彈殼內(nèi)部裝底火的中心發(fā)火槍彈。1英寸加特林槍彈有獨(dú)頭彈和霰彈兩種型式，其中獨(dú)頭彈全長(zhǎng)98mm，彈殼長(zhǎng)54.7mm，裝藥21.2g，彈頭質(zhì)量為227g。

圖2裝在輪架上的1英寸口徑的6管M1865加特林機(jī)槍。該槍沒有方向瞄準(zhǔn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以發(fā)射霰彈獲得火力散布

美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束以后，取消了武器禁運(yùn)，加特林機(jī)槍開始向歐洲、南美許多國(guó)家出口，隨之使用英國(guó)博克賽底火槍彈、俄國(guó)步槍彈等各種口徑的加特林機(jī)槍相繼問世。以后研制出的M1883加特林機(jī)槍，也有6管和10管的，仍采用手搖驅(qū)動(dòng)，但取消了重力式彈倉(cāng)供彈方式，采用詹姆斯·阿克洛斯發(fā)明的彈鼓供彈。舊中國(guó)金陵兵工廠曾在1884年仿制過M1883加特林機(jī)槍。1883年以后，加特林千方百計(jì)地改進(jìn)他的老式機(jī)槍，發(fā)明了利用壓縮空氣和火藥燃?xì)怛?qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的轉(zhuǎn)管機(jī)槍。在此基礎(chǔ)上，1890年加特林利用一部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的10管M1883型加特林機(jī)槍獲得成功。該槍是在槍身后面裝了一個(gè)動(dòng)力箱，內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)及其與槍身聯(lián)接的齒輪等，射速達(dá)到1500發(fā)/分，這是最早出現(xiàn)的外能源式自動(dòng)武器。到了1893年，加特林機(jī)槍已趨成熟，槍的口徑有0.3英寸、0.42英寸、0.45英寸、0.5英寸、0.55英寸、0.58英寸、0.65英寸、0.75英寸、1英寸，槍管數(shù)量有5管、6管、10管，槍管長(zhǎng)度有長(zhǎng)管、短管，內(nèi)膛有光膛、線膛，等等，品種繁多。這時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加特林機(jī)槍的理論射速可以達(dá)到3000發(fā)/分。但是，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加特林機(jī)槍的研究基本沒有進(jìn)展，仍然保留著手搖曲柄驅(qū)動(dòng)的型式。美國(guó)陸軍不再喜歡笨重、復(fù)雜的加特林機(jī)槍了。

圖3M1865加特林機(jī)槍使用的1英寸加特林槍彈，有獨(dú)頭彈(左)和霰彈(右)兩種型式

1911年，美國(guó)陸軍宣布廢棄加特林機(jī)槍。有意思的是，像加特林機(jī)槍這樣，從第一挺機(jī)槍誕生到被棄用只經(jīng)歷了不到50年，而冷落了幾十年以后，居然又“鳳凰再生”，并再次叫響，這在軍械史上空前未有。

戰(zhàn)爭(zhēng)需要加特林機(jī)槍

隨著二戰(zhàn)的結(jié)束，美國(guó)越發(fā)感到高射速航空武器的缺乏，為滿足未來軍用航空裝備的需要，美國(guó)軍械專家首先注意上了加特林機(jī)槍。當(dāng)時(shí)使用的航空機(jī)槍，實(shí)際上都是經(jīng)過改裝的地面機(jī)槍。存在的主要問題是，在超音速飛機(jī)上，這些機(jī)槍在極短的時(shí)間內(nèi)沒有能力對(duì)目標(biāo)予以充分的打擊。在現(xiàn)代飛機(jī)上裝備高射速、高可靠性的航空武器非常重要。因此，人們?cè)谂μ剿魈岣吆娇諜C(jī)槍射速的途徑。采用外部能源作為自動(dòng)機(jī)的動(dòng)力方式變得很明顯?；厮輼屝蛋l(fā)展史，雖然也出現(xiàn)過不少高射速武器，如詹姆斯·帕克爾的手搖驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)膛槍；比林赫斯特·雷科的0.5英寸25管排槍；范登堡·沃利的0.5英寸85管機(jī)槍，以及更多槍管組合的武器和轉(zhuǎn)膛武器，但都不如加特林機(jī)槍優(yōu)越，尤其是加特林機(jī)槍電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的槍管和發(fā)射機(jī)構(gòu)可以說是最成功的。加特林機(jī)槍的主要特點(diǎn)是：用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)可以達(dá)到驚人的射速，而且射速的高低在很大范圍內(nèi)可以很容易地控制。由于一挺機(jī)槍上使用多根槍管，幾根槍管輪流發(fā)射槍彈，可使每根槍管獲得更多的冷卻時(shí)間，從而減輕了高溫高壓火藥燃?xì)鈱?duì)槍管的燒蝕，并且降低了由于溫度過高槍彈自燃造成武器毀壞的可能性；外部能源可以采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)，而且任何瞎火彈都可以自動(dòng)排除，不會(huì)影響正常的射擊。此外，加特林機(jī)槍還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，全槍質(zhì)量比同樣槍管數(shù)量的聯(lián)裝槍小得多，因?yàn)榧犹亓謾C(jī)槍不管有幾根槍管都只有一個(gè)槍身，而聯(lián)裝槍每根槍管都要有一個(gè)槍身。

圖4在輪架上的6管M1883加特林機(jī)槍。采用阿克洛斯彈鼓，手搖曲柄驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)工作，另一手柄控制槍身的高低和方向。槍架的兩邊放彈藥箱。小車輪可以快速拆裝。

1945年，美國(guó)陸軍軍械研究與發(fā)展司令部的輕武器部門負(fù)責(zé)人科爾·斯圖雷德對(duì)各種型式的機(jī)槍研究以后，明確地提出，現(xiàn)代航空自動(dòng)武器最有可能采用的就是加特林機(jī)槍原理。為此，斯圖雷德研究小組以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步開展以外能源驅(qū)動(dòng)的加特林機(jī)槍作為航空武器的可行性研究。這項(xiàng)研究合同簽給了普羅維登斯市的約翰遜自動(dòng)機(jī)械工廠，由發(fā)明約翰遜半自動(dòng)步槍及約翰遜輕機(jī)槍的科侖尼爾·約翰遜負(fù)責(zé)完成。這是一挺M18830.45英寸10管的加特林機(jī)槍，槍上裝了一臺(tái)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于射速高，必須用強(qiáng)度更高的鋼制作槍機(jī)。經(jīng)過幾次試驗(yàn)，用同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)射，射速達(dá)到了5800發(fā)/分。1946年，科侖尼爾·約翰遜提出了他的研究報(bào)告，同時(shí)推薦將外部能源驅(qū)動(dòng)的加特林武器系統(tǒng)原理應(yīng)用到航炮上。

圖5 1884年金陵兵工廠生產(chǎn)的M1883加特林機(jī)槍

(待續(xù))任雨編譯(編輯/王曉濤)