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浅析:枪管长度如何影响射击性能?枪械专家现身说法破解认识误区

hawk26 hawk26讲武堂 2023-07-04

不同的枪管长度,会影响枪口初速和操控性等等方面。


本文为《步枪射手(Rifle Shooter)》杂志发表的枪械理论文章,作者Craig Boddington,本人翻译给大家分享。声明:本文是目前最新最权威的枪管长度方面的论文,考虑到作者举例都是狩猎枪械,讨论枪管长度都较长,与军用枪械有较大差异,仅供大家研究参考。


在笔者从海军陆战队退役的几年前,总部提出一项倡议,要求用M4卡宾枪批量取代M16A2步枪,这意味着将M16A2步枪的20英寸(508mm)枪管缩短到14.5英寸(368mm)。当时,笔者是海军陆战队远征部队的作战参谋(Operations Officer),所以这实际上与笔者无关,但笔者感觉这简直就是发疯了。枪管缩短之后,带来了明显的初速损失,从而降低了弹丸动能和有效射程,这令笔者感到担忧。

需要说的是,当时还处于海军陆战队的轻武器黑暗时代,尚未完全接受光学瞄准镜,笔者担心M4卡宾枪短得多的瞄准基线(照门到准星的距离)会影响实战中的射击精度。笔者做了很多研究并写了一篇论文,虽然它可能没有什么人读过。最后,海军陆战队的步枪手保留了M16A2步枪。



除非您要参加狩猎步枪的“复古”训练,或是参加需要使用机械瞄准具的射击比赛,否则,在现在这个光学瞄准镜的世界,通过更长枪管来提高瞄准基线长度并不重要。因此,选择理想的枪管长度主要取决于枪口初速(这会影响弹道和弹丸动能)、操作特性和使用便捷性。同时还必须考虑枪机长度和使用目的。


1934年以来,长枪管被定义为长度至少16英寸(406mm)。但并非绝对,笔者认为今天所说的短枪管是20英寸(508mm)或更短,标准枪管长度介于21~24英寸(533~610mm)之间,长枪管的长度应超过24英寸(610mm),如今长度超过26英寸(660mm)的枪管并不常见了。



长枪管曾经是重要的流行趋势,笔者有一支30英寸(762mm)长枪管的Sharps .50-90猎枪,这种19世纪大型单发猎枪在当时并不少见。大获成功的韦斯特利·理查兹(Westley Richards).318和.425韦斯特利·理查兹步枪,都装有28英寸(711mm)长的标准枪管。当然,也有相反的例子,1934年之前温彻斯特(Winchester)推出的Trapper卡宾枪配备了14英寸(356mm)和15英寸(381mm)长的枪管。



另外,个人的品味对选择多长的枪管也有很重要的影响,因此无法建议枪管的“最佳长度”,但让我们来对枪管长度的作用有所了解。

首先,枪口初速。更长的枪管产生更高的枪口初速,因为发射药的燃烧更加完全。但是,超长枪管的增速效果会下降,具体取决于弹药口径和发射药。通常来说,可以推测缩短1英寸(25.4mm)长的枪管,初速会下降6.1~7.62米/秒,这个数值是从大约23英寸(584mm)的平均长度枪管计算出的近似值。

撰写本文时,笔者发射现代弹药最长的枪管是26英寸(660mm)。笔者可以拿这根26英寸枪管,用测速仪测定初速,然后每一英寸锯短,来记录初速的损失,但笔者实在舍不得这样就毁了一根很好的枪管。


附录:尽管本文作者Craig Boddington舍不得这样做,但另一位作者Bill Marr就比他疯狂得多。他将自己精度出色的雷明顿700步枪,安装在AICS底盘上,枪管长度为24.25英寸(616mm)。他以一英寸(25.4mm)为单位,逐步锯短枪管,每次锯短一次枪管都要测量初速和子弹散布情况。最终枪管长度从24.25英寸变成了16.25英寸,本人在2018年3月13日《暴力实验:疯狂作家锯枪管 寻求最佳猎枪配置方案》介绍过这次破坏性实验,有兴趣的朋友可以看一下。


同样,弹药设计同样重要。短而粗的弹药比长而细的弹药增速效率更高,这让它们更容易在较短的枪管中产生更高的初速。.308温彻斯特(7.62×51mm,左)就比.30-06(7.62×63mm,右)更有效率,6.5克里德莫尔就比6.5×55mm更有效率,短粗药筒就比马格南带式药筒效率更高。


短粗的弹药由于这个关系,可以在较短的枪管中达到全速。从左至右分别为:.308温彻斯特、.30-06、.375鲁格、.375 H&H。可以看出药筒的形状差异,右侧的.375 H&H弹药就是典型的马格南带式药筒,药筒底部靠近抽壳钩的部分有带状突起。

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相对于药筒形状,药筒的直径也很重要。超大的药筒直径意味着您沿着一根很细的管子燃烧太多的发射药,这必然需要较长的时间燃烧所有的发射药。笔者是.264温彻斯特马格南弹药的最后一批粉丝,这种弹药与7mm Shooting Times Westerner、7mm Rem. Ultra Mag一样,具有超量发射药,这就需要更长的枪管让发射药充分燃烧。从左至右分别为:6.5克里德莫尔、.264温彻斯特马格南、.26 Nosler。


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笔者的.264温彻斯特马格南口径的猎枪,拥有26英寸的枪管,这样才能发挥弹药的理想威力。同样,笔者在狩猎驯鹿时会用一支6.5-300 Weatherby口径的Weatherby AccuMark步枪,这种6.5mm弹药初速非常快,同样需要较长的枪管。作者并没有给出这支步枪的照片,本人搜索到6.5-300 Weatherby口径的猎枪,可以感受一下枪管的长度。

不同发射药的燃烧速度差异很大,在理想条件中,推进剂燃烧释放出火药燃气,推动弹丸加速,直到枪管的尽头。此时,所有发射药恰好燃烧完毕,弹丸以最大初速射出。但是,这样的情况如何才能发生?


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由于枪管内部光滑度和内部尺寸的差异,类似口径和药筒容积的看似相同的枪管,产生的弹丸初速差异很大,因此就有“快速枪管(Fast Barrels)”和“低速枪管(Slow Barrels)”之间的区别。


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由于不同形状的药筒增速效率不同,因此短粗的弹药比细长的弹药达到某一初速时,所需的枪管较短。.300温彻斯特短马格南比.300温彻斯特马格南枪管要短0.5英寸(12.7mm),要比.300韦瑟比马格南枪管要短0.75英寸(19mm)。而发射短粗弹药的枪管会用更多的膛线和较小的弹膛空间,不过这方面不在本文讨论的范畴。从左至右:.300温彻斯特短马格南,.300温彻斯特马格南,.300韦瑟比马格南,.300 RUM,.300  Jarrett,这些是“快速.30”弹药中的五种代表型号,.300温彻斯特马格南虽然不是初速最高,性能最好的,却是最普遍的弹药型号。


大多数弹药厂的弹道枪都使用24英寸(610mm)长的枪管,因此您的步枪如果是22英寸(559mm)长的枪管,初速可能就达不到包装上的数据。不用担心,大多数非马格南弹药在22英寸长的枪管上都可以使用,大多数马格南弹药都适合24英寸长的枪管,当然使用26英寸(660mm)长的枪管可能会表现更好。但是,猎物或靶子能识别这30.5米/秒的初速差距?



图中的两支步枪枪管长度都是22英寸,但是单发步枪(上)的总长比栓动步枪(下)要短得多,这是因为栓动步枪需要有枪机前后运行的长度。同样,这意味着单发步枪可以配备更长的枪管,而总长与栓动步枪一样。

枪管每短1英寸初速都会有所损失,不过枪管长度超过22英寸时,每减少1英寸损失的初速,比22英寸以内损失的初速要更明显。笔者妻子有一支华丽的达科它(Dakota)步枪,口径7mm-08,枪管长度21英寸(533mm),相对于22英寸枪管的初速损失就很小。只要你知道枪口初速,知道发射弹药的弹道系数,就可以知道弹道曲线。


更长的枪管并不会让射击精度更高,如果枪管长度与射击精度有关系,其结果恰恰与大家想象的相反。较短、较硬(刚度较高)的枪管往往会更一致地振动,平均而言可能会更准确。但是,枪管和垫层的质量更为重要,不过这并非本文要讨论的范畴。


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不过,携行和操作的便利性同样重要。笔者身高175cm,这是男士的平均身高,能够轻松使用枪管长度16~28英寸(406~711mm)的步枪进行狩猎。即便使用加长枪管,笔者都不会觉得操作不便。笔者的妻子和一个女儿的身材很矮,她们就会觉得长枪管步枪操作笨拙。背着步枪时,枪管会超过头顶很多,枪托比脚踝高不了多少,这样在山地行进时,就会显得很狼狈。


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许多读者都记得笔者有一支精度极佳的8mm雷明顿马格南口径的步枪,枪管长度28英寸,背着它去各地狩猎。笔者还有一支老韦斯特利·理查兹.318口径的步枪,枪管长度同样为28英寸,却只在非洲使用过。这两种步枪都可以准确命中600码(549米)远的猎物,却从来没有射击过这样远的目标。图中弹药为8mm雷明顿马格南。



当放弃对初速的盲目追求之后,你会发现较短枪管的猎枪更适用于林地、山区狩猎。


在保证全枪长度的前提下,使用较长枪管的最简单方法之一就是使用较短的枪机。旋转后拉枪机是所有枪机中形成最长的,没有重复装弹机构的单管或双管猎枪的枪机最短。笔者的鲁格(Ruger)No.1轻型运动员猎枪(上),枪管长22英寸,就比采用同样长度枪管的巴利基定制(Balickie custom).270口径的猎枪(下)短了4.5英寸(114mm)。


这就意味着,笔者可以在不增加步枪全长的情况下,让枪管增加4英寸。事实上,笔者确实有一支这样的鲁格No.1中型运动员,口径.300 H&H,配备26英寸枪管的情况下,与巴利基定制.270口径的猎枪长度相当。图为鲁格No.1中型运动员的装弹方式,可以看到它是一种单发杠杆步枪。


笔者并非强调单发步枪的优势,同样笔者也喜欢栓动步枪。但是,您想要更长的枪管,同时又不明显增加全枪长度的话,较短的枪机是实现这个想法的方式之一。许多杠杆步枪的枪机比栓动步枪的枪机短一些,同样的,半自动步枪的枪机比栓动步枪的枪机短一些。弹药当初同样会决定枪机的长度,以配备22英寸枪管的萨维奇(Savage)1899杠杆步枪(如图)为例,.250-3000口径的型号比.270口径的要短44.5mm。



显然,配备短枪机的步枪比标准或长枪机的步枪要短。布拉塞尔狩猎武器公司(Blaser Jagdwaffen GmbH)R8步枪配备直拉枪机,扳机组件位于弹仓下方而非其他步枪那样在弹仓后面(如图),因此它的全枪长度会比同类栓动步枪要短。笔者的R8步枪枪管长度22英寸,比采用相同长度枪管的巴利基定制.270口径猎枪短76mm。.300口径的布拉塞尔R8步枪,枪管长度24英寸,与相同口径、枪管长度的Jarrett步枪相比,全枪长度短76mm。由于这样的设计,布拉塞尔R8可以配备超长的枪管,并且可以不比类似口径栓动步枪更长的情况下,获得更高的枪口初速,但对比笔者来说,24英寸的枪管带来的初速已经足够快了。


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笔者能够想到的,长枪管唯一的真正优势就是让弹丸具有更高的初速。最初,笔者当然希望能够获得尽可能高的初速,但是考虑到枪管长度的因素,即便是初速差距达到最大的60米/秒,在野外环境中也没有太大的区别。



作为一名猎人,笔者还需要关注击倒猎物所需的弹丸能量,尤其是狩猎大型猎物的时候,即便不一定追求尽可能高的弹丸动能,但也需要达到足够的限度(可以这样说,就是猎枪要口径大一点,弹丸有更好的制止能力,枪管不需要太长)。笔者可能不会携带短管步枪去狩猎大角羊,这是为什么呢?因为山地狩猎中,枪支重量是一个大问题,而枪支长度却不会造成很大的负面影响。


另一方面,在某些情况下,较短的枪管和较短的步枪具有明显的优势。笔者一支1964年以前制造的温彻斯特70步枪,.375口径,枪管长25英寸(635mm),这支步枪还是特别制造的左手型(即拉机柄位于机匣左侧)。笔者用它发射了许多弹药,已经更换过一次枪管。即便配备了较长的枪管和全长枪机,从未觉得它操作笨拙,当然,它确实很长。


1996年,笔者第一次狩猎紫羚羊时,三周内只有一次机会。在第18天,持续追踪几个小时后,突然发现一只红色的动物在厚厚的灌木后面移动。笔者急忙架枪,但那一瞬间已经过去,没有发射机会。从那时起,笔者突然意识到,也许枪管更短一些的话,就可以获得射击的机会(因为更容易操控,架枪所需的时间更短)。


笔者使用长管步枪遇到的大多数问题都是在狩猎小屋(Box blinds)碰到的,这种狩猎小屋在德克萨斯州随处可见。当动物出现时,必须让步枪安静地架设在正对猎物的窗口。猎枪很难不碰到天花板、墙壁或者窗框,枪管越长,难度越大。笔者在许多这样的狩猎小屋使用26英寸的步枪进行狩猎,感觉自己就像一个体操运动员,尽可能让步枪不发生任何碰撞,但并不是总能够成功。


带着猎犬狩猎,则是另一种情况,这样肯定使用短管步枪要更好。因为当猎犬发现猎物时,射击距离都很紧,因此枪口初速并不重要。所以很多猎人都选用.30-30口径的短管杠杆步枪,一些猎犬猎人则使用雷明顿600步枪,口径为.350雷明顿马格南(如图)。


笔者拥有的短管步枪是温彻斯特M94“皮毛猎手(Trapper)”杠杆步枪(如图),口径.30-30,枪管长度16.1英寸(409mm)。另一支是玛琳1894步枪,口径.44马格南,枪管长度16.5英寸(419mm)。这两支步枪非常便于在狩猎小屋中使用,但是通常都在射程不超过100码(91.4米)的情况下使用它们。


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笔者拥有20英寸(508mm)枪管的枪械有AR步枪、杠杆卡宾枪等,它们使用非常方便,笔者从来没有觉得它们的初速不够。图为枪管长度为20英寸的AR-10步枪,口径7.62×51mm。


另一个极端,就是笔者拥有的26英寸(660mm)枪管的单发步枪或栓动步枪。单发步枪全长非常短,操作很方便。栓动步枪则不是,配备长枪机,以使用大威力弹药。这些步枪口径为.264温彻斯特马格南、6.5-300韦瑟比马格南、.300韦瑟比马格南和Lazzeroni 7.82 Warbird。


现在,笔者大多数步枪都配备的是22英寸(559mm)或24英寸(610mm),这是当前运动步枪中最常见的两种枪管长度。笔者的22英寸枪管都是“标准口径”:6.5克里德莫尔、.270温彻斯特、.308温彻斯特和.30-06。.270温彻斯特是美国比较流行的狩猎弹药,这是.270温彻斯特(左)与.308温彻斯特(右)的对比,可以看出这种弹药全长比较大。


24英寸长的枪管大多数是发射马格南弹药或大口径型号。不过,笔者的步枪枪管长度并非都是这样,还有一些例外,比如:前面提到的达科它步枪,口径7mm-08,枪管长度21英寸;一支口径.257 Roberts的步枪,枪管长度23英寸;CZ .375 H&H步枪,枪管长度25英寸。

对于大多数人来说,20~26英寸长的枪管已经能够满足大多数用途的需要,挑选枪管长度具体的因素取决于操作习惯、弹药、用途,以及您对便携性的重视程度。无论哪种方式,枪管增加或减少几英寸的长度并没有多大意义,所以您在决定选购超长或超短枪管之前,需要认真考虑清楚。

编后感:本文看起来与军用枪械没有太大关系,但可以通过这位作者的描述,认识到以往对枪管长度与精度、威力、射程方面的一些错误理解。同时,通过查找相关枪械和弹药的照片,增加了相关领域的了解。似乎奇怪的知识又多了一些。全文29张图片,而原文只有4张图片,为了让大家能够更直观了解相关内容,查找了相关图片分享给大家。



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