来复线,即是枪管中的来福纹,是枪管的核心,来复线的作用是赋予弹头旋转的能力,使子弹在出膛之后,仍能保持既定的方向,提高子弹射出后飞行的稳定性。
来复线由阳线和阴线两部分组成,阳线是管内壁凸起的部分,而阴线就是下凹的部分。来复线可分为矩形来复线,弓形来复线,多弧形来复线等。来复线也相当于枪的指纹,可以成为警察办案时的依据。来复线加工方法主要有:单点钩切法、多点拉削法、模头挤压法,锤锻法,电解加工法。
1510年,奥地利的维也纳人卡斯帕・科尔纳发现在枪管内刻上来福纹对于弹有稳定作用。虽然在15世纪就有使用膛线的纪录,但是由于制造工艺的困难,直到18世纪才得以普及。从1846年制造出第一门线膛炮以来,来复线已经运用在绝大多数的枪炮中,在战争史中发挥了巨大的作用。
历史沿革
所谓来复线,指枪管或炮管里刻的螺旋状的膛线。1510年,奥地利的维也纳人卡斯帕・科尔纳发现在枪管内刻上膛线对于弹有稳定作用。
在人类最初发明枪炮时,用来做枪管或炮管的是普通的金属管子,管的内壁都是很光滑的。这种枪和炮称之为滑膛枪或者滑膛炮。但是这种枪发射出去的子弹总是不够准确,而且射程也很不稳定,有时打得远,有时打得近。炮弹打出去以后也是如此,并且经常出现炮弹不爆炸的现象。
人们对这一现象进行了研究,最后终于发现了导致枪炮不准的原因。原来弹丸从枪管中发射出去之后,以很大的速度向前飞去,在飞出枪口的一瞬间,弹丸的纵轴线与前进的方向是一致的,但是弹丸在飞行过程中要受到重力的作用,运动方向时刻发生变化,使其弹道呈现抛物线形状。这样一来,弹丸的轴线就与飞行方向不一致了。弹丸在空中飞行还会受到空气的阻力的影响,而空气阻力的方向总是与弹丸的运动方向相反,对弹丸产生一个阻力矩,从而使其飞行状态发生变化,倒翻筋斗。
当弹丸翻筋斗时,受到的空气阻力不断发生方向和大小的变化,因而弹丸会向不同得方向偏移,并且打不远。
在清楚了弹丸翻筋斗得原因之后,人们就想方设法使弹丸在飞行过程中保持稳定得飞行姿态。在研究过程中,有人受到玩具陀螺得启发;只要让弹丸像陀螺一样高速转动起来,在飞行过程中即使受到不同方向的阻力,也不会翻筋斗,而只会发生进动,这样就可以解决打不准和打不远的问题。
于是人们在枪管和炮管的内壁上刻上螺旋形的槽,就是来福纹或来复线,然后又对弹丸进行了一些改造,在炮弹弹头的腰部镶上用紫铜做成的弹带。弹带的直径略大于炮管内径,在射击时,高压的爆炸气流将弹头推入炮管,弹带挤入膛线中后,弹头在高速前进的同时不得不顺着膛线的方向旋转,当其飞出炮口时,弹头的旋转速度已经达到每秒数千转的高速了。
自从1846年制造出第一门线膛炮以来,来复线已经运用在绝大多数的枪炮中,在战争史中发挥了巨大的作用。
主要分类
按锻刻凸凹分类
来复线是枪管和炮管内壁上,被锻刻加工出来的螺旋形纹路,由阳线和阴线两部分组成,阳线是管内壁凸起的部分,而阴线就是下凹的部分。
按武器类别分类
大炮主要使用阳线,携带式枪械主要使用阴线,阳线加工上较困难,来复线没有一个既定数目,2、4、6、8条甚至于更多,但一般常用的有:4条(手枪、步枪等)、6条(狙击步枪等重视精度的枪械)、8条(机关枪),另有简化版武器只使用2条来复线(比如第二次世界大战英国的斯登冲锋枪和美国春田M1903简化版步枪)。
按截面形状分类
来复线没有固定的形状,按截面形状可分为矩形来福纹、梯形膛、弓形膛线、圆弧形膛线、多弧形膛线、多边弧形膛线等。不过,虽然来复线截面形状不尽相同,但它们的作用都是一样的。
早期受加工条件的限制,来复线的形状大多采用矩形或类似矩形的结构。但是矩形来复线不利于子弹头的嵌入,闭气性差,易受高温、高压发射药气体的冲刷,也不便于擦拭和保养。为了改善矩形来复线的问题,有些步枪开始采用梯形来复线,弹头的嵌入容易了很多,如曼利夏步枪。到了20世纪初,圆形来复线也开始被采用。它的阴阳线之间用圆弧过渡,改善了梯形的缺点,擦拭也较为方便,日本的三八式步枪用的是弓形来复线,实际上也是圆形来复线的一种,只不过阴线的圆弧半径小于阳线的半径。
现代步枪多采用多弧形和多边弧形来复线。它由相切的大小圆弧组成,与矩形来复线相比,阳线要宽得多,形状为圆滑过渡,便于擦拭保养。这种形状的来复线容易镀铬,且铬层不易脱落,对弹丸的磨损也小。
按旋转方向分类
来复线根据旋转的方向可分右旋、左旋(从射手方向看去),右旋来福纹比较普及;虽然膛线的的数目没有一个既定标准,不过深度只能在固定的范围内。
早期黑发射药时代膛线普遍比较浅(因为黑火药残渣多,并且使用铅弹头),后来产生多种膛线,当今比较流行多弧形膛线、多边弧形膛线等优质膛线,可以提高武器精度和初速,并减小火药烧蚀提高寿命。
缠度
当膛线以某一点绕线膛 1 周时,其在轴线方向的移动距离用发射管口径的倍数表示,称为膛线在该点的缠度。 枪管内膛缠度在加工工艺、金属冶炼以及使用过程中的碰撞、温度变化等情况下会发生不可逆的变化. 若变化程度较轻,则影响发射器射击精度;若来福纹改变程度较重,则会对膛内弹丸的运动产生影响,导致枪管报废。
工作原理
来复线会让子弹与炮弹在发射时在管内做纵轴旋转运动,而高速旋转的弹丸就跟高速旋转的陀螺一样,这就使得弹丸在保持高速自转的同时,还会绕弹道切线做缓慢的圆锥运动,自转速度越快,缠距越小,弹丸摆动的幅度就越小。
相反,速度越慢,缠距越大,弹丸越不稳定,摆动的幅度也会更大,而缠距,是指枪管或炮管中来复线旋转一周的的距离。
由此可见,来复线赋予了弹丸高速旋转的能力,而这个能力又让弹丸在冲出枪口和炮口时仍然保持旋转和方向性,不仅降低了气流的影响,还大大提高了子弹和炮弹的射程和准确率。
主要作用
来复线对弹头的运动起着重要影响。来复线赋予了弹头旋转的能力,使弹头在出膛之后仍能保持既定的方向。来复线长度和弹头初速有关,缠度决定飞行的稳定性,来复线的断面形状、深度、条数又关系到精度和枪管的寿命。因此,来复线的设计对枪械至关重要。对来复线的主要要求是:能密闭发射药气体,可靠地导转弹头,具有较低的最大来复线,保证射击精度。
加工方法
来复线加工方法主要有以下几种:单点钩切法、多点拉削法、模头挤压法,锤锻法,电解加工法、冷挤压成形。
单点钩削法
单点钩削法,这种来福纹加工方法是在已经加工好的枪管膛径内壁,用一个特殊的钩状切削刀,按照膛线的导程一边旋转一边切削,每次只能切削一条膛线,而且每次膛线需要多次重复加工才能达到理想深度,一般每条膛线可能需要切削个20-30次。有的枪管来复线有多条膛线组成,加工起来十分麻烦。这种方法16世纪已经出现,现在这种方法只是被用于手工制造的小型作坊内,因为效率太低,不适合大批量的生产而被现代工厂弃用。
多点拉削法
多点拉削法,这种来福纹加工方法是对前一种单点钩削法的改进。和前一种方法原理基本相同,只是一次可以使用数把拉刀同时进行拉削。这种方法早期需要多次换刀,每次拉刀比前一次大一些,逐渐加深膛线深度。现代最新的方法是使用一个拉刀有多组刀模,后面的刀模比前面的大一些,这样可以一次完成多条膛线切削,而且一次达到理想膛线深度。这样就大大提高了工作效率。
模头挤压法
这种膛线加工方法最早出现在1950年代,做法要点是预先加工的枪膛孔要比要求的膛径小,然后用一个和膛线形状相反的高硬度模头,在高压下从枪膛孔的一端进入,按照预期导程边转边压,从另一端压出。这是现代普遍使用的来福纹加工方法之一。
锤锻法
现代制造枪管膛线的方法,多用来制造多角型膛线,适合大量生产枪管,这种方法是1930年由德国人发明的。其做法特点是,采用一根和膛线形状相反的高硬度模型杆,将模型杆放入事先已经加工好的枪膛膛孔中,在枪管外捶打,使枪管内壁与模型杆紧贴互补,然后将模型杆抽出,从而枪膛内壁便形成膛线。这种方法又称冷锻。
电解加工法
这种方法是在加工膛线的专用电解加工机床上进行,加工时枪、炮管接直流电源正极,工具阴极接负极,从阴极中喷出高压电解液,阴极从弹膛移到枪炮口。这种方法加工效率高,适合大量的枪管生产。
冷挤压成形
先将枪管钻一个比直径小的孔径,然后上面用高硬度模头将枪管挤出阴来复线和阳来复线。
应用
锯齿形来福纹在火炮上的应用,为了改善火炮阳线导转侧的受力,将制式火炮的矩形膛线改进为锯齿形膛线的结构,锯齿形结构的膛线比矩形结构的膛线的寿命会更长。
为了提高身管寿命,利用计算机对膛线进行优化设计,在保证炮口部缠角的前提下,根据使导转侧受力均匀的原则设计了多段等齐与多段渐速膛线组成的混合膛线。
参考资料膛线是什么,到底有什么用?.今日头条.2024-01-18
膛线的作用和原理.腾讯网.2024-01-14
关于现代炮管及枪管的阴阳膛线知识,你知道的并不多!.网易.2024-01-18