m995(燃速过快膛压不稳挂铜)

今天彩云要说的是美军2010年后为短枪管的M4卡宾枪研制的5.56x45mmM855A1步枪弹。 5.56x45mmM855A1步枪弹 短枪管的窘境 美军换装M16步枪和5.56mm小口径步枪弹后,很长一段时间对其性能是满...

今天彩云要说的是美军2010年后为短枪管的M4卡宾枪研制的5.56x45mmM855A1步枪弹。

燃速过快、膛压不稳、挂铜,发射药技术不过关制约枪弹性能

5.56x45mmM855A1步枪弹

短枪管的窘境

美军换装M16步枪和5.56mm小口径步枪弹后,很长一段时间对其性能是满意的。无论是M16A1用的M193弹还是M16A2用的M855弹在击中人体目标时都很容易失稳破裂,碎裂的弹头能破坏一大片肌体组织造成严重伤害,不过这一切的前提是“高初速”,M16A1打M193弹初速高达997m/s,M16A2打M855弹初速也达到945m/s,这是因为它们都拥有20英寸长枪管,弹头加速充分彻底。

但1998年美国陆军全面装备M4卡宾枪后问题来了:M4的枪管长度只有14.5英寸,同样发射M855弹初速只有900m/s,在较远距离以较低存速命中人体时,M855弹有时没有失稳破裂就穿出了人体,打出一个平直细小的伤道,致伤效果不足;如果目标在汽车内、门板后面,子弹要穿透汽车外壳、风挡玻璃、门板杀伤目标时,M855弹会在穿透这些材料的过程中弹头过早破裂,变成小碎片,无力再杀伤目标;还有个因素说来挺无语,是被命中者的体格,由于长期战乱营养不良,很多伊拉克、阿富汗武装人员体格单薄瘦弱,M855弹命中时还没达到能翻滚失稳的深度,就穿出了人体……

燃速过快、膛压不稳、挂铜,发射药技术不过关制约枪弹性能

用M4卡宾枪打M855弹,距离较远存速较低的时候的确会出现弹头直穿而出的情况。

为此美军认为有必要为M4卡宾枪设计一种新弹,新弹要有更高的存速、更强的侵彻力、更可靠的致伤效果,于是从2010年起列装了专门适用M4卡宾枪短枪管的M855A1弹。

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美军的几种5.56x45mm步枪弹

神弹M855A1

与M855弹相比,M855A1弹的弹头采用少见的半被甲开尖结构,弹体头部有一截尖头钢锥,钢锥头部外露。早期型号的弹头后半部分为铅芯,弹头被甲材料为黄铜,后为减小靶场铅污染,后期改进的M855A1把铅芯换成了铜芯。为了在M4卡宾枪14.5英寸短枪管上打出高初速,M855A1弹发射药由原M855弹的WC844改为SMP842,能量密度更高。

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M855弹和早期型M855A1弹对比

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M855弹和改用铜弹芯的M855A1弹对比

M855A1弹的纸面性能堪称“神迹”,犹如磕了药一样:

侵彻力方面M855A1比M855提高了一倍多,甚至其侵彻力比7.62x51mm口径的M80铅芯普通弹还要高,特别是在射击门板、汽车风挡玻璃后的目标时,弹头击穿门板和风挡玻璃仍有足够动能杀伤目标,甚至有时候弹头在穿过风挡玻璃时虽然裂解,但是较重的头部钢锥和尾部铜芯一分为二继续飞行,仍有足够的杀伤力。

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测试者用16寸枪管的卡宾枪,发射M193弹、M855弹、M855A1弹和M995穿甲弹(钨芯)在25码距离上射击1/2英寸装甲钢板,M193弹和M855弹都未击穿,M995穿甲弹毕竟有钨芯,击穿属正常发挥,而M855A1也击穿了钢板,说明该弹穿透力相当高。

在射击无防护人体时,M855A1的弹道创伤特性也很鲜明,子弹射入后立即失稳翻滚,铜被甲裂成碎片在体内飞溅,虽然碎片数量比M855弹小,但铜芯和钢锥因为质量较大,分裂后继续翻滚着向前运动,仍能释放较大动能,并且较重的铜芯和钢锥因为存能大,侵入目标深度也足够大。

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击中人体目标时M855A1的弹头很容易断开,钢锥和铜柱翻滚前进。

神迹背后

如果光看M855A1弹的纸面性能该弹简直完美,但在神迹背后M855A1弹的问题很多:

M855A1弹的弹头钢芯外露,在进弹时外露的硬钢芯对枪管节套进弹坡磨损加剧。尽管枪管节套是钢制,但M4或者说AR-15系列步枪的枪管节套形状紧凑,枪弹在爬坡进膛时,铝合金制的下机匣也要承担一部分进弹导引作用,坚硬的外露钢芯对铝合金下机匣的磨损就加大了。

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M855A1弹弹尖对铝合金下机匣的磨损很严重,甚至对钢制节套的磨损也加剧了。

为此美国军方的办法是改用专用弹匣,这型弹匣相比之前的北约通用弹匣改进之处是托弹板前端稍稍翘起,让排列在弹匣内的M855A1弹向上抬头,这样在被推进弹膛时翘起的弹头越过铝合金下机匣直接接触较硬的枪管节套,避免磨损下机匣。但这么一来这种弹匣不符合北约标准,在其他北约步枪上不能用。

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棕色的是M855A1弹专用弹匣,弹头抬起更高。

然后是M855A1弹为了在短枪管上打出近似长枪管打M855弹的初速,采用能量密度很高,燃烧速度很高的SMP842发射药,数据是好看了,但采用该发射药后平均膛压从M855弹的51522psi骤增到61830psi,个别弹甚至达到62900psi。要知道M4卡宾枪设计膛压是52000-55000psi,用于测试的高压弹膛压也就70000psi,显然M4卡宾枪打M855A1弹时属超负荷工作。

超负荷工作带来一系列问题,由于膛压超高,枪机承受的力更大,高膛压让导气管导出的火药燃气压力提高,自动机工作速度加快,理论射速提高,枪机、枪机框、上机匣的使用寿命都缩短,甚至有数据反映缩短了50%,还出现过枪机断裂的故障——M4卡宾枪的枪机中部有一横孔容纳导柱,也兼做固定销,这里是枪机结构的薄弱点,在M855A1弹的超高膛压下该处发生了断裂。

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打M855A1弹断开的M4卡宾枪枪机

SMP842发射药要在那么短的枪管里燃烧完毕,将弹头推出高速度,势必要有很高的燃速,导致M855A1弹的膛压曲线直上直下,过分陡峭且不稳定,弹头在高膛压下嵌入膛线起始段的压力过大,黄铜被甲被膛线刮擦下一部分,嵌在膛线里,也就是“挂铜”。尽管SMP842燃速高,但要在这么短的枪管里充分燃烧还是勉强,导致枪口火焰加大。

对SMP842发射药过高的膛压以及挂铜、枪口焰大等问题,美国也没有太好的办法,只是在发射药中加入除铜剂和消焰剂凑合着对付。

“发射药技术不过关”

叨叨了那么多M855A1弹的毛病,读者老爷们估计会想到,这怎么跟中国的5.8mmDBP10通用弹那么像呢?膛压不稳、挂铜、发射药加料效果却不理想……怎么网传的DBP10通用弹毛病,M855A1弹也有呢?之前说中国DBP10通用弹出这些毛病是因为发射药技术不过关,难道美国的发射药技术也不过关?

实事求是说,短枪管上打小口径步枪弹,还要维持甚至超过标准枪管打小口径弹的性能,这本身就是在挑战物理极限。枪弹膛压不是越高越先进,理想的膛压是平均膛压较高,但峰值不高,整个膛压曲线比较平缓,在长枪管上因为发射药燃烧做功充分,实现这一点尚不难,但在短枪管上实现起来就难了。这相当于一名100m短跑运动员,本来是从起跑线加速,在100m内加速到个人极限冲过终点,现在要求他在50m内加速到原先100m的瞬时极速,这显然太难了,一味强求那只能嗑药,但人嗑药会有严重副作用,枪弹嗑药,用高燃速发射药,也带来膛压峰值过高、挂铜等一系列不良后果。追根溯源,美军在1998年宣布用M4卡宾枪全面取代原先的M16A2步枪,这本身就是一种过于激进的选择。

相比之下DBP10通用弹的指标比M855A1弹更苛刻,不但要适用短突击步枪,还要适用标准步枪、狙击步枪和通用机枪,从近距离到远距离通吃,“内弹道像普通弹,外弹道像重弹”,打个比方来说相当于把美军7.62mm狙击步枪、通用机枪撤装,要求M855A1弹这个为短管枪设计的弹再一步到位兼顾原先7.62mmNATO弹的任务,设计难度就更大,留给设计人员的选择空间就更小,而且很多指标还是互相矛盾的——比如要求外弹道像重弹,保持中远距离存速存能,势必要加重弹头,还要优化弹头形状减小风阻,但加重的弹头在短枪管内要实现高初速,势必要更强力的发射药大力出奇迹,不然推不动,这就导致膛压骤增,“内弹道像普通弹”难以实现。要求弹头在中远距离有足够的侵彻力,势必要加大加粗钢芯,但加大加粗钢芯后,钢芯和膛线之间就只有一层被甲和很薄一层铅套,缓冲不够,对膛线磨损增大,所以DBP10弹不得不一反常态使用黄铜被甲,让较软的黄铜被甲也承担部分缓冲作用,但黄铜被甲加上过高的膛压,又出现了挂铜问题……

因此“发射药技术不过关”这句话要完整地看,即“以这样苛刻的设计指标为标准,我国发射药技术不过关”。别说是中国,即便化学工业比我们发达很多的美国,面对M855A1弹的性能指标,它的发射药技术也可以说不过关,要不然就不会有这些问题。丢了大前提,掐头去尾断章取义说“专家都承认了中国发射药不过关”,“这么些年了发射药还搞不定”,这不是实事求是的态度。

  • 发表于 2022-12-25 13:55:42
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  • 分类:科技

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