枪口集气器原理探讨（转）

导言

枪口集气器（muzzle cap、又称 muzzle cone 或 gas trap）是（半）自动枪械作用原理的一种，和一般的气体活塞作用式（M14、AK47）、气体直推式（M16）一样，都是利用装药燃烧废气的能量来完成开锁退壳的动作。它和其他气体作用式不同的地方在于其它的都是在枪膛内开个气孔，使用在弹头出口前的高压气体来运作；而它则是位于枪口之外，使用的是弹头出口后已经扩散减压的气体来运作。

先驱者──白朗宁

当马克沁在 1883 年发明自动机枪后，他著实花了一些心思在保护自己的发明上。他的专利申请经过深思熟虑，基本上涵盖了几乎所有后座作用式可能的装置，也造成了一时的垄断。他唯一失策的地方在于忽略了气体作用式和反冲式；虽然他在 1884 年的另一个专利中包括了利用枪口的气体来操作枪机，但并没有深入地研究，因此留下了一些可供发展的空间。

气体作用式的先驱是约翰?白朗宁，他在 1880 年代开始试制机枪，有鑑于马克沁（Maxim）几乎已经将所有可能的后座作用方式都申请了专利，他于是另闢途径，尝试用枪膛内气体的能量来做为自动运作的能量来源。在最早期的试验中，他曾经成功地用枪口集气器（muzzle cap）蒐集子弹出口后在枪口扩散的气体来运作一支温彻斯特来福枪；但是因为效果不佳，他很快就改在接近枪口的枪管壁上钻个气孔来蒐集气体，成为他 1889 年发明的科尔特机枪和日后白朗宁自动步枪（BAR）的运作原理，也成为日后气体作用式的主流。白朗宁大概是觉得枪口集气的效果不佳，因此并没有去申请专利。

精确度的考量

虽然白朗宁并没有将其实用化，后来却有很多人对这种枪口集气器很感兴趣，将其修改后尝试应用在半自动枪械上；他们的主要考量是为了增加半自动枪械的精确度。当时已经知道半自动步枪的精确度不如比手动的栓式步枪，当代的理论认为如果气体在弹头还在枪管中时就开始推动机件进行动作的话，会影响到精确度。这种说法也不是完全没有依据：美国陆军在 1950 年代实验的结果显示，标准气体活塞式的 M1 Garand 在离枪口 2 英吋处钻孔取气，弹头出口时活塞已经移动了 0.03 英吋，而气孔离枪口 8 英吋的 M14 则有 0.05 英吋的活塞运动。使用枪口集气器的设计在理论上应该可以确保在弹头完全出口之后机件才动作，所以不会影响到精确度。

那么，现代的看法如何呢？现代虽然仍然承认一般半自动枪械的准确度不如手动枪械，但是只要枪枝的平衡性好，这种微量运动应该不会有太大的影响。

Bang 的设计

在众多的枪口集气器设计中，以丹麦人 Soren H. Bang 在 1904 年的专利最为著名。由于他积极地向各国军方推销他设计的枪枝，参加了各种测试，结果也让人满意；虽然最后因为种种因素没有被任何国家採用，但却让他在枪械发展史上留下大名。许多资料一提起枪口集气器就说是 Bang 原理，也算一不朽了。


Bang 的步枪原理上由一个杯状的装置在枪口收集弹头出口后的剩余气体，再经由一个复杂的槓桿系统传递到枪机，以做为开闭锁之用。这个杯状的集气器是活动式的，位于枪口前端。弹头出口后，装药燃烧的废气会扩散在集气器与枪口之间的空间，有足够的力量将它向前推出，带动一根连桿向前。这个连桿拉动一个槓桿的后端桿臂向前移动，槓桿沿支点旋转，前端桿臂就向后运动，再带动枪机连桿开锁退壳。这个结构看起来有一点复杂，实际运作上却还令人满意。但是当初在设计时由于考虑到这个结构额外增加的重量问题，特意减轻枪管的重量来维持全枪的重量在适当的范围内，不料却变成它的最大致命伤。在美国陆军的测试中，很快就发现枪管实在太薄了，连发快放时一下子就热得烫手；虽然它在其他测试方面都有不错的成绩，最后还是没有被採用为制式步枪。

美国 M1 格兰特步枪早期的枪口集气器

格兰特从一次大战末期开始就投入自动枪械设计的行列。最早他设计的几款枪枝都是使用底火作用式（primer projection）的设计，但在 1928 年美国陆军更换 .30-06 子弹装药的配方后，这种设计不再可行；于是他改採用枪口集气器（gas trap）的设计




格兰特使用的枪口集气器原理跟 Bang 的设计不太一样。它的枪口蒐集器不动，蒐集到的气体导入枪管下方的瓦斯缸管中，推动活塞及连桿向后直接运作枪机。很有意思的是这个设计的专利拥有者是英国的维克斯─马克沁公司。他设计的 M1 格兰特步枪通过了美国陆军的测试，在 1936 年被正式採用为美国陆军的制式步枪。这种最早期採用枪口集气器设计的 M1 格兰特步枪只生产了约 4 万 8 千支左右，通常被称为 "Gas Trap" Garand。它的枪口集气器是六角管型，突出的一片平板正好插入瓦斯缸管前端的一个导槽，跟枪管口之间有约 1/16 英吋的空隙，被准星环紧紧包住，气体就是由此进入瓦斯缸管。从外观上来看，它跟后来气体活塞式 M1 Garand 的枪口几乎一模一样，不近看无法分辨。

M1 格兰特步枪的早期歷史并不光彩，机械上的问题一直困扰著这些使用枪口集气器的枪，给部队的印象也不好。最后格兰特终于在 1939 年改变设计，将大有问题的枪口集气器改为在枪管内的气孔来蒐集气体，就是一般的气体活塞式设计了。值得一提的是这个设计变更改动的地方非常少，只把枪管加长两吋，在原来集气器所佔的位置钻孔，瓦斯缸管的结构再稍稍修改一下，其他像是活塞、连桿等通通都没有变，连枪的长度也几乎一样（原来枪管长 22 吋，再加上集气器只比后来的 24 吋枪管短一点点）。

在更换成气体活塞作用方式后的 M1 格兰特步枪成为非常可靠的制式步枪，一直被美军用到 1950 年代末期。


二次大战时，德军在东线遭遇了苏军的 Tokarev SVT 38/40 等半自动步枪，深觉有发展半自动步枪的需要，因此研发了 Gewehr 41，也是採用枪口集气器的设计。它的枪口集气器比较接近格兰特的设计，因此不该称为 Bang 原理。




它的枪口集气器是个圆锥，固定在枪口前端，并不会移动。在子弹出口后，它蒐集到的气体压力会推动一个套在枪管外缘的环状活塞向后，再推动位于枪管上方的一个扁平的连桿向后运作枪机。

Gewehr 41 并不是很成功，在生产了约十几万支后就被号称二次大战中最优秀的半自动步枪之一的 Gewehr 43 所取代。Gewehr 43 用的是典型的气体活塞运作方式。枪口集气器从此就在枪械发展史上被划下了休止符。

导言

枪口集气器（muzzle cap、又称 muzzle cone 或 gas trap）是（半）自动枪械作用原理的一种，和一般的气体活塞作用式（M14、AK47）、气体直推式（M16）一样，都是利用装药燃烧废气的能量来完成开锁退壳的动作。它和其他气体作用式不同的地方在于其它的都是在枪膛内开个气孔，使用在弹头出口前的高压气体来运作；而它则是位于枪口之外，使用的是弹头出口后已经扩散减压的气体来运作。

先驱者──白朗宁

当马克沁在 1883 年发明自动机枪后，他著实花了一些心思在保护自己的发明上。他的专利申请经过深思熟虑，基本上涵盖了几乎所有后座作用式可能的装置，也造成了一时的垄断。他唯一失策的地方在于忽略了气体作用式和反冲式；虽然他在 1884 年的另一个专利中包括了利用枪口的气体来操作枪机，但并没有深入地研究，因此留下了一些可供发展的空间。

气体作用式的先驱是约翰?白朗宁，他在 1880 年代开始试制机枪，有鑑于马克沁（Maxim）几乎已经将所有可能的后座作用方式都申请了专利，他于是另闢途径，尝试用枪膛内气体的能量来做为自动运作的能量来源。在最早期的试验中，他曾经成功地用枪口集气器（muzzle cap）蒐集子弹出口后在枪口扩散的气体来运作一支温彻斯特来福枪；但是因为效果不佳，他很快就改在接近枪口的枪管壁上钻个气孔来蒐集气体，成为他 1889 年发明的科尔特机枪和日后白朗宁自动步枪（BAR）的运作原理，也成为日后气体作用式的主流。白朗宁大概是觉得枪口集气的效果不佳，因此并没有去申请专利。

精确度的考量

虽然白朗宁并没有将其实用化，后来却有很多人对这种枪口集气器很感兴趣，将其修改后尝试应用在半自动枪械上；他们的主要考量是为了增加半自动枪械的精确度。当时已经知道半自动步枪的精确度不如比手动的栓式步枪，当代的理论认为如果气体在弹头还在枪管中时就开始推动机件进行动作的话，会影响到精确度。这种说法也不是完全没有依据：美国陆军在 1950 年代实验的结果显示，标准气体活塞式的 M1 Garand 在离枪口 2 英吋处钻孔取气，弹头出口时活塞已经移动了 0.03 英吋，而气孔离枪口 8 英吋的 M14 则有 0.05 英吋的活塞运动。使用枪口集气器的设计在理论上应该可以确保在弹头完全出口之后机件才动作，所以不会影响到精确度。

那么，现代的看法如何呢？现代虽然仍然承认一般半自动枪械的准确度不如手动枪械，但是只要枪枝的平衡性好，这种微量运动应该不会有太大的影响。

Bang 的设计

在众多的枪口集气器设计中，以丹麦人 Soren H. Bang 在 1904 年的专利最为著名。由于他积极地向各国军方推销他设计的枪枝，参加了各种测试，结果也让人满意；虽然最后因为种种因素没有被任何国家採用，但却让他在枪械发展史上留下大名。许多资料一提起枪口集气器就说是 Bang 原理，也算一不朽了。


Bang 的步枪原理上由一个杯状的装置在枪口收集弹头出口后的剩余气体，再经由一个复杂的槓桿系统传递到枪机，以做为开闭锁之用。这个杯状的集气器是活动式的，位于枪口前端。弹头出口后，装药燃烧的废气会扩散在集气器与枪口之间的空间，有足够的力量将它向前推出，带动一根连桿向前。这个连桿拉动一个槓桿的后端桿臂向前移动，槓桿沿支点旋转，前端桿臂就向后运动，再带动枪机连桿开锁退壳。这个结构看起来有一点复杂，实际运作上却还令人满意。但是当初在设计时由于考虑到这个结构额外增加的重量问题，特意减轻枪管的重量来维持全枪的重量在适当的范围内，不料却变成它的最大致命伤。在美国陆军的测试中，很快就发现枪管实在太薄了，连发快放时一下子就热得烫手；虽然它在其他测试方面都有不错的成绩，最后还是没有被採用为制式步枪。

美国 M1 格兰特步枪早期的枪口集气器

格兰特从一次大战末期开始就投入自动枪械设计的行列。最早他设计的几款枪枝都是使用底火作用式（primer projection）的设计，但在 1928 年美国陆军更换 .30-06 子弹装药的配方后，这种设计不再可行；于是他改採用枪口集气器（gas trap）的设计




格兰特使用的枪口集气器原理跟 Bang 的设计不太一样。它的枪口蒐集器不动，蒐集到的气体导入枪管下方的瓦斯缸管中，推动活塞及连桿向后直接运作枪机。很有意思的是这个设计的专利拥有者是英国的维克斯─马克沁公司。他设计的 M1 格兰特步枪通过了美国陆军的测试，在 1936 年被正式採用为美国陆军的制式步枪。这种最早期採用枪口集气器设计的 M1 格兰特步枪只生产了约 4 万 8 千支左右，通常被称为 "Gas Trap" Garand。它的枪口集气器是六角管型，突出的一片平板正好插入瓦斯缸管前端的一个导槽，跟枪管口之间有约 1/16 英吋的空隙，被准星环紧紧包住，气体就是由此进入瓦斯缸管。从外观上来看，它跟后来气体活塞式 M1 Garand 的枪口几乎一模一样，不近看无法分辨。

M1 格兰特步枪的早期歷史并不光彩，机械上的问题一直困扰著这些使用枪口集气器的枪，给部队的印象也不好。最后格兰特终于在 1939 年改变设计，将大有问题的枪口集气器改为在枪管内的气孔来蒐集气体，就是一般的气体活塞式设计了。值得一提的是这个设计变更改动的地方非常少，只把枪管加长两吋，在原来集气器所佔的位置钻孔，瓦斯缸管的结构再稍稍修改一下，其他像是活塞、连桿等通通都没有变，连枪的长度也几乎一样（原来枪管长 22 吋，再加上集气器只比后来的 24 吋枪管短一点点）。

在更换成气体活塞作用方式后的 M1 格兰特步枪成为非常可靠的制式步枪，一直被美军用到 1950 年代末期。


二次大战时，德军在东线遭遇了苏军的 Tokarev SVT 38/40 等半自动步枪，深觉有发展半自动步枪的需要，因此研发了 Gewehr 41，也是採用枪口集气器的设计。它的枪口集气器比较接近格兰特的设计，因此不该称为 Bang 原理。




它的枪口集气器是个圆锥，固定在枪口前端，并不会移动。在子弹出口后，它蒐集到的气体压力会推动一个套在枪管外缘的环状活塞向后，再推动位于枪管上方的一个扁平的连桿向后运作枪机。

Gewehr 41 并不是很成功，在生产了约十几万支后就被号称二次大战中最优秀的半自动步枪之一的 Gewehr 43 所取代。Gewehr 43 用的是典型的气体活塞运作方式。枪口集气器从此就在枪械发展史上被划下了休止符。