開(kāi)篇語(yǔ)

膛口裝置是安裝在槍(炮)口的制退器、消焰器、消聲器、助退器和防跳器等機(jī)械裝置的總稱。在談膛口裝置之前先了解一下槍(炮)彈射出膛口后發(fā)生的一系列負(fù)面效應(yīng)是必要的。

據(jù)估算，在槍(炮)口處，火藥燃?xì)馐Ｓ嗄芰考s占火藥總能量的45％，槍(炮)彈飛出膛口瞬間，有巨大能量的火藥燃?xì)庖搽S之噴出，槍(炮)口處的燃?xì)鈮毫Ω哌_(dá)幾百個(gè)大氣壓，溫度近1800~C，膛口初速等于音速，在膛口膨脹區(qū)氣流速度還可加速到超音速。這些高能量的火藥燃?xì)猓擞幸恍〔糠帜芰吭诤笮趦?nèi)繼續(xù)推動(dòng)彈頭做有用功外，其他絕大部分能量都變成有害的了，如高速氣流的反作用加大了槍(炮)的后坐力，高溫高壓燃?xì)庠跇?炮)口突然膨脹產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆轟波和眩目的火光等。槍(炮)后坐會(huì)影響武器的穩(wěn)定性和射擊精度；爆炸產(chǎn)生的沖擊波和巨大聲響會(huì)傷害射手；沖擊波揚(yáng)起的塵土和耀眼的火光會(huì)影響射擊瞄準(zhǔn)并暴露陣地等等。怎樣消除這些不利影響呢?武器設(shè)計(jì)師們采取了因勢(shì)利導(dǎo)的辦法，即利用膛口氣流本身，讓它在各種簡(jiǎn)單而巧妙的結(jié)構(gòu)中改變氣流狀態(tài)，變有害功為有用功，這就是制退器、消焰器、消聲器、助退器和防跳器等膛口裝置的由來(lái)，所以我們也可把膛口裝置叫作能量轉(zhuǎn)換器。

在膛口裝置中，制退器、消焰器和消聲器是應(yīng)用最廣泛的裝置，筆者在此逐一為讀者介紹這3種裝置。

制退器的發(fā)展及作用

早在1842年法國(guó)就出現(xiàn)了炮口制退器的雛形，其結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，就是在炮管上臨近炮口處開(kāi)了一組向后傾斜的孔(圖1)，炮彈通過(guò)后使部分火藥燃?xì)饨?jīng)后傾斜孔排出，后噴燃?xì)獾姆醋饔昧κ购笞p小。這實(shí)際就是反作用式制退器的始祖。21年后法國(guó)人把該裝置成功地應(yīng)用在106mm火炮上，據(jù)記載，它使火炮后坐距離減至原來(lái)的1／4，射擊精度也比原來(lái)提高1倍，但因炮管上開(kāi)孔，初速損失了6％。另一種傘形制退器(圖2)大約也是在19世紀(jì)60年代出現(xiàn)的，它是用螺栓聯(lián)結(jié)在80mm野戰(zhàn)炮的膛口上，這是另一種基本形式——沖擊式制退器的最早代表。它是利用炮口的高速氣流沖擊在傘形鈑上，以抵消部分后坐力。據(jù)稱效果也不錯(cuò)，它使野戰(zhàn)炮的后坐距離減至原來(lái)的2／5。

到第一次世界大戰(zhàn)期間，炮口制退器的概念已廣為流行，不少國(guó)家在制退器設(shè)計(jì)技術(shù)方面取得進(jìn)展，出現(xiàn)了不同類型的制退器。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于坦克等裝甲目標(biāo)的大量出現(xiàn)，反坦克武器發(fā)展極為迅速，如出現(xiàn)了反坦克加農(nóng)炮和大口徑機(jī)槍等，這些武器具有高初速，在這種情況下，制退器發(fā)揮了極大作用。如德國(guó)的PK38 50mm加農(nóng)炮，因安裝有兩個(gè)反射鈑的制退器，不僅威力大，而且有很好的機(jī)動(dòng)性。這種制退器就是后來(lái)廣泛流行的中等效率制退器。

“二戰(zhàn)”結(jié)束后的一段時(shí)期內(nèi)，在步兵武器中，除大口徑武器外，其他武器如小口徑機(jī)槍、步槍、沖鋒槍，還很少有采用槍口制退器的，只有像蘇聯(lián)托卡列夫7．62mm半自動(dòng)步槍及托卡列夫1940式半自動(dòng)／全自動(dòng)步槍等有槍口制退器，而且主要是采用多層擋鈑制退器和雙側(cè)孔制退器。這個(gè)時(shí)期沒(méi)有廣泛采用槍口制退器的原因是由于當(dāng)時(shí)制退器本身的缺點(diǎn)，即側(cè)后噴燃?xì)猱a(chǎn)生的強(qiáng)烈噪聲和火光嚴(yán)重地影響了射手，使其難以操作。

20世紀(jì)60年代后，由于對(duì)步兵武器的機(jī)動(dòng)性要求愈來(lái)愈高，武器質(zhì)量大為減輕，各國(guó)都積極研制適用于小口徑武器的槍口制退器，而且多數(shù)是復(fù)合型的，即除了制退作用外，還兼有消焰、防跳或消聲等功能。如蘇聯(lián)AK74 5．45mm突擊步槍安裝的制退、消焰、防跳器(圖3)，美國(guó)M14A17．62mm步槍上的制退防跳器，美國(guó)格倫德?tīng)朣RT 7．62mm狙擊步槍上的制退消聲器等。

單一型的高效槍口制退器也有發(fā)展，但大多用于大口徑機(jī)槍和步槍上，如美國(guó)巴雷特M90 12．7mm狙擊步槍裝上雙側(cè)孔高效制退器后，其后坐力大為減小，射手射擊時(shí)感覺(jué)到與射擊7．62mm NATO彈差不多，且精度相當(dāng)好。另一種是波扎P50式狙擊步槍上的制退器，原來(lái)采用多孔形式，效果不佳，后改為類似巴雷特M90的上下扁平的雙側(cè)孔結(jié)構(gòu)，射擊時(shí)揚(yáng)起的塵土很少，精度也很好。有趣的是還有一種12．7mm口徑的馬迪—格里手槍，也使用了大側(cè)孔高效制退器，大大減小了后坐力，連十幾歲的少女也可無(wú)依托射擊，但噪聲很大，射手必須帶護(hù)耳。用在較小口徑武器上的制退器極少，我們所見(jiàn)到的是美國(guó)拉弗朗斯M14K 7．62mm突擊步槍上的高效槍口制退器，它使該武器的后坐力減至與5．56mm步槍差不多的水平，且大大減小了槍口跳動(dòng)，射擊精度得到提高。

制退器的類型及工作原理

從19世紀(jì)40年代至今，出現(xiàn)的制退器結(jié)構(gòu)形式很多，常見(jiàn)的大致可分為以下幾類。

(1)單室單排制退器(圖4)。其特點(diǎn)是只有一個(gè)直徑較大、長(zhǎng)度較短的內(nèi)腔，有一排側(cè)孔。膛口噴出的火藥燃?xì)庠谥仆似鲀?nèi)腔膨脹。部分氣流從側(cè)孔排出，其余氣流從中央彈孔排出。國(guó)產(chǎn)54式12．7mm高射機(jī)槍制退器就采用這種形式。

(2)單室多排制退器(圖5)。這類制退器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個(gè)較大、較長(zhǎng)的內(nèi)腔，有多排側(cè)孔。國(guó)產(chǎn)57mm高射炮制退器和美國(guó)P50式12．7mm狙擊步槍上的制退器就是這種類型。

(3)雙室雙排制退器。這類制退器的內(nèi)腔被中間隔鈑分成兩室，每室都有一排側(cè)孔。氣流經(jīng)膛口噴出先在第一室膨脹，部分氣流經(jīng)第一室側(cè)孔排出，其余氣流經(jīng)隔鈑中央彈孔流入第二室再進(jìn)行膨脹，又有部分氣流經(jīng)第二室側(cè)孔排出，其余氣流經(jīng)中央孔排出。各種口徑的火炮多用此類型制退器，如德國(guó)蘇羅通47mm高炮、國(guó)產(chǎn)85mm加農(nóng)炮制退器[圖6(a)]以及國(guó)產(chǎn)122mm加農(nóng)炮、152mm榴彈炮制退器[圖6(b)]都屬這種結(jié)構(gòu)類型。

(4)多室多排制退器(圖7)。制退器內(nèi)腔被隔鈑分割成若干室(一般最多為4室)，各室都有一排側(cè)孔。隔鈑中央多呈內(nèi)凸形，便于使沖向隔鈑的氣流向側(cè)孔分流。丹麥麥德森20mm高射炮制退器和美國(guó)6管火神20mm航空炮制退器就采用這種結(jié)構(gòu)。

（5）無(wú)室型制退器（圖8)。這種制退器的外形多為扁平形狀，內(nèi)腔直徑較小，故稱無(wú)室形。有多排側(cè)孔，側(cè)孔道較長(zhǎng)。這類制退器，燃?xì)庠趦?nèi)腔的膨脹很小，一般為高壓燃?xì)?，到?cè)孔內(nèi)或側(cè)孔口部燃?xì)獠排蛎洸⒓铀賴姵?。美?guó)巴雷特M82 12．7mm狙擊步槍的制退器即是這種結(jié)構(gòu)。

除上述外，還有其他結(jié)構(gòu)形式的制退器，如倒錐形制退器和T形制退器等等。

從工作原理上分，制退器又可分為兩大類型，即沖擊式制退器和反作用式制退器。沖擊式制退器的工作原理是：進(jìn)入制退器的火藥燃?xì)猓谥仆似髑粌?nèi)加速膨脹，形成高速氣流沖擊制退器的前壁(反射面)，從而使大部分燃?xì)飧淖兯俣群头较?，?jīng)側(cè)孔向側(cè)方或側(cè)后方排出。在燃?xì)鉀_擊前壁反射面時(shí)，發(fā)生了動(dòng)量的傳遞，產(chǎn)生了制退力。這種制退器要獲得大的制退力(或效率)主要是依靠較大尺寸的制退器內(nèi)腔、大的反射面積和足夠大的側(cè)孔面積，

反作用式制退器的工作原理是；氣流在制退器內(nèi)僅產(chǎn)生不大的膨脹，與沖擊式制退器比較，氣流是以較高的壓力和較低的速度從內(nèi)腔進(jìn)入側(cè)孔的，并在側(cè)孔或側(cè)孔口部產(chǎn)生二次膨脹，使氣流進(jìn)一步加速，由此產(chǎn)生反作用力。這種制退器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：制退器內(nèi)腔較小，沒(méi)有或只有較小的前反射面，但要有足夠大的側(cè)扎入口面積，以獲得較大的側(cè)孔秒流量。有的側(cè)孔面積由里向外增大，形成擴(kuò)張噴管，以利于氣流的二次膨脹，這樣可產(chǎn)生較大的反作用力。實(shí)際應(yīng)用中，制退器很少是單純的沖擊式或反作用式，往往是兩種類型的混合型，只不過(guò)有所側(cè)重罷了。

評(píng)價(jià)制退器通常是以制退器的效率為指標(biāo)來(lái)衡量。制退器效率有能量效率和沖量效率之別。能量效率表示制退器所吸收的能量與武器原有后坐能量之比，沖量效率是表示有無(wú)制退器的動(dòng)量之比。這兩種效率有一定韻數(shù)量關(guān)系。人們常用的制退器效率是能量效率，制退器的能量效率范圍一般為20—65％。效率在55％以上的即可稱為高效制退器。

我國(guó)輕武器界曾為提高槍口制退器的效率做過(guò)不少工作，中國(guó)兵器工業(yè)第208研究所于20世紀(jì)60年代曾研制出2種高效率槍口制退器(圖9、圖10)，其效率都在60％以上；原太原機(jī)械學(xué)院也研制出高效率的戴反射帽倒錐形制退器。但這些高效率制退器噪聲都較大。制退器的效率愈高噪聲愈大，這是一對(duì)矛盾。如何解決這一矛盾，一直是制退器研究的主要問(wèn)題。當(dāng)前采取的是一種折衷的辦法，即用適當(dāng)降低效率的辦法，使噪聲也降到可接受的程度。為解決54式12．7mm高射機(jī)槍制退器噪聲大的問(wèn)題，208研究所曾研制出一種較好的制退器(圖11)，這種制退器外加罩筒以減小噪聲。經(jīng)試驗(yàn)，該制退器效率比原54式12．7mm高射機(jī)槍制退器下降3％，但噪聲降低了5～6dB(噪聲每圖11 帶小側(cè)孔罩筒的高效制退器減小6dB聲能就降低一半)，而且射擊精度比加裝原制退器有所提高。

由于制退器的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法已較成熟，同時(shí)上世紀(jì)末已有不少有關(guān)膛口制退器沖擊波和膛口噪聲的理論成果，利用計(jì)算機(jī)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，相信一定會(huì)有更好的槍口制退器問(wèn)世。◆

(編輯／王曉濤)