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隨著蘇聯(lián)空軍力量的不斷增強,以及新型飛機的出現(xiàn),蘇聯(lián)空軍需要一種安裝在新式活動炮塔上的機槍。捷格加廖夫完成了這個任務,他成功地將他之前設計的輕機槍改裝,應用在飛機上。當時蘇聯(lián)陸軍裝備的新式輕機槍,戰(zhàn)技指標格外優(yōu)秀,因此也為步兵、航空兵和裝甲兵輕武器統(tǒng)一創(chuàng)造了機會。當時所謂的“統(tǒng)一”概念,類似我們今天說的“槍族”概念:即基于一款槍械的基本設計,改進出多種適應不同需求的子型號,槍族成員之間的很多零件是通用的,方便生產(chǎn)和使用培訓。
1926年5月17日,炮兵總局批準了統(tǒng)一機槍的計劃,這一系列機槍包括步兵和騎兵用輕機槍,航空器上的協(xié)調(diào)器機槍和炮塔機槍。盡管想法很美好,但統(tǒng)一機槍實現(xiàn)起來難度很大,最后只有步兵機槍(DP)、坦克機槍(DT)和航空機槍中的炮塔機槍(DA),這3款捷格加廖夫設計的機槍通過測試裝備部隊。
將輕機槍改造為航空機槍,需要考慮航空機槍在對應情況下的運作,捷格加廖夫在測試了他的第一輪輕機槍樣槍后,航空機槍的研制就與步兵機槍的改進作為平行項目一起進行?;谳p機槍設計一款航空炮塔機槍的想法,也得到了蘇聯(lián)紅軍空軍代表的支持。1927年1月20日,一位空軍領導向炮兵總局反映:“1925~1926年提交競標測試的輕機槍中,捷格加廖夫的機槍最適合空軍部門?!毕嚓P測試表明,在將捷格加廖夫輕機槍作出對應改進的情況下,將其作為航空機槍是可行的。1926年12月27日~1927年2月28日,經(jīng)過對航空型捷格加廖夫機槍的測試,蘇聯(lián)工農(nóng)紅軍空軍指揮部的科學技術委員會認為捷格加廖夫航空機槍是“能夠批準提交的樣槍”,可以進行量產(chǎn)。
1927 年的DA 航空機槍原型槍,此時槍尾還是肩托形式
捷格加廖夫根據(jù)反饋的建議,對設計作出多項改進,大多改進針對航空機槍的使用環(huán)境:取消步兵型機槍的槍管套筒,增加一個固定面板;新設計了槍尾和保險機構;改用大容量(63發(fā))的3排彈盤供彈等。另外,為了防止拋出的彈殼進入飛機和炮塔機構內(nèi),在機匣底部設有一個彈殼收集袋。在DA航空機槍的研發(fā)和完善階段,彈殼收集袋造成很多問題,這對于當時世界范圍內(nèi)的槍械設計師來說都是比較少見的。
將機槍安裝到飛機上時,機槍不應該到處拋撒彈殼。如果彈殼滾到機艙遠處角落內(nèi),可能會產(chǎn)生致命的危險。任何一片金屬出現(xiàn)在控制系統(tǒng)操作桿等處,都有可能造成卡滯,使飛行員喪失對飛機的控制。因此彈殼從機槍中拋出后,應當被立即收集起來。首次設計的彈殼收集袋出現(xiàn)了意外,彈殼總是卡在收集袋頸部,需要時不時搖動收集袋,這給射手帶來了很大的負擔。當時嘗試了各種形狀各種剛性框架的收集袋,但結果都不理想。對于這個問題,與捷格加廖夫合作密切的費德洛夫曾經(jīng)這樣回憶:“捷格加廖夫在重新設計機槍時并沒有遇到太大的問題,主要的問題在彈盤的設計上,以及一個看起來很奇怪的問題,即收集彈殼的收集袋……產(chǎn)生了彈殼在收集袋頸部卡住的問題,而且大多數(shù)發(fā)生在收集袋裝滿一半時。為了協(xié)助我們的工作,蘇聯(lián)空軍科學研究所進行了一項很有趣的研究——錄制機槍的拋殼動作,而通過相當慢的速度播放拋殼動作,就可以研究拋殼的路徑特點,并漸漸發(fā)現(xiàn)造成彈殼堵塞的原因。研究拋殼對應的軌跡后,最后針對其軌跡設計了收集袋入口的形狀?!?p>
DA 航空機槍全貌,其采用63 發(fā)彈盤、彈殼收集袋以及作為瞄準機構的環(huán)形分劃與風向標式準星。注意DP 輕機槍標志性的槍管套筒被機匣前端的面板取代
1928年,捷格加廖夫的炮塔航空機槍系統(tǒng)以“DA”的名字進入蘇聯(lián)空軍服役,不過該槍的列裝并未得到國防人民委員部的正式批文,一般一種新式武器進入蘇軍服役,國防人民委員部都應該發(fā)布對應的條令。新式機槍列裝后得到了部隊的積極評價。1930年2月2日,第3航空中隊的指揮官和參謀長向第7航空旅的報告稱:“由觀察員執(zhí)行的地面和空中射擊都由捷格加廖夫機槍系統(tǒng)完成,這些機槍的運作并不總是無故障的(意外連發(fā),不掛機),這是由于工廠調(diào)整氣孔不正確產(chǎn)生的……目前捷格加廖夫機槍在空中和對空射擊中都能做到無故障運作?!?/p>
1929年,蘇聯(lián)空軍裝備了兩款國產(chǎn)型號的航空機槍,與國外同類型號水平相當。其中DA機槍充當炮塔機槍,作為轟炸機和偵察機的自衛(wèi)火力,而基于馬克沁機槍的PV-1機槍則作為戰(zhàn)斗機的武器,安裝在機頭上作為協(xié)調(diào)器機槍使用??品蛄_夫廠的槍械工程師們通過解決當時很困難的尺寸計算問題,以及其他與機槍整體可靠運作相關的參數(shù),使得航空機槍與DP機槍(以及隨后的DT機槍)實現(xiàn)零件互換,這也對產(chǎn)能的提升大有幫助。
1930年3月30日,在一次紅軍武器部副部長參加的會議上曾提到:“空軍單位中已經(jīng)有1200挺DA機槍在役,還有1000挺準備交付?!?p>
1928 年,由孔達科夫設計的高射機槍槍架,這種槍架最早安裝的是馬克沁M1910 與柯爾特- 勃朗寧M1914 機槍,后來很多DA-2 機槍也被安裝到這種槍架上充當高射機槍,并在衛(wèi)國戰(zhàn)爭初期得到了有限使用
DA-2 航空機槍全貌,這套機槍是1932 年之前生產(chǎn)的,采用肩托供射手抵肩。另外注意新添加的槍口制退器
1932 年以后生產(chǎn)的DA-2 航空機槍,抵肩裝置由肩托改為托胸板
隨著航空領域技術的不斷發(fā)展,低速飛機逐漸被高速戰(zhàn)斗機和轟炸機取代,提高炮塔武器的射速也被提上日程。與射速達700~900發(fā)/分的國外航空機槍相比,DA航空機槍600發(fā)/分的射速確實略顯不足。提高射速最簡單的解決方法就是將多挺機槍并聯(lián)在一個槍架上。1927年,捷格加廖夫航空機槍系統(tǒng)的第一輪測試結束后,空軍科學技術委員會管理處就向機槍武器聯(lián)合機構提出設計一款雙聯(lián)DA機槍槍架的需求。除了捷格加廖夫,別茲魯科夫和魯卡維什尼科夫也參與到這款槍架的研發(fā)中。
1930年,雙聯(lián)的DA航空機槍以DA-2的名字進入蘇聯(lián)空軍服役,這也是蘇聯(lián)空軍裝備的第一種雙聯(lián)武器系統(tǒng),DA-2的設計以簡單有效的方式,使射速達到1200發(fā)/分。與DA航空機槍類似,DA-2列裝時也未得到國防人民委員部的正式批文。
海軍艦艇上安裝的DA-2 機槍,作高射機槍使用。注意機槍槍口裝有夜間射擊使用的消焰器
一名操作DA 航空機槍的蘇軍士兵,注意他將下顎托在上握把處(紅色箭頭處),另外注意彎曲的搖臂(黃色箭頭處),搖臂使得機槍槍身向外“伸出”炮塔,一定程度上增加機槍的射擊俯角,也使得機槍位置更靠前,為射手提供了更多活動空間
DA航空機槍的生產(chǎn)一直持續(xù)到1932年(雙聯(lián)的DA-2一直生產(chǎn)到1935年),共生產(chǎn)12914挺DA和16040挺DA-2航空機槍。當時空軍使用的Тur-5和Тur-6槍架,以及一些可收回的機槍炮塔上都曾裝備過DA機槍。與經(jīng)歷了整個戰(zhàn)爭,一直服役到1960年代的坦克型和步兵型機槍不同,航空型捷格加廖夫機槍的戰(zhàn)斗經(jīng)歷很短暫。在1930年代早期,裝備DA和DA-2的機槍炮塔成為蘇聯(lián)全部偵察機和轟炸機的自衛(wèi)武器,隨著蘇軍高層大力推廣高射速的施卡斯機槍,DA機槍開始撤裝。到了二戰(zhàn)初期,這些機槍基本從作戰(zhàn)飛機上消失了。而一些二線作戰(zhàn)飛機,比如部分U-2多用途雙翼機和R-5偵察轟炸機,戰(zhàn)爭期間還在使用捷格加廖夫航空機槍,充當“聊勝于無”的自衛(wèi)機槍。也有部分捷格加廖夫航空機槍充當高射機槍,少部分DA-2機槍則安裝在海軍艦艇與BT-2坦克上。
1933年,科夫羅夫廠提交一款試驗型航空機槍進行測試,試驗機槍被稱為DAS,即“捷格加廖夫航空速射型”,除保留導氣式原理的自動機和長605mm、4條右旋膛線的槍管這兩個DP機槍原有的特點以外,武器的其余部分在設計上都進行了重大改動。什帕金為機槍設計了新受彈器和可散彈鏈。為了達到1200發(fā)/分的射速,DAS機槍不同于以前的開膛待擊,重新設計為閉膛待擊,還設置了一個加速臂。DAS機槍在設計之初就不僅僅考慮安裝在炮塔上,還考慮配合射擊協(xié)調(diào)器安裝在機頭使用。另外,槍機框上還設有防反跳機構。
然而,在DAS機槍出現(xiàn)之際,著名的施卡斯機槍也日漸完善,盡管質(zhì)量更大,結構上也更加復雜,但其射速達到1800發(fā)/分,是捷格加廖夫和什帕金設計產(chǎn)品的一倍多。因此,蘇聯(lián)軍方選擇射速更高的施卡斯機槍替代DA與DA-2機槍。
DA航空機槍在原理上接近同樣出自捷格加廖夫的DP輕機槍,這得益于“統(tǒng)一機槍”計劃的開展。DA機槍采用長行程活塞導氣式自動原理,魚鰓閉鎖片撐開式閉鎖機構。自動機的很多零件與DP輕機槍相同,在細節(jié)上則作了很多改動,這些改動都圍繞著航空機槍的使用環(huán)境進行。
首先,DA機槍去除了DP的槍管套筒,這是因為設置槍管套筒的目的在于防止手部直接與槍管接觸,造成燙傷。而在空中,觀測員往往只需要操作機槍,而無需攜行,因此槍管套筒的存在已經(jīng)毫無意義。槍管外部設有環(huán)形散熱片,增大與空氣的接觸面積,方便散熱。
DA機槍在機匣前端增設一個圓形面板,主要負責固定活塞筒,并與槍架通過固定卡環(huán)、搖臂等中間零件相連。面板通過機匣前端的螺紋螺接在機匣前端,并用一個特質(zhì)螺釘固定。面板上部固定有環(huán)形分劃固定座的滑座,可以在水平方向上調(diào)節(jié)環(huán)形分劃組件。與步兵型的DP輕機槍不同,瞄準機構沒有采用傳統(tǒng)的準星、照門,而是采用環(huán)形分劃與風向標式準星。風向標式準星可以自動補償風向和飛機運動帶來的偏差,其固定座螺接在槍口的螺紋上。
在瞄準機構的設置上,DA-2也進行了更改,環(huán)形分劃的安裝座重新設置在連接管前連接點上(黃色箭頭處),而風向標式準星的安裝座則設置在左側(cè)槍身上(紅色箭頭處)
由于DA機槍在射擊時后坐力通過面板作用在槍架上,射手不需要承擔后坐力,為此該槍的槍尾部分也進行改動。槍尾處設有上下兩個握把,上握把位于槍尾后方向上翻折,射擊時射手的下顎托在上握把的翻折處,頂部還設有橡膠墊以增加托住下顎的舒適性。下握把為手槍式握把,位于扳機護圈后方,供射手操作機槍時握持。操作方式改變后保險機構的設計也有所調(diào)整,發(fā)射機座處設有撥桿式保險,用以鎖住發(fā)射機構。
為了滿足空中連續(xù)射擊的需求,捷格加廖夫還為航空機槍新設計一種大容量彈盤。新彈盤將63發(fā)槍彈(最早為65發(fā))排成3排,這使得彈盤直徑減小,高度增大。彈盤直徑的減小使得彈盤空間尺寸減小,在空間有限的機艙內(nèi)這點尤為重要。而由于射手是用下顎托在上握把上進行射擊的,這使得瞄準基線相應抬高,因此增加彈盤高度不會對射擊產(chǎn)生不利影響??紤]到在空中射手往往要戴著厚重的手套操作武器,機槍彈盤的上方設有一個特質(zhì)扣帶,通過扣帶能夠方便快速地拆下彈盤,戴著手套操作也很方便。
DA航空機槍系統(tǒng)還設有與飛機炮塔連接的中間零件,主要包括卡圈和搖臂,卡圈包住機槍圓形面板,并和搖臂相鉸接。搖臂設有與炮塔連接的耳軸,耳軸細端設有螺紋,通過螺母和轉(zhuǎn)軸的配合將機槍固定在炮塔上。
DA-2航空機槍是一種雙聯(lián)裝武器系統(tǒng),除了兩個槍身組件,還包括連接管組件以及相關的調(diào)節(jié)機構。DA-2的左右兩個槍身對稱布置,兩邊的拉機柄、保險撥片等零部件呈鏡像關系,兩側(cè)槍身都設有彈殼收集袋。槍身取消了DA機槍機匣前部的圓形面板,在原先面板的位置上設置了一個套筒,套筒的作用一方面是用來插入活塞筒,另一方面與連接管等組件相連。
連接管為聯(lián)裝系統(tǒng)的主要部件,上方設有前連接點和后連接點,分別連接兩側(cè)槍身的中部和后部。連接機構上設有調(diào)節(jié)裝置,左側(cè)槍身為固定式,右側(cè)槍身可以通過轉(zhuǎn)動對應的調(diào)節(jié)螺栓使槍身在水平、垂直方向上移動,以調(diào)節(jié)兩挺機槍火線的交匯中心。連接管上還設有機槍的主連接軸,連接軸與飛機上的炮塔槍架相連。
左右兩挺機槍原先位于槍尾后方的上握把均被截短,失去了托住射手下顎的功能。在后連接點的連接桿上,重新設置了肩托和下顎托板。1932年以后,肩托又改為托胸板的形式。為了使兩挺機槍同時開火射擊,DA-2還配備了所謂的“雙聯(lián)扳機”裝置。雙聯(lián)扳機由連接桿和調(diào)節(jié)桿、壓桿等零件組成,使用時插在兩側(cè)槍身的發(fā)射機座上。調(diào)節(jié)桿裝在連接桿上,并設有彈簧,因為經(jīng)過調(diào)節(jié)后兩側(cè)槍身的水平距離有所變化,帶有彈簧的調(diào)節(jié)桿便能自動補償這個距離。
考慮到實際使用中,兩挺機槍同時射擊時會將后坐力疊加傳遞到槍架上,而如果兩挺機槍射頻不一致,就會導致機槍在水平方向上產(chǎn)生搖動的趨勢,這對槍架的穩(wěn)定性不利。因此DA-2 航空機槍配裝槍口制退器,以減小槍身作用在槍架上的力,類似形式的槍口制退器也被后來的DShK38 機槍采用
在蘇聯(lián)航空武器領域,雖然DA航空機槍在設計上并不突出,但我們可以看到蘇聯(lián)的“統(tǒng)一機槍”嘗試,這是非常超前的。DA、DT,尤其DP這幾款機槍,也奠定了捷格加廖夫的輕武器設計大師之路。DA航空機槍上的一些機構(比如撥片式保險)也成為捷格加廖夫設計武器的標志特征。此外,DA航空機槍的裝備范圍很廣,這使得很多設計機構開始著手各種各樣的自衛(wèi)炮塔設計,為相關領域積累了大量經(jīng)驗。雖然DA航空機槍的戰(zhàn)斗經(jīng)歷很短,但其在蘇聯(lián)航空武器設計領域,還是產(chǎn)生了很重要的影響。