□杨文靖 李向东 林宏昌 杜飞
历史上，人类对提高枪械射速一直充满渴望。从前装枪到后装枪，再到连珠火铳、管风琴枪（排放抢）、转轮枪、手摇转管枪，枪械的发射速度一步步提升，不断适应着战争形态的演变，也推动着战争形态的发展。自1883年海勒姆·史蒂文斯·马克沁（Hiram Stevens Maxim）发明第一支试验型自动步枪至今，枪械的自动化已经走过了近140年的发展历程。自动枪械的发展，基于人类对自然科学的认识和对数理学科的运用，它以社会生产力的发展为基础，随着人类社会生产关系的不断变化而进步。本期开始推出《枪械自动原理漫谈》系列（共4篇），详细介绍人类对内能源自动枪械的探索及枪械3大自动原理。
本篇主要介绍自动枪械基本概念、分类和早期自动枪械——
自动枪械，是指能够自行完成开锁、抽抛壳、复进、上膛、闭锁和击发等一系列发射动作的枪械。
自动原理，又称自动方式或自动动作，是武器利用能量自行完成发射动作的原理。以能量来源为划分依据，自动枪械可分为内能源自动枪械和外能源自动枪械。内能源自动枪械是指依靠枪弹发射时产生的火药燃气能量完成发射动作的枪械在这个过程中，火药燃气能量转化为动能；
外能源自动枪械是指依靠枪弹火药气体外的能量（如电力、人力）完成发射动作的枪械，如连珠火铳、手摇转管机枪、转轮手枪和电力驱动的加特林机枪等。依据发射模式，自动枪械可分为全自动枪械和半自动枪械，全自动枪械是指保持触动击发机构，能够连续射击的枪械；
半自动枪械是指触动一次击发机构只能进行单发射击，但无需手动操作即可完成除击发外其他动作的枪械。通常，全自动和半自动的区别在于发射机构（单发阻铁）的结构设计，与自动原理无关。目前世界上多数自动枪械均有半自动（单发）射击模式，部分自动枪械还增设了两发或三发点射模式。
斯宾塞连珠枪。其扳机护圈与闭锁机相连，拉下扳机护圈完成开锁和退弹动作，扣合扳机护圈完成送弹上膛和闭锁动作。相比于老式后装枪，其射速明显提高，但其并非自动枪械
温彻斯特M1873内部结构透视图，其也是通过下拉和扣合扳机护圈完成开锁、抽抛壳、送弹上膛和闭锁等动作
早期的手摇式加特林多管机枪
本文主要介绍内能源自动枪械的自动原理。
历史上，众多枪械专家依据不同技术特征对枪械自动原理进行了分类。如维列里依据枪管的运动状态把自动枪械分成枪管后坐式 、枪管固定式、有导气开孔的枪管固定式和枪管前冲式四类；
再如柯杰依
俄罗斯自动武器之父弗拉基米尔·格里高利耶维奇·费德洛夫
据火药燃气作用方式把自动武器分为应用后坐原理和应用气体作用原理两类，其中应用后坐原理分为枪管固定自由枪机式和枪管活动扣合枪机式两种，应用气体作用原理分为枪口导气式、枪膛壁开孔导气式和利用弹壳导气式三种。此外，费德洛夫、凯萨特里亚、维涅维奇等人也对枪械自动方式都有过分类。
枪械自动循环的本质是利用火药燃气能量使枪机和枪膛分离完成发射循环。因此自动枪械和非自动枪械的本质区别在于：自动枪械使枪机和枪膛分离的能量源是火药的化学能，即枪弹本身；
非自动枪械使枪机和枪膛分离的能量源是人体或其他能源。自动枪械较非自动枪械的进步之处就在于：自动枪械用火药的化学能代替了人体的机械能。由此可以得出，无论何种自动原理，都有两个本质特征:一是火药燃气的压力必须直接或间接作用到枪机上，二是在自动循环过程中枪机和枪膛必须分开。透过现象看本质，不同自动原理其实质都是相同的，区别仅在于火药燃气能量的传导途径和传导方式。因此，我们依据能量传导途径和方式对自动枪械原理进行区别和分析。
无烟火药的应用，为枪械自动循环提供了可靠的能量源
枪械自动原理分类
依据能量传导途径和方式，枪械自动原理可分为三大类。一是依靠枪管向后运动使枪膛和枪机分离的，被称为枪管后坐式或管退式，其又可分为枪管短后坐式和枪管长后坐式；
二是直接依靠火药燃气压力使枪膛和枪机分离的，枪机不动枪管前移的方式被称为枪管前冲式，枪管不动枪机后移的方式被称为枪机后坐式，其中枪机后坐式可分为自由枪机式和半自由枪机式；
三是在枪膛上或枪膛附近设置导流装置，引导部分火药燃气直接或间接驱使枪机向后运动使之与枪膛分离的方式，被称为导气式。导气式可分为枪口集气式和膛壁开孔导气式，膛壁开孔导气式可分为气吹式和活塞导气式。其中活塞导气式又可分为活塞长行程导气式和活塞短行程导气式。此外，还有两种及两种以上自动方式相结合的自动原理，被称为混合式自动原理，如中国的89式重机枪和10式狙击步枪，就是枪管短后坐和导气式相结合的典型代表；
再如枪机枪膛反向运动式，综合了枪管前冲式和枪机后坐式两种自动原理。还有一些内能源驱动的转管式、转膛式、双杆联动式等自动原理，由于在枪械上应用较少，本文不做介绍。
目前世界上比较公认的第一支自动枪械是1883年由海勒姆·史蒂文斯·马克沁（Hiram Stevens Maxim）设计的试验型自动步枪。在此之前，给枪械装退弹药都是依靠人力完成的。人力装退弹不仅速度慢、效率低，而且由于枪机被机匣锁死，发射瞬间火药燃气的后坐力得不到削弱，通过枪托几乎完全传递到射手身上，射击体验感差，甚至可能会对身体造成伤害。马克沁从中受到了启发，利用火药燃气产生的巨大能量，完成开锁、退弹、上膛、闭锁、击发等一系列动作，把有害的后坐力转变为提高武器发射效率的能量源，是马克沁设计自动枪械的核心思想，也成为日后内能源自动武器设计的基本遵循。马克沁以美国人伽德洛设计的自动机构为基础，首次把火药燃气作为完成发射动作循环的能量来源，设计出一款自动步枪，这是一种托底板可拆卸的自由枪机杠杆式步枪，在枪托内装有复进簧和复进簧导杆，用以将扳机护圈杠杆连接起来。射击时托底板起支撑作用，枪机向后压缩复进簧，使复进簧导杆冲开扳机护圈杠杆，完成开锁和退弹。被压缩的复进簧储蓄能量，复进簧伸张时通过导杆推动扳机护圈扣合，并使枪机送弹上膛闭锁，从而实现自动循环。这是人类已知的第一支自动步枪，据说它是通过阻铁控制枪机实现半自动或全自动。1883年6月26日，这种步枪获得了专利。1884年和1885年，马克沁根据这个专利制造了几支原型枪。
AN94步枪，采用了枪管短后坐和导气式相结合的自动原理
AK-630M近防炮，采用火药燃气能量驱动炮管转动，属于内能源自动武器
由海勒姆·史蒂文斯·马克沁设计的第一支自动枪械结构图
发射瞬间的89式重机枪，其采用了枪管短后坐和导气式相结合的自动原理
著名枪械设计师，海勒姆·史蒂文斯·马克沁（Hiram Stevens Maxim，1840年2月5日～1916年11月24日），其设计了世界上第一支自动枪械
马克沁和他的重机枪
麦德森机枪
麦德森机枪结构和工作原理图
丹麦炮兵军官威廉·赫尔曼·奥卢夫·麦德森（Vilhelm Herman Oluf Madsen）
有了第一支自动步枪的成功经验，1884年，马克沁制造出世界上第一支能够自动连续射击的机枪，该枪采用枪管短后坐的自动原理，发射时枪管和枪机同时向后运动19mm后枪管复进，枪机开锁并在惯性作用下继续向后运动，完成抽抛壳、复进、上膛、闭锁等动作。
我国民兵正在使用麦德森机枪（近）进行防空演练
Cei-Rigotti步枪左视图
斯柯达M1893机枪，其弹匣很像长长的辫子。义和团运动时该枪曾被用来保护使馆
Cei-Rigotti步枪右视图，注意其外露的活塞
1883年，丹麦炮兵军官威廉·赫尔曼·奥卢夫·麦德森（Vilhelm Herman Oluf Madsen）和哥本哈根武器工厂主管鲁斯特姆斯特·拉斯姆森（Rasmussen）从步枪发射的后坐力入手进行研究，1886年，发明了一种以后坐力为发射循环能量来源的“重型反冲操作步枪”，采用枪管短后坐式自动原理，枪机起落式开闭锁结构。随后丹麦军队订购了70支进行试验。1888年，由他们研制的人类历史上第一支真正意义上的军用半自动步枪原型枪问世。大约两年后，丹麦陆军中尉让·特奥多·斯考博（Jens Theodor Schouboe）以马蒂尼-亨利步枪为原形设计了一种顶部供弹的半自动步枪，在当时称为骑兵自动步枪，1896年丹麦海军订购了60支并配发给海军陆战队使用。
20世纪初，美军对该枪进行过测试，发现它设计结构复杂，分解结合繁琐，准星设置在可以活动的枪管上导致精度较差，综合性能没有达到斯普林菲尔德M1903栓动步枪的水准，因此没有大量采购列装。但该枪在设计结构上有很多可圈可点之处，在麦德森和拉斯姆森的帮助支持下，经过不断改进的半自动步枪逐渐演变成一种采用枪管长后坐自动原理的机步枪（Machine rifle），此后这种机步枪及衍生型号被统称为麦德森机枪。麦德森机枪虽然价格较为昂贵，但可靠性良好，在一战中经受住了考验。
斯柯达M1893机枪自动原理示意图。除枪机之外，该枪其他部位结构简单，这也是半自由枪机原理的特征之一
1888年，奥地利的乔治·冯·多姆斯中校和哈布斯堡-洛林大公佛朗切斯科·萨尔瓦多设计了一挺延迟开锁半自由枪机原理的机枪，该枪由斯柯达公司生产，奥匈帝国军队1893年正式将该枪定为制式机枪，被称为斯柯达M1893机枪。它的自动原理很奇妙也很独特。发射时，后坐力作用到枪机的闭锁面上，枪机后倒压下配重块，配重块前端与枪机后端产生较大的摩擦力，配重块继续后压螺栓，螺栓压缩复进簧，同时还要克服摆锤的阻力。重重削弱下，该枪最高射速仅为500发/分。
1890年，意大利军官Amerigo Cei-Rigotti也设计出了一支采用活塞短行程导气原理的步枪，由于其步枪结构明显且发射步枪弹，又能进行单发和连发射击，因此属于真正的自动步枪，有人认为该枪是世界上第一支自动步枪。其枪机外有一个枪机套，枪机套上开有引导槽，枪机套在引导槽上，发射时，枪管右侧的短行程导气活塞后推枪机套，枪机套上的引导槽使枪机旋转开锁后坐，在复进簧的作用下进行复进、推弹上膛、闭锁等动作，实现发射循环。该枪没有被军队采用，但其新颖的设计思路在自动枪械发展史上留下了不可磨灭的一笔。（待续）
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