我不知道这个问题是您随口问的还是认真问的,但不得不说,您问了一个看似很简单但其实有点技术含量的问题。
子弹的数量肯定是越多越好,少了影响火力,但多也不是想多就能多的。
现代步枪、冲锋枪用的弹匣学名叫「盒形弹仓」(box magazine),大概就是下面这个样子的——子弹与枪管平行呈横向排列并被依次推入枪膛。
很明显,这种弹匣如果要增加子弹数量就必然要增加长度。你肯定要说增加长度有什么,长就长一点呗。确实也有人这么干过,比如下面这样的:
甚至还有更夸张的,比如这样的:
你可能会觉得这很酷,但这种长弹匣会带来很多问题——比如枪本身的重量会增加,而且重心会严重失衡,操作起来非常不方便;还有因为子弹数量的增加,弹匣底部用来推子弹的弹簧的簧力也要加强,这样会导致装弹非常费力等等。当然,这些都不是大问题,加长弹匣最大的缺点是对卧射姿势的影响。
枪并不只是用来站着射击的,在战场上很多时候射手需要卧倒射击,以减小自己被子弹击中的概率。
在这种情况下,如果弹匣太长卧射就会很不方便,射手只能侧着身子,非常别扭。
下图是苏联RPK班用机枪,标配40发长弹匣,比普通AK多了10发,但同时它还标配了一个更长的两脚架用来在卧射时支撑枪身,所以弹匣长一点也无所谓。可是步枪和冲锋枪是没有脚架的,更何况就算有脚架,如果脚架超过了一定长度也还是会不方便,所以对于步枪和冲锋枪来说,下置的弹匣在长度上是有上限的,而这个上限对应的子弹数量就是30发左右。
既然下置的弹匣加长不方便卧射,那把弹匣上置,就像二战时Zb vz.26轻机枪(中国叫捷克式轻机枪)那样,问题是不是就解决了呢?
您还真别说,还真有人这样干过,一些早期的冲锋枪就把弹匣放在上面,比如意大利伯莱塔M1918,
还有二战中澳大利亚的欧文冲锋枪。
但这种设计的缺点也是非常明显的——弹匣上置了之后挡住了瞄准具的视线,只能把瞄准具设置在侧面,这么做对瞄准精度的影响先不论,首要问题是瞄具是设置在左侧还是右侧。历史上Zb vz.26是设置在左侧的,这样用右手抵右肩射击的时候自然没问题,但如果要换手射击呢?这对于步枪、冲锋枪来说是很常见的情况,这时候用左侧的瞄具就非常不方便了。
你可能要说那就干脆左右两边各来一套瞄具,问题不就解决了吗。说实话在机械瞄具的时代这么干也不是不行,除了每次校枪都要调整两次瞄具之外,倒也没什么不方便的,而且增加一套瞄具也不会增加多少重量和造价。但问题是人类的枪械早就已经过了机械瞄具的时代了,现代枪械已经是以光学瞄具为主,机械瞄具更多只是备用了。
如下图所示,现代步枪、冲锋枪都在枪身上配有通用战术导轨加装各种附件,而枪身上方的附件主要就是各种光学观察和瞄准设备,比如瞄准镜和与瞄准镜搭配使用的各种夜视仪、热成像仪等。
此时如果把弹匣上置那就只能在侧面设置导轨安装这些附件了,然后就依然是那个问题——导轨是设在左边还是右边。如果依照上面的思路左右各来一条,那对应的附件也得左右各来一套。一把枪,中间插个弹匣,左右各一套瞄准镜,这么干滑不滑稽姑且不论,要知道现在这些光学瞄具可不便宜啊,一个镜子的价格可能比枪还贵,你一把枪就要整两套是不是稍微奢侈了一点呢?
基于以上种种,弹匣上置只是在二十世纪前半叶昙花一现,二战之后就没人用了。
既然把弹匣放上面不行,那插在枪的侧面行不行呢?历史上也有人这么干过,人类战争史上第一款投入大规模使用的冲锋枪——一战时德国的MP 18就采用了这种设计。
而MP 18之所以采用这种设计,就是怕弹匣下置会影响卧射。MP 18之后还有一些武器也采用过类似设计,比如二战中英国非常有名的司登冲锋枪,
还有同为二战时期的德国FG 42伞兵步枪。
那这种设计能解决问题吗?当然不行。弹匣侧置最大的一个问题就是会导致枪械左右两边重量不对称,有弹匣的一边重量明显大于没有弹匣的一边,这样就会产生一个力矩使枪身向有弹匣的一侧倾斜,射手在持枪时为了保持枪身平衡必须用手腕产生一个反向力矩抵消掉上述力矩,这种握持的感觉是很不舒服的。而且步枪和冲锋枪在点射(也就是大家俗称的「连发」)时枪身处于剧烈的振动中,此时射手在很大程度上其实是失去了对枪身的控制的,因为上述力矩的存在,枪身此时就会不可控地倒向有弹匣的一侧,导致点射的精度降低。所以,很多使用这种侧置弹匣枪械的射手往往会采用一种非对称的持枪方式以消解这个力矩的影响,就像下面这张图里这样。
这种用一只手握住侧面弹匣的持枪方法确实可以使枪身达到稳定,但它也有局限性。比如上面这把司登,弹匣位于左侧,射手用左手握弹匣实现了枪身的稳定,但这种握枪方式只能在用右手抵右肩射击时使用,你还记不记得我们前面说过步枪和冲锋枪是经常需要换手射击的?
基于此,这种弹匣侧置的设计和弹匣上置一样,只在二十世纪前半叶昙花一现,二战之后就没人使用了。
现在我们来整理一下思路。我们已经尝试了弹匣下置、弹匣上置和弹匣侧置三种设计,均不能实现更多的弹容量,但这三种设计弹匣都是垂直于枪身的,如果我们脑洞大开一下,不让弹匣垂直于枪身了,而是让弹匣和枪身平行,说白了就是利用一下枪械纵向的空间,是不是能实现更多的弹容量呢?
确实也有人这么干过,最有名的就是比利时FN公司的P90冲锋枪。
这种冲锋枪的弹匣非常独特,让它拥有了50发的弹容量。
这种独特的直形弹匣置于枪管之上,和枪管平行排列,既不影响卧射,也不干扰瞄具,也不会使枪身重量不平衡。
唯一的不同是这种弹匣里的子弹不是平行于枪管的,而是和枪管呈90度夹角,所以当子弹被推到弹匣口时,需要一个装置先将子弹旋转90度,变成与枪管平行后再送入枪膛,大概就是下面这个样子。
P90上这个将子弹旋转90度的装置大体上就是一个渐变的旋转坡道。
那这种设计为什么没能成为主流呢?要想回答这个问题我们首先要讲解两个与枪械有关的设计指标,两个在枪械设计时非常重要却经常被外行忽略的指标——可靠性和经济性。
先说可靠性。如果你问我世界上对可靠性要求最高的东西是什么,我想枪械就算没排在第一也肯定排在前几,毕竟电脑死机重启就好,汽车抛锚靠边停就行了,但枪械出一次故障可能一条人命就没了,所以在设计枪械时对可靠性的要求是远远超过很多其它设备的。人类枪械发展史上从来都不缺少各种奇思妙想,但无数的「天才设计」最终都败在了「不够可靠」四个字上从而没能走进实用。
其次是经济性,说白了就是枪械的造价,这里面包括了制造枪械所需要的原材料、设备的价格,制造时产生的机器损耗以及所耗费的人工成本等等,所有这一切都可以统一折算为枪械的造价。你可能觉得一支枪而已,再贵能有多贵。确实,和飞机坦克大炮这样的重装备相比一支枪的造价可以忽略不计,但枪械属于大规模消耗品,其生产数量动辄就以百万为单位,一支枪增加的那点成本可能微不足道,但一旦乘以百万就比较可观了。
明白了以上两点,你就能理解设计师在设计枪械时的很多决定。对于枪械这样的传统机械,结构越简单往往可靠性和经济性就越高,反之结构越复杂往往可靠性和经济性就越低,所以在枪械设计时有一条基本的原则——能做简单设计的就绝不做复杂设计。记住这个知识点,下面我们将反复提到它。
P90的这种弹匣就是典型的将简单问题复杂化。与普通弹匣相比它在弹匣口增加了一个装置,虽然从目前透出的信息来看这个装置的可靠性还是不错的,但造价的增加却是必然的。如果说枪械是大规模消耗品,那弹匣就是大规模消耗品中的大规模消耗品,其生产数量比枪械还要再高几个数量级,任何一点额外的资源消耗都是设计时不得不考虑的,这一点复杂性的增加就是它没能成为主流的原因。
无独有偶,我国在研发95式班用机枪的时候为了优化射击体验也考虑过一个类似的将子弹旋转90度的方案,
但这个方案最终被否决了,原因就如上面说的——能做简单设计的就绝不做复杂设计。
好,现在我们再来整理一下思路,弹匣下置无法实现更大的弹容量,弹匣上置、侧置和纵置都有无法克服的缺点。但如果我们检视一下上置、侧置和纵置这三种设计各自的缺点,我们会发现其实相对来说侧置的缺点是比较小的,只有重量不平衡这一条。如果我们能想办法在利用枪身两边横向空间的同时不造成重量上的平衡,是不是一个新的思路呢?
确实也有人这么想过,这个思路就是加宽弹匣。
在讲加宽弹匣之前得先科普一下弹匣的基础知识。现在主流的弹匣主要分成单排和双排两种,单排好理解,就是弹匣内子弹紧密排成一列,但双排并不是紧密排成两列,而是子弹交错排布成两列,大概就是下面这样。
双排弹匣根据弹匣口的出弹方式又分成单进和双进,上图左边的就是双进,右边的是单进,不过这和我们的主题不相关,就不赘述了。从上面的图也能看出,所谓「双排弹匣」其实并不是真正的「双排」,它只是把单排相邻的子弹给错开一点,本质上还是单排,只不过是交错的单排。之所以这么设计就是为了在不减少子弹数量的前提下缩短一点弹匣长度(可见弹匣长度确实是个很敏感的指标),而付出的代价就是弹匣变宽一点。总而言之,人类现在的主流弹匣都是单排弹匣。
那既然可以让弹匣变宽来换取长度上的缩短,为什么不干脆把它再做宽一点以容纳更多的子弹呢?比如做个真正的「双排」弹匣,甚至「三排」、「四排」……。
确实有人这么干过,这就是所谓的「加宽弹匣」思路。下面就是美国Surefire公司推出的四排弹匣,
在实现了60发弹容量的前提下,它也没有比30发的常规弹匣长太多。
其实也不止美国人,中国的05式微型冲锋枪为了实现50发的弹容量(据说当年提出这个设计指标就是因为被上面提到的P90给刺激到了)也用了四排弹匣。
那这是个完美的解决方案吗?当然不是。前面说了,加宽弹匣本质上还是利用了枪身两侧的宽度空间,但它不会造成重量上的不平衡,问题在于现在的单排弹匣底部一根弹簧加一块托弹板就够了,如果增加排数,要如何保证那么多排的子弹被推着往前走的同时队形又不乱呢?毕竟一旦队形乱了,就会出供弹故障。下面这张图是某个不知型号的四排弹匣的内部结构图。
从图里也能看出来这弹匣的底部结构比普通弹匣复杂得多,而复杂就又会带来我们前面说过的问题——可靠性和经济性的下降。所以加宽弹匣和纵置弹匣设计一样,因为将简单问题复杂化没能成为主流。
好,现在我们所有往弹匣里塞进更多子弹的努力均以失败告终。如果你还是不甘心,还是想要一次换弹能拥有更多的弹药,那就只能换掉弹匣,采用其它的供弹具了。
有人做过这种努力吗?当然有,比如下面这种。
这种供弹具学名叫「鼓形弹仓」(drum magazine),简称「弹鼓」。这把采用了弹鼓的冲锋枪是二战时苏联非常有名的PPSh-41型冲锋枪,也就是大名鼎鼎的「波波莎」。
弹鼓本质上和加宽弹匣一样,是利用了枪身两侧的横向空间但不造成重量上的不平衡。因为采用了弹鼓,波波莎有了71发的弹容量,比二战时其它冲锋枪多出了一倍,因此很受欢迎。但它是完美的吗?当然不是。
波波莎的弹鼓内部结构大概如下图这样,
其它的弹鼓虽然内部结构各不相同,但大体上类似,和弹匣用弹簧推弹不同,弹鼓基本上用的都是卷簧。从上面这张图也能看出来,弹鼓的内部结构比弹匣复杂很多,而复杂会带来什么呢?对,可靠性和经济性的下降。
还记得AK之父卡拉什尼科夫的经历吗?他在二战中因伤住院,和病友们聊天时萌发了设计一款可靠的冲锋枪的想法,而让他产生这个想法的很重要的一个原因就是他曾亲眼看见自己的战友因为波波莎的供弹故障未能及时开火,最后反被德军击中。新中国在建国初期引进波波莎(中国管它叫50式冲锋枪)的时候只引进了下面这个使用弹匣的版本,没有引进弹鼓,原因就在于弹鼓一则可靠性低一些,二则生产也比较麻烦,耗时耗力。
当然,二战之后弹鼓依然在发展,直到今天还有,比如下面这样的,
甚至为了进一步增加装弹量,还有两侧双弹鼓的设计。
现代弹鼓相对于二战时肯定有了很大提升,但不管怎么提升,复杂的结构决定了其可靠性和经济性是永远低于同时代的弹匣的,并且除了可靠性和经济性,弹鼓还会和长弹匣一样带来枪身加重、重心失衡等问题,且这些问题往往更加严重,这里就不赘述了。
那还有人试过其它办法吗?当然有,比如下面这种供弹具学名叫「盘形弹仓」(pan magazine),简称「弹盘」。用这种供弹具最著名的就是下面这把二战时苏联的DP-27轻机枪(图里的这把是DP-27的改进版,正式名称是DPM),人称「大盘鸡」。
这种弹盘里子弹横向排列成一个圈,当然也有排成几层几个圈的,这里不赘述。这种设计既利用了枪身两边的宽度空间,也利用了枪身纵向的长度空间,既增加了弹容量,又把多出的质量均匀分布在枪身纵向的一段长度内,一定程度上有助于缓解重心失衡的问题。那它很好吗?对不起,它结构依然复杂,可靠性和经济性同样不如弹匣。
还有其它的尝试吗?有,比如下面这些。
这种供弹具学名叫「螺旋型弹仓」(helical magazine),俗称「弹筒」。和纵置弹匣一样,它是利用了枪械的纵向空间,但通过内部结构的设计让子弹依然平行于枪管,从而不需要将子弹旋转。不过它这将子弹与枪管保持平行的结构也没比旋转子弹的装置简单到哪里去,所以要面对的还是一样的问题——可靠性、经济性、重量、重心等等。
那就真的没有既可靠,又便宜,又能增加弹容量的办法了吗?有啊!用弹链啊!人类枪械史上的经典设计,绝对可靠又便宜!
你肯定要说等一下,这不是重机枪才用的吗,重机枪架在那里不动,拖个长长的链条开火没问题,我拿着步枪还拖着这么长一串,那移动起来岂不是太不方便了。
这个可以解决!你拿个盒子把弹链卷好塞在里面,再把盒子挂在枪身下面,弄成像个弹鼓一样不就行了吗?
恭喜你!你总算找到了一种既可靠、又便宜、既不影响卧射、也不影响瞄准、重量平衡并且还能增加弹容量的办法了!只是,这个办法对于步枪和冲锋枪来说——太重了!
本来增加弹容量就会增加重量,现在又多了一条链子,更是雪上加霜,而且为了适配弹链,还要增加一套额外的输弹装置,霜上再加霜,所以这个方案最终只被用在了机枪上,因为机枪对重量相对不是那么敏感但对火力持续性显然有更高的要求。现代机枪,不管是班用机枪还是通用机枪,大部分用的就是这种供弹方法(其实现代班用机枪有两大流派,另一派是用弹鼓的,但这两年弹鼓派明显势微了,以前用弹鼓的都纷纷转投盒装弹链阵营了)。
好,现在回到我们最开始的问题。为何步枪、冲锋枪标准子弹匣的装弹数多是30发?因为这是人类在长期实践中摸索出的最优解。这个最优解要分三个层面来理解——首先,步枪、冲锋枪的最佳供弹具是单排弹匣;其次,弹匣的最佳安装方式是下置;最后,下置单排弹匣在实用中可以容纳的子弹数量的上限是30发左右。