膛線(英語:Rifling,也叫來福線,來福槍即來自此名字)是現(xiàn)代炮管及槍管的管膛內(nèi)壁上被鍛刻加工出的呈螺旋狀分布的凹凸槽,可使子彈在發(fā)射時(shí)沿著膛線作縱軸旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生陀螺儀效應(yīng)穩(wěn)定彈道,因而能更精確的射向目標(biāo)。
膛線下陷中空的地方稱作陰線或陰膛,凸起部分稱為陽線或陽膛,槍支的書面口徑通常指的是一條陽線與其正對面的另一條陽線間的距離,因此子彈彈頭的直徑通常大于槍支的口徑。
【膛線由來】在15世紀(jì)已經(jīng)有使用膛線的紀(jì)錄,首次大規(guī)模應(yīng)用是在約1500年德國的扳機(jī)擊發(fā)火繩槍,到18世紀(jì)才真正普及。
如果槍膛內(nèi)有膛線,彈頭就會(huì)在穿過槍膛時(shí)產(chǎn)生縱軸自轉(zhuǎn),使彈頭出膛后螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)飛行,通過陀螺儀效應(yīng)保持角動(dòng)量守恒增加彈道穩(wěn)定性、有效射程和終端殺傷力。在以前,線膛武器是不能使用尾翼穩(wěn)定彈藥的。但是彈藥技術(shù)的提高(滑動(dòng)彈帶、改進(jìn)型彈托等技術(shù))解決了這個(gè)問題。
它的原理其實(shí)很簡單,彈頭在膛線的作用下旋轉(zhuǎn),這與高速旋轉(zhuǎn)的陀螺運(yùn)動(dòng)原理是一樣的。彈軸相當(dāng)于陀螺軸,彈道切線相當(dāng)于垂直軸,彈頭飛行中的張動(dòng)角相當(dāng)于陀螺的擺動(dòng)角,彈頭的質(zhì)心相當(dāng)于陀螺支點(diǎn),空氣作用于彈頭上的翻轉(zhuǎn)力矩相當(dāng)于陀螺的重力偶矩。當(dāng)彈頭在膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),膛線就迫使它高速旋轉(zhuǎn),并且在翻轉(zhuǎn)力偶矩的作用下,除自轉(zhuǎn)外,還以其質(zhì)心為中心繞彈道切線作圓錐運(yùn)動(dòng),使彈軸與彈道切線始終保持很小的擺動(dòng)角,(彈道學(xué)上稱為張動(dòng)角)而不至于翻倒,從而保證了彈丸的穩(wěn)定飛行。
膛線可以主要分為兩種,分為陽膛線與陰膛線兩種設(shè)計(jì),大砲主要使用陽膛線,攜帶式槍械主要使用陰膛線,陽膛線加工上較困難,膛線沒有一個(gè)既定數(shù)目,2、4、6、8條甚至于更多,但一般常用的有:4(手槍、步槍等)、6(狙擊步槍等重視精度的槍械)、8條(機(jī)槍),另有簡化版武器只使用2條膛線(比如二戰(zhàn)英國的斯登沖鋒槍和美國春田M1903簡化版步槍)。膛線根據(jù)旋轉(zhuǎn)的方向可分右旋、左旋(從射手方向看去),右旋膛線比較普及;雖然膛線的的數(shù)目沒有一個(gè)既定標(biāo)準(zhǔn),不過深度只能在固定的范圍內(nèi);膛線按截面形狀分為矩形膛線、梯形膛、弓形膛線、圓弧形膛線、多弧形膛線、多邊弧形膛線等。早期黑火藥時(shí)代膛線普遍比較淺(因?yàn)楹诨鹚帤堅(jiān)?,并且使用鉛彈頭),后來產(chǎn)生多種膛線,當(dāng)今比較流行多弧形膛線、多邊弧形膛線等優(yōu)質(zhì)膛線,可以提高武器精度和初速,并減小火藥燒蝕提高壽命。
盡管多邊形膛線很早就出現(xiàn)了,但是在19世紀(jì)末線狀無煙火藥彈藥剛出現(xiàn)時(shí)就已經(jīng)很少使用。多邊形膛線的原理最早是在1853年由著名的英國發(fā)明家約瑟夫·惠特沃思爵士提出的。當(dāng)時(shí)惠特沃思正在試驗(yàn)在火炮上應(yīng)用六邊形炮管,并且在1854年申請了專利,但是英國軍方在1856年拒絕采用他的設(shè)計(jì),惠特沃思因此轉(zhuǎn)而將設(shè)計(jì)應(yīng)用到了步槍上試圖取代當(dāng)時(shí)服役的1853式恩菲爾步槍。
第二次世界大戰(zhàn)期間,德國為了能夠快速生產(chǎn)大量可靠耐用的槍管而開始批量使用新發(fā)明的冷鍛法,多邊形膛線又重出江湖出現(xiàn)在MG42機(jī)槍上。二戰(zhàn)結(jié)束后,許多德國的軍火商還在繼續(xù)推出有多邊形膛線的槍械,比如萊茵金屬的MG3通用機(jī)槍,以及黑克勒&科赫的G3A3自動(dòng)步槍、SL7半自動(dòng)步槍和著名的PSG-1半自動(dòng)狙擊步槍。許多以手槍設(shè)計(jì)著名的歐洲公司,比如黑克勒&科赫、克拉克、烏爾斯基·布羅德、華瑟等,都推出了多邊形手槍管,使得多邊形膛線的設(shè)計(jì)開始變得更加多樣化。
多邊形膛線的支持者宣稱其對比傳統(tǒng)膛線,所具有的優(yōu)勢有:槍管結(jié)構(gòu)的一致性和強(qiáng)度更佳,對應(yīng)力集中效應(yīng)的疲勞極限更高;槍膛氣密性更佳,更高的子彈初速;對彈頭外形的壓劃形變更少,更高的外彈道精度;膛線磨損更輕,更長的槍管壽命。因?yàn)槎噙呅翁啪€對彈頭的接觸面更大,如果使用無背甲的鉛彈頭,鉛粉更容易涂抹囤積在膛壁上,因而增加膛壁的摩擦系數(shù)和發(fā)射時(shí)的膛壓,使得理論上的炸膛風(fēng)險(xiǎn)更高。雖然沒有任何實(shí)際依據(jù)證明是否所有的多邊形設(shè)計(jì)的積鉛率都高,推廣多邊形槍管最為積極的克拉克公司出于謹(jǐn)慎已經(jīng)公開告知用戶避免使用裸露的鉛彈頭
最后說一個(gè)大家都能明白膛線作用的事兒,膛線的其他應(yīng)用就像人類的指紋,每一支槍都有其獨(dú)特的膛線,因此鑒證人員可根據(jù)子彈發(fā)射后彈頭上被膛線削出來的線進(jìn)行鑒證工作。