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剑走偏锋还是弯道翻车,俄罗斯最先进的突击步枪全面解析

晓枪老王 晓枪
2024-09-07

作者@梦未合围


提起苏联/俄罗斯的步枪,人人都知道大名鼎鼎的AK47。从AK47到AKM,从AKM到AK74、AK74M,再到如今的AK12,俄罗斯永远是AK步枪世家。但是,如今的当家花旦——AK12步枪只是一款相对中庸、稳妥的设计,真正大胆、先进的方案,是本文的主角——“陪太子读书”的A545步枪。

 

他们改变了AK

 

自卡拉什尼科夫研制出AK47起,AK步枪就一直是苏联/俄罗斯军队的制式武器。但这个世界上没有完美的武器。作为AK步枪最大的装备国,苏联/俄罗斯对AK步枪的优点和缺点,都了如指掌。无论是苏联还是俄罗斯,都曾研发过新步枪试图来代替AK,这其中最接近成功的尝试,就是上世纪的“阿巴甘”计划。
 
“阿巴甘”计划搞出了一堆奇奇怪怪的枪,但是没有一个能够按照毛子们的设想,替代掉AK家族(AK74)。但是,“阿巴甘”计划依然搞出了两个极为出名的产品——AN94和AEK971步枪。AN94一度是很多人眼中的未来步枪,AEK971同样是一款原理先进、独特的产品。

△ AN94

△ AEK971 

然而,这么多年过去了,AN94已经彻底“凉了”,但是AEK971则在前两天“重新出山”。几年前的俄罗斯新一代步枪选型中,参加选型的步枪,除了有让人耳目一新的AK12(老款)外,还有捷格佳廖夫工厂研发的A545自动步枪。
 
然而,虽然AK12(老款)改变了AK,AK12(最终定型款)又改了回来,变成了“拉皮”版AK74,虽然成为了俄罗斯新一代制式步枪,但毫无新意可言。

△ 早期的A545和早期的AK12

相比之下,由AKE971步枪演变而来的A545步枪,则让人意外地,和AK12一道,被俄罗斯同时采用了——发射5.45×39mm枪弹的A545步枪,和发射7.62×39mm枪弹的A762步枪,分别获得了6P67和6P68的正式编号,开始小范围装备俄罗斯精锐部队。

△ 真正装备部队的AK12,还是大拨片快慢机,左折枪托,改来改去又改回去了

我们知道,一个国家同时装备两款性能、定位高度重合,结构、特性完全不同的枪,是很少见的行为。我们国家同时装备了95式和03式,已经让很多军迷产生了阴谋论了。更别说俄罗斯同时装备AK12和A545了,不过,话说回来,A545,还真的比AK12先进一丢丢,堪称是俄罗斯最先进的现役突击步枪。 

 

针对AK步枪的缺点

 

AK系列步枪虽然在可靠性上取得了巨大的成功,但其连发射击精度一直让人诟病。其原因主要有三个:
1.长活塞导气自动原理。AK步枪采用了长活塞导气原理,活塞和枪机框是一体的,整个自动机重量在500g以上。全自动射击时枪机框来回运动,使整枪的重心变化幅度非常大,对射击精度影响非常明显。而且由于活塞和枪机框一体运动,活塞轴线与枪管轴线之间的距离必须设计的比较大。枪管外形是前细后粗,必须把活塞设计的足够“高”,才能为活塞运动让出必要的空间,这样就会增大射击时的翻转力矩。
 
2.过量导气。过量导气保证了AK的可靠性,使AK的自动机有足够的能量去克服各种恶劣环境。但同时,过量的燃气使整个自动机“狂飙”起来,枪机框后坐时总会又重又快的撞到机匣上,大大提升了可感后坐,严重影响连发精度。

△ 在高速摄影机下,AK系列的枪机框“蹦蹦跳跳”,到了放飞自我的境界


3.枪机框引导长度较短。AK的枪机框虽然看上去很长,但与机匣上的枪机框导轨的配合部分却很短,而且前部活塞与活塞筒的配合也非常松散。较短的引导长度使整个自动机在运动时“放飞自我”,很不平稳。
 
面对这些问题,其他国家往往会采用一些针对性的改进,例如我国的81式自动步枪,改用短活塞导气原理、减小导气量、增加枪机框引导长度,取得了非常不错的效果。但苏联的设计师们却另辟蹊径,开发出了“平衡自动”原理。其核心思想很简单,在步枪上反向安装一套“假枪机框”,来抵消“真枪机框”带来的一切影响射击精度的因素。AEK971/A545,正是采用了这一个独特的原理。

 

平衡自动原理

 

要将平衡自动原理从理论落实到实践上,就要设计出一套“假枪机框”,我们一般称之为配重活塞。配重活塞与枪机框同时被导气孔导出的燃气推动,向相反的方向运动,中间靠协调齿轮来保持反向同步,这样就能抵消掉一部分枪机框后坐带来的影响,抵消掉部分后坐冲量配重活塞也需要活塞筒对其进行引导,整个自动机的引导长度变相加长了,而且协调齿轮不仅可以使配重活塞和枪机框保持反向同步,还能抑制整个自动机运动过程中的振动,使全自动射击精度大幅度提升,真正发挥小口径枪弹的优势。
 
在1965年,平衡自动原理提出后,采用这一原理的步枪参加了数次步枪选型。70年代,苏联小口径步枪选型中,依然是卡拉什尼科夫设计的AK74成为制式武器;80年代,著名的“阿巴甘计划”似乎掀起了新潮,但最终获胜的是采用高速两发点射的AN94;而最近的俄罗斯步枪选型中,新瓶装旧酒的AK12成为了最大赢家。平衡自动步枪真可谓是屡战屡败,屡败屡战。
 
在这几十年的发展中,诞生了很多平衡自动原理的步枪,从结构上来看可以大致分为三类。
1.枪管作为配平活塞。这种设计不需要单独的配平活塞,协调齿轮安装在活塞杆下方、枪管上方,活塞受到燃气冲击后坐的同时,枪管也受到燃气的冲击反向运动。代表步枪为维克多·卡拉什尼科夫(米哈伊尔·卡拉什尼科夫的儿子)设计的AKB步枪。但在枪管开始向前运动时,子弹还未出膛,向前运动的枪管会对单发精度有严重影响,活塞向后运动的相对速度更大,带来的翻转力矩有增无减,因此这一方案很快就在历史洪流的推进下被水淹没不知所措。

 △ AKB-1步枪,注意拉动拉机柄时,导气箍(和枪管一体)在移动

2.配重活塞“搭”在枪机框上。这种方案回归了传统的自动平衡,协调齿轮在枪机框上方,枪机框和配重活塞上都有开孔来咬合齿轮。而且由于配重活塞主体是安装在枪机框上方的,只是前端有一个向下的拐弯伸进导气箍里,留给配重的空间比较充足,整个配重活塞的质量可以设计的比较大,平衡效果更好。更重要的是,配重活塞配有单独的复进簧。众所周知,自动机在后坐时由于有火药燃气做功,能量是很充足的,但在复进时却只能靠复进簧做功了,为配平活塞单独设计一条复进簧一定程度上可以提升可靠性。
 
采用这一原理的代表步枪,就是由尤里·亚历山德罗夫设计的AK-107(这里的AK是亚历山德罗夫和卡拉什尼科夫的缩写)。但这种设计会导致配重活塞与枪机框不同轴,翻转力矩抵消效果不好,而且由于配重活塞也有复进簧,再加上有协调齿轮的摩擦,上膛手感非常差。同时“双复进簧”设计,也使机匣空间比较局促,弹簧尺寸受到限制,寿命有所下降。以AK107为例,配重活塞的复进簧是安在正后方,但枪机框的复进簧却被挤到了左边,簧丝应力更大,复进簧导杆也比较细,推动枪机框复进时还会产生横向的翻转力矩。此外,整枪的分解也比较麻烦,小零件很多。

△ 现代化改进后的AK-107

△ AK-107原理图

3.枪机框“包住”配重活塞。这种方案是把枪机框活塞内部设计成中空的,配平活塞也是中空的,前部有一个实心的“蘑菇形”配重头,整体是大筒包小筒的结构,枪机框和活塞的“筒壁”上也开有孔洞来咬合齿轮,配重活塞下方开有让位槽,齿轮上部咬合配重活塞,下部通过让位槽咬合枪机框。协调齿轮被包在自动机内部的,通过不可伸缩的复进簧导杆来定位。这种设计使配重活塞与枪机框活塞同轴,不完全分解时二者可以更方便的一体拆卸,整体结构更紧凑。这种设计的代表作是科沙诺夫设计的AEK971,后来进一步发展成了本文的主角--A545系列步枪。
A545步枪采用5.45mm口径,而同系列的A762采用7.62mm口径,发射M43弹,两者其他区别不大,下文统一用A545来代指这两款相近的步枪。
 

拉皮的AEK971

 

如果说AK12是AK74的拉皮版,那么A545对AEK971的拉皮显然要更有诚意,毕竟AK12改来改去,最后用的还是已经在西方民用市场上销售多年的成熟改进技术,整体结构突破不大。
 
首先A545把AEK971的下机匣+机匣盖结构改为了上下机匣结构。直接一步到位,使用上下机匣布局,比AK12的加固式机匣盖要好不少。而且A545还是上机匣护木一体化设计,机匣顶端有连贯的皮卡汀尼导轨,护木侧面也安装了小段导轨。平常维护时,只需要先拆下封住机匣尾端的“机匣底盖”,下机匣就可以绕着前方的销钉向下旋转打开,然后就可以从上机匣后端抽出整个自动机。
 

△ A545的专利图之一

△ 新版A545的不完全分解图
 
A545还采用了双面旋钮式快慢机,快慢机有保险、单发、两发点射、全自动4个档位。快慢机之间的调节角度也很有特点。早期的A545,把保险、单发、两发点射档位之间的调节角度设计的比较小,毕竟现代步枪作战模式依然是单发为主,点射为辅,把全自动档位的调节行程设计的比较长也无可厚非,只要不因噎废食完全取消全自动射击能力就好。后期的A545把保险和单发间的调节角度设计的比较小,但把两发点射和全自动档位的调节行程设计的非常大,从保险调到单发只需要拨动快慢机转动45°,调到两发点射需要转动近135°,调到到全自动模式要转动180°。
通常来讲,拥有2/3发点射功能的扳机组结构往往比较复杂,小零件非常多,很多步枪都是传统的单/连发模式,因为稍有经验的射手可以很轻松的在全自动模式下打出2发或3发点射(M16A2/A4的3发点射机构比较简陋,设计也不走心,再加上取消了全自动功能,所以差评不断)。俄军受当年AN94的高速两连发影响比较大,在A545上也设置了个普通的2发点射机构。2发点射机构在现代步枪上比较少见,不过相比3发点射,2发点射远距离更能保证命中率,因为距离稍微变远,点射中的第3发基本很难上靶。而且一个步枪弹匣通常有30发弹,使用3发点射只能射击10次,采用2发点射可以射击15次,枪弹利用率更高。

△ 最初的快慢机设计

另一个重大改进就是把原来的缺口式照门改为了觇孔式照门。采用了上下机匣结构,瞄准基线自然可以延长,照门离眼睛更近了,也就只能改用觇孔式。早期的A545采用的是转轮式觇孔,后期的A545为了照顾士兵使用习惯,把觇孔改为游标平移式,与后期的AK12如出一辙。

△ 后期的A545,快慢机有所改变,觇孔也换成了游标平移式

此外,A545采用了新型的轻量化折叠枪托。这种枪托是伸缩式的,多档可调,可以方便不同体型、不同着装的人使用,枪托收起时全枪长760mm,完全展开时全枪长960mm。由于俄罗斯冬天天气比较冷,金属杆部分还加上了塑料垫片来防止冻脸。采用伸缩枪托后,就不必担心枪托折叠后挡住快慢机的问题。伸缩枪托在完全收起后,枪托底板还可以旋转180°,完全与枪身融为一体,减少钩挂。后期的A545也修改了枪托底板的形状,取消了枪托底板下方向前延伸的“钩子”,这样可以在枪托展开时减少钩挂。

△ 轻量化枪托

△ 这种枪托的A545十分罕见,笔者仅找到一张图片

A545还重新设计了枪口装置,早期的A545把AK74 的两室三孔枪口装置改为了两室两孔型。在原来的三个泄气孔基础上,取消了左数第一个泄气孔。针对AK74枪口装置制退效果明显但消焰效果差的缺点,早期的A545又在枪口装置前室的两侧的方形开口后,设计了对称分布的三对小孔,来提升消焰功能。不过笔者也见过A545装备有两排方形开口,或仅保留一对方形开口却没有任何泄气口的枪口装置。
 

△ 双排方形开口的枪口装置

早期的A545护木是带有防滑纹的,后期也出现了一种表面呈磨砂质感但设计了手指容纳槽的护木,这种护木侧面导轨的安装位置要稍高一些。A545也配备了新型的淡绿色半透明聚合物弹匣,相比AK12的新弹匣可能有些缺乏诚意,但也足够满足使用要求,之前的AK74弹匣也都可以兼容。目前来看A545应该不具备空仓挂机功能,从现有的照片来看,A545没有空挂解脱钮,即使有空仓挂机功能也没有什么太大的意义。

△ 新枪托,新快慢机,旧护木,旧觇孔的A545
 

△ 新枪托,新护木,新快慢机,新觇孔的A762

A545的快慢机、觇孔、枪托、护木都有新旧两种样式,枪口装置则有三种,这些改进相互混搭,笔者也很难分清哪种是过渡型号。

△ 新枪托,新觇孔,旧护木的A545,枪口装置没有最初的3对开孔
 

△ 新枪托,新快慢机,旧觇孔,旧护木的A545,同样取消了枪口装置方形开口后的3对泄气孔

 

核心设计、核心问题

 

毫无疑问,A545的平衡自动设计属于另辟蹊径,在枪械原理高度固化的今天,这种创新往往意味着更多的问题。
首先是上下机匣加一体随动拉机柄的问题。采用这种设计的步枪只能将拉机柄设计在上下机匣连接处,否则就只能采用分体式拉机柄。如此一来,拉机柄的位置就会偏低,如果拉机柄太靠前,伸到了弹匣前方,就会有打手的风险。我国的新步枪通过后移拉机柄,减小弹匣前端与护木的距离,加粗护木后端进行限位等多种方式,避免了拉机柄打手的问题。但A545很显然没能解决,从现有的射击图片来看,射手需要刻意去规避才能防止拉机柄打手,不得不说,这是A545在人机工效上的一个大问题。

△ 射手有意识的收住手指,抛壳窗里也喷出了不少烟。
 

△ 加了手指容纳槽的护木,一定程度上能避免拉机柄打手的问题
 
由于平衡自动原理需要配套的配重活塞、协调齿轮、活塞筒等,重量必然大幅度增加。从理论上来讲,配重活塞和枪机框质量相等时,平衡后坐的效果是最好的。但AK的枪机框普遍在500g左右,必须对枪机框进行减重,在枪机框上打孔(AK107),或者把活塞杆部分改为中空(AEK971)都是可行的,但效果不会有多理想,就算把枪机框重量降到M16/M4/AR15步枪——小口径步枪中自动机最轻的水平(实际上根本不可能),那也是有320g,加上配重活塞重量超过600g,真实情况只可能更重,很可能会突破700g大关,再加上配套的协调齿轮和活塞筒……AEK971由于有很多减重措施,重量控制相对较好,空枪重3.3kg ,而沿用大量AK现有部件的AK107的空枪重量达到了惊人的3.8kg。更要命的是,这些部件一般会布置在枪的前半部分,会导致全枪重心偏前,头重脚轻。

△ 串联瞄具,安装附件后,重心进一步前移

A545由于安装了皮卡汀尼导轨,采用上下机匣结构,为保证全枪重量不超标,不得不使用在全尺寸步枪上很少见的轻量化枪托。一些具有PDW性质的步枪为了更加紧凑,才采用这种刚度不高的轻量化枪托,如HK416C和FN SCAR -SC。但这种原本为冲锋枪设计的枪托,用在步枪上可不是什么好事。常规的枪托一方面会在内部设计储物空间,用来装清理工具或者瞄准镜用的电池,同时也能平衡全枪重心,提升持握手感。最好的例子就是能“金鸡独立”的AK12,但A545采用的轻量化枪托无疑会恶化本来就不怎么好的重心设计,而且这种枪托刚度不足,射击时很容易发生大幅度弹性形变影响精度。而且为了为给比较靠下的拉机柄让位,A545枪托的右侧金属杆比左侧短很多,只有“后半段”,整个枪托与步枪的实际连接只能靠左侧的金属杆,再一次恶化了枪托刚度和强度。

△ 相比于左侧,枪托右侧金属杆只有后半部分,非常短
 

△ 可以金鸡独立的AK12
 

△ AK12的枪托里可以容纳附件盒

为了减重,A545无所不用其极,不仅是轻量化枪托,还有较短的护木,更多的塑料部件,最终才勉强把空枪重量控制在3.46kg。而基于A545发展而来的民用KSO18竞赛步枪,由于重量要求没那么苛刻,就换装了常规的枪托和更长的护木。

△ KSO18竞赛步枪其实要更完善一些,当然重量也更大

A545在测试中虽然没有AK107上膛手感差的问题,但却出现了射击时会从抛壳口喷出大量火药燃气的状况。对于长活塞导气式步枪,火药燃气可能会绕过活塞进入机匣,这是大部分长行程活塞枪械的通病。一般而言,可以通过在活塞上设置几组闭气环来缓解这个问题,还可以提升燃气利用效率。但A545的平衡自动原理则无法使用这种常规设计,整个活塞外侧十分平滑,上面只有与齿轮啮合的孔洞。而且由于是“筒套筒”结构,枪机框活塞部分和配重活塞间必须留有间隙,火药燃气不仅会沿活塞外侧进入机匣,还会从“筒与筒”之间的空隙泄露进去。同时由于“筒套筒”的结构和内部的协调齿轮,A545活塞的燃气作用面呈环形,其面积和协调齿轮的齿根圆和齿顶圆尺寸有严格的关系。由于A545自动机燃气利用效率不高,而且推动两组枪机框必然需要更大的导气量,大量的燃气从抛壳口喷出也就不足为奇了,笔者很难想象如果A545安装了消声器射击时会怎样。
 

△ 加装消声器后,燃气从抛壳口溢出的现象会更明显

A545采用了两组七齿齿轮来协调枪机框和配平活塞运动,齿轮组依靠后方不可伸缩的复进簧导杆来定位。由于燃气会漏进活塞内部,对齿轮的工作必然有影响。火药燃气带来的残渣会积累在齿轮上,灼热的火药燃气还会蒸发掉润滑油,加上齿轮需要协调自动机的粗暴动作,这组齿轮的使用寿命不容乐观,而且还需要更多的维护和保养。

△ 被斜削去尾部的枪机框(看起来像掰弯了),较长的配重活塞以及协调齿轮组

△ 枪机框的专利图

目前来看,A545并没有气体调节器。传统的气体调节器在平衡自动原理的步枪上可能并不适用,其实可以学习FNC,将活塞筒设计为气体调节器。没有气体调节器,就没法根据环境的恶劣程度,或是否加装消声器,灵活切换导气量,可能就需要像AK那样通过过量导气保证所有环境下的可靠性,再加上A545的燃气利用效率还不高,过量导气几乎是必然的。
此外,A545的枪机框由于重量减轻,再加上后坐行程相比AK也缩短了一些,导致A545的理论射速偏快,达到了900发/min,几乎是AK的1.5倍。高射速如此高的射速会导致齿轮磨损进一步加大,全自动射击也更难控制,部分抵消了平衡自动原理的优势。

△ 从拉机柄槽的长度来看,A545的枪机后坐行程小于AK

 

△ A762与AKM的拉机柄槽长度对比,A762明显更短

最后就是枪族化设计,短步枪的设计是平衡自动原理步枪的一大难题。一般来讲,采用长活塞导气的短步枪,其枪机框需要减短活塞部分的长度,但自动机的行程一般不会有太多变化。对于平衡自动原理的步枪,如果自动机的行程是110mm,那么配重活塞也必须向前运动110mm,再加上必要的安装尺寸和活塞头的固有长度,导气孔到枪口的长度必须保证有相当长的必要距离。对于420mm枪管的标准型步枪还好说,可对于短步枪,枪管长度缩短了,导气孔就必须后移,导气孔必然会向枪管高压区移动,恶化A545原有的一些问题。

 

总结

 

总的来看,A545是一款优势和劣势都很明显的步枪。
其优势在于非常好的全自动射击可控性,在当年苏联的测试中,一名有经验射手在立姿无依托状态下,使用AK74对100m目标进行3发点射,其散布密集界为74.4cm,而使用A545的前身——AEK971步枪时,则取得了49.6cm的好成绩,使用AN94的前身——AC步枪时,则取得了47.6cm的成绩,当然后期的ACM步枪和成熟的AN94能达到更高的水平。A545的点射密集度不及AN94(也只有前两发很密集),但依然较AK74有不小的提升,而且全自动射击比AN94更有优势。

(散布密集界应该是X×Y,比如30cm×25cm,并且需要注明是70%散步密集界,文中的数据单位为cm,存在明显的BUG,但是我们拿到的俄语数据表就是这样带着BUG的,,,,,,特此说明——老王注。)

A545的劣势在于更复杂的结构,更大的保养量,更低的可靠性,不过可靠性方面还是要强于过于复杂的AN94,这也是A545最后还能在军中留有一席之地的原因,但也仅此而已了。当然,A545没能大规模装备部队还是有经济原因,毕竟使用AK12还能沿用原有的AK74生产线,想要大规模生产A545则需要为捷格佳廖夫工厂投入大量前期资金,对于军费捉襟见肘的俄罗斯来说,AK12未尝不是一个好选择。
以A545为代表的平衡自动步枪虽然没能引起变革,但也为世界各国设计师带来了新思路。对于军队,A545恐怕只有在坚持长活塞导气步枪的俄罗斯才有一定的市场;对于民间,平衡自动原理却不失为一种优秀的构型。现如今A545的民用版--KSO18竞赛步枪已经投入市场,也许民用市场才是平衡自动步枪最大的舞台。


全文完

作者@梦未合围

本文由《晓枪》编辑&发布

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