浅析 膛线类型与历史发展过程膛线和缠距如何决定射击的精度
世界各国已经研制了数以千计的步枪，“步枪（Rifle）”这个单词最初是指枪管内的螺旋形膛线，最初音译为“来复线”。
枪械历史学家经过研究，认为在15世纪末、16世纪初的某个时候，中欧地区率先在枪管中开槽。最初，枪匠认为在枪管中开一个笔直的槽，有利于为黑火药残渣提供一个集中的地方，并便于在装填时，将球形铅弹丸插入枪管底部。
最近，Briley公司生产的双管猎枪枪管中同样出现了笔直的膛线，这样做的目的是通过阻止塑料弹托在发射过程中的任何旋转，来提高射击的稳定性，但是用户并没有广泛接受这个复古产品。
本文为《射击时代（Shooting Times）》杂志发表的《膛线类型（Types of Rifling）》介绍文章，作者Layne Simpson，本人翻译给大家分享。
在翻译文章之前，首先要说一下文章内的相关常识。膛线由凸出的“阳线（Lands）”，与凹进的“阴线（Grooves）”组成，两者之间存在高度的差异。枪械口径有的是由阳线直径决定的，比如7.62×51mm步枪，有的是由阴线直径决定的，比如9×19mm手枪，具体情况具体分析，不能一概而论。
1837年，英国陆军装备布伦瑞克（Brunswick）前膛枪，成为英国的第一款火帽步枪。该枪枪管内有两条深凹槽，用来与包裹球形铅弹的皮革紧密贴合，但在实战中，士兵很难将弹丸上的皮革与枪管上的凹槽对齐。
经过反复研究发现，与弓箭不同，弹丸经过螺旋形的膛线可以获得保持稳定的自旋，从而提高了射击的精度。为了实现弹丸的旋转，当时的设计师采用了许多不同寻常的方法，其中就有类似布伦瑞克前膛枪的设计，只不过膛线不再是笔直的，而是呈螺旋状。当弹丸外面包裹的皮革充分嵌入膛线后，就能够获得很好的自旋。但是，由于当时使用黑火药作为发射药，每次射击之后都会形成坚硬的火药残渣，因此会造成装填困难。士兵不得不使用与膛线相同的金属刮板清理枪膛内的污垢。
除了上面的双膛线设计之外，另一种设计就是采用六边形膛线。这样的步枪需要配备圆锥形弹丸，并能够获得很不错的射击精度，但是这种膛线同样面临火药残渣的问题，而且清理非常费力。
前膛枪时代的步枪，很多步枪方面的技术都来自于后膛炮的技术进步。今天在现代步枪上看到的大多数膛线形式都是过去的翻版、改进或组合，其中组合方面最典型的例子就是Boots Obermeyer在上世纪80年代研制的5R膛线（5R Rifling），当时他正在威斯康星州布里斯托尔的工作室中研制符合生产要求的膛线类型。
Obermeyer在研究过苏联5.45×39mm口径的AK-74步枪之后，就萌生了研制5R膛线的想法。取代传统阳线的相互平行边缘，从顶部到底部都是倾斜的。这个想法并不是苏联人的原创，最初是18世纪，为减少枪膛内火药残渣的累积，而采用的一种特殊的膛线设计方式。
上世纪80年代，枪管制造商Boots Obermeyer将旧的五条膛线设计与他在苏联AK-74步枪中看到的倾斜膛线设计结合起来，推出了现在被许多枪械制造企业广泛使用的5R膛线。
如今，减小或消除阳线与阴线之间的夹角，已经成为降低弹丸被甲摩擦和枪管积垢的重要措施之一。如果枪管内部非常光滑，没有机械加工产生的横向痕迹，阳线两端的尖角也被消除，这样就可以更好地让弹丸封闭火药燃气。除了减少阳线和阴线的腐蚀之外，还减少了枪管挂铜的现象。
Obermeyer并不满足于此，而是增加了第五条膛线，这与英国在19世纪后期为其.303口径的李恩菲尔德步枪所采用的膛线数量相同。后来，美国.30-06口径的1919恩菲尔德步枪也采用过这种膛线。通过将每个阳线对应一条阴线的方式，减小弹丸被甲的变形，同时降低了薄被甲弹丸在快速通过枪管时，发生破甲破裂的几率。除此之外，5R膛线绝对没有所谓的“魔力”，众多获得5R膛线授权的制造企业中，其产品在质量和射击精度都存在很大的差异。
今天，六条或四条膛线是军用步枪中最常见的设计，更多或更少的膛线设计已经很少见到了。五条膛线只是19世纪后期，英国.303口径的李恩菲尔德步枪，以及美国.30-06口径的1919恩菲尔德步枪上使用过。
虽然许多公司现在提供5R步枪，但类似的模式并不是那么幸运。 一个例子是在枪口式装甲时代出现的棘轮式步枪，后来在1920年代由弹药开发商和步枪制造商查尔斯·牛顿使用。 正如Shilen今天所描述的那样，该公司提供的棘轮步枪的口径范围为.224至.375。 像5R步枪一样，棘轮步枪也有五个凸台和凹槽。
虽然许多公司现在制造5R膛线的步枪，但类似的设计并不没有获得军方的青睐。另外，一款五膛线设计就是前膛枪时代出现的棘轮膛线（Ratchet Rifling）。这种膛线是上世纪20年代由弹药开发商兼步枪制造商查尔斯·牛顿（Charles Newton）发明的。正如今天还在生产棘轮膛线的Shilen公司说的那样，他们提供的棘轮步枪口径为.224～.375英寸（5.67～9.53mm），这种膛线同样有五条。
这种较老的膛线设计目前依旧可以在Shilen公司的产品上见到，它已经证明其性能与5R膛线一样出色。
今天制造的大多数步枪枪管都有四条或六条膛线，其他数量的膛线已经很少见到。其中最少见的是椭圆形膛线的枪管，而不是更加常见的阴线和阳线设计，它出现在罗斯步枪公司（Ross Rifle Co.）制造的一些枪管上，牛顿公司和美国陆军都试用过这种膛线设计。
螺旋形的椭圆形膛线是前膛步枪时代出现的一种不同寻常的膛线设计，它采用的是椭圆形取代了普通的沟槽设计。
在战争时期，有限的军费无法支持大量步枪的生产费用时，就会通过减少膛线数量的方式降低步枪制造成本。笔者就有两支上世纪30年代知道的斯普林费尔德步枪，不同的是，一支有标准的四条膛线，一支则只有两条膛线。英国在19世纪初，就曾经尝试制造两条膛线的步枪。1942年开始，雷明顿试图通过只生产两条膛线的枪管，来加快战时生产斯普林费尔德1903A3步枪的速度。斯普林费尔德兵工厂经过广泛的测试证明，两条膛线的步枪，与标准的四条膛线步枪一样准确，并延长了“精度寿命”。即保证一定射击精度的前提下，发射弹药的多少。
第二次世界大战期间，雷明顿为斯普林费尔德1903A3步枪制造了只有两条膛线的枪管，除了精度与标准四膛线枪管一样之外，精度寿命还更长。
笔者再也没有两条膛线的斯普林费尔德步枪了，但是，笔者定制的.300 H＆H口径雷明顿700步枪，与Dan Lilja公司制造的竞赛级三膛线枪管非常接近。这支步枪对弹药非常挑剔，却可以在100码距离上，一组三发打出0.5 MOA的精度。有人可能会认为，三膛线枪管很难发射薄被甲弹药，但近射程的Sierra MatchKing或Berger Match Hybrid Target弹药还没有在命中靶纸之前就破碎过。考虑到这支步枪的发射次数，每次通过Lyman Borecam看到枪膛内部的微小腐蚀痕迹，都会让笔者心疼不已。
枪管中的膛线如果增加，就会缩短“精度寿命”。玛琳公司（Marlin）曾经推出.222雷明顿口径的，采用Sako L46枪机的322型栓动步枪。刚刚推出时反响很好，但在1954年大量用户反映这种在发射500枚弹药之后精度急剧下降，因此这款步枪被很快停产，总产量不足6000支。这是因为购买这种步枪的用户都是射击次数较少的草原猎人，他们的目标主要是小型猎物。而西部草原野狗猎人的投诉又高于东部土拨鼠猎人，这是因为前者的射击次数高于后者。正如玛琳公司在后来实验中发现的，这种采用12条膛线的枪管并没有使用耐腐蚀钢材，因此造成精度寿命较短。可以这样理解，它就像是一张纸与一个厚纸板，同时被火柴点燃，但纸板需要更长的时间才会被完全燃烧干净。
玛琳公司322型步枪采用了微型膛线设计，枪管内有12条膛线，虽然事实证明对于.30-30的弹药来说精度令人满意，但精度寿命仅有500发。
有人生产某些类型的膛线可以提供比其他设计更高的初速，但笔者怀疑它是否足够重要，这是因为阳线与阴线的直径差异，具有更大的影响。与相同长度的量产枪管相比，竞赛级枪管通常会具有更高的初速，因为这种枪管的阴线和阳线尺寸差异很小。笔者拥有两支.243温彻斯特口径的步枪，一支配备贾里特公司（Jarrett）制造的22英寸（559mm）长的竞赛级枪管，一支配备26英寸（660mm）长的量产枪管，无论发射哪种弹药，前者的初速永远比后者高。
竞赛级枪管都要进行精密的研磨工序，因为对枪管进行热处理会破坏阴线和阳线直径的均匀性。对于量产枪管来说，这无关紧要，但对于精度优于0.5 MOA的竞赛枪管来说，这样的变化就会对精度产生极大影响。通常，进入研磨工序的枪管内径会比成品略小一点，然后由枪匠进行手工研磨，这样可以改善枪膛一端到另一端的均匀性。顶级竞赛枪管弹膛到枪口的偏差不超过2.54微米。形象一点说，就是一张纸厚度的二十分之一。制造出竞赛级枪管费时费力，因此它们的价格昂贵得多，但当您需要尽可能高的精度时，这个成本是值得的。
缠距
在过去的几百年间，膛线的缠距（即弹丸旋转一周时通过的枪管长度）已经发生了巨大的变化。最初，因为膛线是笔直的，所以球形弹丸是根本不旋转的。19世纪中叶，军用步枪的缠距缓慢增加到1：72，换句话说，一枚球形弹丸经过30英寸（762mm）长的枪管发射出去的时候，还没有转半圈儿。19世纪，著名的落基山步枪诞生，圣路易斯的雅各布兄弟和塞缪尔·霍肯（Samuel Hawken）对缠距进行了多次尝试，并在这种步枪生产的最后30年里，将这款.50英寸（12.7mm）口径的，发射球形弹丸的线膛前膛枪的缠距固定在1：48。
低初速的步枪即便采用了这样的缠距，依旧可以在美国内战时期，保证空底的小型弹丸达到可以接受的精度。但是，这样的缠距无法让圆柱状的实心弹丸保持稳定。这就是为什么美国陆军在1873年采用的.45-70口径的斯普林费尔德活门步枪，三膛线枪管采用了1：22的缠距。由于弹丸的长径比越来越大，因此需要更小的缠距。1892年，克拉格·约根森（Krag-Jorgensen）将1：10的缠距引入到美国陆军，后来.30-03和.30-06斯普林费尔德弹药都采用了这个缠距。今天一些超长的弹丸需要1：7或1：8的缠距，但是这样的小缠距膛线并不是什么新生事物。1891年意大利的卡尔卡诺枪管（6.5×52mm）和1903年的曼利彻·舍瑙尔（Mannlicher-Schoenauer）枪管都采用了1：8的缠距。
如今，大多数步枪的膛线从底部到枪口都是固定的缠距，但在19世纪后期，“渐速膛线（Gain Twist）”在专为远距离射击定制的步枪和刚刚出现的后膛步枪中颇受欢迎。一个早期的例子就是枪管尾端的膛线缠距是1：30，随后缠距逐渐减小到枪口的1：20。从理论上说，先将弹丸慢速旋转，然后随着火药燃气的作用，弹丸速度越来越快，缠距也会逐渐减小，让弹丸逐渐加速旋转。在这样的枪管中，弹丸变形较小，从而提高了射击的精度。“渐速膛线”的使用历史最早可以追溯到18世纪，但其最著名的应用是19世纪制造的柯尔特火帽式转轮手枪。膛线从最初的滑膛过渡到有膛线，然后剧烈旋转。今天，仍有几家枪械制造商提供“渐速膛线”的枪管，但与过去的产品相比，缠距改变幅度很小。例如，巴特林公司（Bartlein）6mm枪管的缠距最初为1：7.7，逐渐过渡到枪口处的1：7。
霰弹枪枪管中也会使用一定的膛线，其中最著名的就是英国Holland＆Holland公司制造的Paradox双管猎枪。枪口处几英寸的位置有膛线，Paradox通常为10或12号口径，发射硬化的铅弹丸，装在纸或薄黄铜制造的霰弹中。12号霰弹采用黑火药作为发射药，能够推动740格令（48克）的霰弹，初速达到305米/秒。通过使用柯达无烟线状发射药（Cordite），初速可以提升到366米/秒。
Holland＆Holland公司制造的Paradox双管猎枪，只有在距离枪口几英寸的部分有膛线。
尽管Paradox双管猎枪的弹丸分布质量并不如完全滑膛的霰弹枪出色，但是由于弹丸是缓慢旋转的，射击效果也还不错。现在很多枪械企业推出的霰弹枪都可以通过更换喉缩的方式，安装带有膛线的部分。
弹枪的全长步枪加上被破坏的子弹负载，已经将短距离的鸟枪变成了可以在相当远的距离精确射击的猎鹿人。在我的电池中，有六把子弹枪中，最精确的是12英寸的勃朗宁A型枪和22英寸，1：28扭力枪管。在200码处，它始终在四英寸内射击联邦300粒Trophy Copper和雷明顿385粒AccuTip弹头。
如果霰弹枪配备了全长的线膛枪管，再加上独头弹药，就可以将短距离的鸟枪变成了可以在相当远的距离精确射击的猎鹿枪。在笔者收藏的六支霰弹枪中，精度最高的就是12号勃朗宁A栓动霰弹枪，枪管长22英寸（559mm），缠距1：28。距离200码（182.8米），发射联邦300格令Trophy Copper弹药和雷明顿385格令AccuTip弹药，散布圆直径小于4英寸（102mm），相当于2 MOA。
勃朗宁A栓动霰弹枪，口径12号，采用可打开的弹仓供弹，弹容量2+1发。由于采用栓动方式，以及全线膛枪管，因此可以将其看作一支18.4mm的栓动步枪。只是发射的是3英寸（76.2mm）长的霰弹，而非金属定装弹。
回到膛线的话题，选择合适的膛线缠距主要取决于步枪的用途。比如，使用6mm PPC口径弹药在100码、200码进行精度射击，弹丸重量为60～70格令，大多数枪管的缠距很大，从1：12～1：15不等。相反的极端示例就是，发射6×47mm拉普阿弹药的步枪，能够准确命中1000码（914米）距离上的钢靶，因此弹丸长径比会非常大，弹丸重量为105～115格令，缠距通常为1：7。
笔者建议，在为大型自制步枪选择枪管时，最好选择缠距较小的膛线，以稳定发射弹丸最长、最重的弹药型号。
例如，.264温彻斯特马格南弹药的标准缠距长期以来都是1：9，但是在研发6.5 Shooting Times Westerner弹药时，笔者选择了更小的1：8缠距，以满足未来弹药开发的需求。.350雷明顿玛格南和.35 Whelen弹药的标准缠距是1：16，在研发.358 Shooting Times Alaskan弹药时，笔者选用了1：12的缠距作为标准。这样，它不仅可以使用较轻的Nosler 225格令弹丸，还能使用Swift 280格令A-Frame弹丸，甚至最重的Woodleigh 310格令Weldcore弹丸，同样的药筒和发射药，与这些外形和重量差异很大的弹丸搭配，都能够保证出色的射击精度。
如果对新膛线的缠距有疑问，那么就要与弹药的制造商，甚至是您可能要使用的枪管的制造商，或者组装这支步枪的枪匠进行充分的沟通，确认您的用途、发射的弹药型号、弹丸重量和类别，然后综合考虑。
既然您现在对膛线已经有所了解，那么笔者告诉您一些其他方面的知识。说到射击精度，枪管中的膛线类型并不是决定因素。能够赢得射击比赛胜利的精度，来自枪管所用的最好的钢材，以及经过完美制造的膛线，并由经验丰富的枪匠用双手和现代机械实现的最出色的制造工艺。某些类型的膛线更容易清洁，某些类型的膛线精度寿命更长，而某些类型的膛线让弹丸初速更高。但是，世界上精度最高的枪械，绝对没有所谓的“最佳”类型膛线的选项。大多数信誉良好的竞赛级枪管制造商，通常会提供不止一种类型的膛线。
|浅析、膛线类型与历史发展过程膛线和缠距如何决定射击的精度
浅析