雷汞发火被发明后,枪械技术得到了长足的发展,也使得真正意义上的定装枪弹的出现成为可能。虽然这时主要还是使用纸制的弹壳,但其内部已经集成了弹头、发射药和底火。这为人们探索后装枪带来了更多的便利,这期间出现了击针步枪。
使用纸壳材质枪弹的击针步枪既是定装枪弹发展的产物,同时也是一类在步枪发展史上具有重要意义的“过渡产品”。
普鲁士的军械工人冯·德雷泽发明了一种特殊的枪弹,为了防止装有雷汞(底火药)的枪弹因意外的变形或者碰撞引发事故,他便将雷汞放置在弹头的底部、发射药的前端,并将其完全密封起来以减少外界对其造成的意外撞击。
在击发这种枪弹时,需要用一根长针,从后部穿过枪弹内部的发射药部分,才能戳到雷汞进而将其引燃。之后,冯·德雷泽在此枪弹基础上研发出了以其名字命名的“德雷泽击针步枪”,该步枪于1840年开始装备普鲁士军队,此后一直生产到被毛瑟M71系列步枪取代为止。
德雷泽击针步枪是世界上第一款被军方大规模采用的后装步枪,也是世界上第一款栓动步枪。正是其所采用的定装枪弹(弹头、发射药、底火、弹壳一体)和后膛装填枪弹结构,使得士兵们可以在任意姿势下快速装填子弹,进而在任何情况下迅速发射。相对当时欧洲普遍装备的前装步枪,击针步枪具有明显的技术和使用优势,只需要很少的数量便可以对前装步枪形成压倒性的火力优势。
反观欧洲诸国当时还在普遍使用的发射米涅弹头的前装线膛步枪,就会发现那些老式步枪的发射过程与之前的燧发步枪没有太大差别,后者在结构上的最大差异无非就是用火帽代替燧石的打火结构,以及用线膛枪管代替滑膛枪管。
后装步枪的时代已经来临,再加上膛线技术的普及,新式步枪具备了前人无法想象的射程及准确性。这在之后普鲁士与丹麦及奥地利的战争中得到了生动的印证,尤其是在“普奥战争”中,奥地利军队最后一次大规模的骑兵冲锋也在德雷泽击针步枪的致命火力下被打得七零八落。
◆德雷泽击针步枪枪机后缺口和击针管尾
◆德雷泽击针步枪枪机
◆德雷泽击针步枪的闭气机构
普鲁士军方认识到击针步枪作为一种超前的新式装备,是当时战场上的制胜法宝,同时为了保持自身强大的装备优势,一直对外进行“保密工作”,直到后来一名普鲁士士兵携带着德雷泽击针步枪叛逃到了法国,法国军方见到德雷泽击针步枪实物后才猛然大悟。
法国军方经过研究后,迅速确定德雷泽击针步枪有着前装步枪无法比拟的优势。随后,一直担心普鲁士“坐大”的法国也迅速开始研发自己的击针步枪。该新式步枪由法国军械工人夏斯波研发,因此,其最终被定名为“夏斯波M1866击针步枪”。
夏斯波击针步枪也采用了栓动式结构,但它与德雷泽击针步枪最大的区别在于,它采用了独特的橡胶紧塞装置,在发射时能够更好地密封高温高压的火药燃气,发射时几乎没有火药燃气后泄的问题,这样就能拥有更加强大的火力。但这种橡胶塞容易被火药燃气烧蚀,所以需要经常更换,相对故障率会提高。
◆夏斯波击针枪的橡胶密封垫
◆夏斯波击针步枪枪机击发滑道
同时,与德雷泽击针步枪相比,夏斯波击针步枪的枪栓设计更利于快速射击,这就意味着士兵们能够在短时间内发射更多的子弹,从而在大规模军团作战中形成强大的火力。
另外,夏斯波击针步枪的子弹口径更小,发射药更多。据测试,其射程比德雷泽击针步枪要多出将近500m,但威力却毫不逊色。当时法国全军上下都对夏斯波击针步枪充满了信心,认为在将来与普鲁士的战争中有此利器将会必胜无疑,迫不及待地想在战争中一试身手。
当时击针步枪大有在全欧普及之势,很多国家都认为击针步枪将是那个时代单兵武器发展的主流方向,因此,大家纷纷投入极大的热情来开发本国的击针步枪产品。
俄国于1867年采用了德国专利的“卡莱式击针步枪”,而完成统一的意大利也迅速于1868年研发了自己的“卡尔卡诺式击针步枪”。
俄国的卡莱式击针步枪没有来得及大量装备便被更新的使用金属材质弹壳枪弹的M1857/67式步枪所取代。M1857/67式步枪采用类似于“斯奈德步枪”的闭锁机构,只是抽壳结构不同,并且枪机更短。之后各种老式步枪更是被淹没在了“伯丹M1870二号步枪”的流行之中,因此,卡莱式击针步枪实际上并没有经历实战考验。
不过在这几款击针步枪当中,卡莱式击针步枪的结构是最为独特的。
首先,它采用独特的后置对称式双闭锁凸榫,应该说比公认最早的李氏步枪还早。
其次,其摇摆式的拉机柄在武器史中可谓前无古人(之后的俄国纳甘步枪上延续了类似设计),通过开闭锁时的摇摆动作来实现击针的后退和待击。
另外据考证,它也是最早将击针簧设置在枪机内部的例子,比之后的日本三八式步枪和法国MSA36步枪早很多年。在燃气密封设计上,卡莱式击针步枪还借鉴了夏斯波击针步枪的橡胶密封结构。
意大利卡尔卡诺式击针步枪的命运也好不到哪里去,其参加过的唯一一次重大战斗是进军罗马,但是在这场战斗中卡尔卡诺式击针步枪在性能方面可谓是完全败给了罗马教皇卫队所使用的美制雷明顿回转枪机式步枪,以至于后来意大利军队宁可使用缴获的雷明顿步枪来替代自己装备的卡尔卡诺式击针步枪。此时的法国因为忙于“普法战争”,因而将支持教皇的军队调回本土,而与普鲁士签有攻守同盟的意大利部队便乘虚而入,最终还是依靠兵力优势将教皇卫队打垮,彻底剥夺了教皇的世俗权力,使其只能避居梵蒂冈。
卡尔卡诺式击针步枪的最大亮点是击针组件自带阻铁。击针组件中片状阻铁的后端被后拉到位时会卡入枪机的对应孔位内,而当闭锁到位后,扳机后端上抬,阻铁从枪机孔位中挤出即实现击发。
◆卡尔卡诺式击针步枪枪机前端为锥形
◆比利时击针步枪的开闭锁和楔紧机构
另外,该步枪还单独设计了升降式的枪机限位杆,只有后拉击针将其挤出枪机槽,方可旋转枪机,同时正好也完成将击针退回枪机内的动作。鉴于卡尔卡诺式击针步枪完全无法比拟德雷泽击针步枪和夏斯波击针步枪的糟糕表现,意大利军方最终于1870年将其进行了换装。
通过对比分析,以上四种击针步枪有以下共同点。
1)由于使用可燃弹壳(由浸泡过硝酸钾的纸或亚麻布制成),击发时弹壳也会被一起燃烧掉,因此并没有现代栓动步枪上常见的抽壳钩和抛壳挺等退壳结构。一旦碰到枪弹故障不能击发时,需要借助专用工具将故障子弹抠出弹膛。
2)为了防止推弹入膛时外露的击针在未闭锁的状态下击发枪弹导致事故,击针步枪多设计成只有在后拉击针进入枪机内部后才可以再次打开枪机施行装填的结构。同时这也有效防止了击针在连续多次发射后,被高温火药燃气加热至很高的温度,稍有碰撞就很可能变形的弊病。现代的栓动步枪都有凸轮待击机构,枪机旋转的同时击针就能后退,但当时这一技术还没有被发明。
德雷泽击针步枪发射完成后,若需装填枪弹,就需要用大拇指后拨击针管尾部使其退出枪机尾部的方形缺口,击针退入枪机内部的同时枪机解锁,这之后才能旋转后拉装弹。再次推弹入膛时,击针簧被释放,击针在枪机内处于浮动状态,但不与子弹接触。若要发射,还需拨动击针管尾部而使其进入枪机尾部缺口,在锁定枪机的同时压缩击针簧待击击针。德雷泽击针步枪的枪机在后拉到位状态下,再扣动扳机将阻铁拉下后方可卸下枪机。
夏斯波击针步枪击发后,要先后拨击针尾块直到被阻铁钩住,既解锁了枪机又将外露的击针拉回枪机内。基于类似德雷泽击针步枪的原理,击针尾块上的凸起在枪机的击发滑道内只能前后移动,若不后拨使其脱离滑道则枪机不能旋转。夏斯波击针步枪的枪机通过机匣侧面的螺钉锁定,分解枪机时需要拆下螺钉。
卡尔卡诺式击针步枪在击发后,需手动后拉击针尾块,直到枪机内部与击针相连的阻铁片尾部圆形凸起嵌入枪机上的圆孔内,后拉的击针组件刚好下压枪机定位杆使其解除对枪机的锁定,此时即可旋转后拉枪机。另外,枪机定位杆同时还是枪机分解杆,枪机旋转后拉到位,枪机定位杆在弹簧的作用下上升进入枪机尾部的槽中,从而防止枪机进一步被后拉出机匣,此时只有用手下拉枪机定位杆方可卸下枪机。
卡莱式击针步枪结构新颖,因为击发时机柄是向后折叠的,所以下一次击发前需要前推机柄再左转枪机后拉才能实施装填。前推机柄绕轴旋转使机柄前端从机匣的卡槽内退出,以解除机匣对枪机的锁定,旋转的同时,机柄深入枪机内的曲面向后挤压击针管使击针退回枪机。枪机旋转到位后,枪机上端的弹簧片脱离侧机匣的挤压弹出锁定机柄,使其不能向后旋转,此时才能后拉枪机。装填后前推枪机,旋转到位后枪机上的弹簧片被压下,解除对拉机柄的锁定。后拉机柄上端,机柄绕轴旋转,其前端卡入机匣槽实现对枪机的锁定。卡莱式击针步枪的枪机后拉到位后,扣动扳机将阻铁拉下方可卸下枪机。
3)为了防止故障发生,上述击针步枪都设置了非常完善的不到位保险,因为栓动枪机前推到位后,如果枪机旋转不到位,将不能可靠闭锁,若被强行击发,势必引发事故。
德雷泽击针步枪如果旋转不到位,即枪机尾端缺口与击针管后端(击针管上设有直线槽,阻铁插入后只能做纵向运动而不能旋转)无法对正时,那么击针簧将不能被压缩,扣动扳机时也就不能击发。
夏斯波击针步枪只有在击发槽与枪机尾块对正后才能击发,枪机旋转不到位击发槽就无法与只能直线运动的枪机尾块对正。如果不能对正,即便扣动扳机,击针也无法前移。
卡尔卡诺式击针步枪的阻铁设在枪机上,如果枪机未旋转到位,扳机和阻铁无法接触,扳机将无法扣动。
卡莱式击针步枪若旋转不到位,在机匣的阻挡下,拉机柄将不能旋转。只有旋转到位,拉机柄前端才能对正专门的缺口,后拉机柄时才能使其前端进入缺口,解除对击针的阻挡,扣动扳机方能击发。
4)这些击针步枪都设有专门的保险机构,能有效防止走火等问题。
德雷泽击针步枪的击针管后端插入枪机尾部缺口后,将限制枪机旋转(击针管在阻铁的限制下只能做纵向运动),这样就省掉了专门的保险,比法国和意大利的设计更加简单实用。
夏斯波击针步枪的不到位保险原理如下:旋转机柄后拉枪机到最后位置;装弹入膛后,前推枪机到枪膛(需到位),此时击针尾块被阻铁钩住;若想使枪进入保险状态,就将枪机旋转一半,扣动扳机时,击针尾块凸起越过阻铁进入枪机上的保险槽,因为保险槽短于击发卡槽,所以步枪不会击发,就算击发也会因为此时枪膛,已经可靠闭锁而能保证安全。此时扣动扳机不能击发,机柄也不能转动和后拉,解除保险时只需要后拉击针尾块并旋转机柄到底部,使击针尾块略微前移(保证在击发前枪机是锁定的),同时没有越过阻铁锁定击发槽。
卡尔卡诺式击针步枪设置了专门的手动保险。待击状态下,逆时针拨动保险杆,在击针簧的作用下保险杆弹出,击发簧被释放,即使扣动扳机也无法击发。准备击发时,前推保险杆并顺时针旋转到位,击针簧被压缩,扣动扳机上抬片状阻铁,击针前冲击发。
卡莱式击针步枪未设专门的保险,需要保险时只需在待击状态下前推拉机柄至垂直状态,机柄下端就会阻止击针前移而实现保险。
5)因为上述击针步枪都是发射“无壳枪弹”的,为了有效密闭火药燃气,它们均设有专门的闭气机构。
德雷泽击针步枪和卡尔卡诺式击针步枪都采用了锥形弹膛技术,闭锁的时候能够有效楔紧枪机前端和枪管后端。但两者的不同之处在于,德雷泽击针步枪枪机是内锥面,卡尔卡诺式击针步枪枪机是外锥面,它们的枪管尾端与自身枪机采用相反的锥面。
◆折开式枪机的偏心轮挤压楔紧机构
夏斯波击针步枪与卡莱式击针步枪则采用相似的橡胶密封垫。橡胶垫前端都有一处类似图钉的结构,击发时高压火药燃气推动它向后挤压橡胶垫,橡胶垫被挤压膨胀后能够更好地密封火药燃气。部分后期的德雷泽击针步枪也曾采用橡胶密封垫的设计,不过其设计比较特殊,因为橡胶密封垫被设置在了枪机内部,从而有效减小烧蚀而且更加小巧可靠。
除了上面的四款标准军用击针步枪外,同年代的一些商业枪械公司也面向市场开发出了多款击针步枪,多用于比赛和狩猎。
这些击针步枪的闭锁结构除了栓动式外,还有枪管折开式和枪机旋转式等。不过为了有效地密闭火药燃气,各种击针步枪上都带有专门的楔紧结构,可以将枪管和枪机紧密连接起来。
其中比利时的一款枪管折开式击针步枪比较独特,它采用了独特的螺纹楔紧机构,既能够实现枪机开闭锁,同时还能有效密闭火药燃气,比大部分折开式枪机的偏心轮挤压楔紧机构要先进得多。其缺点是,因为击针与摇摆式击锤相连,所以击发与待击都需要手动来完成。该击针步枪结构简单可靠,很受欢迎。
奥地利在和普鲁士争夺德意志领导权的“普奥战争”中见识到了击针步枪的威力,随后也发明了一款击针步枪。这款奥地利击针步枪采用了特殊的旋转枪机,这有些类似于后来德国尝试研发的G22无弹壳步枪的闭锁结构,其开锁动作和击针待击可一气呵成。
再看看这些步枪使用的弹药。虽然这些击针步枪所使用的枪弹在弹壳外边都涂有油脂用于防潮,但实际使用中这些非金属材质的枪弹还是比较容易受潮,尤其在阴雨天气。因为是手工生产的,所以这些枪弹一致性也较差,使用中多有不便。
正是因为这些原因,英国并没有发展自己的击针步枪项目,而是在很久之后,经过反复甄选,于1867年选择了使用金属材质弹壳(最早是卷制的黄铜弹壳)枪弹的斯奈德步枪。
之所以进行这种“超前”规划,主要是因为当时的英国有着广饶的殖民地,军队换装新式装备的成本巨大,所以英国军械部门需要充分考虑新装备在所有地区的适应性和可发展性。当时性能更好的金属材质弹壳枪弹已开始崭露头角,这也是促成此事的一大原因。另外,金属材质弹壳枪弹在发射时优异的密封性也不能忽视,这让枪械设计者不用再费心设计各种密封结构。就这样,金属材质弹壳枪弹很快普及并发展壮大,非金属材质弹壳枪弹迅速退出历史舞台,接下来后装步枪的大发展时代正式开启。
◆奥地利击针步枪