膛線(槍管結構)

膛線，又名來複線。由於其截面形狀類似風車，又稱風車線。膛線可以說是槍管的靈魂， 膛線的作用在於賦予彈頭旋轉的能力， 使彈頭在出膛之後， 仍能保持既定的方向。

雖然在15世紀就有使用膛線的紀錄，但是由於製造工藝的困難， 直到19世紀才得以普及。

基本介紹

• 中文名：膛線
• 外文名：rifling;rifle
• 類別：槍的部件
• 普及時間：19世紀

發展歷程

槍管中下凹的部份稱為陰線，凸起的部份稱為陽線. 一般而言，槍械的口徑應是從來複線的陽線到陽線的距離，但是例外太多，已成不了一個原則. 比如說.38和.357是一樣的口徑，只是一個量的是陽線到陽線的距離，一個量的是陰線到陰線的距離。當然，兩者的彈頭長度有所不同，但光以口徑而言是一樣的.膛線的數目，沒有一個標準，從春田兵工廠的1903A3的2條到Marlin所謂的Micro Groove的22條。

陰線的深度在現代的槍管中，大部份是在0.004到0.006寸之間. 但是陰線和陽線的形狀，又是一個公說公有理，婆說婆有理的情況。

膛線的的歷史相當悠久，十五世紀就已經出現，但直到十九世紀才大規模裝備各國軍隊。之所以出現這種情況，決定性的原因是前裝線膛槍裝填速度太慢。由於彈丸必須嵌入膛線才能隨著膛線旋轉，所以彈丸的直徑必須大於膛線的陽線直徑，這就使得前裝線膛槍的裝填非常費力，士兵往往需要用錘子敲擊送彈棍才能將彈丸裝進槍膛。射擊速度也因此降低到滑膛槍的三分之一甚至更慢。這么低的射速，對於軍隊來說是無法容忍的。所以在膛線發明後的兩百年間，線膛槍在軍隊中只是配角，直到法軍奧爾良獵兵隊上尉克勞德·愛迪爾內·米涅（Claude Etienne Minié）在十九世紀中葉發明米涅彈。米涅彈的口徑比前裝線膛槍的陽線直徑要小一圈，解決了填彈困難的問題。米涅彈的彈丸底部有一個圓錐形的小洞。發射時，火藥燃氣使彈丸尾部膨脹，嵌入膛線，隨著膛線高速旋轉出膛。由於米涅彈的直徑小於槍管口徑，使得裝填更為容易，前裝線膛槍的射速大為提升。解決裝填問題後，前裝線膛槍迅速在全世界範圍內大規模普及。

丹麥的Rasmussen和英國的Metford(William E. Metford），這種圓形的陰線據說可以減少槍管的殘留物，日本的99式步槍就是使用這種陰線。 Mannlicher是奧地利的兵工廠，這種陰線上寬下窄，據說彈頭比較容易旋轉，因此出槍口的初速會比較高而可以及遠。另外常聽到的有Ballard膛線，它是一種黑火藥時期有名的長射程步槍，這種膛線採用寬淺的陰線，和現代Marlin 的Micro Groove類似。

來複線旋轉的程度，稱為纏距. 如果須要愈長的距離來完成360度的旋轉，稱為慢. 較短者稱為快. 例如說在12寸之內完成一圈的要比9寸內完成一圈的慢. 纏距的差別主要在於是否能使彈頭穩定，不穩定的彈頭除了沿著目標線旋轉，還會翻跟斗，產生靶紙上產生Keyhole的現象。

槍管的長度對射擊的初速，有很大的影響. 在一定的長度內，越長越好，這是人類很早就發現的事實. 這也就是為什麼在第一次世界大戰時，各國使用的步槍槍管長達30寸以上，因為當時的戰術想法是想要步槍兵能及遠. 但是在一定的長度之後,其所能取得的效益有限，只是徒然增加重量，而且使用不便. 因此後來標準的步兵武器槍管長度，大多減少到20寸到24寸之間.

有人開始使用合成材質如碳纖維等，包裹鋼管，一來由於彈頭仍需在高速和高壓的情況下通過槍管，因此內部仍以各式各樣的鋼材最為理想，但是外部使用合成材質可以增加散熱性，減輕槍管的重量，這樣的槍管如今仍然十分稀少昂貴，而且直徑遠大於普通槍管. 相信將來的發展應是朝此方向，以內外物理性質相異的材料，經由加工合成.

槍管的要求不只是堅硬，抗壓和高溫. 另一個必備的特性是韌性，也就是說槍管還要具有一定的彈性. 否則太硬會造成金屬太脆的結果. 有一些早期生產的M1903A1，其槍管即有這樣的問題，如果持續射擊，有造成炸毀槍管的結果.巴西的槍廠金牛座(Taurus），在1998年開始，推出了一系列以鈦（Titanium）為材質的左輪槍，號稱又輕又耐久，幾乎不可能生鏽，但是它的槍管部份，還是須要用鋼材，因為鈦金屬雖然堅硬，卻仍然無法滿足作槍管所須的各項條件.

纏度計算

5.56mm為例：

度數= arctan(Pi*直徑/纏距） 直徑和纏距都以英寸為單位

5.72=arctan(3.1415*0.223/7)

以纏距1：7而言， 纏度為5.72度。

最佳纏距的決定：1920年代就發現的一條公式可以決定最佳的纏距， 稱為Greenhill公式（Alfred G. Greenhill， 1847-1927），

在彈頭初速為1500fps到2800fps間時：

纏距=150*（彈頭直徑）* （彈頭直徑）/ （彈頭長度）

以147 grain， 1.125寸彈頭的軍用子彈為例：

12.649=150*(.308)2 /1.125 因此， 最佳的纏距應在1：12到1：13之間

在彈頭初速高於2800fps時：

纏距=180*（彈頭直徑）* （彈頭直徑）/ （彈頭長度）

（所有度量使用英寸）

以此方法決定出的纏距和彈頭配套， 可以得到最穩定的射擊結果。

計算來複線的角度， 可用以下的公式：度數= arctan(Pi*直徑/纏距） （直徑和纏距均為英寸）

4.37=arctan(3.1415*0.308/12.649)

來複線產生方法， 是先在槍管鑽出孔洞之後， 現代主要的有三種：

Broach Cut Rifling: 拉切式產生來複線。用多次、 多鑽刀拉過槍管的方式， 逐漸產生所須的來複線陰槽深度。1950年代， 由Remington 的工程師首創。現今大多數高品質的槍管用此法生產。

Button Rifling: 紐扣式產生來複線。用高壓將一個形狀和來複線相反的紐扣狀物體， 擠過槍管內部而產生來複線。

Cut Rifling: 切削式產生來複線. 使用單一鉤狀切刀， 慢慢的、 一條一條的制出來複線， 是最早的生產方式。如今只有最精密， 最高級的槍管以此種方式生產。

膛線是槍的指紋（即不同的槍，子彈通過時有不同的膛線記號，就象人的指紋）：

膛線是為了讓子彈可以旋轉而在槍身上刻上痕跡、子彈在通過膛線時候、在子彈的外側也被刻上痕跡叫做膛線記號。別名·指紋槍。走私的東西一旦使用過的話就會被警察登錄在案、在此之後如使此槍犯罪就會重要的資料。

膛線的加工是用胸針之類的專用工具製作的、但即便是用同樣的胸針、受工人和製造裝置的影響、即便是同一個製造商的同一製品也不可能有完全一模一樣的膛線。也就是說造出同樣的膛線記號的槍是不可能的。

只是隨著如今流行的冷間鍛造法（cold hamming）槍的膛線是衝壓成形方法製成、所以與胸針製造的膛線相比各個的樣子都很相似。因此、膛線記號的嚴密的特性也變困難

膛線種類

炮用膛線分為三種

等距膛線、漸速膛線和混合膛線。

等距膛線

是指膛線的纏角不隨纏度（纏距）變化而變化，纏角始終如一的膛線，也就是說若將炮管展開成一平面，等距膛線將是一條直線，等距膛線常用在反坦克炮等平射炮上。

漸速膛線

是指膛線的纏角隨纏距的變化而變化的膛線，這種膛線的好處是可以減小在炮管根部的磨損（彈膛處纏角為0），這種膛線的纏角是隨纏距的增大而單向增大的，也就是越靠近炮口處纏角越大，若將這種這種炮管展開，膛線將是一條曲線，漸速膛線常用在短身管的榴彈炮上，經過漸速膛線的彈丸做的是加速度的旋轉。

混合膛線

是指膛線的纏角隨纏距的變化而變化的膛線，在炮管根部靠近彈膛的地方沒有纏角，而隨著纏距的增大纏角也會增大，但與漸速膛線不同的是，混合膛線的纏角增大到一定程度就不再變化，如果將炮管展開這種膛線將是部分彎曲，大部分是直線的，混合膛線常用在加農榴彈炮等較長身管的火炮上。

製作方法

刮刀法

.用一根比手槍內徑略紉的鋼棒，在它的特定部位刻挖一個槽，安裝一塊硬質合金鋼片，鋼片上有一條或二條凸出的有一定傾斜角的帶狀體，前端有利削部，並可調節凸起高度。在一條膛線位置上來回拉動數十次，就切副出一條陰膛線，然後調節位置再切刮下一條。這種方法切奇數或偶數的膛線一般用單刮刀，切偶數的膛線可以用雙向刮刀。也可以在相對的位置安裝單刮刀，雙刮刀或三副刀，一次切出2至6條膛線。

鉤刀拉削法

把鉤狀切刀安置在比槍膛直徑略細的鋼拉桿上，鉤形刮刀刃口的高度可以通過調節拉桿層部的螺絲來調節。每拉動通過槍管一次，拉桿移動幾微米，隨著槍管的勻速旋轉，拉削出一條有一定纏度的陰膛線，達到預定寬度後，再換位置拉第二條膛線。早期的線膛槍拉一條陰膛線只要拉削二十次左右，而一支較好的槍拉削同樣的陰膛線要拉削一百次左右。拉的次數越多，形成的拉槽越細，越精密。

手動木質拉床

早期美洲殖民者製造膛線就採用了鉤刀拉削法，其採用的工具是很簡單的手動木質機械，殖民者自己就能製造。

組合環形刀拉削法

.在一根拉桿上固定25至30個硬質合金鋼環，每個鋼環之間的距離相等，每個鋼環上加工有與陰膛線數量相同的等距的刮刀，每把切刀可循其纏角與下一個環上的切刀相連，從頭連到尾部即可視為一條螺形線。每一個環上刀刃的突出量略大於前一個環，形成一組系列切刀，所開的槽具有穩定的寬度，深度和間隔，這種組合環形拉削刀通過槍膛—次．則可切削出全部的陰膛線，縮短工作時間，提高了產量和質量。

頂錐（或膛線沖子）擠JE法

用一個中段截面形態與線膛內截面形狀相同的硬質合金（如碳化鎢）無尖彈頭形頂錐，通過內徑比頂錐略小的槍管光膛時，槍管金屬在頂錐的強力頂壓下，通過槍膛，使膛內徑略有增加，頂錐外表凸出部擠過膛內壁形成變形，即陰膛線，凹入部沿槍膛並緊貼內影擠過形成的變形，卯陽膛線。並因承受的大壓力使膛內壁表面金屬密度增加，硬度加大．同時完成了鉸除疵點和製作膛線二返工序。膛內壁由於頂錐的堅硬與平滑的表面擠過而變得光滑。使得槍管的壽命成倍延長。這種方法最早是由德國人發明，70年代以後各國在生產槍管時已普遍採用。

冷精鍛法

槍管徑向冷精鍛成型技術實質上是屬於精密旋轉鍛軸工藝類型，是無切屑精密成型的方法。冷精鍛工藝是在專業精鍛機上，將槍管毛坯件一次鍛打出線膛和彈膛，其內膛的精度有芯軸保證。由於精鍛工藝可以提高槍管的強度、射擊精度，進而提高槍管的壽命，減少初速下降，對提高槍械性能起到了關鍵作用。西方已開發國家普遍採用精鍛工藝，我國也於80年代後引進了這一技術。

無論用哪種方法製作膛線，在足夠大倍數的顯微鏡下觀察，都有很多裂紋留在凹槽的拉溝內，像鋸齒形指向刮刀前進的方向。即使經過拋光後鍍鉻，仍然可以觀察到。而切削加工過程的平移會產生隨機的拉溝距離變化，形成穩定的特徵。槍管鋼材的材質也不是絕對均質的，管內壁上必然有些地方要硬一些，刮刀加工到此時會有不同的效果產生。金屬的碎屑會有微觀下直徑的變化，在發射時就會出現：彈頭軟金屬上產生重複的痕跡。即使用頂錐加工後再拋光到摩氏8級，達到鏡面效果，也會有其家族特徵（同一頂錐製成所留下的特徵），因為頂錐之間都有因加工形成的微小差異。而隨著射擊次數的增加。會產生隨機性的磨損、鏽蝕斑和化學氣體腐蝕痕，形成個體差異。工廠在生產中，會在一台擠壓機上備置二個以上的頂錐，通常是隨機交替使用，並不特定一個頂錐一次擠壓出幾根槍管的膛線。一個工序車間會有多台擠壓機同時運作。雖然一個頂錐理論上可以擠出上千支槍管的膛線，但每一個批號的槍管會有細微的膛線差異，只要放大到足夠的倍數，是可以區別其家族特徵的。