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精准度骇人听闻,为啥“老头乐”板凳枪那么厉害?

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本来就有预判的,W君就知道只要一聊膛线就会有人歪楼讨论枪打得准不准这件事。

其实,打枪打得“准”这件事如果要给排个名次,第一、最“准”的不会在狙击手那边,第二、最“准”的也不会出现在奥运会射击比赛中。

看一张靶纸,你就瞬间明白世界上有一种极其变态的射击比赛了:



这种靶纸上每个圈圈内似乎只有一个弹孔,但其实这是5颗子弹的弹着点。同一组内的子弹几乎是从同一个弹孔内透过靶纸。

在很多电影、小说或者漫画中说到主角枪法高明,一般都会戏剧化的说主角打靶数弹穿一孔。但实际上在现实生活中真有这样的事情!

而且,还有一个令人震惊的甚至是把奥运会射击比赛踩在脚下的事情就是这种比赛的射击距离。目前奥运会射击比赛中距离最远的靶子出现在步枪三姿比赛中,靶子的距离为50米。



但这种比赛短距离的是100码起,折合米数为91.4米,中远距离比赛为600码和1000码,到了1000码组别中靶子已经摆在900米开外了。



但和奥运会比赛不同的是,这种比赛比的是精度而不是准度。简单的说,奥运会比的是一个射击运动员控枪的能力——比的是人,而这种比赛比的是枪,强调枪支的射击精度



枪支的能力远大于射手的能力,只要埋头调节好自己的枪就有可能在比赛中获得更好成绩,也正因为如此,大量对机械和设计有兴趣的且有闲的老年人就投身于此。这个比赛就成了典型的“老头乐”项目。它比的是射击数颗子弹后子弹落点的群组直径。



这是对枪械射击精度的最大挑战,好了,说下比赛的名字——Benchrest shooting 推卧射击。

在这种射击比赛中,射手并不需要持枪,而是可以把枪支放在桌面的支架上,同时人也不需要站立,一般坐在枪桌边上的凳子上。



这个姿势就叫做推卧射击了,而这种射击比赛的枪械由于需要放在支架上又对支架做了很多的适配,于是被叫做“板凳枪”。

当然了,W君是那种没什么体育精神的人,对赛事也就不做太多的介绍了。其实这也是一种极其沉闷乏味的比赛,比赛现场就是一群老阴波—排成一排不断的抠板机。



因此,推卧射击比赛搞了几十年了,但也一直没什么人知道。所以,咱们转回工程领域来看这件事——为什么这种板凳枪打得如此之准。(先剧透一下,这种板凳枪在世界上精度也就排行第二

要解释板凳枪的精度,咱们必须抛开神秘色彩。别再往“枪神”、“千里狙杀”这类狗血桥段里带了,这东西纯粹就是工程学和工艺学研究课题。

首先是枪管:



无一例外的比赛用的板凳枪的枪管都是超厚重的枪管。



而且在这种枪管中,普通量产枪管上很少见到的分段切削、变径、加强筋等工艺在板凳枪的枪管上就是基本操作了。



例如分段切削枪管,它要解决的问题就是枪管和护木托板之间的接触散热问题,力求在不影响坚固性的基础上不让护木影响散热,以至于让枪管的温度不均匀导致枪管的微小弯曲。

再如变径设计,说个很多人都忽略的事情。枪管在射击的时候会像面条一样摆动。别不信,而且是字面意思像面条一样摆动!这样的:



子弹刚点燃火药时,膛内瞬间几千巴的高压推动弹头前行,这股能量同时也让枪管变成了一根在空中抖动的钢鞭。

这种抖动有点像把一根长尺子卡在桌子边缘上敲一下,它会来回弹动,直到逐渐停下。区别在于——枪管是金属的,它的振动幅度很小,可能只有微米级,但在 100 米、200 米甚至 1000 米外,就足够让弹着点漂移成几厘米甚至几十厘米。



其实枪管振动学是一门专门的学科,而这门学问的目的就是如何减小枪管的无序振动或者让枪管的无序振动对射击精度影响最小。说白了,就是研究这个:



这是一个枪管振动的原理图,黑色虚线是枪管振动的固有频率,紫色曲线是枪管振动的补偿修正曲线。研究的内容是什么呢?优化OBT(Optimal Barrel Time最佳枪管时间),既然振动难免,不如在影响最小的那个点让子弹飞出枪口。今天有了这个知识,你就会理解枪管是越长越好吗?真不一定,只有在枪管长度和自身振动频率契合,让子弹可以有OBT的时候加长枪管才真的对枪械对射击性能有优化作用。否则好死不死的如果让子弹赶在枪管摆动幅度最大的时候发射,那子弹注定要“跑偏”,加长枪管就适得其反了。

而“板凳枪”它天生就是枪管振动学的实验平台。



别忘了,这玩意儿不是拿着满丛林里突突的军械,它打比赛的时候连枪都不用端,老爷子坐凳子上,双手轻轻搭着,其他全靠支架固定。

枪管做长点,无所谓、反正你也不拿着

枪管做厚点、无所谓、反正你也不拿着

然后枪管内壁处理、切削工艺以及材料选择其实都和枪管粗细这样的事情一样,反正你也不拿着打,工艺材料怎么对射击本身最优化就可以可着劲儿的随便来了。

那人对射击是不是有影响呢?答案是肯定的,无论枪在架子上固定的多牢固,这个人在操作的时候还是会对枪支的物理位置构成影响的。你得知道这群老头每天闲着没事干,连枪管抖动几微米都相当在意的主儿,难道会放任人的枪支的触动吗?于是——他们开始改板机了!



人在扣动扳机的时候是需要用力的,一般的来说军用步枪的扳机力(Trigger Pull)通常在6磅,也有的枪支有需要超过10磅(4.5公斤)的板机力。这些设计都是为了防止枪支的意外走火,另外还有一个射击决断的心理学因素,等有机会给大家讲讲“板机力心理学”。



即便是奥运气步枪运动员也追求轻扳机大约1磅左右,但那是考验人手稳定;板凳枪追求的是人尽量别干扰枪。毕竟人要抠动扳机的时候就会对枪造成扰动。



板凳枪的扳机力轻到什么程度?0.1-0.2磅左右,很多老爷子要用专门的扳机秤,轻轻一碰就能击发。打比赛不是“瞄准+用力”,而是“瞄好+呼吸一停+手指轻触”,子弹就走了。

更有甚者,改了扳机的记法结构,采用气动式击发。



弄个气瓶和电磁阀,通过软管连接到枪机上,按动开关吹气,依靠气体的膨胀触发扳机。这样,人的动作对枪的影响被隔离开。

然后这群老家伙就开始改枪托与支架了,把枪支夹紧,利用厚重的底座和弹簧、液压机构吸收枪支后坐力。



在瞄准后锁死支架,即使是有轻微的后座也会迅速复位。这样一来枪基本上是不会因为射击的振动造成偏移的。说直白点,这已经不是什么“射击运动”了,而是一台精密仪器在做重复实验。

最后就是弹药了。军用子弹讲究批量生产,核心是“够用就行”,哪怕每发的火药量有几个百分点的误差也无所谓,战场上打的是覆盖火力,不是数弹穿一孔。但板凳枪的老爷子们可不是这么想的,他们把一颗子弹当成钟表机芯一样去雕琢:火药要精确到千分之一克,弹壳要逐个修整,弹头要称重筛选,压入深度要控制在微米级别。打完比赛他们甚至会把弹壳收回去,放到显微镜下观察燃烧痕迹,研究是不是某一发火药燃烧不均匀,导致群组略微张开。

这种痴迷在外人眼里近乎荒诞,但恰恰是板凳枪的精髓所在。人类的手指、呼吸、心跳都被剔除了,剩下的误差就交给秤、卡尺和显微镜来管控。于是,当枪管、扳机、支架和弹药这一整套体系都被优化到极致时,数发子弹穿同一个孔就不再是漫画里的玄学,而是工程学的必然。板凳枪的变态精度,就是这样被一点点“抠”出来的。



更有甚者,搞野猫弹(Wildcat cartridge)。入门级别的野猫弹的逻辑其实挺简单的——就是加大发射药量,提高膛压,膛压提高了,弹头的初速度就显著提高。这样弹头到靶子的飞行时间就会大幅度缩短。于是——弹头在飞行过程中收到环境的影响就大幅度降低。当然了,大家如果想了解野猫弹,这玩意和内弹道学还有很大关联性,如果想知道的话留言,有机会的话给大家展开细讲。

前面说了板凳枪是世界上精度第二的一类枪。那第一呢?

精度第一的是变态版的板凳枪,这件事的历史渊源和板凳枪以及推卧射击比赛是完全一脉相承的。

由于可恶的体育精神,板凳枪在参加推卧射击比赛的时候还是有一些级别限制度的,跟F1比赛差不多,改造得有一定的限制,要不然别人就都别玩了。但是这个规定就有bug了。在精度改装和枪械设计上所有人都是无不用其极的。这个“无不用其极”也是字面意思,而这项运动的目的不也是为了不断的突破极限吗?为了突破极限还给人家限制,这不让人掀桌了吗?

于是在推卧射击比赛刚有那么一个圈子玩了几年之后,这个圈子里就出现了“无限制级”(Unlimited Class)比赛。基本上来说你带来的东西是枪,能摆在射击桌上打出子弹就行。还有一个约定俗成的限制就是口径通常 .30 以下。这倒不是口径越大威力越大要限制威力,而是在这个层面的比赛中比子弹穿孔啊,弹药口径越大越吃亏啊!

但如果说到工程上,那么凡事都有当前的“最优解”,很快这个赛道的枪械形制就收缩成了轨道枪于是就出现了“Unlimited Rail Gun(无限制级轨道枪)”的概念。



看图你就明白,这已经完全不是我们传统印象中的“枪”。厚得像钢梁的枪管、沉重到百斤的底座、精密的滑轨和夹持机构,外形更接近科研实验装置。射手所做的,仅仅是调整方向、锁死支架,然后轻触气动或电控扳机。剩下的全部交给机械结构完成。换句话说,Unlimited Rail Gun 就是把“板凳枪”彻底进化成一台重复性实验仪器,目标只有一个:把多发子弹尽可能打进同一个弹孔里。



这东西有多变态?它真的把“数弹穿一孔”这句话当成了日常操作。常规 推卧射击比赛 板凳枪在 100 码上打出 5 发子弹不到 5 毫米的群组,就已经能在世界纪录榜上排上号了;而目前Unlimited Rail Gun 的纪录,则是0.009 英寸——换算下来不到 0.23 毫米。注意,这不是单发打中靶心,而是 五发子弹打出的群组直径。

什么意思?就是五发子弹几乎完全叠在一起,弹孔边缘的扩张还不到一跟自动铅笔芯的粗细。换句话说,哪怕你拿放大镜凑上去看,都很难分清那是五发还是一发。要知道,这个成绩不是在 10 米或者 50 米,而是在 100 码,也就是 91.4 米 的距离上完成的

这其实就是人类追求枪械精度的最高境界,但化说回来,老头们有点“着相”了,除了比赛拿成绩,这种枪械也就还顶着一个枪的名字而已,完全上不了战场了。战场可不是放大镜下抠毫米,打不准?没事啊——火力覆盖就行了。

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