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第10章 应用科技篇(3)

多年以后,1856年,美国人查尔斯·巴恩斯改进了派克的设计,加了一个手动曲柄以转动枪管并且实现了枪膛尾部装置的自动化。巴恩斯给它取了一个昵称——咖啡磨枪。这种机枪可以实现以每分钟80转的速率发射子弹,后来在美国南北战争中使用过。另外一名美国人,埃利泽·里普利(1782—1939)作了进一步改进,使之能一次使用多个弹筒。

金属子弹出现后,现代的速射枪才被发明。美国枪械制造商理查德·加特林(1818—1903)在1862年取得了这种枪的第一项发明专利。加特林设计的枪有一个10枪管组,枪管就像捆绑在一起的木棍,通过手动旋转。装在枪顶部的送弹斗在重力作用下,将子弹送入枪身,使该枪能以350转/分钟的速率发射。

该装置应用于各种口径的枪上,在美国南北战争中显示出极大的杀伤力。后来英军也装备了该枪。

19世纪70年代,美国士兵威廉·加德奈发明了另一种重力填弹枪。该枪由一个竖直的弹仓和两个或更多挨在一起的枪管组成。一个手动曲柄可以左右侧移机枪的后膛锁,使空弹壳掉落,替换子弹可以从上部的弹仓中被收集。

射击300或400次后,枪管会由于射击次数过多而过烫,这使得早期制造单枪管机枪的尝试受挫。1875年,在曼彻斯特的罗维尔工作的德·维特法林顿发明了手动曲柄式四枪管加德奈机枪——罗威尔机枪,有4根枪管,但是,它的4根枪管在射击时并不旋转,只用一根枪管射击。当枪管过烫时,枪手转动枪管组,让下一根冷枪管继续射击。1879年,瑞士工程师帕穆克兰兹发明了诺登佛特机枪,该枪有12根枪管紧密排列。12根枪管弹药的填充和射击全部是同时完成的——通过向前推一根杆来实现。杆拉回时会退出空弹壳。

1883年,机枪的发展进入了一个新阶段。美裔英国发明家希拉姆·马克沁(1840—1916)取得了马克沁机枪的发明专利,并在一年后公之于众。马克沁机枪利用机枪射击时产生的后坐力退出空弹壳,再次准备扣动扳机,将另一圈子弹插入后膛。弹圈起初装的是黑火药(有烟火药),后来装的是无烟火药(强棉药)——连接形成了一条弹药带,机枪可以连续发射600转/分钟,直到整条弹药带发射完。长时间的射击会使枪膛过热,于是马克沁在机枪上加装了一个水套,用来冷却枪管。马克沁找到合作伙伴——英国威克斯造船公司,大批量生产马克沁机枪。这种机枪被用于日俄战争(1904—1905)和第一次世界大战(1914—1918)中,给交战双方带来了巨大的伤亡。在第一次世界大战中,德国军队使用了相似的弹药带供给系统。

除了射击时的后坐力,射击时气体的膨胀释放也可以应用于机枪上。最早的气动机枪有美国人约翰·勃朗宁(1855—1926)发明的勃朗宁机枪,丹麦炮兵上尉麦德森的麦德森机枪,以及一家由美国人哈乞克司(1836—1885)创建的法国公司生产的哈乞克司机枪。哈乞克司机枪装有气动的枪栓使枪可以重新准备扣动扳机。麦德森机枪安装了一个摆动的后膛锁。1911年,美国发明家刘易斯(1858—1931)设计了一架轻机枪,射速为550转/分钟。该枪装有圆形(“盘状”)弹仓和空气冷却套用于冷却枪管。因为该枪可以高速率的射击,而且一人就可完成射击装弹的操作,美国和英国在第一次世界大战中都将其装备到了战斗机上。1902年,麦德森机枪只用了一个弹仓,并且用两脚架支撑,但是该机枪可由单人携带。因此,这种麦德森机枪就成为了第一种轻机枪,或者称自动步枪。

不久,所有大国的军队都装备了轻机枪。因为由三位设计者乔奇、苏特里、瑞贝若利斯和法国公司Glacliatot制造,法国人称他们制造的轻机枪为CSRG轻机枪。1917年,因为美国没有相同性能的轻机枪,于是从法国购买CSRG机枪装备军队。1918年,勃朗宁设计了BAR勃朗宁自动步枪,在第二次世界大战中被广泛应用。1924年的M29机枪由法国的莱贝尔设计。捷克斯洛伐克勃诺的哈力克兄弟设计的ZB26,在1938年以Bren轻机枪的名字(“Bren”由“Br”和“en”两部分组成,“Br”代表勃诺,“en”代表恩菲尔德军火公司)装备于英军。所有这些轻机枪都可以由一个士兵携带。

更轻的轻机枪就演化成了冲锋枪。1920年,美国军官约翰·汤普森(1860—1940)发明了汤普森冲锋枪。汤普森冲锋枪拥有一个直弹筒或一个更高容量鼓形的弹筒。其他类的冲锋枪包括1939年德国的ErmaMP40式、英国Sten式冲锋枪(Sten中“S”代表公司老板晒泼德;“t”代表设计者特宾;“en”代表恩菲尔德公司)。所有这些冲锋枪的射击速度都在500—800发/分钟。

可以均匀爆炸的云雾弹

研究杀伤武器的兵工学家发现,成整体性的气体爆炸的威力几乎均匀分布,从而造成面状破坏。这是由于具有扩散性而且无孔不入的气体一旦被引爆,气体就会使目标全身同时爆炸开来所致。于是,云雾弹便应运而生。

作为世界上最大的军火制造者和推销者,美国把发生在1967—1973年的越南战争当做他们的新武器试验场。在美国的侵越战争即将失败的前夕,一天隆隆作响的美军飞机从越军阵地上掠空而过,团团白色“云雾”随着飞机在低低的空中出现。只见“云雾”迅速向一起聚拢,接着随着一道闪光划破了长空,“云雾”爆炸,虽然爆炸声不足以达到山崩地裂的程度,但其爆炸产生的冲击波却使工事坍塌,雷场起爆,横尸遍野,越方在美军的这次空袭中损失惨重。

后来经军事专家分析,这种“云雾”其实是美军研制的气体炸弹,其爆炸威力可与低当量的核弹相比拟。

在这种被称为“气浪弹”“窒息弹”的炸弹体内,因为装填了一种具有沸点低、易挥发等特性的新型燃料空气炸药,其威力大增。这种炸药从弹体内撒出,便迅速与空气混合,并立即气化,形成气溶胶状云雾;当其与氧气混合达到一定比例时,“云雾”一经点燃,便会在几微秒内骤然爆炸,并形成威力比普通炸药爆炸要高5倍以上的巨大气浪。尤其是这种“云雾”的比重比空气大,所以,气体会像水一样流向低处,钻进工事、坦克的内部爆炸。同时,因为燃料空气炸药爆炸时,会快速消耗空气中的大量氧气,造成爆炸区内骤然极度缺氧,从而加大危害程度,导致人员窒息、机械停转。

美国海军陆战队在作战过程中已使用了一种安装在两栖装甲车上的燃料空气扫雷系统。

神奇的斯通纳枪族

大家都玩过积木吧,用一些正方形、三角形等形状的积木,可以搭成许多好玩的东西。有一种枪可以通过组装变成各种不同类型的枪。有趣的是,这种枪的设计者就是从玩积木中获得的灵感。

美国工程师奥格思·姆·斯通纳是世界上第一支小口径步枪——M16式5郾56毫米自动步枪的设计者。

有一次,斯通纳偶然看到孩子们玩积木游戏,他们用积木搭成不同的房子、飞机、汽车等各种东西。斯通纳一下子被吸引住了。心想,既然积木块能搭成各式各样的器具,那么枪应该也可以用一种枪的基本部件为基础,换用不同枪托,枪管等部件,组成不同的枪种。于是,他连忙着手进行试验和研制。经过几年的努力,斯通纳终于在1963年试制成了这种积木式枪,叫做“斯通纳枪族”。

斯通纳枪族是一种典型的组合式枪族。它的口径为5郾56毫米,基本通用部件有机匣、枪机、复进簧、发射机构等,换上不同的枪管、枪托、瞄准器等16种专用或部分共用的部件,就可组成自动步枪、冲锋枪、弹链供弹机枪、弹匣供弹轻机枪、车用机枪、带三脚架的中型机枪等6种枪,其中主要的就是自动步枪和轻机枪。这种枪族设计巧妙,组装速度快,很适合作战的需要。

枪族在结构和设计原理上并没有多少新奇之处,但它的出现却引起了人们广泛的注意和重视。这是因为它有下列优点:一是便于批量生产,成本低,方便枪支弹药的后勤供应;二是操作简便,掌握了其中的一种枪,就能使用其他几种,也简化了训练;三是各种枪支零件在作战中可以相互换用,能使战斗任务得以顺利完成;四是枪的战斗性能可以根据需要随时进行改变;五是便于枪支弹药的维修保养和管理。

斯通纳枪族问世后,世界各国相继研制成了很多种枪族。例如,德国的HK5郾56毫米枪族,苏联的AK7郾62毫米枪族等。这些枪族大都以步枪为基础,当然,也有少数是以班用轻机枪为基础的。

新时代的火箭——超级大炮

火炮探空试验所使用的火炮,不是普通火炮,而是由正服役的、去掉膛线、加长身管的制式火炮改制而成。以较小口径火炮来说,将美军M107型175毫米加农炮装在T76型炮架上,改装成L92郾4型177郾8毫米探空火炮,又将T123型120毫米加农炮改装成L70型127毫米探空火炮。而大口径火炮则是由美国海军MK1型406毫米舰炮改装成424毫米探空火炮。

1991年6月,美国亚拉巴马大学曾向太空成功地发射了重321克、飞行速度达4郾58千米/秒的塑料弹丸。1993年,美国《太平洋星条旗报》发表了一条引人注目的消息,该消息称:为了验证超高速轻气炮将有效载荷送到高空的可行性,美国劳伦斯·利弗莫尔研究所打算用管身长达47郾2米的大炮试射5千克重的炮弹。预计炮弹的飞行速度可达4千米/秒。试验成功后,这家研究所将在范登堡空军基地通过其建造的一门更大型的火炮,向太平洋上空发射能达到434千米高空的炮弹。继而,为了能把有效载荷送上月球轨道,科学家们还将研制一种大尺寸的火炮。

很明显,这样做的目的是想用大炮代替火箭来发射卫星。果然,在1994年初,美国这家研究所对外宣布了其更令人惊奇的计划:他们将建成口径达1郾7米、用于卫星发射的超级大炮。这种大炮发射的卫星以前都用火箭运载。这门大炮被命名为“儒勒·凡尔纳”火炮,其名字来源于法国科幻小说家儒勒·凡尔纳,以此来纪念这位伟大的小说家。

也许,用探空轻气炮向月球或月球轨道发射炮弹(有效载荷)这一目标很快就会实现。

水陆两用船——军用气垫船

有“海中火箭”之称的乌贼在海洋中游动的最大速度可达150千米/小时,是海洋中游得最快的动物。是什么原因使乌贼游得如此之快呢?科学家研究发现,乌贼在游泳时与一般的鱼类靠鳍游泳的方式不同,乌贼身体下面长着一个漏斗管,它喷水的反作用力使乌贼飞速前进,这种反作用力足以使乌贼从海下跃上7—10米高的空中。

科学家受乌贼游动原理的启发,发现如果安装一个气囊在船底,将压缩空气打入气囊,在打开气囊时,从船体的周边喷出的空气就能形成一个气垫,这个气垫会将船体托出水面。

20世纪60年代,科学家设计出了全垫升式气垫船。这种气垫船是根据乌贼游动的原理设计的,在这种船的四周,有一圈用来延伸周边射流的、用尼龙橡胶布制成的柔性围裙。安装了这种围裙的船,就像安装了轮胎的汽车,可以航行在水面、陆地或沼泽上,具有极好的快速性和两栖性,由于它的这种特性,这种气垫船便被迅速地应用在了军事上。

但在使用中,这种全垫升式气垫船的局限性也暴露了出来,即在大风浪中航行时容易产生侧飘且失速较大,所以在军事上,只制造小型全垫升式气垫舰艇。

现在科学家在对全垫升式气垫船进行改进,发明了侧壁式气垫船。它像一只倒置的盆,在它的气腔中充入压缩空气,内部压力增大,当压力增大到一定值时,船体便会被气垫压力产生的升力托出水面。侧壁气垫船比起全垫升式气垫船来,其显著的优点是具有良好的稳定性和操纵性,而且由于其气腔中的空气不易流失,比起全垫升式气垫船,它在消耗更小功率的情况下,能产生更大的托力,同时它还具备较高的续航能力和航速。所以适合建造大中型的战斗舰艇、小型航母和军需补给船等。在军事上比起全垫升式气垫船来说,这种气垫船有显著的优势和发展前途。

坦克也“穿”铠甲

这种“铠甲”里面装有炸药,用薄钢板制成,外形和普通扁平盒子一样,在它的四角或两端钻有螺孔,从而可以将它固定在坦克装甲上。

这种盒子里装的炸药是钝感炸药,一般不会起作用,甚至普通的机枪子弹或炮弹破片击中它也不会引起爆炸。但是,如被反坦克导弹或破甲弹击中,它会立即爆炸,爆炸所产生的气流会将导弹和破甲弹弹头部产生的金属射流搅乱、冲散,使其不能击穿坦克装甲,从而起到了保护作用。因此,人们把它叫做反应装甲或反作用装甲,也有人称其为“爆炸式装甲”或“爆炸块装甲”等。

反应装甲的重量轻、体积小,易于制造、安装和维护,而且价格也较低廉,可以说是新式坦克的护身法宝。

战场实际使用证明,反应装甲能使破甲弹或反坦克导弹的破甲能力大大降低,降低程度为50%—90%,这相当10倍于同样重量普通装甲的防护效能。

早在1982年爆发的黎巴嫩战争中,以色列军队就给他们的坦克安装了这种装甲。在这次战争中,由于有这种新时装的保护,以色列被对方击毁的坦克仅数十辆,而没有使用这种装甲的叙利亚和巴勒斯坦解放组织被击毁的坦克多达500多辆,其中还有10多辆是被捧为“骄子”的前苏联制造的T—72坦克。

此后,反应装甲引起了人们的注意,英国、美国、法国、苏联等许多国家不仅对它进行了详细的研究,而且组织人员仿制这种装甲,来装备自己的坦克。

美国很快为它的一些海军陆战队的M60A1主战坦克安装了这种装甲。前苏联的行动则更为迅速,在一年多的时间内为7000辆T—72、T—80坦克安装了反应装甲。

然而,世界上没有绝对的强者,这种装甲并非牢不可破。随着反坦克武器的不断发展,坦克若想生存,就必须不断改进其反应装甲的性能。

行走在海洋上的工具——轮船

船,是人类重要的交通运输工具,它的发展,也走过了一段很漫长的路程。

最原始的是木筏,即把几根树木捆扎在一起,原始人用它沿着溪河顺流漂下,来装载猎取的野物。稍后,原始人又把大的树干中间挖空,做成独木舟,人可以坐在其中用桨划着前进。后来,就有了正式的船,用木头搭成骨架,钉上木板做成,人用桨或橹使船前进。再后来,又出现了帆船,在船上张起风帆,靠风作动力航行。哥伦布发现新大陆的“圣玛利亚号”、麦哲伦环航世界的“圣安东尼奥号”、郑和下西洋的宝船,都是帆船。