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SPIW —— 简史第三部分

 

概述  简史①简史② → 简史③  H&R样枪  奥林/温彻斯特样枪  AAI样枪  春田样枪  SPIW的箭弹

<续前

四种第一代原型枪

尽管技术上有困难,但四个竞争对手还是各自在19643月交付了10支用于鉴定和试验和第一代SPIW的原理试验原型枪,进度仅落后一个月。其中三种原型枪在整个夏季中进行了各种测试,只有H&R公司的SPIW原型枪没有进行射击试验,因为这种采用独特的三管三角弹设计的原型枪不但重量超标,而且在设计上有安全隐患而被拒绝接收。作为鉴定标准,一起参加试验的还有M14AR-15

奥林/温彻斯特的SPIW原型枪发射XM144箭弹,比较接近技术要求了,但该枪的射速较低,并不能达到“齐射”计划所要求的“一瞬间射出三发子弹”的效果,而且在三发点射时产生的后坐力也是相当明显的。因此在经过试射后,温彻斯特SPIW样枪便被抛弃了。不过温彻斯特的设计中还是有可取之处的,其研制的前推式榴弹发射器被认为是所有样枪中最好的设计,因此这种榴弹发射器被春田兵工厂的SPIW研究小组所接受。

AAI公司的SPIW原型枪发射的是他们自己的XM110弹,而春田兵工厂的SPIW原型枪则是发射XM144弹,可能是由于起步最早,这两种原型枪都是比较接近指标要求的,而且都满足了“齐射”计划中对极高射速短点射的要求。温彻斯特SPIW的射速是第一代SPIW中最慢的,只有700/分,每秒可射出11发。而春田SPIW测出的三发点射和全自动理论射速均为1700/分,这意味着每秒28发;AAI SPIW全自动时射速为600~700/分,但三发点射时的射速则是惊人地高达2400/分,即每秒40发。其实H&R的射速才是最低的,为一分钟500发,但因为三管三角弹的齐射方式使得每次发射都能射出3枚弹头,因此其理论射速就相当于一分钟射出1500枚弹头。

D&PS主持的射击试验是从19644月到8月期间在本宁堡进行的。用作对比的武器是M14、刚刚通过正式定型的M16步枪以及另一种增加了2发点射控制机构、带枪口制退器的未定型M16试验枪。

其实在那个时候,研制SPIW的工程师们都已经坦承这些设计并不稳定,这个概念似乎不那么容易实现,除非对指标作出某些调整。但推动SPIWAWC(陆军武器司令部,后来的简称改为WECOM)依然坚定地相信SPIW是可以实现的,完全不需要修改技术指标。于是那些工程师们只好绞尽脑汁地尝试平衡原型枪的各种细节,尝试达到规范文件中的技术指标。

通过对第一代原型枪的测试结果的总结,评估工作在196411月完成,正式确定了两种在下一阶段入围的原型枪,便是“众望所归”的春田和AAI但评估报告中认为所有参选枪支都是不成熟的,春田SPIW被认为是最可靠和最准确的;AAI SPIW则是最轻的,结构最简单的,且被认为耐用性是最好的。所有原型枪的缺点都基本集中在三个方面:耐用性差,可靠性差,而且重量超标。

关于武器系统的耐用性方面,那些工程师们已经厌倦了反反复复向测试人员解释为了尽量靠近重量指标,而怎样想方设法地在每个部件上尽可能地减轻重量。如果没有10磅总重却又要点面火力结合的要求,那么他们可以在性能上做得更好。

在可靠性方面,三种原型枪中表现最好的是AAI的原型枪,平均每射击23.5发弹就有一次射击中断的故障;春田兵工厂的原型枪次之,故障率是121.3,最差的是奥林/温彻斯特,其故障率达到110.8AAI在进一步的试验中发现如果给XM110枪弹涂上润滑油,就能提高可靠性,但发射前先给枪弹润滑这点建议被陆军认为是无法接受的。

至于重量严重超标就更不用说了。然而这个问题却又与耐用性的问题互相矛盾。

而其他的问题还有如重心分布、尺寸、瞄准具和装填方式的人机工程、枪管升温过快、枪口焰太大等等都遭到试射人员的批评。除了枪支本身的问题外,还有弹的问题。如膛压过高,而且在穿过灌木丛或雨水中飞行时极易偏航(与7.62mm和5.56mm相比),另外精度也偏低——按照“齐射”理论,一个可控的高射速点射散布是可以提高射击命中率的,但这两种箭弹由于精度太差,导致每次点射中弹与弹之间的散布较大,这样的散布几乎可以用“失控”来形容了。此外,因为箭弹体积太小,只能填充极少量的曳光剂,导致曳光剂在很短的距离上便燃烧尽,这当然没有实用意义。因此箭形曳光弹的试验完全是失败的。


春田兵工厂在
1964年提交的第一代SPIW原型枪,采用无托结构,那个形状很宽的弹匣其实是由前后两个30
发弹匣组成的


AAI公司在1964年提交的第一代SPIW原型枪,为传统结构,枪管下的榴弹发射器采用泵动装填操作

不过,在1964年的夏季,除了在本宁堡进行的第一代原型枪及箭弹的试验外,同时也在进行着两型箭弹的试生产,因为在这之前试验的弹药都是实验室产品,如果没有经济的方式用来生产足量的箭弹,枪也不能装备部队。但试产的承包商抱怨说,每一个部件都需要手艺高超的技工来确保装配可靠合格,这意味着这两种箭弹因为装配困难而导致成本高昂。看来以1960年代的技术条件不但难以实现SPIW的武器部分,就是弹药部分也有困难。

另外,面杀伤部分同样糟糕。

由于SPIW计划中明确提出点/面火力结合的要求,因此除了发射箭弹的点目标部分,对装在枪管下方的面杀伤武器(即榴弹发射器)也是一个重点。H&R公司提交的方案是一个旋转式的三筒弹膛,AAI公司提交的方案都是唧筒式,而春田兵工厂和温彻斯特公司提交的都是半自动式。除了参与竞争的团队都提出自己的3发榴弹发射器方案外,另外还有其他国防承包商同时负责研制配用的榴弹。

其中一种新榴弹是XM434,这是一种空心装药的破甲榴弹,其性能指标是要穿透50mm厚的钢板,或100mm厚的铝装甲,或180mm厚的钢筋混凝土。

另一种新榴弹是XM398,这是一种撞击地面后再跳起空炸的榴弹,其延迟时间为120毫秒,炸点高约1.52米。

另外还有XM534火箭增程破甲榴弹,设想中是在XM434的弹头上加装火箭助推发动机,使有效射程增大至800米。

当时其实还建议采用一种口径为30mm的榴弹,在设想中它应该具有和40mm榴弹相同的威力,由于其重量及装药量都与40毫米榴弹一样,因此要长一些。但这种30mm榴弹并没有成功研制。

与第一代SPIW原型枪面杀伤部分进行鉴定试验的对照物则是M79榴弹发射器。在整个试验中,所有SPIW原型枪和M79都是发射M407E2M407E3教练弹进行对比。

试验结果表明,各家原型枪的3发榴弹发射器的性能同样是不可靠的,射击中断的故障率也很高,春田兵工厂的是112.9,奥林/温彻斯特的为12.1,而AAI公司的是14.66


第二代原型枪工作的开展

由于测试中暴露的问题,AWC的主管贝松将军(Besson)似乎没那么乐观了,他在1964年的夏天、评估报告还没有出来的时候,他就说SPIW的定型时间可能得推迟到1967年1月。而主管陆军装备研发工作的威廉·迪克(William W. Dick, Jr.)中将则估计,SPIW能应用于实战的时间不可能早于1970年代初期。但即使有这样或那样的警告,美国陆军高层依然相信在第二年6月份就可以设计定型,他们甚至打算缩短第二阶段的试验的时间,然后小批量生产出中选的枪支供部队试验,这样SPIW就可以在1965年12月生产定型了。至少,陆军总参谋部就是这样向陆军部长解释SPIW的进展的。

因为在1964年春田兵工厂就已经彻底停产M14(只有几家民营生产商还在生产着合同规定中剩下的数量,直到1965年),

而由于M14的停产春田兵工厂在1964年完全停产M14,其他三家民营生产商按照合同继续生产剩下的订单,但到1965年也会全部停产,面对将没有足够的新步枪装备全军的情况,总参谋部坚持认为,不需要采购更多的XM16E1(后来的M16A1),他们宁愿等待SPIW。所以如果需要增加步枪,那就重启M14的生产线好了。而贝松将军则提出一个实际一些的建议:一边采购少量XM16E1应急,一边等待SPIW的完善,等SPIW可以装备部队时再全面替换剩下的M14和已经采购的XM16E1

评估报告在年底出来后,对SPIW的争议多了起来。不过争论的重点是要不要调整项目的时间表,如果要调,怎样调?

对时间表的调整主要有5种考虑。最初的打算,当时的打算是通过14个月的全力投入,加快研发步伐,最终在1966财年第三季度末定型(即1966年3月,美国在1976年以前的财政年度是按上一年的7月1日至当年的6月30日止)。然而,现在这方案被认为风险太高,极有可能导致武器研发不成熟就装备部队。而且如果要执行这计划,就得放弃春田兵工厂的设计,全力投入到AAI的方案中去。原因很简单,美国陆军不要无托枪,AAI公司可以在现有方案上继续完善,而春田兵工厂则必须重新设计。

其他4几种考虑中,定型的时间点分别为1967财年第一季度、1967财年第三季度、1968财年第二季度(1967年10~12月)和1969财年第三季度。AWC倾向于1968财年第二季度的方案,即通过35个月的努力,在1968年前确保全面充分的试验,完善武器设计,完成生产设计,并给出更多的时间解决弹药的技术问题,如曳光弹。

19653月,就是美军部队正式进驻南越的时候,AWC作出决定,要求两个竞标方在35个月内完成设计,并在19683月完成装备定型,也就是说陆军方面同意SPIW计划延迟了将近三年。AAI公司和春田兵工厂须在1966年2月各自提交10支第二代SPIW原型枪用于第二阶段的审查和试验。另外,AWC也明确提出不接受无托结构,这意味着春田兵工厂必须重新设计。总之,虽然有各种警告,但AWC认为只要多花点钱和时间,SPIW还是可以满足基本要求的。不过在规范上略有松动,比如考虑到重量和耐用性方面的平衡,陆军的官员同意重量不再是一个数字指标,而是权重指标了。

另外,由于XM110XM144这两种弹药的初速达不到要求,因此两家入围的竞标方也必须在第二代原型枪上使用改进的弹药,其实就是重新设计弹壳以容纳更多的发射药。因此,春田和弗兰克福兵工厂很快就研制了一种新弹取代XM144,并命名为XM216。这种新弹除了弹壳稍粗一些外,包括弹头、底火等其他方面与XM144完全相同。同时,AAI公司也放弃了XM110那个凹陷的弹底结构,并把弹壳加长了4mm,使弹壳内有更大的发射药空间,从而推出了新弹XM645AAI公司试产了13万发XM645弹,弹壳及单件式活塞底火的生产是由位于魁北克的加拿大国营企业多米宁兵工厂(Dominion Arsenals)外包的。


从左到右:
AAI 5.6×53mm XM110弹,弗兰克福5.6×44mm XM144弹,加长后的AAI 5.6×57mm XM645弹,加粗后的弗兰克福5.6×44mm XM216弹,最后是把AAI的箭弹头及弹托装在5.56x45mm弹壳里的一种试验弹


从左到右:
AAI的钢制箭形弹头,剖开的和完整的XM216和,XM110XM645,以及用作比较的5.56×45mm NATO


第二代SPIW试验结果

到了1966年2月,当AWC提出要开始审查第二代原型枪时,AAI公司和春田兵工厂都无法交货,事实上,有部分改进的项目甚至还没有开始设计,更不用说制造出来了。尽管AAI的工程师们采取了许多补救措施,但针对第一代原型枪试验中暴露出来的SPIW计划中许多不成熟的构想,仍然不是那么容易实现;而春田兵工厂的工作量则更多,他们需要参考AAI和温彻斯特的设计,重新设计传统布局的原型枪,而且还必须是在资源不足的条件下去重新设计,因为在1964年停产M14后,生产车间已经关闭,而且国防部长麦克纳马拉已经宣布将在19684月完全关闭这家兵工厂,所以不会为这家国营兵工厂投入新的人力物力。

所以AWC只好再宽限90天,但结果第二代SPIW原型枪直到1966年8月才匆匆忙忙地交付。不过按照AAI公司的官方说辞,他们的第二代原型枪其实一早就研制成功,而且已经在公司内部经历过较长时间的射击试验,现在提交的型号已经是可以随时进入量产的生产型了。

第二代原型枪的试验依然由本宁堡的步兵委员会负责,对比试验是在1966年的826日开始,到1031日结束。这次试验的结果用一个词来评价,就是“灾难”。

可靠性有问题,重量远未达标(即使已经放宽了),大多数的第一阶段中发现的问题仍然没有得到解决,包括弹药的技术问题和生产问题。美国陆军在SPIW计划中要求在重量如此轻的枪支上实现那么多功能,但作为一件军用武器又要求有一定的可靠性和耐用性,无论工程师们怎样努力,理想与现实之间的巨大鸿沟依然无法跨越。监督了试验全程后,负责该项目的具体管理的扬特上校(Yount)认为定型时间起码得推迟到1968年6月。

很明显,SPIW不可能马上替换M14,高层开始考虑后备方案。

陆军作战研究司令部(Combat Developments Command)开始制订一个名叫做“轻武器系统”(Small Arms Weapon Systems,简称SAWS)的装备置换计划,打算一边采购XM16E1一边等待SPIW的完成,他们希望能够在1970年装备SPIW,并在1972年能装备UMG。就是说,他们并不认为SPIW不可实现,只是略有推迟罢了。不过因为SPIW的原型枪还差很远,而春田兵工厂也没有余力去发展UMG这个发射箭弹的班用机枪,所以在SAWS计划的进行过程中,是在靶场上对5.56mm和7.62mm武器进行实弹试验,并在佛罗里达州的研究所里通过计算机模拟来测试箭弹武器系统的。在1966年9月,负责后勤物资管理的陆军副参谋长公布的陆军装备计划里,依然暗示SPIWM14的继任者。

不过也有其他的看法。新成立陆军武装规划和分析办公室(Force Planning and Analysis Office,简称FPAO)曾建议把SPIW重新定向为一个长期的研究计划,不要急于求成,目前的采购重点应该是XM16E1M60,并采购斯通纳63的轻机枪型作为班用机枪(M60是排一级火力)。而步兵委员会则建议削减SPIW计划的规模,全力完善AAI的设计。

1966年11月,陆军参谋长哈罗德·约翰逊(Harold K. Johnson)提出了他的建议,把SPIW改为“探索性研究”(Exploratory development),即不再以装备定型为该项目的最终目标了,并且,除驻欧洲部队以外的单位则全面装备XM16E1步枪,因为这个时候,生产出来的M14都发光了,再不采购新枪,作战部队就要拿库存的M1伽兰德步枪开赴越南了。

此外,有人提醒道,春田兵工厂还有一年多的时间就要关闭,AWC这时才突然意识到,将会没有人与AAI公司去竞争SPIW的合同,必须尽快找一家民营企业接手春田SPIW的研制工作。在1966年10月,AWC邀请了一些军工行业的代表到本宁堡参观SPIW的原型枪试验,希望从中找到接盘侠。其中的代表之一是柯尔特公司的工程项目经理罗伯特·罗伊(Robert E. Roy,他对这次参观是很期待的。

由于M14越来越被证明不适应越南的环境,而虽然陆军对SPIW的进展很乐观,但越南前线急需轻武器。所以尽管陆军一直把AR-15/M16当成是M14SPIW之间的过渡型武器。早期的M16在越南战场上饱受诟病的可靠性问题,却正是由于美国陆军一直把M16当作应急用的过渡性武器,而从未予以重视,所以M16根本就没有经历过“试验、改进、试装备、再改进”这一系列装备定型流程,而是匆匆忙忙就提供给作战部队使用。而正是由于早期M16所出现的问题,反而又让对M16怀有偏见的陆军高层更加不喜欢这件武器,而对SPIW始终怀有强烈的信心和希望。而XM16E1的出现,也是因为SPIW计划一拖再拖,不得不针对M16的问题进行改进,让这种“过渡枪”继续“过渡”下去的做法。

所以,柯尔特公司比任何人都不希望SPIW能够成功,因而他们对SPIW的优点和缺点都有强烈的兴趣。他们甚至用AAI的箭弹和弹托与5.56mm弹壳组装成一种脱壳箭弹,并用一支安装了滑膛枪管的M16进行试射来验证箭弹项目的可行性。虽然步兵委员会的SPIW试验报告是列为“秘密”级别的,作为防务承包商之一的柯尔特公司刚好够这个级别,而且步兵委员会对推广M16也出了很大的力,与柯尔特公司的关系也是不错的。但纸上得来终觉浅,现在,罗伯特·罗伊有机会亲手接触这件实物了。

参观回来后,罗伯特·罗伊向上级写了份书面报告,打消了柯尔特公司高层的担忧。罗伊报告中的几个要点摘录如下:

“……在我看来SPIW系统还远远不能成为一件可以作战的武器系统。过多的人给这件武器赋予了过多的要求,并由此产生了许多问题,这些问题几乎是不可克服的,因为有许多要求是相互矛盾的。

……一般来说(箭弹)进入肌肉或骨头后会略微弯曲,然后翻滚。必要有有这样的特性才能使得这样一个小而轻的弹头增加致死能力。但问题是箭弹并不总是能翻滚,即使在翻滚后它的杀伤力也比7.62 NATO弹要低,而如果它不翻滚,那么它的停止作用就非常低,甚至低到伤者可能不知道他已经被打中了……

……为了让SPIW弹药尽可能轻,弹壳尺寸要尽可能的小。这就需要以燃烧速度相对缓慢的发射药来获得所需要的高初速,这样才能保证必要的能量。其结果就是膛压非常高,在子弹射出时。我估计膛口压力达到25,000 psi……

……这些武器所产生的膛口噪声和火焰远远在M14M16之上,至少相当于我们的M16突击队员型冲锋枪(指XM177)在不安装消声/消焰器时候的程度。我发射过AAI的武器,不戴耳塞的话是绝对不舒服的……

……目前的计划是要求在1968年初完成设计定型,在1969年开始生产。但看过实物,目睹了射击,并亲自试射后,我看不到这个计划有实现的可能。SPIW仍然需要进行更多的研发,而且最好是完全重新设计,并且要彻底解决几个基本问题后才能进一步考虑有没有能力成为军用武器。”

罗伊的结论是,SPIWM16完全没有威胁,而且柯尔特公司也没必要接手春田SPIW,因为这个计划不可能在近期取得成功,还是把资源都投入到M16身上吧。


箭弹打进不同材质的试验,从左到右分别是松木板、雪块和冰块,如果打进肥皂也能这样弯曲变形倒是很理想的,然而实际试验的结果并不总是那么理想
在对比试验中,400米距离上,M16发射的M193弹不能有效穿透1/4英寸(6.35mm)厚的硬钢板,而SPIW的钢箭弹则可以成功穿透


XM177
冲锋枪是M16的短枪管型,由于枪管只有M16的一半长(254mm
),所以安装了一个有几级燃烧膨胀室的消焰器来降低枪口焰和噪音 


箭弹的后续发展

陆军在1967年2月授予AAI公司一部分“工本费”以继续SPIW原型枪的改进。两种第二代SPIW原型枪都送到AAI公司进行进一步的改进和试验。1967年9月,AAI公司宣称在可靠性方面的问题得到很大的进步。然而,在内部试验中,原先存在的问题,如升温过快等等都没有得到解决。11月,AAI公司发起针对关键问题的攻关研究,但依然没什么起色。

现在看来,SPIW越来越没希望:弹药生产成本高,射弹散布难以控制,弹托的可靠和安全分离问题以及高射速情况下的机构动作可靠性问题也都没有得到彻底解决。再加上许多技术要求之间自相矛盾,美国陆军最终在1968年决定结束SPIW项目。大张旗鼓地开展,花了总共超过2千万美元的项目就这样静悄悄地结束了。

不过箭弹项目并没有结束。

其实BRL和其他一些陆军部门都主张不要取消SPIW项目,他们认为应该看到种高速、弹道平直的武器系统的长远利益。就是现在不能解决的技术问题,以后也许能解决,既然已经花了那么多钱,就不要半途而废。同时,尽管前线官兵已经接受了XM16E1,但陆军高层对于换掉依然不死心,所以在1969年又立即开展了另一个名为未来步枪系统(Future Rifle System,简称FRS的新项目。

另一方面,在1968年,AAI公司成功地卖出了M203榴弹发射器,虽然没过多久,陆军就把M203的后续生产合同判给柯尔特公司了,但AAI还是能够凭此持续地得到陆军的补贴经费,得以继续研发箭弹原型枪。这种坚持在1969年FPS项目中得到了回报,AWC很快就把XM19步枪的研发合同判给了AAI公司。此外,通用电气公司被成功劝诱接手春田SPIW的研制工作,这样就可以给AAI找一个竞争对手。

FPS项目的试验中发现,许多SPIW原有的问题依然没有得到解决,据说还暴露了新的问题。比如有些负责试射XM19的士兵报告说感到身体不适,出现头晕、呼吸道发炎、眼角膜损伤等等症状,经调查发现,这些症状的原因是玻璃纤维弹托在发射时会出现大量微小颗粒剥落,并飞溅到射手身上。这个问题在SPIW试验中很少被提及,可能是因为SPIW的原型枪距离目标太远,所以都没有机会经过更广泛更深入的试射就已经中止,因而没有机会暴露现这样的问题。总之,FRS这个同样技术要求超前的轻武器研制计划再一次失败了,所以脱壳箭弹只能继续作为技术储备。

虽然SPIW项目和FRS项目都被取消了,但AAI公司一直没有放弃箭弹概念。1978年6月,AAI公司发表文件《发展改进的轻武器箭弹的建议》继续鼓吹箭弹的优点。在1980年代中期,AAI公司参加JSSAP(三军轻武器规划委员会CAWS霰弹枪项目时,重新研制了一种集束箭弹的12号口径霰弹,但CAWS项目很快又被取消。然后到了1980年代未期,美国陆军又搞了个先进战斗步枪(Advanced Combat Rifle,简称ACR)计划4家竞争方案中其中两家都采用了箭弹技术,而这两家中的其中一家正是AAI公司,因为XM110XM645的活塞式底火的防水性能始终没有得到解决,所以这次AAI ACR放弃了击针后坐式自动原理,改为发射装在5.56×45mm弹壳中的传统底火的脱壳箭弹。ACR计划其实算是当年齐射计划的新版本,但依然没有一种原型枪能够满足技术指标。而两种箭弹方案虽然比起十几年前的箭弹有了进步,但依然有一些根源性的缺陷无法解决,比如精度,比如破碎弹托的飞溅等等。而其他原型枪同样因为各种各样超前技术缺乏实用性,导致ACR计划在1990年也中止了。


1971
FRS计划中的AAI XM19,可以看出是SPIW原型枪演变过来的


AAI
公司在1988年公布的ACR
原型枪


AAI ACR所发射的5.56×45mm
箭弹

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资料来源:Small Arms Review

     The Gun Zone

     Wiki.com

     枪械历史研究CRUFFLER.COM

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2016-02-26

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