影响膛压的因素有哪些？

膛压是火药燃气对枪（炮）膛内壁产生的气体压力。发射时，枪管承受的主要作用力就是火药燃气对枪膛内壁的压力，通常以兆帕（MPa）为计量单位，1MPa约等于10个标准大气压。枪械的膛压直接关系枪械的安全与性能，对枪械质量和使用寿命都有重要影响。

影响膛压的主要因素

影响膛压的因素主要是弹头质量和发射药燃速。在发射药燃速等其他因素相同的情况下，弹头质量越大，弹头加速越慢，火药燃烧空间由小到大变化慢，在有限空间内对枪（炮）膛内壁产生的压力就越大；在弹头质量等其他因素相同的情况下，发射药燃速越快，一定时间空间内释放的火药燃气越多，对枪（炮）膛内壁产生的压力就越大。手枪弹发射药燃速高于步枪弹发射药，因此同等体积手枪弹发射药在瞬间产生的压力通常高于步枪弹发射药。同理，霰弹一般采用高燃速发射药，而霰弹枪由于口径较大，为了减轻枪管质量，枪管壁制造得较薄，为了保证射击安全，因此膛压设计得也较低。

在弹头质量和其他条件相同的情况下，发射药燃速越高，膛压就越大，膛压峰值形成的就越早。和步枪相比，由于手枪枪管短，需要发射药在很短时间内释放大量能量，所以一般情况下手枪发射药采用初始燃烧面积大、后期燃烧面积小的形状，且单个发射药颗粒小，以便在短时间充分燃烧，释放大量气体，弹头加速较短的距离即达到膛压最大值，尔后随着发射药颗粒减小，燃烧面积减小，待弹头飞出枪口时膛压降低，在一定程度上降低枪口噪声和后坐力。而步、机枪由于枪管较长，给发射药燃烧释放能量预留的时间、空间相对较多，为了降低对枪膛内壁的压力，要求发射药燃烧时间长且燃速均衡。

除了弹头质量和发射药燃速，发射药量、发射药颗粒形状、膛线角度（缠距）、膛线数量、弹头与膛线的嵌合深度、枪管长度等也与膛压有一定关系。

一是发射药量。在燃速相等或接近的情况下，发射药质量越大，释放的能量就越大。由于从击发到弹头出膛时间很短，能量释放越大，对枪膛内壁造成的瞬时压力就会越大。如.308 Winchester弹（中口径步、机枪弹）的发射药质量为3.11g，其最大膛压为344.6MPa；.50 BMG弹（重机枪或反器材狙击步枪使用）的发射药质量为15.55g，其最大膛压为379.5MPa。

二是发射药颗粒形状。发射药颗粒形状是影响发射药燃速的重要因素。发射药颗粒的几何尺寸和形状直接决定了发射药的燃烧时长以及火药燃气的积聚速度，从而决定膛压。现代枪弹使用的发射药主要是硝化纤维单基或双基发射药，也就是俗称的无烟火药。单基药主要成分是硝化纤维，燃速较慢，在步、机枪弹上应用较多，双基药的主要成分除了硝化纤维还有硝化甘油，相比单基药储能多、燃速快，在手枪弹上应用较多。此外，为了保证发射药能够在枪膛内充分燃烧，硝化纤维根据枪弹适配枪型被制成不同形状和大小，常见的有球状、扁球状、粒状、片状、柱状等，一些发射药颗粒还被额外预制通孔，以增加燃烧面积，均衡燃速。

三是膛线角度。在枪管长度相同的情况下，膛线角度越大，即缠距越短，等距离上弹头旋转的次数就越多，弹头飞行就越稳定，同时膛压就会越大。如比利时FNC步枪发射5.56mm枪弹，但其有两种型号。一种是发射北约SS109枪弹的型号，枪管缠距为178mm；另外一种为发射美国M193枪弹的型号，枪管缠距为305mm。由于发射SS109枪弹的178mm枪管缠距较短，因此其膛压大于发射美国M193枪弹的枪管。再如，M16/M16A1的膛线缠距为305mm，枪管长度为508mm，M4A1的膛线缠距为178mm，枪管长度为368mm，而二者的枪口初速都在880m/s以上，由此可以说明，M4A1的枪管制造工艺更好，能承受更大的膛压。

四是膛线数量。95式自动步枪和95-1式自动步枪相比，两种枪的枪管长度几乎一样，95式自动步枪的膛线为4条，枪口初速达900m/s以上，而95-1式自动步枪的膛线为6条，初速与95-1式步枪几乎相同。由于枪口初速相差不大，由此可以推算出，95式自动步枪和95-1式自动步枪的膛压几乎一样，在枪弹种类、枪管长度和枪口初速一样的情况下，95式自动步枪用4条膛线得到较高的膛压，95-1式自动步枪为了保持膛压增加了膛线数量，减小了弹头被甲对膛线的嵌合深度。这样虽然增加了制造成本，但是减小了弹头对膛线的磨损，提高了枪管寿命，这也是轻武器发展的一种趋势。

五是弹头与膛线的嵌合深度。阴线和阳线在半径方向上的差值称为膛线深。通常，膛线深越大，弹头被甲嵌入阴线变形量越大。在膛线缠距一定的情况下，弹头被甲与膛线的嵌合深度越大，弹头对火药燃气的阻力和对枪膛内壁的摩擦力就越大，产生的膛压就越大，还可能导致弹头飞出枪管前被甲就发生破裂。

众所周知，火炮由于口径大于等于20mm，发射时弹头对炮管的压力很大，而尤其是机关炮等连射或速射火炮，炮膛需要在短时间内承受持续的巨大高压。为了在保持炮弹初速（即保证足够膛压）的基础上提高炮管寿命，各个国家的普遍做法是增加膛线数量，减轻对膛线的磨损。而由于枪械普遍口径较小，弹头对枪管的压力没有炮弹那么大，并由于制造工艺限制，因此膛线数量也相对较少。但随着金属锻造工艺和膛线加工工艺的提升，在制造枪管时，有限增加膛线数量、减小膛线深，减轻弹头与膛线的互相磨损似乎成为一种趋势。这样既可以提高枪管寿命，也可以在同等枪管长度的前提下提高膛压，增加武器的有效射程，同时减轻弹头在枪管内运动时的形变，提高外弹道性能，赋予弹头更稳定的飞行状态和更高的射击精度。

六是枪管长度。在发射药种类、发射药质量、弹头质量、膛线数量和弹头与膛线嵌合深度相同的情况下，枪管长度越长，发射药燃烧越充分，释放能量越多，弹头加速的空间越大，但并不意味着平均膛压就越高。如54式手枪和PPSh41冲锋枪都使用7.62×25mm手枪弹，且都采用惯性闭锁机构，由于PPSh41冲锋枪的枪管长度比54式手枪长，即便PPSh41冲锋枪205.9MPa的峰值膛压略低于54式手枪的210MPa，其488m/s的初速也略大于54式手枪的420m/s。但7.62×25mm手枪弹火药燃气带来的较高的膛压加剧了枪管膛线磨损，使得54式手枪的枪管寿命仅为3000发左右。

要因素在于枪弹，但枪膛材质、枪械开闭锁结构等因素会对膛压的最高值（膛压峰值）产生限制。如锻造工艺较差或普通钢材制造的枪管、膛壁较薄的枪管、采用惯性闭锁结构的枪械，都不适宜将膛压设计得过高。锻造工艺较差或普通钢材制造的枪管，由于枪管自身结构强度较低，膛压过高易出现枪管爆裂或炸膛等危险。如法国FAMAS自动步枪，一些批次生产时未采用枪膛镀镍技术，枪管材质为不锈钢，发射5.56×45mm M193枪弹，其设计的膛压也较低，为了达到较高的枪口初速，采用了增长枪管的办法。膛壁较薄的枪管对瞬时高压承受力差，也不适宜将膛压设计得太高。95式自动步枪枪管壁较薄，膛线缠距较大，采用增长枪管的方式提高初速。陆续列装的20式自动步枪，虽然枪管长度较95式自动步枪有了明显缩短，但枪管厚度明显增加，膛压也有所提升，加之使用新式5.8mm枪弹，保证了其也拥有较高的枪口初速。

再如闭锁方式。通常，采用刚性闭锁结构的枪械膛压大于采用惯性闭锁结构的枪械。采用自由枪机式自动方式、惯性闭锁结构的枪械，由于枪机与枪膛无刚性闭锁或延迟开锁装置，一旦膛压设计得过高，发射时，火药燃气压力直接作用到弹壳底部传导至枪机，会产生三个危害：一是弹头还未飞出枪管，枪机就被顶开，火药燃气冲出机匣灼伤射手，甚至造成弹头留膛；二是弹壳剧烈膨胀卡在弹膛内，无法抽、抛壳；三是射速过快且后坐力大，射手难以控制枪械。众多采用惯性闭锁结构的冲锋枪，如PPSh41冲锋枪、司登冲锋枪等，其膛压多在100～250MPa之间。为了保证在较高的膛压下顺利完成发射动作，众多枪械采用刚性闭锁结构和枪机框与枪机分离设计，火药燃气压力无法直接顶开枪机，而是通过引导部分火药燃气作用到枪机框，使枪机框和枪机上的开锁斜面相互作用实现开锁。枪机送弹入膛后，在闭锁斜面的作用下枪机完成闭锁动作，牢牢“锁住”枪弹。

膛压曲线

现代枪械设计时，设计师通常会在弹头质量、发射药量和枪管材质的主要参数确定后，通过计算机模拟不同燃速发射药对枪管内壁不同部位的压力，建立坐标系，生成膛压曲线。纵轴P为膛压，横轴L为弹头尾部在枪管内的行程，通过调整发射药燃速和微调枪管长度，得出最合理的膛压曲线，即峰值膛压低于枪管最大承受能力。此外还应考虑以下两点：一是高射速枪械特别是自动枪械连续射击时高温导致的枪管结构强度变化，以及在高温高压作用下发射瞬间对枪管造成的形变；二是充分考虑膛内压力分布。步、机枪膛压曲线宜平缓，降低火药燃气对枪膛内壁某特定位置的压力，分散和平衡燃气对膛壁的冲击。手枪膛压曲线宜陡峻，弹头进入线膛后膛压能迅速达到峰值，尔后迅速降低，待弹头飞出枪口时火药燃气压力已明显减弱，降低后坐力和枪口噪声。比较理想的膛压曲线是较为平缓的，且在线膛出口处膛压能降到较低的值。