常见枪械自动原理漫谈（四）
作者： 杨文靖 李向东 林宏昌 杜飞用活塞转化和传导火药燃气能量
另一类在膛壁上开孔的导气式原理是活塞导气式。
活塞导气式即火药燃气作用到活塞上，活塞推动枪机向后运动完成工作循环的自动原理。活塞导气式是应用最广泛的自动原理。它有两个突出优势：一是可靠性高。燃气直接作用距离短，在活塞脱离导气箍后火药燃气压力迅速下降，活塞在惯性的作用下向后推动枪机运动。而气吹式原理是将高温高压的火药燃气通过狭长密闭的导气管直接引入机匣甚至枪机内部，在很长的距离上火药燃气都处在高速膨胀的高压状态，遇到水滴、沙粒等异物必然会与之发生强烈冲击，从而产生危险。二是对发射药质量要求低。火药燃气不进入机匣和枪机内，不易在机匣及枪机内产生积碳，因此维护保养的重点为枪管和导气系统，枪机和机匣通常只需适当涂油使其保持润滑即可。
活塞导气式原理是一个庞大的家族，它可分为活塞长行程导气式和活塞短行程导气式两类。
活塞长行程导气式
1944年，StG44突击步枪定型服役，成为轻武器发展史上具有里程碑意义的重要事件。这款出自德国著名轻武器设计师雨果·施迈瑟之手、世界上第一款大规模装备的突击步枪正是采用了活塞长行程导气式原理。
活塞长行程导气式最明显的特征有两个：一是导气活塞与枪机框连为一体，射击时二者不分离；二是活塞向后运动的距离大于枪弹或枪机长度，与枪机框运动距离等长。其优点是零部件少，便于分解更换；能量传导层级少，发射循环动作有力、可靠。缺点是由于能量传导层级少，枪机向后运动冲量大，影响射击精度和射手射击体验。世界上第一支被应用于战场的半自动步枪——由墨西哥上将曼努埃尔·蒙德拉贡设计的M1908蒙德拉贡半自动步枪就采用了这种原理。活塞长行程导气式的代表枪械有AK系列步枪、PKM机枪、勃朗宁M1918自动步枪、伽利尔突击步枪等。这些枪械动作可靠，维护保养方便，但由于活塞与枪机框连为一体，射击时后坐冲量被削弱得很少，枪机框会猛烈地撞击机匣，反应到射手身上就是后坐力大，射击精度不高，并且会影响枪械寿命。罗马尼亚PSL半自动狙击步枪也采用活塞长行程导气式自动原理，射击精度比主流狙击步枪要低一些。
这些问题是可以得到改善的，如俄罗斯AEK-971步枪、AK-107/108步枪采用了平衡自动反冲系统（BalancedAutomatics Recoil System，BARS），导气活塞向后运动的同时反向平衡机向前运动，两个方向的力相互抵消，明显降低可感后坐力，也提高了射击精度。但这种方式会增加枪械的体积和质量，设想战士们背着一支很沉、很大的枪进行5km越野，感觉应该很痛苦。
第二种办法是缩小导气孔的直径，减小导气量，即用更少的火药燃气推动枪机向后运动，这样可以在机匣长度和武器质量不增加的情况下降低后坐冲量。但它也带来一个很严重的问题，那就是导出的火药燃气量小，使枪机向后运动力度减小，从而导致后坐速度慢、行程短，容易出现卡弹、无法抛壳、无法送弹上膛等故障。为了解决这个矛盾，很多设计师在导气箍上增设气体调节器，上面开有大小不同的导气孔。小孔导气量小，后坐冲量小，适合正常情况使用；大孔导气量大，适合低气压、长时间来不及清理、泥沙污垢较多的情况下使用。
第三种办法是增加机匣和复进簧长度，使枪机完全在复进簧的作用下停止后坐，不与机匣尾部碰撞，即“恒定后坐”原理。斯通纳86机枪、Ultimax 100机枪、LAMG机枪就应用了这种原理。“恒定后坐”原理好处颇多，既降低了可感后坐力，提高了射击精度，也提高了供弹稳定性。最重要的是，采用“恒定后坐”原理的枪械通常用大导气孔导气，在对精度影响较小的情况下大幅提高了自动机工作的可靠性。当然其并非十全十美，缺点是机匣长度增加导致枪械体积、质量增大，同时射速较低，火力密度不够大。
活塞短行程导气式
为了吸收活塞长行程导气式的优点并克服其缺点，设计师发明了活塞短行程导气式自动原理。活塞短行程导气式有两个典型特征，一是导气活塞与枪机框非刚性连结；二是活塞向后运动的距离不大于枪弹或枪机长度。射击时火药燃气通过导气孔进入导气箍，推动活塞向后运动，由于活塞与枪机框非刚性连结，活塞推动枪机框向后运动一定距离后停下或在活塞簧的作用下复位，枪机/枪机框在惯性作用下继续向后运动完成发射循环。活塞短行程导气式自动原理既保留了活塞长行程导气式原理动作可靠的优点，也增加了能量传导层级，削弱了活塞对枪机框的冲击力，减少了枪机框对机匣和枪尾的撞击，提高了枪械使用寿命。目前，世界上很多主流枪械都采用活塞短行程导气式自动原理。
活塞短行程导气有两种表现形式：
一种是长活塞（导杆）短枪机框形式。世界上大部分活塞短行程导气式的枪械都采用这种结构。如中国的81式枪族、88式狙击步枪、捷克斯洛伐克的SA Vz58突击步枪、苏联的SVD狙击步枪、SKS半自动步枪、德国的G36步枪、HK416/417步枪等。它涵盖了活塞短行程导气式的基本优点，特点是枪机体积小、质量轻，从而减轻了整个枪支的质量，同时由于活塞运动范围小，枪机后坐时摆动轻微。号称二战中最优秀的半自动步枪之一的Gewehr 43就是应用了这种工作原理。但长长的活塞导杆本身就有较大的质量，此外由于枪机短小质心靠后，活塞推动枪机向后运动时易使枪机上下浮动，对高精度射击有不利影响。
为了克服传统活塞短行程导气式结构的缺陷，人们发明了短小活塞搭配长枪机框的新型结构——这便是活塞短行程导气式的另一种表现形式，其典型代表是95/95-1式枪族和SCAR突击步枪。95/95-1式枪族中枪机框向前延伸部分为中空结构，前端开口套在枪管上方的一个小导杆上，与机匣壁内侧的导轨互相配合用来限制其摆动。发射时，短小的活塞后推枪机框延伸部分前端，枪机框经过一小段空行程后带动机头旋转开锁后坐，实现自动循环。这种设计既节省了无托结构宝贵的空间，又保证了枪机运动的顺畅可靠，是非常优秀的设计。SCAR突击步枪也采用小活塞大枪机框结构，不同于95/95-1式枪族用小导杆限制枪机框延伸部摆动的方式，SCAR突击步枪机框延伸部没有中空设计，而是在两侧设置导槽，与机匣上的导轨互相配合限制摆动。此外，SCAR的活塞非常短小，甚至没有活塞簧，这给枪机框前移留足了空间，使原本靠后的质心进一步前移，能够有效限制枪机向后运动时上下摆动对射击指向性造成的不利影响，因此SCAR有着较好的射击精度。
由于活塞短小节省空间，而且能够配合各种刚性闭锁结构，这种活塞短行程导气式结构也被一些冲锋枪或单兵自卫武器（PDW）采用，如中国的79式冲锋枪、德国的MP7单兵自卫武器、SCAR的PDW型号——FNSCAR PDW。
