医生设计的蒸汽朋克“步枪”:麦克莱恩自动步枪

文摘   军事   2023-08-17 18:20   广东  
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说到医生转行设计武器,许多人首先想到的是美国人加特林:这位医学博士毕业的发明家设计了大名鼎鼎的加特林转管枪(国内称为“格林炮”)。在连发步枪(“连珠枪”,指带有弹仓/弹匣等供弹系统的手动步枪,不是自动步枪!)尚未普及的时候,这种人力驱动、多根枪管交替射击的武器占有压倒性的优势。

柯尔特公司生产的加特林M1883转管枪,发射.45-70步枪弹,注意甜甜圈形状的阿克勒斯弹鼓。图源Morphy Auctions。

有趣的是,20多年后,另一位美国医生也开始了对速射火器的探索。萨缪尔·尼尔·麦克莱恩(Samuel Neal McClean)1857年出生于美国爱荷华州的首府爱荷华城。幼年丧父的麦克莱恩勤工俭学,1877年从爱荷华州立大学毕业,成为了一名医生。

萨缪尔·尼尔·麦克莱恩

毕业后,他搬到了华盛顿(爱荷华州的一个城市,不是美国首都华盛顿特区),受到了当地居民的欢迎。人们管他叫“山姆医生”(Sam山姆是Samuel萨缪尔的简称)。病人们常说,山姆医生一走进病房,他们就感觉好多了。
然而,麦克莱恩和加特林一样,对从医没有太大的兴趣,而是爱好发明,尤其对设计枪械充满着热情。麦克莱恩童年时就对枪械的后坐力感触颇深,总是思考如何“利用”这股力量。他常常兄长托马斯·麦克莱恩的车间里待上几个小时那里有不少加工木材和钢铁的设备,为他捣鼓枪械提供了很大的便利。麦克莱恩的努力也赢得了几名投资人的认可,在1896年凑出10万美元的资本注册了“麦克莱恩武器公司”。尽管他一生都没有什么举世瞩目的成就,仍然吸引了不少名人前来参观,甚至与“自动武器之父”马克沁成为了挚友。

麦克莱恩的早年设计以连发步枪为主,抽拉机匣下方的滑块上膛、退壳,使用漏夹装填。

麦克莱恩设计的滑块式步枪。2018年底,这支原型枪在岩岛拍卖行以14950美元成交。图源RIAC。

1898年,他给手动步枪装上导气活塞,利用子弹击发后产生的火药燃气推动活塞向后运动,进而带动枪机开锁、后坐。与众不同的是,麦克莱恩将击针固定在了活塞杆末端的安装座上,穿过枪机底部的开槽,伸入中空的枪机内。在活塞杆往复运动时,击针安装座与开槽相配合,带动枪机绕枪膛轴线旋转,实现开闭锁。这种独具特色的击针设计日后便成了刘易斯机枪的核心特征之一,还被FG-42伞兵步枪沿用。

麦克莱恩导气式步枪的专利图。

20世纪初,他依葫芦画瓢发明了一些自动炮和机枪。但由于它们在测试中表现出极差的可靠性与耐久性,并没有被美国军方采用。

麦克莱恩37mm导气式自动炮。图源William Douglas,来自William M. Easterly《The Belgian Rattlesnake: The Lewis Automatic Machine Gun》。

有趣的是,麦克莱恩机枪在测试中

只击发了两三百次,水冷套筒上的阀门就发生了故障,泄出的水蒸气遇到空气后变出了一团“白雾”,笼罩在阀门附近,严重阻挡了瞄准视野。

军方:这挺蒸汽朋克机枪还真能吐出蒸汽!

麦克莱恩机枪起初采用空气冷却,但考虑到同样是气冷的自动炮在测试中严重过热,他在机枪上安装了一个水冷套筒,造型酷似煤气罐。后来,刘易斯基于麦克莱恩机枪简化修改、重新设计,才有了刘易斯机枪。图源William M. Easterly《The Belgian Rattlesnake: The Lewis Automatic Machine Gun》。

由于一直没能赢得订单,麦克莱恩武器公司很快就倒闭了。股东们为了挽回损失,成立了“自动武器公司”,并找到了麦克莱恩的挚友艾萨克·牛顿·刘易斯(Isaac Newton Lewis),询问他是否有意向设计一挺气冷机枪。

刘易斯灵感乍现,构思了一种引射原理的气冷套筒,包裹在枪管外。它利用枪口高速喷出的火药气体,引导周围压力较低的空气进入套筒后方,从后往前穿过套筒、“扫”过枪管,实现持续冷却。

刘易斯的气冷套筒原理示意图。图源vbbsmyt。

然而,由于缺乏材料,刘易斯只能用春田M1903步枪来验证他的气冷套筒,好在自动武器公司的股东

为他提供了一挺幸存下来的麦克莱恩水冷机枪(

麦克莱恩武器公司破产后,银行没收了原型枪、加工设备和专利等财产)。

刘易斯改造的麦克莱恩机枪,使用他设计的气冷套筒。图源William M. Easterly《The Belgian Rattlesnake: The Lewis Automatic Machine Gun》。

麦克莱恩机枪的设计存在很大缺陷(导气孔多达9个、导气管和活塞直径过大……),刘易斯对它进行了脱胎换骨的改进,延续了麦克莱恩那套别具一格的导气系统。后来,他又将复进机构换成了一个内置卷簧的齿轮,这挺机枪才变得可靠耐用。这便是家喻户晓的刘易斯机枪。

美国海军陆战队博物馆收藏的刘易斯原型枪,相比起麦克莱恩水冷机枪,真是脱胎换骨了。图源George E. Hijar,来自William M. Easterly《The Belgian Rattlesnake: The Lewis Automatic Machine Gun》。

说回麦克莱恩,他在公司破产后进入了别克汽车公司,从事汽车零件的设计工作。但在两年后,公司董事长换人了,他也被解雇回家。后来,出于对枪炮设计的执念,麦克莱恩又尝试起了他的导气式自动武器,设计了一挺气冷机枪。

麦克莱恩气冷机枪。图源Morphy Auctions。


尽管有些资料,比如William M. Easterly的《The Belgian Rattlesnake: The Lewis Automatic Machine Gun》,将其称为“自动步枪”,但这并不像是一支为了行进间射击而生的武器。

在美国海军陆战队中校George M. Chinn为

海军军械局

写下的《The Machine Gun: History, Evolution, and Development of Manual, Automatic, and Airborne Repeating Weapons》一书中,麦克莱恩的这把枪(曾今由

海军军械局

测试过)也被称为“机枪”。

该枪依然使用麦克莱恩“抱着不放”的那套长行程导气活塞+固定击针。活塞直径明显大于枪管直径,硕大的复进簧包裹在活塞筒外围,依然摆脱不了复进簧过度受热而罢工的毛病。击针安装座固定在活塞后端,伸入中空的枪机内,与枪机底部的斜槽相配合。活塞前后运动时,安装座控制枪机旋转,实现开闭锁。

枪机、击针、活塞的大致示意图,不小心把活塞画细了。图片素材来自Morphy Auctions。


它带有两个扳机,分别控制半自动和全自动射击模式。拉机柄位于机匣右侧,不随枪机往复运动。

右侧视图。图源Morphy Auctions。

枪管和导气管外都设有防滑纹,导气管下方还有木制前握把,避免手掌直接和滚烫的导气管接触。

导气管下方的前握把。图源Morphy Auctions。

它的供弹具也非常怪异。起初,麦克莱恩买下了托马斯·诺斯1902年的弹盘专利,经改进后运用到自己的水冷机枪上,能够容纳148发.30-03步枪弹。后来,刘易斯也对这个弹盘进行了简化,弹容量先后缩至50发和47发,充当刘易斯机枪的供弹具。

而这次,麦克莱恩借鉴了克勒斯弹鼓。这个弹鼓由詹姆斯·阿克勒斯于1883年设计,外形酷似甜甜圈,供加特林转管枪使用。

阿克勒斯弹鼓。图源Amoskeag Auction。

詹姆斯·阿克勒斯的专利(部分截取)。

甜甜圈形状的弹鼓安装在枪身右侧,导致它的重心严重右偏。

麦克莱恩亲自展示他设计的最后一种枪械。图源William M. Easterly《The Belgian Rattlesnake: The Lewis Automatic Machine Gun》。

机匣前端拨动弹鼓实现供弹的机构。图片素材来自Morphy Auctions。

1919年5月,当这把枪在北卡罗来纳州阿纳科斯蒂亚海军航空站面向海军军械官展示射击时,它明显表现出了不平衡感,根本无法作为机关步枪或自动步枪使用。

麦克莱恩生前设计的最后一种武器。图源

George M. Chinn

《The Machine Gun: History, Evolution, and Development of Manual, Automatic, and Airborne Repeating Weapons》。

1930年5月31日,麦克莱恩与世长辞,享年73岁。临终前,他简短地总结了自己的一生:“I’m famous.”

老枪备忘录
19世纪40年代~20世纪40年代的老枪科普
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