Sådan fungerer maskingeværer

Historikere regner maskingeværet blandt de vigtigste teknologier i de sidste 100 år. Så meget som enhver anden faktor, det satte det brutale, utrættelig tone fra første verdenskrig og anden verdenskrig, såvel som de fleste af krigene siden dengang. I modsætning til tidligere våben, som skulle indlæses og affyres manuelt, med denne maskine, en soldat kunne skyde hundredvis af kugler hvert minut, slå ned en hel deling med kun få passager. Pistolen fortsatte med at skyde, indtil operatøren stoppede med at trykke på aftrækkeren, eller pistolen til sidst løb tør for ammunition.

Militære styrker måtte udvikle tungt kampudstyr som kampvogne bare for at modstå denne form for spærring. Dette enkelt våben havde en dybtgående effekt på den måde, vi fører krig på. Maskinpistolen gav et lille antal tropper kampkapaciteterne hos store bataljoner. Det øgede også potentialet for masseofre.

I lyset af deres monumentale rolle i historien, Det er lidt overraskende, hvor enkle maskingeværer egentlig er. Disse våben er bemærkelsesværdige præstationsteknikker, men de arbejder på nogle helt grundlæggende begreber. I denne artikel, vi vil se på de standardmekanismer, maskingeværer bruger til at spytte kugler ud i en så rasende hastighed.

1. Ballistisk baggrund:Tønde
2. De første våben
3. Revolvere
4. Maskinpistoler og pistolsystemer
5. Machine Gun Recoil Systems
6. Machine Gun Blowback Systems
7. Maskingevær Gas Systemer
8. Maskinpistolfodring:Fjeder- og tanksystem
9. Machine Gun Feeding:Belt System

Ballistisk baggrund:Tønde

For at forstå, hvordan maskingeværer fungerer, det hjælper at vide noget om skydevåben generelt. Næsten enhver pistol er baseret på et enkelt koncept:Du lægger eksplosivt tryk bag et projektil for at skyde det ned i en tønde. Det tidligste, og enkleste, anvendelsen af ​​denne idé er kanonen.

EN kanon er bare et metalrør med en lukket ende og en åben ende. Den lukkede ende har et lille sikringshul. For at indlæse kanonen, du hælder i krudt - en blanding af trækul svovl og kaliumnitrat - og derefter falde i en kanonkugle . Krudtet og kanonkuglen sidder i sæde , eller bageste del af bore , som er den åbne ende af kanonen. For at forberede pistolen til et skud, du kører en sikring (en længde af brændbart materiale) gennem hullet, så det når ned til krudtet. At skyde kanonen, alt du skal gøre er at tænde sikringen. Flammen bevæger sig langs sikringen og når til sidst krudtet.

Krudt brænder hurtigt, når det antænder, producerer meget varm gas i processen. Den varme gas anvender et meget større tryk på pulversiden af ​​¬kanonkuglen, end luften i atmosfæren gælder på den anden side. Dette driver kanonkuglen ud af pistolen ved høj hastighed.

For mere om de tidligste anvendelser af denne teknologi, læs videre til næste side.

De første våben

De første håndholdte kanoner var i det væsentlige miniaturekanoner; du læssede noget krudt og en stålkugle, tændte derefter en sikring. Til sidst, denne teknologi gav plads udløseraktiverede våben , såsom flintlåse- og slagtilfælde -kanoner.

Flintlås kanoner antændte krudt ved at producere en lille gnist, mens perkussionshætter brugt kviksølv fulminat, en eksplosiv forbindelse, du kunne antænde med et skarpt slag. For at indlæse en slagpistol, du hælder krudt i sele, stop projektilet i oven på det, og anbring en kviksølv fulminathætte oven på en lille brystvorte. For at affyre pistolen, du banker hammeren helt tilbage og trækker pistolens aftrækker. Udløseren frigiver hammeren, som svinger frem på eksplosionshætten. Hætten tændes, skyde en lille flamme ned ad et rør til krudtet. Krudtet eksploderer derefter, at skyde projektilet ud af tønden. (Tag et kig på How Flintlock Guns Work for mere information om disse våben.)

Den næste store innovation i skydevåbens historie var kuglepatron . Kort fortalt, patroner er en kombination af et projektil (kuglen), et drivmiddel (krudt, f.eks.) og en primer (den eksplosive hætte), alt sammen i en metalpakke. Patroner danner grundlaget for de fleste moderne skydevåben. Den bagudgående bevægelse af pistolens bolt aktiverer også dets udkastningssystem, som fjerner den brugte skal fra emhætten og driver den ud af en udstødningsport. Vi diskuterer dette mere detaljeret senere. Men først, lad os se på, hvordan alt dette fungerer - i en revolver.

Revolvere

Klik på aftrækkeren for at se, hvordan en revolver affyrer.

I det sidste afsnit, vi så, at en patron består af en primer, et drivmiddel og et projektil, alt i en metalpakke. Denne enkle enhed er grundlaget for de fleste moderne skydevåben. For at se, hvordan dette fungerer, lad os se på en standard dobbeltvirkende revolver.

Denne pistol har en roterende cylinder, med seks ridebukser til seks patroner. Når du trækker på aftrækkeren på en revolver, der sker flere ting:

• I første omgang, aftrækkeren skubber hammeren bagud. Når det bevæger sig baglæns, hammeren komprimerer en metalfjeder i pistolmassen (håndtaget). På samme tid, aftrækkeren roterer cylinderen, så det næste sædekammer er placeret foran pistolløbet.
• Når du trækker aftrækkeren helt tilbage, håndtaget frigiver hammeren.
• Den komprimerede fjeder driver hammeren frem.
• Hammeren smækker i primeren bag på patronen, tænder primeren.
• Primeren sætter drivmidlet i gang.
• Det eksploderende drivmiddel driver kuglen ud af pistolen ved høj hastighed.
• Indersiden af ​​tønden har en spiralrille skåret ind i den, som hjælper med at dreje kuglen, når den forlader pistolen. Dette giver kuglen bedre stabilitet, når den flyver gennem luften og øger dens nøjagtighed.

Når drivmidlet eksploderer, patronhuset udvides. Sagen forsegler midlertidigt sele, så al ekspanderende gas skubber frem frem for bagud.

Naturligvis, denne slags pistol er lettere at bruge end en flintlås eller et slagvåben. Du kan indlæse seks skud ad gangen, og du skal kun trykke på aftrækkeren for at affyre. Men du er stadig ret begrænset:Du skal trække i aftrækkeren for hvert skud, og du skal genindlæse efter seks skud (selvom nogle moderne revolvere kan rumme 10 runder ammunition). Du skal også skubbe de tomme skaller ud af cylindrene manuelt.

Lad os nu se på, hvordan våbenproducenter adresserede ulemperne ved at bruge revolvere.

Maskinpistoler og pistolsystemer

I 1800 -tallet, pistolproducenter designet en række mekanismer til at løse de problemer, der er forbundet med begrænset affyringsevne. Mange af disse tidlige maskingeværer kombinerede flere tønder og affyringshamre til en enkelt enhed. Blandt de mest populære designs var Gatling pistol , opkaldt efter sin opfinder Richard Jordan Gatling.

Dette våben - det første maskingevær, der vandt udbredt popularitet - består af seks til 10 kanontønder placeret i en cylinder. Hver tønde har sit eget støde- og fyringsstift. For at betjene pistolen, du drejer en håndsving, som drejer tønderne inde i cylinderen. Hver tønde passerer under en ammunitionstragt , eller karruselblad , når den når toppen af ​​cylinderen. En ny patron falder ned i sædestykket, og tønden læsses.

Hver tændstik har en lille cam hoved der griber fat i en skrå rille i pistolens krop. Da hver tønde drejer rundt om cylinderen, rillen trækker stiften bagud, skubber ind på en stram fjeder. Lige efter at en ny patron er ilagt i sele, fyringsnålen glider ud af rillen, og fjederen driver den fremad. Stiften rammer patronen, skyder kuglen ned i tønden. Når hver tønde drejer rundt til bunden af ​​cylinderen, den brugte patronskal falder ud af en udstødningsport .

Gatling -pistolen spillede en vigtig rolle i flere kampe fra 1800 -tallet, men det var først i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, at maskingeværet virkelig etablerede sig som et våben at regne med.

Gatling -pistolen betragtes ofte som en maskingevær, fordi den skyder et stort antal kugler på kort tid. Men i modsætning til moderne maskingeværer, det er ikke fuldautomatisk:Du skal blive ved med at skrue, hvis du vil blive ved med at skyde. Det første fuldautomatiske maskingevær er faktisk krediteret en amerikaner ved navn Hiram Maxim. Maxims bemærkelsesværdige pistol kunne skyde mere end 500 runder i minuttet, giver den ildkraften på omkring 100 rifler.

Grundtanken bag Maxims pistol, såvel som de hundredvis af maskingeværdesign, der fulgte, skulle bruge magten fra patroneksplosionen til at genindlæse og genåbne pistolen efter hvert skud. Der er tre grundlæggende mekanismer til at udnytte denne kraft:

• Rekylsystemer
• Blowback -systemer
• Gasmekanismer

I de næste par afsnit, vi vil diskutere hvert af disse systemer.

Machine Gun Recoil Systems

Klik og hold aftrækkeren nede for at se, hvordan en rekylpistol skyder. For enkelthedens skyld, denne animation viser ikke patronen, ekstraktions- og udstødningsmekanismer.

De første automatiske maskingeværer havde rekylbaserede systemer . Når du driver en kugle ned ad tønden, kuglens fremadgående kraft har en modsat kraft, der skubber pistolen bagud. I en pistol bygget som en revolver, denne rekylstyrke skubber bare pistolen tilbage mod skytten. Men i en rekylbaseret maskingevær, bevægelige mekanismer inde i pistolen absorberer noget af denne rekylkraft.

Her er processen:For at forberede denne pistol til at skyde, du trækker stødebolt (1) tilbage, så det skubber i bagfjeder (2). Det udløse sear (3) griber fat i bolten og holder den på plads. Fodersystemet fører et ammunitionsbælte gennem pistolen, ilægning af en patron i selehulen (mere om dette senere). Når du trækker i aftrækkeren, det slipper bolten, og fjederen driver bolten frem. Bolten skubber patronen fra støtten ind i kammeret. Boltens tændstik på patronen antænder primeren, som eksploderer drivmidlet, som driver kuglen ned i tønden.

Løbet og bolten har en låsemekanisme, der fastgør dem sammen ved stød. I denne pistol, både bolten og tønden kan bevæge sig frit i pistolhuset. Kuglens kraft anvender en modsatrettet kraft på tønden, skubber den og bolten bagud. Når bolten og tønden glider baglæns, de bevæger sig forbi et metalstykke, der låser dem op. Når stykkerne adskilles, det tøndefjeder (4) skubber tønden fremad, mens bolten fortsætter med at bevæge sig bagud.

Bolten er forbundet til en udsugning , som fjerner den brugte skal fra tønden. I et typisk system, emhætten har en lille læbe, der griber fat i en smal kant ved bunden af ​​skallen. Efterhånden som bolten rykker tilbage, emhætten glider med den, trække den tomme skal baglæns.

Boltens bagudgående bevægelse aktiverer også udslyngningssystem . Ejektorens job er at fjerne den brugte skal fra emhætten og køre den ud af en udstødningsport .

Når den brugte skal ekstraheres, fodringssystemet kan indsætte en ny patron i seleen. Hvis du holder udløseren nede bagfjederen driver bolten mod den nye patron, starter hele cyklussen forfra. Hvis du slipper aftrækkeren, sværen griber fat i bolten og forhindrer den i at svinge fremad.

Machine Gun Blowback Systems

Klik og hold aftrækkeren nede for at se, hvordan en blowback-action-pistol affyrer. For enkelthedens skyld, denne animation viser ikke patronen, ekstraktions- og udstødningsmekanismer. Se afsnittet "Machine Gun Feeding:Belt System" for at finde ud af, hvordan disse komponenter fungerer.

EN tilbageslagssystem er noget som et rekylsystem, bortset fra at tønden er fastgjort i pistolhuset, og tønden og bolten låser ikke sammen. Du kan se, hvordan denne mekanisme fungerer i diagrammet herunder.

Denne pistol har en glidebolt (3) holdt på plads af en fjederdrevet patron magasin (5), og a udløsermekanisme (1). Når du skubber bolten tilbage, det udløse sear (2) holder den på plads. Når du trækker i aftrækkeren, såret frigør bolten, og fjederen driver den frem. Efter at bolten kamre patronen, tændstiften sætter primeren i gang, som antænder drivmidlet.

Den eksplosive gas fra patronen driver kuglen ned i tønden. På samme tid, gastrykket skubber i den modsatte retning, tvinge bolten bagud. Som i rekylsystemet, en udsugning trækker skallen ud af tønden, og ejektoren tvinger den ud af pistolen. En ny patron står i kø foran bolten lige før fjederen skubber bolten frem, starte processen forfra. Dette fortsætter, så længe du holder aftrækkeren nede, og der kommer ammunition ind i systemet.

Maskingevær Gas Systemer

Klik og hold aftrækkeren nede for at se, hvordan en gas-action-pistol affyrer. For enkelthedens skyld, denne animation viser ikke patronen, ekstraktions- og udstødningsmekanismer. Se afsnittet "Machine Gun Feeding:Belt System" for at finde ud af, hvordan disse komponenter fungerer.

Gassystemet ligner tilbageslagssystemet, men den har nogle ekstra stykker. Den vigtigste tilføjelse er et smalt stempel fastgjort til bolten, som glider frem og tilbage i en cylinder placeret over pistolløbet. Du kan se, hvordan dette system fungerer i diagrammet herunder.

Denne pistol er stort set den samme som en, der bruger blowback -systemet, men eksplosionens bagkraft driver ikke bolten bagud. I stedet, det forreste gastryk skubber bolten tilbage. Når bolten svinger frem for at affyre en patron, den låser sig fast på tønden. Når kuglen når ned i tønden, de ekspanderende gasser kan bløde ind i cylinderen over tønden. Dette gastryk skubber stemplet bagud, flytte den langs bunden af ​​bolten. Glidestemplet låser først bolten op fra tønden, og skubber derefter bolten tilbage, så en ny patron kan trænge ind i sædebenet.

De diagrammer, vi har præsenteret, viser kun bestemte eksempler på, hvordan disse systemer fungerer. Der findes hundredvis af maskingeværmodeller, hver med sin egen specifikke fyringsmekanisme. Disse kanoner adskiller sig også på en række andre måder. I de næste to afsnit, vi ser på nogle af de vigtigste forskelle mellem forskellige maskingeværmodeller.

Maskinpistolfodring:Fjeder- og tanksystem

En af de største forskelle mellem forskellige maskingeværmodeller er læssemekanismen. De tidlige manuelle maskingeværer, såsom Gatling -pistolen, brugte en enhed kaldet ammunitionsbeholderen. Beholdere er bare metalkasser, der indeholder løse individuelle patroner, der passer oven på maskingeværsmekanismen. En efter en, patronerne falder ud af beholderen og ind i seleen. Beholdere kan indeholde en god mængde ammunition, og de er lette at genindlæse, selvom pistolen skyder, men de er temmelig besværlige og fungerer kun, hvis pistolen er placeret med højre side opad.

Beholdersystemet blev erstattet af bælte-fodret system , som hjælper med at kontrollere ammunitionens bevægelse ind i pistolen. Ammunition er indeholdt på et langt bælte, som operatøren har, eller er indeholdt i en pose eller æske. Efter en runde er affyret, det bevæger sig af vejen, og en ny runde glider på plads.

Et andet system er fjederstyret blad . I dette system, en fjeder skubber patroner i et magasinhylster op i seleen. De vigtigste fordele ved denne mekanisme er, at den er pålidelig, let og let at bruge. Den største ulempe er, at den kun kan rumme en relativt lille mængde ammunition.

Læs mere om bæltesystemets fordele.

Tunge bælte-fodrede maskingeværer, normalt monteret på et stativ eller et køretøj, kan have brug for mere end én operatør. Individuelle tropper bærer normalt lette våben, med forlængelige bipods eller stativer for stabilitet. Mindre automatpistoler, der bruger patronmagasiner, klassificeres som automatiske rifler, slaggeværer eller maskinpistoler. I generel forstand, udtrykket "maskingevær" beskriver alle automatiske våben, herunder disse mindre våben, men det bruges også til at beskrive tunge bælte-fodrede kanoner specifikt.

Machine Gun Feeding:Belt System

Topdiagram over en fælles fodermekanisme.

For ren mængde ammunition, det bæltesystem er normalt den bedste løsning. Ammunitionsbælter består af en lang række patroner fastgjort sammen med stykker lærred eller, oftere, fastgjort med små metalled. Våben, der bruger denne slags ammunition, har en fodermekanisme drevet af boltens rekylbevægelse.

Det Bolt (1) i denne pistol har en lille kamrulle (5) oven på den. Når bolten bevæger sig, kamrullen glider frem og tilbage i en lang, rillet foder cam stykke (2). Når kamrullen glider frem, den skubber foderkammen til højre mod a vende tilbage (6). Når kamrullen glider baglæns, fjederen skubber knasten tilbage til venstre. Fødekamarmen er fastgjort til en fjederbelastet pal (8), en buet griber, der hviler oven på ammunitionsbæltet. Når kam og håndtag bevæger sig, palen bevæger sig ud, griber fat i en patron og trækker bæltet gennem pistolen. Når bolten bevæger sig fremad, den skubber den næste patron ind i kammeret.

Fodersystemet driver ammunitionsbæltet igennem patronstyr (2) lige over sædebenet. Når bolten glider frem, toppen af ​​den skubber på den næste patron i rækken. Dette driver patronen ud af selen, imod kammerrampe (3). Kammerrampen tvinger patronen ned foran bolten. Bolten har en lille udsugning, som griber fat i bunden af ​​patronhylsteret, når patronen glider på plads. Når patronen glider foran bolten, det trykker på fjederbelastet ejektor (6).

Når brændestiften rammer primeren, drev kuglen ned i tønden, den eksplosive kraft driver betjeningsstangen og den fastgjorte bolt bagud. Når skallen rydder kammervæggen, ejektoren springer fremad, skubber skallen ud af pistolen gennem udkastningsporten. Dette system lader dig skyde kontinuerligt uden genindlæsning.

Klik og hold udløseren nede for at se, hvordan laste- og udkastningssystemet fungerer.

Maskinpistolens grundmekanisme har været den samme i mere end hundrede år, men pistolproducenter tilføjer løbende nye ændringer. Et moderne design omdannes fra en kasse til en pistol med et enkelt tryk på en knap [kilde:Sofge]. Ud over, nye lette håndvåbenteknologier ( LSAT ) er lavet af lettere materialer, der kan reducere vægten af ​​maskingeværer og deres ammunition med 40 procent.

Uanset om du nogensinde har holdt et maskingevær eller endda set en, denne kraftfulde enhed har haft en dybtgående indvirkning på dit liv. Maskinpistoler har haft en hånd med at opløse nationer, undertrykker revolutioner, at vælte regeringer og afslutte krige. På ingen måde usikre vilkår, maskingeværet er en af ​​de vigtigste militære udviklinger i menneskets historie. For yderligere oplysninger om maskingeværer og relaterede emner, gå til links på den følgende side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer raketdrevne granater
• Sådan fungerer Flintlock Guns
• Sådan fungerer bedøvelsesvåben
• Sådan fungerer neglepistoler
• Sådan fungerer Paintball
• Hvordan fungerer en lyddæmper på en pistol?

Flere store links

• Discovery Channel:"FutureWeapons"
• Kalashnikov AK -stedet
• PKM -maskingeværet til generelle formål
• Infoplease:oversigt over håndvåben
• rec.guns ofte stillede spørgsmål

Kilder

• AAI. "Letvægts håndvåben-teknologier." Http://www.aaicorp.com/pdfs/lsatps09-09-08.pdf.
• Populær mekanik. "Top 5 højteknologiske våben til næste generations infanteri." Http://www.popularmechanics.com/technology/military_law/4273222.html.
• Spiegel, Kori. "Letvægts håndvåben -teknologier." Http://www.defensereview.com/stories/aailmga/Army%20Science%20Conf%20_3A_.pdf.