百年狙击步枪发展史话·第5节
现代专业狙击步枪标准的建立者——M40步枪（上篇）
作者：候知健
图：M40A1步枪
导语：
美国人认为M40A1步枪才是第一种现代狙击步枪，如果从狙击步枪作战效能的发展跨度来看这种说法确有其道理。但在M40A1枪与镜的组合之间，瞄准镜的进化才是带来突破的最大原因。
一：M40步枪在平台设计上压倒对手M70而获胜
M40是雷明顿公司R700步枪成为海军陆战队制式装备以后的编号。R700能在与M70的竞争中获胜，从外因上说首先是温彻斯特公司糟糕的营销手段破坏了自己的品牌形象，大大减小了R700在竞争中受到的非技术性干扰和阻碍。实际上在装备研制、竞争过程中，诸如决策层的感情偏向或是私下的利益交换等因素对最终结果的影响远远超过一定程度内的指标性能差距，这一点即使是西方国家也未能尽免其俗。
而从内因上说，R700步枪的研制时间更晚，参照对象更多，设计指导理论更先进准确；这种后发优势使它在设计制造过程中对制造成本的优化非常到位，在保证精度性能与M70相比毫不逊色的同时，用更低的成本实现了结构功能上比M70先进一代的设计。
图：左为M70枪机，右边的R700枪机将整个弹壳底部都包裹在内
R700与M70两者枪机在基本结构设计上都是德国毛瑟步枪家族的变种。不过R700从一开始就去除了约束供弹功能，简化结构降低成本的同时还可以获得更高的精度性能。但是至今有不少美国人还在纠结这个问题，推出了各种半约束供弹改型的第三方R700枪机。此外由于R700整个枪机前端在闭锁以后都会被包裹在枪管内部，因此一旦发生炸膛，理论上它的安全性比传统毛瑟步枪会要高不少。这也是M70在简化结构采取类似设计后宣称枪机变得更加强壮的原因所在，不过当时M70的老客户们对此多不买账。
二战工业水平的司登冲锋枪和85冲锋枪为减低成本采用了圆管结构的机匣，由于设计、工艺问题导致的外观丑陋和故障率高、安全性差等问题，常常被人谑称为“管子工作品”。R700步枪同样属于管子工流派，不过论及工艺水平、功能完善性和安全性，它与前者相比就是泥云之别了。事实上R700正是依靠着管子工的成本优化优势，逼的M70在营销竞争中连出昏招，先是丢失民间市场，继而简化工艺自砸招牌，丧失军队订单后更是一蹶不振。
图：R700步枪的机匣就是一截厚壁圆管
R700很巧妙的把机匣功能划分成了两个部分：在枪管和机匣中间设置一块下面为方形的厚钢板，承担机匣在枪托中定位安装、将后座力传递给枪托的功能。而只负责容纳、引导枪机运动的机匣本身，则成功简化为单纯的圆筒结构，可以直接使用厚壁无缝钢管作为原料，加工量和成本都大大降低了。R700在枪机和机匣上省钱的同时，在枪械的安全设计和人机工程上下足了血本。
M70的保险机构只干涉击针释放，而且操作也很不方便，在右手不离开握把的情况下，用拇指将保险手柄从内向外操作非常困难。而R700采用了一套零件颇多、结构颇为复杂的模块化扳机系统，在生产工艺和装配上成本都相当高。它不仅具备力度、行程可调的功能，而且保险机构的动作在通过干涉阻铁偏转阻止击针释放的同时，也干涉了扳机的偏转。尤其是R700的保险手柄操作非常方便，右手不离开握把就能用拇指前后拨动自如操作。
图：R700的模块化扳机组件，结构复杂，功能完善。
从历史背景上看，无论是出于对新兴市场的利润追逐，还是为了躲避连绵不断的内乱与战争；从十九世纪开始，欧洲的大量资本、科学和工程专家都流向美国，对美国的工业体系发展进化起到了极为关键的作用。实际上一、二战后美国之所以能获得极为惊人的发展速度，关键原因就在于它掠夺式的吸纳了欧洲几百年文明的精华成果。
这些进步在枪械的发展上则表现在两个方面：首先是材料水平和工艺精度的普遍显著提升——无论是枪械还是弹药，而这正是决定武器系统精度水平的最根本工业能力基础。另一方面美式步枪的内在结构设计也开始出现了明显的欧洲风格，各种精密复杂的部件结构开始大量出现。M70与R700这两款相差近30年左右的步枪产品，在结构设计上的差异正好反映了美式步枪受欧洲风格影响的程度。
由于R700系列原本是针对民用市场的运动步枪，对于长期在恶劣环境下粗暴使用的情况完全欠缺考虑。在高温、高湿度的越南战场上，尚未进行过针对性改进的M40步枪将其环境适应性上的不足暴露的淋漓尽致。典雅的高级木材枪托吸水膨胀后接触枪管、使自由悬浮设计失效；结构复杂的扳机系统其行程和力度设置容易漂移、失效，并且因为锈蚀故障导致整枪无法使用；枪管的锈蚀也非常厉害。M70也有类似的问题，但是由于扳机结构极其简单，因此可靠性要明显好得多，越南战场上不少狙击手在M40故障后又被分配使用M70。
1977年，从M40A1开始，R700系列步枪完成了从民用运动步枪向军用步枪的转变：枪托材料变成了玻璃纤维增强塑料，没有品位也没有格调；但是它几乎不吸水不膨胀，对于各种环境的耐受和适应性都非常好。枪管材料从碳素钢变成了不锈钢，彻底杜绝了枪管锈蚀。扳机部件通过改进表面处理工艺大幅度改善了其抗磨损、防锈蚀与保持调节好的机械状态的能力。后来R700系列中的高端型号上，扳机系统的部件更是进一步采用了表面镀镍工艺。
图：R700步枪与M70步枪机匣对比
尽管R700步枪在越南战场上故障累累，但是海军陆战队使用它在远距离上创造的卓越战绩仍然折服了使用M21半自动狙击步枪的陆军。只是由于军种之争的文化和行政惯性使然，口嫌体正直的陆军在定制自己的M24步枪时，非常傲娇的在具体设计上刻意做出了许多区分以示自己的武器更为先进、更加高级：比如枪托材料额外使用了更高级的碳纤维和凯夫拉纤维，枪管膛线从6条变为5条，机匣和枪机更长等等。这其中真正有实用意义的改进，估计也就是可调长度的枪托底板可以更好的适应不同射手的体型差异罢了。
二．早期变倍瞄准镜的投入应用
在光学工业上，美国在二战后一跃成为顶级强国。这使步枪瞄准镜可以采用更大的镜片尺寸、更为复杂的光学结构设计，并获得更高的光学/机械精度和使用寿命。事实上从30年代开始，限制狙击步枪作战性能的最大瓶颈就一直在瞄准镜的测距方式设计和产品性能上；而正是依靠瞄准镜性能的一再突破，美国先后将狙击步枪的实用射程提升到接近六百米、乃至于今天的一千米开外。
M40步枪采用的是雷德菲尔德公司的3-9 x 40自动测距瞄准镜，它和海军陆战队此前采用，尤其是在M70步枪上采用的8 x 31 Unertl瞄准镜一样，都是针对民间射击市场开发的产品。和后者相比，雷德菲尔德瞄准镜的研制年代较晚，技术起点较高；尤其是二战以后，美国接收了包括人员、资料、直到半成品光学胚件在内，难以计数的德国光学工业财富，极大的提升了自身光学工业能力。
图：3-9 x 40自动测距瞄准镜
这种自动测距瞄准镜在设计定位上和8 x 31 Unertl瞄准镜完全不同，它并非用于靶场那种靶标距离已知、连大小形状都没什么变化的精度竞赛射击，而是针对野外的狩猎射击而开发。作为射击目标来说，野外动物的体型大小、出现距离都并不确定；而且它们也很少傻乎乎的将自己整个身体置于暴露性的环境当中，而是更喜欢寻找隐蔽物来掩护自己。而作为野外的猎人来说，黄昏、凌晨甚至是明亮月光下的夜间，都有可能是他们的行动时间。
图：前置分划与后置分划在光学结构上的差异
在这种复杂多变的条件下，瞄准镜必须要具备两种能力才能获得令人满意的观察、瞄准效果。它既要看的广，拥有足够大的观察范围；又能够对近距离的小细节进行特别细致的分辨，对远距离的目标也能看的足够清楚；哪怕是光线不足的时候，也能有比较好的观察效果。
为了满足这些自相矛盾的需求，雷德菲尔德瞄准镜采用了3-9倍的变倍设计。这样既能兼顾高放大倍率带来的远距离观察能力，又能在低倍率下形成足够大的视野。仰仗于物镜尺寸的直径提升到40毫米，雷德菲尔德瞄准镜3倍放大时在91.4米上的视野直径达到了11.5米，在9倍放大时也有3.85米；而此前的8 x 31 Unertl瞄准镜视野只有3.35米，最大相差超过3倍。
尤其是在昏暗的环境下，人的瞳孔直径会放大到5~7毫米以接受尽可能多的光线；因此瞄准镜必须保证光线在透过物镜以后，投射在目镜上的光斑仍然能达到与此相当的直径。8 x 31 Unertl的黄昏因素（物镜直径除以放大倍率）不到3.9，根本不能满足要求。而3-9 x 40瞄准镜在接近6倍放大倍率时，仍然可以达到人眼的最大光线接受能力（黄昏因素为7）；但是由于缺少类似苏联SVD步枪瞄准镜上的分划照明设计，射手很容易看不清分划，明显破坏了瞄准速度和准确性。
图：前、后置分划放大后的差别
三．雷德菲尔德瞄准镜的自动测距功能
和定倍瞄准镜相比，变倍瞄准镜增加了一组变倍透镜；这也带来了一个新问题：分划应该放在它之前还是之后？前置的分划会随着瞄准镜的倍率调节而同步放大缩小，这使它与目标的大小比例不会随着倍率改变；只要知道目标或者参照物的尺寸，射手可以在任意倍率下完成测距。
但随之而来的问题则是它很容易在低倍率下过于纤细看不清楚，而高倍率下又过于粗壮干扰观察和瞄准。而后置分划在倍率改变以后，分划大小并不变化。避免了前置分划缺陷的同时，它也有自己的问题：由于分划与目标的大小比例并不固定，它只能在特定倍率下完成测距。
雷德菲尔德瞄准镜的自动测距功能，则是依靠前后置的双分划实现的。它的主分划——也就是一个类似“丰”字形的瞄准线仍然是后置的；顶端设置有两条平行的测距标尺，其间隔对应18英寸（0.46米）。狩猎瞄准镜中18英寸是个相当常见的测距标准，因为它代表了多数成年鹿从脊背到腹部的高度。而前置读数分划负责提供目标和射手之间的测距结果，由一个带有距离刻度的透明塑料长片制成，越靠近上方字体越小、刻度越密集。
图：如果此时测距分划正好卡住18寸参照物的话，下方的500码读数就代表测距结果
射手在测距时，首先需要找到一个高度在18英寸左右的参照物——比如一个敌方士兵从肩部到腰带的躯干部分，并将其放置在测距标尺之间。随后他要不断调节放大倍率，直到参照物的上下端正好被测距标尺卡住。由于倍率越高视场越小，随着倍率的增加，读数分划底端被遮蔽在视野以外的部分也会越来越多，反之亦然。当射手用测距标尺卡好参照物时，视野边缘处的刻度便代表测距的结果，射手无须计算过程就可以直接得到数字。
当时美国陆军M21步枪上使用的ART瞄准镜，其主体正是来自这款雷德菲尔德瞄准镜；区别在于ART瞄准镜取消了前置读数分划，将其替换成了外置的弹道调节机构与变倍环联动。这使它避免了雷德菲尔德瞄准镜的一个重要原始缺陷：透明塑料分划在炎热环境下高强度使用以后，高温和反复的冲击振动会使其产生严重的变形和浑浊，严重干扰正常使用。在莱瑟伍德（ART瞄准镜设计者）光学公司后来的文件中，甚至用“经常在越南的高温下融化（...and often melted in the heat of Vietnam）”的措辞来描述这种现象。
图：M40瞄准镜的测距结果可以直接读取
必须承认，雷德菲尔德瞄准镜的读数分划从直观经验上看就给人很不牢靠的感觉；而这种设计实际上是当年光学水平有限下的无奈之举。因为数字都是一些造型复杂、而且不延伸到视野以外的线条，无法单独形成完整的受力结构，只能在透明材料上采用蚀刻、或者粘贴工艺形成图案。然而当时的光学玻璃材料和镀膜工艺技术还很有限，在镜片数量增加以后要保证光线衰减少是一件成本非常高、或者根本就做不到的事情。尤其是为了隔绝外界避免霉变，采用蚀刻或者粘贴工艺成型的图案往往要做在两块镜片粘合的内表面上，整个分划板的厚度相当大，可以超过10mm。
雷德菲尔德当时采用长条透明塑料制造前置的读数分划，就是试图减少透光率损失的设计：长条可以占据最少的视野面积，而具备良好弹性的塑料不会在后座带来的冲击振动下断裂。当然在上世纪90年代以后这样的设计就显得毫无必要了，比如莱瑟伍德光学公司推出的复刻品中，就将前置分划改成了镀膜光学玻璃镜片。
除了读数分划的问题以外，雷德菲尔德瞄准镜还存在一些其它的缺陷。最严重的问题是它提供的测距范围只在200-600码（183-549米）之间，对于精度性能非常优异的M40步枪来说，600码的距离远远无法发挥枪械平台的实际有效射程。此外作为上世纪60年代技术水平的产物，当时的变倍瞄准镜机械和光学精度都很有限；变倍误差很明显，不同倍率下命中点偏移较大。
四．新的10x Unertl瞄准镜
使M40A1性能出现突破性提升、将有效射程提升到接近800米左右的改进，是依靠更换新型瞄准镜实现的。从光学结构上看，新的的10x Unertl瞄准镜很有些开历史倒车的意味——它是一款固定放大倍率的产品。
图：10x Unertl瞄准镜，注意它中部左侧没有视差调节手轮，目镜前方也没有倍率调节环
作为一款晚了十几年、材料工艺起点都高的多的产品，又少了变倍镜组及其调节机构的拖累，以牺牲功能性为代价的10x Unertl瞄准镜在可靠性、寿命——尤其是最关键的精度表现上改善非常显著。这种反差造成的“变倍”与“定倍”观念之争，一直在西方狙击手中持续了20余年；直到21世纪才因为光学工业的大幅进步，最终以变倍派取胜告终。
但是真正关键性的突破还在于10x Unertl瞄准镜的密位点分划设计，极大的增强了狙击手的测距能力。实际上从上世纪30年中期开始，M70这种精密制造、采用悬浮枪管和敏感扳机的高精度步枪出现以后的40年内，困扰狙击步枪实际射程的最大瓶颈一直都是测距能力。
图：密位点分划
10x Unertl瞄准镜的分划仍然采用的是金属丝设计。两根垂直相交的金属丝组成十字线，金属丝的底端焊有长条的金属薄片，用以在视野中形成粗壮的黑条，指引射手的视觉注意力到瞄准镜视场的中心位置。在两条金属丝的中心区域上，均匀分布着被称为密位点的细小金属圆珠。从十字线中心起，每个方向4个密位点，每两个圆珠中心之间则恰好等于1密位。值得注意的是，十字线中心本身也算作一个密位点。
由于水平和垂直方向上都存在着将瞄准线均匀划分成10个密位的刻度，在任意距离上，只要视野中存在任何一个尺寸已知的参照物——哪怕是只知道高度或者长度（比如参照物部分被遮挡的情况下），射手都可以非常准确的得到距离。事实上通过密位点、密位标尺一类方式进行精确测距，其数据的准确程度仅次于激光测距仪；而且在可能存在树枝、草叶等物体干扰激光束的复杂环境下，它的可靠性是无可取代的。
五．刘坡尔德Ultra M3A 10x42瞄准镜
10x Unertl瞄准镜在M40A1步枪上虽然应用最早，但并非最佳选择，属于过渡性质的装备。后来M40A1步枪又逐步更换了刘坡尔德 Ultra M3A 10x42瞄准镜，它在结构和功能上更为完善，不仅自身的机械/光学精度更高，而且带有像差消除机构。
SSG 69步枪
和很多人想象的不同，相当多瞄准镜都只在特定的距离上才能实现最准确的瞄准；比如和同类武器相比，奥地利SSG-69步枪在近距离的相对精度表现反而不如远距离出色。其原因就是它使用的ZF-69瞄准镜在设计上只能存在一个特定的无像差瞄准距离；这个距离上，目标成像在经过物镜系统以后能准确的聚焦在瞄准分划所在的平面上，射手不会因为像差而形成瞄准误差。
图：有像差调节系统的瞄准镜，可以让目标透过物镜的成像始终恰好聚焦在分划板上
就像人站在体重秤上看指针一样，由于指针和表盘之间存在高度差；人头靠左多点或者靠右多点，指针指向的读数就会有明显的差异，这就是视觉误差。瞄准镜中的十字线就像体重秤的指针，目标透过物镜的成像就如同表盘，而像差就是指标与表盘之间的高度差。当瞄准镜本身存在像差时，射手因为无法非常精密的把瞳孔中央对准瞄准镜轴线，看到的瞄准点其实就一定是歪的，只是幅度大小有所不同。
根据设计定位，ZF-69选择了600米作为无像差距离。其它距离上由于成像在分划平面的前方或后方，射手在瞄准时会不可避免的形成视觉误差。尤其是在1-200米较近距离上像差变化很大，SSG-69处于一种枪准、但射手瞄不准的状态；在600米距离上枪的准确性虽然下降了，但因为射手瞄的很准，总体精度表现更好。而Ultra M3A 10x42瞄准镜则通过视差调节机构，彻底消除了这种弊端，无论远近都能进行精确的无视差瞄准。
传统的视差调节方式主要有两种，第一种是直接移动物镜组的位置，使物镜组的成像正好与分划板重合。这种被称为可调物镜（AO）的方式做起来不需要添加额外的镜片，只需要将物镜组做成活动镜头，通过旋转就能控制物镜前后位置变化。由于结构非常简单，成本极低，因此在低端瞄准镜上相当常见。
但是由于密封性不好、不易耐受强烈冲击，瞄准镜前端非常容易被意外碰到破坏调节状态，而且在调节视差时狙击手动作幅度过大破坏瞄准姿势。因此军用瞄准镜上这种前端调焦形式的视差调节机构是非常罕见的，多见于低端的民用瞄准镜。比如下图就是一款针对5.6毫米运动步枪开发，最大射程在200码的低端瞄准镜；射手在完成测距以后，只要将物镜拧动到相应刻度即可消除视差。
图：前端调焦式瞄准镜的物镜组，可以拧动
Ultra M3A 10x42瞄准镜的视差调节机构采用了侧调焦设计，这种设计并不直接改变物镜组的位置，而是通过添加一组位置可调的凹透镜，来调节物镜组的成像位置。它的优点是只需要在瞄准镜中部侧面设置一个手轮，因此开孔很小便于密封，也难以出现误操作的情况，而且调节时不破坏瞄准姿势。但由于要在瞄准镜非常狭窄紧张的内部空间中多增加一组透镜和调节机构，侧调焦设计在设计制造上带来的难度和成本都更高。
带侧调焦的瞄准镜会在中间部位有三个调节钮，通常左侧是调焦钮
密位点分划带来的高度灵活、精确的测距功能，以及视差调节结构带来的任意距离上可以进行精确瞄准的功能，为狙击手对800米以内目标进行精确射击奠定了先决条件。M40A1步枪能被称为第一款现代专业狙击步枪，有两个原因。第一在于它首先兼备了这种枪械/弹药具有高精度、并且能将这种精度在各种作战环境中、面对各种距离上的目标都能有效发挥出来的能力。第二个原因在于密位点测距方式的计算非常繁琐，对射手的数学、尤其是几何基础提出了很高的要求，需要长期、艰苦的高级专业训练才能使射手用起来又快又准。实际上今天的每一个现代狙击手，都是大半个专业测绘人员。
结语：
美国能够成为现代专业狙击体系的建立者和引领者，他们所仪仗的并不仅仅是强大的工业实力；更多的是注重对实战经验教训的有效总结，并据此积极的对作战装备和训练体系进行改进。不论对于哪个国家来说，这样的传统都是值得尊重和学习的。
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写的，幸亏硬盘里还有原稿，本来是打算写一本书的，后来觉得这事儿实在费力不讨好，就烂尾了。。。。。。。
