“Suum Cuique”——小议改AR的思路与AR原始设计
二战战后，立足于前辈设计师的成熟设计涌现出的优秀武器层出不穷，作为脱胎于前辈设计的AR与AK则更是影响了下一代设计，不严谨的讲上世纪后期的轻武器设计某种程度上是基于两者思
二战战后，立足于前辈设计师的成熟设计涌现出的优秀武器层出不穷，作为脱胎于前辈设计的AR与AK则更是影响了下一代设计，不严谨的讲上世纪后期的轻武器设计某种程度上是基于两者思路的再延伸。本文就对于改AR的几个方案谱系来简单做讲解顺带分析AR的原始设计。
要说明的是，改AR不是指简简单单更改调整导气方式或者复进结构的改造方案，而是笔者对结构上进行大改只保留AR式多突笋枪机，在自动机血缘上具有亲缘关系的一类方案的称呼。
作为承接斯通纳设计的“具有官方精神的同人”——AR18，则是一个重要但是并不出色的代表设计，AR18抛弃原本的切削铝制机匣采用降低成本的冲压钢制机匣，内部上导气方式也是采用了杆撞式活塞导气代替气吹式原理，为了枪托折叠AR18放弃原始设计上的缓冲管（buffer tube），由两根导杆组成的复进装置移植到BCG（Bolt Carrier Group枪机组以下为了偷懒部分简称BCG）上方起到复进和引导BCG运动的作用，复进装置导杆穿过BC（Bolt Carrier 机框以下部分简称BC）互相配合连接，造型上由原始的圆形BCG配合为冲压工艺方便的矩形机匣变为方形，但导柱（Cam Pin/导转突笋……）的限制方式不再是依靠机匣壁而是变为机匣左侧的导槽进行限制，钢制导槽有效减轻了铝制机匣楔紧带来的额外摩擦阻力，但导槽的设计排污能力较差，AR18机匣密封性和刚度并不如AR15的原始设计，这个情况则是难以忽略的问题，包括作为直接继承自动机设计的SA80都直接取消掉这个导槽改为导轨配合Cam Pin进行限位。
（BCG的外形和拆解）
（作为核心设计的天桥式复进装置）
（导槽设计）
在多方面的缺憾因素下AR18还是很快被历史的潮流推进下被水淹没不知所措，但其中后来者对AR18 机框的优化设计却直接统治了很大一部改AR的自动机思路。
没错，就是G36，德国人造枪比踢世界杯造诣了得
G36的自动设计上直接脱胎于AR18，原始设计上AR18的“天桥式”双导杆结构不但要充当BCG运动的引导而且还作为复进簧导杆，多个动作受力都由两根细长导杆承受，强度则会留下一定缺憾，在这同时左侧导杆会因为运动能量消耗要比要比右侧导杆要更大（导柱依靠左侧导槽限位），两根导杆的受力不一致，考虑到AR18内部结合并不是很紧密，一连串因素造成的问题就不单单是强度寿命的设计缺憾，可靠性和精度都要顾此失彼。
HK的设计团队自然敏锐的发现并摒弃这一设计问题，对自动机设计上做出极大修改，首先外观上“拍瘪”厚度，剔除多余的形状改成四四方方的规则矩形方便BCG的加工和工艺处理。
放弃冲压机匣包覆BCG运动改为内部是典型四条枪机导轨的塑料机匣，上方两条较粗的导轨负责配合BCG的上方宽凹槽对自动机形成一个紧密的配合，有效放缓BCG的运动过程。下方两条导轨补足AR18下方只有一半的引导缺憾，保证引导过程的整体平稳性，使自动机质心不会出现活动偏移，降低力偶干扰，以提高射击精度。
（G36自动机的自动过程）
（G36机匣内部的枪机导轨，相对于AR18冲压厚度较薄的钢制机匣，HK较厚的塑料机匣刚度和强度都非常有助于降低射击时的振动，机匣的塑料材质配方自带润滑，进一步降低摩擦阻力）
复进装置改为置后单个较粗的复进簧导杆并增设一个缓冲器进一步缓解后座能量，两部分开受力剔除AR18自动机在运动过程中对两根引导杆直接多方面受力造成的强度隐患。
BC向前延长一部分最前方加装一个可左右变换方向的随动固定拉机柄，方便左利手或右利手随时进行切换。
（拉机柄随动且固定还能变换左右某种程度上十分迎合TG的取向了）
相对于7个突笋的AR Bolt，G36的Bolt去掉一个闭锁突笋(Lugs)，增厚增大剩下的6个突笋保证寿命和强度
Bolt仍是传统Cam Pin配合机匣壁进行限制对位节套，但是接触面改为平面与机匣内嵌的钢制接触面配合进行限制，行程末端自然释放Cam Pin跟随BC导引槽进行闭锁，从接触材料上最大程度减小楔紧带来的影响。
（内部去掉钢制接触面的机匣）
谈到G36系统最大的隐患，也正是出在这个性质超前的塑料身上
隐患在于射击时由于G36身管是依靠后端卡位前端螺母压实的固定结构，节套是直接接触塑料机匣，高温会影响塑料材质变形难免牵连固定结构，造成松动降低的结构的刚度和强度造成精度影响，对于精度射击来说一个稳固的平台是必不可少，结构紧实程度的一点降低都会让枪管遭受额外的干扰。虽然就HK的实验和实际使用上而言这点只能说是停留在理论上，但对G36的改进都是更替部分金属件补强，直至最后的终极改进HK433仍然是绕回金属机匣的路子，大概HK仍是觉得塑料机匣对于步枪来说并不是完全稳妥适合的做法。
（HK433对于SCAR和其思路效仿者颇有一番Form社“教你做仁”的意思。）
当然引领另一潮流的不光有靠对自动机大幅度修改的G36，也有另辟蹊径的FN SCAR——自动机结构上SCAR改良源于HK G36系统，优点大部分虽然亦同G36的设计，细节却处处体现FN团队极为自FNC以来极为扎实的改良设计能力。
首先G36导气系统上HK不满意原始AR18活塞撞杆前段槽状的“活塞套”反向包覆的设计，原始AR18的“活塞套”设计为了减少Gas Block（导气箍）的直接受力照顾加工能力低下的厂方保证强度，复杂的“活塞套”结构和机匣内的导槽设计一样排污困难还会增加摩擦阻力降低可靠性。
（AR18活塞系统的专利文件，可以看出来这种结构清理也是件麻烦事）
技术和材料能力极强的HK团队在G36的设计上直接改为传统Gas Block包覆活塞，动力活塞带动一根细长的单纯撞杆的简单结构，保证动作的可靠性。
到了SCAR的设计团队，他们去掉了G36导气系统相对于其他系统上过细的活塞杆，动力活塞也改良采用一定程度上降低撞击振动的膨胀活塞直接接触BCG带动开锁，既巧妙的规避了活塞杆的强度问题，又免去对于FN来说吃力不讨好的材料问题。
SCAR的自动机上，把G36原设计上左右可动的固定拉机柄作为BCG的一部分并继续延长一段长度增加引导的行程，两者引导行程的变化主要是BCG质量变化的因素，SCAR的BCG较重于是延长这段距离达到一个平稳的状态，G36的BCG轻则反之。通过增加BCG的质量提高开锁能量克服恶劣环境下的可靠性，这是SCAR能比AR15可靠性（相对因素）好的主要原因。
（可以看出BCG设计极为相像，但Bolt上SCAR是典型的AR式Bolt，不难想象HK以前就这事还起诉过FN。）
SCAR出于同样原因摒弃掉G36塑料机匣内衬钢制部件的设计，上机匣直接用回6061铝材质的金属机匣，以规避上面讲到塑料材质带来的刚度强度缺乏的情况，内部BCG直接继承G36和AR式直面闭锁突笋的易加工优点，外部形状线条极为简约，机匣整体形状“直来直往”尽可能不做出起伏不定的复杂形状，简单的液挤型材二次加工就相对于传统AR较复杂形状的锻胚省料省时省力，从而成本重心可以放在一些重要部分的工艺处理。
（外形跟铝制窗户差不多的机匣，实际上很多AR机匣去掉辅助助推柄，并不是大众普遍认为没用，单纯只是一些厂子考虑加工方便节省成本）
内部的钢制件直接依靠不易松脱的Torx螺丝（就是汽车等等行业常见的梅花头螺丝）直接组装上去，省去一般冲压机匣不可避免要再经过通过焊接等等手段固定内导轨等部件，这些方面突出SCAR设计思想上为提高经济性降低成本的考虑，也引来不少后来的厂商纷纷效仿，树立一种类型的标杆设计思想。
（工厂的粗胚到成品，可以想象到加工成本是多低）
（比如CZ805也是一个SCAR设计的追随者，特点在于没有使用钢制导轨直接进更一步省，依靠铝制机匣直接接触钢制BCG）
（HK433机匣的阶梯形状就并不太方便，经济性肯定不会有SCAR类枪支会更好，然而另一方面上看比前者要更纤细紧凑的多，具体为什么设计成这样还是有待HK官方对技术资料的公布，就是笔者完全受不了搭配上那个新品HK mag的造型，工业设计风格的品味都快能和东映的皮套设计师年年强奸观众审美的程度相提并论）
任何设计都存在缺憾，被热捧的SCAR亦然，我们上文说到FN SCAR的BCG质量偏大就带来不少问题，缓冲簧底座底座受力要比一般设计大的大的多，据之前就有传说过底座被冲裂的情况，而且这个问题很难彻底被解决掉。
（SCAR尾部的底座固定方式依靠螺丝比较单薄，对高于水平的后座能量的承受能力要打个问号。）
BCG质量偏大的另外一点坏处，不光是对底座强度是个考验，更高的动能直撞机匣传导到上方镜座的振动，这股客观产生的振动相对于正常7.62平台的平均程度要高出一截，一些较重较为精密光学瞄具就因高水平的振动影响瞄具内部结构的寿命，比如前段时间9hole团队采访某厂工程师就提到过很多镜子往往要比在其他枪上更容易提前损坏（那个视频可以忽略那个前绿帽子的吹水，专门看工程师的部分）。
我们能发现自动机上列举的几个方案无一例外都针对AR的楔紧问题做出了相应的措施。究其根源，如果对于“改AK”的命题而言是围绕在“如何让AK提高精度”，对于“改AR”这一命题则很大一部分就是围绕在“如何提高AR的可靠性上”。
AR结构可靠性的根本就出在楔紧问题。
「由斜面(或螺旋面)作用产生侧向分力而引起的附加举擦现象称为楔紧。如果闭锁支撑面不自锁（笔者注：闭锁支撑面自锁参考AK的平面推动）,在开锁前自由行程中主动件（笔者注：主动件就是说机框）因受到自开锁侧向分力作用而产生楔紧;如果主动件是通过闭锁斜面或螺旋面直接带动从动件复进的,则不仅在复进过程中产生楔紧，而且在后坐到位撞击反跳时也会产生楔紧。这种锲紧作用会使运动构件所受到的摩擦阻力增加，主动件能最消耗加大.结果不仅影响动作可靠,而且还会使运动面磨损加剧。」———节选《自动武器结构设计》2.5.3楔紧现象与消除楔紧的措施
（简单讲机框上曲线是一个单纯的斜线，运动中导柱会顺“斜坡”下从而产生这股分力）
具体到AR的自动过程中，导柱一侧配合机匣限位会因为这股分力，使导柱压迫机匣壁增大摩擦阻力，与此同时AR的BCG是被机匣包裹在里面滑动，主要由四条接触面接触，而刚铝两种材料的摩擦性能并不优良，运动能量的损失会进一步提高，这些因素会把楔紧的影响动作可靠性的程度再提升。
这一点对于传统AR结构只要是没有经过特殊设计或者像改AR那样进行修改设计，都是无法克服的根本症结问题，不是说改了活塞导气还是什么天顶星导气法“可靠性”就提高了。
其他方面，像是柯尔特这样生产技术极差的承包商，生产成品军规AR机匣与BCG品控控制较烂，内部结合并不紧密，加大污物进入的可能性，与设计理论初衷背道而驰，对可靠性的影响就会雪上加霜。
（我们从这个润滑指南中，能看出BCG运动运动磨损的部位）
（Geissele公司生产的SR25升级套件，注意导柱接触一侧用螺丝拧上钢片，有效从材料上减轻楔紧问题。）
自动机楔紧虽然是AR系统可靠性上的根节问题，几十年的改进方案上大多都是简简单单通过更换接触部分的材质或者重新设计导柱减轻楔紧问题，在这其中AUG的设计可谓是比较独到。
AUG自动机的限位方式比较特别，是在机头后方增设一个机头卡笋（Bolt Teeth）限制机头转动
自动机运行至节套机头卡笋被阻挡在节套外释放枪机，枪机导柱便跟随机框上的曲线槽完成闭锁。
曲线槽行程仍然是单纯的斜面所以仍就会发生楔紧，但区别在于限制方式的改变使楔紧不会直接作用机匣壁而是作用在机框上以规避影响自动机运动的可能，可以说十分巧妙的做到利用机头卡笋的主要作用一石二鸟。
笔者再举一个反面例子，韩国的K2步枪核心自动机构是移植AK式长程活塞嫁接到缩短的传统AR BCG上，很多比如WIKI都指出此举设计是能提高AR的可靠性，然而K2从设计上没有解决真正影响AR结构运作的楔紧问题，K2步枪为了枪托折叠和AR18一样去掉了托芯更改复进装置，区别在于不光活塞杆取自AK系统复进装置也是如此，同时缩短了BCG的长度降低了BCG质量比，打下容易发生撞击反跳的基础。
「撞击反跳——运动构件与固定构件碰撞或一小质量构件与一大质量构件碰撞时,运动构件或小质量构件产生反向运动的称为撞击反跳。」——节选《自动武器结构设计》2.5.2开、闭锁工作面的结构；一、传速比与碰撞的概念； 2.碰撞的概念
这样就埋下一个严重的安全隐患——反跳走火。
浮动击针没有相应的保险措施限制移动，如果此时发生运动反跳机框和击针运动方向相反则可能会因击针撞击弹底走火——甚至说闭锁不完全炸膛。原始AR15设计上是依靠缓冲器的惯性体和BCG的高质量比多方面防止这种情况的出现。
SIG迅速召回自家拳头产品的MCX改进增加击针簧和击针限位措施就是旨在相同的原因（只有击针簧效果有限，但也比没有强），而K2是三者措施均不存在。
（基本的击针簧都没有，很难想象怎么至今没出现安全情况……）
其他方面虽然好在存在一个对活塞杆的约束(说白了就是活塞筒)，但活塞杆与机框活动分离的结构，从整体上没法保证结构强度，这也是为什么MCX GEN1时代BCG与复进机构活动可分，而到了GEN2时代的设计就不光增加支撑面积、后端还增加了圆形支撑抵消应力。
而且K2在机匣右侧开出抛壳窗和一条拉机柄槽反而是丧失了一般AR机匣的抗污能力。可以说总体上K2是普遍水平堪忧的东亚国家设计中一个比较不太靠谱的典型“OOC同人”。
（MCX GEN1和2的直接对比，可以看出相对于AR18直接套上的复进机构，MCX依靠支架连接即使是AR结构上有效缓解一定的动力偶因素带来负面影响，GEN1的设计仍没法太保证结构程度，甚至说GEN2改成固定形式也只是相对减轻问题）
（另外K1也是同样的问题，依靠Gas key(机框导气孔)上的一小块拉动复进装置强度十分堪忧，而且也和K2一样没有保险措施防止反跳。）
改AR遭受热捧一大原因，除了几乎厂商必备标榜可靠性超越AR外，就一定要谈一谈几乎都被炒热所谓“模块化”。所谓的”模块化“到底是个什么玩意？
我们首先明白的是——“模块化”是通过枪械提高各部件的独立性和高可操作性来达到实现降低改造难度和后勤成本的目的。
拿SOCOM对6.5Creedmoor（以下简称6.5CM）弹测试举例。
测试发射平台直接就是在M110这样的AR的基础上进行口径向下兼容套件升级，升级过程只需要更换合适的BCG、枪管、导气系统和针对新弹药供弹路线进行优化的弹匣或者简而言之只需要更换一个上机匣。
(6.5CM平台就是要求直接在像是SR25和SCAR这样的模块化平台进行升级)
相对不存在模块化特征的平台，向下兼容就是一件极为麻烦的过程，比如AK就需要返厂卸下铆钉和老的前节套，接着再重新对新的节套定位钻孔打铆钉，最后再拿几吨重的机器重新压管，耗费的人力物力无异于造了一只新枪，而这些工作对于模块化平台来说只需要一个台钳和一套工具和替换套件，对比下模块化平台的后勤人力成本优势完胜。
（卡厂的工人正在拆除AK节套上的固定梢，这还只是个开始，而模块化平台可以完全免去这些繁琐的工作）
说白了，模块化基础的大前提就是设计特征能降低或者零门槛动手DIY改造。
（测试中的6.5CMSCAR）
这些特征SCAR做到了，但AR做到的更早更好。
SCAR的上下机匣枪管螺接身管节套一体等等部件独立化的特征，早在几十年前尤金斯通纳就在AR15上整合出来的设计大同小异，包括他本人后面的称作模块化的斯通纳63。并不是AR不具备模块化而是斯通纳没这么称呼AR，AR也不是依靠半世纪来的市场就能达到这个高度，而是其设计非常迎合个人用户在后勤单位或者在家动手改造的需求。
“模块化”对于改进潜力的意义绝不是一些网络观点臆断没有必要的奇巧淫技，往往这些观点从一开始就把技术已经成熟概念也不新鲜，某种角度上讲也是冷战前后一代轻武器典型发展特征的“模块化”和现代新兴的“刻意模块化”二者相混淆
现代所谓以SCAR为代表的模块化思路或者说比较靠谱的“刻意模块化”是对AR身上已经相当成熟的“模块化”特征进行再延伸，牺牲掉一部分灵活性，重新规划各个模块的独立结构，来达到相对于AR平台方便组装目的。
放在现实来讲，SCAR的护木直接随机匣一体成型，避免需要考虑护木和机匣的连接强度也节省相当一部分材料，但是这也失去护木更换能力，延长也是件麻烦事； SCAR的Gas Block固定于身管，一方面讲相对于AR拆管流程免去几个步骤和一些工具，另一方面讲固定的Gas Block不能够对应不同管长、口径灵活调节Gas Port（导气孔）位置，优化后座和机头寿命。
笔者观点看来SCAR这些设计思想上仍是以稳固和经济性为前提的“刻意模块化”，虽然失去灵活性但是仍然具有相当的可取长处，真正意义上毫无意义的“模块化”设计思路不是这类“刻意模块化”而是基础上出来主打战场条件下几秒快拆的一些产品（就是现在一些小厂都爱吹的噱头），牺牲各部件的稳固性，结果稍有设计不甚结构松动就是对精度等等性能指标的绝对影响，这种设计理念不光想当然而且有悖Mli Spec坚固耐用的需求。
（比如澳大利亚人在F90的设计上就去掉AUG原始设计上算是靠谱的快拆身管设计都直接改为固定身管提供与机匣的紧密的配合）
说到这不难明白为什么MK16为首的5.56模块化项目被SOCOM频繁打入冷宫，对于他们的价值观上看“刻意模块化”降低一定拆装是没有任何受众需求，相反他们更在意灵活性带来几乎无限改造潜力的AR平台，楔紧问题虽然是AR结构的根源性原因，但是AR在保证制造工艺的前提（所有结构都是这样）下可靠性足够优秀，所以很多人看来更应该保持AR原始结构的精度潜力而不是为了一个“理论缺憾”造成的有限影响“因小失大”
（某404网站上这类跟AK横向对比泥浆测试视频真的数不胜数）
更极端的很多比如说Shrek这样的AR原教旨爱好者眼中无论是改AR甚至是活塞AR全部是“OOC”同人，都没有原始设计符合他们的喜好。
（作为老资格SOF Operator的Shrek本人就没少埋汰一波SCAR）
说了那么多绕来绕去其实就一个点——AR精度高。为什么？
这就需要从AR自动机的力学结构再做简述：AR的BCG在其闭锁击发后，灼热的燃气从Gas Tube（导气管）通过Carrier Key（机框导气孔）引入由Gas ring（闭气环）构成的气室获取后座能量推动机框在走过一段3毫米自由行程后迫使导柱跟随机框上引导曲线带动枪机开锁
(海军陆战队步枪手教材详细的开闭锁描述）
（加拿大良心柯尔特C8A2的剖面高速视频）
通过自动过程就能明白既并不像其他一般杆撞式短活塞(比如G36 )或者活塞直接撞击机框（比如SCAR）带动导柱开锁运动的自动机实际的运动质心偏上，也不像AK那样一体式长活塞杆是运动质心偏上前方，由于特殊的气吹自动方式，机框引导被放在枪管轴线上，运动质心正好处于枪管轴线上，这样就不存在因为上方撞击引导因动力偶产生的向后仰俯，复进机构置后依靠惯性体吸收一部分后座能量配合较长距离的引导尽可能放缓BCG运动，使动作避免剧烈干扰射手和传导更高的机匣振动。设计上整套运动和受力全部围绕在枪管轴线上，理论规避任何上下或侧向的多余力矩导致自动机出现质心偏移枪管轴线造成的精度影响。
（一般的活塞导气式结构，引导撞击产生的动力偶造成的向后仰俯会让自动机整体质心出现偏移的情况，向下的压力会对枪机导轨尤其是铝制导轨的寿命是一个威胁，而且一定程度上BCG的仰俯还会带动枪口的指向朝上）
作为系统核心的AR式直面多突笋枪机，转动角较小，加工形状简单，各个对称的闭锁突笋在射击时承受的闭锁压力更为平均，保证发射时不受因闭锁受力不匀导致弹头偏心，保证射击的一致性，复进中枪机以枪管轴心为中心呈圆周状撞击节套，不会出现偏向一方影响射手的情况。
（AR式多突笋枪机优势众多，缺点无法避免，除了开锁时单个突笋支撑面积相对双突笋或者说三突笋枪机较小，闭锁击发时受到来自弹底的剪切力尤其在连射条件下寿命并不是很好看，对材料的要求较高。）
（机枪用途使用多突笋枪机的很少，毕竟单个突笋体积较大的三突笋设计也并不完全承受得了美军或北约对于机枪的连发测试，但靠谱方案也不是没有比如HK的MG5，BCG采用平面推动限制，枪机多加了一排突笋分散受力）
AR在多方面对自动机力学上保证精度的最大先天加成，这也是为什么说AR平台是步枪自动机精度方案的最优解设计（没错，没有之一），任何大的改动这个优秀的先天条件都会丧失。
（AR的托芯设计将BCG行程放在托芯内部缩短了机匣长度，成功让机匣尺寸变得紧凑，但也带来AR系统实际使用的一个最大缺点——枪托不能折叠，有些设计就想通过移植AR18式复进装置让出这个空间，基本无一例外像上文提到的MCX一样，为了折叠枪托这一个可有可无的“最大缺点”造成一连串问题，远不如现在流行的保留托芯的紧凑AR更合适）
这里再扩充一点，对于活塞AR来说，更改自动方式的好处是能够显著降低内构结构工作温度，LV就特别喜欢在视频里演示把手指头伸入射击过后的416机匣内，BCG上像是抽壳勾这样脆弱的零件负担下降同时，优点在于较好的提高了连射能力，缺点在于活塞撞击产生的振动比DI结构对身管的“客观干扰”程度更高，系统部件并不紧密的结合设计也容易影响振动的一致性，更多的外因干扰破坏了传统气吹AR力学结构，丧失了先天极佳的精度优势，而且Gas Block的体积缩小较为困难，难以满足现在流行的Low Profile配置。
（对比活塞AR和传统气吹AR的BCG尾段，活塞AR加工更为“圆润”，如此之举是出于对托芯的保护）
（HK416的BCG同样存在一个“圆润”的尾部）
对于活塞AR来说也不是没法追上，结构上看AR15的上机匣是包覆式结构，BCG被包裹在机匣内侧，主要由四条接触面接触侧面空开间隙在中滑动，结合相对紧密这首先就提供了一个运动的限制环境，异向力矩对BCG的运动影响相对较小，完全可以靠配件工艺枪管材质等等后发努力弥补，最终气吹还是活塞优势劣势选择那种全在个人选择（所以才会有AR用户内部党争）。
（比如HK416通过加长螺接部分提供更高的连接稳固程度，气吹AR同样适用这种改造。）
综上所述，现代武器的设计是一个价值观辩证的过程，对于一些用户来说保持AR原始的最优解是最佳选择，可能对于其他用户来说活塞AR和改AR更符合他们的需求。与现实相结合，一取一舍之道，各宜为其所得，才是设计的本质。
脱离现实，追求不切实际的所谓“完美“，结果终归只会是镜花水月一场闹剧而已。
以上。w
