QJG02式14.5mm单管高射机枪

高射机枪由枪身、枪架、弹箱、弹链和附件组成。枪身由枪管组件、机匣供弹机组件、自动机组件、复进发射机组件和枪尾组成。枪架由摇架、托架、下架和座椅构成。

枪管组件由制退器、枪管、导气装置、提把和节套组成。机匣供弹机组件由机匣、受弹器盖轴、曲拐部件、受弹器座轴、受弹器盖和受弹器座组成。自动机组件由枪机、击针、带动销和枪机框组成。复进发射机组件由发射杠杆、阻铁杠杆、阻铁、发射机座、发射杆、发射杆簧、导杆挡圈、复进簧导杆、复进簧导管和复进簧等组成。

摇架主要由摇架本体、高低齿弧、卡箍、左右缓冲机、抛壳板、弹链导套、平衡簧和瞄准架等组成。托架主要由托架本体、夹紧机、高低机,方向机、左右脚蹬等部件组成。下架主要由左腿、右腿、后腿、结合轴和调侧倾装置等组成。

该枪采用导气式自动方式。由于导气式自动方式在我国14.5mm高射机枪上首次采用，其使武器结构简化，气体能量调节方便，确保在不同环境条件下使用可靠。为减小火药燃气冲量影响，该枪设有自动机后坐到位缓冲和枪身前后双向缓冲机构，并尽量减小活塞到枪管之间的距离，同时配置了膛口装置。膛口装置具有制退、消声和消焰等功能，其尺寸还满足使用脱壳弹的要求。

该枪采用枪机回转闭锁方式。闭锁时，枪机上的闭锁凸笋和节套上的凸笋相啮合，以承受膛内压力。节套固定在枪管后部，改善了机匣受力状况，使机匣得以采用冲铆焊件，从而大幅度减小武器质量。

该枪采用后坐一次供弹和5发一节可散弹链。枪机框为供弹的主动件，其上的曲线槽带动曲拐转动，曲拐带动拨弹杠杆摆动，由此带动拨弹滑板左右移动以拨弹。供弹机构简单可靠。通过调换曲拐、转换座、拨弹齿、脱弹齿和阻弹齿的装配位置，可改变枪身左右供弹方向，以便于枪身上车、上机和上舰。该枪左右供弹机构已获国家专利（专利号：94112381）。

复进发射机构为双复进簧、双阻铁和杠杆拨动发射机构。双复进簧平行配置，减小了纵向尺寸，且受力左右对称。双阻铁降低了自动机对阻铁的撞击力，从而提高了阻铁使用寿命。横置的发射杠杆拨动发射杆前移，带动阻铁解脱自动机。复进发射机构具有结构简单可靠和发射力小的特点。

高射机枪的摇架是联接枪身和机枪高低回转的主体，为铝合金变截面梁的框架结构。其后方有导轨，前方有左右缓冲器并通过卡箍与枪身联接。螺旋扭转弹簧平衡枪身起落质量。摇架具有结构新颖、受力对称、质量小及工作可靠等特点。

托架是联接摇架和机枪方向旋转的主体，采用单墙体结构。墙体上的左右卡箍固定摇架的耳轴；转动高低机手轮，摇架会带动枪身一起呈高射状态或平射状态。托架上还有螺旋杠杆式高低与水平方向制动机构。下压夹紧手柄，高低与水平方向被同时制动，用力踩左脚蹬具有同样功能；在实际操作时，瞄准后踩左脚蹬瞬时制动，踩右脚蹬击发，这一设计有利于捕捉战机。该机构能自行补偿磨损间隙，结构新颖，已获国家专利（专利号：94112382）。左、右脚蹬都能旋转调整，以适应射手不同的腿长。

下架为三腿低架座式，是全枪质量的载体。下架和托架采取圆锥面结合，凸轮快速锁紧机构。其结构简单，分解结合方便，能消除磨损间隙，利于提高射击精度。前两腿（左腿、右腿）可调侧倾，便于在起伏不平地形作战。“Y” 形前驻锄抓地，平行滑移时后驻锄导引，平射时既能吸收后坐能量，又稳定射击方向，利于提高射击精度。

全枪造型美观，使用操作方便，人机工程好，质量小，精度好，可靠性高；不用专门工具便能迅速分解成枪管组件、机匣供弹组件、摇架、托架和下架等5大部件以便于单兵携行；机动性好，环境适应性好；全枪能进行换件修理，维护及修理性、经济性较好。

减小全枪质量 75式14.5mm单管高射机枪（质量140kg）和80式14.5mm单管高射机枪（质量216kg）质量均较大，而新型高射机枪质量必须大幅度减下来，质量不大于75kg。方案阶段初期，全枪质量85.6kg，与达标差距相当大。

为此，研制组在保证全枪性能的前提下，注重设计合理的结构，如设计了后坐一次供弹机构和同时制动机构，减少了零件数；将复进簧、缓冲簧与机匣平行配置，缩小了全枪外形尺寸；多处采用冲焊结构以及冲铆结构，提高了工艺性；简化结构并紧凑尺寸，如简化高低机结构，去掉枪管前支撑，减小机匣铆焊件高度尺寸、减薄机匣导轨厚度，加大受弹器盖减轻槽尺寸，在受弹机座上挖减轻孔和扩大枪机框漏弹口等。使武器质量下降。

与此同时，还采用轻合金材料以达到减小质量并满足指标要求的目的。早在研制原理性样枪时，就注重使用铝合金材料。摇架本体、瞄准架、高低机本体与手轮、方向机本体与手轮以及座椅管等主要专用件都使用了铝合金材料。到方案评审时的样枪，枪架铝合金专用件共69种，占枪架专用件总数的18.8%。正样机制成后，枪架铝合金专用件上升到73种，占枪架专用件总数19.1%。枪身也适量使用了轻合金，如采用钛合金材料。

采取以上措施后，全枪质量出现了两次飞跃，第一次减轻5.45kg，第二次又减轻7.14kg。最终正样机全枪质量73kg，满足了要求。

提高射击精度 指标要求高射机枪精度不低于现役14.5mm高射机枪。研制初期的射击密集度值为100m处R 80>50cm，达标难度相当大。

为解决精度达标问题，研制人员首先在武器结构设计上下工夫，注意改善全枪受力状况。如变原来的弹性枪架为缓冲枪架；设计双复进簧、双缓冲簧；枪身前后双向缓冲；导气室中心线靠近枪膛轴线以减小火药燃气冲量矩；设置膛口制退器及滑移式后驻锄等，尽可能使全枪受力对称，减小受力、撞击和枪口跳动；控制各连接件的间隙，以提高全枪的联接刚度，减小枪口摆动。同时还不断优化复进簧、缓冲簧的参数，改变下架腿的长度及截面尺寸，以获得较理想的全枪刚度和动态匹配关系。合理的结构设计，使武器达到良好的射击精度。

为攻克精度关，军械工程学院的专家们通过建立有限元动力学模型及分析、试验模态分析和枪口动态响应测试及分析等，对机枪动力学匹配关系、机枪固有特性、机枪响应特性、机枪激励与响应的谱分析、机枪射击稳定性和机枪射击适应性等6个方面进行了专题研究，对样枪改进结构提出了许多宝贵的意见，也对提高样枪射击精度起到了很好的指导作用。

膛外炸壳 高射机枪研制试验中发生了2次膛外炸壳故障，这是绝对不允许产生的严重故障，必须根除。分析故障产生的原因有两条：

（1）早开锁，即枪机框复进到位碰撞后反弹导致提前开锁。提前开锁时膛内压力高，弹壳承受不住高膛压而炸裂。

（2）惯性击发（早发火），即在枪机复进到位、未闭锁时击针惯性前冲击发枪弹底火。

当时样枪的击针和击针体的总质量过大，可能会造成惯性击发。后将击针改为整体结构，减小了质量并增加回针簧，但因其质量仍偏大，又发生了第2次膛外炸壳故障。

研制人员对所采用的惯性子防反跳机构进行分析研究，建立力学模型，研究在开锁前自由行程阶段枪机框和惯性子的耦合运动规律以及无惯性子时枪机框的运动规律；分析与验证惯性子的作用时机、质量、行程及惯性子簧参数变化对枪机框运动的影响。经过理论分析和试验测试，表明枪机框复进到位后的反跳运动处于开锁前的自由行程之内，并且在85°高射角这一极不利状态下射击时枪机都不会提前开锁。

因此，惯性击发是产生膛外炸壳的原因。为避免因惯性击发引起第3次炸壳故障，重新设计了击针，其质量再次减小。经过综合寿命试验射弹考核，不再出现膛外炸壳故障现象。

此后，为彻底解决惯性击发问题，设计了新结构，保证在没有完全闭锁时击针尖不突出于弹底窝平面，不接触底火。从结构上杜绝了惯性击发，根除了膛外炸壳问题。

枪管开裂 高射机枪在摸底试验和初样机鉴定试验中，枪管的高温高压区段出现纵向裂纹。

纵裂发生后，研制人员多次开会研究对策，并邀请了航空航天大学、兵器工业52研究所等单位的材料、工艺和失效分析专家共同进行分析、试验和研究，最终找出导致枪管开裂的原因：

（1）枪管材料中含有大量夹杂物（硫化锰、氧化铁、氧化铝），一定程度上降低了材料的机械性能。

（2）枪管材料的低温性能差，低温条件下耐冲击韧性大幅度降低。

（3）枪管经精锻加工后材料各向异性突出，横向冲击值仅为纵向冲击值的 1/8～1/10。

（4）靠近弹膛的膛线起始部位严重烧蚀，产生裂纹源，在交变应力作用下不断扩大，并与夹杂物周围的微裂纹连通、扩大，最终导致枪管开裂。

针对枪管开裂原因，采取了以下解决措施：一是更换枪管材料，使用低温性能好的材料；二是使用精炼材料，提高枪管材料的质量级别，以严格控制夹杂物的含量；三是调整和优化枪管精锻工艺，提高材料横向冲击值，缩小与纵向冲击值差距，保证材料有良好的综合机械性能。

落实以上措施后，枪管未再出现开裂。开裂问题得到解决。

枪管寿命 枪管寿命合格是指初速下降率、射击密集度、横弹孔和椭圆弹孔满足规定要求。自1960年56式14.5mm 穿甲燃烧弹弹头壳由铜材改用覆铜钢材后，枪管就存在初速下降率高、横弹孔和椭圆弹孔超过规定要求问题。研制中的新型高射机枪比56式14.5mm高射机枪的射速高，枪管壁厚也薄，热容量小，其烧蚀程度更厉害，阳线磨损更快，所以初速下降率更大，出现横弹孔和椭圆弹孔的时机更早，枪管寿命问题更突出。

为解决枪管寿命问题，对枪管的锻造工艺、热处理工艺和镀铬工艺做了许多改进、优化工作，摸出相对合理的锻造比和锻造前后基体硬度变化情况，恰当地调整了热处理规范，使基体的机械性能和硬度处在较佳的范围之内；投资改造生产线，用电酸洗工艺代替落后的老酸洗工艺，提高了镀铬前预处理质量，增强了铬层和基体金属的结合力；加大镀铬的电流密度，缩短镀过度铬层的时间，增加镀硬铬层的时间，使硬铬层加厚；改电镀后整体去氢回火为弹膛端局部去氢回火等。这些措施提高了枪管的耐磨性和抗烧蚀能力，对解决初速下降、横弹孔和椭圆弹孔问题起到了一定的作用。

研制中注重采用新技术和新工艺解决枪管寿命问题。为此，将激光强化先进技术应用到内膛加工上，显著提高了枪管内膛的耐磨性，对解决初速下降、横弹孔和椭圆弹孔问题起到了很大的作用。采取上述措施后，枪管未出现横弹孔和椭圆弹孔问题，射击密集度和初速下降率均满足要求，枪管寿命问题得到解决。

研制中，高射机枪做了数十次试验。这些试验都是解决技术难题，改进产品设计，鉴定武器性能和保证研制质量不可缺少的重要环节。

重要的试验有摸底试验、正样机试验、设计定型试验和部队试验。

4.1摸底试验

正样枪鉴定试验 是在工程研制阶段重点解决了枪管开裂和寿命问题、勤务操作方便性、部分零部件强度与寿命，以及进一步稳定射击精度和提高机构动作可靠性之后，为转入设计定型阶段而进行的鉴定性试验。试验内容有：静态检查、动态测试、精度试验、环境模拟试验和综合寿命试验。试验结果是：射击精度满足指标要求，环境模拟试验机构动作可靠，零部件无破损，寿命试验无故障，故障率为零，寿命后精度满足要求；寿命后未出现横弹孔和椭圆弹孔，初速下降率满足要求。经专家组综合评定，认为已达到指标规定和使用要求，可转入设计定型阶段。

4.2设计定型试验

4.3部队试验

高射机枪研制成功，全面达到指标要求，无任何遗留问题，是各参研单位共同努力的结果。研制工作自始至终得到上级领导机关重视，得到论证部门、兵器试验中心、参试部队、军代局及驻厂军代室的大力支持，得到军地专家的热情指导和帮助。