6.8mm美軍次世代班用武器最保守設計獲勝 對世界武器發展有何影響?

2022年4月19日美國陸軍宣布次世代班用武器(NGSW)標案勝出得標者是西格&紹爾(SIG Sauer)!原型槍定名為XM5突擊步槍以及XM250班用機槍,如果測試順利將會取代掉現役的M4突擊步槍與M249班用機槍。

步兵班用自動武器(squad automatic weapon,SAW)是陸軍最基層的火力,通常由突擊步槍與班用輕機槍組成,並統一口徑減少後勤需求。1970年代起,因為步兵交戰距離縮短,以及為了增加彈藥攜帶量,5.56 mm口徑成為美軍班用武器的標準口徑,使用至今超過50年!

但美軍近年來卻突然加速汰換5.56 mm口徑武器的「次世代班用武器計畫」(Next Generation Squad Weapons,NGSW),並且火速通過原型槍的決標!除了武器性能的考量外,更是美國「國家戰略」轉變的有力證明!

什麼是次世代班用武器計畫?

美軍自從 1953 年和 1964 年,分別研發出 7.62 x 51 mm子彈口徑的 M14自動步槍,以及 5.56 x 45 mm子彈口徑的 M16突擊步槍後,7.62 mm與5.56 mm這兩種口徑,便成為北約(NATO) 標準彈藥沿用至今。參閱:為何子彈打到人體後 入口小洞 出口卻變成一個大洞?

7.62 mm彈藥的優點為威力大、有效射程遠,但後座力強影響連續射擊,子彈大又重造成攜彈量少。美軍根據實戰經驗,要求突擊步槍甚至班用機槍子彈要遠小於7.62 mm子彈的重量與口徑,讓士兵能攜帶足夠彈藥,於是選擇5.56 mm子彈成為班用突擊步槍與輕機槍的標準口徑。還影響了前蘇聯為首的華約集團,也推出5.45 mm小口徑的突擊步槍。

不過美軍在實戰中發現,5.56 mm彈藥後座力小且攜彈量大,但大多數彈藥型號有效射程較短、部分彈藥型號制止力不足。且5.56 mm子彈面對越來越普及的防彈背心與軍用陶瓷防彈插板,貫穿力漸漸不敷所需!

而且由於光學瞄準具的普及,美軍發現步兵戰鬥的距離越來越遠,例如在阿富汗的戰鬥中,常常需要射擊在5~600 m外的目標,而非5.56 mm子彈推出時預設的3~400 m,當然準度與威力都達不到原本水準。

實際上美國軍方在十多年前就有更換班用武器彈藥口徑的呼聲,沒想到從2003年起擴大的伊拉克與阿富汗「反恐戰爭」,除了消耗大量軍費,反美游擊隊與恐怖份子幾乎不會穿防彈背心,因此研發新班用武器與彈藥的需求被無限期擱置。

直到美國前總統川普上台後,美國的國家戰略從反恐轉回到「大國競爭」,到了拜登總統時期「反中抗俄」更已經是美國的基本國策,朝野共識,不會隨政權更迭而輕易轉變!美軍未來勢必將面對大量配發防彈頭盔、防彈背心的中國或俄羅斯正規軍,汰換5.56 mm的NGSW計畫立刻加速推動!

 M4 carbine Assault rifle
▲M4系列突擊步槍經過不斷改良,美軍仍認為需要全新口徑武器取代。    圖片來源

決選競標廠商有哪些?

美國陸軍於2021會計年度正式編列,研發與採購「次世代班用輕武器」的1.1億美金(7540萬研發與3580萬首批採購費)的標案預算。NGSW標案經過激烈的競標,有三家廠商進入最後決選,分別是德事隆系統(Textron Systems)、西格&紹爾(SIG Sauer)、通用動力(General Dynamics),於2021年交付樣槍給官兵測試,預計2022年決定獲勝廠商,並獲得一份8年生產14.5萬支6.8 mm 突擊步槍與班用機槍的合約。

2022 年 1 月,美軍宣布溫徹斯特(Winchester )獲得了生產彈藥的合約,不過因為三家廠商推出的子彈差異甚大,所以在決標前,該公司也不知道未來將生產何種類型的6.8 mm子彈。

美國陸軍也表示,即使2022年順利決定獲勝廠商,開始大量生產槍枝,但是彈藥可能供應不上,因為密蘇里州的美國陸軍彈藥廠(Lake City Army Ammunition Plant),要將產能完全轉換為量產6.8 mm彈藥,大概需要至少3年甚至4年,亦即就算NGSW標案的6.8 mm突擊步槍與機槍立克配發部隊,最順利的情況要到2026年左右才能充分的供應NGSW彈藥。

在新彈藥供不應求下,又要維持戰備,如果美軍在2025年前爆發或介入正規戰爭,許多單位仍將繼續使用M4突擊步槍和M249機槍。

NGSW 三家廠商設計總覽圖
▲NGSW 三家廠商設計(突擊步槍、機槍、瞄準器、子彈)總覽圖,文後會詳細說明。
M4 M249
▲NGSW的6.8mm彈藥預計短期內不敷所需,2025年前如爆發正規戰爭,許多美軍單位應該繼續拿著M4與M249作戰。

美國次世代班用輕武器的開發難度在哪?

美軍希望NGSW能在中距離擊穿可防禦7.62 mm穿甲彈的4級防彈板,以及在600 m處能殺死穿防彈背心的敵軍。這顯然是歸納實際戰場經驗得來的教訓:現在的5.56 mm突擊步槍對付600 m外的敵人,就算用穿透力較佳的M855A1彈藥,還是無法穿透大部分的軍用重型防彈衣。

不採用改良現今通用的7.62 mm子彈為解決方案,是希望新子彈能夠在提高子彈口徑增加貫穿力的同時,還兼顧步兵單位的彈藥攜帶量,這還是根據實戰經驗的教訓,就算強大如美軍後勤,在戰火中的補給系統運作效率,通常不如理想中順暢,所以彈藥攜帶量絕對是多多益善。

NGSW計畫的6.8mm口徑,相較美軍現役的M4突擊步槍與M249輕機槍,口徑看似與5.56 mm相比僅小幅提升,但NGSW要以大幅度增高膛壓,將槍口初速提高到M4的幾乎一倍,也就是1400~1700 m/s(視槍管長度),目前就算20吋長槍管的M16A2射擊5.56 mm子彈,槍口初速也只有975 m/s。

槍口初速增加到1400 m/s以上,目前科技需要20吋以上的長槍管,並射擊「箭形彈」這類特殊子彈才能勉強達到。但是箭型彈完全屬於「重看不重用」的構型,美軍曾經為了配合ACR步槍的研發,委託廠商開發出箭型彈,結果發現因為彈芯重量需減到0.66公克(尺寸1.5 mm x 41 mm),才能達到1450 m/s的初速,但這麼輕的子彈讓風偏影響非常嚴重,稍微有點風就吹離預設彈道,遠距離精確度讓人存疑。

此外由於類似翼穩穿甲彈的外型,讓箭型彈有很強的穿甲性能,但是打到人體這種軟性目標,動能轉換成殺傷力的效率卻很差,在近距離會迅速穿透人體,距離稍微遠一點,雖然子彈會在人體內碎裂,但因為前述的子彈過小過輕,殺傷力有限,所以最後慘遭淘汰。要讓一般子彈達到甚至大幅超越1400 m/s的初速,還要兼顧實用性,是非常難的高科技。

箭型彈
▲箭型彈的構造。    圖片來源

超高初速利用「錐膛」槍管達成?

加速子彈的方式還有如下圖的A.常規槍(砲)管發射較輕的子彈(砲彈)、B. 發射脫殼彈、C.使用較長的槍管、D.錐膛、E、火箭推助等許多方法。

子彈加速方法
▲子彈加速方法 。    圖片來源

很多讀者應該沒有聽過這個名詞「錐膛槍管」(Tapered-bore barrel 或 Squeeze bore barrel),這是指槍膛從尾部到槍口不斷變細的槍管(或砲管),內膛口徑不是固定值。子彈的外層是軟質的金屬(例如鉛),內部則是堅硬的材質(例如鋼芯或鎢芯),原本的彈頭直徑比槍口的口徑略大。

子彈在發射後,軟質的彈頭外層受到不斷收窄的槍管擠壓,彈頭口徑不斷縮小,但也形成超良好的氣閉性,讓發射藥全部的威力都作用在彈頭上,當彈頭出膛後,直徑完全變成槍口的口徑,並獲得比相同長度槍管的普通子彈,高的多的槍口初速!

以納粹德國的sPzB 41型28 mm大型反戰車槍為例,子彈從發射時的28 mm,飛到槍口時被壓縮成20 mm,槍口初速高達1400 m/s,搭配鎢芯彈能夠擊穿500 m外傾斜30度/60度的40 mm/52 mm均質鋼板,也就是能貫穿其投入服役時(1941年)幾乎所有戰車的車體正面裝甲!

相對的,當時德軍的標準37 mm/L45戰車砲,射擊普通穿甲彈的砲口初速僅745 m/s,只能貫穿500 m外傾斜30度的19 mm均質鋼板,純以穿甲威力而言,僅有sPzB 41型反戰車槍的一半不到,可見錐膛帶來的高初速,配合適當的彈頭材質與設計,能大幅提高穿透力。

sPzB 41
▲sPzB 41 大口徑反戰車槍的模型。

當然錐膛槍管的缺點亦非常明顯,子彈與槍管間的巨大的磨損,讓槍管的壽命一定比普通槍管短很多,例如前述的sPzB 41型只能射擊500發,製造難度也較高。錐膛槍管所對應的「外軟內硬」子彈的設計與保存也較複雜,因此並沒有流行起來!

但根據外媒消息,美國陸軍實驗室(Army Research Laboratory ,ARL)透露,NGSW的超高初速,可能就是以錐膛槍管方法來解決,參見 The Army is working on a tiny assault rifle that can punch clean through body armor

入圍決選的三種原型槍簡介

每一家廠商要提交53把突擊步槍、47把機槍,84.5萬發子彈,以及相關配件,供美國陸軍測試,大部分交給對槍械非常要求的特種部隊,例如第75遊騎兵團(75th Ranger Regiment)就獲選為測試單位。

美國次世代步槍
▲美國次世代6.8mm口徑步槍原型槍與新開發的子彈已交付部隊測試。    圖片來源

雖然NGSW原型槍已經由SIG Sauer版本勝出,但三家競標廠商間的設計思路差別大,可以做為近年來槍枝科技的秀場,簡介如下:

通用動力 NGSW原型槍

例如最「劍走偏鋒」的通用動力公司,竟然採用「犢牛式」結構(美軍制式步槍從未有此類構型服役),配備可拆腳架和消音器。但犢牛式的優點也顯而易見,因為NGSW要求高初速,槍管長度也是關鍵之一,通用動力版的槍管長達508 mm,並另外兩家競爭對手都長的多。犢牛式也有缺點,例如不可採用彈鏈進彈(因此機槍版也使用彈匣給彈)、槍口容易上跳、膛炸對射手較危險等,就看通用動力怎麼設計與改良。

美國次世代班用輕武器
▲美國次世代班用輕武器通用動力版本,上方為機槍,下方為突擊步槍。    圖片來源

影片介紹

德事隆系統 NGSW原型槍

德事隆系統的NGSW原型槍的子彈(突擊步槍版)比槍還出風頭,因為是採用聚合物彈殼「埋頭彈」(cased telescoped ammunition,CTA),即把彈頭包入發射藥中,彈藥外形呈一個簡單圓柱體,比一般子彈短得多,但會比同口徑子彈的彈殼直徑寬一點。

埋頭彈發射流程較為複雜,因為發射藥在彈頭旁邊,所以擊發時需要先用一部分發射藥把彈頭推入槍膛,再引燃主發射藥,所以並不是很簡單的技術。槍膛通常也要採用特殊設計,例如「旋轉閉鎖」,以利兩段式引爆發射藥引的流程。

埋頭彈的優點是能夠大幅縮小子彈長度,節省運輸空間與提高攜彈量,彈殼變粗也能攜帶更多發射藥,且槍膛需要嚴格的氣密,所以通常威力會比同口徑子彈強約10%~15%。但研發難度很高,尤其進彈與點燃發射藥都需要特殊設計,還可能需要電力進彈,所以過去只在少數中口徑機砲上見到。

實際上德事隆系統至少早在2003年,就已經開始研發埋頭彈,所以才敢在本次標案中,提出幾乎是「前無古人」的實用化「埋頭突擊步槍彈」。(其槍身下方似乎有電池空間,因此可能也是電力進彈系統)

不過除了進彈系統複雜,德事隆系統的NGSW 機槍版 仍然採用一般構型子彈,與突擊步槍子彈並不通用,這個明顯的缺點,也許會降低中標的機率,因此一直有謠傳,德事隆系統已經成為NGSW標案中首度出局的廠商,但官方一直未明確證實。

cased telescoped ammunition
▲埋頭彈與一般子彈的長度比較。
埋頭彈
▲埋頭彈旋轉閉鎖原理和裝彈、擊發流程。下方影片顯示德事隆系統 NGSW突擊步槍的退殼位置確實較特殊。
40mm CTA GUN
▲英國的40mm CTA 機砲,進彈系統要龐大的電動伺服器支援。
First Photo of Textron's NGSW Prototypes
▲美國次世代班用輕武器德事隆系統版本,左為突擊步槍,右為機槍。    圖片來源 
德事隆系統 NGSW原型槍
▲德事隆系統 NGSW原型槍修正版。

影片介紹

西格&紹爾 NGSW原型槍

獲勝的西格&紹爾 NGSW原型槍的外型看似普通,但有全新設計槍機與子彈,細節則沒有完全公開,只透露其子彈可承受膛壓高達 8萬 psi ,遠超越北約標準 5.56 mm/7.62mm子彈的 6.2萬 /6萬psi!

整槍基本設計上相對保守,軍事專家認為其使用 SIG MCX突擊步槍為基礎改良。構型與現役 AR 系列步槍相同,好處為降低部隊轉換訓練成本。不像另外兩家競爭對手的設計這麼激進,也有助於未來降低生產難度。

突擊步槍原型已具有可自由拆動的「模塊化鎖定護手」(M-LOK),比皮克汀尼導軌更簡便,能夠安裝輔助手柄與其他設備。輕機槍具有側開式進彈口,佔用空間很小,增加了加裝夜視鏡和其他裝備的空間,也設計了折疊式槍托。

SIG Sauer  NGSW
▲美國次世代班用輕武器西格&紹爾版本,左為機槍,右為突擊步槍。    圖片來源

此外,美國特戰司令部(USSOCOM)宣布將採用全新口徑(8.6 mm)的中型機槍MG338,取代M240機槍,參閱:美軍特種部隊為何要配發全新8.6mm子彈的MG338機槍? 等於公開背書西格&紹爾公司研發新一代武器的能力,對於 NGSW標案應該也是利多。

因此一般軍事觀察家都認為西格&紹爾公司奪下NGSW標案的機率相對較高,最後果真勝出!

SIG Sauer delivers the Next Generation Squad Weapon Systems to US Army
▲西格&紹爾公司將樣槍送交美軍時的大陣仗,儼然志在必得。

影片介紹

NGSW計畫需經過研發、競標、改良、測試等流程,例如光是槍口裝置(Smuzzle)就有複雜的測試流程,參閱次世代6.8mm槍械開火要滅音、抑震、還是消焰? 美軍:小孩子才做選擇 我全都要!

其配套的光學瞄準器等周邊也要另外招標(已由Vortex Optics 公司擊敗L3Harris 而得標)將提供 25 萬具 XM157 瞄具。。如計畫一切順利,預計2023年將有首批突擊步槍撥交美軍服役。

NGSW-FC
▲Vortex Optics 公司獲得美國陸軍「下一代班組武器-火控(NGSW-FC)」瞄準鏡研發合約。

NGSW計畫對台灣軍事的影響不容小覷

不管NGSW計畫最後是哪一家廠商得標,這次美軍班用武器系統的口徑「暌違50年」的重大修改,除了象徵美國國家戰略的轉變外,對全世界的武器發展,勢必帶來全新的思維與重大影響。

就如同當年5.56 mm口徑正是美軍採用後才成為主流,然後沿用許久,目前幾十年一次的「改朝換代」的態勢亦已經很明顯,6.8 mm口徑已是美軍班用武器的明日之星,配合裝置的得標廠商也一一出爐,整體汰換速度只會加快進行。

對於的,同樣使用美系班用武器口徑的中華民國陸軍,面對解放軍可能亦有5.56 mm子彈打不穿敵方防彈背心的疑慮,是否也應及早開發6.8 mm武器?或在國軍與美軍合作越來越密切,甚至有並肩作戰的可能性,因應6.8 mm口徑可能帶來的衝擊與影響(例如標準接戰距離),國軍自身的戰術與教範方面,都應該及早規劃因應之道!

相關文章

次世代6.8mm槍械開火要滅音、抑震、還是消焰? 美軍:小孩子才做選擇 我全都要!

美軍特種部隊為何要配發全新8.6mm子彈的MG338機槍?

為何子彈打到人體後 入口小洞 出口卻變成一個大洞?

部分圖片取材自網路,如有著作權人不同意請來信至:force.fashion77@gmail.com
我們將於第一時間進行處理,謝謝!

討論區