先说结论,现实条件下,无论怎么做都无法在在有段距离的射击中全部打到一个点上(为什么说要“有距离”呢?如果把枪贴在靶子上,连续打到一个点上也不太难,但是毫无意义。)
固定枪管这是最符合直觉的做法,也是最早的一种做法。
早期步枪就是认为固定好,震动不好,因此将步枪枪管固定住。
但是精度并不好,因为固定的部分无法消除震动反而影响了枪管的固定震动频率反而造成了散布不可控,因此就算百里挑一选出一把精度不错的步枪当成狙击步枪,依然有冷枪-热枪导致的膨胀不均匀产生了散布差距较大的问题。
所以栓动步枪的重要影响因素是枪管振动:发射时,枪管会由于初始静弯曲及多种载荷(枪管上的其他物件)的动力作用,产生随机振动。这些载荷包括:弹头的偏心载荷使枪管发生弯曲振动;弹头的导转载荷,使枪管发生扭转振动;枪管拨动装置载荷产生弯曲振动,高压气体突然充满枪管产生的布尔登效应发生弯曲振动等等。这些影响因素通过技术手段有些可控而有些是完全无法控制的。
如果是机枪的话,还有另一个重要影响因素是动作部件产生的振动:这正是许多高精度步枪采用手动方式的原因之一,就是为了减少在扣下扳机后、弹头离开枪膛前,因为自动装填机械的动作所产生的振动影响射击精度。不过随着技术的提高,现代的自动装填技术对射击精度的影响比过去小得多了,所以现代狙击步枪之中也出现了许多半自动步枪,不过现代半自动步枪虽然有能力在近距离打进1MOA,但在远距离上就比较难保持在1MOA内,因此如果是远距离高精度射击,狙击手们还是愿意选择手动步枪。
因此栓动或者说手动步枪都无法消除的影响,机枪更不可能。
由此可以看到设计上的一个典型,AK系列步枪,枪口通条与枪管共处的双共振设计再加上长行程的活塞剧烈往复运动极大影响了精度(当然在苏军体系内肯定不是问题,但是我军就对56冲的精度很不满意),因此如果说AK精度高可以说肯定是军盲/半军盲了。这同样也解释了为什么不能枪口带刺刀射击较远目标,除了膛口流场的变化就是枪管的震动频率的不可控变化了。
所以在弹道学和材料学发展后的高精度步枪,无一不是浮置式枪管,即枪管只与机匣连接,不接触其他物件。只要震动频率相对一致就能比较容易控制散布。
但是就算枪管震动频率可控,依然还有太多不可控的问题,比如弹头一致性,发射药的误差,颗粒大小甚至是发射药温度,枪膛残留物不同都会导致不可能打到一个点上,距离越远偏差越大。
比如内弹道学这门学科中对于弹药影响精度的因素的总结,是至少一个学期的内容(以下是节选一部分概述):
发射药成分的一致性:发射药内杂质的含量多寡,杂质的分布影响发射药总体成分从而影响发射药燃烧速率和气体压力的生成。同理按纯净物来考虑,由于发射药的不均匀或药粒形状、药粒尺寸的不一致,尤其是燃烧层厚度的不一致同样会导致燃烧时的不一致,从而影响初速的一致性。
点火压力:底火的点火药量、压药密度都会影响击发瞬间时的点火压力,从而影响初速的一致性。
装药量:每发弹的发射药量都不可能绝对完全一致的,这是系统性误差仅能减少不能消除,无论是相差0.1毫克还是0.001毫克都会导致推力大小产生区别,从而影响初速的一致性。
药温:发射药温度的变化会通过发射药燃烧速度的变化影响膛压与初速的一致性。冷枪和热枪几十度的温差对于发射药影响巨大。
药室容积:这是指弹头装入弹壳后,弹后空间的总容积,药室容积的大小影响了装填密度,装填密度又影响了燃烧时的速度,从而影响初速的一致性,而弹壳内的尺寸公差与弹头装入深度又影响了药室容积。
装药状态:指枪弹入膛后射手发射时,发射药在弹壳内的分布状态。因为弹壳内是有自由空间的,发射药并非把药室完全塞得满满的(初中物理中的热胀冷缩),因此由于射手持枪发射时做的各种动作以及推弹进膛时的动作都会使装药呈现不同的分布,例如有时集中于弹壳底部,有时是集中于弹头底部,有时是均匀分布在弹壳下侧。这些不同的分布都会引起点火、燃烧状态的不一致,从而影响了初速的一致性。
弹头重量:即使在完全一致的推力下,弹头重量的微小差别也会引起初速的不同。此外在飞行过程中,弹头的重量差异也会导致环境(如风)对弹头的干扰大小发生差异。(所以狙击弹、比赛弹大多是重型弹头,而远距离狙击也经常使用弹头更重的大口径步枪,这都可以减少风偏影响但无法消除)
弹头质心位置:质心位置的不同,会引起飞行姿态、自转情况和抵御风力的不同,这些都会引起弹道系数的变化。为什么比赛弹大多数采用纯铅弹芯,就是因为越简单的结构越容易保持重心位置的一致性(但是只要是人类加工就必然会存在误差)。如果用军用复合弹芯,因为里面有几个部件组成,质心位置的一致性必然会更差。
……(以上因素相互影响相互作用,下面还有更多无法一一列举)
题主不知道弹道枪么?
是的,这就是你要的完全固定的枪管。你想象中的试验每时每刻都在各个兵工厂里进行着。
下面简单科普一下
弹道枪用于枪弹弹道性能检测、标准弹和标准装药鉴选、枪弹和发射药验收以及弹道研究的专用器材。由于其“特殊”的用途,弹道枪在生产过程中必须严格控制与弹道性能密切相关的枪管内膛尺寸的精度,尤其是线膛尺寸的精度,其内膛尺寸的公差一般要控制在同类战斗用枪枪管尺寸的一半。
当然除了枪管枪膛别的啥都没有。
弹道枪可分为测速弹道枪和测压弹道枪两大类:测速弹道枪用于配合测速仪器设备测定弹丸的膛口初速;测压弹道枪用来测定枪膛内火药燃气的压力。测速弹道枪按照弹道性能的精度又可分为工作级弹道枪和检验级弹道枪:工作级弹道枪主要用于发射药和枪弹的弹道性能测试;检验级弹道枪主要用于标准弹的鉴定以及仲裁工作级弹道枪评定结果的可靠性。测压弹道枪不分级别,而是根据各自适用的枪弹分为普通弹测压枪及高压弹测压枪等。由于高压弹发射时产生的膛压高于普通弹,为了保证试验安全而专门制造了耐压强度更高的专用测压枪用于高压弹及其发射药的膛压测定。
知道“弹道枪”这种设备是干什么的,你自然也就不会问那么蠢的问题了——既然每一发子弹都有制造公差,发射时的膛压和初速都会上下浮动,要靠弹道枪这种测试工具来确保同一批弹药的规格在质检标准范围之内,那么显然即使是用尽量排除外界干扰的弹道枪进行测试,每一发子弹的弹道都不能保证完全一致。
遑论外界干扰大得多的机枪呢?
那么,有没有可能制造出楼主要求的,连发完全打在一个点上的武器呢?
当然也不是不行。比如工程上使用的射流钻就是类似的工具。
这类钻具可以射出高压水流,连续冲击在同一个点上,实现钻孔的目的。
哦对了,射流钻也有用火药动力推进的,你完全可以视为一挺发射水子弹的“枪”。
同样的工厂里常用的水力切割机也是一样的原理:
当然这玩意儿的射程显然不会太远。如果距离远了的话,你可以拿个管子喷水试试,水流会逐渐被空气阻力打散,这样就喷不到同一个点上了。
所以如果在较远距离上实现连续冲击同一个点,得上激光器这类定向能武器。实际上激光器确实需要稳定照射目标一点到一定时间才能对目标造成有效伤害。这也是激光器作为武器的一个缺点。
因为如果你不能实现非常稳定的跟踪得话,那么激光可能只是在目标身上划过,其能量平摊到目标的大片表面上,反而烧不穿目标。
而像导弹弹头这样的目标,甚至可以采取主动自旋的方式来降低激光的杀伤力。
题主可否知道离群弹这个概念?
就算是把枪管固定到可以枪枪10环的近距离,那也难免有几发加工瑕疵的子弹不知道飞到哪个姥姥家去了。