士兵不堪重负—— 轻武器系统瘦身势在必行
　　
　　现代作战对步兵分队的要求越来越高，为了有效地遂行作战任务，各种战斗装备、通信装备、保障装备等布满士兵全身，士兵因此不堪重负，极大地影响了实际作战能力的发挥。资料表明，在第一次海湾战争中，美国陆军单兵平均总负荷竟高达近100kg，在阿富汗战场上平均每个士兵的负重也为43.13～47.67kg。一个士兵背着如此多、如此重的东西行军作战，尤其是在高温、高寒条件下，其困难程度可想而知。正因如此，世界各国对单兵负荷减重这一问题非常关注，并在未来士兵系统的研制发展过程中试图使单兵负荷减至合理状态。
　　作为单兵或班组遂行作战任务的主要武器装备，轻武器的质量能否减轻在很大程度上决定着单兵负荷的高低和作战能力的有效发挥。对于任何一种武器装备来说，“提高作战效能与减轻系统质量”之间的完美结合都是其努力追求的目标。这一点，对于本就结构紧凑、小巧轻便的轻武器来说，显得更加困难。
　　随着技术的进步，轻武器也在向着轻量化的方向发展。比如我国的12.7mm单管高射机枪系统，质量由1950年代的180kg减轻到1980年代的40kg、1990年代的26kg；7.62mm重机枪系统， 1950年代重40kg，1980年代减轻到15.5kg。轻武器的减重可以从两个方面来考虑——发射平台（主要包括发射器、脚架及各种附加部件）的减重和弹药减重。统计资料表明，轻武器中枪械轻量化的发展要比弹药轻量化快。考虑到枪械和自动榴弹发射器是轻武器装备中的典型代表，故下文将结合这两类武器对轻武器系统的减重问题进行初步探讨。
　　
　　发射器结构优化设计——轻武器系统减重的首要选择
　　
　　发射器是轻武器系统的发射平台，也是轻武器系统的主要受力部件。为了确保武器安全可靠耐用，对发射器有很高的强度、刚度、耐磨、耐腐蚀等性能要求，这也是导致其质量一直居高不下的主要原因。因此对发射器进行结构优化设计、减少零部件数量、功能高度集成就成了减轻系统质量的一个首要手段。从技术角度来讲，改进枪管结构、减轻枪口制退器质量、改进枪机组件、采用可卸式枪托等措施，在减轻系统质量方面都有过成功的范例。
　　美国在2003年10月正式推出的XM8模块化武器系统，其枪管就采用两层结构。内层是钢，壁厚1.6mm，外层是钛，压装在内管上，这样的枪管工艺虽然复杂，但却使全枪质量得以大幅度减轻。此外在枪管上加工出散热凹槽，在保证强度的情况下也可减轻系统质量，如美国M249轻机枪、M16系列步枪等都采用了这种方式来减重。美国XM25的枪口制退器由特殊的泡沫塑料制成，其上有6条纵槽，可以减轻该部件质量；德国的DSR No.1狙击步枪采用钛质枪口制退器，在减轻质量的条件下还提高了枪口制退效率。美国IDW单兵自卫武器，其枪托必要时可卸掉而使全枪质量减轻454g。与其他减重措施相比，通过结构优化设计、功能集成等手段减轻发射器质量，效果最为明显，但从目前来看尚有许多工作要做。
　　
　　减后坐技术的不断进步——轻武器系统减重的有力支撑
　　
　　凡依靠火药燃气能量的武器，都会产生或大或小的后坐力。为了保证射击精度和射手的安全，经常要靠增加发射器的质量、安装脚架等措施来减小武器后坐，这使得武器系统的质量有所增加。因此，研究开发新型高效的减后坐装置来减轻武器系统的质量，也是有效的途径之一。俄罗斯推出的AGS-30自动榴弹发射器在保持与AGS-17相近射程和射速的情况下，减少了40%的零件，设计有较大的缓冲装置减轻后坐，使得该武器质量大幅度减轻，可以抵肩射击。美国新近推出的MK47“打击者”自动榴弹发射器采用肘节连接杆延迟后坐系统和双向液压缓冲器，后坐力比MK19减少了60%，并且零部件总数减少了33%。新加坡STK 公司推出了号称是当今世界上最轻的40mm自动榴弹发射器— —SLWAGL，其发射器仅重14kg，连同三脚架系统全重也只有25kg。在这种超轻型自动榴弹发射器上安装了已获专利的后坐缓冲装置，它可使榴弹发射器的后坐冲量峰值低于标准榴弹发射器的50%，这样，发射器本身、零部件和三脚架等构件的质量都可以大大降低。美国巴雷特公司研制的“佩劳德”25mm步枪采用两个额外的枪管复进簧和两个液压缓冲器来减小后坐，使得武器初速高达424m/s，全枪质量也只有14.75kg。
　　
　　火控观瞄系统的轻量化——轻武器系统减重的有利补充
　　
　　未来的轻武器将加装性能更加先进、结构更为复杂的光电火控系统。能否有效降低火控系统的质量，已成为轻武器系统减重和作战效能提高的关键问题。
　　
　　新材料和新工艺的不断涌现——轻武器系统减重恰逢良机
　　
　　在轻武器设计和制造过程中，采用新材料和新工艺无疑是减轻质量、提高武器性能的有效途径之一。工程塑料、合金材料（包括硬铝合金、超硬铝合金及无声合金材料等）、碳纤维、玻璃纤维、纳米材料等高分子材料因具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐磨损等特点，都在轻武器上获得了广泛的应用。在枪械、单兵反坦克火箭上使用工程塑料与合金材料，美国人起步最早。目前在枪械零件中，已经普遍以塑代木，除枪管、枪机和弹簧等主要受力件外，其余钢质零件正逐步被轻合金或工程塑料零件所代替。
　　
　　新的三室枪口制退器
　　
　　“佩劳德”25mm步枪的缓冲器
　　
　　OICW的火控系统
　　
　　工程塑料在轻武器尤其是枪械上应用最为广泛
　　工程塑料是一种化学合成的高分子复合材料，因其质量轻、强度高、弹性好、刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨以及具有良好的工艺性和经济性，成为轻武器不可缺少的一种新型材料，得到世界各国的广泛应用。当前世界绝大多数自动枪械上都大量使用了工程塑料来减轻系统质量。法国FAMAS突击步枪、奥地利AUG突击步枪和格洛克手枪、美国M16系列突击步枪、俄罗斯AK74突击步枪、德国G11无壳弹步枪、比利时F2000模块武器系统、新加坡SAR-21突击步枪、以色列TAR-21突击步枪、南非CR-21突击步枪等都大量采用高强度工程塑料制造枪托、前护木、瞄准镜体等非受力零部件。其中法国FAMAS采用了33个塑料件，占全枪零件数的30 %；奥地利AUG塑料件有32个，占全枪零件数的20%；格洛克手枪塑料件占全枪的50%。工程塑料不仅应用在枪械上，在枪弹、手榴弹以及手榴弹引信上也得到了推广使用，减重效果很好。
　　新型合金材料是轻武器减重的有效途径
　　硬铝合金、超硬铝合金、无声合金等材料是新型合金材料的典型代表。国外许多步枪如美国M16A2突击步枪都大量采用了铝合金材料。美国MK47“打击者”自动榴弹发射器所有非重要部件均采用轻合金或复合材料制成，大大减轻了系统质量并提高了武器的可靠性。新加坡研制的超轻型自动榴弹发射器采用钢钛合金材料，系统总质量只有25kg，而新加坡原先的40mm自动榴弹发射器系统质量高达52kg。美国7.62mm M134米尼冈机枪装备部队已近30年，该枪曾被广泛安装在侦察直升机和救援直升机上，一直受到部队的好评。美国对米尼冈机枪的一个重大改进之处就是狄龙公司设计的枪架，新枪架采用4130铬钼合金钢制造，质量轻，活动自由方便。无声合金材料是我国新近研制成功的一种材料，既有金属特性，又有橡胶般的防震性能，是枪用消声器的理想材料，目前正向实用阶段发展。俄罗斯也在为枪用消声器研制一种新型消声材料，据称采用新型合金材料的可能性很大。
　　碳纤维、玻璃纤维等聚合物材料的出现增加了轻武器减重的手段意大利伯莱塔9000S手枪的套筒座就采用了玻璃纤维增强的聚合物材料，使得武器强度加强、质量减轻。德国HK公司UMP微声冲锋枪的机匣、弹匣、折叠枪托和许多内部零部件都由玻璃纤维增强的聚合物模压而成。美国专业军火公司于2000年推出了新式碳15步枪，其上下机匣、前护木和枪托都用碳纤维制作，空枪质量仅1.77kg，只有一般步枪的一半左右，而作战效能却未受任何影响。
　　纳米材料技术的不断进步将为轻武器减重开辟新天地
　　在不久的将来，纳米材料、树脂基复合材料、金属基复合材料、高强度聚乙烯纤维增强复合材料等方面的技术进步，会给轻武器的轻型化带来新的机遇。这其中，纳米材料前景最被看好，也最为世人所关注。纳米技术被认为是21世纪的三大科技之一，2002年美国陆军和麻省理工学院合作成立了士兵纳米技术研究所，研究用纳米技术为轻武器装备和单兵防护装置提供具有革命性的新型材料。在轻武器上应用纳米技术，可以制造出纳米复合金属的枪管、机匣、枪机，可使它们的质量减少到原来的1/10，从而可以制造出质量轻、坚固耐用、战斗性能好、寿命长和维修费用低的新型轻武器。
　　
　　中国03式5.8mm步枪工程塑料枪托
　　
　　德国G36K步枪增强聚合物扳机
　　
　　　　　　　　　　无壳弹
　　
　　工艺的不断创新和进步为轻武器减重提供了可靠保障
　　先进的注塑成型技术、镶嵌金属工艺、枪管精密锻造技术、表面处理技术、并行工程技术、柔性集成制造技术、精密和超精密制造技术的广泛应用，不仅有利于减轻武器质量、增强防腐性，还可降低成本、缩短轻武器研制周期，从而更加经济有效地满足各种用户复杂多变的需求。
　　
　　轻武器弹药变革 ——系统减重殊途同归
　　
　　轻武器“瘦身”减重，在弹药方面下功夫可谓事半功倍。弹药减重，在同等条件下可以使士兵携弹量更多，确保火力杀伤的持续性。增加士兵携弹量的先决条件是减轻弹重，采用小口径弹药是最有效的一个措施。另外就是减轻弹壳质量，因为弹壳的质量几乎占全弹重的一半。
　　弹药小口径化是轻武器系统减重的革命性变革
　　枪弹的变革，特别是弹药口径的变化是轻武器系统减重的关键举措之一，但其受制于弹药储备量、国家经济、政治、军事等宏观条件的制约，各国在采用这种手段时都非常慎重。早在1950年代初期，美国经过专题研究发现：用高初速、小口径的轻弹头代替大威力的7.62mm弹头，可提高杀伤效果，并可提高经济性。这一专题研究成果导致了M16 5.56mm自动步枪的出现，该步枪是第二次世界大战后美国换装的第二代步枪，也是世界上第一种正式列入部队装备的小口径步枪。此后，世界范围内掀起了步枪小口径化研制热潮，北约各国也都竞相研制小口径步枪和弹药，于是出现了北约标准的比利时SS109式5.56mm小口径弹药和一系列小口径步枪。20世纪末，世界上装备小口径步枪的国家已经有100多个。与中间威力型（指口径为6～8mm）枪械相比，小口径枪械系统质量大大减轻，枪弹质量一般为7.62mm口径枪弹质量的2/3。士兵携弹量增多，火力持续性增强。
　　研制轻质高效的弹壳或药筒是弹药减重的主要方向
　　传统的金属材料弹壳（铜弹壳和钢弹壳等）已不能满足作战使用要求，铝弹壳、铝合金弹壳及塑料弹壳的研究和研制成为工程研究的课题之一。澳大利亚、英国、德国和美国均对铝弹壳（药筒）进行了研究，美国空军把铝弹壳研究作为发展轻型弹药的一个方向。除枪弹以外，在榴弹领域铝合金药筒也得到了大量应用，美国40×53mmSR榴弹适用于包括MK19在内的各种40mm自动榴弹发射器，其药筒就是由高强度铝合金制成的。还有一种动向非常值得关注：2003年，美国纳蒂克公司研制出一种5.56mm聚合物弹壳枪弹。该弹不仅能使部队的基本弹药负荷减轻20%，而且能延长枪管的使用寿命，同时还能有效地减小武器的后坐力和膛口焰, 使用效果与标准弹药相同。由于聚合物本身是绝热体，使发射药的燃烧速度得到提高，在保持相同弹道性能的情况下减少了装药量。另外，聚合物还具备所谓的“尺寸记忆”功能，也就是说可使武器的抽壳力减小。对自动／半自动武器来说，这意味着武器射击时产生的后坐力也会很小。目前已经采用的由多种合成材料制成的弹壳有很大的局限性，只适用于低压弹。而纳蒂克公司的聚合物弹壳却可以经受住枪弹击发时产生的高压，使枪弹的弹道性能与黄铜弹壳枪弹相当甚至更胜一筹。纳蒂克公司目前可以提供多种型号的5.56mm雷明顿聚合物弹壳枪弹和7. 62mm 温彻斯特聚合物弹壳枪弹。这一发展动向已经引起美国陆军的密切关注。
　　无壳弹昙花一现，但其对轻武器系统减重的重要影响不可低估
　　无壳弹方案的提出，主要出于减轻系统质量和减少金属材料消耗的需要。传统枪弹的弹壳质量几乎占全弹质量的一半，限制了士兵的携弹量，影响了武器的机动性和火力持续性，而且弹壳不便于重复使用或再利用，造成大量金属材料的浪费。无壳枪弹彻底摒弃了常规的金属弹壳，它将发射药压成药柱，点火药装在发射药柱底部，弹头结合在发射药柱中。无壳弹无论从减轻枪弹质量，还是从射击精度等方面来衡量都是无可挑剔的，但它也存在致命的弱点：枪弹自燃、弹膛烧蚀、生产过程不安全、价格昂贵等。这也是无壳弹最终夭折的根本原因。虽然如此，但其先进的设计理念却为轻武器弹药和系统减重开拓出了一条新路，在其基础上研制出的塑料弹壳埋头弹，不但大幅度减轻了弹药的质量，还克服了无壳弹的上述缺陷。
　　可燃药筒的广泛应用，使轻武器弹药减重又多了一条途径
　　由于可燃药筒在弹药发射时燃烧，从效果上可代替部分火药。所以可燃药筒在不增加装药量的情况下提高了弹头初速，减小了药筒的体积，减轻了弹重。此外，药筒完全燃烧，省去了抽壳、抛壳动作和相应机构，简化了发射器的结构，对减轻系统质量也大有好处。到目前为止，可燃药筒技术已经很成熟了，比利时、德国、法国、英国、挪威、意大利等国的坦克炮和大口径自行火炮（口径90～155mm）都应用了可燃药筒。典型代表是德国莱茵金属工业集团奥伯恩多夫－毛瑟公司研制出的 RMK30型无后坐力自动机关炮，配备了30×280mm的可燃药筒弹药。相比较而言，可燃药筒在小口径武器上应用较少，但其具有应用前景。
　　新型高能发射药的出现，将抢占轻武器弹药减重的制高点
　　改进发射药，减少装药量并提高燃烧效能是减轻弹重的全新途径。在轻武器枪弹发射药发展进程上，用无烟药代替黑火药，双基药代替单基药都曾给弹药减重创造了非常便利的条件。德国4.73mm无壳弹采用了高燃点的“奥克托冈”固体发射药替代了硝化棉发射药，发射药柱热分解后燃烧，可产生高温高压的火药燃气推动弹头加速。利用纳米技术可制成使火药燃烧速度更高的催化剂，将其加入发射药中可以大大提高燃烧效能。通过这种途径不但可减轻枪弹的质量，而且会大幅度提高弹头的初速。此外，利用纳米技术制作的发射药，将从根本上改变现有的轻武器发射机构，因为这种新型发射药遇到空气就发生反应，所以新的击发机构实际上就是一个控制发射药与空气接触的机构，将使武器的击发机构设计更为简单。
　　
　　系统工程需要系统考量
　　
　　轻武器的减重问题是一个“系统工程”，涉及到武器结构优化设计、系统功能集成，以及发射器、弹药、各种附加部件及它们之间的相互综合匹配等诸多因素，必须要从系统的角度去综合考量。常常需要多种手段和方式的综合运用才能最终解决问题。可以相信，随着科学的飞速发展和技术的不断进步，未来的轻武器将会更加轻便小巧，作战效能更高、更便于单兵和班组作战使用。