從快速精確射擊入門談XM157的重要作用（上）

李東昊

美軍的下一代班組武器（NGSW）競標(biāo)中除了通用動力、西格、德仕隆的槍械及配套的彈藥方案，還有下一代班組武器火力控制系統(tǒng)（NGSW FC） 的競標(biāo)。由于NGSW FC是獨立于槍械及彈藥進行競標(biāo)的，因此所受到的關(guān)注程度不如槍械和彈藥。目前槍械和彈藥的合同已經(jīng)授予西格，而NGSW FC合同于2022年1月授予了VortexOptics公司，產(chǎn)品被命名為XM157。

為什么需要XM157

幾乎所有的武器系統(tǒng)的作用概括起來都是：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、命中目標(biāo)、摧毀目標(biāo)。對于槍械而言，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的職能并不是由武器本身完成的。在無煙火藥出現(xiàn)后，步兵手中的槍械威力往往是過剩的，只要命中目標(biāo)，目標(biāo)基本都會喪失戰(zhàn)斗力，達到“摧毀目標(biāo)”的效果， 因此“命中目標(biāo)”成了槍械的第一要務(wù)，比如我們熟知的由滑膛變成線膛——使得精確射擊成為可能，比如槍械的“突擊化”和小口徑化——使槍械以高度可控的點射或連發(fā)向目標(biāo)射擊，以彌補瞄準(zhǔn)誤差或者目標(biāo)運動帶來的命中率下降。

彈丸運動軌跡與瞄準(zhǔn)線、槍管軸線的關(guān)系，彈道解算就是精確計算彈丸運動軌跡

高性能的火藥始終是槍械的基石，無煙火藥的出現(xiàn)使槍械在很長一段時間內(nèi)不受殺傷力困擾

高等級的防護器材性能好、價格便宜，要是上戰(zhàn)場，即使不配發(fā)，大多數(shù)士兵也能自費添置，所以普及是必然，這一形勢逼迫槍械只能提高威力

突擊化、小口徑化的本質(zhì)是適當(dāng)?shù)貭奚鼧屝档耐θQ取槍械命中率和機動性。但是由于防護器材的發(fā)展，槍彈的威力反而顯得有些不夠，高等級防護水平的單兵防護裝備能有效地防護各國步兵班組的主戰(zhàn)槍械發(fā)射的彈頭。武器終極目的是“摧毀目標(biāo)”，當(dāng)武器不能有效摧毀目標(biāo)時，這種武器存在的必要性就存在一定的問題。防護器材的發(fā)展逼迫著槍械提高本身的威力水平，目前提高殺傷力最主要的辦法就是增加口徑、增加裝藥量、提高彈頭動能或改變彈頭結(jié)構(gòu)使其更易于擊穿防護器材。彈頭動能增加，帶來的副作用就是后坐力增大。固然可以采取浮動原理、高效膛口裝置等技術(shù)措施，但是仍然難以使槍械的后坐力維持在原有小口徑槍械的水平。

NGSW的槍彈能量水平與目前的全威力槍彈基本相當(dāng)，這種能量規(guī)模的槍彈點射或連發(fā)射擊非常難以控制，以點射或連發(fā)去彌補瞄準(zhǔn)誤差變得不現(xiàn)實。因此其作戰(zhàn)模式又將倒退回以單發(fā)為主的模式，在這種模式下要維持原有的命中率就必須在瞄準(zhǔn)上多下功夫。整個邏輯概括起來就是：因為防護器材的發(fā)展，槍械被迫增加了槍口動能，要保持原有的精度只能降低射速，單位時間打出彈頭數(shù)量少了，必然會影響命中率，進而影響效能，而要維持原有的效能，必須在降低射速的前提下提高命中率，這就是XM157 存在的意義。

那么怎么提升命中率呢？這就需要精確射擊。對于射擊經(jīng)驗比較少的軍迷而言，可能會認(rèn)為校好槍后“三點一線”或者使用光學(xué)瞄具的十字線對準(zhǔn)目標(biāo)扣扳機就行，這顯然是一種誤解。也有些射擊經(jīng)驗較多的軍迷，對于精確射擊的認(rèn)知只限于槍槍十環(huán)、打硬幣、打刀刃這些場景，這也是不準(zhǔn)確的，這些只能算基本射擊技術(shù)。精確射擊的核心應(yīng)該是：對任意環(huán)境下任意距離出現(xiàn)的目標(biāo)首發(fā)命中。

精確射擊其實不難

精確射擊是一項系統(tǒng)工程，毋庸置疑，首先需要高質(zhì)量的槍械、彈藥和瞄準(zhǔn)裝置。槍械和彈藥自身必須有較小的散布密集度，瞄準(zhǔn)裝置也必須能夠精確調(diào)整，并且在槍械射擊的沖擊下能夠維持這種能力。隨著槍械、彈藥及光學(xué)/光電制造技術(shù)的發(fā)展，高質(zhì)量的槍械、彈藥、瞄準(zhǔn)裝置已經(jīng)變得普及，這就有了精確射擊的基礎(chǔ)。

即使在狩獵領(lǐng)域，測距儀也是重要的設(shè)備，甚至射箭的愛好者為了射得更準(zhǔn)也會用測距儀其普及程度可見一斑

測距儀是精確射擊必不可少的設(shè)備，因此它是狙擊系統(tǒng)的標(biāo)配也毫不奇怪

其次精確射擊需要正確地設(shè)置瞄準(zhǔn)裝置，這是專業(yè)射手、狙擊手必須掌握的專業(yè)技能。而正確設(shè)置瞄準(zhǔn)裝置的基礎(chǔ)是外彈道解算技術(shù)。彈頭飛出槍口后的運動軌跡受自身結(jié)構(gòu)及外界條件的影響。彈頭自身結(jié)構(gòu)主要影響彈道系數(shù)，當(dāng)彈頭的結(jié)構(gòu)確定以后彈道系數(shù)也隨之確定，它就是彈道解算中的常量。彈頭的初速也是重要的參數(shù)，初速會隨著槍械的使用發(fā)生變化，但是在短時間內(nèi)彈頭的初速可以視為常量。而外彈道解算中的變量主要是外界條件，如溫度（影響槍械初速和空氣阻力）、氣壓（影響空氣阻力）、射擊距離（影響高低修正量）、俯仰角（影響高低修正量）、風(fēng)速風(fēng)向（同時影響高低和方向修正量）等參數(shù)，對于更精確的射擊需要考慮科里奧利效應(yīng)（由射擊方向、經(jīng)緯度、海拔決定）。把這些常量和變量帶入計算公式，就能得到彈著點位置，進而計算得到高低、方向修正量，這個過程就是彈道解算。

彈道解算聽起來很復(fù)雜，但目前，這是非常容易的一件事情。國外很多電子設(shè)備、智能終端（比如智能手機、智能手表）都有彈道解算的功能。這些彈道解算功能大多數(shù)是基于美國APPLIED BALLISTICS公司的核心程序。其是一家專門為遠程射擊者提供完整精確外彈道解算方案的公司，該公司通過對彈道學(xué)的不斷深入研究，并對市售彈藥進行大量實彈射擊測試，以獲得各種外彈道數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)開發(fā)出一系列高精度外彈道解算程序。并使用嵌入方式將解算程序廣泛集成到瞄準(zhǔn)鏡、氣象測量設(shè)備、測距儀、火控系統(tǒng)等設(shè)備中，使這些設(shè)備變身成彈道計算機。同時推出了PC 和手機終端版本，用戶可以使用搭載該程序的各類設(shè)備快速進行外彈道數(shù)據(jù)解算，將解算數(shù)據(jù)裝定到武器系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)鏡中即可進行遠距離精確射擊。APPLIEDBALLISTICS已經(jīng)與多家設(shè)備制造商公司合作，形成完整產(chǎn)品生態(tài)圈。這些產(chǎn)品也已經(jīng)在實戰(zhàn)中得到了檢驗，取得了不錯戰(zhàn)果。在多種距離和多種氣象條件下進行射擊試驗，誤差基本都在0.15 密位以內(nèi)，均能首發(fā)命中預(yù)定目標(biāo)。

有了彈道解算程序，精確射擊就只需要采集上述的變量了?？紤]到戰(zhàn)場上很多變量是可以提前輸入的，比如大致的射擊方向、溫度、經(jīng)緯度、海拔，所以大多數(shù)情況下，射擊只需要做好測距、測風(fēng)這兩項關(guān)鍵工作就行。

先說測距。不同于在靶場上的射擊訓(xùn)練，靶場上的靶標(biāo)距離是已知的并且是規(guī)整的，如都是100m、200m、300m 這樣的整數(shù)，武器的表尺或者預(yù)制分劃就能解決問題。在實際的戰(zhàn)場上，目標(biāo)出現(xiàn)的距離是隨機的，并且距離也不會是整數(shù)。要實施精確射擊就需要對距離進行精確測量?，F(xiàn)在普遍使用的辦法是測距儀，快速、準(zhǔn)確而且便宜。

然后是測風(fēng)。風(fēng)速對遠距離射擊的影響主要是橫風(fēng)對彈頭造成的風(fēng)偏，但是與射擊方向呈現(xiàn)一定角度的風(fēng)也會對高低角造成一定影響，所以測風(fēng)時風(fēng)速和風(fēng)向都需要測量。風(fēng)向的測量不需要太精確，只需大致角度就行，比如風(fēng)來自4 點方向、5 點方向，但是風(fēng)速的測量需要精確?，F(xiàn)在一般使用的氣象儀，也會同時測量溫度、風(fēng)速、氣壓等參數(shù)，個別也會集成彈道解算功能，比如kestrel 5700。該氣象儀可以采集解算外彈道所需的溫度、濕度、氣壓等氣象參數(shù)和緯度、射擊方位角等地理位置參數(shù)。

接下來就是彈道解算。把上面測量到的參數(shù)輸入彈道計算終端，彈道解算程序就會開始計算。外彈道計算的公式很復(fù)雜，大家可能會認(rèn)為彈道解算很費時間，但實際不是這樣?，F(xiàn)代的電子設(shè)備普遍具有強悍的計算能力，因此彈道解算是整個過程中最快的一步，輸入完數(shù)據(jù)，按下計算按鈕就能立即得到高低角、方向角的修正量，根本感覺不到延遲。為方便后文的表述，簡單舉個例子。比如某人要使用某種槍械在風(fēng)從11 點方向吹來、5.3m/s風(fēng)速的條件下以11°的俯角，射擊658m 的目標(biāo)，輸入測量結(jié)果后解算的結(jié)果是U6.2mrad、L1.4mrad（ 需要注意的是：mrad 是毫弧度，近似于原來的密位（mil），密位是為了方便計算做了一定的簡化，現(xiàn)在算力足夠，使計算毋需簡化，因而毫弧度更精確。目前國外瞄準(zhǔn)鏡主流使用的單位都是角分（MOA）和毫弧度）。即需要向上修正6.2mrad、向左修正1.4mrad。

Kestrel（紅隼） 5700 氣象儀，除了測量氣象數(shù)據(jù)也能進行彈道解算，使用非常方便，在國外狙擊手中有比較高的普及率，國內(nèi)的武器研究所遠距離試驗也喜歡用它

strelok Pro 彈道解算軟件計算得到的射擊諸元

再接下來就是射擊諸元的裝定了就是要把計算出來的修正量落實在瞄具上。比如瞄準(zhǔn)鏡上寫著“1click=0.1mrad”，代表每擰動一格，分劃線移動0.1毫弧度。瞄準(zhǔn)鏡的手輪每擰一格都會有一個明顯的到位感，能聽到“咔噠”聲，因此“click”國內(nèi)一般翻譯為“咔噠值”依據(jù)上面彈道解算結(jié)果，需要向上調(diào)6.2mrad即62格、向左調(diào)1.4mrad即14格（瞄準(zhǔn)鏡上的上下左右往往指的是彈著點移動方向，并非分劃移動方向，分劃線實際上是下移6.2mrad、右移1.4mrad，經(jīng)常有人搞混淆，結(jié)果就會南轅北轍）。這一步需要看著手輪上的刻度再結(jié)合一定的計數(shù)才能完成，一般高低方向都要擰，在夜間看不見刻度就只能全憑計數(shù)。這一步是整個過程中最關(guān)鍵、最細致的步驟，如果擰錯了，之前的工作會功虧一簣，所以這一步比較費時間。

施密特- 本德瞄準(zhǔn)鏡的手輪結(jié)構(gòu)示意，射擊諸元裝定要依據(jù)上面的標(biāo)識

當(dāng)測距、測風(fēng)、彈道解算、射擊諸元裝定都完成以后，精確射擊就回到射擊最原始的基礎(chǔ)射擊技術(shù)層面了，用瞄準(zhǔn)點對準(zhǔn)目標(biāo)，靜下心沉住氣，屏氣凝神扣動扳機，只要射擊基礎(chǔ)不差，基本都會命中目標(biāo)。有了現(xiàn)代化的測距儀、氣象儀、彈道解算終端的輔助，精確射擊并不是太困難的事情，往往考驗的是射手對測距儀、氣象儀、彈道解算終端、瞄準(zhǔn)鏡操作的熟練性以及基礎(chǔ)的射擊技能。

快速精確射擊才是難點

ELCAN SpecterDR瞄準(zhǔn)鏡的分劃就帶射表，知道目標(biāo)距離，用對應(yīng)的數(shù)字瞄準(zhǔn)即可

上述這一套精確射擊程序下來，往往需要30s甚至更長的時間，其中時間主要花費在參數(shù)測量、向彈道計算機錄入數(shù)據(jù)和給瞄準(zhǔn)鏡上裝定射擊諸元了?；鹂叵到y(tǒng)中有個術(shù)語叫火力反應(yīng)時間（簡稱反應(yīng)時間），是指從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到武器開火這段時間。實戰(zhàn)條件下，目標(biāo)的出現(xiàn)都是稍縱即逝的，往往不會超過5s，戰(zhàn)場上30s 的反應(yīng)時間實在是太長了。并且對于距離稍遠的目標(biāo)，彈頭飛行時間往往還有2～3s，因此留給射手的射擊窗口往往只有2～3s，操作測距儀時間都不夠。專業(yè)的狙擊手在進行伏擊時往往都會提前做好上述準(zhǔn)備工作，裝定好射擊諸元，目標(biāo)一出現(xiàn)就快速射擊。在等待目標(biāo)出現(xiàn)的過程中如有多余時間也會對戰(zhàn)場進行劃分，制作射程卡片，哪個范圍內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)用哪套射擊諸元，做好預(yù)案。

這種方式對機動作戰(zhàn)的普通步兵并不適用，而且就算距離已知，輸入?yún)?shù)和裝定射擊諸元仍然需要花費很多時間。因此，自動步槍和機槍往往會把射表刻在瞄準(zhǔn)鏡的分劃上，這樣就不需要計算修正量和裝定射擊諸元，只要已知距離，用對應(yīng)的分劃去瞄準(zhǔn)目標(biāo)即可。這樣也有一個問題，射表只是標(biāo)準(zhǔn)氣象條件（溫度15℃、氣壓100 千帕、無風(fēng)）下的彈頭運動軌跡。當(dāng)實際的氣象條件與標(biāo)準(zhǔn)氣象條件存在偏差時，套用標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下的射表會出現(xiàn)一定的誤差，這對精確射擊是不可接受的。為了更精確地射擊，往往還是需要進行實時彈道解算。始終存在需要將測量數(shù)據(jù)輸入彈道解算終端的問題，如果測量數(shù)據(jù)和彈道計算終端之間能聯(lián)通，自動傳輸數(shù)據(jù)，不用手動輸入數(shù)據(jù)，會不會更快？

答案是肯定的。彈道解算軟件好多就是這樣做的，比如strelok Pro，它可以使用藍牙與測距儀、氣象儀進行數(shù)據(jù)交換，測距及氣象參數(shù)可以直接發(fā)送給彈道解算軟件，這樣就節(jié)約了將數(shù)據(jù)輸入彈道解算終端的時間。但是裝定射擊諸元的速度又成為瓶頸，始終需要調(diào)整瞄準(zhǔn)鏡的兩個手輪，還要看手輪的刻度或者數(shù)“咔噠”聲，這一個步驟還是不夠快，有沒有可能不用調(diào)整手輪？

藍牙數(shù)據(jù)交換在國外的彈道計算機、測距儀甚至瞄準(zhǔn)鏡上都有實現(xiàn)，目前正在向民用市場普及，圖為SIG 的BDX 系統(tǒng)

荷魯斯分劃示意圖，看起來復(fù)雜，但很好用

荷魯斯分劃可以不用擰手輪，U6.2mradL1.4mrad解算結(jié)果直接像這樣用下6.2、右1.4瞄準(zhǔn)即可，但是這位置沒有實際的點，準(zhǔn)不準(zhǔn)要憑眼力

前置分劃（上）和后置分劃（下）分劃線對比示意圖

有！ 將瞄準(zhǔn)鏡分劃成特定的網(wǎng)格，解算出的射擊諸元直接在網(wǎng)格上尋找到對應(yīng)的點，用這個點去瞄準(zhǔn)目標(biāo)就行了。比如荷魯斯分劃（Horus Reticle， 看起來像圣誕樹，所以又叫圣誕樹分劃），看起來很復(fù)雜，只要熟練使用，它是非常便捷的。比如還是上文提到的那組解算結(jié)果——向上修正6.2mrad，向左修正1.4mrad。普通的十字線分劃需要擰瞄準(zhǔn)鏡的手輪，但是荷魯斯分劃不需要，它的每個大格是1mrad， 每個小格是0.2mrad， 只需要向下數(shù)6.2 格，向右數(shù)1.4 格，用這個點直接去瞄準(zhǔn)即可。省去了擰手輪的時間，一般情況下光學(xué)分劃的精度都要高于機械調(diào)整機構(gòu)的精度，這種方法速度快、精確度高。重要的是這種方法很直觀，不會輕易出現(xiàn)把分劃調(diào)反的問題。

即便這樣，速度仍然不夠快，數(shù)分劃的刻度仍然需要時間，而且有小數(shù)的時候不一定準(zhǔn)確，因為大多數(shù)瞄準(zhǔn)鏡的刻度往往只能精確到0.2mrad，對于小數(shù)是奇數(shù)的，比如結(jié)果為3.1mrad、8.7mrad，這些數(shù)值并不方便，往往正確的瞄準(zhǔn)點位置并不存在參考點。另外，對于后置分劃的瞄準(zhǔn)鏡而言，這個刻度值只能在特定的倍率下使用，不在特定倍率，就需要進行換算。

SIG BDX瞄準(zhǔn)鏡分劃線的水平線和豎直線上有發(fā)光點，可以點亮

測距儀完成測距后瞄準(zhǔn)鏡會接收到數(shù)據(jù)，自動計算出高低并點亮提示射手，有了風(fēng)偏的數(shù)據(jù)，也會自動計算出風(fēng)偏修正量并點亮提示射手

射手只需要用兩個亮點的坐標(biāo)交點瞄準(zhǔn)目標(biāo)即可命中，已經(jīng)非?？炝?/p>

科普一下前置分劃和后置分劃。前置分劃的分劃板在變倍鏡組的前面，變倍的時候射手看到的分劃會跟隨倍率的變化而變化，倍率變大時分劃線會變粗，分劃的刻度間隔會同步變大。比如一個6～25 倍前置分劃瞄準(zhǔn)鏡，分劃的刻度線一個大格對應(yīng)1mrad，在倍率為6 倍時他是1mrad，在25 倍時它也是1mrad，在任意倍率下都是1mrad，所以使用時非常方便，不管什么倍率，正常地使用分劃刻度就行。前置分劃的缺點是分劃線的粗細會隨倍率同步變換，低倍率的時候分劃線很細，高倍率的時候分劃線變粗。對于遠距離精確射擊而言，距離越遠需要的倍率越大，同時分劃也需要越精細，太粗的分劃可能完全遮蓋目標(biāo)，無法精確瞄準(zhǔn)。

后置分劃和前置分劃正好相反，后置分劃的分劃板在變倍鏡組的后方，分劃線不會隨倍率同步變化，分劃刻度往往在特定倍率（最方便換算的倍率或者最大倍率）才能正常使用，而在其他倍率則需要換算。比如還是那個6～25倍的瞄準(zhǔn)鏡，若是后置分劃的，假如只有在10 倍時刻度的一個大格對應(yīng)1mrad，那么在其他倍率使用時分劃對應(yīng)的真實值是10÷ 倍率，在6 倍時一個大格對應(yīng)1.67mrad，在25 倍時一個大格對應(yīng)0.4mrad?？傊吮堵收檬?0 倍時分劃可以直接使用，其他倍率必須換算。但是后置分劃的優(yōu)點是分劃線在變倍時粗細不會發(fā)生變化，始終處于比較精細的狀態(tài)，有利于遠距離精確瞄準(zhǔn)。另外，后置分劃的瞄準(zhǔn)鏡也相對便宜。所以這兩者各有利弊，目前為共存狀態(tài)。

所以，為了節(jié)約數(shù)格子的時間，Sig Sauer公司采用彈道數(shù)據(jù)交換（Ballistic Data Xchange，簡稱BDX）技術(shù)開發(fā)了一套能夠自動裝定射擊諸元的瞄準(zhǔn)鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)由白光瞄準(zhǔn)鏡、激光測距儀和Kestrel5700氣象儀組成。使用時，由射手或觀察手搜索目標(biāo)，操作測距儀對準(zhǔn)目標(biāo)進行測距，系統(tǒng)便會根據(jù)測距儀測量的目標(biāo)距離數(shù)據(jù)，并依據(jù)氣象儀采集的信息和地理位置數(shù)據(jù)進行外彈道解算，然后將解算出的高低和方向修正量，分別點亮白光瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)豎直和水平分劃線上對應(yīng)的密位點（豎直方向有145個LED顯示點，水平方向有47個LED顯示點），射手將兩個閃亮點的坐標(biāo)交點對準(zhǔn)目標(biāo)即可。這樣射手就不需要去數(shù)分劃線的格子了，速度又快了不少。

但是這個還是不夠理想，存在去找兩個坐標(biāo)交點的問題，正確的瞄準(zhǔn)點位置仍然沒有參考點，是用一個虛擬的位置去瞄準(zhǔn)，仍然存在一定的誤差。有沒有可能在正確的位置直接生成一個瞄準(zhǔn)點，并點亮，然后直接用這個瞄準(zhǔn)點去瞄準(zhǔn)？

有！這就是XM157。（待續(xù)）

實習(xí)編輯/丁涌強