演绎法“寻枪”
作者: 三土它究竟是谁
读者喜欢福尔摩斯系列,很大程度上是因为这位神探身上体现出的真实性。他是维多利亚时代中产阶级的典型代表,出没在伦敦的浓雾和煤气灯下,穿梭于真实存在的各条街巷中,和所有人一样乘坐马车、火车和地铁,通过报纸、电报、信件来获取信息及联系,喜欢美食,并以歌剧、音乐会、土耳其浴作为休闲手段,甚至他的个人代理银行——首都与郡县银行牛津街支行也是真实存在的,即如今的劳埃德TSB银行。尽管柯南·道尔的笔下存在不少瑕疵和疏漏之处,但这些富含人间烟火气息的基本元素,保证了福尔摩斯的形象始终有血有肉,让读者倍感亲切且印象深刻。同样,柯南·道尔在小说中提到的各种武器,包括手枪、步枪、霰弹枪和在《空屋》《最后一案》《王冠宝石案》中多次提到的气枪,也都是有现实依据的,并非超越特定时代想象出的“黑科技”。那么,根据小说中确定的时间节点,是否可以推断出这支气枪的大概类型?答案是肯定的,因为在维多利亚时代已经面世并普及的气枪,从原理、结构上来说,只有三种主流形式,结合《空屋》中一些语言描述,我们完全可以做进一步的比较和推断。
弹簧活塞式气枪?
支持莫兰使用的是弹簧活塞式气枪这一判断最有力的证据,是《空屋》中的一段话:“他仍旧跪在地板上,弯腰将全身力量压在什么杠杆上,接着发出一阵旋转和摩擦声,最后又是咔哒一响。”凡是使用过弹簧气枪的读者,都马上会反应过来,这不就是转动杠杆压缩弹簧以及挂机的过程么?




弹簧活塞原理,顾名思义需要弹簧配合活塞来完成,它们装在一个称为气缸的密闭空间里。射击时,首先需要以某种装置,通常是杠杆(很多时候用枪管本身充当),来使弹簧压缩蓄能,直到某个机构(一般是活塞杆的末端)与阻铁扣合,形成待发状态。扣动扳机之后,释放阻铁,弹簧得以解除限制,以很高的速度推动活塞前进,从而快速压缩气缸内的空气。虽然这部分空气体积不大,但在瞬间被急剧压缩,仍可以达到数兆帕或更高的压力。这股高压空气通过气缸前端开设的小孔或其他通道作用于弹丸尾部,将弹丸以一定速度推出去。随后,气缸内压力和外界相等,弹簧伸张释放,重归原先状态,等待下一轮循环开始。
弹簧活塞原理的关键和前提,是得有一个合格的弹簧。弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件,形式多样,特点是能够在外力作用下发生形变,去除外力后又恢复原状。现代弹簧一般由钢或其他特殊合金制成,早期也有用木、竹、角或其他弹性材料制作的原始板簧,应用在弓、弩等冷兵器上。虽然金属弹簧早在青铜时代就已经出现,但由于材料的限制,当时还无法制造出可在有限空间内压缩蓄能的螺旋弹簧,所以最早的气枪不可能采用弹簧活塞原理。到了14世纪,对钟表等精确计时机械的需求,促进了卷簧(涡形弹簧)等精密弹簧的出现,虽然它们的另一个重要应用领域就是枪械,但除了应用在击发机构上外,仍无法利用其为气枪提供动能。




18世纪欧洲工业革命之后,出现了种类更多、效率更高的弹簧,特别是发明了批量制造弹簧的工业化生产方法,这为弹簧活塞原理的出现和应用提供了可能。最早的弹簧活塞式气枪出现于1840年左右。这时使用的仍是涡形弹簧的一个变种——塔形弹簧,它可以在较短的安装长度中获得足够大的弹力,但性能和现代气枪所用的等节距螺旋弹簧还有差距,特别是伸缩长度有限,有时需要将多个塔簧串联起来,以期提供更大的力量。比如1900年前后美国生产的布格斯潘纳(Bugelspanner)气枪,口径一般为5~6.35mm(0.20~0.25英寸),全枪长1143mm(45英寸)左右,其中枪管长约610mm(24英寸),各项尺寸与现今的弹簧活塞式气枪均十分接近。该枪就采用了串联式“双塔簧”设计。这在当时是一种常见的气枪样式,制造时间从19世纪50年代一直到19世纪末,前后可能超过50年。
现代使用的螺旋弹簧公认的发明者是英国科学家罗伯特·胡克。1678年,在多次拉伸实验的基础上,胡克提出了著名的“胡克定律”——弹簧的伸长量与所受的力大小成正比。1763年,特拉德维尔在英国成功申请了关于螺旋弹簧的首个专利。
虽然早在1776年,第一具使用螺旋弹簧的弹簧秤就问世了,但这种弹簧被用在包括气枪制造等其他领域的时间则要迟得多。直到1870年代,在美国的夸肯布什(Quackenbush)气枪和一些德国制造的同类产品中才使用了真正的螺旋弹簧。与此同时,弹簧活塞式气枪的另一些特征也逐步形成,比如为了在释放活塞时更好地密闭气体,活塞头上都有一圈皮革制成的密封垫(皮碗)。综合考虑到压缩弹簧时所需的力量和便捷等因素,这些气枪的威力都不是很大,弹丸初速在61~122m/s(200~400英尺/秒)之间。
维多利亚时代唯一完全由英国设计制造的弹簧活塞式气枪,是体育用品制造商乔治·吉布森·布西设计的布西气枪,包括气步枪及气手枪,并于1876年8月获得了英国第一个弹簧活塞式气枪专利。该枪采用1900年以前气枪上流行的滑膛设计,主要发射飞镖和圆形铅丸。因此在英语中,当时的气枪都被称为“枪”(gun),而不是今天所用的“步枪”(rifle)。以布西气步枪为例,全枪长737mm(29英寸),枪管长229mm(9英寸),气室长203mm(8英寸),全枪质量仅0.91kg(2磅)。该枪看起来虽然和现代气枪非常接近,但使用方法完全不同,装弹时需要将枪管拆下,然后用一个类似马桶搋子的工具从气室前端插入,用力向后压缩活塞和弹簧,直至挂机,再将发射物装入枪管后端,并重新结合到枪身上。因此,该枪的力量很弱,射速也很慢,一般只用于室内娱乐射击,即所谓“客厅气枪”。
这一情况到了1905年才有根本性变化,当时伯明翰轻武器公司决定在其制造了近半个世纪的枪械产品目录中加入气枪,该枪采用林肯·杰弗里斯的设计,在枪身下方安设一根可以向下旋转的杠杆,带动联杆进而压缩弹簧,同时改用线膛枪管。制造的第一批枪被称为“林肯”气枪,后来则采用了自己的牌子,即伯明翰轻武器公司的缩写“BSA”,如今“BSA”已经是最著名的气枪商标之一。从这种气枪开始,发射物变成了如今非常普及的空竹形铅弹。这一改变大大提高了气枪的射击精度,气枪除了娱乐之外可以用于比赛和狩猎了。这种气枪也被公认为是第一款现代弹簧活塞式气枪。从此以后,几乎所有此类气枪都沿用了该枪的整体结构安排。在接下来的近80年间,虽然外形、尺寸千变万化,枪口初速和射击精度不断提高,但弹簧活塞式气枪的结构原理并没有发生根本性的变化,只是活塞、密封件等一些零件由天然材料变成了合成材料。到1980年代中期,在大威力弹簧活塞式气枪上又以效率更高的气弹簧取代了等节距螺旋弹簧,但威力增加幅度有限。
弹簧活塞式气枪的威力最终取决于弹簧的力量,而过于强劲的弹簧如何压缩却是个难题,即使可以利用杠杆原理,但人的臂力毕竟有限,这一先天缺陷限制了其威力的持续提升。而且弹簧力量越大,伸张时产生的震动越大,对射击精度和枪械寿命都有不利影响。目前,世界上威力最大的弹簧活塞式气枪是土耳其哈特桑公司的“食肉动物135”,其体型非常壮硕,7.62mm口径型号的全枪长达到1199mm,全枪质量更是达到4.53kg,“块头”甚至超过了著名的美国M1伽兰德半自动步枪,只有强壮的成年人才能使它进入挂机状态。其威力同样非同寻常,最大枪口初速179.8m/s,枪口动能最高可达46焦耳。不过,即便强劲如“食肉动物135”,其威力也远不足以作为杀人武器,更不用说100多年前的产品了。虽然从理论上讲,只要弹簧的力量足够大,气室的压力足够高,一样能将致命的转轮手枪铅弹射出,但这样的气枪体型必然特别巨大,就算是莫兰上校天生神力,使其成功挂机也需要借助于外力,显然这不符合一支伪装成日常用品的特制暗杀工具的标准。因此,尽管《空屋》中一些描述非常吻合,但莫兰手中的肯定不会是一支弹簧活塞式气枪。
“风箱”气枪?
19世纪前,包括英国在内的欧洲,曾经流行过一种“风箱”气枪。它被公认为是最古老的气枪设计,其历史比预储气式气枪还要久远。据说,最早的“风箱”气枪在1500年前,也就是公元500~600年就出现了。到16世纪,这种气枪在欧洲的一些地区已经相当流行。现存最古老的“风箱”气枪目前收藏在瑞典斯德哥尔摩的利夫鲁斯塔克马伦博物馆,制造时间可以追溯到1580年左右。直到19世纪初期,类似的枪支仍在制造,生产跨度将近600年。与之相比,弹簧活塞式气枪出现至今还不到180年。
“风箱”气枪的原理非常接近最原始的气枪——吹管。吹管现在仍然在一些原始部落里被用于狩猎,或在麻醉动物时发射注射弹。吹管依靠使用者控制胸部肌肉包括膈肌用力压缩肺部,迫使空气迅速从肺中排出,通过身管作用在飞镖或弹丸上,使它不断加速,直至射出吹管。不过人的肺容量和肌肉力量都有限,而且不可能把肺内的空气全部呼出,所以发射物的速度不可能很快。但人们还是从中得到了启示,那就是用一个更大的可压缩的容器来代替人的肺,再把压缩速度进一步提高,就可以加快飞镖或弹丸飞出的初速,使之具有更大的威力。