G11无壳弹步枪
▲在1967至1968年间，当时的西德军方、HK公司以及诺贝尔火炸药公司达成一致见解，他们认为，无论采用哪一种小口径的步枪，其技术性能都无法摆脱传统步枪技术水平与局限性。为此，他们选择了德国在二战中美国在二战后都曾研究过但未成功的无壳弹/枪技术，试图一举超越小口径化，直接研制并装备具有革命性的无壳弹步枪系统。这就是G11无壳弹步枪系统。这样一来，丢掉了弹壳的死重，士兵不用背着沉重的子弹前进，弹药量不减反增。4.7毫米无壳弹在初速、射程和威力上，与有壳子弹不相上下。在1970年，西德国防部列出了一个标准作为这种革命性的步兵战斗武器的设计要求，这个设计要求是希望能成倍地提高西德士兵的个人战斗能力。这个标准如下：1武器的最大长度：小于750mm，2包括100发弹药在内的最大重量：小于4.5kg，3武器的装弹数：50发左右，4高命中率的3发点射和不校正瞄具的有效平射距离300m，对设计者而言最大的难题是在实战中提高命中率，因为战斗中的心理压力常常会降低射击水准。
HK在2013年媒体开放日上展示的G11
▲另外，经统计发现，3发点射时命中目标的数量比全自动发射时还要少。因为第一发弹的命中率是最高的，而发射第一发弹时的后坐力会影响到随后射出的子弹，而3发点射是每扣动一下扳机就自动发射出3发弹头。经研究只有将射速提高到2,000RPM以上，才能提高3发点射时的命中率。这种设计的理论依然正是美国的“齐射”研究。总之，为了达到高射速点射的目的，HK公司采用了一种圆柱形转膛式枪机的设计来提高射速。最初，无壳弹武器系统的开发项目只有两个公司参与，其中HK公司负责武器部分的设计，而诺贝尔火炸药公司则负责设计无壳弹部分。这两个公司并称为GHGS（德语：无壳弹步枪系统联合企业）。后来德国的光学仪器制造公司又加入了GHGS集团，负责开发/制造武器系统的1倍光学瞄准镜。在1971年，HK公司先后研制出第1型和第2型的原理验证机，在1971年底通过技术鉴定后，认为无壳弹武器系统是可行的。在1973年，北约也对无壳弹武器系统感兴趣，希望HK公司能够在1977年4月交付武器，并在当年的北约一级的军事演习中进行试验。于是HK公司加紧无壳弹步枪的研究工作。
G11的无壳弹及其他无壳弹的比较
▲在1974年夏天，HK公司研制出第1型原型枪。该枪已经具有G11的许多鲜明特征，G11的基本结构也是从这个时候开始已经确定下来，包括平行放置于枪管上方的弹匣，弹匣内的枪弹弹头向下并垂直于枪管轴线，无托结构（弹膛/枪机位于枪托内），兼有提把功能的光学瞄具，又比如高达1,800发/分的高射速三发点射和低至400发/分的全自动射击。西德国防部也对无壳弹原型枪很乐观，与HK公司签订合同规定在1977年秋完成全部研究工作。从1974年至1977年，HK公司先后研制了1号至5号共五种原型枪，但试验结果显示此时的无壳弹武器系统还不能成熟到可以装备部队。所以在1977年HK公司并未能设计定型并交付部队。除了武器本身的技术还需要完成外，在与HK33进行比较试验中也发现4.3mm口径无壳弹易受风力影响，其精度表现远不如5.56mm。有经验的射手在300米距离上试射，散布圆直径居然有1.8米。所以1977年HK公司在5号原型枪上同时试验了原有的4.3mm和新研制的4.7mm两种无壳弹后，便决定从6号原型枪开始改为4.7mm口径。
HK在2013年媒体开放日上展示的G11步枪
▲经过多年的努力，HK的无壳弹步枪系统日趋成熟。从1981年至1982年间研制的14号原型枪已经达到可以交付部队进行野战试验的程度。1986年，14号原型枪被西德军队正式定型为G11（后被称为国G11K1）。G11步枪在1987年3月开始试产。G11采用独特的转膛式枪机，有单发、高速3发点和低速全自动的射击模式。步枪上没有机械瞄具，最初的型号有一个固定的1倍光学瞄准镜，后来改为可拆卸的瞄准镜。早期原型上的聚合物弹匣容量为50发，而后期型号减少到45发，并且在弹匣供弹插槽两侧各有一个后备弹匣插槽，可在枪上同时携带3个弹匣。后期型号的枪口下方还增加了刺刀座，还可以加装两脚架。经过这一系列改进后的型号在1988年被命名为G11K2，并开始提交部队试验。在1989年进行的测试中认为G11K2比G3可提高50%的命中率。1990年3月23日，在G11K2完成一系列试验后，当时的联邦防卫技术与采购署确定：无壳弹步枪在技术上已经达到装备水平。4月4日，德国陆军部宣布，G11K2已经达到部队使用要求，随后发给HK公司一份价值6,000万马克的订单。据称在当年已经向部队交付了1,000支G11K2。但就在这一年，柏林墙倒塌，东部地区急需资金建设，加上苏联解体，华约解散，威胁减小，换装新型枪已不再是迫切需要了。结果在1990年10月中旬，德国作出决定，在立法会议上不再讨论G11的装备问题。就这样，G11的生产、采购与装备计划被取消。虽然G11的装备计划被取消，但HK公司仍对并尝试向其他国家出口G11，不过这些努力都失败了。有传闻说只有德国国防军的特种部队及美军特种部队极少量地装备了G11K2，但并没有证据。
HK在2013年媒体开放日上展示的G11步枪
▲G11自动步枪还有一项独门绝技，它的三发点射射速极高，达到每分钟2000发，也就是一秒33发。既想马儿跑得快，又想马儿不吃草，这等好事儿是不存在的。G11如此多革命性的创新，也要付出极大代价，最根本的一条就在于它结构之复杂，极其复杂。美国的M16步枪当年就被人指出结构复杂，那它有多少零件呢？122个。但是，G11的零件数量却达到了惊人的450个！在拆掉外观简洁的枪身后，G11的后膛组件简直就像一个精密的机械钟表部件，仅仅这部分就有144个零件！这简直是枪械技工的噩梦。尤其令人发指的是，单独拆开的零件，结构也精奇古怪，不知当初G11的枪械设计师是开了怎样的脑洞才把它设计出来的。
G11步枪分解后结构也复杂到令人说不出话来
▲众所周知，机械的可靠性与部件密切相关，任何一个小的部件都会影响整体的可靠性。换言之，部件数量越多，可靠性就越难以保证。G11的枪机不像普通步枪那样做直线运动，而是有各种旋转部件，各个部件堆叠在一起，依靠连杆、弹簧和齿轮进行连接。G11的弹匣也不像普通步枪一样插进下机匣，虽然这种供弹方式是最简单可靠的。G11的弹匣装在步枪上方，和枪身平行，让子弹旋转方向对准弹膛，设计得即简单又巧妙。G11的处理方式就要复杂很多，它采用了转膛设计，不是让子弹将就枪，而是让枪去将就子弹，因为它的无壳弹外表不是圆柱形，在枪膛里如果自由移动，很容易造成卡壳。
图中可以看到撞针弹簧，齿轮和气体系统的连杆
▲在扣动扳机的瞬间，G11后膛组件的144个零件在几毫秒的时间里就完成了后座缓冲，弹膛旋转90度，从弹匣中重新装填子弹，再旋转90度复位，准备下一次射击。这简直就像是一场机械芭蕾舞。
▲G11系统的决定因素在于无壳弹药的设计，而无壳弹技术最难解决的问题就是枪弹自燃，这也是为什么G11开发超过了20年的原因。由于普通金属弹壳能吸收和带走很多热量，使弹膛升温较慢，且在子弹入膛后又能在弹膛和发射药之间起隔热作用，所以很少发生自燃现象。而无壳弹发射时弹膛升温极高极快，且子弹入膛后发射药直接与弹膛接触，结果当弹膛温度高于自燃温度时就会使子弹自行发射。因此，无壳弹技术的革新之处正是它的最大技术难题。据说在G11早期试验阶段，许多参与试验的士兵在G11上贴着一块标签做试验，标签上的话颇具黑色幽默，“自行射击的‘黑森林’发出杜鹃般的叫声”，这说明当时G11的自燃问题相当严重，后来HK公司宣布所有的关键技术都得到解决。有个别专家认为G11被取消订单的原因除1990～1991年的政治和经济背景外，对于无壳弹的降温技术仍然信心不足也是原因之一，从1977年至今，由诺贝尔公司火炸药公司研制的配用于G11的无壳弹的弹形结构大约经历了三个方案阶段。
4.73mm无壳弹
▲G11无壳弹的第一个原型，弹头下半部嵌入模压而成的发射药柱内，颗粒状的发射药清晰可见。最初的口径为4.3mm（左图），后来口径改为4.9mm（右图）。口径为4.7mm的77型无壳弹，配用于G11步枪的第6个原型枪，发射药柱截面呈长方形（11×8mm），全长32.5mm。77型无壳弹一直用于G11的早期开发阶段。当时的77型无壳弹的发射药自燃温度为178℃，而G11的枪膛升温极快，因此在连续发射十几发弹时就会出现枪弹自燃事故。1977年在北约组织的制式步枪选型试验中，G11就因过早出现无壳弹进膛自燃而中途退出试验。在1988年，诺贝尔公司对无壳枪弹进行了重新设计，新弹被命名为DM11，口径为4.73mm，弹头外径4.93mm，覆铜钢被甲全铅芯结构，重3.25g，长20mm，全部埋入模压成形的发射药柱中；发射药柱主要成分为HMX耐高温火药，外表有防护涂层，药柱截面为7.9×7.9mm的正方形，上部三分一处的四个棱边上有凹槽，表明弹头方向；发射药柱顶端有半透明塑料帽盖住弹头，加上塑料帽全长32.8mm；弹头底部和可燃底火之间连接有一内装扩爆药的铜盂。DM11全弹重5.2g，初速930m/s。DM11无壳弹的发射药柱的正方形横截面的四个边是略为凹入的弧形，而弹膛横截面则是正方形，这样可以减少药柱与弹膛的接触面积，也是起一种延缓自燃的作用。
5.56x45mm与4.73mm无壳弹
▲DM11无壳弹的体积和重量比一般的有壳弹小。一名配备G11无壳弹步枪的士兵在G11步枪上带弹90发（两个弹匣），另外携带28个15发封装的弹包，一共可携带510发，加上枪总重量为16.2磅。在相同的携行重量下，配备M16A2的士兵只能携弹240发，而配备G3A3的士兵则只能携弹100发。
德国G11步枪
▲另外，无壳弹步枪的一大死穴是弹药裸露，当连续射击枪膛过热时弹药的自燃问题难以解决。这也是现在所有无壳弹面临的最棘手的问题，没有什么发射药既满足火药的特性，又能在几百度高温时不产生自燃。可以说，G11步枪是工程学上的绝世珍宝，也是枪械史上的一朵奇葩。德国人把工匠精神发挥到极致后，产生了一件艺术品，却不是一把实用的枪。最后在1982年美国提出ACR（先进战斗步枪）计划后，HK公司也以G11为基础，将无壳弹口径更改为4.92mm参与竞投，但1993年美军宣布取消ACR计划后，HK公司的无壳弹步枪装备之梦再一次破灭。在军方公布的实验结果中，尽管四家投标公司的竞投方案都采用了超前的革新技术，但都无法使其性能比超出M16A2，其中HK的ACR样枪在试验中突现的问题是在远距离射程上性能劣于M16A2。
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