枪械上的导轨有不同的种类吗?

作者：逍遥无事来源: 知乎 2018-06-12 16:42:08 阅读：次

导轨式设计简单点说，就是把瞄具的调整环底部滑套在机匣上的凹槽里，然后再用通过拧紧螺丝增大侧向摩擦力来固定瞄具。在这种导轨设计上安装附件时非常方便，不需要额外在枪身上钻孔拧螺丝，而且因为导轨在加工上更容易保持笔直，因此只要附件的工艺合格能够保证底部固定为直角，就基本上能够确保前后镜环的完美对齐。

附件起源

火器自13世纪发明后很长一段时间内，因为射程和精度都很差，距离稍微远些就无法做到有效的精确射击，基本上对准了也打不正，所以只能用密集排射的形式投送打击力。尽管如此，从15世纪中期开始，枪身上就已经开始特意被制作出一些突起物，用来为射手提供枪口方向参照物，以便最大可能的保证一些命中率。这些就是早期的简单机械瞄具。

随着文艺复兴时期玻璃镜片制造技术的不断进步，利用光学折射原理进行放大观测的复杂光学仪器开始出现，比如16世纪末发明的光学显微镜。1608年，最早的折射望远镜（refracting telescope）由三个荷兰眼镜技师发明，并在之后三年内先后被伽利略和开普勒两人进行了设计上的改进。而18世纪上页消色差透镜的发明，使得便携尺寸的望远镜开始出现。因为望远镜能让人观测到肉眼很难看清的远处目标，因此被广泛用于天文、航海和战场侦查观测上。

随着线膛枪的发明，火器的精度和有效射程不断上升，因而用望远镜辅助枪械进行远程观瞄的需求也越来越高。望远镜式光学瞄具（telescopic optical sight，也就是俗称的瞄准镜）其实最早出现于17世纪，但在之后两个世纪内因为当时的技术水平限制基本上从来就没有用于过实践。真正意义上的枪械瞄准镜是于1835至1840年间由旅美英国工程师约翰·R·查普曼（John Radcliffe Chapman，1815～1899）和当时著名的美国枪匠摩根·詹姆斯（Morgan James，1815～1878）两人合作设计发明的。1855年，纽约工程师威廉·马尔科姆（William Malcolm，1823～1890）将瞄准镜的设计改进并商业化，大大提高了在不同射程上的精度和适用性，使得类似的瞄准镜（比如同时期佛蒙特州珠宝商L. M. Amidon生产的瞄准镜）早在南北战争中就成为精确射手步枪上的常见配具。

美国内战时期的三款装配了马尔科姆1855式Hi-Lux型6倍瞄准镜的单发步枪，从左向右：前装的Hawken、Whitworth，和后装的Berdan Sharps。瞄准镜基本上是被永久性的直接固定在枪身上

早期的瞄准镜是直接通过准镜调整环（scope ring）将镜体用螺丝固定在枪的机匣顶部的，但这种固定方法如果需要拆装更换瞄具就非常麻烦，而且几乎无法随时去细微调整准镜的前后位置。如果安装镜环的螺孔稍有钻歪，或者在拧螺丝过程中前后镜环出现细微旋转和偏移，不光会因为排列不齐而影响精度，还会给镜体施加横向弯曲压力，长期下来会产生材料疲劳损坏准镜。因此使用这种传统方式固定瞄准镜时，必须使用特殊工具确保镜环不会出现扭曲现象，非常费时费人工。

下面是测量前后镜环是否完全对齐的器具，上面是用来研磨镜环棱角以达到对齐效果的磨棒

为了解决这个问题，20世纪早期导轨式安装基座（rail mount base）就开始出现。

燕尾式导轨

导轨式设计简单点说，就是把瞄具的调整环底部滑套在机匣上的凹槽里，然后再用通过拧紧螺丝增大侧向摩擦力来固定瞄具。在这种导轨设计上安装附件时非常方便，不需要额外在枪身上钻孔拧螺丝，而且因为导轨在加工上更容易保持笔直，因此只要附件的工艺合格能够保证底部固定为直角，就基本上能够确保前后镜环的完美对齐。因为这种凹槽后来受到木工常用的楔形榫（鸠尾榫）启发，横截面常常被做成倒梯形，颇似展开的鸟尾，所以被称为燕尾式导轨（dovetail rail，其实应该翻译成“鸽尾”或者“鸠尾”才对），也称燕尾槽。后世发明的各类用来安装瞄准镜和其他附件的导轨系统其实绝大部分都是燕尾一系的，包括后来的韦弗式和皮卡汀尼式（将两侧的边棱变成了斜面，但横截面仍是顶宽底窄的形状），只不过现在“燕尾”一词特指最初那种棱角分明的倒楔燕尾导轨。

木工常用的鸠尾榫

注意看燕尾槽的倒梯形横截面

北方工业QBZ-95式步枪提把上的特形燕尾槽

还有就是许多人总叨叨的“俄军标准战术导轨”——那玩意其实就是个被砍出缺口变了形的燕尾槽！

AK-47突击步枪机匣左侧的燕尾附件导轨

PKM机枪左侧的燕尾战术导轨

其它非燕尾式固定

这里要注意的是，燕尾形并不是附件导轨的唯一形式，其他形状的导轨是存在的，只不过通常不用于固定瞄具而已。最著名的例子就是用来固定脚架和背带的丁字槽安许茨导轨（Anschütz rail）——也称国际射联导轨（UIT rail，UIT是法语“国际射击联盟”——L'Union Internationale de Tir的缩写），以及设计近似的弗里兰导轨（Freeland rail）。

上图和下图左为安许茨导轨，下图右为弗里兰导轨

此外还有光学器具名厂流波—史蒂文斯公司（Leupold & Stevens, Inc.）独门专利的非导轨式STD（标准）系列，采用的是插入+旋转的锁定机制设计，据说非常牢固，并且后环可以微调校正横向风偏。

流波独门设计的STD非导轨安装基座和调整环

韦弗式导轨

燕尾式导轨其实问题非常多。首先就是没有统一标准——因为瞄准镜的生产厂家很多，每家都有自己的设计规格，尺寸五花八门，宽度从9毫米到11毫米到14毫米样式不等（现今甚至还有超过20毫米的），甚至连楔角大小都不统一。这使得如果想为同一把枪更换不同品牌的镜环就十分头疼，经常不是过大就是过小，很难做到严丝合缝；此外燕尾导轨较窄，固定时过度依赖集中在边棱附近的摩擦力，有效表面积不够，使得瞄具受到外力时容易发生松动；还有就是燕尾导轨基本上只能用来固定瞄具，无法安装其他类附件。因为这第三个问题，导轨界面系统（rail interface system，简称RIS）——也称导轨附件系统（rail accessory system，简称RAS）——的概念后来出现，尝试提供多兼容的标准化附件平台。现在军迷常常叨叨的“导轨”、“战术导轨”其实大多指的就是RIS。

无论如何，新的导轨界面系统首先还是要解决前面的第二个问题——在老式燕尾导轨上安装瞄准镜不够牢固。其实西方各厂家自1940年代以来都在尝试不同设计，但最后基本上都冲着增加导轨宽度这个方向发展。1950年左右，W·R·韦弗公司（后来改名韦弗光学公司，现为阿连特技术系统公司分支——威士达户外公司麾下的子公司，以生产各种枪械瞄准器具著称）的创始人威廉·拉尔夫·韦弗（William Ralph Weaver，1905～1975）推出了一款新的导轨设计，将旧式燕尾槽加宽至0.617英寸（约15.7毫米），并把原来的锐角边棱改成了下倾斜面以增加有效附着面积，使横截面从倒梯形变成了宽扁六边形。新导轨上方开有横槽，以便附件可以用横向螺丝加紧辅助固定。这种设计优于燕尾式，很快就被各大厂家相继模仿，同时也被命名为韦弗式导轨（Weaver rail）。

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韦弗式导轨的设计者——威廉·R·韦弗

而韦弗式导轨虽然固定性优于之前的燕尾导轨，并且不同厂家品牌间的兼容性相对更好，却也不是没有问题。首先和上面提到的燕尾导轨的第一个问题一样，韦弗导轨也缺乏市场统一标准，各大厂家根据自己喜好设计出的尺寸不一，虽然韦弗式附件的统一性和适应性比燕尾附件更强，但仍无法兼容所有变化，固定质量时好时坏；其次当时的韦弗附件普遍缺少侧向风偏校正的功能，中远程精确度因此受到影响；此外韦弗式虽然有横槽协助固定，但是因为横槽间距没有标准化，加上槽宽较窄，会出现附件即使有横向螺丝却因为太粗或者和横槽位置不匹配也无法使用的现象。这意味着韦弗导轨在许多高坐力射击的情况下，会因震动使得整个瞄具发生轻微偏转，稳固性反而逊于流波的非导轨设计。

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韦弗导轨的横槽遇到稍大些的螺丝就无法适应。图中从左向右分别是10号、8号和6号螺丝，只有最小的6号能够使用，稍微粗些的8号和10号根本塞不进横槽

1980年代之后，随着西方武器技术的不断发展，单兵轻武器附件（特别是夜视镜、反射瞄具和激光指示器）的应用度和多样化都不断上升，规格不统一的韦弗导轨已经无法满足军方的要求。

皮卡汀尼式导轨、北约附件导轨

1992年，美国陆军总部指派长期负责轻重武器弹药研发和生产的新泽西州皮卡汀尼兵工厂（Picatinny Arsenal）进行标准化轻武器配件平台的研究工作，由资深机械设计师加里·胡茨马（Gary Houtsma）为项目总负责人。胡茨马团队随即收集了军队库存和市面上销售的20多种不同规格的韦弗类导轨，在仔细比较后总结出了规格平均值，并且确定了45度侧倾的斜面标准。随后胡茨马命令厂房拿出一份最易于生产检验的设计方案，车间以105毫米M119榴弹炮的滑轨设计为参照加以缩小设计了一款新的导轨系统。之后，胡茨马团队将成品带往伊利诺州的岩岛兵工厂（Rock Island Arsenal）进行审批和试用，最终定为军方标准，编号MIL-STD-1913（军标1913号）。1995年2月3日，美国军方正式批准通过2324号标准化协议（STANAG 2324），将1913导轨指定为北约国家制式单兵轻武器附件平台，并以其设计团队所属单位命名为皮卡汀尼式导轨（Picatinny rail，国内也俗称“鱼骨”），简称皮轨（Pic rail）。

皮卡汀尼导轨的规格指标

皮卡汀尼团队的总设计师加里·胡茨马（右）因为研制皮轨于2014年被颁发圣莫里斯奖章

相比韦弗式导轨，皮卡汀尼式导轨虽然形状相似，但是有着非常严格的尺寸和公差标准。韦弗导轨的横槽宽度为0.18英寸（4.57毫米），皮轨则是0.206英寸（5.23毫米）；韦弗导轨没有统一准确的横槽间距，而皮轨则定为标准化0.394英寸（10.01毫米）；比起横截面为宽扁六边形的韦弗导轨，皮轨的高度更高，横截面看起来更像蘑菇状。韦弗导轨的配件大部分都能顺利转换到皮轨上（反向兼容）。同时皮轨在设计上也考虑到了韦弗导轨没有想到的受枪管热量影响而膨胀的问题。

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韦弗导轨（左）和皮卡汀尼导轨（右）之间的高度差很明显

比起韦弗导轨（上），皮卡汀尼导轨（下）的横槽更宽，且间距更标准化

皮卡汀尼导轨的普及大大改善了西方军队不同配件间的兼容性，并且提高了部队效率。至今为止，皮轨已经是北约国家普遍使用的标准枪械配件，北美民间的枪械市场也逐渐被皮轨占据了主导地位。当然，西方装备技术的进一步研究从来都没停过。2009年5月8日，北约部队军事集团（NATO Army Armaments Group）批准了4694号标准化协议（STANAG 4694），正式开始试用新型的向后兼容的北约附件导轨（NATO Accessory Rail，简称NAR）作为未来皮轨的替代品。

北约导轨其实与皮轨形态上大致相同，但是技术上有细微差别，并且生产参数规格全部由英制单位改为公制。而且在固定设计上，皮轨依赖横向施压，产生的摩擦力主要作用在两侧的楞面上；北约导轨则将侧向压力部分转为垂直，从而充分了利用导轨顶面能够提供的摩擦力。

（北约附件导轨的指标全部改为公制）

皮卡汀尼导轨（左）和北约附件导轨（右）之间的不同主要体现在附着面设计上

皮卡汀尼导轨（左）和北约附件导轨（右）附件的加固界面受力情况

而随着时代发展，皮卡汀尼类导轨本身的一些不足之处也开始更加被人重视了。首先就是重量，虽然铝合金制造的单个皮轨与步枪本身的重量相比基本上可以忽略不计，但是如果导轨长度增长、数量变多，那就是另一回事了。特别是美国人现在靠装备打天下上了瘾，恨不得枪的每一部分都挂上附件，这就使得以往平淡无奇的护木都被改装成了上下左右全是皮轨。

如果挂上附件，有的附件上甚至还配有皮轨去挂更多的附件，这样导轨的总重量就不可小视了。

还有更走火入魔的……

（当然这纯粹是美国网友恶搞开个玩笑~~~再有附件癖的枪民也不会极端到这个程度……）

随着导轨装配越来越多，能省掉些重量还是好的，因此就有了尼龙聚合物材料制造的皮轨。这里主要厂家就是有“猫扑塑料厂”外号（国内军迷称呼）的马盖普工业公司（Magpul Industries Corp.），推出了使用聚合塑料的MOE（Magpul Original Equipment，马盖普原创器材）系列导轨，相比普通的金属材料（主要是铝合金）可以有效降低重量数倍之多，强度和耐久度则毫不逊色。

但重量不是皮卡汀尼导轨现今面对的唯一问题。因为皮轨的横槽设计，使其边缘形成带有尖锐棱角的方齿状，不光容易刮缠周边的衣物布带等物品，如果不注意还可能划伤皮肤（特别是铝合金材料的导轨）。为此许多美国人会购买各种胶类软垫将未经使用的导轨部分覆盖上以免碍事。

有的甚至开动了想象力，搞出各种奇葩中二图案。

但以上这些头痛医头、脚痛医脚的解决方案无疑加剧了枪械上本来就已经让人头疼的重量问题，加上皮卡汀尼导轨经常有许多长度没有被利用上，成为空占重量浪费空间的摆设。在多年来消费者各种反馈的抱怨声中，一些厂家开始开动脑筋设计新一代的导轨装配系统。

KeyMod

2008年，在复仇者武器系统（VLTOR Weapon Systems）公司工作的工程师埃里克·肯塞尔（Eric S. Kincel）最先提出了一个将导轨平台轻型化并增加护木通风性的设计构想，并同当时的总工程师杰夫·欧布莱恩（Jeff O'Brien）一起商议研发一款能够替代皮轨成为行业标准的产品。肯塞尔多年来一直想摆脱护木“左、右、下”方位装配皮轨的设计，希望开发一款没有松动螺丝和螺母、并能轻易搭载适量导轨段和附件的界面系统。当时他的团队正在给美国海军陆战队设计一款能让M16A4枪管自由浮置的上机匣，肯塞尔便借此机会推出一款称为“多功能界面结构”（Versatile Interface Structure，简称VIS）的轻型化护木设计，并且在此基础上试验了没有横向螺丝和嵌入式螺母的新型“匙槽＋L形螺母”式“负空间”（凹洞）固定插口。陆战队对新设计很满意，并要求进一步试验，肯塞尔团队随后将设计改良，使其能够自动进行归零调整，并称其为“模块化钥匙槽”（Modular Key Slot），简称KeyMod。

KeyMod系统的设计者——埃里克·肯塞尔

与此同时，与肯塞尔关系密切的诺瓦斯基步枪厂（Noveske Rifleworks）总裁约翰·诺瓦斯基（John Noveske）提起了自己正在设计的“诺瓦斯基纤细导轨”（Noveske Skinny Rail，简称NSR）系列护木。肯塞尔随即向诺瓦斯基提议采用自己的匙槽设计，使得诺瓦斯基NSR步枪成为了首款采用KeyMod系统的商业产品。之后，肯塞尔在2012年7月公开发表通告了新设计的规格指标，并于三个月后在VLTOR总裁的允许下，将KeyMod的技术数据包开源化向业界提供。这使得KeyMod逐渐被众多厂家采用，变成了与皮轨共用的导轨固定系统之一。肯塞尔本人也公开表态，自己从来没有指望KeyMod能完全淘汰皮轨，而是与皮轨互补使用，达到适用性和重量轻兼顾。

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KeyMod接口的工作原理其实与仓库中常见的速拼货架十分相近。护木上的插孔形似钥匙孔，小头向前、大头向后；附件上的螺母插扣则向前方突出成L形，拼装时由插孔的大头插入并向前滑动至小头，然后用螺丝上紧。附件条中央通常有突出部分帮助稳定安装。

KeyMod的设计规格

因为护木插口边缘反面的斜面设计，在枪械击发后，附件的L形插头螺母不但不会松动（后坐力只会让其向更紧的方向滑动），还能够顺着斜坡自动滑回到初始位置。这种自动归零的特征使得KeyMod护木不但重量上远低于全皮轨护木，而且稳固性也得到了保留甚至加强。

M-LOK

当KeyMod在市场上大出风头的时候，塑料配件巨头马盖普也没有闲着。其实早在2007年，马盖普就在马萨达突击步枪（Magpul Masada，也就是后来的雷明顿/大毒蛇ACR）上试用了长条状凹洞概念的MOE护木。但当时MOE凹洞设计有个缺陷，使其无法在浮置护木上使用，且无法调整一些附件可安装的位置。在无法可靠解决这个问题的情况下，马盖普决定并行启用新的方案。2014年，经过改良后的“模块化锁定”（Modular Lock，简称M-LOK）插口系统向业界发布，彻底替代了老式的MOE设计。

马盖普M-LOK研发团队的几个主要成员，从左向右：Michael T. Mayberry、Duane Liptak Jr.和Timothy E. Roberts，此外还有William B. Bennett和Brian L. Nakayama两人没有网上照片

M-LOK标准的MOE护木上的长条状附件插孔

M-LOK附件条底侧的长方T形螺母插头。印有商标的长方形突起可以在安装时帮助对齐插口

M-LOK系统的生产规格全部采用公制，并且采用前后对称的长条形护木插口。附件插头采用了前后对称的T型螺母，上面涂有缺氧胶，在没有完全上紧的情况下保持纵向姿态。因为T形螺母的对称性，附件不受前后方向限制使用更加灵活（相比之下KeyMod只能单向朝着L形螺母突出的一端安装），安装时只要在所需位置平行塞入护木上的长条插口，不需推进滑动，然后拧紧螺丝就可以了。在上紧螺丝时T形螺母会自动旋转90度（而且最多只能旋转90度），横过来卡住插孔边缘并将附件牢牢固定。而由于T形螺母与长条插孔的宽度和间距比例被设计得恰到好处，安装后基本上不需要担心射击时会因坐力引起前后滑动的问题。

M-LOK的工作原理

M-LOK的T形螺母在上紧时只能旋转恰好90度

虽然M-LOK比对手KeyMod推出晚了两年之多，而且不是开源设计（制造商需要向马盖普申请许可证才能合法使用同一规格，尽管这个许可证是免费的），但是它有一个很大的竞争优势——它的发明厂家。马盖普是美国最有名的枪械部件制造公司之一，以生产各类复合聚合物材料制造的附件出名，占有很大的市场份额，马盖普在自己影响力巨大的附件市场内推行M-LOK标准，无疑比KeyMod依赖其他厂商生产配套产品来推行自己标准要有利得多。在KeyMod推出后的几年内，许多配件厂商还在抱以谨慎观望的态度不愿意大举投入资金采用KeyMod标准，而当这些厂家开始心动时，偏偏M-LOK横空出世，分走了业界许多注意力。

此外KeyMod护木插孔前部（“钥匙”小头部位）边缘反面的凹槽斜面是整个系统固定的关键，不仅限制附件的安装方向，也是最难加工、最费工时、成本最高的部分。相比起来，M-LOK的设计较为简单，对附件的安装位置更为灵活，也更容易生产、更适合其他厂家进行仿制。同时，KeyMod护木的销量情况并不是太乐观，加上市场上已经出现了两种系统间互换的转接附件，使得买家即使选择了M-LOK护木也可以随便安装KeyMod附件，这就进一步打击了KeyMod抢占市场并影响业界采纳其为产业标准的潜能。

上面三个都是M-LOK转换KeyMod的转接片，最下面的是KeyMod的附件皮轨条

根据2016年一些市场数据，M-LOK在销售量方面后来者居上，在一些厂商中甚至超过KeyMod三倍之多。不过现在就下结论谁能成为取代已经风云市场20年之久的皮卡汀尼系统的新一代附件界面系统，还是有些为时过早。

（2017/12/19更新）

今年四月初，美国特种作战司令部（USSOCOM）在参考了海军地面武器研制中心（Naval Surface Warfare Center - Crane Division）对M-LOK和KeyMod等导轨系统的测试结果以后，决定将M-LOK导轨系统作为下一代特种部队的武器模块化导轨系统。

NSWC Crane的测试中， Aero Precision、Midwest Industries和Seekins三家附件公司分别提供了三种KeyMod和三种M-LOK产品。所有的导轨系统都通过了耐久性和极限条件试验，但是在其它试验中M-LOK总体优于其它系统。例如在重复拆装性能对比试验中，M-LOK在同一位置重复拆装同一附件后目标点的平均偏差仅为1.3角分，只有其它导轨平均偏移量的四分之一。在一致性测试中，KeyMod的瞄准点偏移范围在0.2到14.6角分之间；而M-LOK仅为0.0到6.6角分之间。在跌落测试中，所有M-LOK配件都保持没有脱落，其中三分之一保持原位，其余三分之二向后滑动但仍稳固；而KeyMod只有三分之一的配件未脱落，而且护木都遭到了严重损坏。KeyMod唯一的优势是未脱落的附件都显示出一定程度的自动矫正复位。但是在破坏载荷测试中，M-LOK的平均载荷是KeyMod的三倍多。在冲击测试中两种系统都出现了裂痕，但是KeyMod的标线要差很多，甚至一部分钥匙孔开口出现断裂导致准直度丧失。

考虑到在美军之前，加拿大陆军已经在2015年底就宣布采用M-LOK系统作为步兵标准导轨平台（主要是Colt Canada的态度起了决定性因素），这次美军特种作战司令部的选择对M-LOK和KeyMod之间的“格式之争”的影响可以说是非常深远的。虽然KeyMod系统仍有SIG Sauer、Ruger和BCM等几家公司支持，考虑到之前销量方面的劣势，这次军方的态度肯定是雪上加霜。马盖普在导轨系统标准的市场战争中，无疑又打了一个大胜仗。

（2018年1月9日更新）

最新消息，美国第一大枪械生产商Ruger过去是支持KeyMod的，Ruger Precision Rifle一直使用的是KeyMod护木，现在RPR的3.0版和.22LR口径的Ruger Precision Rimfire都已经确认改用M-LOK了。Ruger的跳槽，意味着SIG Sauer倒戈可能也不远了，就算BCM不反水（KeyMod的发明者肯塞尔现在受雇于BCM），也基本上可以确定M-LOK已经赢得了导轨系统的格式战争，是下一代的主流附件平台。

顺便用点黑话吐一下槽：乳鸽新年一开始就连续推出了三种新产品——抢格洛克和史韦市场的保安-9、可小口径靶枪/训练枪兼职的精确缘火和凤凰重生的9毫米政治正确卡宾（竟然还无缝兼容格洛克弹匣！），而且美人农场5.56口径也改兼容猫扑M3弹匣了，连鹰眼都出了远程精射版，招招都是迎合民间市场上的用户呼声去的。你都已经是美国总规模最大的枪械厂家了，这下让人家渣雷、史韦和野人什么的如何回去见江东父老？！给别人留条活路好不好？！（手动斜眼~~~俺其实算是个乳鸽粉，这么霸气的乳鸽俺喜欢~~~）

（2018年4月16日更新：添加了皮卡汀尼导轨和北约附件导轨的加固施力分布示意图）

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