01
十分之一秒，再来一次
你眼前是一支导气式步枪，以AKM为原型。AKM是卡拉什尼科夫步枪的改进型。这支枪全长880毫米，装上空弹匣重3.1千克。它最巧妙的地方是能自己装弹。每打一发，它都会抛出空弹壳，装上一发新弹，再重新闭锁。这一切的动力，都来自每一枪借来的一小股高温燃气。
模型演示的是连发时的一次射击：从击锤落下开始，到它再次落下为止。击锤打在击针上，一小团火焰点燃发射药。发射药燃烧，变成高温燃气，推着弹头沿枪管向前。其中一小股燃气把活塞猛地往后一推，机框也跟着后退。接着，一根弹簧把这些零件送回前方，同时带上一发新的枪弹。步枪又能打下一发了。
整个循环约需100毫秒，也就是十分之一秒。照这个节奏，这套机构每分钟能循环约600次。这个数字说的是零件动得有多快，而不是一分钟里真能打出多少发。弹匣只装得下30发。一开始，动画放得很慢。拖动时间轴，可以一步步看完这一枪。点一下按钮，可以跳到某个时刻。留意右侧的拉机柄：每打一发，它都会跟着动。
模型有几处做了简化。步枪内部只画出了这里要讲到的零件。击锤落下要多久，机框来回一趟要多久，都没有资料给出确切时间，所以模型在这两处用的是谨慎的估计。读数跟着模型的时钟走，因此这些时间里只有两个有资料依据：整个循环的时长，以及弹头穿过枪管的时间，约一毫秒。打开剖面，就能看到内部。
02
一点火苗，一大团燃气
一切都从枪弹开始，也就是我们平常说的一发子弹。它长56毫米，重16.2克，一次射击需要的东西全在里面。弹壳长约39毫米，装着1.6克发射药。弹壳底部正中嵌着底火，那是一个小小的黄铜杯。弹头重7.9克，内有钢芯，压进弹壳前端的开口里。
击针撞瘪底火的那一刻，射击就开始了。底火喷出一小团火焰。火焰穿过两个小小的传火孔进入弹壳，点燃发射药。发射药不是爆炸，而是在燃烧。它烧得非常快，会变成大量高温燃气。
这些燃气被困在一个很小的空间里，所以压力升得很快。燃气向四面八方推挤，可是能让开的只有弹头，于是弹头很快就动了起来。即便如此，压力仍在上升，最高可达约275兆帕。这大约是你周围空气压力的2700倍，相当于每平方厘米上压着约2800千克。
压力很早就到了峰值，这时弹头才移动了4到6厘米。此后，弹头身后的空间变大得太快，发射药来不及填满，压力就开始下降。点一下按钮，就能看到击锤落下、弹头起步和压力最高的时刻。
03
后膛为什么不会被冲开
枪弹后面，负责击发的零件排成一列等着。击锤在弹簧的带动下向前一甩，打在击针的尾部。击针在枪机里是活动的，这一击会把它向前打出去，针尖撞上底火。这就是上一章里你看到的那一击。
再回头想想那股压力。把弹头往前推的压力，同样也在把弹壳往后推，所以必须有东西把弹壳顶住。这个任务交给了枪机。枪机前端有两个凸起，叫作闭锁凸笋。每次射击前，枪机都会转动，让两个凸笋滑进节套上的两个凹槽。节套是一块钢件，位于枪管和机匣相接的地方。只要凸笋卡在那里，枪机就没法后退。
步枪右侧有一个快慢机，从上到下有三个位置：保险、连发和单发。拨到保险，扳机就扣不动了。拨到单发，每扣一次扳机再松开，就打一发。拨到连发，只要一直扣住扳机，枪就会一直打下去。快慢机正好在剖面切掉的那一侧，所以要关掉剖面才能看到它。
这个模型演示的是连发。这时还要靠一个零件来保证动作顺序不乱：不到位保险。它扣住待击的击锤，要等枪机闭锁好、机框完全回到最前方，才把击锤放开。接下来压力很高，这段时间里枪机一直保持闭锁。等弹头飞出枪管，枪机才转动开锁。点一下按钮，看看击发、弹头起步和枪机开锁。
04
穿过枪管，约一毫秒
枪管长415毫米，弹头跑完这段只需约1毫秒，也就是千分之一秒。这实在太快，眼睛根本看不清，所以时间轴把射击的这一段拉长了给你看。拖动滑块，让弹头沿枪管前进，同时看看弹头的速度和身后的压力。
推力在前段最强。压力在最初几厘米就达到峰值，随后逐渐回落，但燃气一路都在推着弹头。到枪口时，弹头的速度约为每秒715米。这差不多是声速的两倍，约是时速100千米汽车速度的26倍。
枪管内壁并不光滑，上面有四条螺旋形的凹槽，这就是膛线。膛线向右旋，每240毫米绕满一圈。它们咬住弹头，让弹头旋转起来。弹头在枪管里约转一圈半，到枪口时，每秒约转3000圈。
发射药的能量，只有约四分之一到三分之一传给了弹头。有一部分让枪管和弹壳发热，还有一部分用来把弹头挤进膛线。约40%跟着弹头身后冲出的高温燃气跑掉了。不过，就在弹头离开枪管之前，步枪会从这股燃气里借一点给自己用。下一章就来看看它是怎么借的。
05
装弹全靠这一小股燃气
靠近枪口的地方有一个斜着的小孔，从枪管通向上方的导气室。这就是导气孔。弹头还没到导气孔时，这里什么也不会发生。等弹头滑过导气孔，高温燃气才会从孔里冲上去。导气室里，活塞正等着它。
活塞装在一根长杆的前端，这根杆固定在机框上。机框是一个长长的零件，骑在枪机上面。所以燃气把活塞往后一推，活塞杆、机框和拉机柄就一起向后退。难怪每打一发，拉机柄都会跟着动。这一推很短暂。紧接着，弹头飞出枪口，压力下降，用过的燃气从泄气孔排出去。可这时机框已经动起来了，剩下的路，它全凭惯性滑完。
机框并不会马上转动枪机。最开始的几毫米，机框独自向后滑，枪机仍然锁着。接着，机框里的一道斜槽卡住枪机顶上的一个凸起，带着枪机转动约十分之一圈。闭锁凸笋转出凹槽，枪机就能跟着后退了。到这时，弹头早已飞出枪管。
现在试试把导气孔堵上。这一枪照样能打响，弹头也照样飞出枪管。但燃气到不了活塞，所以什么都不会动。空弹壳留在弹膛里，步枪打完一发就停了。要装下一发，只能有人用手把拉机柄往后拉。导气孔开着时，这件事就由那一小股燃气替你做了。
06
抛出空壳，装上新弹
后退的路上，机框拉着枪机走，枪机又把空弹壳从弹膛里拉出来。枪机上有一个带弹簧的小爪子，叫抽壳钩，钩住弹壳底部的一圈凹槽。退到半路，弹壳撞上抛壳挺。抛壳挺是机匣里一个固定的凸块。它敲在弹壳左侧，弹壳就绕着抽壳钩一转，从右侧的开口飞出去。
在后退途中，机框还要做两件事。一是把击锤向后压倒，让它待击，准备下一发。二是压缩复进簧。复进簧让机框停下来，再把它向前弹回去。与此同时，弹匣里的弹簧把下一发枪弹往上托，顶在弹匣口的边沿上。弹匣能装30发，枪弹交错排成两列。弹匣要做的，只是把枪弹往上托。
向前复进时，枪机碰上最上面那发枪弹，把它推出弹匣，一直送进弹膛。抽壳钩啪地扣住新弹壳的凹槽。然后枪机转动，闭锁凸笋重新锁进凹槽。从枪的后方看，枪机是顺时针转的。不到位保险随即放开击锤，但击锤先撞上击锤延迟体。击锤延迟体让击锤稍稍慢一下，好让机框猛地撞回原位后，步枪能先稳下来。接着，下一次射击就开始了。
这样一个完整的来回约需100毫秒。眨一下眼要100到400毫秒，所以一个循环和最快的一次眨眼差不多长。每打一发，步枪还会向后坐一下。要是没有东西挡着，装好弹的步枪会以每秒约2米的速度向后退。这股后坐力里，约有四分之一到三分之一来自冲出枪口的燃气。枪托低于枪管的轴线，所以后坐还会让枪口微微上扬。点一下按钮，把一个循环和你熟悉的事情比一比。
One cycle lasts about as long as the quickest blink.