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空尖弹的弹头中空

步枪子弹和手枪子弹

请注意达姆弹外露的铅质核心

  在热兵器时代来临后,子弹已成为战场上不可或缺的杀伤武器。从第一支火枪发明以来,已经有数以千万计的人被子弹杀害。世界上几乎所有的军事强国,都在努力提高子弹对人体的杀伤力,获得战斗中的优势。在本文中,我们将了解到如何才能提升子弹的杀伤力,并介绍一些大杀伤力子弹及其原理。

  在介绍相关知识之前,让我们先来了解一些概念。

  侵彻力(Penetration)

  子弹侵彻力又被称作贯穿力或者穿透力,是指弹头钻入或穿透物体的能力。其大小主要决定于弹头质量、弹头的截面密度以及命中物体时的速度,通常以穿透一定物体的深度来表示。现代步枪弹的侵彻力一般都比较强,例如北约7.62x51(7.62代表子弹的口径,51代表弹壳的长度,单位是毫米)子弹可以在100米内贯穿6毫米厚的匀质钢板。

  停止力(Stopping Power)

  停止力是指弹头命中目标后,令目标失去活动能力的效力。停止力越强则目标失去活动能力的时间越多,停止力越弱则目标失去活动能力的时间越少。由于人体的结构比较复杂,命中不同部位会产生不同的效果。因此停止力与侵彻力不一样,无法用一个统一的标准进行衡量。

  一般而言以下几个指标有助于客观认识停止力的大小:

  达能效应

  达能效应是指弹头射入人体后能量释放到达人体的效果,理论上来说达能效应越高,则弹头本身能量作用于人体的比例越高,那么停止能力就越好。

  瞬时空腔和永久空腔

  子弹进入人体后由于冲击波和自身动能的剪切作用,往往会形成一个大于弹头体积本身的空腔。由于人体的肌肉是有弹性的,在子弹通过之后肌肉就会收缩恢复,因此子弹通过瞬间所形成的空腔被称为瞬时空腔,而子弹穿透人体后所形成的创伤空腔则被称为永久空腔。一般来说瞬时空腔越大则停止力越大,而永久空腔越大则造成的人体伤害越大。空腔试验是研究弹头杀伤力的重要试验依据,在试验中一般射击明胶、肥皂、泥胶等与人体肌肉介质接近的物品来判定瞬时空腔的大小,因为此类实验物本身不具有弹性,射击后形成的空腔即为瞬时空腔。而要判定永久空腔,则需要使用猪、狗一类活体实验物进行试验,可以通过试验动物的创伤来判定子弹造成永久空腔的大小,以及对肌肉骨骼的伤害程度。

  侵彻力和停止力的关系

  侵彻力和停止力之间往往相互矛盾,如果侵彻力过强则可能在射中目标后穿透目标身体,并带走大部分能量,然而过度追求停止力则可能导致侵彻力下降严重。所以在设计子弹的时需要平衡两者的关系。

  如何提升子弹的杀伤力?

  一枚经过枪管发射的弹头会被发射药瞬时爆炸后的能力所推动,向枪管所赋予的方向飞行。而弹壳则会与弹头分离,留在枪膛内或随着后坐力被抛壳机构抛出枪膛。因此,如果要增加一枚子弹的杀伤力,一般是在发射药或者弹头上进行改进。

  发射药的改进

  发射药的作用是赋予弹头飞行能量,很明显,发射药所爆发的能量越大则子弹的威力就会越大。首先人们可以通过研发蓄能更多的发射药来提高子弹威力,然而,这是相当困难的,发射药的配方已经在很长一段时间内都没有革命性的改进。

  此外,增加子弹的装药量是最简单的提升威力手段。除了霰弹枪以外,子弹的规格一般可以用两个主要参数描述,第一个是口径,也就是指线膛枪枪管内两条相对阳线之间的垂直距离。另外一个则是弹壳长度。如果增加装药量最简单的办法就是增加口径或者弹壳长度。以7.62弹为例,虽然北约部队和华约部队都使用口径为7.62毫米的子弹,但是北约部队的7.62弹弹壳长度为51毫米,而华约则为39毫米,因此,北约的7.62x51弹的威力就远在华约7.62x39弹之上。

  然而一味增加弹壳长度或者弹药口径并不是好办法,因为更大的子弹意味着士兵携带弹药量的减少,或者后坐力太大以致无法承受。从上个世纪60年代开始,美国酝酿小口径武器改革,开始使用5.56x45规格的M193小口径步枪弹。因此,单纯靠增加装药量来增加子弹威力是难以满足现实需求的。

  弹头的改进

  除了装药之外,弹头的改进也一直是增加子弹杀伤力的重要措施。改进弹头的成本远远低于改进发射药和增加装药量——因为同一种枪械无法在不经修改的情况下发射不同口径或弹壳长度的子弹,所以一旦更改,就意味着整个军队必须更换枪支及弹药储备来配合,这个成本是很大的。事实上,自二战以来,北约和华约国家统一了各自的弹药制式之后,只进行过一次弹药口径的更改。因此在弹头上挖掘子弹的潜力,是增加现有弹药杀伤力的最低成本途径。

  增加弹头对人体杀伤力的途径有以下几种:

  增加弹头的质量

  从理论上而言弹头质量越大,在同等速度下的能量就越高,对人体的停止力也会越高,远程飞行后的存速也会越好。因此使用重弹头是增加子弹杀伤力的必须手段。在伊拉克以及阿富汗战场上,美军特种部队就换装了新的M262 5.56步枪子弹,这种子弹的弹头重量为77格令(相当于4.98克)比原来使用的ss109弹的4.02克的重量增加了接近24%。对目标的停止力有明显的提高,经常被用于城市清剿作战中。

  改变弹头形状

  弹头的形状对于杀伤力是有直接影响的,例如要想提高侵彻力就必须提高弹头的截面密度,简单而言就是子弹越尖、弹头使用的材料越硬则侵彻力越强。因此需要长射程并且要求具有一定射穿防弹衣、掩体等物体能力的步枪子弹,都必须是流线型尖头弹,并且往往通过使用钢芯等硬质金属增加弹头密度以达到更高的侵彻力。而与尖头弹相反,圆头弹或者平头弹的侵彻力比较弱,但是停止力很强,达能效应更好。所以对弹头的形状进行改变,在同样的口径及装药量下,可以改善子弹的杀伤力。

  改变弹头的材质

  一般来说使用密度更高、硬度更高的子弹有助于增加子弹的侵彻力,使用软质材料则可能可以增加子弹的停止力。然而,因为子弹大部分为被甲弹,所以即便是软质材料可能因为被甲的缘故无法发挥其材料特性。总而言之使用不同的材质制造的子弹,会对子弹的杀伤力造成不同的影响。

  使弹头进入人体后爆裂、扩张或者粉碎

  这种设计的子弹纯属为了增加子弹的停止力而产生,如果侵彻力过强,子弹可能穿过人体,有大量的能量并未作用于人体。而若子弹进入人体后爆裂、扩张或者粉碎则可以把子弹所蕴含的动能大部分释放与人体内,加速被击中目标的失能。

  增加子弹碰撞物体后的不稳定性,使之进入人体后翻滚和失稳。

  此类设计的子弹同样为了增加子弹的停止力而产生,其原理是通过子弹进入人体的翻滚和失稳,获得更强的达能效应。所谓子弹翻滚是指子弹运动时弹头沿前进方向为轴,做螺旋状转动。而失稳则是指子弹进入人体后不再沿原抛物线运动,变得极为不稳定,碰到任何物体都会改变运动方向。翻滚的子弹会造成人体更大的创伤,失稳的子弹则必然造成在体能的行程更长,因为两点间运动最短线路为直线。而失稳的子弹往往会进行S状线路的运动,子弹通过人体的途经距离更长,并且可能造成更多的器官、内脏、组织伤害。

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