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[转载]子弹的进化

已有 7765 次阅读 2020-5-1 09:29 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

 

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[枪械发展史]从石子到金属定装,子弹的进化之路(上篇)

2019-05-13 · 疯狗的轻武

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  http://dy.163.com/v2/article/detail/EF2VF8GS05358QIS.html


  

  手持火药动能武器最早能扯到我们宋代,《宋史·兵志十一》寿春府“造突火枪,以巨竹为筒,内安子窠,如烧放,焰绝然后子窠发出,如炮声,远闻百五十余步”当时用竹子做的枪管,然后那个子窠就是弹药,虽然兵志上没有说明这货的弹到底是个啥,然而从搜来的图里面...里面塞的东西是随机的,小石子、袖箭、砒霜什么都可以往里面塞,类似于现代的喷子。射程想想都不可能远,这一时期我就随便说一说,反正没把它当做子弹看过。

  

  再到后来,火药从我们这儿传到了阿拉伯,再由丝绸之路传到了欧洲(也有一说是蒙古入侵时期带过去的,无所谓了)。欧洲当时在干嘛~?中世纪日常撕逼干仗,这种能当做武器用的玩意当然当宝贝一样贡起来,欧洲能追溯到最早的枪应该是14世纪末意呆利造的火枪。然而一早时候,欧洲那边火枪是发射打磨好的圆石子的,后来发现石子儿对付身穿重甲的士兵完全没鸟用。于是开始将铁熔炼成圆球,并且塞入枪膛中发射,这可以算的上正儿八经的第一种弹丸。

  下图是从1545年沉没的玛丽·萝丝号上捞起来的一些弹丸。有石子的,也有铸铁的

  

  但是铁质的弹丸熔炼起来比较费工夫,而且铁质的弹丸因为比较硬,很容易损伤枪管。所以到了16世纪,熔点比较低,质量比较软的铅弹丸开始流行起来。因为铅的熔点低,所以压根不用后方补给弹药,你直接生火架锅融铅块(铅熔点327),然后把铅水灌到下面这种夹子里就行。加上铅本身质量较重,击中人体之后也容易扩张变形,因此这种材料到现在还是弹头的主要材料。

  

  到了17世纪左右,军队估摸着有些没脑子的枪手控制不好火药量,就干脆将弹头和火药整一个用油纸包好,要装枪的时候把纸尾部用嘴撕开(所以当时英国人用牛油纸导致印度教闹情绪...用猪油纸的时候......),倒一点在燧发枪的药池上当药引。然后从枪口装进去,拿棍子捣实。

  

  到这回为止,军队打仗使用的还都是普通的一颗圆丸子。但滑膛枪的射程和精度始终是个问题,要进一步提高就得用线膛。但在前装枪的年代,想要把子弹从膛线中塞进去不容易(子弹的直径需要略大于膛线直径才行)。

  因此到了19世纪30年代,英国人诺顿船长先发明了一种锥形、子弹尾部空心的弹头。它可以使得子弹的直径比膛线略小,但发射之后通过火药燃气冲入空心尾部使其扩张来贴紧膛线,以让弹头跟着膛线旋转。随后英国人格林纳改进了这种设计,在空心尾部后边加了一个木塞以增强扩张效果。但这两个设计都没被英国军方采纳,反而是最后法国人参考英国人的设计而发明了米涅弹。(下图从右往左分别是诺顿弹、格林纳弹、米涅弹)

  

  米涅弹出现后,滑膛枪的时代也落幕了。19世纪中叶的时候,米涅弹盛极一时,但是持续时间并不长。虽然米涅弹成就了前装线膛枪,但是前装在19世纪已经日渐式微,毕竟这种装填方式你必须得站着装子弹,还得拿通条捅,除了容易被击中之外,装填效率也差。

  接下来,德国人的德莱塞针发枪用射速以及趴着装填的优势开启了后膛装填的时代。

  

  不过那会后膛枪有个问题,闭锁不行。咱们知道前膛枪是不存在闭锁的,毕竟枪管就是一根后部封闭的管子。但后膛装填后边的闭锁必然是个可以活动的机括,这导致了子弹在击发的时候,相当一部分火药燃气会从不那么密封的后膛闭锁中喷出来。浪费的火药燃气会让子弹的射程大打折扣。

  

  而这个问题后来被里福瑟的金属弹底,横针击发解决。易延展的铜底壳在火药膨胀时能极好的贴紧枪机闭锁面,让弹壳内的火药燃气全部做功于弹头。

  从此也开启了金属定装弹的时代,不过这个留到下一篇细说。

  

[枪械发展史]从金属定装到无烟火药,子弹的进化之路(中篇) 

2019-05-14 18:16

昨天把子弹发展的故事降倒了19世纪中期,法国人里福瑟发明了横针击发式的金属弹壳。金属的弹壳在发射药激发后膨胀,紧贴膛尾,解决了枪械闭锁气密性的问题。从此也打开了后膛装填的时代。

针发弹起源于19世纪30年年代,但由于欧洲那会对于数百年的前膛装填产生了一些思维定势。导致早先针发弹并没有流行开,直到50年代,里福瑟的儿子,尤金·里福瑟正儿八经设计了一款使用针发弹的转轮手枪之后,全世界才看到金属定装弹趋势已经势不可挡。

当然,期初时候人们并没像针发弹一样将火帽内置在弹体里边。而是在底部开孔,发火源依旧是使用火帽。比如伯恩赛德步枪和梅娜德步枪,撅开弹膛塞弹,闭管,按上火帽,击锤击打火帽发火,击发药的燃气从子弹从传火孔冲入子弹底部的小孔,引燃发射药。

顺便一提,在1854年的时候,有一款颇有无壳弹意味的弹药出现——火山手枪弹。它的长相就是一枚弹头,和米涅弹有点像。中后部是空心的,里边是黑火药。底部装有木塞,铜底座,中心有雷汞底火。发射的时候依靠击针刺穿木塞,击发底火,然后弹头整个飞出去。但这种子弹装药量很少,威力感人,但是将底火放在中间,藉由击针的方式无疑给后来的中心发火弹提供了非常好的灵感。

接下来就是从波特式中心发火、再到博尔丹和伯克赛式中心发火,大威力步枪弹领域的击发基本定型。

而较小口径的枪弹则是使用靠挤压方式的边缘发火,不过击发方式这块我在之前的《19世纪枪械击发革命》中提到过,所以不多谈。

到了19世纪末的时候,无烟火药的出现给了子弹革命性的颠覆。

在黑火药年代,由于黑火药爆速、能量的限制,子弹的初速往往只有400多米/秒。因此要保证子弹有足够的动能去杀伤,弹头直径一般动则11毫米以上,质量也大。但无烟火药可以提供更多的推进力,使得弹头初速更快(700m/s+),由于初速的提高,在保证动能的情况下可以减轻弹头质量以获得更平直的弹道。

因此第一款使用无烟火药的步枪弹——勒贝尔1886从黑火药时代的十几毫米口径缩短到了8mm口径。

另一个改变则是,早先因为黑火药子弹初速不高。使用纯铅弹头没问题,但无烟火药大大加速了弹头,而且膛内温度更高。很容易导致铅弹头出膛时在膛线上挂铅,清理起来很麻烦。因此从这会儿人们用铜被甲裹住铅芯以保护膛线,铜比铅硬,熔点更高,不容易挂膛;同时它也相对较软,足够在出膛的时候被膛线刻入以旋转。

这也就是我们现在常提到的Full Metal Jacket——全金属被甲弹

然后接下来各国开始全用上这类无烟火药+全金属被甲+中心发火+7-8mm口径的步枪弹作为制式弹药。无非就是德国人比较有远见的采用了无凸缘的弹底设计。

无烟火药诞生之后,由于子弹初速提高。人们开始研究弹道空气动力学以及弹道末端伤害,其中有了两个较大的改进。艇尾和尖头

艇尾的设计可以减少乱流,增加子弹的稳定性,降低风阻。尤其是在弹道末端,子弹速度已经降到音速以下的时候还能保证一定的弹道稳定。

而尖头的设计更好的降低了风阻、让子弹的存速能更好,弹道更加平直。基本上到了一战时期,尖头弹基本普及,而艇尾的末端优秀特性则一般会在机枪上用的更多。

而手枪弹这边,因为没办法像步枪弹一样有这么多装药,而且枪管也短,加速时间不够。因此即便用了无烟火药,它的初速还是很难超过500。而且手枪也确实不需要多远的射程,因此为了保证动能和伤害,到现在为止手枪还是走相对大口径,大质量的弹头路线。(其实和弹道伤害类型也有关系,但这个下次有机会再说)

今天基本简单的将19世纪中期到一战时期的子弹发展捋了一下,因为篇幅有限(其实是懒),所以并没有做太多细节上的补充。争取下一篇将一战之后到小口径步枪弹补完,其他还有一些冷战时期搞的“齐射”计划中的一些奇葩子弹,则日后单独开篇。




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