正所谓小东西也有大学问,作为战场上最常见的必需品,自火器诞生以来,弹药就不断的促进着枪械的发展。现如今子弹已经成为了战争最基本的消耗品,那么对于子弹这个小东西,你了解多少呢?
定装弹药的出现纵观整个子弹发展史,最重要的转折点就莫过于火帽的发明和定装弹药的出现了。在19世纪以前,人们主要使用的是燧发枪,这种武器结构极其复杂,使用时先要给一个带锯齿的金属圆盘上发条,击发时带锯齿的金属圆盘转动摩擦打火石产生火花,从而点燃火药,但是这种击发方式缺点也很明显,那就是发射一次需要上一次发条,极其麻烦,后来人们发明出了撞击式燧发枪,即通过打火石撞击挡针产生火花引燃火药,相比于转盘式燧发枪,撞击式燧发枪的射击速率大大提升,不过另一方面为了让打火石产生火花,撞击的力度就必须很大,这样一来巨大的撞击势必会影响射击精度。还有一点就是不论转盘式燧发枪还是撞击式燧发枪,发射存在明显的延迟,做不到一扣扳机就射。
▲转盘式燧发枪和撞击式燧发枪原理图,可以看到两者有明显区别,为了增加点火效率,上图的转盘式燧发枪更是安装了两套点火系统
早在18世纪,一位法国人发明了雷汞,这种物质极其敏感,只要稍微的撞击就能引发轰爆。到了19世纪一位英国人将雷汞放到了火绳枪的引药锅上,然后一撞击火药竟被引燃了,虽然这次试验足以颠覆枪支的发展,但是那时候的雷汞太不稳定了,运输途中稍不注意就会引发事故,而且雷汞还具有毒性。但是当时的人们还是看到了雷汞在枪支领域的价值。在此后的数十年间,这些人一直致力于将雷汞安全化,终于在1822年美国人乔舒亚解决了这一难题,他将雷汞放在了金属帽中,于是火帽就出现了。起初人们只是简单地将火帽放在枪支的引药锅上面,通过撞击雷汞点燃火药完成发射。
▲因为此时还没有定装弹药,所以火帽还是和枪支固定在一起,不过火帽的出现极大地提高了枪支射击的简便性,更重要的是发射没有了延迟
直到1835年,普鲁士军队秘密装备了一款全新的武器以及配套的弹药,这就是后装击发步枪和定装弹药。此前弹丸和发射药都是通过枪管填入枪膛的,而且还不是一体的,装填过程极其繁琐。而定装弹药则不同,士兵将一体的弹药从后部装进枪膛,然后扣动扳机,击针撞击底火引燃发射药完成发射,所以这种枪也被叫做击针枪。不过这时候的定装弹药还并不完善,问题不少,但是普鲁士人还是恪守这种武器的秘密,不轻易泄露,因为使用定装弹药的击针枪发射频率是之前步枪的数倍。
▲早期纸质的定装弹药制作过程,此时的弹头还是圆球状的
▲米涅弹的原理图
提到定装弹药就不得不说一下弹头的演变了,之前弹头都是圆形的弹丸,圆形弹丸飞行不稳定精度极差,后来为了让子弹在飞出去后高速旋转提高稳定性,人们在枪膛内部刻上了来复线,此时问题也来了,那就是圆形的弹丸不能贴合刻有来复线的枪膛,燃气泄漏严重,稳定性和威力之间暂时只能取一个。到了19世纪中期,一种名叫米涅弹的弹头出现才让弹丸在具备威力的同时还具备了稳定性。这种弹头为整体式的圆头柱形,其后部是空的,有时候还会加装木塞,发射药燃烧时气体会进入后部空腔撑大后部弹体,再加上木塞的作用弹体后部在压力下紧紧地和膛线贴合,旋转出膛的弹头精度得到了大幅提高,而且威力也不会因为燃气外泄而降低。
详解现代弹药▲如今最常见的三种弹壳,第一为铁质涂漆,也有铁质镀铜的,在二战苏德,战后中俄等国比较常见,第二种就是最常见的黄铜弹壳了,第三是霰弹枪使用的金属底塑料弹壳,此外霰弹不常见的还有全纸质弹壳、全塑料弹壳以及全金属弹壳
此后定装弹药也经历了长年的发展,最终才成为了我们现在最常见的样子。最大的变化莫过于弹壳的材质了,起初的纸质弹壳容易受潮且火药密封性差,运输携带也容易出现损坏,发射完毕以后枪膛内还会残留大量纸壳残渣。后来美国人毛尔斯在1851年首次研制了金属壳弹药,并慢慢地成为了主流延续至今,现代弹壳的材质主要是以黄铜为主(霰弹以纸壳和塑料壳为主),因为铜的延展性和自润滑性好,易于枪支的退壳,而且还易于长期保存。同时还有一种铝制弹壳,因为其重量轻,所以被一些手枪,航炮所采用,不过因为铝的强度实在是太低了,铝制弹壳应用很少。除此之外还有铁质弹壳,因为黄铜比较昂贵,所以我军和俄军普遍采用铁质弹壳,为了防止铁被锈蚀,表面都涂有漆或者是镀一层锌或铜。
讲完了弹壳的材质我们来看看形状,子弹弹壳的形状大致可以分为5类:
▲这些弹壳最大的不同就是尾部直径和弹壳直径以及上部的瓶颈状
讲完了弹壳我们来看看火帽,其实子弹从击发方式上又可以分为两种,一种是缘火式子弹,一种是中火式子弹,缘火式子弹在击发时击针撞击的是子弹底部的边缘,引燃装在边缘的底火药进而引燃发射药,所以它没有中间的那个火帽,尾部是光秃秃的。而中火式子弹就是我们最常见的那种子弹了,他通过击针撞击子弹底部的火帽引燃发射药。缘火式子弹结构简单而且便宜,但是安全性极低,子弹摔到地面就有可能引燃在边缘的底火药。所以最常用的还是更加安全的中火式子弹,在一些民用领域,比如有些发令枪用的就是缘火式子弹,造价便宜而且安全隐患低。
▲中火式子弹的火帽在弹体中间,缘火式子弹的起火药在弹壳底部凸起部分,一圈都是
在中火式子弹中,火帽也是有不同的。上文提到了起初的火帽是由雷汞制成的,雷汞不稳定而且还腐蚀金属,最重要的还是雷汞死贵死贵的,所以不可能放在子弹上当一次性物品。后来人们用三硝基间苯二酚铅和一定量的助燃物代替了雷汞,于是就有了现在的火帽,如今火帽主要分为两种,巴克瑟式火帽和柏丹式火帽:
▲如上图巴克瑟式的底火砧座在火帽中,美军使用的是这种结构的。柏丹式严格意义上没有底火砧座,不过在弹体上有一块凸起充当了底火砧座,中俄两军使用的是这种结构的
最后再来说说弹头,起初不论是圆形弹丸还是圆头柱形弹丸,其材质主要就是直接铸造成型的铅丸,铅在重金属中比较柔软,这样一来问题就出来了,有时候在膛线的作用下,高速飞出的铅弹会有少量的弹体被剐蹭从而留在枪管内,时间一长容易影响射击精度啥的,还有一点就是铅的穿甲能力很弱,对付人还可以,遇到了稍微硬一点的物体就基本打不穿了,所以现代子弹都会在铅芯外面包裹一层铜皮,根据包裹程度的不同弹头又分为全金属包覆弹和软头弹:
▲蓝圈为全金属包覆弹,就是现在最常见的弹种,铅芯外面包裹着铜等合金,不过尾部并没有被包裹,红圈内的软头弹则不同,它的前段还是裸露的铅芯,因为强度不同,当头部的铅芯接触目标后会扩张变成蘑菇状,所以软头弹的*伤力更大,后来为了抑制这种扩张,人们在裸露的铅芯外包裹了一层铝片,因为这种弹药弹头为银色,又被称之为银头弹,类似于上图黄圈。
▲软头弹击中后的扩张效果
相反有抑制扩张的弹头,就会有让其充分扩张的弹头,这就是弹尖中空型弹头,顾名思义就是在弹头头部挖一个空穴。这种弹药也分为两种,一种是高速弹药,因为它的速度足够,所以空穴没必要太大就能达到扩张效果,另一种就是低速弹药,为了让这种弹药在低速情况下达到预期的扩张效果,所以它的空穴挖的就比较大。
▲弹尖中空型弹头,高速子弹的空穴小,低速子弹的空穴大
最后就是各种军用特种弹药了,首当其冲的就是穿甲弹,因为该弹药必须要有穿甲能力,所以在铅芯内部还放入了更加坚固的钨合金弹芯,此外还有一些弹药会在弹头尾部或者是前部加入铁芯以增加穿甲能力。其次就是曳光弹,该弹的尾部会加装曳光剂,发射后曳光剂燃烧,这样一来弹道就被标识了出来,燃烧弹和曳光弹差不多,就是在弹头加装黄麟,击中目标后黄磷与空气接触燃烧,再后来有了更加先进的爆炸燃烧弹,就是在黄磷后面加装一个击针和火帽,击中目标后击针由于惯性击发火帽从而引爆弹头,让黄磷的燃烧范围更大,不过该弹药实在是太没必要了,如此复杂的结构只换来有限的燃烧范围,所以被逐渐淘汰了。最后就是空包弹了,二战结束以前有的国家还会用木头等物体代替弹头,后来发现木头在火药的加速下,威力也同样可观,于是各国就干脆将弹口封起来或者是压成星形。
▲带有钨合金弹芯的穿甲弹
▲曳光弹原理图
▲弹口被压成星形的空包弹
除了这些还有什么无壳弹,埋头弹之类的,总之现阶段常规的定装弹药拥有着绝对的主导地位,关于子弹未来的发展趋势,让我们拭目以待吧!
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