为什么步枪子弹尖手枪子弹圆?让我们从科学的角度剖析

子弹的历史火药是咱们老祖宗的四大发明之一,大约在公元9世纪就已经有书籍记载了黑火药的制作方法 。火药做出来并不只是为了过年放爆竹听个响儿,世界上第一门火炮在公元12、13世纪就由宋朝军队用于实战,随后不久宋军中出现了更方便携带的手铳,这就是最早的枪 。
现在你应该明白了:不仅火药是咱发明的,连枪、炮和多管火箭炮也都是咱最早发明的 。
差不多也在13世纪,火药、火炮和手炮的技术被阿拉伯的倒爷们带到欧洲 。要知道一千多年来欧洲大小国家之间一直战事不断,于是到了14世纪,这种厉害的武器在欧洲迅速普及开来 。

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宋元时期的手铳与瑞士的手炮
最早的炮弹枪弹是用石头做的圆球球,大约是因为发现石球容易碎裂,破甲能力差,于是渐渐改为更加昂贵的金属球 。目前已知的有些是铸铁的,也有是用更重的铅铸造而成 。
使用铅弹的好处是它更软,可以从枪口牢牢地塞进去并且紧贴火药,这样火药在燃烧时漏气少,子弹可以获得更多的动能,从而拥有更远的射程和更大的杀伤力 。这个原理一直到今天依然有效 。
圆球子弹的进步用了300多年的时间,直到公元19世纪,一个叫亨利的法国步兵军官发明了膛线,其后才出现了带尖头的非球形子弹 。
手枪子弹与步枪子弹如果你是一个枪迷,会知道子弹五花八门分许多种,一般来说,手枪子弹与步枪子弹最大的不同在于弹头形状 。这一方面受制于子弹在飞行过程中的空气动力学,同时还取决于子弹最主要的功能——攻击 。
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手枪子弹与步枪子弹外形不同
但是一味以外形来判断子弹到底是适用于手枪还是步枪,这并不十分准确,因为有许多步枪或看起来像是步枪的枪支,它也可以使用手枪弹 。比如下图的温彻斯特Wildcat 22就是采用了一种Ruger 10/22旋转弹鼓,可以安装10枚.22口径的手枪子弹 。
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Wildcat 22内置10发手枪弹
同样地,许多卡宾枪也采用手枪子弹,比如GMR-15和KPR7 9mm卡宾枪采用的都是9mm手枪子弹,这一点你从它们细细的弹匣就可以很容易地分辨 。
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卡宾枪大多采用手枪弹用于近战
手枪子弹与步枪子弹的区别在哪里?通过前面一节的介绍,你或许知道了不能“以貌取弹”,因为有许多步枪也可以使用手枪子弹,并且有些枪支它长得像步枪,但却只能使用手枪子弹 。这到底是为什么呢?手枪子弹与步枪子弹的区别究竟在哪里?
这是个科学问题,属于物理学范畴 。因为这两种子弹最大的区别在于速度 。
步枪子弹的装药量大,弹丸的出膛速度快,并且在飞行的过程中大多超过了音速,因此步枪子弹大多设计成尖头的 。而手枪主要以近身防御为主,枪身短,子弹里的火药相对少一些,弹丸出膛速度比步枪要低得多,因此手枪子弹大多做成圆头的,有些干脆做成平头或其它形状 。
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手枪子弹
速度与形状的关系子弹在空气中飞行,空气是流体,所以子弹在飞行的过程中需要克服空气这种流体扰动带来的阻力 。
当你以正常的速度行走时,空气阻力对你行进的速度几乎不会造成影响,但是像博尔特那样的短跑运动员或者速度滑冰选手就不能不考虑空气阻力了,他们行进的速度非常快,需要想方设法减少不必要的阻力 。
子弹的速度更快,弹头在空气中飞行时会通过压缩前方的空气形成声波激波 。下面这张亚音速飞行的子弹,我们可以清晰地看到弹头前方被压缩的空气波以及尾部的湍流 。
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亚音速子弹受空气的影响
子弹的速度未达到音速时,无论它选择什么形状,其前端受到的空气压力都是差不多的,不同在于空气摩擦力的大小 。
如果子弹的表面足够光滑,并且弧线是连续的,它与空气之间的摩擦力就小;与此同时,子弹的表面积越小,它与空气的接触面积就越小,摩擦力也更小 。我们知道在相同体积下球体的表面积最小,所以手枪子弹的前端大多是半球形或抛物线形 。
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