米尼弹图片(米尼弹燧发枪射程)

书接前文,线膛枪为何没有迅速取代滑膛枪?原因是多方面的,最主要的是战术适用性——在19世纪60年代以前的战场上,滑膛枪、线膛枪各自占据着一个独特的生态位,谁也取代不了对方。

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膛线技术早在火绳枪时代就出现了,但直到燧发枪时代的末期才大规模应用

线膛与滑膛之争18世纪末,普鲁士人曾对滑膛枪做过测试:立一块3米×2米的方形靶,在100步外用滑膛枪射击,命中率60%;200步距离,命中率40%;300步上,只有25%

在之后的近一个世纪里,滑膛枪的精度仍没有多大提升。

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滑膛枪对射的常规距离是一百码(约九十米)

但是,精度问题并不影响滑膛枪成为一种恐怖的武器。尽管相比于动辄三、四十毫米口径的火绳"铁炮",燧发滑膛枪的口径缩小了一半,也就是15~20毫米,但其断肢开膛的效果丝毫不减,特别是当它们集火射击的时候——为了弥补精度的不足,人们用上了密集横队战术,射出一堵子弹墙——俗称“排队枪毙”

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线列战术时代:精度不够,数量来凑

在这种战术下,输出速度远比精度重要——滑膛(步)枪的理论射速为4发/分钟,但在100米的接火距离上,通常第三枪打完,双方就开始白刃战了,这种情况下,如果换成线膛枪,根本来不及打出第二枪。

线膛枪的装弹速度太慢,这个缺点导致来复枪手不能加入主力部队打团战只能游走在战场边缘放冷枪,而且一旦遇到白刃战,麻烦会很大——比如在北美殖民地的战争中,使用线膛枪的士兵大都自备武器,他们的线膛枪是纯手工制作,能满足个性化需求,但普遍没有设计刺刀座

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刺刀战是线列步兵对垒的决胜阶段

萨拉托加战役中,由北美殖民地的猎人们组成的“摩根来复枪队”全员装备线膛枪,经常在英军射程之外打出暴击——在贝米斯高地,英军主将弗雷泽被线膛枪狙杀,狙击手躲在300米外的一棵树上。

主将阵亡后,英军群龙无首,一盘散沙,很快被打崩盘,大陆军拿下了“萨拉托加大捷”,摩根来复枪队和他们的线膛枪由此名声大振。

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线膛枪手能在一百码外狙击单个目标

但没过多久,英国将军阿伯克龙比就扳回一局——他用刺刀冲锋击溃了美军来复枪部队,后者在溃败之前,只有四分之一的人来得及开火

线膛枪装填慢的问题,最终不是由枪械本身解决的,反倒是子弹的进步给出了解决方案。

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早期的线膛枪阵列面对白刃冲锋时,通常没有开第二枪的机会

旋转的子弹为何稳定19世纪30年代,一种圆锥形的子弹出现了,这就是大名鼎鼎的“米尼弹”。

在揭示圆锥子弹的奥秘前,我们先来看一下,为什么旋转能使子弹的飞行更加稳定。

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早期的线膛枪发射球形弹,弹丸表面与枪管内壁接触面小,嵌合度不高

在上篇文章中,我们了解过球形弹丸的运动特点,知道了质心、阻心的分布和影响,今天我们将这些知识用在圆锥子弹上,再探究竟。

枪弹的弹道,分内弹道外弹道,分别对应膛内运动和膛外飞行,而旋转对子弹稳定性的影响,主要体现在外弹道阶段。

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在内弹道,锥形子弹可以更好地嵌入膛线,进而获得其在外弹道上的稳定性

子弹在外弹道的飞行稳定性,包括“急螺稳定性”“追随稳定性”和“动态稳定性”三部分,旋转运动能使弹丸更稳定的奥秘,就藏在它们之间。

我们知道,外弹道是一条抛物线,在二维平面上,抛物线上的每个点都有一条唯一的切线。

在真实的外弹道上,弹丸轴线与弹道切线,并不是重合的;同样,在真实的弹丸上,弹丸轴线与弹丸的质心,也不是相交的。

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旋转稳定弹的阻心位置在质心之前

与此同时,空气阻力的作用线,也是不经过弹丸质心的,这样就产生了一个翻转力矩,让弹丸轴线总有更加偏离弹道切线的趋势,如果任由这种趋势发展下去,弹丸就会翻跟头。

这时,如果能让弹丸旋转起来,情况就会不一样。

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旋转的锥形弹丸,有保持自转轴方向(大致)不变的特性

在真实的外弹道上,弹丸的旋转有两个维度:“自转”“公转”

“自转”是弹丸绕自身轴线高速旋转,“公转”则是弹丸轴线绕另一根轴线做圆锥运动,不过,这根轴线并不是弹道切线,而是一根与弹道切线呈一定夹角的轴线,我们叫它“动力平衡轴”,这个夹角叫“攻角”。

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动力平衡轴是弹丸圆锥进动的轴线

如果你脑补一下这几根轴线的位置关系,就会发现,弹丸与其说是“射”出去的,不如说是“拍”出去的。

而旋转的作用,就是让 “拍击”更接近“射击”——“自转”克服翻转力矩的影响,是为“急螺稳定性”;“公转使动力平衡轴始终向着弹道切线靠拢,是为“追随稳定性”;在保持这两个稳定性的同时,弹丸的攻角越来越小,是为“动态稳定性”。

三大稳定性的作用,让圆锥子弹获得了球形弹所不具备的精度与射程。

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米尼弹的出现,让线膛枪全面逆袭滑膛枪成为可能

米尼弹有多“香”说完了外弹道,再来看内弹道。

为什么在枪管内壁刻上了膛线,就能让弹丸旋转起来?这里我们要知道一种说法:挤进膛线

子弹之所以能按照膛线的旋向转动,是因为火药燃气在弹丸轴向上施加了巨大的推力,迫使弹丸在径向上嵌入枪膛的阴线,同时又被阳线反嵌入,就像是硬“挤进去”一样。

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在火药燃气的照耀下,“阳线”与“阴线”的区别更加直观

而在接触面上,弹丸受到了刚性约束,被迫沿着膛线的轨迹,边前进边转动,这就赋予了弹丸离膛时的初始姿态。

这一切的前提是:弹丸表面必须紧贴枪管内壁,但在前膛装填时代,这种过盈配合给枪手带来了很大麻烦,有时甚至要把通条当成钎子,用锤子凿击,才能顺利装弹。

相比之下,滑膛枪手虽然没有装弹的麻烦,但却有发射的烦恼——球形弹的直径比枪管口径小,装弹是方便了,但打俯角的时候,弹丸容易滑出来,因此必须用一些柔性填充物,塞实弹与壁之间的空隙,同时也起到密封枪管,减少火药燃气外泄的作用。

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滑膛枪管内壁与弹丸之间的空隙,通常要用沾湿的布片进行填充

而米尼弹则完全没有这方面的顾虑,它圆柱部的直径比枪管口径小,可以很顺畅地从前膛装填,又因为弹丸是铅制的,而且底部有一个内凹的空腔,在火药燃气的冲击下,容易受热膨胀,进而咬入膛线,起到定心和闭气的作用

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软铅制成的米尼弹,是线膛枪的独家高配

同时,米尼弹底部的空腔还有一个作用,很可能并不在设计者考虑之内,但无意中起到了增加射程的作用

虽然锥形弹的气动流线比球形弹更优异,但当弹丸表面的气流抵达尾部时,会因为流速的骤降而形成一个低压区,这样,在从弹丸头部到尾部的方向上,就产生了额外的阻力。

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几种米尼弹特写

但是,米尼弹的底部不是平的,它有一个空腔,这里可以积压一部分火药燃气,在外弹道的早期阶段,这部分气体可以平衡头尾压力差,进而增加射程。

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米尼弹在内弹道发生适当的形变,以获得其在外弹道上的优良性能

呼之欲出的金属定装弹早在米尼弹出现以前,另一项重要的发明——火帽,就在欧洲和北美快速普及。

火帽是一种装有雷酸汞的发火元件,使用时套在一个凸起的击砧上,由击锤撞击实现发火。发火后,能量通过击砧内部的传火通道进入膛内,点燃发射药,这样就避免了阴雨、潮湿、大风等因素对发火的干扰。

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燧发枪机(上)与击发枪机(下)的外部对比

用火帽发火的枪,被称作击发枪,它是燧发枪的继任者。

从火门枪到火绳枪,从火绳枪到燧发枪,再从燧发枪到击发枪,枪械的击发部位从开放、外置,逐渐走向封闭、内置,与此同时,枪弹的结构,也逐渐从分装走向定装,而火帽和米尼弹的出现,则为金属定装弹的诞生做好了最后铺垫,于是,在枪械发展史上一个激动人心的时代即将到来,我们下篇继续。

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