其实口径神马的都是浮云 断面比能才是王道 | 轻兵器专题

前一篇文章我们谈到,小口径弹药威力不足,就是提高到7.62毫米口径依然无法解决问题,因为现代单兵防护技术已经可以抵挡7.62毫米全威力弹药的打击,甚至是7.62毫米全威力钢芯穿甲弹的打击。那么小口径弹药出路到底在哪里呢?要想解决这个问题还是要回到问题的本源,搞清楚威力到底是什么,威力是口径,还是更大的枪口动能?我们需要将威力这个概念的认知上升一个维度。这里我们把威力分解为三个维度的问题,分别是穿甲能力、软目标杀伤能力、和压制能力。三者都与动能有关,但前两者与动能之间并不能直接划等号。只有压制能力相对比较简单,基本上就等同于弹头动能。我们首先要解决的是穿甲能力问题,因为对中小口径弹药来讲,起码要能穿透防弹衣。在现代战场上已经很少有不穿防弹衣的目标了,大国对抗更是如此。如果打不穿防弹衣,这子弹基本上就白打了。因为仅仅靠弹头动能产生的钝器创伤,是不可能让有生目标迅速失去作战能力的,能做到这样一点的只有12.7毫米这一级别的弹药。但我们不可能让每一个士兵人手一挺12.7毫米机枪去打仗的。

5.8毫米各种型号弹药和53式弹药的性能对比

我们还是来看看这张曾经用过的表格,第一个问题,穿甲能力等同于弹头动能吗?我们看一下800米距离上的穿甲厚度,5.8毫米穿甲弹是4.61毫米,53式7.62毫米穿甲燃烧弹是6.59毫米,两者相差不到1.5倍。这两种弹的材质和结构都差不多,53式弹头内还有燃烧剂。但是弹头动能却相差很大,53式7.62毫米穿甲燃烧弹的弹丸动能几乎是5.8毫米穿甲弹的四倍,但是穿甲厚度却不成比例。为什么会出现这种情况?,其实道理很简单,因为两者的弹径不同。5.8毫米弹头的截面面积要小很多,而弹头截面小的弹头在穿透钢板时消耗的能量更少。

所以就穿甲能力来说,穿甲能力跟弹头动能有关但关联度并不大,而是跟截面上单位面积的动能有更直接的联系,也就是跟断面比能成严格的正相关关系。所以,断面比能基本上就决定了弹头的穿甲潜力,这里之所以说穿甲潜力而不说穿甲能力,是因为穿甲能力不光要看断面比能,还要看弹头材料和结构。不过因为在枪弹的弹头上能够采用的材料和结构是比较有限的,使用什么样的材料和结构能达到什么样的性能,这个事情是有充分经验的可循的,也是可以事前充分预测的。比如采用钢芯弹性能如何,采用钨芯脱壳穿甲弹能达到什么性能,这都是可以提前准确计算出来的。所以断面比能实际上就代表了这种弹药的穿甲能力的上限。明白这个道理之后,我们就知道如何高效的提高枪弹的穿甲能力。正确的方法是提高断面比能,而不是简单的扩大口径或增加弹头动能。实际上我们现在讨论的正是穿甲弹的基本工作原理。

说到穿甲弹,我们都知道穿甲能力最强的穿甲弹就是坦克炮发射的次口径的高速尾翼稳定脱壳穿甲弹。这种弹药将断面比能发挥到了极致,穿甲能力可以达到口径的六到七倍。如果自动步枪的断面比能达到这个水平,就可以打穿40毫米的钢板,这个穿甲能力是任何现有单兵使用的防弹衣都无法防御的,即使有防弹板可以挡得住,那重量也是完全无法接受的。

斯太尔ACR步枪

那么能不能将这种弹药应用在自动步枪上呢?这个想法实际上早已经尝试过了。在上个世纪九十年代,美国搞了一个ACR(先进战斗步枪Advanced Combat Rifle)计划,共有四支自动步枪参加,其中斯太尔ACR和AAI ACR用的就是脱壳箭形弹。

斯太尔ACR使用的箭形弹

以斯太尔ACR使用的箭形弹为例,其重量为0.66克,初速1450米/秒,600米距离上仍然有910米/秒,断面比能可以超过12.7毫米弹药。但是ACR计划最终没能修成正果。这些箭形弹最终也没有能真正装备,原因是箭形弹对制造精度有非常高的要求,稍有偏差子弹就不知道飞哪里去了,成本非常高,而且还有弹托飞散伤人的问题。虽然当时的箭形弹技术还不成熟,但是仍然向我们展示了断面比能提高带给穿甲性能的巨大潜力。或许再过一二十年,制造技术能够以可接受的成本提供高精度的箭形弹,到那时箭形弹就有可能真正进入军队服役。

虽然箭形弹暂时无法帮助我们解决问题,但是找到了提高穿甲能力的最佳路径之后我们仍然可以对现有弹药进行改进。对于全口径弹药来说,增加断面比能还可以靠提高弹头密度和长径比,提高弹头密度可以采用碳化钨或者钨合金弹头,但是这样做成本很高,只能少量使用在穿甲弹等特种弹药上,比较合理的办法是提高长径比,这方面还是有很大潜力可挖的。

.375 VIKING弹头

这是一枚.375口径弹头,弹头长70毫米,枪管阳线口径为9.53毫米,弹头重26.44克,我们可以用这个弹头来作为参考。这个弹头最大的优点是它的弹尾采用的不是常规的船尾形而是像弹头头部一样的形状,我们可以称其为枣核形弹头,这种形状具有非常优秀的气动特性,可以大大减少弹头尾部的阻力。这个弹头可以视为靠旋转稳定的全口径弹头能够达到的长径比和外形的极限。我们可以参考这个弹头的外形来改进小口径弹药。

各种弹药的断面比能对比

我们可以看到,如果将我国5.8毫米弹药的弹头重量提高2.1克达到6.9克左右,初速略微提高到950米/秒。其断面比能就可以达到.338拉普阿马格南弹的水平,比M80弹断面比能高61.6%,比M2 AP弹高37.5%。也就是说可以轻松穿透NIJ IV级防弹衣,并能在一定射程内保持这一能力。由此可见,对于7.62毫米以下的各种小口径弹药来说,采用什么口径实际上是无关紧要的,关键是弹药的断面比能的高低。也就是说对于小口径弹药来说,没有什么理想口径。口径神马的其实都是浮云,断面比能才是王道。

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