当前观察:子弹发射时威力巨大,为何没有炸伤弹壳?
来源:  互联网
时间:  2023-03-22 17:30:59

如下解答:

发射子弹,是用底火引燃发射药,发射药瞬间爆炸,产生高温高压的燃气,体积急剧膨胀,将子弹头推出子弹壳,进而推出枪口。

子弹壳近于一个圆筒,有底没盖,是开口的,子弹头插在口部。发射药爆炸时产生的燃气膨胀时,对子弹壳和子弹头产生压力和压强,对子弹头压力大于子弹头与弹壳的摩擦力,就会将子弹头从弹壳中推出,然后燃气对弹壳的压强就会减小。弹壳只要能承受子弹头推出前的燃气压强,就不会爆裂,并且,弹壳承受这样压强的时间十分短暂。事实上,一般弹壳的强度都足以承受这样的压强。


(资料图)

另外,弹壳被紧密的装在枪膛里,枪膛对弹壳有很好的保护作用,能进一步防止弹壳炸裂。

如下解答:

因为子弹的壳体毕竟是金属材质,具备了一定的强度,而子弹的弹头连接却是个活动的组件。

所以,火药燃气根本犯不着去炸烂弹壳,很明显与壳体非一体的弹头方向才是释压口,如此,子弹被推进离壳,火药燃气也由壳体进入到枪管,弹壳即完成了自己的工作。

只要对装药计算准确,在火药成功推送弹头出膛的情况下,壳体并不会经受太大压力,它需要顶住的只有子弹脱壳的那一瞬。所以我们看到不少子弹可以不使用坚硬的金属,而采用了塑胶壳、纸壳等等。

弹壳也不是天生就有的,从前装枪到有壳弹发展了很长时间,然后又经历了纸壳弹到金属壳弹的历史,现代还有钢壳弹、铝合金壳、陶瓷壳、塑料壳和无壳弹等多种研究,它们目前都与应用历史悠久的铜壳弹存在一些性能差异。

在一些军用步枪子弹应用上,铜的延展性也起了不少作用,这使它不那么容易被瞬时的爆发炸碎。相比之下,采用钢壳等材质制造的弹壳,因为延展性较低,比黄铜弹壳更容易发生炸碎现象,所幸这些问题自二战以后已经逐渐解决了。

但归根结底子弹只是个零部件,它们不可能永远不出错,各种情况下发生的弹壳爆裂比比皆是。

如下解答:

哨兵小虎第788条回答。

因枪支或炮管没有正常闭锁,或者枪管变形,里面有异物、弹丸前进受阻,所以用动能撞开炮管或枪管。也就是所谓的炸膛。

而一个小的子弹,其弹壳就可以看成一个“炮管”,但里面的“炮弹”确是“火药颗粒”,火药颗粒在受到击发后,就像赋予了能量的“子弹”,但这些个“子弹”就像“跳弹”一样,碰到弹壳的内壁,就会来回碰撞,最后形成一股统一的能量,朝洞口方向发射出去。

就像大堤决水,肯定是从大坝最薄弱的地方冲开的,而不是从大坝最厚实的地方冲来的!

如下解答:

欢迎关注兵器知识谱,枪械在击发子弹时往往会发出犹如爆炸般的巨大声响,且弹丸飞离枪口瞬间还会喷出大量火焰,因此有读者产生这样一个疑问——子弹发射时巨大的威力为什么没有炸伤薄薄的弹壳呢?

在解答这个问题之前我们首先要搞清楚子弹的工作原理,子弹由量大部分组成,即弹丸和药筒,弹丸是子弹的战斗部,是产生杀伤力的部位;药筒俗称“弹壳”,是子弹生产动力的部位。

它的工作原理是这样的:当子弹被枪械击发装置内的击针猛烈撞击药筒底部的底火时,底火内的高感度烈性炸药爆炸,爆炸所产生的能量从底火通道作用到药筒内的发射药,发射药被炸药激发后发生爆燃,从而产生大量高温、高压燃气,弹丸在燃气的作用下得到动力飞离枪口。

从子弹的工作原理中不难看出,子弹的发射过程是一个炸药爆炸→火药爆燃的做功方式相互转换的过程,也就是说子弹在被击发时爆炸只发生在底火上,它的作用不是为子弹提供动力,而是启动子弹;被激发的发射药是以爆燃的形式释放能量做功的,爆燃的本质并不是爆炸,而是高速燃烧,因此薄薄的弹壳也就不会被炸伤了。

当子弹在枪械内被激发时所产生的做功能量通常采用“膛压”来计量,比如说国产95式自动步枪在发射DBP-87型5.8×42mm普通弹时,1.69克的发射药将会产生3200kg/cm2的膛压(即284.3Mpa),强大的膛压为子弹做功提供动力。

而“膛压”指的是火药气体燃烧时在枪(炮)身管内产生的压力,可见子弹在做功时做为动力的高温、高压燃气并不是在子弹药筒内发生,而是在枪(炮)的身管内产生的,承受压力和冲击力的部件是枪管,而不是弹壳,因此弹壳也就不会被炸伤了。

本文将通过对子弹原理的阐述来分析弹壳不会在击发过程中被炸伤的原因,并对未来子弹新技术的应用提出思考。

下图为一根供参观的剖面7.62mm狙击步枪枪管特写,产生膛压的部位都经过了加强设计,所以显得特别粗大,其目的就是为了制约膛压产生的巨大威力,使发射药燃气始终保持向枪口方向作用,而不是向后或者向管壁作用。

子弹是一种利用化学能来做功杀伤工具,它集物理学、化学、材料学、空气动力学以及工艺于一身的产物,既是文明的产物,同时也是破坏文明的利器。

无论是什么样式和形状的子弹,它都是由弹丸(弹头)、药筒(弹壳)、发射药、火帽(底火)四个部分构成,其中药筒(弹壳)盛装发射药,火帽(底火)盛装炸药,它们统称装药,是子弹的动力来源。

底火装药

底火的装药是一种高感度烈性炸药,主要成分为叠氮化铅(α型),分子式为Pb(N3)2,密度为4.71g/cm3,爆速为5300米/秒。

这种炸药的特点是感度极高,所以极易发生爆炸,其冲击感度为:50%发火率(2kg落锤或12.7cm落高;摩擦感度:0.098~0.98N(0.01~0.1kgf)负荷;静电火花感度:起爆能量0.0070J。

只要能满足上述感度之一,即满足叠氮化铅的起爆条件,因此它最适合用来做为子弹底火的装药,当枪械的击针猛烈撞击底火时,底火内的叠氮化铅装药就受到相当于≥2kg落锤的撞击力,从而引发爆炸。

由于叠氮化铅属于烈性炸药,因此底火内的装填量是非常少的,比如说手枪弹底火一般叠氮化铅的装填量不超过0.03g(54式手枪弹底火装填量为0.022g);步枪弹不超过0.06g(56式步枪弹装填0.048g);大口径机枪弹不超过0.2g(14.5mm机枪弹装填0.18g)。

虽然底火装药的装填量非常少,但是5300米/秒的威力并不会因剂量的减少而发生改变,当底火被激发爆炸时所产生的热量将会点燃药筒内的发射药,而威力则以压力的形式推动发射药和弹丸与药筒分离,因此底火所装填的炸药可以视为子弹的开关。

药筒装药

药筒内的装药是子弹做功的动力来源,因此可以称其为“发射药”,其主要成分为火棉(含量占到94%~96%),即含氮量>12%的胶质硝化棉(子弹的发射药为单基,炮弹发射药为双基)。

硝化棉是一种利用棉花经过硝酸和硫酸硝化混合物处理后得到的纤维素硝酸酯,其引燃温度为170℃(水分≤25%时),松散的硝化棉燃烧时不产生残渣,燃烧分解物为一氧化碳(co)、二氧化碳co2以及各种氮氧化气体(NOx),因此被称为无烟火药。

当做为发射的单基硝化棉在药筒内被底火激发时,它将会发生爆燃,爆速约为6000米/秒,猛度相当于TNT炸药的30%,从而产生推动弹丸运动的动力。

以国产某型单基胶质火棉为例(含氮13%),一千克该型火棉被点燃时将会产生4053千焦的热量以及841升的高压燃气,假设子弹的火棉装填量为2克(7.62×39mm步枪弹),那么被激发时将会产生8.1千焦的能量、1.6升的燃气,在枪管内形成275MPa的膛压,使子弹获得2000焦耳的动能。

下图为一发5.56×45mm步枪弹的剖面,主要成分为硝化棉的发射药被密实地装填在药筒(弹壳)内,药筒底缘是装填着主要成分为叠氮化铅炸药的底火,底火相当于子弹的开关,发射药相当于子弹的发动机燃料。

当药筒底部的底火被枪械击针猛烈撞击时,药筒内的硝化棉被底火内的炸药以5300米/秒的冲击波猛烈冲击,这个时候硝化棉以及安装在药筒收口处的弹丸在受到这股冲击力的作用下以弹射的形式与药筒分离。

这就意味着药筒内的发射药还没来得及被全部引燃就已经被底火炸药蹦出药筒了,所以发射药6000米/秒的爆速并不是在药筒内完成的,而是在蹦出药筒的这个过程中完成。

所以不论子弹产生多大的膛压,膛压的压力并不作用在药筒内,而是枪管来承受这股巨大的膛压,由于受到枪管壁的束缚,膛压会向枪管中空的两头发展。

当压力朝药筒方向发展时,遇到受枪机闭锁的药筒后发展受到制约,形成后坐力以后随即折射回枪口方向;而枪口方向的弹丸是咬合在膛线上的,在压力的驱动下就会顺着膛线旋转运动起来,在枪管的加速下飞出枪口,获得初速。

在压力驱动弹头运动加速的这个过程中,始终伴随着发射药的燃烧,发射药既不可能在药筒内就完成充分燃烧,也不可能在加速子弹的过程中全部燃烧,所以产生膛压的发射药只占药筒装填量的一部分,另一部分则会在子弹飞离枪口以后喷出外界完成燃烧,这就是枪械开火时会产生巨大火焰的原因。

在我们的主管想象中,子弹在底火被击发的瞬间就完成了发射药的激发,从而产生膛压,然而事实并非如此,它的激发过程应该是这样的:

首先,当底火炸药被击发发生爆炸以后,炸药的冲击波将药筒内的发射药连同弹丸一起弹射出去与药筒分离,同时点燃大约15~20%的发射药。

接着,被点燃的部分发射药在枪管中引起50%~70%的发射药燃烧,这部分发射药连同那些15%~20%率先被点燃的发射药一起形成膛压。

最后,剩余的10%~30%的发射药在推动弹丸运动加速的过程中继续燃烧,只不过已经来不及充分燃烧,弹丸就已经离开枪口了,所以这部分发射药就相当于做了无用功。

我们可以用合力公式F=F1+F2来理解,F相当于受力的弹丸,F1相当于做功的50%~70%的发射药,F2相当于被药筒折射的15%~20%的发射药,也可以理解为膛压=F1+F2。

虽然F2也产生的膛压,但是它的作用力已经在形成后坐力时被大量消耗,因此并不作用在药筒上,而F1则在枪管里以膛压的形式燃烧做功,所以也不作用在药筒上,因此药筒(弹壳)是不可能被发射药炸伤的。

我们用炸膛事故来反举说明:不论是枪械还是火炮,发射药引起的炸膛事故都是由身管无法束缚膛压引起的,所以发生炸膛事故的表观特征均为身管被膛压崩裂、崩断、变形,换言之即使发生炸膛事故,药筒(弹壳)也不会被炸伤。

下图为发生炸膛事故的狙击步枪,由于膛压是在枪管里形成的,所以当枪管强度不足以制约膛压时炸膛现象就会发生,而弹壳并不承受膛压所以即使炸膛现象发生也影响不到弹壳,除非弹壳本身有质量问题。

基于子弹发射原理的研究,人们得出了“弹壳无用论”的类似结论,这个结论说明了子弹药筒(弹壳)功能的单一性,因此未来的子弹将不再需要弹壳。

不论是枪械还是火炮,药筒(弹壳)的作用只有一个,那就是容装发射药,它的存在的价值仅仅体现在这一作用上,因此完全可以用其它方式来取代成本高昂的药筒(弹壳),甚至是干脆就不用药筒。

率先取消药筒的武器为大口径火炮,比如美军现役的M777型155mm榴弹炮,它直接采用药包装填发射药,完全摒弃了药筒(弹壳)。

而在第二次世界大战期间,几乎所有的大口径舰炮都取消药筒(弹壳),比如日本大和级战列舰的460mm主炮,它的全药号为9个60公斤发射药包。

现代中口径火炮火炮也开始向无药筒(弹壳)方向发展,比如我军装备的99A型主战坦克125mm火炮,由于应用了分装弹技术,所以发射药已经不再使用传统的药筒容装,取而代之的是可燃外壳,当火炮击发时可燃外壳连同发射药一起爆燃做功形成膛压,火炮制退时仅抛出一个药筒底座。

而枪械上使用的“无壳子弹”也在持续研发中,率先实现无壳子弹实用化的国家是德国,该国于1990年在HKG11型自动步枪上使用5.56×45mm无壳步枪弹,它的特点与药包装填的大口径火炮基本相同,即弹壳可以与发射药一同爆燃,也可以理解为弹壳本身就是发射药的一部分。

由于没有传统枪械那样的抛壳动作,使用无壳弹的枪械没有抛壳窗,当射手扣动扳机时,枪械只进行单纯的推弹上膛→击发→复进→推弹上膛,因此枪械的机械运动非常可靠,更重要的是彻底避免了抛弹壳造成的金属浪费。

无壳弹的出现进一步说明了药筒(弹壳)功能的单一性,在击发过程中并不参与任何做功行为,既然连活都不干,它又怎么会被“伤”到呢。

下图为奥地利VEC91型5.7mm无壳步枪弹与普通步枪弹的对比,无壳弹是方形的,弹丸埋于内部,方形外壳的本身就是发射药,它将在底火的激发下爆燃产生膛压,为弹丸提供动力,无壳弹好处太多,但是目前无壳弹依旧处于研究阶段,相信未来实用化以后会全面取代传统有壳弹。

第一、子弹发射时威力巨大,但是弹壳并不会被炸伤,因为子弹的威力是体现在弹丸的杀伤力,而弹壳只是容装子弹发射药的容器,子弹的威力并不体现在弹壳上。

第二、发射药是子弹产生威力的能源,当发射药被激发时产生的高温、高压燃气为子弹运动提供动力,这种动力以膛压的形式作用在枪管里,而不是弹壳里,弹壳不受膛压作用力的影响,所以威力再大的子弹也不会炸伤弹壳。

第三、由于弹壳只起到容装发射药的单一作用,因此未来的子弹将不再需要弹壳,从而达到降低子弹制造成本、减少金属制品浪费、提高枪械可靠性的目的。

结语

熟悉轻武器知识的读者朋友应该对一种子弹概念印象非常深刻——复装弹,简单来讲,复装弹就是将使击发的弹壳重新装填,然后继续使用的子弹。

复装弹具有重复利用的条件就是弹壳能保持绝对的完好,而满足这一条件的前提就是子弹在发射时被激发的发射药并不会损伤弹壳。

由于子弹发射的原理是膛压驱动弹丸做功,而发射药的无理化学性质决定了膛压只能在枪管里产生,这才让弹壳具备了重复利用的条件。

其实科学家们巴不得子弹在发射时能存在炸伤弹壳的风险和可能性,因为那样的话说明发射药至少能有90%以上在做有用功,而不是像现在的子弹只有±75%在产生膛压做功。

为了提高发射药的利用率,也曾有直接使用炸药做为发射药的尝试,但是炸药猛度实在太高了,为了制约炸药产生的超大膛压,枪管势必要造得更粗大,很显然这是不可取的。

所以目前在无壳弹真正实现实用化前,枪械还得继续发射用弹壳容装燃料做为发射药的有壳子弹,而弹壳的浪费也会永远伴随着有壳子弹的使用而延续。

下图为即将进行复装的7.62×51mm狙击步枪弹壳,复装弹是狙击手们最喜爱的弹种,由于首次击发时弹壳受到底火炸药的爆轰,所以它的尺寸会变得更“合膛”,当复装以后再次装填到枪里进行射击时,子弹的指向会更精准,命中率会更高。

如下解答:

弹药总的来讲分两类,通俗讲就是横药和顺葯,横药用于爆炸如炮弹,炸弹之类,顺药用于发射药,引信等,配方不同作用也不同,所以子弹用的发射药一般不会爆炸,除非把枪口堵死!我是这样认为的不知道正不正确!

如下解答:

一般来说,弹药可分为两类。一般来说,它们是水平粉末和顺粉末。水平粉末用于爆炸,例如炮弹和炸弹,顺粉末用于推进剂,引信等。不同的配方具有不同的功能,因此使用子弹进行发射。除非枪口被阻塞,否则药物通常不会爆炸!我不知道这样认为是否正确!

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