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独头猎枪弹已有久远的历史了。其实,最早的肩射武器就是以猎枪发射独头猎枪弹,那时人们将这种枪称为火器,并用这种武器对付各种各样的目标。由于是滑膛武器,枪管膛压非常低。为了提高膛压,当时在整个枪膛里都装填上黑火药,但那时黑火药的制造水平非常低,致使这种火器非常危险。
独头弹的发展
随着膛线的出现以及火药技术的进步,弹丸的速度发生了变化,也使步枪和霰弹枪向2个不同方向发展。带膛线步枪可保证发射的弹丸准确地在一个方向上飞行,实现对较远单个目标的精确打击;霰弹枪发射的霰弹呈面散布,它不适合远距离使用,而对100码(91.4m)之内运动的软体目标非常有效。如今,发射鹿弹的现代霰弹枪已成为近距离作战的一种常规武器。
图1两种独头弹弹头比较。左边的是美国3 大弹药制造商生产的弗斯特型独头弹,右边的是在欧洲普遍使用的布烈奈克型独头弹
狩猎时,很多目标距射手并不是很远,例如对付一个离射手不远处的小动物,这时霰弹枪就非常适用。28.4g的霰弹丸以较低的速度向四周散布,除了目标外,霰弹不会对周围的人和物造成伤害,因此,霰弹枪可以在建筑物附近使用。但是,当猎物大到一定尺寸时,采用同样大小及同样速度的霰弹丸就不能令人满意了,这就需要较高的能量和较大的弹丸,正是这一原因导致了对独头弹的旷日持久的研究。
早期的霰弹制造商并没有考虑到使独头弹旋转的问题,他们只是将1个同枪膛大小的光滑的铁球或1个其他形状的独头弹装入霰弹枪中发射出去,以其动能打击目标,用于狩猎鹿及类似的动物或比赛。如果对付大型凶猛野兽,通常采用加大装药量和加大弹丸质量的方法,装填强度以武器结构和射手能承受为限度。在美洲曾经流行过的一种4号口径(23.75mm)、用于远程狩猎的大口径猎枪,装填质量达到85g的球形或锥形弹丸,装药量24.8g,弹丸初速达到390m/s,使用这样大威力的武器,对于一般射手来说是难以承受的。
于是设计人员对独头弹远程射击精度以及对独头弹固有的不稳定性问题进行了研究。在研究过程中,设计人员遇到了很多弹道难题。其一是,过分增大口径后高膛压引起的武器机构的适应性问题。换句话说,在大口径霰弹枪上发射独头弹时可达到某一速度,而在12号口径、质量3.2~3.6kg的霰弹枪上发射,则可能行不通,这是因为,需要大幅度提高枪管的强度,而枪管强度的提高首先面对的就是武器质量的增加,过重的武器不适宜在野外狩猎。
这个问题进一步演化为:要确定一个合适的口径,这个口径既能使独头弹在飞行过程中的速度一直趋于稳定,又能保证其独头弹的质量不大于28.4g, 最大也不能超过42.6g,因为较重的独头弹意味着使武器产生较大的后坐力,而这一问题又会带来一系列棘手的问题。
独头弹的基本型式
如今,独头弹基本形成了3种形式,它们是弗斯特型独头弹、布烈奈克型独头弹以及BRI脱壳独头弹。前2种型式的独头弹都是增加弹丸头部质量、减小尾部质量,形成头重尾轻的形态,以提高弹丸的飞行稳定性。这一概念源于羽毛球。人们发现,打羽毛球时先击中的是羽毛球的头部,当羽毛球离开球拍时,羽毛球的头部很快掉转方向,并始终以头部带动尾部按确定的方向稳定地飞行。这是由于它的大部分质量都集中在头部所致,而且在飞行中由于空气的作用,使得羽毛球一直在旋转,因此,它不改变方向。前2种独头弹正是利用了这一原理,以弹丸的头部质量占据全弹丸的大部分质量,使其在飞行中保持稳定,尽管没有“尾巴”,独头弹的飞行轨迹也一直指向前方。另一种对这类弹丸飞行稳定性的解释是将其与扔石头做比较。当用力扔一个石头时,石头本身会确定其质量集中的部位在前面,而且在整个飞行过程中,这一部位始终保持在最前面,如此保持石头的稳定性。
在美国,有3家主要弹药制造商都制造弗斯特型独头弹(图2)。这种弹的弹丸体是1个质量大约28.4g的铅质空心厚壁杯状体,弹丸体的外部为圆柱形,上面有向顶部旋转的如膛线一样的螺旋凸起,弹丸的头部为半球形,弹丸的底部是1个软的填充垫。
布烈奈克型独头弹弹丸(图3)与弗斯特型独头弹有些相似,它也有一个很重的头部和带螺旋凸起的圆柱状弹丸体,弹丸体部位的直径接近口径尺寸。但它与前者不同的是,在圆柱体的顶部是短而尖形的,弹丸体外表面的螺旋槽有一点不同,弹丸的底部有3块填充物,通过中心的1个螺钉固定在弹体上。布烈奈克型独头弹主要在欧洲使用。
对于滑膛枪来说,利用填充块密封火药燃气是非常必要的。上述的2种独头弹都采用了填充块,但形式有所不同。弗斯特弹中的填充块没有固定,而布烈奈克弹的填充块是固定的。弗斯特弹的填充块部位的直径比圆柱体部位稍大。
这2种弹在弹丸体的圆柱部位都加工出膛线一样的螺旋凸起,形成了一系列“阳线”和凹槽。布烈奈克型弹上有12条“阳线”,弗斯特型弹有14条“阳线”,且角度要大一些。
据厂商介绍,弹丸体上螺旋凸起的作用是为了使弹丸在飞行过程中旋转,以保持弹的飞行稳定。这听起来很合理,而且这一说法也被大众所接受。在有些产品说明书上也介绍说,弹丸表面的凸起与枪管内膛接触时使弹丸旋转。
另一种弹是由美国弹道研究工业公司研制的脱壳独头弹,简称BRI弹(图4)。这种弹完全撇开了旋转稳定的理论。该弹采用2瓣弹托包容着弹丸体,弹托内侧的形状与所包容的0.50英寸口径独头弹的外形非常吻合。发射时,其外部形状为圆柱体;弹丸射出枪口后,2瓣弹托迅速张开并与弹丸体分离。因为弹托的质量比弹丸体轻得多,因此在飞离枪口几米时,它的速度就开始下降并迅速地与弹丸体脱离。弹托由硬塑料铸造成型,这种材料具有抗火药燃气烧蚀和抗摩擦变形的性能。其前端被制成受到空气阻力时容易脱落的形状。
用12号霰弹枪发射的独头弹中,前2种质量28.4g的独头弹直径为0.73英寸,而BRI独头弹最粗部位的直径仅0.50英寸左右。
BRI弹的内弹道、外弹道以及终点弹道都具有很好的效果。由于BRI弹丸的外形是圆柱体,在滑膛枪管内不容易变形,因此,其内弹道效果非常好;另外,弹丸体具有较好的弹道系数,这也导致了在外弹道上有较好的、平直的弹道;同时,由于弹丸体具有较好的外形并采用了较硬的合金材料,因此,在击中目标时也具有非常好的侵彻能力。
图2美国的弗斯特型独头弹弹头,左图为弹头底垫与弹头体结合在一起的独头弹弹头。右图为独头弹弹头结构分解图,弹头体(左)是一个铅质的空心厚壁杯状体,外表面有模锻而成的像膛线一样的凸起,以提高弹头的飞行稳定性;弹头底垫(右)为一个软的填充垫
图3德国的布烈奈克式独头弹弹头。弹头体上也有膛线一样的凸起,但角度与弗斯特式独头弹有一点不同,而且凸起的边界非常明显,填充垫是用螺钉与弹头体连接的
独头弹试验
由于很多人对上述3种独头弹的了解还仅限于书本或产品说明书,因此,作者在相同的环境条件下用相同的枪管对这些独头弹进行了射击试验,以了解这些独头弹的散布精度等问题。
试验枪采用雷明顿870霰弹枪,枪管采用警用防暴霰弹枪上长457mm的 滑膛枪管。由于原枪上的瞄具不适合精度试验,因此采用了精度非常高的3~ 9倍光学瞄具。试验距离为15m,同时进行弹丸速度测试。
试验弹采用3种形式的弗斯特弹(分别来自费德拉、雷明顿和温彻斯特3个不同的厂商)、布烈奈克式独头弹(罗特威尔厂生产)以及BRI脱壳独头弹。
首先是对弗斯特弹和布烈奈克弹进行试验。在试验中,发现1个有关弹丸旋转的有趣问题。因为靶纸记录了独头弹通过靶的过程,通过靶纸看到,其实这2种弹丸在飞行中并没有旋转,起码利用制造螺旋凸起的方式没有使弹丸在飞行中旋转。因为,如果弹丸在穿过靶纸时是旋转的,那么,它在通过靶纸时留下的弹孔的边缘应该是光滑的,而作者看到弹孔的周围有明显的切口。这种弹在飞行时的稳定性主要由弹丸的头重尾轻所致,而螺旋凸起的作用是当弹丸飞行时,在周边空气流动的作用下,使得弹丸趋于慢慢地旋转,就像风车在微风作用下的旋转一样。
在对3种弗斯特弹试验时,首先对温彻斯特的28.4g的弗斯特独头弹进行了试验,5发的平均速度是497m/s,这一速度是所有试验弹中速度最高的,平均射弹散布范围为8.9cm。然后是雷明顿的独头弹,弹丸质量28.4g,平均速度是459m/s,平均散布范围达到15.2cm,比温彻斯特弹要大。最后是对费德拉的质量为35g的独头弹进行试验,其平均速度为442 m/s,但其散布范围超出了20.3cm。
布烈奈克弹的试验结果,质量为32g的弹丸飞行速度为451m/s,在靶板上切下了非常完美的痕迹,最远的2发弹丸的命中点到瞄准点的距离为 13.9cm。
图4美国的BRI独头弹弹丸。上图为BRI弹丸分解图,它由1个弹丸体和两瓣弹托组成,发射后,弹托在出枪口不远处很快与弹丸体脱离,弹丸体继续飞行。 下图为在弹丸出枪口前,弹托一直包容着弹丸体
图5 布烈奈克型独头猎枪弹的口径主要有12、16、20号以及36号
图6布烈奈克型12号独头猎枪弹局部剖视图
在同样条件下对BRI独头弹进行试验,其弹丸体质量28.4g,平均速度为 343m/s,这一组弹的散布全都集中在一起,不超过7.6cm。作为用于在近距离狩猎的霰弹枪,这个精度是非常高的。
试验结论非常明显,对于在近距离狩猎的弹药,独头弹的精度足以满足使用要求。
上述试验后又有了新的问题。因为,几乎每一个弹药制造商都在强调霰弹枪应该采用有喉缩的枪管。而试验用的防暴枪的枪管上没有喉缩,这种枪管也不是普通狩猎用的枪管。而且,在雷明顿的绿色或黄色的弹药盒上称:“雷明顿的带有膛线的独头弹可以采用任何有喉缩枪管发射,而1/4喉缩是最好的”。基于这个有趣的原因,作者在同样的枪上,用不同喉缩的枪管进行试验。试验选用的是人们最常用的1/4喉缩枪管、1/2喉缩枪管和全喉缩枪管。
首先试验的是温彻斯特的独头弹,弹丸平均速度仍为497m/s,喉缩和超长的枪管并没有提高弹丸的速度,而散布范围却从以前的8.9cm扩大到约 17.8cm。
然而,雷明顿弹的试验结果却完全不同,在原来的防暴枪管上,它的射弹散布并不好,而这次通过1/4喉缩枪管时,散布明显地呈2组分布,其中3发集中在一起,另外2发在一起。平均散布大约为8.9cm,速度为464m/s,与以前没有什么不同。从这里也验证了在说明书上所说的用1/4喉缩的枪管将会达到最好的效果。
在用有喉缩的枪管对费德拉独头弹试验时,其散布范围要比以前稍好一些,而速度略有下降,其平均速度为416m/s,散布范围达到了15.2cm,提高了30%左右。
对布烈奈克弹的试验结果,该弹的速度和以前基本一样,为455m/s,以前是451m/s,散布范围也与以前接近,在12.7cm内。这让我们认识到,布烈奈克弹的射击效果并不取决于枪管上是否带有喉缩。
那么,BRI弹是怎样的,它是否会损坏喉缩呢?通过试验我们了解到,该弹的速度与以前相似,为353m/s(以前为343 m/s),散布范围也进一步缩小到6.3cm以内。毫无疑问,BRI独头弹仍是当前射击精度最好的一种。
通过上述试验得出结论:质量28.4g的BRI独头弹的弹道效果最好,射击精度也最好。采用1/4喉缩枪管也是一种提高射击精度的好方法,用 1/4喉缩枪管发射时,在试验的5种弹中,其中3种弹的射击精度有所提高,1种弹没有变化,而仅有1种弹是略有下降。◆
秋实韩铁强编译
(编辑/何懿)