為什麼氣槍能超音速?

如果音速是壓力波的傳播速度,那氣槍是怎麼對已經達到音速的彈丸產生推力,然後將它加速到音速以上的呢?


誰規定壓力波不能以超音速的速度傳播?炸藥爆炸時產生的高壓衝擊波就是以超音速傳播的。

只要氣槍的動力組能夠提供足夠的能量,產生夠高的、大於槍彈前方阻力的膛壓,槍管夠長能提供足夠的加速時間,怎麼就不能將彈粒彈丸加速到音速以上?去過外網站上看看就知道,近些年槍口初速超過1200 fps(365.76米/秒)的大功率氣槍(magnum airgun)越來越熱賣——這還只是彈簧氣槍而已,更不要說功率更大的PCP氣槍了。如果氣槍放空槍(最好避免這麼做,因為會損傷氣槍內的密封部件),就會在槍口產生強烈的音爆——也就是超音速的氣體衝擊波。

氣槍彈能否超音速根本就不是問題。是問題的是:氣槍彈超了音速有什麼好處?

答案是:一點好處沒有。

下面是氣槍最常見的蜂腰粒彈,也稱空竹彈(diabolo pellet),形狀兩頭粗中間細。最常見的口徑是0.177英寸(4.5毫米,奧運會比賽准許的唯一口徑)和0.22英寸(5.6毫米),此外比較少見的還有0.20英寸(已經越來越不常見)、0.25英寸、0.357英寸、0.45英寸甚至0.50英寸。

四種常見的粒彈,分別是平頭(wadcutter)、圓頭(domed)、空尖(hollow point)、尖頭(pointed);前排是.177口徑,後排是.22口徑

空竹彈整個彈體的重心在彈腰前面的彈頭內。彈腰後面的彈裙是開口的,而且裙壁很薄,在發射時會變形膨脹將槍膛封住,使得後方的高壓氣體可以將推進力作用在彈體上。飛行時,後方的彈裙因為阻力係數較大,會產生減速傘式的「拖後腿」效應來穩定前方彈頭所指的方向,因而保持彈道的一致性。這叫做阻力穩定(drag stabilization),羽毛球、毽子、帶有尾巴的風箏都是利用這個原理來穩定飛行姿態的。氣槍彈也可以用膛線提供一些旋轉穩定,但因為膛速較慢加上膛壓低難以克服高纏率產生的摩擦阻力,口徑又小,即使旋轉也不會產生高的角動量,所以姿態穩定性主要來源於彈裙產生的後方風阻。

但是氣槍粒彈的整體氣動性非常差,哪怕還沒超音速僅僅接近音速,就會因為前方受壓產生紊流導致極度顫振。至於什麼速度會發生顫振還要看彈頭的氣動性,氣動性越差,發生顫振的速度就越低,比如平頭彈超過0.6馬赫就不行了。結果就是彈裙提供的阻力不足以維持穩定,精準度完蛋了不說,整個彈體會開始在空中翻滾,最後可能橫著砸向目標,在靶紙上留下類似鑰匙孔一樣的彈孔。

正常的氣槍彈孔(左)應該是圓形的,但是失穩翻滾的粒彈留下的彈孔(右)卻是鑰匙孔狀的

所以傳統的氣槍為了追求精度和速度間的最佳平衡,通常會將槍口初速控制在800到900 fps(244到274米/秒)之間。而前面提起的大功率氣槍,其優勢不在於其動力組輸出的動能可以把標準槍彈打出更高的速度,而在於可以用同樣速度發射更重的槍彈。在口徑和形狀相同的情況下,重彈的截面密度和彈道係數都更好,更能抵禦側風影響,而且失速較慢,帶有更大的打擊力,打靶和打獵都更具優勢。

額外再提一件事,本人覺得有必要說一下:

之前有一位匿名答主提到「6毫米口徑氣手槍」,而真正的氣手槍根本就沒有6毫米口徑的。 他所說的6毫米口徑彈應該指的是wargame里模擬槍使用的塑料彈,也就是軟氣槍彈(airsoft pellet)。

因為國內的國情,軍迷雖多但大部分人接觸各類真正槍械的機會並不多,對槍械術語常常是人云亦云,不太講究嚴謹,所以經常把「氣槍」、「BB槍」和「軟氣槍」混為一談,把「BB彈」和「軟氣槍彈」彈混為一談。更有甚者,有些人為了點擊率不惜不懂裝懂強答誤導他人(我最近在知乎就曾見過一位玩過幾把水彈槍就敢對皮軌的抗後坐力功效下結論還聽不進不同意見的牛人),而旁人如果知識不足也就無法辨清對錯,往往先入為主就信以為真了。這就像當年許多玩CS的人把霰彈槍叫成「來複」、許多玩WG的把激光指示器叫成「紅外線」一樣,都是因為懂行的人少但是敢說(錯)的人多,就傳十傳百成了常態。這類錯誤其實外國人也會犯,但是人家民間有真貨的行家太多,槍械論壇的學術風氣也較濃,一般人沒點乾貨敢上網亂說肯定第一時間被圍觀教做人,因此相對國內來說技術方面犯錯的機會要少得多。

首先要說清的是,「氣槍」是個非常大的概念,所有用物理手段加壓氣體發射槍彈的槍械都屬於氣槍的範疇。而根據彈藥類型,氣槍可以分成不同種類。上面談到的使用空竹形彈粒的氣槍,通常就叫做粒彈槍(pellet gun),是最常見的氣槍。

另一種常見的氣槍彈就是.177口徑的鋼珠彈丸,這也就是所謂的「BB彈」。發射這種金屬球狀彈丸的氣槍就叫做「BB槍」。「BB」這個名稱的來源是因為這種球彈氣槍最早於1886年在美國密歇根州的普利茅斯鎮被發明的時候,當時為了設計方便,發明者選用的是霰彈槍使用的「BB」號鳥彈。而兩年後,普利茅斯的另一家鐵風車廠造出了全金屬結構的球彈氣槍,因為其總經理在試槍時讚許「It"s a daisy!」,這款槍就以「菊花BB槍」(Daisy BB Gun)的品牌上市,結果一下子聲名遠揚,以至於後來這個廠家最後放棄了原先業務改成專門生產氣槍,公司名也變成了「雛菊製造公司」(Daisy Manufacturing Company)。這就是日後美國著名的氣槍製造商——雛菊戶外產品公司(Daisy Outdoor Products),公司廣告語就是那句「It"s a Daisy!」。因為菊花BB槍的成功,「BB槍」成了所有發射同等口徑金屬球彈的氣槍的統稱,「BB彈」的名稱也被約定俗成的傳了下來。

1888年發明的菊花BB槍

雛菊公司歷史上最著名的產品之一——1938年出品的「紅騎手」(Red Ryder)BB槍

早期的BB彈是鉛彈丸,直徑0.180英寸,後來被調整成0.175英寸。1920年代中期,雛菊公司意外發現機械軸承中常用的鋼製滾珠不但尺寸相近,而且質量更輕、速度更快、彈道更平直,就開始批量使用鋼珠彈丸,口徑也逐漸變成了0.177英寸(空竹彈的傳統口徑就是受此影響)。現在BB槍通常都是用於打靶和近距離獵殺小型動物(比如松鼠),雖然彈道性能和殺傷力不如粒彈槍,但是仍然具有相當可觀的打擊力,因此絕對不能用來對人射擊。

常見的鍍鋅(左)和鍍銅(右)鋼彈丸

氣槍的鋼珠彈可以像鉛彈一樣裝進霰彈槍彈

BB槍至今已經發明了超過130年,因此有絕對的命名權。這一點日本人也很清楚——他們1970年代發明的發射塑料球的模擬槍撐死了也就是個被閹割弱化到極致(以至於對人打,距離遠些就打不破皮膚)的玩具氣槍。因此東京丸井自1970年底末期開始就把上市的模擬槍稱為「軟氣槍」(Soft Air Gun),傳入歐美後變成了現在的英文用詞「Airsoft」。

東京丸井推出給世界各國槍迷的「軟氣槍」

至於比BB槍晚了近一個世紀才被發明的軟氣槍之所以會被誤叫成「BB槍」,原因僅僅是因為軟氣槍發射的塑料彈和BB槍發射的鋼珠彈一樣外表都是球形……人們看見都是球形,就混為一談了。然而兩種彈丸的口徑和材質都完全不一樣,BB槍根本打不了塑料彈(6毫米直徑根本塞不進槍膛),軟氣槍也應付不了金屬彈(太重了,口徑不匹配肯定漏氣,噴也噴不出槍管);BB槍可以有膛線(雖然纏率較低),而軟氣槍都是滑膛,兩者是互不相交的兩種東西。但是叫錯的人多了,大家出於從眾心理也就習以為常了……


謝邀,理論上來說是可以超音速的,因為氣槍是靠壓縮空氣產生的壓力把子彈打出去的,而不是客觀意義上的空氣。


巴雷特82A1反器材步槍的槍口初速是850米/秒。請問題主,火藥燃氣的壓力波是如何把音速的彈頭加速到如此高的速度的?


可以超音速,但是如果超出不了太多 那麼彈丸在你射程內從超音速跌落迴音速狀態時會有音障效應 從而嚴重影響精度!氣槍如果套提供太高初速 那麼他的發射所需的氣體功率就要更大 那麼設計方面價格更高 性能方面可能會降低 (太大的氣缸 太硬的彈簧 更重的開閥機構等)總之不划算 所以一般氣槍都是亞音速設計


我記得6毫米口徑氣手槍的彈丸初速是70m/S,離每秒340米的音速還差不少呢。


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