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膛線為什麼能讓子彈旋轉?

2.如果槍管滑膛子彈上有線,是否能達到相同的旋轉效果?

3.如果子彈裝平衡尾翼,槍管滑膛,是否能達到相同的旋轉效果?

【王博涵的回答(24票)】:

1,槍管是硬的,子彈是軟的

【我艹怎麼一下邪惡了】。所以子彈會」擠「入槍管,並由於子彈的軟,形成與膛線契合的凹槽,所以會沿著膛線旋轉。

2,如果子彈上有線,但槍管是滑膛的,那麼分兩種情況。第一種是子彈的陽徑

【也就是子彈上的線的凸點,(為啥又開始邪惡了)抱歉我忘了專業稱呼是什麼了】與槍管直徑吻合,那麼這種情況下子彈會旋轉,但同時會有大量的火藥燃氣從凹進去的陰線泄露,能量利用效率大大降低;第二種是子彈的陰徑

【也就是子彈上的線的凹點(我艹為什麼這麼邪惡),很抱歉我又忘了叫啥名字了】與槍管直徑吻合,那麼這種情況下子彈的膛線會被槍管」擠扁「,產生極大的摩擦力,甚至可能造成子彈破碎,極端情況下就是炸膛。

3,加裝尾翼會讓子彈旋轉,但由於尾翼不可能做的特別精確,所以子彈的旋轉會變得很沒有規律,應用前景渺茫。也許有人會問,膛線也做的不夠精確啊?但膛線很長,一處的不精確會在長長的膛線中被抵消,旋轉會比較有規律。

4,目前我們常見到的帶尾翼的彈丸

【注意不只是子彈】是霰彈槍發射的箭簇彈(這也很罕見了)和滑膛坦克炮發射的尾翼穩定脫殼穿甲彈,這些彈丸的尾翼是保持彈丸不會旋轉,增加侵襲力(也就是穿甲能力),因為自旋的彈丸雖然飛行更加穩定,但侵襲力不如沒有自旋的彈丸。

【Duncan Zhang的回答(22票)】:

聲明一下,圖片資料來自互聯網。

這個問題如果只集中在為什麼膛線會讓子彈旋轉這個主題上,就沒什麼太大意思了,前面這兩位兄弟都講清楚了......不過我更願意認為這是一個彈體氣動力學的題目,討論一下可能不是太切題目會比較過癮:

1 為什麼子彈不是圓的,或者是椎體的但是自帶穩定尾翼?

其實最早火藥被武器化的時候,彈丸就是圓的,炮彈也是圓的,但圓形物體在空氣中所獲得的風阻是阻礙射程和射擊精度甚至殺傷力的主要原因,所以再進一步的子彈氣動設計必然是椎體;隨後的設計考量自然轉到在子彈本身為椎體的情況下,槍體本身是線膛好還是滑膛更好?為什麼不是在滑膛的情況下加裝尾翼以獲取穩定的飛行氣動外形呢?

我覺得這是成本問題,如果極大量生產和消耗的子彈都被設計成帶有穩定尾翼的形狀,那麼現有彈頭設計的難度會大大上升,通過合金鑄造和焊接的錐形是最簡設計,再加上尾翼則意味著帶有尾翼的彈頭和彈殼的連接會是大問題(現在是膠水固接),而且生產尾翼,不論是在彈體上鑄造出,還是獨立焊接,都是成本、產量和子彈質量穩定性的大問題。所以簡化系統最大量部件的結構和設計,是優化系統的唯一思路。

從另一個角度說,即便彈體本身可以形成「膛線效應」,從而在滑膛里讓子彈產生足夠的自身旋轉,也是不必要的,也會大幅增加子彈製造成本,而遠遠沒有通過槍管的膛線(更堅固耐用)和光滑的、質量均勻的彈頭或去自旋穩定的機制合理;

2 膛線的作用:

膛線就是槍管內部的螺旋凹凸槽,在槍管整體光滑筆直的情況下,在槍管內部形成螺旋通道,強迫彈頭在整體脫離槍管的時在不顯著降低初速度的前提下獲取足夠的自旋穩定性。參見下圖:

這是給出彈頭質心在線膛槍內的運動軌跡。多數情況下,因為彈頭安裝在彈殼上的精度、彈頭被壓力機構推入槍膛的相對位置等,都會造成發射後彈頭的質心是不可能按照槍管的理論中軸線運動的,而是會形成一個偏差角度(儘管很小),膛線在強迫彈頭高速自轉以獲取穩定的同時,也會帶來能量的一部分損耗和彈頭質心的「章動「(歐拉角的一種,Euler)。

當然更大的歐拉角效應還是來自於彈頭出膛之後在空氣中遇到的激波阻力,如下圖:

彈頭速度越大,遇到的空氣阻力就越大,如果彈頭在出膛時不賦予足夠的轉動慣量,那彈體就會反轉,在一定的射程上造成不可接受的射擊誤差,甚至不如球型彈頭。這就是膛線的最主要的作用,賦予彈頭自轉慣量,克服空氣阻力力矩。其穩定原理和陀螺是一致的,高速旋轉的陀螺是極難推倒的,外力只會讓其繞固定自轉軸旋轉,而不倒。如果推廣到子彈彈頭的運動軌跡上,則如下:

所以影響射擊精度的不只初速,還有轉動慣量。這是為什麼長程狙擊步槍的子彈彈頭都是重金屬,而狙擊槍管的長度也特別長的原因。通過長程膛線,讓質量很重的彈頭高速旋轉起來,就可以在遠距離上(超過1500米)獲取足夠的射擊精度,章動角覆蓋範圍會變得可以接受;

3 另外插一句傳說中的」達姆彈「,彈頭往往選擇為軟質材料,比如鉛甚至空心,這樣彈頭的質心就非常容易因變形而產生漂移,其在空氣中高速運動的章動角也就相對較大;另外輕質彈頭在打入人體的一剎那,因為質量輕,所以其動能會被人體骨骼或者肌肉組織快速吸收,也會造成彈頭在體內翻轉,擴大殺傷。這是利用了彈頭外形的另一個極端,不夠人道。

【胡越的回答(6票)】:

子彈彈頭外部的材料是銅、鉛這類軟金屬,膛線很容易就能在彈頭上勒出凹槽,有了這凹糟彈頭就會沿著膛線旋轉了。跟螺絲差不多的原理 ,只不過相反一下而已。我們擰螺絲的時候都是旋轉著進去的 牆壁本身是完整的,但是螺絲上有螺旋紋的。

同理,子彈本身是完整的,但是槍膛里刻著來複線,火藥爆炸產生東西,就像我們用螺絲刀擰螺絲一樣,然後就子彈就順著來複線飛出,就轉起來了....

我請教了一位刑偵專家,他原話是這樣:「不敢說正確,我只能說認識,膛線就像跑道,強迫子彈必須按跑道走,加上壓力的作用就開始旋轉!有了線的子彈在滑膛槍裡面出來後應該也是旋轉的,但應該不會 正常旋轉,估計是翻滾前進,因為線條破壞了氣動性!子彈加裝尾翼從滑膛出去應該不旋轉,就像導彈一樣!不一定正確,可以再看看資料!」

【loveraway的回答(0票)】:

就像是螺絲一樣,只要動力夠大,就會旋轉

線膛槍的口徑是指兩條陽線(大概就是突出的膛線)之間的直徑,而子彈的口徑是比槍的口徑略大的(貌似專業術語叫做過盈),所以不會直接飛出去,必須像螺絲一樣高速旋轉著飛出去,初中看書知道的,也許書不準確,也許我記差了

原文地址:知乎


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