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真实世界的炮弹是怎么设计并做到炮炮见血的呢的?

对于指挥官来说,游戏中最好的状态是见血,但最差的状态不是飞,而是打不失血。现实世界中的贝壳是如何设计和制造来看到血的?我今天找到了一些信息与您分享。

中国有句古话:一寸长,一寸强。现代武器也是如此。拥有更大的攻击范围是衡量武器质量的重要指标之一。所以,无论是大炮的炮弹还是枪的子弹,通常都强调更大的攻击范围。

为了有更大的攻击范围,必须克服空气阻力,空气阻力大致可分为以下三种:摩擦阻力、涡流阻力和冲击波阻力。

如上图所示,壳边与空气直接接触的部分会受到摩擦阻力的影响。由于高速弹丸不断将周围的空气分子吸附到“侧面”,形成一层薄薄的空气层(一般称为“边界层”),会消耗弹丸的动能。

只要弹丸速度达到一定值(骑自行车的速度),空气就不会补充到尾部不断腾出的空间,从而在尾部形成低压区,伴随着涡流产生的现象。一旦发生这种现象,弹丸的头部和尾部就会产生压力差,形成向后的合力,这就是涡流阻力(也称为底部阻力)。这在很多跑车和飞机的造型设计中也经常用到。

球尾的黑色粗线是“电击”

冲击波阻力是弹丸运动速度进一步增加到音速时,由“冲击波”现象引起的阻力。这种抵抗力是三种抵抗力中最强的。一旦发生冲击波,弹丸的阻力就会突然跳跃。这是航空史上的一个难题——音障。

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物体比空气“跑得更快”,头部的空气“堆积”起来,阻力会突然增大

产生冲击波的原因可以解释为:当弹丸的速度达到或超过音速时,前面的空气来不及松手,就形成了一层稠密的空气。形成叠加。在正常情况下,一个充分发展的冲击波在弹头、尾部和弹带周围都有很强的波面。冲击波每通过一次,压力、密度、温度都会升高,流速会降低。

除了明显的强冲击波外,气流每遇到一个微小的不均匀,就会拉出一个较弱的冲击波

其中,弹头头部产生的冲击波最强(因为首先接触空气),气流通过弹头波前后压力增大。再加上机尾形成的涡流低压区,头尾之间的压力差更加显着,仿佛弹丸的顶部就像撑着一把大伞往前走一样。按照这种想象,不难得出结论炮弹底排增程技术发展概况,靠近弹头的激波面(伞面)越倾斜,阻力越小,反之,阻力越大。

因此,减少这三种阻力的应对策略是:

1、减少摩擦阻力最好的方法是涂上特殊的油漆或油脂,使表面光滑,防止生锈;

2、降低涡流电阻最常见的技巧是“缩尾”:

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3、降低冲击波阻力的方法就更简单了——头越尖越好。弹头“刺穿”,仿佛:

图片是155mm手榴弹的照片,可以清楚看到尾部直径变小了

其实涡流阻力也是通过底部排气装置降低的,因为涡流阻力是由于外壳底部空气不足造成的。思路是主动排气以降低压差:

美制155mm手榴弹采用底排装置减阻,与同形状弹壳相比,射程可增加25%左右

解决了减阻的第一个大问题后,我们再来看看第二个大问题:“动力”。

炮弹所追求的威力是指有效打击特定目标的能力。战场上可能存在多种敌对目标,例如隐藏在树林中的坦克、掩体、反坦克步兵团等。由于目标属性不同,针对不同目标的炸弹设计思路也不同,甚至针对一个目标有多种设计思路。

对于对抗坦克的穿甲弹(AP)来说,这种弹只需要速度,它的出现是为了尽可能减少阻力。现代穿甲弹的初速很高,一般在1500m/s以上,在有效范围内处于超音速状态,冲击波阻力占整个阻力的60%以上。因此,为了降低占体积的冲击波阻力,直接将弹丸做成细长尖尖的形状就足够了。在保证精度、弹体强度和质量的前提下,越薄(截面积越小,阻力越小)。越锋利(抗震性越小)越好。同时,为了不浪费能量在旋转上,穿甲弹采用尾翼稳定(比较有名的是尾翼稳定炮弹穿甲弹,APFSDS)。

另一种穿透坦克装甲的方法是穿甲弹(HEAT)。它穿透坦克装甲的原理是炸药穿透装甲的“空心能量”效应,所以这种炮弹倾向于追求更厚的弹丸来装更多的炸药以保证高穿透深度,而速度就是穿透力没有效果。如果不是“空心形”需要一定的爆震高度,而且必须在头部戳“长杆”,我们实际上可能会看到一个完全接近“圆柱形”的炮弹。

对于手榴弹(HE)来说,更多的装药也是保证其威力的一种手段。理论上,它的形状应该是电荷最多的圆柱形。但手榴弹也需要发射,需要有足够大的攻击范围,所以手榴弹往往被设计成介于尖头穿甲弹和圆柱形炸药筒之间的形状,是射程、速度和收费。由于自带动力系统,鱼雷的外形更接近圆柱体。

我国A100火箭口径为300mm,弹丸长度7300mm,弹头235kg。这是一个超级HE

鱼雷“又粗又长”,装载了四五百公斤炸药,足以将一艘千吨级军舰送入海底。沿着这个思路,似乎把外壳做得更长也可以增加它的威力。试想,如果把普通的手榴弹做成两三米长,要装多少炸药?事实上,火箭正是如此。长长的身躯蕴含着更多的炸药,威力不一般。一枚口径约300毫米的火箭可以将足球场大小的区域夷为平地。那么,所有炮弹都是射程远、威力大的火箭的最终目的地吗?

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这是《吃我一枚金币》的原图

答案当然是否定的!回到刚才提到的力量这个词的定义,不同的炮弹被设计用来有效地瞄准不同的目标。并不是说威力越大越好,否则一个原子弹就完蛋了。这里我们也引出了第三个问题:“性价比”。

性价比简直就是“一刀杀鸡”。例如,如果您可以安全地使用炮弹解决对手,则无需使用火箭和导弹进行远程覆盖。同时,武器装备越贵,对运输、补给、训练和生产成本的要求就越严格。所以我们现在看到的坦克主炮一般都是150毫米以下口径,苏联时代的152毫米口径已经成为非主流。

最后说一下枪械的子弹

无论是步枪还是手枪炮弹底排增程技术发展概况,一般的重点都是杀伤敌方人员。因此,枪械的子弹设计思路是在通常的作战范围内,能有效击杀敌方人员。

像AK-47使用的7.62mm子弹这样的步枪追求的是具有更快的作战范围、稳定的弹道以及穿透一般防弹装备的能力,所以更像坦克外观上的贝壳。 .

手枪使用的子弹不需要太追求射程,所以子弹会有钝头(当然也有尖头),因为手枪的啮合距离一般在100米以内,所以不用太担心空气阻力,而且钝头在击中人体后能更好地形成翻滚空腔,从而提高杀伤性能。而且,对于警察来说,如果手枪穿得太深,可能会造成其他人的意外伤害,他们不愿意看到他们。