我们都知道任何物体在空气中飞行的时候都会产生阻力,弹头也不例外,所以在设计子弹弹头的时候,最重要的就是去如何减少弹头在飞行过程中所产生的空气阻力。
其中摩擦阻力就是指飞行物在高速飞行的过程中,会把周围的空气分子不断吸附到周围,形成“附面层”,消耗飞行物动能的阻力。
而涡流阻力则是指物体在一定速度下,尾部会形成一定的低压区,而空气来不及补充尾部高速前行后腾出的空间,就会产生涡旋的现象,飞行物的前后也会形成压力差,这样就会有向后的合力。
而影响飞行物最大的还是激波阻力,当物体在空气中飞行的时候会对空气产生扰动,当飞行物小于音速的时候,这种扰动的传播速度大于飞机的前进速度,所以它的传播方向是像周围发散的,而当飞行物速度达到音速或者超过音速后,扰动波的传播速度就来不及发散,会堆积在飞机前方,这样就使飞机前方的空气剧烈压缩,最终形成激波,也就是音障。
相对来说,减少摩擦阻力的方法比较简单,只要让弹头表面尽可能光滑或者涂漆就行了。
但是要减少涡流阻力和激波阻力,就需要对弹头的外形进行优化,比如由于弹头头尾的激波相对最强,所以头尾尤其是头部需要设计的尖锐一些,以让激波面尽可能倾斜,减少对空气的扰动,同时减小阻力。
▲虽然飞行物的激波并不是首先从头尾开始产生,而是从飞行物的中部发起,但是等激波完全形成后,阻力最强的波面位置,还是在头尾两端。
而弹头尾部进行收缩的设计,不仅可以进一步减小激波阻力,也可以减小涡流阻力,是一种一举两得设计。
而这种前部尖锐、中段平滑、尾部收缩的设计不仅常见于子弹,也常见于各种高速飞行的飞行器(比如飞机)
至于为什么无壳弹药至今没能兴起,其实原因非常简单,那就是现有技术还不能解决枪膛高温下会误燃发射药的问题。
▲无壳弹药说白了就是没有蛋壳,发射药直接在枪膛里燃烧。但是这种做法有两个天然的问题,一个是发射药残留、再一个就是枪膛连续击发后会产生高温,而无壳弹药的发射药是直接暴露在枪膛里的,那怎么才能解决误燃问题就非常头疼了。