鞭炮和煙花的火藥其實就是我們常說的黑火藥,其實在很久很久以前子彈彈殼內的發射藥就是用黑火藥做的,但是因為黑火藥燃燒不充分,殘渣太多,尤其是燃速(不是爆速)太快容易導致炸膛,因此目前已經被硝化棉發射藥(無煙火藥,不明白的可以查查)完全替代了。用黑火藥製作的發射藥能夠作用給子彈的能量比硝化棉火藥要小的多,因此如果這麼一倒騰,子彈初速降低,隨之而來的就是射程變短,遠距離存能不足,最後殺傷性也降低了。
(子彈內部都是固化顆粒狀的硝化棉發射藥)
黑火藥之所以作用給子彈的能量低,其關鍵因素並不是許多人提到的爆速,爆速指的是爆炸所產生的轟爆波在炸藥中傳播的速度,但是很不幸的是爆轟波卻不能推動子彈前進。這就好比飛機超音速飛行時產生的音爆波可以把你家玻璃震碎,但是它卻不能把你震飛是一個道理。這也是為什麼黑火藥的爆速只有500米/秒,但是在黑火藥槍彈時期卻有不少子彈超過這一速度的原因,因為這二者並沒有直接聯繫。
(火藥燃燒速度)
其實發射藥推動子彈發射的過程是這樣的,槍枝擊針撞擊子彈底火,底火點燃發射藥,發射藥發生燃燒後產生大量氣體,隨著氣體的不斷增加,最終膨脹做功將子彈從彈殼中推射出去,所以火藥氣體才是推動子彈的罪魁禍首。那麼這就產生一個問題,如果發射藥燃燒速度過快或者過慢怎麼辦?
(子彈出膛過程)
發射藥燃燒速度過快會導致火藥氣體瞬間充斥彈殼,導致彈頭還沒有完全受力,彈殼就直接炸開,嚴重的甚至會發生炸膛。如果發射藥燃燒速度過慢。反之氣體產生的速度過慢,作用給子彈的推動力又會太弱,導致子彈初速上不去,而這恰恰也是黑火藥發射藥被淘汰的主要原因之一。
(黑火藥時期經常發生炸膛)
黑火藥的最大燃燒速度高達400米/秒,而現代硝化棉發射藥的燃燒速度通常只有幾釐米到幾米/秒,是不是很驚訝?也正因為黑火藥燃速過高,氣體短時間內產生過多,導致槍膛瞬間膛壓過高,很容易發生炸膛事故,因此早期的前裝槍的槍膛壁都是很厚實的,一方面跟金屬材料和加工工藝有關,另一方面就是因為黑火藥作為發射藥來說有點猛。
(辣眼睛啊!)
不過早期黑火藥在和硝化棉發射藥的鬥爭中還是做過一番垂死掙扎的,核心手段就是通過減少硫磺含量並使用未完全碳化的木炭作為成分。這種變種黑火藥(褐色黑火藥)燃燒速度較慢,不容易炸膛,早期曾經是大口徑火炮標配的發射藥(北洋水師標配,當年的日本海軍已經開始使用硝化棉雙基藥),不過最終還是因為殘渣太多,腐蝕嚴重,最後被硝化棉火藥完全淘汰了。
(甲午海戰其實從某種意義上講也是兩種發射藥的決戰)
講了這麼多,最後回歸主題,使用黑火藥發射藥的子彈最快速度能達到多少呢?有可靠記錄的是英國的李梅特福彈匣步槍(MLM),這把槍使用足足4.85克的壓縮黑火藥作為發射藥,配合比現在主流突擊步槍長1/2的槍管,可以打出618米/秒的速度,接近兩倍音速,是不是很快?
(布爾戰爭中英軍使用的李梅特福彈匣步槍)
其實弱爆了!現代使用硝化棉發射藥的步槍子彈速度隨隨便便實現超越,著名的AK47子彈初速710米/秒,我們熟知的巴雷特M82A1狙擊步槍子彈初速853米/秒,而諸如M4和M16這些小口徑步槍,子彈初速則可以輕輕鬆鬆超過900米/秒,一些高射機槍甚至可以達到2000米/秒的速度,怕不怕?
(現代狙擊步槍的子彈出膛速度)