西西河

主题:[原创]国人偏爱高科技( 1 ) -- 秦三光

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                              • 家园 手枪的弹头圆也受体积限制

                                普通中口径手枪弹(8mm左右),如果设计成尖的,那么弹头必须有两三厘米长,几乎要填满弹壳了,另外质量肯定比同长度的圆头弹要略小。大口径就更加难设计了。小口径手枪弹倒是容易做成尖头的,比如国产5.8mm手枪弹就是尖的。

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                                外链图片需谨慎,可能会被源头改

                                圆头的另一个好处是在不考虑翻滚的时候,停止效果好,容易把能量释放在目标身体里。对于尖弹来说,现在的解决办法一般把它们用在缠距较长的枪里,降低子弹的自旋,碰到目标以后容易翻滚,加大杀伤效果,例如5.8mm枪族就是这样,不然钻的眼太小打不死人。

                                纯圆子弹的主要问题是储能方面划不来,所以从来复线发明之后,弹头一般都是长柱。

                                其实对于枪支子弹来说,弹头形状并不完全是符合空气动力学的。就算是尖头流线弹头,它们的尾部一般都是平的或者内凹,飞行的时候肯定造成低压和湍流。但是子弹是个brutal force的东西,并不都追求超远射程,飞得再远,使用者瞄不准也是白搭。在满足杀伤要求后,在空气动力上略有损失是可以接受的。

                                远程榴弹炮的炮弹则针对弹尾的问题设计了底排增程弹,就是在弹头尾巴上放一点点火药,飞行过程里释放气体,缓解低压和湍流的问题。

                                所以也可以看到,现代科技是很精细繁杂的(杀人科技尤其如此),任何专业都已经到了不是一句话可以概括的地步。贬今崇古是没有道理的。

                            • 家园 常识上讲不仅仅不会,反而有可能因为重心的后移而增加精度,

                              升力、阻心、偏转不会因为弹头外形改变而有太多变化。所以应该只是风阻上有所区别。

                              算是不可能的,没功夫,而且我也没枪可以试……但河里有玩枪的,相信实践更说明一切。

                              • 家园 不理解

                                按说弹头的初速度方向应该是向前斜向上,而由于重力的原因,弹道总是抛物线型。所以弹头速度动量与弹道之间存在一个攻角。当弹头为平时,弹头阻力很大,从而很容易形成垂直方向的压力力矩,从而导致弹头翻转。我不清楚弹头旋转的稳定力矩到底有多大,但显然平头弹的垂直力矩比尖头大的多,所以我很难理解反而精度会增加。

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                                • 家园 你给出的图中的那个 Rzm 应该是马格努斯力,必然是考虑

                                  旋转的情况。而 Ry 指的是升力方向。

                                  极简化条件下,弹头的翻转就是与马格努斯效应密切相关。质心与马格努斯力作用点(应该被称为阻心)的位置是弹道稳定与否的关键。

                                  如果不是旋转的,则阻心在重心之后,攻角减小。但是如果是旋转的结论应该是阻心在重心之前攻角减小,也就是弹丸始终指向发射的方向。这里没有考虑所谓的追随稳定的情况。所以重心靠后力臂增大,力矩变大常识上是指向性会增加,也就是应该会更精确一些。

                                  事实上弹头是内陷、中空、或是较轻的填充物的重点才有可能明显后移。

                                  • 家园 你只考虑了力臂,没有考虑阻力增大了很多

                                    迎风阻力与迎风面积成正比,而迎风面积与弹尖的半径是平方关系。所以当把尖头弹改成平头弹时,迎风阻力的增加可是相当大的。相比力矩的变化,我觉得还是阻力的变化更大些。

                                    不过既然讨论这么深入了,再往下恐怕就不得不实际计算了,否则估计谁也说服不了谁,呵呵。我比较怕费事,就不继续深入了。不过能在讨论中学到不少东西,还是很开心。

                                    • 家园 你没考虑自旋的影响

                                      如果子弹不自旋,那你说的是对的。平头弹出枪就得翻跟头。

                                      但是对于现代步枪而言,来复线是必备的,子弹是高速自旋稳定的。这种情况下平头只是加快减速过程,使弹道更加弯曲而已,对散布略有影响,但是不会影响到30米外打不到人。

                                • 家园 力矩等于力与力臂的积

                                  力大不一定力矩大,另外造成翻转的力不是沿飞行轴向的,是垂直于飞行轴向的.

                                  这里提到的平头弹和尖头弹具体那个容易翻转不能使用简单的公式预测,需要建立更复杂的计算模型,使用计算机算一下才知道.当然也可以做试验.

                                  • 家园 就是存在攻角,所以才有翻转力矩

                                    准确的说,翻转力矩(图中的Mzch)应该是由于阻力作用点(阻心)与弹丸质心不重合造成的。而空气阻力在不考虑弹丸旋转造成的侧向力的情况下,通常是垂直于弹丸飞行速度矢量的升力(就是我说的垂直方向的压力,图中的Ry),因此造成翻转。

                                    再说力矩的问题。把弹头磨平基本上不会把质心后移太多(弹头本来就是尖的,占弹头总质量很小),但弹头变平后的阻力相对于尖头弹,我相信是成倍数增长的。所以虽然咱们这儿没法精确计算,但我相信翻转力矩应该是增大的。

                                    • 家园 这个攻角在枪口附近可以忽略不计。

                                      具体多近要看子弹的比重、形状、初速和转速,不管怎么说,步枪子弹把头磨平对精度的影响不会到三十米都打不中人的程度。

                                        我们在牧区时用的猎枪打的是铁砂,形状是扁圆形的居多,三十米处散布大约脸盆大。一个圆柱形高转速的子弹散布无论如何比这要小不少。

                                    • 家园 说的大体上不差, 补充一下

                                      应该是由于阻力作用点(阻心)与弹丸质心不重合造成的

                                      力矩中心与重心(质心)不是一个。力矩中心到底在那里与几何和实际受力情况有很大关系,因此

                                      把弹头磨平基本上不会把质心后移太多(弹头本来就是尖的,占弹头总质量很小),

                                      这个不见得。主要是(尖)弹头的受力面面面积并不小,压力造成的合力不见的小,很难说力矩中心变化有多大。

                                      我相信翻转力矩应该是增大的

                                      另外,阻力与飞行速度也有关系,因此我说需要比较精确的计算才能比较出来二者到底谁容易翻,很难简单估算。

                                      • 家园 嗯,这儿讨论这么深入足够啦

                                        关于这个概念的问题,其实我们说的是一回事。我说“应该是由于阻力作用点(阻心)与弹丸质心不重合造成的”,与你说的“力矩中心与重心(质心)不是一个”应该没有本质不同,都是说这两者很可能不在同一个位置。

                                        我比较懒,就不实际计算了,而且真要计算的话说不定还得出动风洞来测算弹形系数,咱可没这个条件。

                                        不过讨论中学到很多东西,还是很开心。

                                        谢谢两位。

    • 家园 吴文俊先生那email的事,太引人入胜了!很想知道详细。
    • 家园 吴老解难题那个故事有出处么?

      看着有点悬。。。

      另外,哥德巴赫猜想和1+1=2没有关系。

      • 家园 我也不相信。

        很多人偏爱在讨论科学的时候写散文,不客气一点说,他们大概连高等数学中的基本概念都没有领会。

        • 家园 嗯。散文,还是可以用来讨论,或者议论一下科学滴。

          当然,拙文也可供批判用。

          人类的科学或文明的进步,总是有个前后顺序的,今天的科技人,或科学人,专业人,知识人所取得的进步,也许都是站在巨人肩上才取得的。也许是前辈人的基因之沉淀。

          科学,即神秘,也不神秘。宇宙,即可知,又不可知。

          好多大道,其实至简,只不过人们一时不觉。

          谢谢讨论哈!

          至于数学,再高等,也是无止境的高。。。因此,学无止境,我辈当永远学之。当然,愚所提出的问题与随意列举的故事,对好多人也许有些“科普”的价值,或引发讨论与关注,这也是意义哈。虽则散点儿。若想荣登《科学》与《自然》杂志,当寄望于智者高人,已超出我的能力。

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