10项创新造就了现代子弹

烟花，强大武器的色彩灵感?

iStockphoto /思想库

在古代，一个好主意的比喻可能是在某人头上爆炸的爆竹。这是因为鞭炮含有黑色粉末的这是10世纪中国人的发明纵火。没过多久，一些好战的战士或嫉妒的丈夫就发现，他可以用硝石(硝酸钾)、硫磺和木炭的混合物发射炮弹。

最早的黑火药武器属于阿拉伯人——用金属加固的竹筒，里面装上黑火药来射箭。取而代之的是青铜手炮，需要两个人发射。一个人拿着武器，另一个人把发光的煤或金属丝插入在坚实的一端或后膛上钻的洞里。这引燃了黑火药，把一个圆球——第一颗子弹——从大炮的开口端呼啸而出。

随着时间的推移，武器变得更加复杂，但它们仍然依赖于相同的古老化学过程，即今天科学家所描述的爆燃．在这种反应中，火花点燃一小团黑色粉末，它不会爆炸，但会迅速燃烧，产生大量膨胀的气体，被一个非固定的塞子挡住。当然，这个塞子就是子弹，它紧紧地装在枪管里，气体无法从周围逸出。当气体膨胀并遇到阻力时，它们将子弹推进枪口外。

又过了九个世纪，更好的东西才出现。

卵石型子弹根本打不过这样的装甲。

iStockphoto /思想库

大多数人认为军备竞赛是发生在美国和前苏联之间的竞争冷战．然而，各国通过积累更多更好的武器来对敌人施加优势的斗争已经持续了亿万年的现实。不起眼的子弹也不例外。最早的弹药是由小的圆形石头组成的，但这些石头对子弹几乎没有影响armor-covered勇士．这促使武器制造商探索金属子弹，将熔化的金属倒入模具中并使其硬化。

铁球曾流行过一段时间，但它们很难制造，需要在极端的温度下融化，而且经常会使试图发射它们的火枪枪管破裂。然后，在17世纪早期，铅球开始在战场上空飞行。铅的熔点很低，所以可以用长柄勺在柴火上浇铸。士兵和猎人可以在做饭的时候补充弹药。由于铅弹较软，几乎不存在损坏枪管的风险。这些子弹，也被称为火枪球或“子弹”，在19世纪之前一直处于统治地位，直到气动弹丸的发展。

你现在看到的是子弹史上的一个重大发展——迷你弹。根据一些消息来源，内战期间医生治疗的所有伤口中，95%以上是由火器造成的，比如斯普林菲尔德1855型步枪，射击。58口径Minié子弹。

iStockphoto /思想库

早期滑膛枪的枪口装有铅弹。这些炮弹的直径小于枪膛的直径，因此，在发射时，它们会沿着枪管弹跳，直到射出为止。弹跳对准确性没多大帮助。然后，在15世纪，德国枪械制造商发明了用步枪射击——在枪管内壁上切割螺旋槽的工艺。这些凹槽在弹丸沿着枪管向下移动时深入弹丸，使其旋转，使其飞行更真实。如果弹丸能紧贴枪管，膛线工作得更好，这意味着铅球需要一个盖子或补丁，以增加它们的直径。

19世纪50年代出现了重大突破，多亏了一位法国军队军官名叫克劳德-Étienne Minié。他的同名子弹仍然是由铅制成的，但它是圆锥形的，而不是圆形的。当黑火药燃烧产生的热气体膨胀到空心的Minié球时，软子弹就会散开，抓住线膛筒。这意味着这种创新的子弹可以被制造得比枪膛更小，而不会减少它们所获得的旋转。而且它们不需要补丁，这使得它们更容易加载。

的米——第一颗圆柱锥形子弹——极大地提高了射手的精度。在内战在美国，这种子弹第一次被广泛使用，联邦和联邦步兵击中目标的频率更高，距离也更远。

在这幅图中，你可以看到锤子，武器的凸起部分，它会撞到位于乳头或铁砧顶部的帽子上。

iStockphoto /思想库

就像《在黑暗中跳舞》(Dancing in The Dark)中The Boss所唱的那样:“你不能生火，你不能没有火花就生火。”虽然斯普林斯汀指的是浪漫，但同样的想法也适用于子弹。要让武器发挥作用，必须有火花或余烬点燃底火，底火又会点燃黑火药。燧发手枪和步枪用一块打火石打锯齿状的钢铁。打火石击中钢材的火花落在装有底漆的平底锅里。底火在快速闪光中燃烧，从而点燃火药装药。

燧发枪很好用，但它们有一个缺点:炮头掉落和射击之间的延迟。一些发明家想知道在撞击时爆炸的雷爆盐是否可能是更好的选择。不幸的是，这种盐对震动、摩擦和火花非常敏感，因此不太稳定，不太实用。然后，在1800年，英国化学家爱德华·霍华德设法分离出雷酸汞，这是一种相对稳定的化合物。当亚历山大·福赛斯牧师将雷酸汞与氯酸钾混合后，他产生了一种非常可靠和安全的引物剂。到了19世纪20年代，这种新型底漆成了雷管这是一种放在铁砧或奶嘴上的小铜制“礼帽”。当锤子击中瓶盖时，点燃了雷酸汞，引起了火焰进入枪管并开始火药装药的燃烧。

2009年3月25日，在得克萨斯州胡德堡举行的仪式上，美国陆军第1骑兵师的骑兵分队进行了传统的“骑兵冲锋”，火药和泥土弥漫在空气中。

图片由美国陆军提供(CC By 2.0许可证)

黑火药的发明可能是人类最重要的成就之一，但它导致了一个混乱的战场。在一场旷日持久的战斗中，士兵们多次释放武器，空气中弥漫着厚厚的烟雾，有时会使敌人看不见的．到了19世纪，化学家和发明家一直在寻找一种更好的推进剂。

答案来自植物王国，以纤维素的形式出现。这高分子葡萄糖在植物细胞中很常见，可以从木浆或棉花的短纤维中获得。1846年，瑞士化学家克里斯蒂安·弗里德里希Schönbein将棉花浸入硝酸和硫酸的混合物中，使纤维素的羟基被硝基取代。结果就产生了一种极其易燃的物质硝基或棉火药．不幸的是，它往往会自发分解，毫无征兆地爆炸。然后，在19世纪80年代，法国工程师保罗·维耶(Paul Vieille)发现，当硝化纤维与某些稳定剂混合时，它的挥发性大大降低。这直接导致了一种新型火药，通常被称为无烟火药，它彻底改变了弹药。现在一个士兵开枪后不会消失在一团白烟里。

无烟粉末的现代形式——无烟火药——含有硝化纤维、硝化甘油和凡士林。在最终的形态中，它看起来像石墨色的小颗粒。

这四颗旧子弹底部的边缘很容易辨认。你不会看到的边缘更现代的中心火弹特色接下来。

iStockphoto /思想库

19世纪以前，底漆、火药、子弹都是独立存在的部件。例如，要射击火枪，必须先往火锅里倒一点火药，再往枪管里倒一些火药，然后把一个球撞在火药上。接触外部火花启动点火程序。纸质枪弹为射手提供了预先测量好的火药包，这让射击变得更容易，尽管他仍然需要撕开纸并将火药分配到平底锅和枪管中。

这一切都在19世纪末随着子弹匣这是一种独立的装置，在黄铜外壳中装有底火、推进剂和弹丸。1840年，巴黎的枪械制造商路易斯·弗洛伯特(Louis Flobert)已经生产出枪弹，但它们体积很小，主要用于室内打靶。Daniel Wesson(以Smith & Wesson公司闻名)看到了Flobert的实验，并在19世纪50年代发明了第一个黄铜弹战场上还有边远地区。威森的设计在黄铜外壳的边缘放了一点雷酸汞。黑色粉末填满了箱子的空心管，上面有一颗子弹。

整个装置可以安装在火炮的尾部，不需要贴片、冲击帽或其他单独的部件。枪弹本身在枪膛处形成了密封。当武器的锤子击中枪弹边缘时，引燃了底火，然后火焰通过黑火药扩散，迫使子弹进入枪管。

所有这些枪弹底部较小的圆形塞子将它们标识为中心火力枪弹。

iStockphoto /思想库

尽管轮辋式子弹具有革命性，但它们也有一些缺点。最大的问题是子弹本身，它需要一个更薄的外壳，以确保当锤子击中它时它会变形。但是更薄的外壳限制了爆破力它可以包含。因此，边缘火力弹装的火药更少，火力也更弱。

为了克服这些限制，枪械制造商迅速改进了枪弹，使其能够在一个统一的厚壁结构中包含一个冲击帽，充满冲击敏感底火。帽子位于贝壳底座的中间，这就是为什么它被称为中心火筒．枪械制造商还必须修改他们的武器来发射新弹药，包括击针或前锋。在前者中，装有弹簧的锤子将其能量转移到钝头棒上，钝头棒敲击敲击帽。在后者中，锤子直接敲击敲击帽。无论哪种情况，对瓶盖进行猛烈的撞击，引燃了底火，然后引燃了火药，发射了子弹。

由于集中火力弹药产生的能量更大，它们可以发射更大的子弹，这使它们成为最常用的弹药类型枪支今天。

图中弹药上的子弹都有铜套。

iStockphoto /思想库

无烟火药的引进给武器制造商带来了挑战。由于硝基推进剂比黑火药产生更高的温度和压力，它们以更快的速度将子弹从枪管中移动。在旅途中，较软的铅弹无法承受不断增加的摩擦力。它们的外层被剥离并留在桶中，造成了污垢。

解决办法当然是让子弹有更厚的外壳，或者夹克．枪械制造商选择铜或铜锌合金来覆盖他们的手枪子弹。他们在步枪和机枪子弹中使用坚硬的钢或铜镍。在这两起案件中，除了穿甲弹使用硬化钢的内芯外，子弹的芯中仍然含有铅。

在军事武器中，子弹具有全金属外壳（FMJ)，这意味着弹壳覆盖整个弹丸。这些子弹有时被称为非膨胀子弹，因为它们在穿过目标时保持其形状。对于士兵和军医来说，这是一件好事，因为FMJ子弹对内部组织和器官的伤害较小。大猎物的猎人有完全不同的要求。它们需要一颗能造成巨大内伤的子弹才能让猎物迅速倒下。他们使用膨胀弹，一旦遇到阻力，子弹就会迅速膨胀。这种子弹的外壳只覆盖了铅弹的一部分，尖端暴露在外。当软点子弹击中目标时，比如一只鹿或一只熊在这种情况下，尖端会膨胀并向外张开，从而对内脏造成更大的伤害。

在2009年“龙之火”演习的夜间射击部分，陆战36后勤连的罗伯特·朱利安尼下士用240G中型机枪发射示踪弹。

图片由克里斯托弗·伯克下士/美国海军陆战队

当子弹从步枪枪管射出时，它的速度可以达到每秒800到1000米(每秒2625到3280英尺)——太快了，肉眼无法看到。在黑火药时代，发射的子弹有时会留下一缕烟雾，标志着子弹在空中的路径。但随着无烟粉末的出现，射击游戏在子弹到达目标之前，没有收到任何关于子弹轨迹的反馈。

进入示踪剂轮它还包括一种额外的燃烧化合物，通常是磷或镁的混合物，在子弹的底部。当曳光弹被发射时，子弹中的粉末既能推动子弹，又能点燃燃烧混合物。当子弹在空中飞行时，它会发出强烈的光，并伴随着烟雾，帮助射手看到子弹沿着射程飞行。军事部队经常使用这种类型的弹药机枪这种弹匣或弹带中每五发子弹就有一枚示踪弹。

如今，示踪剂可以产生白天和夜间应用的各种颜色。白色的示踪剂可以在白天看到，而红色和绿色的示踪剂可以在晚上看到。

猎人和农民经常用易碎物射击老鼠和其他有害动物。这种所谓的恶棍子弹可以很容易地杀死一只小动物，但如果射手没有击中目标，伤害附近其他人的危险也很小。

iStockphoto /思想库

在金属枪弹(含铜弹)问世后的一百年里，子弹没有发生什么变化。它们工作得非常好，因此，随着时间的推移，变化很小。然后，在20世纪后期，执法机构开始形成现代化拯救人质在平民中抓捕罪犯和恐怖分子的部队。通常，这种相互作用发生在非常近的距离，子弹可以穿过目标，然后击中无辜的旁观者。与此同时，执法机构也看到了一些警察被近距离发射的子弹击中固体物体而受伤或死亡的情况。

这导致了对一种新型子弹的研究，这种子弹仍然具有阻挡力，但当它击中墙壁或其他固体表面时就会分解。最终，弹药制造商发明了一种方法，将小颗粒的复合材料压制或粘合在一起。一旦形成子弹形状，所谓易碎的——或软圆——不接受铜外套。这样，如果子弹击中坚硬的物体，复合材料就会分解成细小的颗粒大小的颗粒。如果它击中了坏人，比如恐怖分子想劫持一辆飞机，它进入人体，然后分解，造成严重的伤口，而不会有过度渗透的风险。