子彈的歷史

火藥是咱們老祖宗的四大發明之一，大約在公元9世紀就已經有書籍記載了黑火藥的制作方法。火藥做出來并不只是為了過年放爆竹聽個響兒，世界上第一門火炮在公元12、13世紀就由宋朝軍隊用于實戰，隨后不久宋軍中出現了更方便攜帶的手銃，這就是最早的槍。

現在你應該明白了：不僅火藥是咱發明的，連槍、炮和多管火箭炮也都是咱最早發明的。

差不多也在13世紀，火藥、火炮和手炮的技術被阿拉伯的倒爺們帶到歐洲。要知道一千多年來歐洲大小國家之間一直戰事不斷，于是到了14世紀，這種厲害的武器在歐洲迅速普及開來。

宋元時期的手銃與瑞士的手炮

最早的炮彈槍彈是用石頭做的圓球球，大約是因為發現石球容易碎裂，破甲能力差，于是漸漸改為更加昂貴的金屬球。目前已知的有些是鑄鐵的，也有是用更重的鉛鑄造而成。

使用鉛彈的好處是它更軟，可以從槍口牢牢地塞進去并且緊貼火藥，這樣火藥在燃燒時漏氣少，子彈可以獲得更多的動能，從而擁有更遠的射程和更大的殺傷力。這個原理一直到今天依然有效。

圓球子彈的進步用了300多年的時間，直到公元19世紀，一個叫亨利的法國步兵軍官發明了膛線，其后才出現了帶尖頭的非球形子彈。

手槍子彈與步槍子彈

如果你是一個槍迷，會知道子彈五花八門分許多種，一般來說，手槍子彈與步槍子彈最大的不同在于彈頭形狀。這一方面受制于子彈在飛行過程中的空氣動力學，同時還取決于子彈最主要的功能——攻擊。

手槍子彈與步槍子彈外形不同

但是一味以外形來判斷子彈到底是適用于手槍還是步槍，這并不十分準確，因為有許多步槍或看起來像是步槍的槍支，它也可以使用手槍彈。比如下圖的溫徹斯特Wildcat 22就是采用了一種Ruger 10/22旋轉彈鼓，可以安裝10枚.22口徑的手槍子彈。

Wildcat 22內置10發手槍彈

同樣地，許多卡賓槍也采用手槍子彈，比如GMR-15和KPR7 9mm卡賓槍采用的都是9mm手槍子彈，這一點你從它們細細的彈匣就可以很容易地分辨。

卡賓槍大多采用手槍彈用于近戰

手槍子彈與步槍子彈的區別在哪里？

通過前面一節的介紹，你或許知道了不能“以貌取彈”，因為有許多步槍也可以使用手槍子彈，并且有些槍支它長得像步槍，但卻只能使用手槍子彈。這到底是為什么呢？手槍子彈與步槍子彈的區別究竟在哪里？

這是個科學問題，屬于物理學范疇。因為這兩種子彈最大的區別在于速度。

步槍子彈的裝藥量大，彈丸的出膛速度快，并且在飛行的過程中大多超過了音速，因此步槍子彈大多設計成尖頭的。而手槍主要以近身防御為主，槍身短，子彈里的火藥相對少一些，彈丸出膛速度比步槍要低得多，因此手槍子彈大多做成圓頭的，有些干脆做成平頭或其它形狀。

手槍子彈

速度與形狀的關系

子彈在空氣中飛行，空氣是流體，所以子彈在飛行的過程中需要克服空氣這種流體擾動帶來的阻力。

當你以正常的速度行走時，空氣阻力對你行進的速度幾乎不會造成影響，但是像博爾特那樣的短跑運動員或者速度滑冰選手就不能不考慮空氣阻力了，他們行進的速度非常快，需要想方設法減少不必要的阻力。

子彈的速度更快，彈頭在空氣中飛行時會通過壓縮前方的空氣形成聲波激波。下面這張亞音速飛行的子彈，我們可以清晰地看到彈頭前方被壓縮的空氣波以及尾部的湍流。

亞音速子彈受空氣的影響

子彈的速度未達到音速時，無論它選擇什么形狀，其前端受到的空氣壓力都是差不多的，不同在于空氣摩擦力的大小。

如果子彈的表面足夠光滑，并且弧線是連續的，它與空氣之間的摩擦力就小；與此同時，子彈的表面積越小，它與空氣的接觸面積就越小，摩擦力也更小。我們知道在相同體積下球體的表面積最小，所以手槍子彈的前端大多是半球形或拋物線形。

亞音速子彈通常采用光滑球面或拋物面

而當子彈的速度大于音速時，情況會發現改變。子彈的尖部會與激波相重疊，這時候聲波的震動會對子彈運動造成干擾，這種現象在空氣動力學中被稱為弓震。為了將激波震動的干擾減到最小，需要使運動物體的頭部有一個尖角，于是球體的頭部就變成錐體的尖端。

左圖為1.9馬赫子彈，右圖為跨音速飛機造成的激波

超音速飛行的物體（包括步槍子彈和戰斗機）頭部的設計涉及非常復雜的空氣動力學計算，并且其形狀還與跨音速飛行狀態以及最高馬赫數等等相關聯。即便有豐富的理論和數學公式做支撐，設計師依然需要依賴大量風洞進行驗證，以確定最后的形狀。

球面鈍頭切線鼻錐輪廓

一般來說，大部分步槍子彈頭的形狀基本符合德國數學家及空氣動力學家沃爾夫岡·哈克通過數學推導出的鼻錐模型，在超音速狀態下，這種尖端受到的空氣阻力相對要小。

步槍子彈大多符合哈克模型

完美的子彈頭是怎樣的？

按照哈克的理論，他認為在空氣中受波阻力最小的形狀應該是兩頭尖尖的梭形，其錐體長度與底部直徑比約為5:1，也就是說梭子的總長度與其直徑比為10:1，這種形狀被稱為Sears-Haack體。

Sears-Haack body

很顯然子彈頭沒辦法做成這樣，一方面它太長，同時如此尖的底部裝在彈殼里，火藥氣在將其推出槍膛的過程中很難發揮效率。而如果我們截取其一半，子彈平坦的底部在飛行的過程中又會形成渦流。我們知道渦流是流體拖曳作用的一個主要因素，你可以在上面兩張子彈飛行的照片上找到它們的痕跡。

設計師們通過將彈頭后部內收一定的角度，形成一個“船尾”，這樣既解決了火藥推進效率的問題，又同時將空氣渦流減到最小。這樣的彈頭更加細長、速度更快、彈道也更穩定，是狙擊手的最愛。

部分狙擊子彈的彈頭，它們都靠“船尾”減少空氣湍流

為什么手槍不用步槍子彈？

你可能會問，既然步槍的子彈可以更快、打擊更遠距離的目標，為什么手槍不能使用步槍子彈呢？那樣火力不是更強嗎？

盡管誰都知道“一寸長一寸強”，但作為一種防御性武器，手槍是科學與殺傷力相妥協的產物。

為了便于攜帶，能在關鍵時刻快速投入戰斗，手槍不能做得跟步槍那樣長，其重量也受到嚴格限制。短的槍管決定了子彈不能太大，因為更多的火藥無法在槍管里燒完，一方面造成浪費，同時也無法為彈頭提供更多推力。與此同時，手槍的彈匣裝在手柄里，更大的子彈需要更大的彈匣，彈匣太大你的手就無法握住槍柄。

另一個原因是，手槍屬于近戰武器，它的槍管短瞄準基線短，你很難打準遠距離的目標。因此手槍的作戰距離基本上在50米以內，更多時候射擊目標只有10~30米遠。因此手槍子彈需要做的并不是飛得多快打得多準，而是在最短的時間內做出反應、出槍、擊發，使目標失去還手的能力。

總結：

由于需要攻擊遠距離目標，步槍子彈需要更高的速度和更大的動能，它更多地以超音速飛行。為了克服飛行過程中的空氣阻力和超音速帶來的激波震動，步槍子彈通常被設計成細長的尖頭形狀。

狙擊步槍子彈

相比于步槍子彈來說，手槍子彈在短距離內擁有更多優勢。通常情況下手槍彈更短更小，由于不需要考慮超音速飛行帶來的復雜空氣動力學問題，手槍彈可以有各種形狀，甚至被制成空心子彈，以使其在目標體內翻滾開花，造成更大創口，使目標快速失能。

為了使攻擊力最大化，武器專家們設計了各種各樣的彈頭，以使其在目標體內造成更大的破壞。限于篇幅，我們將在隨后的文章中詳細介紹，歡迎你的關注。