日本探测器向小行星开了一枪!太空中没有氧气,枪怎么发射的?
【军武次位面】:概略北方
火药枪能上太空打灭霸!
最近军武菌看到一个很有意思的新闻:在2014年,日本宇航局的“隼鸟”号探测器,向一颗运行在火星和地球之间名叫“龙宫”的小行星开了一枪!
▲隼鸟二号到达“龙宫”
为的是激起小行星上的尘土,以便搜集样本进行研究。看到这里军武菌想到了之前很多小伙伴留言问,太空中又没有氧气,那子弹是怎么能发射的?
玩过使命召唤10的小伙伴们一定对这幕场景记忆犹新,突击队为攻入空间站获取武器控制权,在外太空上演了一出精彩的枪战戏。
▲使命召唤之突袭空间站
在很多人的认知里,子弹击发的原理是撞针撞击底火引燃弹壳内的火药,火药燃烧产生火药燃气将弹头从枪管中发射出去。既然火药要燃烧,那自然离不开氧气,因此在太空中就发射不了子弹了。听起来似乎很有道理,但真的是这样吗?
▲子弹发射原理
事实上,人类从黑火药时代,已经意识到了光靠空气中的氧气,是不足以使火药迅速完成氧化反应的,木炭和硫磺在空气中,也只会慢慢燃烧,为了加速其氧化过程,人们在其中添加了硝酸钾,这才形成了能够爆炸的黑火药。
▲黑火药的发明使世界战争进入热兵器时代
到了现代,发射药已经发展成熟,主要成分有氧化剂、可燃剂或爆炸性混合物等,起氧化作用的氧化剂和起还原作用的可燃剂缺一不可。也就是说,发射药是自带氧化剂的,根本无需空气中的氧气,因此子弹在太空的无氧环境是完全可以发射的。
▲苏联曾在礼炮号空间站中装了机炮,还在太空发射过
为了证明这个理论,美国人还专门制造了一台实验设备,主要是一个密封箱,用于抽出空气形成真空环境。在密封箱内设置了一个遥控台,台上固定了一把史密斯韦森左轮手枪。而实验结果证明了这一结论,在密封箱被抽成真空后,手枪依然可以发射子弹,火药燃气推动子弹打在了对面的一块靶板上。
▲子弹在真空中也能发射
子弹能够击发的疑问解决了,又有人提出,太空中温度低至-273°C,枪械是否会因为低温而影响性能?这倒是很可能出现,众所周知金属都具有冷脆性,冷脆性是指随着温度的降低,金属材料强度有所增加,而韧性下降。如果处于绝对零度的枪支突然击发,火药燃气造成的膛压很可能超出冷脆金属的受力极限,产生炸膛等事故。
▲冷冻后的锁头强度大大降低
那么枪械在太空中就真的因为寒冷不能发射了?其实未必。《使命召唤》中,突击队出舱后马上投入战斗,此时,枪械还处于常温状态。温度三大传播原理“热传导、热对流、热辐射”中,热传导和热对流都需要传播介质。而太空中没有气体也不存在传播介质,因此其热量散失主要是从热辐射途径散失的,散失速度很慢,可能还没等到枪械温度到低温状态,战斗已经打完了。因此,短时间内,在太空用枪械射击是完全可行的。
▲低温下金属会变脆,林冲深有感触
在太空中真正影响射击的,其实发射后的热堆积,由于太空中热散失非常慢,枪械连续发射后的高温很容易在枪管、机件上堆积,如果达到了一定极限温度,同样会影响枪械性能造成故障。
▲如果热散不好,枪管聚集热量会很快
看来,太空中枪械射击是没什么问题了,那在水下呢?、
▲拯救大兵瑞恩中被德军子弹穿水击中的盟军士兵
其实,因为子弹发射药自带氧化剂的原因,水并不会影响正常发射,枪械在水下发射是没什么问题的。但由于水的密度、粘稠度和阻力也远超空气,因此子弹会因为阻力和水压消耗大量的动能,从而导致威力和射程锐减,基本丧失杀伤力。
▲传统步枪水下射击连模拟人体的皮都碰不到
为了试验普通枪械能否在水下具备杀伤力,著名美国探索类节目《流言终结者》中曾专门做了试验。实验中,试验人员先后试用了老式火枪、霰弹枪、突击步枪再到二战时的M1步枪,都不能伤害到水下一米外的目标,甚至最后搬出了反器材步枪,仍然没能对水下目标造成有效杀伤!可见,水层真的是传统子弹的克星,果然能够以柔克刚。
▲水下目标安然无恙
同时,水的阻力和密度会瞬间消耗掉线膛枪弹弹头自旋的动能,在制造空腔效应的同时,弹头会像减速的陀螺的一样到处乱飘,严重偏航。
▲AK子弹水下迅速失稳,刚出枪口就造成了空腔效应
因此无论是德国的P11水下手枪,还是苏联的SPP-1水下手枪和APS水下步枪,再到中国的QBS 06式专用水下步枪,都采用滑膛射击方式,发射专用的长杆子弹来保持弹头稳定,但就算如此,水下枪械的射程也只有几十米,基本到达水下目视极限。
▲水下专用长杆弹
▲也就这点射程了
由此可见,无论是在洪荒宇宙还是深海大洋,传统枪械都将是作战主力,君不见正在复仇者联盟中,哪怕超能武器和闪电武器已经普及,娜塔莎和冬兵照样拿着一把传统的枪械大杀四方,看来,在激光枪实用化之前,传统的火药动力枪械还将占据世界武器领域很长时间,哪怕灭霸来了也不会动摇的。
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