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我国为啥要研发塑料子弹?轻飘飘的塑料,真有足够的杀伤力吗?

2024-03-28军事

提到子弹,大家第一印象是什么?冰冷而坚硬的金属弹壳?

但现在, 我国开始用塑料做子弹了。 一度是「劣质」代名词的塑料,真的能制成子弹吗?又为什么非要用塑料制作子弹呢?

为什么要采用塑料弹壳

自从有了枪械,子弹乃至弹壳也在不断革新演化。

最早是把火药装进枪管里,再通过装填发射的弹头进行发射。随后又慢慢演化成火药与弹头一体的包装。 只不过早期的弹壳是纸质 的, 而且并没有在其中加装点火装置。

再后来弹壳才慢慢金属化,并且装填和点火技术也逐步进行了革新。到19世纪中叶,子弹终于逐渐变成现在依然在普遍使用的中心发火枪弹。

此后的一百多年里,子弹的结构乃至弹壳成分,基本上再没有发生大的变化。

而现在,子弹似乎又要褪去金属的外壳, 通过技术变成塑料的了。

2022年的珠海航展上,有一款穿甲燃烧弹十分惹人注目。弹体长12.7毫米,弹壳使用的是高分子材料,也就是外界热议的塑料。

这款由兵器工业集团制造的全新子弹,颠覆了人们对子弹的认知。它的外观是乳白色的,只有下半部分看起来是传统的金属。

在新技术的推动下,子弹要换「外衣」了,这是世界各国为提高作战能力和灵活性,而在技术上采取的革新理念。

从整体来看,一颗子弹大多数的质量都集中在外壳和底火上。尤其是弹头的质量和装填火药的多少,都会影响弹道性能。

所以一款子弹最初的设计是什么样的,之后不会进行随意的改动。比如美军使用的一款5.56毫米步枪弹,一颗子弹的总重量为12.4克,弹头重量4克,弹药重量1.7克,底火和弹壳的重量6.7克。

从占比来看,弹壳重量的占比较大。而且在不影响弹道性能的前提下,要想尽可能的让子弹的重量减轻,就只能从弹壳上入手改进。

传统的弹壳材料是黄铜或者钢材质,以黄铜为例,子弹设计发明之初,就在使用它为弹壳材料了。

因为黄铜有很好的抗腐蚀性,其延展性也够好,子弹发射时能贴紧枪膛,拥有良好的气密性,也提高了射击的精度。 而且,黄铜弹壳外表光滑,弹壳抽壳顺畅,对枪械内部的磨损比较小。

虽然有这么多的优势,但黄铜弹壳的短板也很明显。 它的质量很重, 所以在携带和使用上来说,对士兵一直是很大的体能考验。

其次黄铜的价格并不便宜,对世界各军事大国来说,制造的枪弹都是数以亿计的,因此这其中的成本相当高昂。

也正因为如此,随着技术的不断革新,如果能将弹壳的材质换成更轻便的, 不但能给士兵减负,也能节省很大的成本。

这也是为什么,塑料弹壳能逐步出现的缘故。不过在使用塑料材质之前,各国也都进行了长期的探索。

最早的思路是取消弹壳

既然弹壳很重,那能不能再将它取消呢?还在二战的枪林弹雨中,德国的技术人员就开始思考这一问题了。

士兵和工程师们都察觉到,子弹太沉不但严重影响军队的作战进度,而且大战后弹壳都被抛弃在了战场,也根本无法回收。

于是,技术人员开始思考如何减负且不浪费资源。只可惜德国的技术人员思考的太超前,他们构想中的无壳子弹还没有发明出来,德军就战败了。

这一设计思路就此被束之高阁, 直到20世纪70年代,西德的技术人员,才又开启了无壳子弹的研究。

彼时,德国的一家公司发明出了无壳子弹,且先后研发出了14款,到上世纪80年代定型为G11步枪弹。

听起来这一设计理念很前卫,其实也不复杂。简单来说就是没了弹壳的包裹,里面的弹药不是粉状的,而是直接压缩成柱状。没有了金属外壳,重量自然减轻了不少。

刚一设计出来,单兵的弹药携带量确实提升了。传统的M16步枪弹,士兵最多携带210发。而新研发出来的步枪弹,则可以携带500发。

如此一来,单兵在战场上也能拥有持续性的火力输出,这样的毁伤力变大大增加了。可是,没有子弹壳同样也存在着巨大的缺陷。

弹药暴露在外容易潮湿不利于储存,直接和枪膛接触降低了枪械寿命,连续射击后的枪膛温度更高,容易发生走火甚至炸膛。

为了解决这些问题,技术人员又进行了改进,比如采取隔热图层等措施。但最终无壳子弹并没有大规模推广开来。

进入21世纪,美国也开始研发重量更轻的子弹。美军提出了「轻量化机枪」计划,要求各类枪弹的重量至少减去四成以上。

技术人员在刚开始研发时,也是顺着无壳的思路推进的,但他们很快发现,现有的技术很难摆脱短板的限制。于是美国人转变思路,把去掉弹壳,变成为改变弹壳的材质。

就这样,塑料子弹的理念应运而生。可虽然研发在推进,但近20年的时间,美军并没有大规模推广塑料子弹。

一直到2020年,其海军陆战队才跟一家公司,订购了1000万美元的枪弹合同。这些枪弹全部使用了高分子聚合物材料,相比于传统的金属弹壳,重量减轻了四分之一。

而在使用测试中,塑料子弹的性能和传统的子弹没有差异。尤其对重机枪来说,整体重量减轻,弹药的携带量提升显著。

具体来看,塑料子弹比传统的子弹还有哪些优势呢?

技术更好,价格更便宜

首先从技术上来看, 复合材料制成的弹壳,无论是耐磨性和耐高温都能达标,其最高能承受500℃以上的高温。

技术上,聚合物的熔点在不断提高,热塑性聚合物材料取代了热固性聚合物材料,性能增强的同时,它的重量并没有增加。

就材料的使用上来看,金属弹壳无论是黄铜还是钢,消耗量都非常大,而且整体的造价也居高不下。

相比之下,聚合物材料各方面的优势更明显,它的品级很多,成本低廉,可塑性相比于金属又很强。

价格方面, 聚合物材料制造子弹,成本比金属子弹低了30%到50%。 在制作过程中,塑料子弹不需要像金属那样进行锻造等深加工。

它只需要根据设计要求进行填充即可,而且加工过程中一次就能成型,制作工艺和流程要简单很多。

虽然有上述优势,但塑料子弹同样也存在相应的短板。

不容忽视的四个问题

传统的金属子弹为何能使用至今,不是靠测试来取得优势的,而是通过一次次的实战,通过一条条的人命才检验出来的。

塑料子弹性能究竟如何,它现在还未经过实战,所以一切都还是未知数。而在优势之外,塑料子弹也面临着四个不容忽视的问题。

首先,相对于金属子弹,塑料子弹的强度不够好,一旦连续射击,火药燃烧产生的高温,对于枪弹整体的抗压能力要求极高。

塑料硬度不够,抗冲击力比不过金属,连续射击下温度升高,子弹整体的硬度便可能会下降。这样一来,就会出现胀壳、抽壳困难等一系列问题。

其次,连续射击枪械整体的温度会升高不少,高温情况下, 塑料的残留物一旦附着在枪膛的内壁,一般常用的枪械防护材料,都不能将其清理。

在不能及时清理枪械的情况下,火力输出的稳定性便会随之下降。据说美国的研发人员为了解决这一问题,在塑料中又加入了陶瓷等成分。至于耐高温的特性如何,还有待于检验。

再者,金属弹壳的热传导性好,连续射击的情况下,可以带走枪膛内的一部分热量。但塑料弹壳并不具备这一特性。

一旦枪械连续使用,温度快速升高的情况下,枪械的温度又变得不可控。温度过高,反过来又会进一步影响到塑料子弹的性能。

最后还有一点,金属材料的子弹,虽然成本高,而且战争后弹壳被遗弃存在浪费。但金属本身会在自然环境中分解,整体上对生态不构成严重影响。

可塑料子弹就不一样了,作为复合性材料,这类成分它难以自然分解,子弹使用后留下的弹壳,即使深埋在土里依然存在,这对环境来说反倒成为了沉重的负担。

或许正因为如此,也有观点认为,现在更换塑料子弹为时尚早。

不确定性还有很多

从生产上来看,国外一些企业此前一直在宣传,塑料子弹的生产快速高效,在战争状态下还能随军部署,哪怕是不同口径的弹药,生产设备也能在半天时间内完成切换。原料充足的情况下, 塑料子弹每年可生产3000万 发。

但是, 塑料子弹整体构造上还有金属部分,火药的供给也要专门对接,这样在实际生产中,由于需要的材料多了,反倒增加了部门间的协调难度。

再有,现在国内外研发的塑料子弹,只经过了测试而没有经过实战。这样一来,即便测试的性能再好,战场上真正的发挥如何还是未知数。

换言之,这种不确定性会一直制约塑料子弹的真正推广。而要想看其真正的性能,必须得经历一场战火的洗礼才行。

结语

技术在进步,军事装备也在不断革新。相比于其他武器,子弹是更像是各种火力输出的基础。

正因为如此,子弹就更不能有任何闪失,得适应全部的战场环境才行。可这种适应,需要经历战争的考验才能达到,不管是缺陷的暴露,还是优势的体现,都得上了战场才能看的一清二楚。

未来, 塑料子弹可能会有限装备一些部队,而真正的效果也不会一蹴而就,不断革新和改进,才是武器进步的常态。

参考资料:

【告别黄铜弹壳?】 中国国防报 2021年5月26日

【弹壳技术新发展——塑料弹壳枪弹】 轻兵器 2009年1月20日