让枪弹飞行于水陆间：挪威DSG公司多环境弹药系统

三土 明光

奇异的超空泡技术

2012年6月，挪威一家名为DSG（Defence & Security Group）的公司宣布，其研制出两款“具有里程碑意义”的新型枪弹——一种是铜制实心自然超空泡（General Purpose Supercavitating，简称GPS）技术水下枪弹，另一种是钨弹尖双核超空泡（Dual—Core Supercavitating，简称DCS）技术水下穿甲弹。这两类枪弹统称为MEA（Multi—Environment Ammunition）弹药，意即“多环境弹药”。

DSG公司于2009年注册成立，是挪威BOS（Bertel O. Steen）公司的子公司，其主要致力于国防和安全等领域的产品研发。据该公司宣称，这两种弹药已经过各项测试，其性能独特先进，可以满足不同用户的使用需求。

在介绍这两种新型弹药之前，首先需要了解超空泡的相关知识。超空泡（Supercavitating）是建立在瑞士科学家丹尼尔·伯努利于1738年发现的一种规律基础之上的一种物理现象，即在同一流体系统（如水流、气流）中，物体运动速度越快，流体对物体表面产生的压力就越小。而对于水来说，沸点也会随着压力减小而降低，如果物体相对速度增加到一定程度，即使是在常温下，物体表面的一部分水随着压力的减小也会由液态变为气态，由此产生了空泡。超空泡就是这种空泡的一种极端形式，当物体在水中的运动速度超过100节（约51.4m/s）时，物体前端就可能产生大型气泡，即超空泡。超空泡的长度与物体本身的运动速度有关，速度越快气泡就越长。通常物体在水下运动时，在阻碍其运动的各种因素中，最主要的是其与水摩擦所造成的黏性阻力，这种阻力大约是空气阻力的1000倍。科学家们曾为克服物体在水下高速运动时的阻力问题而绞尽脑汁，最后发现可以利用这种超空泡效应，通过物体尖端外形的设计或是增加专门的气泡生成装置，在物体外表形成一种可持续更新的气泡，包住物体表面，尽可能减小水与物体表面的接触面积，从而大大降低黏性阻力。在这种低密度气泡包裹下，物体就像是飞行在由自己制造的一个“气囊”里，从而将水的阻力减小90%左右。这种技术最早应用在鱼雷上，最成功的例子当属装备在俄罗斯“阿库拉”级攻击型核潜艇上的著名的“暴风”鱼雷，通过使用超空泡技术，这种鱼雷航行速度可以达到前所未有的230节（约133.6m/s）。

从形成原因来看，超空泡分为自然超空泡和人工通气超空泡两种。实现超空泡一般有三种途径：一是提高物体运动速度；二是降低流场压力；三是在低速情况下，可以利用人工通气的方法保持空泡内部压力。通过前两种方法形成的即为自然超空泡，最后一种即为通气超空泡。鱼雷这类武器受制于体积、质量和推动技术的限制，属于低速航行体，很难产生自然超空泡，需要采用人工通气的方法。

“暴风”鱼雷的头部设计有专门的空泡发生器，将火箭发动机的燃气导入鱼雷头部，通过发生器形成超空泡。而对于枪弹这类体型很小的弹药，采用这种人工通气方法来实现超空泡显然是不切实际的。因此，DSG公司的多环境枪弹采用的是自然超空泡技术，通过精心设计弹头的形状以及弹尖的弧度，利用弹头的高初速以及弹头顶部的特殊外形来形成超空泡，达到在水下高速稳定飞行以及顺利侵彻目标的目的。

DSG公司的两种超空泡新弹

GPS技术水下枪弹

目前，DSG公司研制的GPS技术水下枪弹能见到的实物只有7.62×51mm一种型号，但据其资料所称，该公司还可以提供5.56×45mm、9×19mm和12.7×99mm等3种西方常见口径的产品。

从结构来看，这种枪弹由黄铜弹壳、底火、发射药和弹头组成，其结构组成与普通枪弹并无任何不同，只是弹头经过了特殊设计。该弹头为实心结构，由黄铜棒经精密车制而成，表面光洁度较高，由圆柱体部分和头部三段锥体组成。其中，第一锥体位于弹头顶端，锥角较大，高度较低；第二锥体锥角较小，高度稍高；而第三锥体锥角最小，高度最高。正是弹头顶端的这种特殊形状，保持了弹头在水中运动时形成超空泡的能力，以此降低了弹头飞行的阻力，达到在水中飞行的速度要求。

据DSG公司宣称，这种枪弹可以从岸上向水中发射，也可在水中对岸上的目标进行射击，而完全在陆地和水下环境中使用更是不在话下，所以该弹才会被称为多环境枪弹。GPS弹药独特的弹尖形状，即使射手以较小的角度将其射入水中，也不致发生跳弹现象，只是当从空气往水中射击或在水中往空气中射击时，需要考虑水对光线的折射作用，提前对瞄准误差进行修正。

7.62×51mm口径的GPS弹头质量为8g，在空气中初速为870m/s，有效杀伤距离为800m，在水下有效杀伤距离为10～15m（视水深而定）；而相同口径的北约标准步枪弹在水中的最大杀伤距离还不到2m，超过这一距离即会失去作用。GPS弹头采用全铜材质，造价较为低廉，即使提供给射手用作日常训练，费用也能够保障。

据说这种枪弹还有一个极为可怕的特点，不论在空气中还是在水中，当命中人体这样含有大量水分的软体目标时，其弹头具有的超空泡现象将会继续保持，由此不难想象这种弹头造成的伤道和杀伤效果将是如何恐怖。除此之外，DSG公司对此种新弹的其他数据三缄其口，其具体性能尚有待更进一步披露。

DCS技术水下穿甲弹

DSG公司公布的DCS技术水下穿甲弹目前有两种型号，一种是采用整体式复合弹头的式样，称为双核超空泡弹（Dual—Core Supercavitating，简称DCS）；另一种是带有可分离弹托的式样，称为穿甲超空泡弹（Armor Piercing Supercavitating，简称APS），该弹具有更高的穿透能力。目前，展示的DCS双核超空泡弹实物有5.56×45mm、7.62×51mm和12.7×99mm三种口径，而APS穿甲超空泡弹实物有7.62×51mm和12.7×99mm两种口径。但根据DSG公司的公开资料，这两种类型的弹药均具有三种口径，甚至还可以提供目前西方狙击步枪广泛使用的0.338英寸拉普阿口径。这两种型号的弹同样能从岸上向水中发射，或是从水中发射攻击岸上的目标，以及完全在陆地和水下环境中使用。

DCS双核超空泡弹的技术含量主要集中在弹头部分，其结构相对GPS技术水下枪弹弹头而言更加复杂，由钨合金硬质弹心和包裹在弹心后部不可分离的铜质弹托组成。铜质弹托主要起到嵌入膛线，减缓弹头对膛线磨损的作用。之所以叫做双核超空泡弹，是因为钨合金弹心与铜质弹托上各设计有一道锥形环槽，钨合金弹心上的环槽直径较小，而弹托上的锥形环槽直径较大。这种特殊的外形显然增加了弹头加工的难度，但正是这种双锥形环槽的设计，使得弹头更容易在水中形成超空泡，增加了水下的有效射程，同时坚硬的钨合金弹心也更有利于侵彻可能遇到的气瓶、潜水头盔等硬目标。7.62×51mm DCS双核超空泡弹的弹头质量达14.2g，在空气中初速为660m/s，有效杀伤距离为950m，在水下的有效杀伤距离为20m。在岸上使用时，由于弹头质量较大，存速能力较强，该弹在950m距离上的性能与普通7.62×51mm NATO弹头在100m处的性能基本相同。

APS穿甲超空泡弹的结构类似于DCS双核超空泡弹，但弹心设计得更细，并且弹头直径也略小一些，弹头外增设有一个可分离的铜质弹托，弹壳将弹托完全包裹，整体结构更类似于脱壳穿甲弹的设计，目的是提高弹头初速，同时减小弹头直径，以提高弹头断面比能，有利于进一步增大弹头的侵彻能力。钨合金弹心的顶部被设计成了带有较大锥角的钝锥面，后部则是光洁度较高的细长的小锥角锥面，没有锥形环槽，但在铜质弹托上设计有一个与双核超空泡弹类似的锥形环槽，整个弹托包裹住弹头的圆柱部位，弹头全长略大于DCS双核超空泡弹。7.62×51mm口径的APS穿甲空泡弹弹头质量16g，在空气中初速为610m/s，有效杀伤距离为1040m，在水下的有效杀伤距离为25m。在岸上使用时，其弹头在1040m处的性能相当于普通7.62×51mmNATO弹头在190m处的水平。

12.7×99mm口径的APS穿甲空泡弹弹头结构与7.62×51mm口径的弹类似，只是弹心被铜质弹托包裹住的部分更长，弹头前部锥角更小，弹头的流线形更加明显。其弹头质量为60g，在空气中初速为780m/s，有效杀伤距离大于2000m，在水中的有效杀伤距离为60m。在岸上使用时，该弹在2000m处的性能要优于相应型号的普通弹在200m处的性能。

DSG公司的其他产品

与上述多环境枪弹同时推出的，还有DSG公司研制的两种专供狙击步枪使用的高精度枪弹，其一是SST（Super Sniper Tactical）超级狙击战术弹，另一种称为SSAP（Super Sniper Armor Piercing）超级狙击穿甲弹。前者展出的实物只有7.62×51mm口径一种，而后者则有5.56×45mm和7.62×51mm两种口径的实物展示。其实，这两种枪弹的设计式样也同样适用于5.56×45mm、7.62×51mm、12.7×99mm和0.338英寸拉普阿4种不同口径的式样。

SST超级狙击战术弹的主要特点也是集中在弹头的设计上，其弹头采用硬黄铜整体精密车制而成，表面光洁度较高，弹头外形尖锐。为减小弹头的飞行阻力，弹尖部采用了双锥形设计，尾部为过渡光滑的船尾形。据DSG公司介绍，该弹的最大特点是减小了侧风的影响，相对于普通枪弹，侧风影响要减小25%以上。不过，DSG公司并未提供这种枪弹的详细精度指标。

SSAP超级狙击穿甲弹弹头外形与SST超级狙击战术弹类似，只是弹头长度略短一点。其弹头尖部为钨合金材质，后半部分由黄铜制成。为了保证同轴度，弹心与弹托都是整体车制的，表面经过抛光。由于弹心材料的改变，这种枪弹不仅具有极高的精度，同时还具有优异的侵彻性能。不过，DSG公司未展示该弹的具体数据。

有趣的是，在SST和SSAP弹的包装盒右上角，均印有“多环境弹药”字样，但在同一面的左下角，又印有“For use in air”（仅在空气中使用）的字样，这两者明显存在矛盾。之所以如此，估计还是DSG公司出于宣传目的，将他们推出的所有新弹均统称为多环境弹药，然后再在包装盒上单独注明每种枪弹的实际使用环境。像前面介绍的几种真正的多环境枪弹，它们包装盒左下角通常都注有“For use in air and water”，意即可以同时在空气或水中使用。

超空泡弹药的利弊与发展趋势

平心而论，DSG公司真正具有划时代意义的设计只有前述的两类超空泡技术多环境枪弹，它们成功地利用了超空泡技术，有效减小了弹头在密度远大于空气的的水下环境中的飞行阻力问题。通过特殊的外形结构设计，比较彻底地解决了弹头从一种介质射入另一种密度和阻力均不相同的介质时存在的不稳定问题，同时钨合金材质的应用使这些枪弹具有存能大、侵彻力高的优点，对有生目标的杀伤力不容小视。

很明显，这两种枪弹的潜在用户是各国的两栖特种作战部队，对于需要在岸上和水下两种作战环境中来回交替的用户来说，这种多环境枪弹的优势是非常明显的。虽然就水下性能进行单独比较，5.56×45mm口径的超空泡枪弹未必能够比得上俄罗期5.45×39mm PSP水下枪弹，甚至不一定能够超越俄罗斯在40年前研制的老式5.66×39mm MPS水下枪弹，但前者拥有在介质环境发生改变时弹头依然能保持稳定弹道以及杀伤力的独特优点，这是世界上任何一种枪弹都不具备的独门绝技。此外，新弹药的尺寸与现有北约标准制式枪弹保持通用，北约大多数现役枪械不需经过改装，即可直接发射新弹，这也是超空泡枪弹的一个显著优势。

当然，由于这些超空泡枪弹的弹心中含有金属钨，加上外形精细复杂、工艺要求较高，实际价格会比普通枪弹高出不少。同时，尽管现有枪械不经改装就能发射这种枪弹，但毕竟它们在设计时并未考虑到在水下发射实弹的要求，强行发射势必会对枪械本身造成一定的损害，严重时甚至会酿成事故，因此研制和列装专用的水下枪械仍是必要的。另外，这种超空泡枪弹弹头质量较大，导致全弹质量亦较大，因而士兵携弹量有限。

目前，俄罗斯也已经意识到了超空泡枪弹在多种环境中具有的良好适应性，并着手开始研究超空泡技术在水下枪弹上的应用，其研制情况值得关注。

编辑/郑双雁