最后的屏障停止作用与警用弹药的设计要求

文/裴乾坤

最后的屏障停止作用与警用弹药的设计要求

The Ultimate Barrier

文/裴乾坤

2014年10月10日挪威诺贝尔委员会宣布了今年的诺贝尔和平奖得主, 17岁的巴基斯坦少女马拉拉·尤萨夫扎伊成为了历史上最年轻的诺奖获得者。表彰她“为儿童和青少年受压迫而斗争，并争取所有儿童能够获得教育”。

2012年10月9日在巴基斯坦西北部开伯尔-普什图省,马拉拉放学乘校车回家，突然车被一名袭击者拦下。枪手登上校车，问：“你们谁是马拉拉？快说，不然把你们统统毙了。”之后对着她的脸开了枪，子弹穿过头、颈，嵌入肩膀。受伤的马拉拉被飞运到英国伊丽莎白女王医院救治，最终奇迹般地活了下来。

之后，马拉拉在联合国青年大会上发表演讲：“塔利班往我的左额开枪。他们也射杀我的朋友。他们以为子弹将会让我们沉默，但他们失败了。那一沉默中响起了成千上万的声音。”是的，子弹的发明从来不是为了射杀手无寸铁的妇女儿童。在我国，子弹只能被用来维护社会治安，保障公共安全，与违法犯罪分子作斗争。

或许跟我们不少人心目中对枪支弹药的了解不同，对于人体伤害最大的，并不是那种将人体打穿的子弹。尽管那种血浆横飞的场面有很强的视觉冲击力，但在专业人士眼中看来，那却是一种相对“仁慈”的武器。反而是停留在人体内的子弹，才能在同等量级上给人体造成更大的伤害。为何如此？这就要从子弹的杀伤机理说起。

子弹的杀伤机理

有些子弹拥有流线型的尖锐弹头，但却不是依靠这种设计来保证弹头能够刺入人体，而是为了在空气中减少阻力。子弹在射入人体后，由于速度锐减，导致能量迅速降低。而根据能量守恒原理，子弹在枪口集聚的动能在人体内会迅速释放，在身体中形成空腔（图一）。空腔分永久空腔与瞬时空腔，后者的直径往往会超过子弹直径的五倍以上。作为子弹释放能量的直接结果，空腔会向身体周边组织传递能量，而这正是子弹造成严重伤害的原因。处在空腔周围的骨骼会在能量的压迫下断裂粉碎，肌肉组织被撕裂，脏器遭到挤压破裂，血管被扯断，大量内出血会在伤者外表看不到的地方出现，给后续的医治带来困难。有时子弹速度过高，动能还没有来得及在人体内完全释放便穿出人体，这样会在射入口的另一端穿出一个更大的伤口。

子弹的上述机理发挥得越充分，给人体的损伤就会越大，从而导致人体丧失活动能力的可能性就越高。下文将介绍的停止作用，便是子弹使人体丧失进一步活动能力的一种效应。

子弹的停止作用

停止作用的概念源于19世纪的殖民战争。当时美军在与菲律宾土著摩洛人的战斗中，美军虽然使用了更加先进的火器，但当时美军所使用的9mm柯尔特左轮手枪往往要花三四发子弹才能打倒一名摩洛族战士，而一把左轮手枪总共只能装6发子弹，且重新装填速度很慢，故造成了很多不必要的伤亡。原来摩洛族人在作战之前，要举行一些宗教仪式，并服食一些麻醉药物，在精神和药物的双重作用下，在战斗中能够忍受更多的伤痛。欧美枪械设计师面对这种情况，提出今后枪械弹药的设计要求能够一枪剥夺目标的行动能力。在后来设计的.45 ACP弹（图二）与.357 Magnum弹（图三）便是当时枪械设计师为了贯彻这一原理而设计的两种经典名弹。前者可由在二战中大名鼎鼎的柯尔特M1911发射，而使用后者的枪支中，既有著名的IMI沙漠之鹰，也有多为美国警方采用的柯尔特蟒蛇。

子弹的停止作用取决于以下两个方面。

第一，弹着点的速度。这项指标决定了子弹在目标体内释放能量时的动能存量。理论上说，在使用同等口径弹药的情况下，弹着点速度越快，子弹的停止作用越强。图四表示了两种不同枪弹在击中目标后释放能量大小和侵彻深度的关系。蓝色代表.30卡宾枪弹（公制7.62x33mm），红色代表7.62x25mm马卡洛夫弹。由于.30卡宾枪弹弹壳更长，能够容纳更多的发射药，因此在同等距离上击中目标时能够保持更快的速度。在上图所示的实验中，.30卡宾枪弹在击中目标前仍保持了1951英尺/秒的速度，而马卡洛夫弹的存速只有1429英尺/秒。因而前者在目标中能量释放的峰值达到了290英尺磅力，相当于393焦耳的能量，而后者仅有177英尺磅力，相当于239焦耳。这些能量都是用来破坏目标身体组织，因此很明显，高速子弹在击中目标时会产生更大的伤害，使目标失去进一步活动的能力的概率更高。但是这仅仅是实验室条件下的结果，在实战中，情况又有所变化。如图四所示，虽然.30卡宾枪弹释放的总能量和峰值都高于马卡洛夫弹，但是由于其速度太快，导致其释放能量的时间太晚。实际上在射入目标2英寸之内的距离之内，马卡洛夫弹所释放的能量都高于.30卡宾枪弹。如果换成速度更快的子弹，那么能量的释放会更慢。这也就是前文所谓“仁慈”武器的原因所在。

第二，子弹的设计。不同的任务需求导致了不同的子弹设计。例如步枪为了保持远距离飞行的弹道平直，往往将子弹设计成能够在飞行过程中尽可能减少阻力的尖锐而修长的造型；而手枪的设计距离较近，因此无需考虑长距离飞行的空气阻力问题，其造型一般较为短粗。弹头的材质也有区别（图五），有些子弹为了保证其对装甲防护目标的穿透力，采用了硬度较高的钢制弹芯，而普通子弹则一般采用铅制弹芯（图六）。不同的子弹设计会导致停止作用的不同。一般来说，当子弹高速射入目标后，即便是金属的弹头，也会出现变形扭曲。原先或圆润或锐利的弹头在变形后，会形成类似一个蘑菇状的形态，这种形态能够进一步增加阻力，使弹头更快地减速，更快地释放能量。因此在子弹的设计中（图七），一般会在满足其他诸如射程和侵彻力等指标的前提下，尽量提高弹头变形的程度。达姆弹（图八）便是19世纪的武器设计师在这一原理的指导下设计的武器。这种子弹取消了弹头尖部的铜制被帽，露出铅制弹芯，在击中人体的时候，柔软的铅制弹芯会像液体一样喷溅而出，造成极大的伤害，因此这种子弹在1899年的海牙公约中就被禁止在国际战争中使用。现代军用步枪弹的设计者为了规避这一限制，采用了一种全新的设计，即通过精心设计的弹头形状，使得步枪弹在射入人体后会迅速发生翻转，从而导致甚至比达姆弹更加严重的伤害。而警用手枪却不受海牙公约的限制，因此在警用手枪弹中，为了获得更强的停止作用，往往会将手枪弹设计成阻力较大的短粗造型，弹头形状尽量平钝，以保证子弹在接触目标的同时就能快速释放能量（图九）。有些弹头被设计成下凹的形状，这种弹头被称为空尖弹，在射入目标后，弹头会迅速翻开，形成花瓣形，在增加阻力释放能量的同时，花瓣的边缘还能对目标的组织产生切割伤害（图十）。美国佐治亚州G2研究公司设计的RIP 9mm手枪弹则是结合了空尖弹和军用步枪弹的特点（图十一），该型子弹取消了弹芯，在弹头上刻画出8条经过精心设计的凹槽，将弹头分为9个部分，当该弹命中目标时，弹头会迅速沿着预制的凹槽分裂为9个部分，在人体内翻滚，而弹头的底部则会继续前进并不断释放能量直至停住。这种子弹的口径仅仅只有9mm，约合0.38英寸，但是在击中目标后，会产生大约14至17英寸的伤害范围，其停止作用十分可观。现代警用手枪弹为保证强停止作用的设计，还导致了另一个结果，即子弹的侵彻力降低。在人烟密集的城市执法射击时，如果使用强调侵彻力的步枪弹，很容易造成从犯罪分子身体中穿出的子弹伤及无辜的情况。因此尽可能快、尽可能多地在目标体内释放能量，以追求更强大的停止作用，保证更安全的使用，是警用枪弹设计师努力的目标。

我国的警用配枪设计

在我国，警察使用枪支的规范非常严格。只有在面对严重的暴力行为的场合中，鸣枪示警无法起作用的情况下，才能实施射击。因此留给我国警察的射击时间普遍较短。据了解，我国的基层警察每年所接受的射击训练时间也非常有限，很难在高度紧张的情形下有效击倒目标。而在某些严重暴力犯罪刑事案件中，如果警方不能实现一枪制止犯罪分子的行动的话，很有可能造成自己或者无辜民众的人身伤亡。

今年4月20日，上海市警察开始配枪巡逻，这不能不说是一个令人可喜的改变。但他们所配武器却很难让人满意。从新闻照片中我们可以辨识出，上海警方所配备的手枪是05式左轮手枪。虽然这款05式左轮手枪的可靠性很高，但是它最严重的问题在于这种手枪停止作用较差。05式转轮手枪发射的警用9mm子弹，其枪口速度仅仅220±10米每秒，枪口动能不超过120焦耳，而在西方国家广泛使用的9x19mm帕拉贝鲁姆手枪弹使用不同枪支发射时，其枪口动能在507至584焦耳之间，可见我国05式转轮手枪的威力之弱。虽然在实验室条件中05式转轮手枪可在50米的距离内击穿垂直放置的25毫米松木板，穿透率达到90%以上，但是在实战中的表现却被普遍反映为停止作用差。这不得不引起有关部门的警醒。

我国警用手枪弹的研制还处在一个非常初级的阶段，进一步的改进需要我们一线警察与专家学者的共同努力。期待有一天，我们的警察能够用称手的武器为我们撑起一片安全的天空。

栏目主持人：刘雨濛 lymjcfy@163.com