最后的屏障停止作用與警用彈藥的設計要求

文/裴乾坤

最后的屏障停止作用與警用彈藥的設計要求

The Ultimate Barrier

文/裴乾坤

2014年10月10日挪威諾貝爾委員會宣布了今年的諾貝爾和平獎得主, 17歲的巴基斯坦少女馬拉拉·尤薩夫扎伊成為了歷史上最年輕的諾獎獲得者。表彰她“為兒童和青少年受壓迫而斗爭，并爭取所有兒童能夠獲得教育”。

2012年10月9日在巴基斯坦西北部開伯爾-普什圖省,馬拉拉放學乘校車回家，突然車被一名襲擊者攔下。槍手登上校車，問：“你們誰是馬拉拉？快說，不然把你們統(tǒng)統(tǒng)斃了。”之后對著她的臉開了槍，子彈穿過頭、頸，嵌入肩膀。受傷的馬拉拉被飛運到英國伊麗莎白女王醫(yī)院救治，最終奇跡般地活了下來。

之后，馬拉拉在聯(lián)合國青年大會上發(fā)表演講：“塔利班往我的左額開槍。他們也射殺我的朋友。他們以為子彈將會讓我們沉默，但他們失敗了。那一沉默中響起了成千上萬的聲音。”是的，子彈的發(fā)明從來不是為了射殺手無寸鐵的婦女兒童。在我國，子彈只能被用來維護社會治安，保障公共安全，與違法犯罪分子作斗爭。

或許跟我們不少人心目中對槍支彈藥的了解不同，對于人體傷害最大的，并不是那種將人體打穿的子彈。盡管那種血漿橫飛的場面有很強的視覺沖擊力，但在專業(yè)人士眼中看來，那卻是一種相對“仁慈”的武器。反而是停留在人體內(nèi)的子彈，才能在同等量級上給人體造成更大的傷害。為何如此？這就要從子彈的殺傷機理說起。

子彈的殺傷機理

有些子彈擁有流線型的尖銳彈頭，但卻不是依靠這種設計來保證彈頭能夠刺入人體，而是為了在空氣中減少阻力。子彈在射入人體后，由于速度銳減，導致能量迅速降低。而根據(jù)能量守恒原理，子彈在槍口集聚的動能在人體內(nèi)會迅速釋放，在身體中形成空腔（圖一）。空腔分永久空腔與瞬時空腔，后者的直徑往往會超過子彈直徑的五倍以上。作為子彈釋放能量的直接結果，空腔會向身體周邊組織傳遞能量，而這正是子彈造成嚴重傷害的原因。處在空腔周圍的骨骼會在能量的壓迫下斷裂粉碎，肌肉組織被撕裂，臟器遭到擠壓破裂，血管被扯斷，大量內(nèi)出血會在傷者外表看不到的地方出現(xiàn)，給后續(xù)的醫(yī)治帶來困難。有時子彈速度過高，動能還沒有來得及在人體內(nèi)完全釋放便穿出人體，這樣會在射入口的另一端穿出一個更大的傷口。

子彈的上述機理發(fā)揮得越充分，給人體的損傷就會越大，從而導致人體喪失活動能力的可能性就越高。下文將介紹的停止作用，便是子彈使人體喪失進一步活動能力的一種效應。

子彈的停止作用

停止作用的概念源于19世紀的殖民戰(zhàn)爭。當時美軍在與菲律賓土著摩洛人的戰(zhàn)斗中，美軍雖然使用了更加先進的火器，但當時美軍所使用的9mm柯爾特左輪手槍往往要花三四發(fā)子彈才能打倒一名摩洛族戰(zhàn)士，而一把左輪手槍總共只能裝6發(fā)子彈，且重新裝填速度很慢，故造成了很多不必要的傷亡。原來摩洛族人在作戰(zhàn)之前，要舉行一些宗教儀式，并服食一些麻醉藥物，在精神和藥物的雙重作用下，在戰(zhàn)斗中能夠忍受更多的傷痛。歐美槍械設計師面對這種情況，提出今后槍械彈藥的設計要求能夠一槍剝奪目標的行動能力。在后來設計的.45 ACP彈（圖二）與.357 Magnum彈（圖三）便是當時槍械設計師為了貫徹這一原理而設計的兩種經(jīng)典名彈。前者可由在二戰(zhàn)中大名鼎鼎的柯爾特M1911發(fā)射，而使用后者的槍支中，既有著名的IMI沙漠之鷹，也有多為美國警方采用的柯爾特蟒蛇。

子彈的停止作用取決于以下兩個方面。

第一，彈著點的速度。這項指標決定了子彈在目標體內(nèi)釋放能量時的動能存量。理論上說，在使用同等口徑彈藥的情況下，彈著點速度越快，子彈的停止作用越強。圖四表示了兩種不同槍彈在擊中目標后釋放能量大小和侵徹深度的關系。藍色代表.30卡賓槍彈（公制7.62x33mm），紅色代表7.62x25mm馬卡洛夫彈。由于.30卡賓槍彈彈殼更長，能夠容納更多的發(fā)射藥，因此在同等距離上擊中目標時能夠保持更快的速度。在上圖所示的實驗中，.30卡賓槍彈在擊中目標前仍保持了1951英尺/秒的速度，而馬卡洛夫彈的存速只有1429英尺/秒。因而前者在目標中能量釋放的峰值達到了290英尺磅力，相當于393焦耳的能量，而后者僅有177英尺磅力，相當于239焦耳。這些能量都是用來破壞目標身體組織，因此很明顯，高速子彈在擊中目標時會產(chǎn)生更大的傷害，使目標失去進一步活動的能力的概率更高。但是這僅僅是實驗室條件下的結果，在實戰(zhàn)中，情況又有所變化。如圖四所示，雖然.30卡賓槍彈釋放的總能量和峰值都高于馬卡洛夫彈，但是由于其速度太快，導致其釋放能量的時間太晚。實際上在射入目標2英寸之內(nèi)的距離之內(nèi)，馬卡洛夫彈所釋放的能量都高于.30卡賓槍彈。如果換成速度更快的子彈，那么能量的釋放會更慢。這也就是前文所謂“仁慈”武器的原因所在。

第二，子彈的設計。不同的任務需求導致了不同的子彈設計。例如步槍為了保持遠距離飛行的彈道平直，往往將子彈設計成能夠在飛行過程中盡可能減少阻力的尖銳而修長的造型；而手槍的設計距離較近，因此無需考慮長距離飛行的空氣阻力問題，其造型一般較為短粗。彈頭的材質(zhì)也有區(qū)別（圖五），有些子彈為了保證其對裝甲防護目標的穿透力，采用了硬度較高的鋼制彈芯，而普通子彈則一般采用鉛制彈芯（圖六）。不同的子彈設計會導致停止作用的不同。一般來說，當子彈高速射入目標后，即便是金屬的彈頭，也會出現(xiàn)變形扭曲。原先或圓潤或銳利的彈頭在變形后，會形成類似一個蘑菇狀的形態(tài)，這種形態(tài)能夠進一步增加阻力，使彈頭更快地減速，更快地釋放能量。因此在子彈的設計中（圖七），一般會在滿足其他諸如射程和侵徹力等指標的前提下，盡量提高彈頭變形的程度。達姆彈（圖八）便是19世紀的武器設計師在這一原理的指導下設計的武器。這種子彈取消了彈頭尖部的銅制被帽，露出鉛制彈芯，在擊中人體的時候，柔軟的鉛制彈芯會像液體一樣噴濺而出，造成極大的傷害，因此這種子彈在1899年的海牙公約中就被禁止在國際戰(zhàn)爭中使用。現(xiàn)代軍用步槍彈的設計者為了規(guī)避這一限制，采用了一種全新的設計，即通過精心設計的彈頭形狀，使得步槍彈在射入人體后會迅速發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而導致甚至比達姆彈更加嚴重的傷害。而警用手槍卻不受海牙公約的限制，因此在警用手槍彈中，為了獲得更強的停止作用，往往會將手槍彈設計成阻力較大的短粗造型，彈頭形狀盡量平鈍，以保證子彈在接觸目標的同時就能快速釋放能量（圖九）。有些彈頭被設計成下凹的形狀，這種彈頭被稱為空尖彈，在射入目標后，彈頭會迅速翻開，形成花瓣形，在增加阻力釋放能量的同時，花瓣的邊緣還能對目標的組織產(chǎn)生切割傷害（圖十）。美國佐治亞州G2研究公司設計的RIP 9mm手槍彈則是結合了空尖彈和軍用步槍彈的特點（圖十一），該型子彈取消了彈芯，在彈頭上刻畫出8條經(jīng)過精心設計的凹槽，將彈頭分為9個部分，當該彈命中目標時，彈頭會迅速沿著預制的凹槽分裂為9個部分，在人體內(nèi)翻滾，而彈頭的底部則會繼續(xù)前進并不斷釋放能量直至停住。這種子彈的口徑僅僅只有9mm，約合0.38英寸，但是在擊中目標后，會產(chǎn)生大約14至17英寸的傷害范圍，其停止作用十分可觀。現(xiàn)代警用手槍彈為保證強停止作用的設計，還導致了另一個結果，即子彈的侵徹力降低。在人煙密集的城市執(zhí)法射擊時，如果使用強調(diào)侵徹力的步槍彈，很容易造成從犯罪分子身體中穿出的子彈傷及無辜的情況。因此盡可能快、盡可能多地在目標體內(nèi)釋放能量，以追求更強大的停止作用，保證更安全的使用，是警用槍彈設計師努力的目標。

我國的警用配槍設計

在我國，警察使用槍支的規(guī)范非常嚴格。只有在面對嚴重的暴力行為的場合中，鳴槍示警無法起作用的情況下，才能實施射擊。因此留給我國警察的射擊時間普遍較短。據(jù)了解，我國的基層警察每年所接受的射擊訓練時間也非常有限，很難在高度緊張的情形下有效擊倒目標。而在某些嚴重暴力犯罪刑事案件中，如果警方不能實現(xiàn)一槍制止犯罪分子的行動的話，很有可能造成自己或者無辜民眾的人身傷亡。

今年4月20日，上海市警察開始配槍巡邏，這不能不說是一個令人可喜的改變。但他們所配武器卻很難讓人滿意。從新聞照片中我們可以辨識出，上海警方所配備的手槍是05式左輪手槍。雖然這款05式左輪手槍的可靠性很高，但是它最嚴重的問題在于這種手槍停止作用較差。05式轉(zhuǎn)輪手槍發(fā)射的警用9mm子彈，其槍口速度僅僅220±10米每秒，槍口動能不超過120焦耳，而在西方國家廣泛使用的9x19mm帕拉貝魯姆手槍彈使用不同槍支發(fā)射時，其槍口動能在507至584焦耳之間，可見我國05式轉(zhuǎn)輪手槍的威力之弱。雖然在實驗室條件中05式轉(zhuǎn)輪手槍可在50米的距離內(nèi)擊穿垂直放置的25毫米松木板，穿透率達到90%以上，但是在實戰(zhàn)中的表現(xiàn)卻被普遍反映為停止作用差。這不得不引起有關部門的警醒。

我國警用手槍彈的研制還處在一個非常初級的階段，進一步的改進需要我們一線警察與專家學者的共同努力。期待有一天，我們的警察能夠用稱手的武器為我們撐起一片安全的天空。

欄目主持人：劉雨濛 lymjcfy@163.com