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□王宇建 編譯
到底M855/SS109槍彈行不行？為什么軍方和民間的看法如此迥然不同？！ 關(guān)于5.56mm小口徑槍彈在阿富汗以及伊拉克戰(zhàn)場的表現(xiàn)，大大小小的軍事媒體、相關(guān)機構(gòu)都根據(jù)自己的信息渠道作出了相應(yīng)的分析和判斷。但遺憾的是，多數(shù)所謂的“結(jié)論”都并非建立在一個令人信服的權(quán)威評測基礎(chǔ)上。美國陸軍下轄的工程技術(shù)委員會專門就小口徑步槍及彈藥在遭遇戰(zhàn)中的性能進行了長期細致的研究。而美國軍方在分析報告出來之前，一直都低調(diào)地回避這一問題?，F(xiàn)在，答案逐漸浮出水面。涉及該研究項目的有來自美國陸軍、海軍和國家安全局的相關(guān)技術(shù)機構(gòu)，以及來自政府和商業(yè)領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)博士、創(chuàng)傷彈道學(xué)家、物理學(xué)家和工程師等，此外還有來自美國陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊和美國特種作戰(zhàn)司令部的代表。這些機構(gòu)和人員組成了“三軍創(chuàng)傷彈道學(xué)綜合產(chǎn)品小組（JSWB IPT）”，對創(chuàng)傷效果和彈藥特性進行了一些有意義的研究，最終得出如下結(jié)論： 第一，對于來自戰(zhàn)場的相關(guān)報道，需要在確鑿的證據(jù)下作出科學(xué)、理性的分析判斷（等于說，之前一些機構(gòu)的測試都缺乏足夠的權(quán)威性）；第二，在近距離殺傷性能方面，并沒有現(xiàn)成的5. 56mm彈藥勝過現(xiàn)役的5.56mm軍用彈藥；第三，要改變近距離射程上的輕武器性能，并不是一蹴而就的事情。
▲彈頭在飛行過程中的偏航 創(chuàng)傷彈道學(xué)協(xié)會普遍認為：槍彈的殺傷效能與人體組織損傷的位置、面積和嚴重程度直接相關(guān)。換言之，如果命中關(guān)鍵部位，5.56mm步槍彈的殺傷能力也會大大強于并未命中關(guān)鍵 部位的12.7mm機槍彈。
殺傷效能的評估 近幾年來，民間輕武器制造商對小口徑彈藥的發(fā)展起到了積極的推動作用。雖然軍事機構(gòu)也重視輕武器的性能評估，但花費在輕武器彈藥上的人力、物力卻遠遠不及在其他武器系統(tǒng)上的投入，如炮兵彈藥、反坦克彈藥等。也許在一些軍方人士看來，輕武器性能評估要相對簡單得多。然而事實證明，那些打打鋼板、明膠的簡單試驗所提供的彈藥性能，僅能粗糙地反映戰(zhàn)場上的狀況，當出現(xiàn)問題，需要科學(xué)系統(tǒng)地分析相關(guān)特性時，這些數(shù)據(jù)就顯得力不從心了。這也迫使軍方開始真正重視基礎(chǔ)性科研。 什么是槍彈的殺傷效能？就戰(zhàn)場上的士兵來理解，效能等效于死亡，即所謂的“一槍斃敵”，盡管“致死”并不總是必須要達到的軍事目的。就研究人員來講，他們關(guān)注的是槍彈的“停止作用”，這是一個很有趣的專業(yè)詞匯，術(shù)語的解釋是“物理性地擊倒目標并使其立即喪失任何抵抗”。槍彈的效能通過計算每發(fā)彈的質(zhì)量和彈著速度以及傳遞給目標多少能量來衡量，而不用考慮在目標內(nèi)部有多少能量消耗和對目標有何特殊的損傷。由此，對于士兵關(guān)心的槍彈殺傷效能下個定義，可以理解為武器系統(tǒng)消滅具有軍事威脅性目標的潛力。 用同樣的槍彈射擊一個高大健壯、狀態(tài)良好的人和一個瘦弱、營養(yǎng)不良的人，其效果是截然不同的。人體是一個非常復(fù)雜的目標，脂肪、肌肉、骨骼、內(nèi)臟器官、衣服等混合物的不同，形成了數(shù)量驚人的目標類型，而不同類型的目標往往要求不同的殺傷機理。也就是說，人員的體質(zhì)狀況、心理狀態(tài)、身高、體重和體形都是影響人體抵抗能力的相關(guān)因素，都會增加槍彈殺傷效能的復(fù)雜性。 對于“停止作用”而言，最終可歸納為兩點：第一，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的破壞導(dǎo)致人不能控制肢體的行動。人體中與“生死”關(guān)系最為密切的是大腦、腦干和上部脊髓，它們一旦被破壞，人體幾乎也就喪失了反抗能力；第二，血液的流失導(dǎo)致肢體行動能力下降，甚至消亡。比如一個人的心臟被擊中，他雖仍能活動一段時間，但如果得不到及時救治，最終會失血過多而死亡。創(chuàng)傷彈道學(xué)協(xié)會普遍認為：槍彈的殺傷效能與人體組織損傷的位置、面積和嚴重程度直接相關(guān)。換言之，如果命中關(guān)鍵部位，5.56mm步槍彈的殺傷能力也會大大強于并未命中關(guān)鍵部位的12.7 mm機槍彈。 相比低速手槍彈，軍用突擊步槍和機槍使用的小口徑高速槍彈具有截然不同的殺傷機理。M855槍彈用于美軍的M4和M16系列武器以及M249班用機槍上。這種彈頭質(zhì)量為4g的槍彈采用銅被甲，內(nèi)部有鋼心。M16步槍發(fā)射M855槍彈的初速大約為930m/s，彈頭侵入目標組織后開始減速，根據(jù)彈頭侵入目標的速度和角度，以及目標組織的密度，彈頭會有不同程度的偏航。所謂偏航，是指彈頭飛行過程中，其軸線與彈道之間形成的夾角。盡管由于膛線的作用，彈頭繞其軸線旋轉(zhuǎn)，但軸線仍會相對于彈道有輕微地擺動。偏航不是常量，步槍彈明顯不同的偏航量表現(xiàn)在三個區(qū)域。接近槍口處，彈頭偏航的循環(huán)變化很劇烈，即在很短的距離內(nèi)發(fā)生較大的角度變化（在1～2m內(nèi)會變化幾度）；飛行100m以后偏航量會衰減，彈頭以幾乎不變的偏航角度在有效射程內(nèi)飛行；隨著彈頭速度的下降，偏航的角度越來越大，直到最后失穩(wěn)。如果彈頭的速度足夠大，撞擊到目標時可能會破碎，同時飛散開來的碎片會繼續(xù)破壞其他目標組織。一些組織會被彈頭自身或其碎片擊碎、撕裂、膨脹，形成眾所周知的“臨時性空腔”。臨時性空腔最終會反彈，脫離創(chuàng)傷軌跡上被撕裂的組織，形成“永久性空腔”。永久性空腔是對目標形成有效殺傷的關(guān)鍵。 這就是槍彈在設(shè)計過程中要考慮各種因素間平衡的原因。彈頭必須具有足夠的穿透能力以到達致命器官并對其造成損傷。但穿透能力還不能過大，因為這會造成彈頭完全穿過目標而沒有造成有效的傷害，即所謂的“貫穿傷”。這就是為什么“侵徹能量”是槍彈性能對比中一個相對次要的衡量指標，因為它沒有把槍彈破壞目標時的能量損失與穿過目標后的能量損失區(qū)分開來分析。而且，為了造成大量的目標組織（特別是關(guān)鍵組織）損傷，就得要求彈頭盡快地翻滾和破碎。但彈頭也不能過早破碎，否則彈片都停留在表皮層還談什么致命呢？ 因此，理想的槍彈應(yīng)該具有足夠的能量穿透任何中間障礙到達致命器官，并且在這期間速度不會大幅度下降，彈頭將攜帶的全部能量用于破壞致命器官而不是飛離人體。不幸的是，設(shè)計這樣一種完美的軍用槍彈幾乎是不可能的。 最終，槍彈設(shè)計成了一系列的折衷方案，諸如“能夠精確命中目標，盡可能穿透裝甲、玻璃或其他障礙，可大量生產(chǎn)（每年10億發(fā)）以及軍方可以承受的費用”等要求，從而悖離了理想方案。
▲彈頭偏航狀況
▲低偏航角（上）和高偏航角（下）侵徹效果對比
終點彈道測試 衡量“終點彈道效果”的常用方法稱之為靜態(tài)測試。具有代表性的測試方法包括對人體組織仿真物進行射擊，然后將其剖開，以便對彈頭造成的破壞進行評估。人體組織仿真物可以是牛肋骨肌肉、黏土塊或潮濕的電話簿等任何東西，但專業(yè)的仿真物是彈道凝膠。凝膠具有材料透明易觀察、結(jié)構(gòu)均勻、制造成本相對較低和試驗操作過程簡單等優(yōu)點，不需要特殊的工具，對場地也沒有特殊要求。但是由于人體的復(fù)雜性，靜態(tài)測量并不能完全真實反映彈頭在人體組織中的損傷情況。 在JSWB IPT正式測試之前，還有一段可笑的花絮。針對5.56mm槍彈暴露的問題，美國兩家單位——海軍水面作戰(zhàn)中心（NSWC）和軍械研究、發(fā)展和工程中心（ARDEC），搶先通過靜態(tài)測試(即向凝膠進行射擊后對不同類型彈進行比較)，并迅速給出了他們各自的答案。然而令人驚愕的是，這兩家“權(quán)威”機構(gòu)得出了截然不同的結(jié)論。進一步的分析表明，這兩家單位不同的測試方案使其測試結(jié)果根本不具備可比性。而接下來還有更讓人震驚的：這些機構(gòu)采用的測試方法并不符合彈道協(xié)會的標準化要求。為此，JSWB IPT不得不先對各參與單位的測試方案進行標準化規(guī)范，以便能夠?qū)y試結(jié)果進行有效的對比。標準化工作完成后，JSWB IPT選擇了大多數(shù)目前比較有代表性的槍彈進行靜態(tài)射擊試驗。然而，每次的測試結(jié)果仍然不一致。盡管使用了相同的凝膠成分、試驗程序、彈藥數(shù)量，甚至在某些情況下使用了相同的武器，但靜態(tài)測試結(jié)果仍不相同，這一現(xiàn)象一時間讓所有的專家都顏面掃地。 經(jīng)過反復(fù)試驗，JSWB IPT最終找到了測試結(jié)果不同的原因。位于馬里蘭州的阿伯丁試驗場陸軍研究實驗室（ARL）采用了 “動態(tài)”測試方法來重新評價彈藥的性能，以及彈藥對人體目標大概的損傷程度。相比靜態(tài)測試，動態(tài)測試是一種更精深的方法— —它不只是測量彈頭侵入目標后的性能，而且在彈頭侵入目標之前就開始測量其性能。因此，采用動態(tài)測試可以記錄彈頭飛行中的不一致性，這可以解釋為什么靜態(tài)測試中會產(chǎn)生不同的結(jié)果。最終，JSWB IPT將靜態(tài)和動態(tài)測試有機結(jié)合為“靜態(tài)/動態(tài)”方法，以便更精確地評估武器和彈藥的性能。這種方法記錄了從彈頭離開槍口到擊中凝膠塊這段時間內(nèi)的參數(shù)變化范圍，然后從彈頭侵入目標瞬間開始，使用動態(tài)分析工具將凝膠塊的損傷與真實人體目標的損傷聯(lián)系起來，最終得出結(jié)論。 經(jīng)過努力，JSWB IPT取得了以下一些研究成果： 基于目前的靜態(tài)/動態(tài)方法分析結(jié)果，所有被評估的槍彈在0～50m 射程范圍內(nèi)的性能表現(xiàn)是相似的。在所有參試的彈種中，沒有哪種現(xiàn)成的商業(yè)型 5.56mm彈藥比現(xiàn)役5.56mm彈藥能更好地用于近距離遭遇戰(zhàn)中。值得注意的是，得到高度認可的7.62mm NATO彈，其性能曲線也分布在這一性能帶中，這恰好說明,在近距離射程內(nèi)，即使是較大口徑的彈藥也不會給戰(zhàn)斗效果帶來更大的好處。該結(jié)論證明，很多人想當然的感覺與實際情況有很大出入。 研究的另一個結(jié)論是，彈頭命中目標關(guān)鍵位置的重要性勝過其他所有變量。如果想讓目標在單發(fā)命中后立即喪失行動能力，必須擊中其要害部位，盡管這一部位的范圍是非常狹窄的。因此，“一發(fā)槍彈消滅一個敵人”的思想應(yīng)該得到更廣泛的灌輸。 阿富汗戰(zhàn)場有關(guān)槍彈“貫穿傷”的新聞報道是確實的。盡管使用了相同的武器和彈藥，為什么一些士兵報告了“貫穿”問題，而其他士兵卻說沒有呢？ JSWB IPT認為彈頭偏航這一現(xiàn)象可以解釋彈藥性能中的這些差異。 彈頭以不同的偏航角度侵入目標會表現(xiàn)出截然不同的性能，尤其是當彈頭速度明顯下降后，這種表現(xiàn)更為明顯。 請仔細觀察這兩張相關(guān)照片。第一張是彈頭幾乎以零度角侵入目標時的照片，它在形成空腔之前有一段較為筆直的行程。而在人體目標內(nèi)，這種彈頭很可能會徑直穿過而不會對人體造成有效破壞。第二張是彈頭以相對較大的偏航角度侵入凝膠塊，它幾乎是立即失穩(wěn)并且破裂，造成了目標較大的臨時性和永久性傷害空腔。同樣的槍彈，士兵遇到后面的情況往往會以為他們的武器性能更好。 需要指出的是，JSWB IPT的研究并沒有考慮5.56mm彈藥在較遠射程上的效能，而在較遠射程上，不同的彈頭質(zhì)量、速度和結(jié)構(gòu)可能會給射擊效果帶來更大的影響。JSWB IPT的研究分析中，目標的設(shè)置為非裝甲正面立靶，而如果外罩防彈衣或?qū)⒛繕嗽O(shè)置為跪姿/臥姿靶，分析結(jié)果可能會有所不同。JSWB IPT發(fā)現(xiàn)，目前的人體損傷模型需要進一步改良，從而可以更加精確地模仿復(fù)雜的人體解剖結(jié)構(gòu)。
在遭遇戰(zhàn)的近距離射程中，對于暴露的目標，沒有比現(xiàn)有 5.56mm槍彈性能更加優(yōu)越且商業(yè)上可行的可選方案。 靜態(tài)/動態(tài)分析
編輯/袁煒
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