弹道之痕（三）

各位军迷朋友对“初速”这个词肯定不陌生。无论在哪种武器的性能指标中，初速都是必不可少的一项。但是初速到底是什么意思呢？有的小伙伴可能会说了，很简单呀，这不就是子弹、炮弹被发射出炮膛时候的速度嘛？其实在这里军武君得澄清一下，这样理解只能说是对了一半。一方面，初速的确是子弹、炮弹在出膛时的速度，另一方面，初速却又不是一个真实存在的速度（有晕菜的木有？）。要解释清楚这个事，还得先讲明白两个现象——半约束期和火药气体后效期。

我们都知道，枪炮武器都是以火药为能源的。火药在身管内极速燃烧，生成大量气体，推动弹丸向前运动，可在千分之几秒内将弹丸加速到数百米乃至上千米每秒的速度，这一过程就是“内弹道”。从点燃火药到弹丸飞出膛口，弹丸的运动大致分为这么几个阶段：首先是约束期，指的是弹丸完全被身管限制，只能做直线平动和在膛线作用下的自转（滑膛枪炮就不用自转了）；然后就是半约束期了，这个“半”字很形象，就是指弹丸前半部分冒出膛口，后半部分还被身管约束的阶段。

一般情况下当弹带脱离膛口时，半约束期就结束了（枪弹无弹带，可定义为后端整体脱离膛口）。接下来就是弹丸完全不受身管约束的时期，也即“自由飞行期”，这就是我们常说的“外弹道”。

在弹丸飞出膛口之后的一段距离内，从身管内喷泄而出的火药气体仍然比弹丸的运动速度快，还能继续推动弹丸加速。这一段就叫做“火药气体后效期”，或者简称“后效期”，大概就是下面这个样子：

也许这一系列更清楚：

所以，弹丸的最大速度并不出现在膛口处，而是在离开膛口一段距离的地方，这段距离大约是20至46倍口径的长度。如果画出弹丸速度大小随距离变化的曲线，就应该是下面这个样子：

那么现在麻烦的问题就来了。因为火药气体冲出身管形成的流场短暂而混乱，对弹丸的作用复杂，既不好观察又不易测量，迄今为止也并没有一个成熟理论来描述弹丸在这期间的运动规律，所以在真正定量研究弹丸运动规律时，如何处理“后效期”一度成了十分棘手的问题。

不过，牛逼的砖家们总是有办法的……，强攻不行，但是可以迂回嘛！如果费了牛劲也没不好搞清楚这一截是咋回事，索性就回避这一问题。于是，“初速”这一概念便应运而生了。具体还是来看下图：

各位小伙伴们，看到那多出来的一段红色虚线了吗？初速就是这样来的：它实际上是沿着后效期结束后的速度—距离曲线的反方向，逆推到膛口处的一个速度，在多数文献和著作中，它的符号是v0。请注意下标是数字“0”，不是英文字母“o”。很显然，这个速度的的确确是在膛口处的速度，但同时也确实是一个“虚构”出来的速度。在各种专业书籍中，初速大致这样定义：“对于枪炮武器来讲，初速是弹丸在半约束期结束时的瞬时速度，由炮（枪）口外的速度变化曲线反推至炮（枪）口处得到。”是不是仍然会觉得有点绕？不要紧，理解并不一定要死记文字，小伙伴们只需理解上面两个图，并自行脑补相关画面就行啦。

这样定义的好处是我们可以不再纠缠于后效期内复杂而又混乱的气体+弹丸的乱斗，而是好像没有后效期一样，弹丸在脱离身管后就只受空气和重力的作用（这两个因素还是能研究清楚的……），这不就简单多了吗？各位小伙伴们，看到了吧，迂回战术不光是在战场上好使，有时候科研也能用得上啊！

最后还要强调一下，对于火箭类武器来讲，初速就必须严格定义为“半约束期结束时的实际速度”，原因也很简单—由于推进原理不同，火箭弹并没有“后效期”。我们可以来看看火箭弹的发射：

虽然火箭弹的能量来源也是火药，但它是向后喷出火药气体来推进的，所以总是把火药气体甩在身后，因而又就不会“后效期”出现了。

说了这么多，现在搞明白初速的定义了吧？不过，具体到某一门炮，一支枪，它们发射的弹丸初速到底是多少呢？这个还得想办法测量……怎么测？且听下回分解……返回搜狐，查看更多