有效射程
有效射程 Effective Range
武器对预定目标射击时, 能达到预期的精度和威力要求的距离. 各种武器的有效射程依其性能和目标种类而定.
"预期的精度和威力要求", 换句话说, 就是:"打中你想打中的", "干掉你想干掉的".有效射程首先要保证的是精度, 所谓的"超出射程"是指没有命中的把握了, 但杀伤力还是绰绰有余的. 有效射程是一个仅具有参考意义的数据, 因为"预期的精度和威力要求"都是人为给定的标准, 跟战场的实际环境总是有所出入的. 有效射程400米的突击步枪, 命中600米的目标也没什么好奇怪的; 同样, 有效射程800米的狙击步枪, 也不能保证在射程内100%命中. 精度涉及到的因素太多, 而人的能力总是有限的.
对于军用手枪, 有效射程50米;
冲锋枪有效射程150~200米;
现役的突击步枪, 有效射程300~400米;
狙击步枪, 有效射程800米;
反器材步枪, 有效射程1500米;
与有效射程直接相关的一个参数是弹头的"超音速飞行距离". 弹头速度从超音速降到亚音速, 阻力的主要形式由激波阻力变为涡流阻力, 过程中会产生扰动, 破坏弹头的飞行稳定性. 突破"音障"后, 弹头的飞行稳定性遭到破坏, 散布急剧增大, 而且是朝随机方向偏移, 命中率急剧下降.
下面是几种常见枪弹的超音速飞行距离(仅供参考):
5.56x45mm, 初速945m/s, 超音速飞行距离630米;
7.62x39mm, 初速710m/s, 超音速飞行距离425米;
7.62x51mm, 初速835m/s, 超音速飞行距离756米;
7.62x54mmR, 初速830m/s, 超音速飞行距离753米;
.338 Lapua Mag., 初速853m/s, 超音速飞行距离1400米;
.408 CT, 初速900m/s, 超音速飞行距离1954米;
12.7x99mm, 初速810m/s, 超音速飞行距离1851米.
可以看得出, 超音速飞行距离跟有效射程符合得比较好. 但由于音速是随着空气的温度, 湿度, 绝热系数, 气压等变化而变化的, 单纯从超音速飞行距离判断有效射程也是不科学的, 还要考虑目标的性质.
这里顺便介绍一下音速的经验公式: 干燥空气中,音速u=331.3+(0.606c)m/s
c=摄氏气温, 潮湿空气中音速还要提高, 不过提升的幅度不到0.5%, 可以忽略. 一般是在15℃的环境下讨论弹道条件的, 这时音速u=340.39 m/s
最大射程 Extreme Range
子弹飞出枪口以后总是要落地的, 其中子弹所能飞行的最大距离就叫做"最大射程". (注意, 弹道终点的弹头依然具有一定的速度, 并不是因为速度下降为0,停止飞行)
为什么枪口仰角45°时, 射程不是最远?
因为空气阻力的存在. 枪械的弹道比较平直, 弹道轨迹位于空气最稠密的对流层, 空气阻力较大, 以45°发射并不是最大射程. 枪械的最大射程角一般不超过35°. 这个最大射程对应的枪口仰角, 叫做"最大射程角". 超过最大射程角, 弹道最高点增加, 但是射程反而变短, 就是俗称的"曲射"——见高不见远.
子弹的飞行距离是相当远的, 例如: 尽管AK-47步枪的有效射程只有400米, 而他的弹头依然能飞出2000多米以外, 而且在1600米以内具有杀伤力.
以下数据仅供参考:
AK-47型 7.62mm步枪, 弹头重7.97克, 初速710m/s, 最大射程2197m(ICAO大气标准状态, 以下同), 最大射程角11°54′0〃, 飞行时间11.942秒;
M16型 5.56mm步枪, SS109/M855弹头重4.01克, 初速945m/s, 最大射程2543m, 对应的最大射程角12°53′0〃, 飞行时间13.591秒;
Mk-12型 5.56mm SPR步枪, Mk 262弹头重4.99克, 初速839m/s, 最大射程2882m, 对应的最大射程角14°53′7〃, 飞行时间15.498秒;
M24 7.62mm狙击步枪, M118LR远程弹, 初速805m/s, 最大射程为3915m, 对应的枪口仰角是20°01′59〃. 弹头飞行时间21.11秒;
Cheyenne Tactical M200步枪, .408 CT最大的一种弹头重27.15克, 初速910m/s, 最大射程7765m, 对应的最大射程角35°44′24〃, 飞行时间41.534秒;
.50 BMG口径常用的枪弹有Hornady A-Max, 弹头重48.6克, 初速810m/s(Barrett M82步枪), 最大射程约8210m, 对应的最大射程角37°21′54〃, 飞行时间44.271秒;
"致死射程" lethal range
顾名思义, 就是弹头能够杀伤目标的距离. 也有人称之为"杀伤射程". 之所以使用双引号, 是因为军事术语中是不讨论"致死射程"的, 很简单, 无法命中的弹头根本没有意义.
按照美军和德军" 78J致死动能"标准, 只要弹头还具有 78J的动能, 就判定为能够致命的枪弹. 外文资料的动能单位使用"英尺-磅"foot-pound, 缩写为"ft-lbs". 78 Joules换算过来约 57.55 ft-lbs, 具体公式这里不赘述. 实验中是用能否穿透1英寸(25.4mm)厚松木板来测试的.
苏联和我国的致死动能标准是 98J, 之所以定得比美国高, 恐怕是因为我们的假想敌拥有更好的个体防护.
还有一种是"速度致死理论", 只要弹头的速度达到76m/s, 那么他就是致命的.
[小结]
最后, 还是用我们熟悉的M24步枪来讨论好了. 口径为7.62x51mm NATO, 子弹型号是 M118 LR远程弹, 弹头重11.34克, 初速 805m/s.
M118 LR枪弹的超音速飞行距离大约是900m, 这时弹头飞行了 1.49秒. 突破"音障"时不可预测的扰动严重干扰弹头的轨迹, 弹头稳定性急剧下降. 在综合考虑风偏和散布等因素, 最后确定发射 M118 LR枪弹的 M-24步枪有效射程是800m. 800m以外的目标, 首发命中的机会已经比较渺茫了. 不过亚音速的步枪弹头杀伤力依然是惊人的, 毫不亚于一发50m以内的手枪弹.
按照美军"78J致死动能"标准, 只要弹头还具有78J的动能, 就判定为能够致命的枪弹. 只要这枚重 11.34克的弹头以超过 117.3m/s的速度飞行, 那就是致命的. M118LR弹头要下降到117.3m/s以下, 弹头已经飞行了 3200m, 飞行时间14.03秒. 也即是说, M24步枪在 3200m以内都是致命的. 足足是其有效射程的4倍.
如果按照我国 98J致死标准, 弹头的速度要在 131.5m/s以上. 这样的话, 致死射程也有 2950m, 飞行时间11.9秒.
M118LR弹的最大射程为 3915m, 弹道终点速度85.6m/s: 如果按照"76m/s致死理论", M118 LR弹在整个飞行过程中都是致命的.
可见, 7.62mm口径的狙击步枪, 尽管有效射程只有800m, 但致死射程超过3000m, 杀伤力是比较富余的. 现在的人喜欢吹捧Barrett M82一类的 .50口径步枪威力有多么的大. 其实7.62mm步枪在 1500m射程以内, 对付人体目标威力依然是很充裕的, 关键是如何保持远距离上的精度.
之所以将.50口径用于远程狙击, 是因为 .50口径的弹头重达48.6克, 是7.62mm弹头重量的4倍还多. 在1800m处依然能够保持超音速飞行, 弹头稳定性比7.62mm好的多, 折去风力带来的误差和瞄准镜性能的限制, .50步枪的有效射程在1500m左右(当然是在风和日丽, 视野清晰的天候条件下).