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有效射程

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有效射程( Effective Range),亦稱有效射擊距離,指的是武器對預定目標射擊時, 能達到預期的精度和威力要求的距離。各種武器的有效射程依其性能和目標種類而定。
中文名
有效射程
外文名
Effective Range
經驗公式
音速u=331.3+(0.606c)m/s

有效射程簡介

有效射程 Effective Range是武器對預定目標射擊時,能達到預期的精度和威力要求的距離。各種武器的有效射程依其性能和目標種類而定,“預期的精度和威力要求”,換句話説,就是:“打中你想打中的”、“幹掉你想幹掉的”。有效射程首先要保證的是精度,所謂的“超出射程”是指沒有命中的把握了,但殺傷力還是綽綽有餘的。有效射程是一個僅具有參考意義的數據,因為“預期的精度和威力要求”都是人為給定的標準,跟戰場的實際環境總是有所出入的。有效射程400米的突擊步槍,命中600米的目標也沒什麼好奇怪的; 同樣,有效射程800米的狙擊步槍,也不能保證在射程內100%命中。精度涉及到的因素太多,而人的能力總是有限的。

有效射程相關武器

軍用手槍,有效射程50米;
衝鋒槍有效射程150~200米;
現役的突擊步槍,有效射程300~400米;
狙擊步槍,有效射程800米;
反器材步槍,有效射程900~2000米;
小口徑輕機槍,有效射程800米以上;
中口徑通用機槍使用兩腳架有效射程800米以上,使用三腳架時,有效射程1000米以上;
大口徑重機槍,有效射程1500米以上。

有效射程經驗公式

與有效射程直接相關的一個參數是彈頭的“超音速飛行距離”,彈頭速度從超音速降到亞音速,阻力的主要形式由激波阻力變為渦流阻力,過程中會產生擾動,破壞彈頭的飛行穩定性,突破“音障”後,彈頭的飛行穩定性遭到破壞,散佈急劇增大,而且是朝隨機方向偏移,命中率急劇下降。
乾燥空氣中,音速u=331.3+(0.606c)m/s
c=攝氏氣温,潮濕空氣中音速還要提高,不過提升的幅度不到0.5%,可以忽略。一般是在15℃的環境下討論彈道條件的,這時音速u=350.39m/s。
飛行距離
下面是幾種常見槍彈的超音速飛行距離(僅供參考):
5.56x45mm,初速945m/s,超音速飛行距離630米;
7.62x39mm,初速710m/s,超音速飛行距離425米;
7.62x51mm,初速835m/s,超音速飛行距離756米;
7.62x54mmR,初速830m/s,超音速飛行距離753米;
.338 Lapua Mag.,初速853m/s,超音速飛行距離1400米;
.408 CT,初速900m/s,超音速飛行距離1954米;
12.7x99mm,初速810m/s,超音速飛行距離1851米。
可以看得出,超音速飛行距離跟有效射程符合得比較好。但由於音速是隨着空氣的温度,濕度,絕熱係數,氣壓等變化而變化的,單純從超音速飛行距離判斷有效射程也是不科學的,還要考慮目標的性質。

有效射程射程分類

有效射程最大射程 Extreme Range

子彈飛出槍口以後總是要落地的,其中子彈所能飛行的最大距離就叫做“最大射程”。(注意,彈道終點的彈頭依然具有一定的速度,並不是因為速度下降為0,停止飛行)
為什麼槍口仰角45°時,射程不是最遠?
因為空氣阻力的存在,槍械的彈道比較平直,彈道軌跡位於空氣最稠密的對流層,空氣阻力較大,以45°發射並不是最大射程. 槍械的最大射程角一般不超過35°。這個最大射程對應的槍口仰角,叫做“最大射程角”。超過最大射程角,彈道最高點增加,但是射程反而變短,就是俗稱的“曲射”——見高不見遠。
子彈的飛行距離是相當遠的,例如:儘管AK-47步槍的有效射程只有400米,而他的彈頭依然能飛出2000多米以外,而且在1600米以內具有殺傷力。
以下數據僅供參考(注*:氣象條件參考ISA國際標準大氣海平面位置):
9×19mm手槍彈,彈頭重8.0g,初速340m/s,最大射程1397m,最大射程角15°09′48〃,飛行時間10.425s;
AK-47型突擊步槍,口徑7.62×39mm,發射M43型(57-N-231S)普通彈,彈頭重7.97g,初速710m/s,最大射程2197m,最大射程角11°54′0〃,飛行時間11.942s;
M16型突擊步槍,口徑5.56×45mm NATO,發射SS109/M855普通彈,彈頭重4.01g,初速945m/s,最大射程2543m,對應的最大射程角12°53′0〃,飛行時間13.591s;
Mk-12 SPR特殊用途步槍,口徑5.56×45mm NATO,發射Mk 262比賽彈,彈頭重4.99克,初速839m/s,最大射程2882m,對應的最大射程角14°53′7〃,飛行時間15.498s;
M24狙擊步槍,口徑7.62×51mm NATO,發射M118LR遠程彈,彈頭重11.34g,初速798m/s,最大射程為3915m,對應的槍口仰角是20°01′59〃。彈頭飛行時間21.11s;
SVD狙擊步槍,口徑7.62×54mmR步槍彈,發射7N1狙擊彈,彈頭重9.85g,初速830m/s,最大射程為3945m,對應的槍口仰角是20°02′27〃. 彈頭飛行時間21.229秒;
2009年11月,英國皇家近衞騎兵騎兵下士Craig Harrison創造的2475m最遠狙殺記錄,適用的是英國AI公司生產的AWM步槍,英軍編號L115A3型步槍,口徑芬蘭.338 Lapua Magnum,彈頭重16.2g,初速936m/s,最大射程5569m,最大射程角26°40′10〃,飛行時間29.767s;
Cheyenne TacticalM200狙擊步槍,口徑.408 CT,發射Lost River比賽彈,彈頭重27.15g,初速910m/s,最大射程7765m,對應的最大射程角35°44′24〃,飛行時間41.534s;
巴雷特M82A1狙擊步槍,口徑12.7x99mm(.50BMG),發射M33型機槍彈,彈頭重42.1g,初速853m/s,最大射程約5600m,對應的最大射程角27°28′42〃,飛行時間24.06m;
(注:M2HB重機槍的槍管長度達到1143mm,初速約929m/s,而巴雷特M82步槍,槍管長度只有733mm,初速只能達到850m/s的水平,所以M82步槍的威力要低於M2HB重機槍)
巴雷特M82步槍還可以發射一種Hornady A-Max比賽彈,是專為遠程精確射擊開發的大威力民用比賽級槍彈,質高價昂,並不是像M33那樣,在軍隊裏面全面配發的普通機槍彈。A-Max彈頭重48.6g,初速810m/s,最大射程約8210m,對應的最大射程角37°21′54〃,飛行時間44.271s;
2002年,加拿大狙擊手Rob Furlong創造的2430m狙殺記錄,使用麥克米蘭TAC-50步槍(不是M82,有人要糾結一番了),發射的正是美國Hornady A-Max子彈。TAC-50步槍發射Hornady A-Max彈頭,初速823m/s,最大射程約8281m,對應的最大射程角37°29′37〃,飛行時間44.591s;
(注: 國際標準大氣ISA規定,在海拔0~11000m的對流層中,海平面的起始氣温為15℃,氣壓 101325Pa;海拔每升高1000m,氣温下降 6.5℃)。

有效射程致死射程 lethal range

顧名思義,就是彈頭能夠殺傷目標的距離. 也有人稱之為“殺傷射程”。之所以使用雙引號,是因為軍事術語中是不討論“致死射程”的,很簡單,無法命中的彈頭根本沒有意義。
按照美軍和德軍“78J致死動能”標準,只要彈頭還具有78J的動能,就判定為能夠致命的槍彈。外文資料的動能單位使用“英尺-磅”(foot-pound),縮寫為“ft-lbs”。78 J換算過來約57.55ft-lbs,具體公式這裏不贅述.實驗中是用能否穿透1英寸(25.4mm)厚松木板來測試的。
蘇聯和中國的致死動能標準是98J,之所以定得比美國高,恐怕是因為我們的假想敵擁有更好的個體防護
還有一種是“速度致死理論”,只要彈頭的速度達到76m/s,那麼他就是致命的。

有效射程致死動能

還是用熟悉的M24步槍來討論好了。口徑為7.62×51mm NATO,子彈型號是M118 LR遠程彈,彈頭重11.34g,初速798m/s。
M118 LR槍彈的超音速飛行距離大約是900m,這時彈頭飛行了1.49s。突破“音障”時不可預測的擾動嚴重干擾彈頭的軌跡,彈頭穩定性急劇下降。在綜合考慮風偏和散佈等因素,最後確定發射M118 LR槍彈的 M-24步槍有效射程是800m。800m以外的目標,首發命中的機會已經比較渺茫了。不過亞音速的步槍彈頭殺傷力依然是驚人的,毫不亞於一發50m以內的手槍彈
按照美軍“78J致死動能”標準,只要彈頭還具有78J的動能,就判定為能夠致命的槍彈. 只要這枚重11.34克的彈頭以超過117.3m/s的速度飛行,那就是致命的。M118 LR彈頭要下降到117.3m/s以下,彈頭已經飛行了3200m,飛行時間14.03s。也即是説,M24步槍在3200m以內都是致命的,足足是其有效射程的4倍。
如果按照中國98J致死標準,彈頭的速度要在131.5m/s以上。這樣的話,致死射程也有 2950m,飛行時間11.9秒。
M118 LR彈的最大射程為3915m,彈道終點速度85.6m/s。如果按照“76m/s致死理論”,M118 LR彈在整個飛行過程中都是致命的。
可見,7.62mm口徑的狙擊步槍,儘管有效射程只有800m,但致死射程超過3000m,殺傷力是比較富餘的。有的人喜歡吹捧Barrett M82一類的.50口徑步槍威力有多麼的大,其實7.62mm步槍在1500m射程以內,對付人體目標威力依然是很充裕的,關鍵是如何保持遠距離上的精度。

有效射程空氣阻力

彈頭變大,雖然空氣阻力會變大,但是彈頭擁有的動能更大,慣性也更大,速度衰減更慢,飛行得更遠,極遠距離的命中率越高。
空氣阻力的公式是F=1/2ρv²CA,ρ是空氣密度,v是飛行速度,C是阻力系數,A是橫截面積
在彈頭形狀類似的情況下,影響空氣阻力的首要是飛行速度,其次是橫截面積和阻力系數,而不是彈頭重量。
形狀類似的彈頭,阻力系數基本類似,而橫截面積按照口徑的二次方增長,而彈頭的重量卻按照口徑的三次方增長。彈頭重量(以及動能)的增長速度要大於空氣阻力的增加速度。
.50彈頭,口徑12.7mm,是7.62mm的1.67倍;彈頭重48.6g,是7.62mm彈頭重量(9.72g)的5倍,大約是1.67的3次方;
.408彈頭,口徑10.36mm,是7.62mm的1.36倍; 彈頭重27.15g,是7.62mm彈頭重量的2.8倍,大約也是1.36的3次方。
口徑加大,彈頭重量的增長速度要大於橫截面的增長速度,相似的,彈頭動能的增長速度要大於阻力增加的速度。
比較下面不同彈頭速度衰減的情況,如:
7.62×51mm,初速835m/s,超音速飛行距離756m;
.408 CT,初速900m/s,超音速飛行距離1954m;
儘管大口徑彈頭的阻力要大於7.62mm,但是大口徑本身擁有的動能卻要大得多。而且彈頭越重慣性越大,速度衰減更慢,飛行距離也越遠。大口徑槍彈的彈道性能優於7.62mm,這毫無疑問。但步兵是靠兩條腿作戰的,揹着太大的步槍,還沒進入陣地,已經累得上氣不接下氣,怎麼打仗啊。而且槍戰交戰距離大多發生在500m以內,片面追求遠射程並不實際。
之所以將50口徑用於遠程狙擊,是因為 50口徑的彈頭重達48.6g,是7.62mm彈頭重量的4倍還多,在1800m處依然能夠保持超音速飛行,彈頭穩定性比7.62mm好的多,折去風力帶來的誤差和瞄準鏡性能的限制,50步槍的有效射程在1500m左右(當然是在風和日麗,視野清晰的天候條件下)。