子彈擊發的原理是這樣的:底火在槍機撞針的猛烈撞擊下發生爆炸并點燃發射藥,發射藥在燃爆時產生大量高溫、高壓燃氣,然后推動彈丸在槍管內加速。
而子彈的底座恰恰是安裝底火的地方,子彈底火的作用在《軍事百科全書》中是這樣屆解釋的:裝在槍彈藥筒底部,靠輸入機械能或電能刺激發火的火工品,用于輸出火焰引燃發射藥裝藥或傳火藥。
不僅子彈如此,炮彈的擊發原理也是這樣的,所以那些被擊發過的子彈和炮彈底火上都有一個小凹槽,這個小凹槽就是撞針猛烈撞擊時留下來的。
這就意味著只要敲擊子彈底火的工具在敲擊時擁有足夠大的力度就能擊發子彈,并不是說只有槍械的撞針才能擊發,所以用工具敲擊子彈底火的行為是非常危險的。
子彈的底火相當于它的“開關”,從功能的角度看來,它與電燈、電腦、電視機等家用電器的開關是一樣的,一旦開通就給予負載能量。區別在于家用電器的開關可以反復開啟/關閉,而子彈的“開關”是一次性的。
所以槍械撞針的撞擊動作與工具的敲擊行為都發揮了一個相同的功能,即在猛烈的撞擊下激發子彈底火,使其“開關”功能被激活做功。
那么問題就來了——為什么子彈的底火能通過敲擊的方式被擊發呢?我們從以下幾點來分析。
▼下圖為已經被擊發過的子彈殼,它們的底座(子彈底緣)上安裝的底火都有一個凹槽,這個凹槽就是槍械的撞針在猛烈撞擊下造成的,當底火受到猛烈撞擊時就會被擊發,而撞擊物并不一定非得槍械的撞針,任何一種能夠撞擊到底火的物體都會產生同樣的效果,包括工具。
子彈的底火內裝填著高感度烈性炸藥
對兵器知識略有了解的讀者朋友們或多或少都知道關于子彈的一個知識點:子彈內有裝藥,它是子彈動力的來源。
然而應該很少有人知道這樣一個事實:子彈的裝藥有兩部分,第一部分就是大家所熟知的發射藥;另外一部分則是激發子彈燃爆的底火裝藥,而底火裝藥就是被撞擊或敲擊后能擊發子彈的原因。
子彈的底火裝藥是一種感度非常高、威力非常大的炸藥,主要成分是疊氮化鉛,化學式為PbN6或Pb(N3)2,形態為白色短柱狀晶體,爆速為5180m/s,威力僅次于TNT炸藥。
疊氮化鉛的特點是“脾氣暴躁”,在受到2.5公斤落錘撞擊時、從12.7厘米高度掉落堅硬地面時、被超過0.007焦耳的靜電火花能量觸及時、被高于360℃的高溫作用時就會發生爆炸,爆炸時產生的爆熱為1530焦耳。
感度如此之高的炸藥很難為其找到合適的用途,不像其它炸藥那樣被各種領域廣泛應用,所以只能用做為武器彈藥和引爆炸藥時使用的雷管的起爆藥。
這就是工業爆破中雷管能被導火索、電池引爆的原因,不管是導火索還是電池,只要能產生一丁點火星就足夠讓這種“暴脾氣”炸藥爆發了。
而做為子彈底火裝藥時,它被激發爆炸的原理則是對撞擊力的高感度特性,即2.5公斤落錘或12.7厘米落高。
當它被銅質包裹并安裝到子彈底部以后就成為了子彈的底火,而槍械撞針對它的撞擊以及工具對它的大力敲擊就是賦予它發生爆炸的撞擊力。
當撞擊力≥2.5公斤時,包裹在銅質底火里的疊氮化鉛就滿足了起爆條件,爆炸時將會向子彈內裝填的發射藥釋放1530焦耳的能量,發射藥被疊氮化鉛釋放的爆炸能量激發,引起燃爆,子彈就被擊發了。
▼下圖為子彈底火激發瞬間,由于底火的裝藥是高感度疊氮化鉛炸藥,對撞擊力十分敏感,因此最適合做為子彈底火,用來擊發子彈。具有相同特點的炸藥還有雷汞,但是雷汞性質過于活潑,不利于長時間儲存,所以現代子彈的底火裝藥100%都是疊氮化鉛。
除了撞擊力以外,高溫、重摔均能引起子彈擊發
由于子彈底火的裝藥是高感度的疊氮化鉛炸藥,因此除了用工具敲擊能擊發以外,高溫和重摔都能引起疊氮化鉛炸藥的爆發,從而引起子彈的擊發。
高溫
疊氮化鉛對高溫的反應是非常激烈的,爆發點為360℃,這就意味著只要子彈的存在環境的溫度達到這個溫度值時,子彈就滿足了擊發條件。
比如說明火燒炙,盡管疊氮化鉛是被銅質藥罩包裹著,起到了一定隔熱作用,但是銅質藥罩本身就是一種極佳的導熱材料,而包裹底火的子彈外殼的材質多是覆銅鋼偏鋼,部分子彈材質為軟質合金鋼。
它的都屬于具有較好導熱性的金屬材料,當被明火燒炙時,火的熱量很快就會傳導至銅質底火;當溫度達到360℃的爆發點以后,疊氮化鉛裝藥就會爆炸,引發子彈的擊發。
這也是部隊每次實彈射擊訓練結束后都要做退彈匣、拉槍機的驗槍動作的原因,畢竟槍管在持續射擊以后溫度會非常高(連續射擊100發就能升溫至600℃),如果膛內有彈,當槍管高溫被傳導至底火時就有擊發的風險,俗稱“走火”。
重摔
引爆疊氮化鉛炸藥的條件之一是“重摔”,其實“重摔”這個詞并不恰當,因為高純度的疊氮化鉛炸藥在12.7厘米的落高下被引爆的概率為50%,這說明它根本就不用摔,只要拿到高于12.7厘米的高度一松手,落到地上就爆炸了。
那么我們為什么還要用“重摔”來表達它的引爆條件呢?答案自然是與做為子彈底火裝藥的用途有關。
很顯然,落高感度極高的疊氮化鉛是不適合做為子彈底火裝藥使用的,因為士兵在作戰時免不了跳、躍、攀、爬,如果感度過高,那搞不好一個臥倒動作就能引起彈袋中的子彈擊發。
因此在制備疊氮化鉛炸藥時,使用乙醇、乙醚、丙酮、氨水做為鈍化劑將其混合在一起制成“糊精”,然后切片備用,在生產底火時將片劑放入藥罩內即可。
鈍化劑的作用就是為了降低疊氮化鉛炸藥的落高感度,所以子彈在掉落時能保持極高的安全性。
但是鈍化劑的使用并不能保證疊氮化鉛炸藥100%的落高安全,因此暴力摔落在堅硬物體上或者使用堅硬物體暴力捶打子彈表面等行為,都存在擊發子彈的風險。
▼下圖為發生炸膛事故瞬間的德制MG-42通用機槍,這名射手為了測試改型機槍的射擊極限,在連續擊發1000發子彈以后仍未按照要求停止射擊更換槍管,而此時槍管溫度已經超過800℃,所以在槍機推彈入膛后,過熱的槍管直接引爆子彈底火導致炸膛事故的發生。
綜上所述我們可以得出這樣的結論
第一、如果用工具敲擊子彈的底座是會擊發子彈的,因為子彈的底座是安裝底火的部位,一旦工具的敲擊力度達到擊發子彈底火的力度時,子彈就會像在槍械里被撞針猛烈撞擊一樣,對子彈進行擊發。
第二、子彈底座的底火會被工具敲擊引起擊發的原因是底火裝藥采用高感度疊氮化鉛炸藥,該炸藥的撞擊感度為2.5公斤落錘,一旦撞擊力度≥2.5公斤時就會被引爆,所以用工具敲擊子彈底座的行為存在著巨大的擊發子彈風險。
第三、由于底火裝藥過于敏感,子彈除了在底座被敲擊時會被擊發以外,高于360℃的高溫、暴力摔落都能引爆底火內的疊氮化鉛炸藥,從而引發子彈擊發。
結語
疊氮化鉛炸藥因其過高的感度,制約了用途,因此在過去很長一段時間里只能做為雷管和子彈底火的起爆藥。
直到上世紀80年代,它的高感度特點才另辟蹊徑,被大量使用到汽車制造上——安全氣囊。
安全氣囊的要求是在汽車發生碰撞瞬間能快速彈出,以達到保護汽車乘員的安全。
按理來說,壓縮空氣是極佳的安全氣囊彈出動力以及充裝介質,但是壓縮空氣的問題是難以長期儲存,而且壓縮空氣的釋放十分緩慢,不足以在碰撞事故發生瞬間沖滿氣囊。
在這一點上疊氮化鉛炸藥的特點就能發揮出不可替代的作用,在傳感器的控制下,安全氣囊里安裝著裝藥量與子彈底火相當的疊氮化鉛炸藥。
一旦傳感器感應到汽車發生了碰撞就會立即給疊氮化鉛炸藥通電,疊氮化鉛瞬間發生爆速為5180m/s的爆炸,在彈出安全氣囊的同時以爆炸的形式為安全氣囊充氣。
所以不僅是子彈的底座不能用工具敲擊,汽車安全氣囊也不能暴力敲打,因為它們都使用了高感度的疊氮化鉛炸藥。
▼下圖為汽車安全氣囊的結構圖,由于疊氮化鉛炸藥是有毒物質,在爆炸時生成疊氮酸鉛氣體,會對人體健康產生影響,因此現在的安全氣囊裝藥又改成了了疊氮化鈉炸藥(三氮化鈉),盡管疊氮化鈉也屬于劇毒,但是爆炸產生的氣體基本無害,疊氮化鉛炸藥在汽車制造領域的地位逐漸被疊氮化鈉炸藥取代。不管是疊氮化鉛還是疊氮化鈉,它們的特性都是一樣的,千萬不能對它們用工具敲、用火燒以及重摔,任何一種做法都能引起它們發生爆炸。