炮弹的出膛速度如何测量？

文章作者：瀚海狼山

枪炮的发明和使用已经有数百年的历史。不过能精确射击，打击数百米到数十公里外的目标，还是最近一百多年的事情。由于空气阻力的存在，炮弹和枪弹出膛后的弹道，其实都是弹道曲线。这种曲线和只计算地球引力的抛物线有很大的差异。弹道曲线也比常规的、不计算空气阻力存在的抛物线距离短很多。但是弹道曲线毕竟也是一种可以计算和预测的曲线。可以通过理论计算，再结合现场试射，就能基本准确的预测炮弹和子弹命中目标的规律，提前做好一种枪炮武器的射表和瞄准线。另外，要准确掌握一种炮弹和子弹的发射药的装药量。也需要对炮口和枪口的动能进行精准的测量。而根据动能的物理公式。运动物体的能量，等于二分之一质量乘速度的平方。这样一来，无论是计算弹丸出膛后的“外弹道”，还是计算弹丸从发射到出膛前的“内弹道”。

都只需要两个最基本的参数，这就是弹丸，包括炮弹和枪弹出膛瞬间的精确速度。以及弹丸本身的精确质量。弹丸本身的精确质量比较好测算，通过精密的磅秤就可以测量。一般宏观物体的静止质量和运动质量的差异，在理论上可以忽略不计。即使弹丸在出膛前，和膛线的摩擦中会损伤一点质量，这个也可以测量出来，因此弹丸出膛瞬间的质量可以测定的非常精准。而另为一个关键的物理量，也就是出膛瞬间的速度，就不是那么好测量了。毕竟枪炮，尤其是大口径火炮，发射瞬间的冲击波和火焰烧蚀都非常强烈，而且炮弹出膛瞬间的速度已经大大的超过音速。这么恶劣的环境下，是如何精确的测量出膛速度？实际上这个过程是不断随着科技的进步，测量手段越来越先进。瀚海狼山认为测量出来的炮口速度也越来越精准。因此目前的枪炮，都比过去打的更准。

最早的测速手段就是高速胶卷摄影。一般的电影胶卷是每秒放映24帧，这样人眼感觉可以和平时看到的正常运动速度一样。而特种摄影可以加快到每秒数百到上千帧，这样就可以在炮弹和子弹出膛很短的距离内，测算出其在大约千分之一秒内运动的距离，就可以算出其出膛瞬间的速度。这种方面是最早的测量手段。主要适合出膛时威力比较小的子弹一类。而对大口径火炮来说，由于其出膛瞬间冲击波和火焰的影响范围太大，普通的高速摄影设备就必须放到比较远的距离上拍摄，这样得出的数据误差就比较大了。后来又出现了炮口传感器和精密的激光测速仪器。对大口径火炮炮弹的出膛速度，通常采用的是间接测量方法，通过修正后计算出弹丸从炮口飞出的速度。如定距测时法、多普勒雷达法等。定距测时法包括天幕靶、声靶、线圈靶、网靶、箔靶与电测时仪配合使用。

随着当代火炮弹丸炮口出膛速度越来越快，炮口测速的要求也越来越高，设备也在同步升级。目前最常用的炮口测速是采用线圈靶模式。由线圈靶传感器测量磁通量的变化来采集信号，在通过电子系统自动计算炮弹的速度。远距离则多采用多普勒雷达法测速，不过误差比较大。目前最精密的是采用激光测量法。