枪械弹药的起源与发展史

在早期的前装火器中，预先量好的黑火药被倒入枪管内，然后用皮革、毛毡或纤维制成的填料用通条压紧。接着，将一颗球形铅弹推入枪管，再用另一块填料固定，防止其在射击前在枪管内不受控制地移动。然后，从火药盒中取出火药，倒入火药盘中，火药盘有一个引火孔与火药室（枪管后部的火药装填区）相连。完成这些步骤后，火器才准备好射击。

装填好的火枪横截面图：1 - 点火孔；2 - 火药装填；3 - 密封填料（填料）；4 - 子弹；5 - 固定填料

为了发射子弹，需要引燃引火药。在早期的火器和古老的大炮中，这是通过在战斗前点燃导火线来完成的，并在其整个长度上燃烧。在更晚期的样品中，引火药是由燃烧产生的火花引燃的，这种火花是由打火石撞击坚硬钢块而产生的，当扳机机构触发时。

简单的枪管装载弹药包出现在16世纪的欧洲。在那之前，使用的是预先装好的火药量的纸筒，这在俄罗斯被称为“充装管”。

在火药工厂里，预先分装好的火药量被装进纸包中，然后附上子弹。当射手装填时，他们会撕开弹药包的纸壳，将火药倒入枪管，使用纸作为填料，然后从顶部插入子弹。俄罗斯的常规军队——步兵——肩上携带着一种称为“贝伦代杰卡”的装备——这是一种绑在绳子上的木制盒子，里面存放着这些分装好的火药和子弹。炮兵的火药也是分装在纸包或布袋中的。

由于装填的方式非常繁琐缓慢，这种枪只能进行极为缓慢的射击。在装填时，射手会咬开弹药包，尽量避免用嘴弄湿火药，将一部分火药倒在火药盘上，然后关闭它，剩余的火药倒入枪管并捣实，最后用通条推入子弹。为了减小后坐力，射手会尽量在火药盘上倒入更多的火药，故意倒出一部分火药到地上。

装填滚花枪械更加困难和耗时，因为子弹被包裹在油布或蜡布中，需要用木槌的打击将其送入枪管，然后再用通条进行装填。

这种枪械的最大射速从一分钟一发到一发5-7分钟，而且命中率非常低：从步枪射击100步的距离中只有十分之一的子弹能击中目标。

1820年，法国军官蒂埃提出了对戴尔维尼枪的改进方案，即给子弹加上木制护套，以防止其进入燧发孔而不是膛线。为了清洁最后一部分膛线，护套上覆盖了已涂蜡的膏药。但由于蒂埃没有正确准备戴尔维尼枪的弹药，以及由于护套导致子弹飞行不稳，这些缺陷使得这种改进没有得到进一步的推广。

带螺纹的弹头

研究表明，当时的枪械制造者发现，圆柱形子弹是最优选的形状，它通过击钉使其嵌入凹槽，钉头上有一个特殊的凹陷。值得注意的是，随后人们忽略了这种形状的子弹的优点，开始制造圆头子弹，直到20世纪初才重新想起它们。

为了将圆柱形子弹与纸盒弹药连接在一起，在其圆柱面上设置了一个槽。在实验过程中，人们认为这个槽是多余的，并将其移除。令人惊讶的是，移除槽导致子弹的飞行准确性降低。经过多次试验，最终确定了槽的作用，它增加了对子弹后部的阻力，从而稳定了其飞行。基于这一结论，塔米耶开始在子弹上设置几个槽，并将类似的子弹用于图文恩步枪。

圆柱形子弹

出现了弹药并没有使射手免除在装填时需要在火药池上撒点引火药并点燃它，这在装填时占用了相当长的时间。因此，在单一弹药被发明之前，真正高射速的武器的出现在原则上是不可能的。当英国人约瑟夫·艾格发明了底火杯时，射手摆脱了这种必要性。底火杯是一个铜制帽子，里面装有易燃的引火混合物，它单独套在引线管上，而且在开火时会被扳机的撞击击碎。还使用了纸制的活塞。

后来，联合弹药，通过壳体将火药、炮弹和底火杯组合在一起的想法得到了修订。

1808年，巴黎的枪械制造商波利构造了第一支使用这种弹药的步枪。这支步枪属于针式系统。弹药的纸制壳内装有氯酸钾底火杯，它被针式打火枪的刺激点燃。子弹是16.6毫米直径的圆锥形。波利步枪由于闭锁不完善和其他一些原因而没有得到广泛传播。

1827年，尼古拉·德雷泽提出了一种弹药，其中子弹、火药和底火杯（更准确地说是活塞）在一个纸制的壳体中结合在一起。 德雷泽提议的弹药的制造过程如下：在纸制壳体内倒入火药，然后插入一个实心的、纸制的圆柱体（底火杯），在底部插入一个撞击药片，顶部则根据子弹的形状制成凹口，然后将蛋形铅弹放入其中。

德雷泽弹药（注1）

在针式系统中，如果不插上击针，从枪口用杵子推送弹药将尤其危险，因为可能发生未经预料的射击。因此，德雷泽决定使子弹和弹药本身具有足够的间隙，以便无需使用杵子进行推送。为了在携带已装填弹药的枪时，使其保持在原位，并且为了给予弹药必要的撞击以引爆它，德雷泽设计了一根小柱，其末端伸入枪管通道并保持推送的弹药。尽管这种设计相当复杂，但德雷泽确实在从枪口装填时稍微简化和加快了过程，但却因为子弹之间的大间隙而影响了射击的准确性。

1866年奥地利-普鲁士战役后，普遍转向了使用单一弹药和从弹匣装填的步枪。1866年，法国也采用了夏斯波针式系统武器。夏斯波步枪口径为11毫米（4.3英寸），使用纸质弹药。引火杯与引爆物被放置在弹药底部，而不是像德雷泽的设计那样放在中间。在这种设计中，击针不会穿过整个弹药，可以更厚更短。

德雷泽弹药的缺点在米涅系统中得到了解决；在这种系统中，通过火药气体的作用，子弹被推入枪膛的刻槽中。

为此，根据塔米泽系统的圆柱形子弹的设计，在其后部具有一个锥形的空腔，其中插入了一个由铁片制成的小杯子。在射击时，由于其轻量化，这个小杯子先于子弹运动并扩大了其后部，从而将其嵌入到了刻槽中。

注1：德雷泽弹药是德国工程师约翰·尼古拉斯·冯·德雷泽（Johann Nikolaus von Dreyse）在19世纪30年代发明的，这种子弹在步枪和卡宾枪中使用。德雷泽的发明是世界上第一种广泛使用的针发子弹，其特点是使用了一个贯穿子弹底部的长针来击发底火。

米涅弹（注2）

1842年，法国枪械制造大师弗洛贝尔发明了一种用于射击小目标的卡宾枪，使用了一种小型低噪声的无火药装药。在整体铜壳的小袋中只装有引爆剂。由于弗洛贝尔的武器表现出色，射击准确，价格便宜，并且枪声轻微，因此在许多国家得到了广泛应用。

1856年，贝林格改进了弗洛贝尔的装药，增大并加固了铜壳，将推进药放入其中，并使用了加长的子弹。这种装药，与弗洛贝尔的一样，属于环形引火装药，很快就在军事、狩猎和体育武器中得到了广泛应用。

（注2）米涅弹是19世纪中期由法国军官克劳德-埃蒂安·米涅（Claude-Étienne Minié）发明的一种革命性子弹。这种子弹对现代步枪的发展具有重要影响。

弗洛贝尔子弹（注3）

1852年，伦敦枪械制造商兰开斯特推出了一种新设计的枪和子弹。兰开斯特的子弹在铜壳底部中央放置了引爆药。外部用带有孔洞的铜板覆盖。扳机扣动时，子弹击中这块板，然后发生射击。

1861年，施耐德在法国专利了一种改进的、他不久前发明的波特式中心雷管子弹，这种子弹至今以各种变体形式被用于猎枪。英国枪械制造商兰开斯特、道和其他人对该子弹的推广起到了促进作用，从1865年开始，他们开始在自己设计的枪中使用它。很快，中心雷管子弹也被应用于军事武器。最初的军用中心雷管子弹与猎用子弹相同，即具有非金属圆柱形壳体、金属底盖和中央雷管。

还有一个当时的有趣设计是使用双子弹。这种系统的特点在于使用两颗子弹进行射击，其中一颗从枪口射出，而另一颗则在击中枪栓前端时向后压缩，并因此密封了火药室。

（注3）弗洛贝尔子弹是由法国枪械师尼古拉斯·弗洛贝尔（Nicolas Flobert）在1842年发明的一种早期无烟火药子弹。这种子弹被设计用于靶场射击，并以其低噪音、低后坐力和高精度而闻名。

双弹系统

使用子弹作为封闭机构的应用存在一个缺陷，即该系统只有在子弹膨胀大小与膨胀空间的体积之间的比例已知的情况下才能产生良好的效果。如果子弹膨胀不足以填满此空间，则会发生气体泄漏。如果子弹膨胀过大，则会导致子弹严重挤压在枪膛壁上，使其在下次装弹时难以向前推进，有时甚至无法通过插入的子弹来完成。因此，不得不依赖于推棒，即装入弹药从而失去了使用底部装弹的枪支的全部优势——射击速度加快。

经验表明，纸制弹药容易受潮而腐败——引发药片从受潮后的纸壳中脱落，这是导致故障的原因。因此，人们开始使用金属外壳代替非金属的。

引入金属弹药引起了各种反对意见。其中主要的包括：制造这些弹药的复杂性，它们的尺寸必须与枪膛精确匹配，以及在军队中无法制造这种弹药。

然而，金属弹药的引入得益于以下几个因素：使用底部装弹的枪支使用纸制弹药的复杂性以及迫切需要将军队迅速换装成需要更简单设备的武器，这只能通过引入金属弹药来实现。金属弹药的主要作用在于可靠地封闭枪膛，防止火药燃烧产生的气体泄漏，这是由于弹壳在射击时的一定程度的扩张以及其与枪膛壁的紧密贴合所实现的。

在外国军队中采用的最初的金属弹药中，必须提到美国的环形燃烧和马丁尼（Martini）弹药，以及英国的博克塞尔（Boxer cartridge）弹药。

环形燃烧弹药具有将打击成分压入弹药底部周围的优势，在出现故障时，这些弹药不会丢失，因为只需要将弹药相对于轴线旋转，使打击发生在底部的另一个点上。此外，环形燃烧弹药允许最简单的弹药结构，而中心式则需要特殊的附属部件和制造过程。然而，尽管存在这些优点，环形燃烧弹药并没有得到广泛应用。它们的一个重要缺点是，爆炸物质被放置在弹壳最薄弱的部位，在那里必须弯曲金属以形成弹壳的边缘，因此在这些弹药中，当打击药包含的火药点燃时，不仅会发生局部破裂，而且弹壳底部会脱落。因此，人们更喜欢马丁尼（Martini）弹药，其中金属弹壳中插入一个带有中央孔的铁块。该铁块由弹壳的弯曲部位保持在位置，并将火药包含的点燃。

关于复合弹药，必须提到博克塞尔（Boxer cartridge）。它们由以下部分组成：由黄铜卷成的弹壳；厚度较大的黄铜杯子；半壳；厚度较大的黄铜圆环，代表弹药的边缘；带有装着打火药的黄铜底火杯和底火。

博克塞尔系统的复合金属弹（注4）

在19世纪80-90年代，随着无烟火药的发明，各国军队进行了下一轮的装备更新，减小了步枪火器的口径。无烟火药燃烧速度较慢，比烟雾火药慢。这使得在远小于以往投射药量的情况下，能够达到相当大的子弹初速。然而，发现以前类型的铅弹在达到的速度下容易从枪膛内脱落，严重变形甚至在射击过程中熔化。因此，随着无烟火药的引入，同时也过渡到了采用外壳式的子弹，其中铅芯被包裹在铜、马兜铜、黄铜等外壳中。

因此，借助于新的由维尔（Vieille）发明的硝化棉无烟火药以及向小口径转变，子弹初速从420m/s增加到615m/s，相应地提高了精度、射程和穿透力。

20世纪，通过使用新型锥形尖子弹，对手持火器的弹道学进行了进一步改进，这种子弹在飞行中受到的空气阻力更小。在此过程中，枪支口径和子弹口径主要减小到7-9毫米，子弹初速得到增加。

锥形尖子弹的引入带来了以下优势：直射距离增加；弹道平坦度增加；在所有距离上的精度都提高了，尤其是在近距离；在所有距离上的穿透力增加，除了最近距离外，那里子弹会因为强烈的冲击而变形；子弹重量减轻；由于重量减轻，士兵携带的弹药负载与以前相比降低。

在19世纪90年代中期，来自加尔各答附近的英国Dum-Dum兵工厂的克莱（Clay）上尉，负责为李-梅特福德步枪开发.303口径子弹，提出了一种有趣的设计方案。他建议削减子弹的尖端，不做十字形的切槽（这些后来成为在野外条件下制造扩张子弹的廉价方法），结果使其成为半外壳式。当这样的子弹击中目标时，它会变形，“展开”，释放出所有的能量。子弹的穿透力减小，但阻止效果增强。兵工厂的名称成为了扩张子弹的通用名称。

在软组织中，扩张子弹造成了严重的伤口。因此，在1899年的第一次海牙和平会议上，对于在人体中展开和变形的子弹被禁止用于军事目的。

要创建一款轻型自动步枪，需要一种比步枪子弹更低功率的新型弹药。

这一结论是在二战期间由枪械设计师所得出的。然而，这样的结论早在1913年就被国内自动武器设计的奠基人V.G.费多罗夫所做出。他开发了一种改进后的6.5毫米子弹，并为其设计了一款自己的自动步枪。然而，由于1914年爆发了第一次世界大战，费多罗夫子弹的生产未能实现。

在20世纪30年代，著名的德国设计师乌戈·施迈瑟（Hugo Schmeisser）开发了第一款德国中间口径7.75毫米，长度为40毫米的弹药，该弹药于1935年由古斯塔夫·恩舒（Gustav Enshou）实现。然后，一次更成功的尝试是建造长度为39毫米的7毫米弹药。1940年，一种基于标准步枪子弹7.92×57毫米的中间弹药变种被开发出来，将弹壳缩短到33毫米，并减小了火药装药。这种弹药被称为“Kurz”（短）。

中间弹药解决了一个重要问题，即如何创建轻型自动个人武器，其有效射程为500米，自动步枪的质量不超过4公斤，手持式机枪的射程为800米，质量不超过7公斤，单发射速为每分钟40发，连发射速为每分钟100发，机枪的连发射速为每分钟150发。应用自动步枪子弹使得能够提供高密度的火力，并保证机械的高可靠性。

在上世纪30年代，材料改进问题也得到了解决。开始生产由双金属（钢-黄铜）制成的弹壳和子弹外壳，取代了黄铜和马兜铜，从而使得彩色金属的使用减少了96%。

坦克、装甲车、用于掩体的装甲板等无法被普通子弹穿透的目标的发展和设计，早在第一次世界大战时期就已经开始了，这导致了穿甲子弹的出现和发展。与此同时，其他特种弹药也开始装备。

取而代之的是，需要采用一系列不同的弹药进行手持火器射击，而不是统一的步枪子弹。

• 弹药包括以下类型：
• 普通弹：用于打击活目标的轻型和重型（机枪）子弹；
• 穿甲弹：用于打击主要针对坦克、装甲车和装甲板等目标的装甲弹；
• 示踪弹：在飞行过程中留下发光轨迹，使得可以校正射击；
• 穿甲示踪弹：结合了穿甲和示踪功能的弹药；
• 观察弹：用于观察射击结果的调整；
• 点燃弹：用于对气球进行射击的点燃弹。

需要提及的是，有关改进弹药的尝试，即德国设计师格尔利希在极大增加子弹初速方面的开发。

格尔利希的发明在坦克和装甲车出现后对子弹的穿透力提出了更高的要求时变得尤为重要。除此之外，格尔利希在其设计的武器中取得了巨大的初速增加。他的枪械以7毫米口径、子弹质量为6.5克时可达到1450-1475米/秒的速度，以9克子弹质量时可达到1385-1390米/秒的速度。在最后的实验中，格尔利希甚至获得了约1500甚至1700米/秒的速度，这是通过彻底改变子弹结构以及采用圆锥形枪管实现的。子弹具有两个突出的圆环，当子弹在圆锥形枪管中移动时，这些圆环会被压紧，当子弹从枪口射出时，子弹恢复到普通形状。

（注4）博克塞尔弹（Boxer cartridge）是一种由英国军械设计师爱德华·博克塞尔（Edward Mounier Boxer）发明的枪弹。这种弹药以其独特的底火设计和结构而著称，广泛应用于各种手枪和步枪。

格尔利希子弹（注5）

这种设计的目的在于增加表面积以承受火药气体的压力，同时减少表面积以克服空气阻力；此外，还需要增加药量，以减轻子弹的重量。

关于手动火器弹药的现代发展趋势，将在以下段落中进行介绍。

当前，制造弹药元件（包括火药和引火帽-引火装置的制造）、组装和检验弹药的整个过程涉及约180-190个机械、热化学和质量控制工艺操作，其中某些阶段涉及爆炸性作业。

例如，最小尺寸的弹壳必须提供足够容纳所需的火药药量，避免火药气体泄漏和弹壳炸裂。值得注意的是，在射击时，弹壳内的火药气体压力达到3600大气压，某些弹药甚至更高。弹壳壁必须具有一定的弹性，以便射击后易于从枪管的弹药槽中取出。这些要求反过来又对弹壳的几何尺寸提出了非常严格的公差要求。

对子弹的要求是为了确保射击精度，子弹在穿过枪管时的壳体强度以及对目标的有效作用。这些要求必须通过高精度的制造工艺来实现，尤其是对于复杂几何形状和高强度的子弹壳体。

现代弹药面临着非常严格的要求，以确保其在长时间（长达25-30年）存储期间保持其战斗和服务性能。

（注5）德国设计师格尔利希（Gerlich）发明的一种创新型子弹，其目的是在增加火药气体压力接触面的同时减少空气阻力表面。该设计主要用于提高子弹的初速度和穿透力，特别是在面对装甲目标时。