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跳进水里真的能躲子弹吗?以前可以,但现在行不通了

  来源:把科学带回家(ID:steamforkids)

  在电影里我们经常可以看到,为了躲避子弹,男女主跳入水中的场景。实际上子弹不能在水里飞很久,这是水的物理性质决定的。水的密度远远大于空气(800 倍),它们就如同一面减速墙一样,挡住了子弹。

  因为非常肯定这一点,挪威物理学家 Andreas Wahl  曾为挪威的科普节目 NRK Viten 拍摄了一段获得了数千万的点击量的视频。

  视频中只穿了平角裤的他站在泳池里,面朝一把枪。他远程拉动绳索扣动板机后,子弹向他射来。但是,子弹帅不过 3 秒,没射多远就掉在了泳池底部。

 

  其实,普通子弹在水下的射程以分米为单位,AK 47 在水下也只能射 1.5-2 米左右的路程。

  可是问题来了,鱼雷等水下武器为什么不会像子弹那样飞不远呢?

  鱼雷比子弹大得多,它们受到的阻力自然也更大。但是,一般的鱼雷能在水下前进,并打中目标,是因为它们自带动力系统

  但是还有一类鱼雷,则是利用了超空泡(supercavitation)的原理。

  简单来说,超空泡减阻技术就是在物体四周包裹上一层气泡,这样它们在水下运动时,还以为自己还在空气里运动,就不会因为水的阻力而产生较大的减速。

  那么,怎样才能产生气泡呢?

  这要从高速旋转物体在水下产生的小气泡说起了。当物体高速运动时,附近液体的压强也会发生巨大的变化,液体的压强小于水的蒸气压时,就会发生空穴现象(cavitation)。比如,轮船的螺旋桨在高速运转时四周就会产生小气泡,它们就是空穴造成的水蒸汽。


空穴现象@wikipedia

  超空泡技术利用的就是空穴产生的气泡。超空泡技术最关键的地方在于物体头部的形状:它们要做成扁平状,还要有一圈尖锐的边缘,气泡就是在这个扁鼻子后方通过空穴效应形成的。


超空泡技术利用空穴产生气泡@UNIVERSITY OF MINNESOTA

  超空泡技术可以使运动体在水中的阻力降低 90%。俄罗斯早在 20 世纪 70 年代已经研制并使用了速度达 370 千米/小时的暴风超空泡鱼雷(VA-111 Shkval)。美、德、法,还有我国都在进行超空泡减阻技术的研发。


俄罗斯造的暴风超空泡鱼雷(VA-111 Shkval)@wikipedia

  不过,以往只有鱼雷等武器使用了超空泡减阻技术,还没有人在子弹上尝试过。

  但是,不久之前,有人在子弹上也动起了脑筋。美国特种作战司令部和挪威武器制造商 DSG Technologies 合作研发了 2 种新型子弹,它们利用超空泡减阻的原理,能在水下以更大的速度穿行更长距离。

  这些子弹叫做CAV-XXMP。CAV-X 的头部是钨制造的(钨有较高的拉伸强度,比较耐拉伸),同时,这些子弹的几何形态能让它在穿越液体时制造出空穴气泡,这种气泡能够有效减弱水的阻力。今年,美军特种部队已经在测试这种子弹了。

  在官网上,DSG 也公布了他们在北卡罗来纳州测试 CAV-X 子弹的现场实录。我们一起来看看这种子弹的威力吧。

  先来看看实验材料。

  实际上,你看到的这种弹性胶体物质是弹道凝胶,它们每个有 40 厘米长,密度比水要大一些。

  弹道凝胶的黏度和密度和人体肌肉组织类似,实际上它被发明的目的就是为了模仿人体和动物的肌肉组织,用它们来测试武器就可以模拟和估算武器对人体的伤害。FBI 就是用弹道凝胶进行测试的。

  来看看 CAV-X 子弹能走多远吧——

  看到了吧,这种子弹在弹道凝胶里穿越了 4 米的距离,打穿了 10 块胶状砖体。

  也就是说,如果把每块弹道凝胶看作一个人,那么 CAV-X 子弹就能一气打穿 10 个人。

  有人可能要说,4 米也不是很远啊。那么来对比一下,普通子弹能走多远吧。

  看,普通子弹在弹道凝胶里只能走 0.5 米,只有 CAV-X 子弹的1/8,2 块弹道凝胶都打不穿。DSG 称,CAV-X 子弹在弹道凝胶中的行进距离已经打破了世界纪录。

  当然,由于利用了超空泡减阻技术,CAV-X 子弹不仅能穿越 4 米的弹道凝胶,还可以在水中轻松穿越 5 米以上的距离。 

  看,CAV-X 子弹轻松穿越 5 米长的泳池——

 

  打穿 3 层弹道凝胶和 3 块铝板——

  从空气入水后行进了 4.7 米,再打中目标——

  45 度角打穿汽车挡风玻璃,然后射爆气球——

  最后再来围观一下 CAV-X 贯穿 4 块弹道凝胶——

  DSG 表示,他们家的.50-cal.(直径 12.7 毫米)的子弹能够在水下穿行 60 米,或在水下穿行 17 米后打穿 2 厘米厚的钢板。不仅是钢板,CAV-X 子弹还能打穿阻力很大的沙袋。

  DSG 的首席科学家 Odd Leonhardsen 表示,这种子弹的主要目标是潜艇。未来作战部队有望从直升飞机上打击潜艇。

  所以,现在电影里的男女主要怎么躲子弹呢?看来只能就地拉一坨💩防身了,毕竟💩是非牛顿流体*,可以拖住子弹!

  * 早有研究者研究过,人类的新鲜便便还有下水道污泥具有非牛顿流体的性质。


非牛顿流体的神奇性质

来自:
把科学带回家(ID:steamforkids)

作者:Johnson
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