对于火炮、枪械而言，射出的无动力弹丸能够在空中飞行，其根本要因是弹丸离开膛口时具有了较大的初速。弹丸初速越高，射程就越远，威力就越大。因此，弹丸初速是一个非常重要的战术技术指标。对于众多的火炮、枪械爱好者来说，大都听说过弹丸初速这个术语。但你真的了解和熟知弹丸初速的含义吗？大家可能认为弹丸初速就是弹丸飞离膛口时的膛口速度，其实不然。要想成为一名真正的火炮、枪械达人，请耐心阅读本文对弹丸初速的详细解读，以打消疑惑。

01弹丸的运动

击发弹药后，点火药引燃发射药，产生火药燃气压力，作用于弹丸底部，推动弹丸从静止开始运动。弹丸一方面从弹壳口部拔出，一方面进入弹膛坡膛。由于弹丸直径略大于线膛阳线直径，所以在弹丸运动时，其圆柱部或弹带逐渐挤进线膛。当弹丸圆柱部或弹带走完坡膛段时，挤进过程结束。此时，弹丸圆柱部或弹带被线膛刻制出相应沟槽，且与线膛完全吻合。这一过程中，弹丸外部因发生部分塑性变形情况复杂，且持续时间极短，一般将弹丸的挤进过程处理为瞬时挤进，即认为弹丸在挤进过程结束位置开始运动。

随着发射药的持续、极速燃烧，就不断产生具有很大做功能力的高温高压火药燃气。在这样的高温高压火药燃气作用下，弹丸一方面沿着身管内膛加速向前平动，另一方面沿着身管线膛加速旋转。在弹丸运动的同时，正在燃烧的发射药以及产生的火药燃气也随同一起向前运动。随着这一过程的进行，弹丸的速度快速增加，直至弹丸尾端面脱离身管口部。通常，将弹丸尾端面飞离身管口部位置时（

）弹丸所具有的速度称为弹丸膛口速度，一般用

表示。这一时期发射药是在膛内封闭的空间内燃烧且弹丸在身管内膛运动，故该时期称为内弹道时期。尽管内弹道时期持续时间很短，一般约为几个毫秒到十几个毫秒，但仍然可以将弹丸加速到数百乃至超千米每秒的高速。

图1内弹道时期

弹丸飞出身管膛口之后，在它后面的大量火药燃气也随着一起喷出。这时火药燃气的速度大于弹丸的速度，对弹丸仍然产生一定的推动作用，使弹丸速度继续增加。与此同时，火药燃气流出身管口部后，便解除了身管对它的约束，将向四周的大气中迅速扩散。当弹丸从身管膛口飞行到某一距离时（一般约为20～40倍口径），火药燃气的速度将衰减到等于弹丸的速度，此时弹丸的速度达到最大值。通常，将弹丸飞到火药燃气速度等于弹丸速度位置时（

）弹丸所具有的速度称为弹丸最大速度，一般用

表示。在弹丸速度从

增加到

这一时期，弹丸一方面受到高速火药燃气的作用，另一方面又受到空气阻力和重力的作用，且不受身管的约束，其状态介于内弹道与外弹道之间，故该时期称为中间弹道时期，也可称为火药燃气后效期。

图2中间弹道时期

当弹丸在身管口部前的一段距离上达到最大速度后，就以这样的初始速度成为一个按起始射向和射角抛出的抛射体，在自身重力和空气阻力的作用下，以一定的弹道在空气中飞行，最终以一定的速度击中目标。在这一时期，弹丸在身管以外的大气中受控于自身重力和空气阻力进行飞行，故该时期称为外弹道时期。外弹道时期，在弹道的升弧段弹丸的速度逐渐减小，在弹道的顶点弹丸的速度达到最小值，在弹道的降弧段弹丸的速度逐渐增加。

图3外弹道时期

02弹丸的初速

根据内弹道学理论，可以计算出内弹道时期任一时刻弹丸运动的行程及对应的速度，从而可得到内弹道时期末（

）弹丸膛口速度

。根据外弹道学理论，如果已知外弹道的起始参数，如武器射角、起点位置、弹丸速度等，可以计算出外弹道时期任一时刻弹丸运动的行程和对应的速度。武器射角取决于发射时武器的射角，这个参数是已知的。但起点位置和弹丸速度取决于中间弹道时期火药燃气对弹丸的后效作用。由于火药燃气对弹丸的后效作用是一个非常复杂的物理现象，它属于高温、高压、高速的非一元定常流，而且作用时间又非常短暂，所以，很难通过理论方法精确得到外弹道时期的弹丸起点位置和速度。

为了解决这个难题，人们想到了一个绕开火药燃气对弹丸的后效作用这个复杂的过程来解决这个问题的方案。这个解决方案是：一是设定外弹道的起点位置为身管的膛口位置，二是假定在火药燃气后效期内弹丸只受空气阻力和重力的作用，基于外弹道时期某一位置弹丸的速度，根据外弹道学理论逆向推算出弹丸在身管的膛口位置应具有的速度

，并把这个速度称为弹丸的初速。这样一来，外弹道的起点位置、弹丸速度、射角等都是确定的，以此来计算弹丸在外弹道时期的各个弹道参数。

需要注意的是，从速度的性质上讲，弹丸的膛口速度、最大速度都是客观存在的真实速度，而弹丸的初速是现实世界中不存在的虚拟速度。从速度的量值上讲，弹丸的初速大于弹丸的最大速度，弹丸的最大速度又大于弹丸的膛口速度。此外，这种处理问题的方法益处是不必纠结火药燃气后效期内多元的、复杂的物理问题，就像没有火药燃气后效期一样，弹丸一飞出身管膛口就进入只受空气阻力和重力作用的外弹道时期，使得复杂的问题简单化。

图4弹丸的初速

03初速的获取

弹丸的初速是一个虚拟速度，显然是不可能直接获得的。一般是通过测量距离武器身管膛口一定距离上某点的速度经过换算而求得。

测量时，首先在距待测量武器身管膛口的位置设置区截装置第1靶，在

的位置设置区截装置第2靶；其次测量弹丸飞行过规定长度

所需要的时间

，则可以计算出弹丸飞行过该弹道段的平均速度

（

），通常假定这个平均速度就相当于该弹道段中点

（

）处的瞬时实际速度；然后按照外弹道理论的速度修正公式

修正从身管膛口到两靶中点距离之间的空气阻力对速度的影响，从而得到实验的弹丸初速

，即

。

图5弹丸初速的测量

04总结

对于火炮、枪械来讲，弹丸初速是一个极为重要的战术技术指标，它关系到武器战术技术性能的优劣。弹丸初速不是膛口速度，也不是实际速度，而是身管膛口处的一个虚拟速度，它决定着弹丸外弹道飞行的弹道及远近。