来历 | 把科学带回家(ID:steamforkids)
在电影里咱们常常能够正常的看到,为了逃避子弹,男女主跳入水中的场景。实际上子弹不能在水里飞好久,这是水的物理性质决议的。水的密度远远大于空气(800倍),它们就如同一面减速墙相同,挡住了子弹。
因为十分必定这一点,挪威物理学家 Andreas Wahl 曾为挪威的科普节目 NRK Viten 拍照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。他长途拉动绳子扣动板机后,子弹向他射来。可是,子弹帅不过3秒,没射多远就掉在了泳池底部。
其实,一般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米左右的旅程。
可是问题来了,鱼雷等水下兵器为什么不会像子弹那样飞不远呢?
鱼雷比子弹大得多,它们遭到的阻力天然也更大。可是,一般的鱼雷能在水下跋涉,并打中方针,是因为它们自带动力系统。
可是还有一类鱼雷,则是使用了超空泡(supercavitation)的原理。
简略来说,超空泡减阻技能便是在物体四周包裹上一层气泡,这样它们在水下运动时,还认为自己还在空气里运动,就不会因为水的阻力而发作较大的减速。
那么,怎样才能发作气泡呢?
这要从高速旋转物体在水下发作的小气泡说起了。当物体高速运动时,邻近液体的压强也会发作巨大的改变,液体的压强小于水的蒸气压时,就会发作空穴现象(cavitation)。比方,轮船的螺旋桨在高速工作时四周就会发作小气泡,它们便是空穴构成的水蒸汽。
空穴现象
@wikipedia
超空泡技能使用的便是空穴发作的气泡。超空泡技能最要害的当地在于物体头部的形状:它们要做成扁平状,还要有一圈尖利的边际,气泡便是在这个扁鼻子后方经过空穴效应构成的。
超空泡技能使用空穴发作气泡
@UNIVERSITY OF MINNESOTA
超空泡技能能够使运动体在水中的阻力下降90%。俄罗斯早在20世纪70年代现已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能的研制。
俄罗斯造的暴风超空泡鱼雷(VA-111 Shkval)
@wikipedia
不过,以往只要鱼雷等兵器使用了超空泡减阻技能,还没有人在子弹上尝试过。
可是,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兵器制作商 DSG Technologies 协作研制了2种新式子弹,它们使用超空泡减阻的原理,能在水下以更大的速度穿行更长间隔。
这些子弹叫做CAV-X和XMP。CAV-X的头部是钨制作的(钨有较高的拉伸强度,比较耐拉伸),一起,这些子弹的几许形状能让它在穿越液体时制作出空穴气泡,这种气泡能够有用减弱水的阻力。本年,美军特种部队现已在测验这种子弹了。
在官网上,DSG 也发布了他们在北卡罗来纳州测验CAV-X子弹的现场实录。咱们一块儿来看看这种子弹的威力吧。
先来看看试验资料。
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相似,实际上它被创造的意图就为了仿照人体和动物的肌肉组织,用它们来测验兵器就能够模仿和预算兵器对人体的损伤。FBI 便是用弹道凝胶进行测验的。
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米的间隔,打穿了10块胶状砖体。
也便是说,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。
有人或许要说,4米也不是很远啊。那么来比照一下,一般子弹能走多远吧。
看,一般子弹在弹道凝胶里只能走0.5米,只要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跋涉间隔现已打破了世界纪录。
当然,因为使用了超空泡减阻技能,CAV-X子弹不仅能穿越4米的弹道凝胶,还能够在水中轻松穿越5米以上的间隔。
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——
从空气入水后跋涉了4.7米,再打中方针——
45度角打穿轿车挡风玻璃,然后射爆气球——
最终再来围观一下CAV-X贯穿4块弹道凝胶——
DSG 表明,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 表明,这种子弹的首要方针是潜艇。未来作战部队有望从直升飞机上冲击潜艇。
所以,现在电影里的男女首要怎样躲子弹呢?看来只能就地拉一坨防身了,究竟对错牛顿流体*,能够拖住子弹!
* 早有研讨者研讨过,人类的新鲜便便还有下水道污泥具有非牛顿流体的性质。
非牛顿流体的奇特性质
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