而依靠命中时的撞击起爆,结构上确实简单了,安全性和可靠性又没了保证。二战时日军就开发有7.7mm口径的高爆弹,结构类似撞击发火的燃烧弹,只是把弹尖的燃烧剂换成了以PETN为主要成分的炸药。结果在使用中炸毁自己枪管的事故时有发生,根源还是炸药对机械震动的感度不稳定,所以并不受欢迎。

弹链上的Mk211 Mod0,这绿帽子戴的……
随着技术的进步,尤其是炸药等军用火工品的质量和性能控制越来越稳定,设计理想的复合毁伤弹头终于有了可能。其中比较典型的,就是挪威Nammo A.S.设计的NM-140 Multipurpose,美军采用后定型为Mk211 Mod0,常按照设计公司的所在地被称为“罗福斯”(Raufoss)弹,弹尖色标为绿色弹尖加灰色环。这种弹头同时拥有穿甲、爆破、破片和引燃四重毁伤效果,可以对付各种轻装甲或者无装甲的载具,对轻型掩体的破坏效果也很不错,可以说是相当理想的泛用型弹头——笔者喜欢的也就是这一点。

Mk 211 Mod 0结构的一张老图,文字是笔者PS上去的,比原图增加了些数据
Mk211弹头的中心是一枚直径.27英寸的碳化钨侵彻体,215gr.的重量大约占了弹头全重(671gr./43.5g)的1/3,意味着总动能里有同样比例集中在这个细芯上。按使用M107 LRSR发射时889m/s的初速计算,穿甲弹芯部分有大约0.37g/mm^2的截面密度、145J/mm^2的断面比能和5493J的动能,不管哪一项对一枚7mm级别的侵彻体来说都是很漂亮的。按照Nammo自家产品目录上的数据,对均质装甲钢RHA的侵彻力是10.6mm@30°@1000m,这个角度指弹头入射方向与靶面垂直线的夹角。这个表现作为.50 BMG的穿甲弹来说不算出色,但也足够对付相当部分的轻装甲载具了。
固定钨芯的是一层软钢制成的钢套,这部分也可以说是整个弹头的主体。采用软钢是为了避免由于弹头整体硬度过高,在嵌入膛线时增大对枪管的磨损。同时,软钢套还在装药爆炸时产生大部分的有效破片,所以是很重要的多功能部件。软钢套外包的是一层传统的铜被甲,尾部用铅塞封闭,使弹头固定成一个整体。
被甲内的弹尖部分填充的是IM-136混合燃烧剂,主要成分是49%的高氯酸钾和49%的镁铝合金粉,剩下的2%应该是粘合剂和用于调整撞击发火敏感度的稳定剂。
在燃烧剂之后的爆破装药,按照笔者查到的资料是Comp A-4,也就是97%的RDX加3%的石蜡钝化。不过从后面会说到的起爆性能表现看,笔者认为应该不是标准的Comp A-4,而是添加了其它成分精确调整过机械感度的特殊配方。
最后夹在钢套与钨芯之间的是少量锆粉。锆粉在军用弹药中常利用其容易点燃、燃烧时间长、引燃效果好的特点作为穿甲燃烧弹和多用途破甲弹的组分,在击穿装甲后随弹头进入载具内部,提供更大范围和更长时间的引燃效果。

美国陆军几种精确步枪的精度和交战距离对比,.50 BMG的M107 LRSR虽然精度是最差的,但交战距离却是最远的,当然能有效攻击的目标种类也多得多
对这种结构复杂的弹头来说,要保持弹头尺寸、重量和重心位置的一致性是比较困难的事情,这也是为啥一些极端追求高精度的子弹会干脆用一整根实心铜棒精密切削成形。而Nammo的高杆之处在于居然把这种复杂弹头的精度表现做的还不错。还是按照Nammo产品目录里的数据,NM140弹按精度表现分为比赛级的Grade A和适合机枪使用精度稍差的Grade B。在550m距离上,Grade A的散布不超过1.5MOA。而Grade B只给出了标准偏差SD<200mm,按子弹的散布符合正态散布来算,70%射弹的散布圆直径大约是400mm,95%散布圆则要有大约800mm。考虑到这种弹头的主要用途是打击轻型载具和掩体之类的,Grade A给大口径狙击步枪使用的话精度算是很优秀的了。实际上美军在M107 LRSR上也确实大量使用此种子弹,很受欢迎。
在击中装甲厚度较大的硬目标时,碳化钨弹芯会单独前冲穿过前面的炸药和燃烧剂部分完成侵彻,而炸药和燃烧剂会在装甲外起爆,意味着大部分燃烧和破片效果都被隔在了装甲外。但是部分被引燃锆粉会在钨芯侵彻的过程中被“吸入”,所以除了侵彻体残余部分和装甲碎片的动能以外,依然有一定的引燃效果。

Mk211击穿硬目标起爆后四散的燃烧颗粒和前喷的燃烧剂火焰,这分明是波动拳啊喂!
如果击中的是飞机蒙皮和非装甲车辆外壳等较薄的材质,那么击穿过程中的机械撞击就会引燃弹尖的燃烧剂,并进一步引爆其后的爆破装药,燃烧效果足够引燃JP4和JP8燃油(类似柴油的高燃点燃油)。不过在爆炸前有一定的延迟,也就是说弹头要在射入目标内部至少25cm以后才会起爆,以保证把燃烧和破片效果都释放在目标内部,造成最大限度的毁伤。Mk211的弹头对2mm厚度的硬铝射击时,着角在0°~85°之间时都能侵彻并起爆,而如果着角在45°~85°之间,那么1mm厚的硬铝就足以引爆了。所以弹头的起爆要求实际上是相当低的,一般的军用载具都能达标。(啥,乃说弄一辆侧门能被烟花击穿的国产车试试?这个……估计会直穿而过吧……两面……)

Mk211的破片效果测试,密密麻麻的黑线穿过的就是靶板上被破片打出来的穿孔。靶板是三层2mm厚的硬铝间隔40cm
Mk211的爆破装药起爆后会产生大约40片破片,以40°~45°锥角向前飞散。破片的速度与弹头的存速关系很大,一般是比命中时的存速高10%~15%,所以可以认为那仅有0.84g的高性能炸药也仅仅是将弹体撕裂成碎片而已,并没有给破片提供多少能量。这些破片中的大约20片有足够的动能击穿1.25mm低碳钢板,可以视为有效破片。其它较小的虽然侵彻力较差,但也可以对路径上的无防护目标造成一定的损伤。所以可以认为Mk211的破片效果类似一发散布很大的霰弹,对命中点之后数米内的有生目标都会造成严重威胁——不一定足以致死,但受伤是跑不掉的。
