【为大忙人准备的基础知识课】关于停止作用

全文引自维姬,本帖专为见不到维姬的苦逼孩子和懒得见维姬的熊孩子准备。本人仅对自己的翻译准确性负责,并不代表本人赞同文中观点。文中观点仅供基础知识补习及有兴趣的读者参考,如需用于实际,还请咨询专业人士。

文中所配图片来自


MEDIAGUN DATABASE


维姬

部分未注明出处的图片系本人使用画图工具绘制。

内容:
停止作用简述······2L
停止作用理论的历史···3L
停止作用的原理·····4L
停止作用的一些理论···5L

以上,声明完毕。二楼起正文。希望各位不要插楼,请善用楼中楼功能进行补充与讨论,贴完后就随意吧……

楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 01:42:00 +0800 CST  
停止作用(Stopping power)

所谓停止作用,是用来衡量一件火器或者其他武器对一个目标(人或动物)造成穿入体内的弹道伤害足以令其丧失抵抗能力的指标。停止作用与致命性不同,仅与武器使目标丧失抵抗能力的快慢有关,与是否最终令目标丧命无关。关于停止作用有不少概念,比如“能量转移(energy transfer)”和“流体静力休克(hydrostatic shock)”等,不过关于这些概念在停止作用中的重要程度还有不少争论。

停止作用要联系到弹头的物理性质以及弹头对目标的作用,不过整个过程相当复杂,不好研究。一些批评认为“一枪立仆”的重要性被过于夸大了,因为大多数驳火绝非“打一枪然后看看倒没倒”的情况。

停止作用的“停止”通常并不是由弹头命中时的冲击造成的(尤其是手枪与步枪弹),而是由子弹的杀伤效应造成的,最为典型的就是大量失血,以及随之而来的血压骤降。更多的瞬时杀伤效应可归结为弹头损害了部分中枢神经系统,例如脊椎或大脑。随着停止作用学说的提出,人们发展出了莫桑比克射击法[注1],希望能够增大将目标瞬时瘫痪的概率。

注1:莫桑比克射击法的核心在于,向目标的躯干快速射出两枪(double tap to the torso),再仔细瞄准向目标的头补上一枪(a carefully aimed shot to the head)。不过显然,在子弹横飞的环境下,鲜少有人能够往脑袋补上那第三枪,因此大多数人都会选择继续向目标的身上啪啪啪……

一件高停止力的武器(A manstopper,不知道译为“阻挡者”是否合适),是指任意火器以及适用于该火器的弹药组合,要求能够可靠地瘫痪目标,或者换个说法,能令人类目标立刻“停止”。例如.45口径柯尔特自动手枪弹(.45ACP)和.357口径马格南转轮手枪弹,这都是公认的高停止力弹药。历史上,有一种弹药也获得了“阻挡者”的别名。这种弹药的正式称呼为Mk III弹药,在20世纪早期配用于英制威布利.445口径军用转轮手枪。该弹药使用220格令(14克)的圆柱形弹头,在弹头前后两端均有半球形凹陷。前面的凹陷在命中目标时产生空尖效应,而尾端的凹陷则能令弹头更好地紧贴枪管。该弹药于1898年用于对付土著,但很快由于《海牙公约》(1899年的海牙第三宣言《禁止使用在人体内易于膨胀或变形的投射物,如外壳坚硬而未全部包住弹心或外壳上刻有裂纹的子弹的宣言》)导致Mk III弹药不再作为军用弹药,最终英国只得重新起用Mk II弹药。

一些运动枪械也获得了“阻挡者”或“阻挡者之铳”的别名。这些凶残武器经常用于大型动物狩猎者或他们的向导,用以击倒突然冲来的大型生物,比如说水牛大象之类的。

(《海牙公约》的一些相关条款详见这里:http://tieba.baidu.com/p/1870971575)

楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 01:43:00 +0800 CST  
“停止作用”概念的历史

停止作用这个概念呢是在19世纪的殖民军队与当地土著的战争中提出来的(比如说美帝在菲律宾,还有英国佬在新西兰)。当时殖民者发现自己的手枪挡不住土著的板载冲锋,由此催生了更大口径的手枪(比如使用.45口径柯尔特长弹的Colt SAA或使用.45口径柯尔特自动手枪弹的M1911,见图例1、2),目标是做到一枪放倒。

(Colt SAA,即柯尔特单动军用手枪,图片来自MEDIAGUN DATABASE)

(M1911,图片来自MEDIAGUN DATABASE)

然后就是喜闻乐见的义和团。在廊坊的一次战斗中,手持大刀长矛的义和团战士面对架着枪炮的英美鬼畜发起了板载冲锋,某英军士兵连续击中一名义和团战士4枪才令其倒下,一名美军上尉鲍曼·麦卡拉报告称步枪单发射击还不够,需要多发步枪弹才能撂倒一名义和团战士。对付义和团只有机关枪才是最管用的。

英军则在印度的西北边境以及在苏丹(参见温斯顿·丘吉尔所著《The River War》一书)与当地土著的交战中用上了扩张性弹头。因为扩张性弹头打没护甲的目标实在很好很强大,所以后来英国在1899年的海牙和平会议上投票反对禁用扩张弹头。不过《海牙第三宣言》虽然声明禁止使用扩张性弹头,不过宣言的效力仅止于缔约国之间的战争,在殖民地战争中应该还是可以照用不误的。

楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 01:46:00 +0800 CST  
弹头在体内的力学效应
一颗弹头会摧毁或损伤其所经之处的任何组织,打出一个创伤通道。同时,弹头也会拉扯附近组织并随着穿透组织而令组织变形。这两个效应分别是造成永久空腔与瞬时空腔的典型情况。如这两种空腔的名称所述,永久空腔就是指弹头在体内穿透组织打出的创道,而瞬时空腔则是由于弹头穿透组织造成的组织暂时移位,通常可达到弹头直径的数倍之多。不过这种空腔的形成与所谓液体中的空穴现象无关。
永久空腔与瞬时空腔的程度与弹头的质量、直径、材料、(结构)设计以及速度都有关系。这是因为弹头并非切开组织,而是撞碎挡在前面的组织。如果弹头具有一个半球形的前端(a half diameter ogive,详见图例3),并以硬质铜合金支撑,这枚弹头将只会挤碎弹头正前方的组织。这种弹头(例如单一材质的步枪弹头)的目的是为了造成更大的瞬时空腔,因为随着弹头穿过组织,就会打出一条深而窄的创道。如果弹头做成带空尖的尖头,并有软铅弹芯外包裹一层薄被甲的结构(图例3),那么弹头不仅会挤碎前方组织,还会随着弹头扩张挤碎旁边的组织。由于弹头扩张消耗弹头动能,因此弹头速度损失更快。这种弹头(例如空尖手枪弹)的目的是为了造成更大的永久空腔,因为随着弹头穿过组织并变形,就会打出一条短而宽的创道。
根据针对的不同类型目标,弹头的结构多种多样,击中目标后的变化也各不相同。弹头可以根据击中目标后的变化作如下分类:击中后不扩张、高速下击中后扩张、击中后扩张、在较广的速度范围内均能扩张、低速下击中后扩张、击中后翻滚、击中后破碎。
为了控制子弹的扩张效果,弹尖外形与材料都是设计重点。弹尖外形可分为平头、圆头和尖头几种;空尖的造型可以是大直径浅深度的坑状,也可以是一个小直径的深孔,也可以是单纯截去尖头。制造弹头的材料有:纯铅;硬度增强的铅合金;铜镍锌合金制造的弹头质量较轻,可以提高速度;青铜合金配上钨钢弹芯则可以增加弹头质量。
一些弹头的制造方法是为铅芯包上一层被甲以改善弹头的存速性能,命中后造成更大更深的创道。一些弹头则会限制自身扩张以增加穿深。也有些弹头有双弹芯以提高穿甲性能。
用于狩猎大型动物的弹头通常需要达到11.63mm(.458口径)乃至更大才能算是有足够高的停止作用,其中就包括12号霰弹枪独头弹。这类弹头一般都有全金属被甲与钨钢弹芯,可以在近距离高速击中目标。这类弹药的设计目的是在击中后穿透大型动物的整个躯体时把动能传递给周围组织乃至致命器官。
对付人类目标具有足够停止作用的弹头一般是直径大于.357口径并有空尖构造的大型手枪弹。诸如格拉瑟安全弹头(见图例4)的破碎型弹药被设计为击中目标之后碎裂成细小破片,对目标造成更多创伤的同时不致因为跳弹或过穿透造成不必要的伤害。但破碎型弹药在实际使用中显得穿深过浅,难以对关键器官造成致命破坏。

图例4,来自维姬,这就是所谓Glaser Safety Slug了,顶端有一个球形的聚合物风帽,弹头中空,内填细小金属球

创伤效应
人或动物中弹后是否丧失抵抗能力(“停止”),取决于一大堆因素,包括物理因素、生理因素以及精神因素。
物理性创伤
永久空腔和瞬时空腔造成的影响在生物学上是有很大不同的。永久空腔的效果相当明显,一枪击穿心脏将使心脏丧失供血能力并大量失血,最终使心脏停跳。在肝脏或肺上开这么一个洞也会造成出血,如果是击中肺部还会损害摄取氧气的能力;不过这些显然都比直接命中心脏要慢得多。在大脑轰一个洞会立刻使目标昏迷不醒并有很大机率死亡。在脊椎上击穿一个洞会立刻阻断神经信号向局部或整个躯体的传递,令目标瘫痪,很多这样的例子显示这同样会致死(胸椎或颈椎中弹使得通往心或肺的神经信号遭阻断)。反过来,如果只是手臂或者腿上中了一枪,子弹仅仅穿过肌肉,这一枪会造成剧痛但不大可能致死,除非严重损伤了大血管。


楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 02:42:00 +0800 CST  
瞬时空腔的影响则并不太好理解,因为鲜活的例子实在是少。对于子弹造成的瞬时空腔一般是基于弹道胶实验来进行的,在实验中瞬时空腔会造成弹道胶内部发生放射状的撕裂。虽然瞬时空腔对弹道胶的效果是很明显,但实际上动物组织会比弹道胶更有弹性。在大多数例子中,瞬时空腔不过是对附近的组织造成些擦伤罢了。一些个例显示神经末梢会被瞬时空腔损伤,造成震晕效果,不过并未得到验证。不过有一类特例显示了瞬时空腔对脊椎的强烈作用。这类特例中,瞬时空腔对脊椎造成钝伤,将会切断或损伤脊髓,令目标倒地、昏迷乃至瘫痪。一个著名的例子,在1986年的迈阿密枪战[注2]中,探员戈登·麦克尼尔的颈部被迈克尔·普拉特打出的一枚高速.223子弹击中,虽然子弹并未直击颈椎,伤势也并非致命伤,但瞬时空腔造成的震伤还是令探员麦克尼尔瘫痪达数小时。

注2:迈阿密枪战,1986年4月11日,两名武装悍匪迈克尔·普拉特、威廉·马提克斯与监视他们的FBI搜查小组发生激烈枪战。两人以卡宾枪与霰弹枪暴力抗法,FBI则以手枪、霰弹枪应战。约5分钟激烈交火后,FBI击毙了两名悍匪,但自身也付出了两名探员殉职,五名探员负伤的惨痛代价。事后的法医解剖显示,两名犯人中的迈克尔·普拉特在交火中曾被9毫米派弹击中胸部,但子弹在命中右上臂,穿透右肺后没能够击中心脏,使得犯人得以继续持卡宾枪射击。FBI由此对9毫米派弹的威力抱有不信任感,这也成为FBI开始采用10mm自动手枪弹以及.40S&W弹的契机。

如果力量足够大,瞬时空腔同样能造成组织撕裂。肌肉的拉伸强度大致在1到4兆帕之间,如果瞬时空腔带来的压力比这要小的话,一般不会有太大撕裂伤。弹道胶这类材料的拉伸强度要比肌肉低得多,因此呈现出来的中弹效果要更凶残。以典型的手枪弹飞行速度(300米/秒到400米/秒)来看,弹头制造出的瞬时空腔带来的压力比1兆帕要小得多,因此难以对未直接接触的组织造成显著伤害。
全被甲,铅芯未外露的步枪弹击中一根较大骨头(例如股骨,也就是大腿骨)时,能将其全部动能传递给周围组织,造成细胞被毁,伤口也烂的一塌糊涂。被击中的骨头通常会在命中点出碎裂。
高速的碎片同样可以增加瞬时空腔的效果。从弹头上脱落的碎片会在主创道周围造成许多更小的永久空腔,弹头的主要部分接下来就会一路撕扯组织造成可怖的伤口。

神经性创伤
令一个人或一只动物立刻丧失抵抗能力的唯一手段,是破坏其中枢神经系统以致其瘫痪、意识不明乃至死亡。弹头可以通过直接或非直接作用来实现这一点。如果弹头对大脑或脊髓造成了显著损伤,会导致立刻陷入瘫痪或失去意识。不过,这些目标相对来说太小而且往往处在运动状态,使得这些点即使在最佳情况下也难以击中。
弹头可以通过破坏心血管系统来非直接地妨碍中枢神经系统,由于没有足够的氧气,因此会因脑缺氧造成意识不明。可以通过破坏大血管或输送血液的心脏,要么破坏肺或者气管也可以有同样效果。如果通往大脑的血流被完全切断,人类仍然可以通过留在大脑里的含氧血液实现10到15秒的有自主意识行动,不过很快就会因为失去意识而丧失活动能力。只有一枚子弹直接伤害或妨碍中枢神经系统,才能令人或动物因生理伤害立刻完全丧失反抗能力。。不过,弹头也可以通过造成一些伤残来妨碍特定行动(膝盖中箭就不能走了),同时对多数人来说,这样的剧烈疼痛也会暂时令人昏迷。


精神性创伤
精神冲击、恐惧,以及惊吓能致人晕倒、投降或逃跑,对射人者和被射者都是这样。有不少例子提到,即便子弹只是打中并不致命的地方,甚至干脆就没打中,还是有人会当场晕倒。再者,枪口的爆音和闪光也会造成方向感丧失、眩目、震晕等效应。闪光震撼弹以及其他非致命的“分散注意力的装置”相对更依赖这些效应。
疼痛则是另一个精神性创伤的要素,足以阻止一个人继续其行动。
瞬时空腔能够通过对组织的压迫造成钝伤,来强化子弹的精神冲击。当有瞬时空腔产生时,疼痛感会更为剧烈,也会成为精神上丧失抵抗能力的一个因素。
不过,如果一个人非常愤怒,非常坚定,或者磕了非常多的药,那么这个人就有可能摆脱中枪带来的精神影响。因此,精神因素不像前面说的生理学因素那样可靠。动物在中弹受伤后尽管被巨大响声与伤口疼痛吓到,但不大可能因为受惊吓而晕倒或投降,因此精神效应对非人类目标基本上不那么管用。

穿透
根据马丁·费克勒博士与国际创伤弹道协会(IWBA)的研究,在组织穿深模拟中达到12.5~14英寸(318~356毫米)的弹头是适合用于对人防御用的。他们认为,穿深是挑选子弹时最重要的因素之一。弹头穿深过浅过深都不合适。FBI的穿深标准与之类似,在12~18英寸(305~457毫米)。
穿深12.5~14英寸(318~356毫米)看来似乎很凶残,但要是一颗弹头只打出一个窄孔,随着弹头进得越深,速度损失越严重,弹头在最后两三英寸里只破坏了很小一部分的组织(形成一个“冰锥”状的伤口),只有9.5~12英寸长创道是范围够大的有效穿透。同样,皮肤的弹性与强度足以使一枚子弹不穿出体外,即便弹头击中皮肤时速度相对较高。对于扩张弹头来说,要达到250英尺每秒(76米每秒)才能有一半机率打穿皮肤。
IWBA与FBI提出的穿深标准是为了确保从大多数角度打进去的子弹都能够得着某个致命器官,同时能有足够的速度来在组织中开一个大直径的洞。举个极端的例子,如果一发子弹先命中手臂再穿出来,然后才命中躯干。如果子弹穿深过低,很可能半路就卡在手臂里了,穿深更高的子弹才有机会打进躯干,命中致命器官。

过穿透
过穿透是指子弹打进体内后再从另一侧穿出来,有对周围物件或他人造成伤害的潜在危险。

楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 02:42:00 +0800 CST  
一些关于停止作用的理论

能量转移
能量转移学说认为,传递给目标的能量越多,毁伤效应越大。
动能是有关于质量和速度平方的一个函数(动能=1/2×质量×速度^2)。通常说来,可以视为射手通过射弹来传递一定量的能量给目标。像步枪弹、高速的手枪弹和霰弹枪独头弹等等常常会过穿透。普通手枪弹和霰弹则常常穿透不足。一些速度太低的射弹或者鸟弹可能就干脆打不进去。上述这些因素都会影响能量转移。
过穿透在动能上不利于提高停止作用,这是因为子弹直接穿透目标,并未将全部能量传给目标。不过这一点虽然造成对组织伤害不足,却由于开了一个出口导致出血量上升,因此目标的血压下降速度会加快。
穿透不足对提高停止作用也有不利,虽然射弹的动能都传递给了目标,但射弹并未达到足够制造一个致命伤口的深度。同时,关键器官可能未受损伤,因此只能造成组织的有限损伤,血液流失,有可能造成血压下降。
未穿透射弹大概只能打出擦伤、碰撞伤等钝伤。虽然可能造成内伤,不过不致使目标停下来。一个典型例子就是所谓的豆袋弹了。

流体静力冲击
流体静力冲击是一个终端弹道学的学说,提出杀伤效应是由穿透目标组织的冲击造成的。高速子弹穿过水果时流体静力冲击会让水果直接炸掉,这个学说认为,如果胸腔被大多数的步枪弹或一些高速手枪弹打中,冲击波会导致大脑受损。

击退
击退的想法来自对能量传递学说的简化,认为子弹口径足够大并有足够速度能够把所有能量传递到目标上时,会有足够的力量将目标向后“推”。这个想法最早出现在美国入侵菲律宾期间,以及英国涉足加勒比海期间,当时前线士兵报告.38口径手枪没法击倒板载冲锋的土著战士,因此有了.45LC和.45ACP以及.455Webley等弹药,还有发射这些弹药的枪械。选用大口径弹药主要是因为大洞学说(洞越大喷血越凶),不过归根结底是从轻小而穿深大的弹头向更大更重的“阻止者”弹头的转化。
由于在电视电影等大众传媒上的宣传,一些初学者和门外汉经常会提到一些“停止作用真尼玛凶残”的大口径弹药,比如说.44马格南,事实上不少手枪和大多数自卫武器的击退效果很大程度上是个谣言。家喻户晓的强力弹药,.45ACP弹的动量大致等于把1磅重(0.45千克)的东西从11.4英尺(3.5米)高的地方掉下去这样。这点动量显然不足以抵消一个目标向前奔跑的动量。再加上,弹头之所以设计为穿透用途而非造成钝伤,是因为穿透造成的伤害更为严重。如果一枚子弹足以把哪个高喊德玛西亚冲上来的家伙打得向后飞去,这等高速的子弹早该直接穿透身体了,根本不会把全部动能传递给那个中枪的苦逼。
但是“击退”现象事实上在实际中常常出现,这一点可以通过生理学与心理学来解释。人类遭到物理上的打击时,比如说吃了一拳或者吃了一发子弹,会倾向于顺着冲击的方向运动一段来减轻冲击。而从心理学上来看,会下意识地向后运动以退出攻击范围。尽管从生理上来说继续冲上去没问题,但事实上还是会被一颗子弹打回去。
尽管击退用手枪弹没法实现,不过若是打出一颗质量够大的弹头还是做得到的,比如说用霰弹枪打一发橡胶弹或豆袋弹啥的。这类子弹从设计之初就是为了来一发钝击,因此不会穿透,可以有足够的动量来影响人的向前运动。
但是总而言之,不论何种情况,根据动量守恒,由于子弹飞行损失一定动量,因此枪的后座动量会比子弹的打击动量要大;如果弹头穿透目标,就无法将自身的全部动量都传递给目标。

一枪立仆
这个学说是由伊文·P·马歇尔推广开来的,根据是对射击实例的统计分析。这种学说倾向于一种衡量方式,而非实际理论,但有很多盲信和误用的情况。这种学说是通过统计某种厂装弹在历史上的“一枪立仆”率来估测出这种弹药的“一枪立仆”率。举个例子,对十个目标完成10次躯干射击,其中有8次一枪就令目标丧失反抗能力,那么就说这里的“一枪立仆”率为80%。
有些人反驳说这种学说忽视了任何可能的固有选择偏见。可以做一个假设,根据某项研究,高速的9毫米空尖弹有最高的一枪立仆率,于是9毫米空尖弹装备了全国条子,其中有不少训练有素的条子都在实际作战中打出了漂亮的一枪立仆,这里的命中率因素会严重影响统计的精度。不过,马歇尔的统计数据库是有对司法机关、平民、凶犯的射击数据进行分类统计的。
批评者同样认为,在一枪立仆的情况下,子弹打中哪里很重要,但该统计方法仅考虑打一枪,而且不管打到肺还是打到胃都算击中躯干,怎么看都不太科学。

大洞学派
大洞学派比前几个都好理解,就是开的洞越大喷的血越多,这样一来一枪立仆的概率也更高。根据这个理论,子弹要是没能完全穿透,就没法喷更多的血。该理论的支持者举出.40S&W弹为例,说这玩意不像.45那样小便弹道,停止作用又秒杀9毫米派弹。
这个理论的核心是建立在手枪创伤的永久空腔要素上的,洞越大伤害的组织就越多。但更关键的在于穿深,因为就算子弹再大,穿不进去就没法打到重要器官,还不如用一枚打得够深的小口径子弹,在关键的地方开几个大喷血的小洞。也就是说,要么用更大、更慢的非扩张型弹头打,要么用小一些、快一些的扩张型弹头打。



楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 04:34:00 +0800 CST  
停止作用的认识误区纠正
1.人停,非弹停。认为是弹停的人很可能是受到能量转移学说的观点影响,认为弹头的动能完全释放在体内威力更大,不过不要忽视一枪两洞大喷血造成的巨大伤害,同时不管是能量转移学说还是大洞学派其根本都是用来把活人放倒的。
2.停止作用≠致命性。停止作用只管把人放倒,只管让被放倒的人丧失抵抗能力,死没死另算。
3.威力先看弹再看枪。相信12号橡胶弹和12号独头弹之间的威力差别是个人都能看出来。
4.迎面中枪会往后倒。这主要是中枪的自己向后倒了,不是子弹的功劳。
5.膨胀性弹药并没有那么可怕。虽然伤口一片血肉模糊也痛的半死,但幸好这不是一颗高穿透力的全被甲弹。
6.一枪立仆只是一个统计数据。并不能说明实际开火的时候就有多大机率一枪一个。
7.僵尸被枪击中很可能不会向后倒。如果有僵尸的话。

楼主 monochromelody  发布于 2012-09-21 05:02:00 +0800 CST  

楼主:monochromelody

字数:2714

发表时间:2012-09-21 09:42:00 +0800 CST

更新时间:2021-03-09 21:00:26 +0800 CST

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