船舷
冷兵器時(shí)代殺敵靠的是力量與利刃,其最高境界是“萬(wàn)軍叢中,取上將首級(jí)如探囊取物”。那么,熱兵器時(shí)代殺敵利器是什么呢?當(dāng)然是——
沖擊波是熱兵器時(shí)代所有武器奧秘的基本內(nèi)涵,大到原子彈,小到來(lái)復(fù)槍,概莫能外。
沖擊波本身并非物質(zhì)實(shí)體,它只是極其稀薄的一陣波峰,在分子間互相碰撞力量的驅(qū)動(dòng)下,以極快的速度像海嘯一樣穿過(guò)固體、液體和氣體。速度和力量,成就了它所向披靡的殺傷力。
法國(guó)科學(xué)天才帕斯卡爾早在約400年前就發(fā)現(xiàn)振蕩發(fā)聲的奧秘——所有沖擊波永遠(yuǎn)離不開(kāi)聲音。換句話說(shuō),沖擊波其實(shí)就是爆炸的副產(chǎn)品。所以,沖擊波的強(qiáng)度與爆炸的威力成正比。
雖然英國(guó)物理學(xué)家羅伯特·胡克早在300多年前便發(fā)現(xiàn)了沖擊波的光學(xué)奧秘,但世界上第一個(gè)親眼看見(jiàn)沖擊波的人,是19世紀(jì)中期的德國(guó)科學(xué)家?jiàn)W古斯特。特普勒。他在電火花的爆裂聲中,看見(jiàn)了空氣中球形的“波紋”。特普勒將這種觀察方法稱為“紋影觀察法”,也叫“施利倫法”。
現(xiàn)代高速電子攝像設(shè)備與一些傳統(tǒng)成像方法結(jié)合在一起,可在更為真實(shí)的環(huán)境條件下,拍攝爆炸發(fā)生和槍彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的沖擊波圖像。研究人員可以清楚地觀察到?jīng)_擊波的產(chǎn)生及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程,可以更好地揭示沖擊波透明世界里的光學(xué)奧秘。
一個(gè)多世紀(jì)前,人類就模糊意識(shí)到了沖擊波這一自然現(xiàn)象的存在。比如雷電轟鳴、槍炮發(fā)射、煙花爆響等,它們?cè)诎l(fā)出巨大的聲響之后,產(chǎn)生的并不僅僅是聲波,同時(shí)伴隨而來(lái)的還有威力巨大的沖擊波。雖然聲波和沖擊波都是壓力波,但它們并不是一回事。
任何物體振蕩,都會(huì)在空氣中產(chǎn)生聲波。以聲音的速度傳播叫作聲速,聲速與空氣溫度有關(guān),但是在“標(biāo)準(zhǔn)”的空氣中,聲速一般為每秒340米。而沖擊波卻是一種比聲音快得多的超聲波現(xiàn)象,沖擊波的力量和能量也比聲波強(qiáng)得多,它會(huì)引起周圍空氣里溫度、壓力和密度的劇烈波動(dòng)。例如,當(dāng)沖擊波通過(guò)人體吋,由于巨大的瞬間壓力差,會(huì)對(duì)人的身體造成極大的傷害。所以戰(zhàn)場(chǎng)上有近1/5的人,是被炮彈的沖擊波震死的。
戰(zhàn)爭(zhēng)中最典型的沖擊波現(xiàn)象就是“槍口風(fēng)暴”,發(fā)生在扣動(dòng)扳機(jī)后的幾秒鐘內(nèi)。子彈擊發(fā)后槍管內(nèi)部彈道無(wú)法觀察到?jīng)_擊波,只能在槍口處看到子彈驅(qū)動(dòng)的沖擊波。子彈沖出槍膛,火藥燃燒產(chǎn)生推進(jìn)氣體,從槍膛內(nèi)的高壓狀況下進(jìn)入空氣中,并急劇膨脹。這種快速膨脹推動(dòng)空氣,產(chǎn)生強(qiáng)烈的球狀沖擊波。子彈的有效射擊距離,主要由彈殼裝填的彈藥多少和槍管的長(zhǎng)短來(lái)決定。2017年在圍剿阿富汗IS武裝分子的戰(zhàn)斗中,一位加拿大軍人使用TAC-50狙擊槍,成功射殺了一名3540米外的IS武裝分子,創(chuàng)造世界遠(yuǎn)距離射殺之最。
毫無(wú)疑問(wèn),6500萬(wàn)年前撞上地球的小行星,1883年印度喀拉喀托火山爆發(fā),等等,這些災(zāi)難都產(chǎn)生了極其猛烈的沖擊波,但像這樣大規(guī)模的破壞性沖擊波還是千年萬(wàn)年一遇,非常罕見(jiàn)的。那由人類制造的最大沖擊波又有多大呢?
1961年10月30日,一架圖-95轟炸機(jī)攜帶一枚8噸重的RDS-220,也就是5000萬(wàn)噸級(jí)核當(dāng)量名為“沙皇”的超級(jí)核彈,飛向北極的新地島。抵達(dá)目的地后,飛機(jī)在1.5萬(wàn)米的高空投下核彈。為了在4000米處引爆并讓飛機(jī)獲得盡可能多的逃生時(shí)間,核彈被拴上了800千克重的巨型降落傘,但機(jī)組人員仍有50%的概率在此次任務(wù)中犧牲。
188秒后,5000萬(wàn)噸TNT當(dāng)量、相當(dāng)5800顆廣島原子彈的超級(jí)核彈“沙皇”在4000米高空轟然引爆,人類迎來(lái)了歷史上最高能武器爆炸的時(shí)刻。
“沙皇”在百萬(wàn)分之一秒內(nèi)釋放出巨大能量,瞬間把爆心加熱到上億攝氏度,比肩超新星爆發(fā)。爆炸產(chǎn)生了數(shù)萬(wàn)倍大氣壓的壓力,形成一個(gè)快速擴(kuò)張的火球,火球直徑在10秒內(nèi)擴(kuò)張至8千米。隨后形成的蘑菇云擊穿了地球大氣層的對(duì)流層頂和平流層頂,并且在10分鐘后達(dá)到最大高度67千米,相當(dāng)于7座珠穆朗瑪峰疊加的高度。
為什么要在4000米高空引爆“沙皇”?因?yàn)闆_擊波的威力與其高度密切相關(guān),在這個(gè)高度能實(shí)現(xiàn)沖擊波最大化,比在地面引爆形成的沖擊波要高出一倍多。