本文目录
- 高射炮对空射击，炮弹会落回地面引起爆炸吗
- 把一支步枪朝天上打，子弹可以飞多高落回地面
- 如果人在正处于飞行的飞机中原地跳起再落下，会落回原地吗
高射炮对空射击，炮弹会落回地面引起爆炸吗
有这样的可能，但是概率很小，因为高射炮的炮弹即使没有击中目标，基本上也是在空中的时候就爆了，并不会等到落地后才爆炸，为什么？因为高炮炮弹都具备延时自毁的功能。具体的下面会详细介绍，在这之前，我们先从高炮炮弹常用的两种引信类型讲起，这两种常见的引信类型就是：时间引信和触发引信（碰炸引信）。首先，我们先来看结构上相对更加简单的触发引信，这种引信通常在小口径炮弹上用的比较多。如果再细分的话，触发引信又还可以分好几种，比如擦炸引信、延时擦炸引信以及瞬发引信等，甚至根据引信位置的不同，还有弹尾起爆和弹头起爆这两种类型的。它们的不同点在于发火的速度不一样，比如瞬发引信的发火起爆速度最快，基本上是一撞就炸，而延时擦炸引信的发火时间就相对较长，可以在击穿目标后进入到目标内部再引爆弹头。但是，这些引信的共同点却都是一样的，即：必须和目标接触后才能引爆弹头。所以，问题就来了，万一这些使用触发引信的对空炮弹没有击中目标怎么办？这种情况下引信就不会被击发，那是不是就意味着炮弹会落地后才爆炸？并不会，我们来看下图：▲触发/碰炸型引信结构原理简图
上图中的就是一个触发型引信的结构简图，从图中我们可以看到，里面有个叫做“延期解除保险药柱”的结构，那么这个结构的作用是什么呢？就是当炮弹没有击中目标、引信无法正常发火时，由这个延时保险药柱对雷管进行点燃，从而迫使炮弹在空中起爆自毁。因为这个延时药柱在炮弹被击发的同时，就会被点燃了。因此，对于使用触发型引信的炮弹来说，两种起爆方式都考虑到了，第一种：炮弹成功击中目标，那么此时引信就会被正常击发，击针撞击雷管引爆弹头；第二种：炮弹没有击中目标，此时就由延时药柱来点燃雷管对弹头进行引爆。所以，无论是哪种情况，对空的高炮炮弹都不会落地后再爆炸。说完触发型引信，我们继续来看使用时间引信的炮弹。
▲炮弹空炸后的产生的黑烟
时间引信在结构上相对触发引信更加复杂，所以时间引信的尺寸一般更大，常用在中大口径高炮炮弹上。而使用了时间引信的炮弹，是可以不要求直接命中目标的，只需要在目标的附近爆炸，利用爆炸产生的破片来达到对目标的毁伤效果，比如上图所示，图中的那些“黑烟团”，就是高炮炮弹在目标附近爆炸后产生的。也就是说，对于使用了时间引信的炮弹来说，都是在一定的时间后就会在空中自爆的，并不用考虑有没有击中目标。因此，也就不存在“炮弹没有击中目标后，落地爆炸”这样的结果了。而时间引信的种类也有很多，区别就在于它们的计时装置不同，比如最早的是药盘式延时引信，接着是机械延时引信、化学延时引信，以及后面更加先进的射流延时引信和电子延时引信等。这里我们要简单介绍的是机械式时间引信和药盘式时间引信。
▲“泰尔机制”时间引信（1936年）
先来看机械式时间引信，如上图所示，其实机械时间引信我们可以直接把它理解成是一个“时钟”，因为它里面就是一个机械式的钟表计时结构，而我们平时使用的时钟是可以自己设置时间的，这个机械时间引信也一样，通过调制刻度时间，设置一个“闹铃”（即引信的解锁起爆信号），那么这个炮弹就会在设定的时间节点上被引爆。而下图中左边的那个，就是一个机械钟表结构的时间引信内部实物示意图，它是美国在上个时间60年代开始生产的M564延时引信 ，其中内部的计时结构由汉密尔顿钟表公司负责制造，当时的单价成本是15.5美元左右，后续生产的型号为T197E2，该引信拥有2~100秒的延时时间可供设定，可用于203毫米、155毫米以及105毫米等口径的炮弹上面。
▲M564型延时引信（左）
最后要说的，就是药盘式延时引信了。我们先来看下图一中的那个引信结构示意简图，从图中来看，它有上下两个环形的药盘，药盘里面装的就是用来计时的压制火药，那么工作原理是怎样的呢？首先，我们先来看图中的1和5这两个结构，它们就是用来给上药盘点火的，而这个点火的位置不同，那么就会导致上药盘通过“a传火孔”引燃下药盘的时间不同，从而继续导致下药盘引燃“6传火槽”的时间也不同，最终，炮弹被引爆的时间也就不同了。这么说吧，从药盘的头部开始点燃，那么引信的延时时间就长，反之，从药盘的中部或者尾部点燃，那么引信的延时时间就短，大概就是这么个意思。而下面图二，就是引信外面的时间刻度盘，通过这个刻度盘，就可以对药盘的点火位置，即延时时间进行设定。
▲图一：早期的药盘式延时引信原理简图
▲图二：时间刻度盘
因此，说到这里，有关高炮炮弹的相关内容就介绍完了，我们可以知道，不管是触发引信还是时间引信，即使没有击中目标，都会在空中就会起爆自毁，而不会等到落地后再被引爆，除非是里面的延时保险装置出了故障，否则是不会出现这种情况的，概率小到可以忽略不计。
把一支步枪朝天上打，子弹可以飞多高落回地面
这个问题还是有点意思，不同的枪其子弹出膛速度不一样，子弹在上升的过程中，会受到重力和空气阻力的影响，速度会逐渐下降，最终在速度等于零的时刻达到最高点，随即从最高点自由落体重新回到地面，在子弹上升过程中，除了所受到的重力之外还受到其他较为复杂的力，步枪子弹在上升过程中收迎面的空气摩擦和子弹尾部的激波阻力为主，子弹越往高处飞，其所受的横风阻力也越大，其次，子弹出膛时由于旋转还会受到马格努斯力。
由于马格努斯力和激波阻力的不好计算，暂且只考虑普通空气阻力和重力，而空气阻力与速度的平方是一次关系（且空气密度不同也会影响结果），F＝（1/2）×A×C×ρ×V²
以5.56步枪子弹为例，假设出膛速度为900m／s，其弹头直径大概在5.7mm左右，所以截面面积A＝25.5mm²，弹头重4g，空气阻力系数取C＝0.02，而子弹在任意时刻的速度V取决加速度a，而加速度a取决于合外力，合外力又等于重力g加空气阻力F，空气阻力大小又与速度V和空气密度ρ有关（距地越高空气密度越小），貌似陷入死胡同，经过一系列公式代换，（公式复杂）做后算得高度H＝645.369m
（个人计算，仅供参考）
如果人在正处于飞行的飞机中原地跳起再落下，会落回原地吗
应该说，飞机在空中飞行时，相对于外部环境是在移动并有相对的速度；其速度大小，是相对于外部环境移过的距离大小而言；
但是，在飞机内部及本身之物体，其速度与飞机移动的速度是一致的，这好比一个人全身武装跑步一样，无论你跑得多快，速度多大？你身上的所有物体都与你随身而行，速度相等一个道理；因此，任你在飞机内如何跳动，都会落在原地，决不会你在飞机前端跳起，落下时已到飞机后端……这就是“物体运动的速度，与物体本身与内部的物质速度相等”的道理；
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