摘要：在远程射击领域，弹头气动特性对精度至关重要。2024年，霍纳迪公司凭借平头弹尖（flat meplat）专利引发行业变革——这一设计解决了远射程弹头的阻力波动难题。传统尖头或圆形弹尖在跨音速区间易产生激波偏移，导致弹道不稳定。霍纳迪研发团队偶然发现，平头弹尖能
在远程射击领域，弹头气动特性对精度至关重要。2024年，霍纳迪公司凭借平头弹尖（flat meplat）专利引发行业变革——这一设计解决了远射程弹头的阻力波动难题。传统尖头或圆形弹尖在跨音速区间易产生激波偏移，导致弹道不稳定。霍纳迪研发团队偶然发现，平头弹尖能形成稳定的弓形激波，显著降低弹头阻力并提升其存速一致性。这一突破催生了高精度A-Tip弹头，颠覆了传统弹道学认知，证明微小几何差异可带来性能质的飞跃——
2024年3月，美国霍纳迪公司宣布获得一项关于采用平头弹尖（flat meplat）取代传统圆形弹尖（rounded meplat）的弹头专利。人们不禁要问，这有何特别之处？事实证明，弹尖形状对弹头的远距离性能至关重要。该设计理念正是霍纳迪公司A-Tip竞赛弹头的核心创新，这款被誉为市场上一致性最好、精准度最高的远程竞赛弹头，其突破性创新竟源自偶然的发现——在这个案例中，细节确实决定了成败。
霍纳迪公司在研发ELD-X与ELD-M系列枪弹的过程中，研发人员观察到一个令人困惑的现象：在远射程（初速低于609.6m/s）的枪弹测试中，弹头阻力和存速存在显著波动。为支持霍纳迪4DOF（4 Degrees of Freedom的缩写，霍纳迪公司开发的四维外弹道程序）外弹道程序开展的进一步测试表明，几乎所有其他制造商的弹头——包括镶尖弹（tipped）、船尾形空尖弹（boat-tail hollowpoint，缩写为BTHP）以及车削一体成形弹头——都表现出相同的现象。值得注意的是，BTHP弹头的阻力波动与弹头尖部的表面处理一致性直接相关，即弹尖越尖锐，阻力波动越严重，且这种波动既不可预测也不稳定。虽然数值偏差不大，但足以促使研发团队展开系统性研究以解决问题。对于远射程枪械弹头设计而言，实现弹与弹之间的绝对性能一致性堪称研发人员追求的最高境界。时任霍纳迪公司首席弹道学家的戴夫·埃默里（Dave Emary）组织研发团队研究了现有的文献，并对弹头的每个可测量参数进行了精密检测，但始终未找到关键诱因。尝试过的解决方案包括对船尾底部进行锐边加工、在弹头曲面上刻浅槽、调整装药量以及优化弹体同轴度等，但均未奏效。
2017年春季，现任霍纳迪首席弹道学家的杰登·奎因连（Jayden Quinlian）与戴夫·埃默里使用配备枪口抑制器的6.5mm克里德莫尔（Creedmoor）口径步枪及质量9.07g的ELD-M弹头，研究枪口抑制器对远程弹头弹道的影响。奎因连负责射击，埃默里操作雷达实时监测数据。当弹头飞行超过548.6m后，雷达显示阻力、存速及弹头稳定性出现明显波动。当时，两人经讨论后初步归因于枪口抑制器的干扰效应，故继续射击试验。但随着5发弹匣即将打空，埃默里发现弹匣底部剩余弹的阻力波动似乎有所减小。经过多次连续射击后，两人推断最后几发枪弹弹头的尖端因枪械的后坐以及枪弹的惯性出现了轻微压扁。两人均认为这不可能产生任何影响。于是，两人使用莱泽曼（Leatherman）锉刀将后续5发枪弹弹头的尖端锉平，并尽量使其尺寸一致。奎因连单发装填射击了这5发枪弹后，它们的阻力表现与存速几乎完全相同。两人异口同声喊道：“这不可能！”
之后，戴夫·埃默里组织研发团队进行了大规模的文献检索，并咨询了多位行业权威专家，没有人见过或听说过这种现象，也没有人能解释为什么会发生这种情况。因此，霍纳迪研发团队制作了许多平头的铝制弹尖，以便进一步深入探索平头弹尖对弹头性能的影响。这些平头弹尖通过数控车床加工，精度达到可能实现的高度一致。然后将这些平头弹尖替换到正在生产的弹头上进行测试。结果发现，不仅在雷达能追踪到弹头的全程范围内阻力表现近乎一致，而且在跨音速（速度在音速附近）情况下，阻力值更低。完成这些测试后不久，戴夫·埃默里便从霍纳迪公司退休。
奎因连在2017～2018年间持续推进了后续的研究。2018年末，霍纳迪公司正式申请平头弹尖专利，并于2019年推出革命性的A-Tip系列竞赛弹头。2020年《枪械与弹药年鉴》（Guns & Ammo Annual）首次披露A-Tip弹头后，其标志性平头弹尖设计即引发业界关注。此后霍纳迪逐步将旗下Heat Shield尖端系列产品线升级为平头弹尖设计。截至目前，A-Tip、CX、ELD-M、ELD-VT及ELD-X系列弹头均已采用平头弹尖技术。
雷达数据清晰印证了平头弹尖的性能优势，但对其背后的流体力学原理，团队至今仍在探索。正如奎因连所言：“我们知其然，却尚未知其所以然。”这一偶然发现再次印证：弹道学领域的重大突破，往往始于对微小异常的执着探究。
雷达信息显示，采用平头弹尖设计的弹头在跨音速及更低马赫数（速度与音速的比值）区间的整体阻力、阻力波动及稳定性显著优于圆形弹尖设计。图1展示了同型号弹头的单项测试阻力系数对比——唯一变量为一组采用平头弹尖，另一组为圆形弹尖。二者的性能差异清晰可见：圆形弹尖数据呈现明显的不稳定性，其阻力波动幅度是平头弹尖的3倍。研发团队迫切需要揭示这一现象背后的空气动力学原理。
破解这一谜题的关键在于纹影摄影技术（Schlieren Photography，缩写为为SP）。霍纳迪公司研发团队运用SP技术开展了大量实验，图2展示了平头弹尖弹头的SP成像帧——注意弹尖前方主激波后方存在次级激波，且弹尖周围深色区域显示出强烈的空气密度梯度变化。这两个特征表明：弹尖处激波存在轻微剥离现象。对比图3（尖头弹尖弹头的SP成像）可见，其主激波后方无次级激波，弹尖处也无密度梯度变化，激波完全附着于弹尖。而传统圆形弹头（rounded bullet）、尖头弹尖弹头（sharp-pointed bullet，也称pointed-tip bullet或sharply pointed bullet，不同厂家的表述差别）及空尖弹头（hollow-point bullet）的测试结果均显示，激波在弹尖的附着位置存在随机性偏移。这种偏移会在弹头表面产生不稳定的横向力，进而导致飞行姿态（俯仰/偏航）波动，最终引发阻力变化。简言之，当激波无法稳定附着于弹尖特定位置时，其附着点会因弹头加工微小差异或枪口扰动引起的初始姿态变化而游移不定，这正是阻力波动的根源。
图1：圆形弹尖弹头（蓝色）与平头弹尖弹头（橙色）在不同速度（马赫数）下的平均阻力系数
图2：观测到平头弹尖周围存在一道弧形深色区域，其成因是两股独立激波之间截留的空气形成高密度区。该气膜结构使弹尖避免与第一道激波直接相互作用
图3：尖头弹尖弹头的弹尖前端仅存在一道激波，且该激波与弹体直接接触。这种设计会导致微小扰动，进而引发弹道轨迹的显著不一致
这一因素在远距离射击中尤为重要。当弹头在远距离下降时，旋转弹头的动力学特性会导致其相对弹道轴线产生逐渐增大的俯仰与偏航角偏移。由于圆形弹尖的设计，随着弹头姿态变化，激波在弹尖的附着位置亦随之移动。最贴切的类比是：想象以单脚立于直径较小的半球形穹顶顶端，并在8.9m/s风速中竭力保持静止——相较于站在宽阔平坦的表面上，前者显然更易失衡。激波附着点的持续偏移引发姿态失稳，进而导致阻力随机波动与整体增大。这正是在远射程及跨音速区间观测到阻力波动加剧的根源。美国陆军针对尖头弹尖弹头的研究报告同样证实了此类不稳定性现象的存在。
如图2所示，弹尖周围小范围的高密度空气区及主激波后方的次级激波表明，此处存在弓形激波（Bow Shock）。该激波与弹尖平面之间存在微小分离间隙，既不直接冲击也未附着于弹头。此外，弓形激波本身具有一定宽度，这使得弹头对飞行过程中轻微的俯仰/偏航姿态变化敏感度降低。基于此特性，激波能够自适应弹道轨迹中微小的姿态波动，而无需在弹尖表面重新寻找附着点。其结果是：弹头在减速及产生轻微姿态偏移时，所受阻力更为稳定，弹道一致性显著提升。
平头弹尖带来的稳定性提升使弹头在1.5马赫（约502m/s）至0.9马赫（约306m/s）的范围内阻力显著降低且飞行更稳定。与许多传统弹头不同，平头弹尖弹头在接近音速时不会出现失稳或不可预测的行为。图4展示了同型号弹头在配装平头弹尖与圆形弹尖时的阻力系数随马赫数变化对比。值得注意的是，圆形弹尖的阻力表现与尖头弹尖几乎完全一致，平头弹尖在跨音速区（0.8～1.2马赫）的阻力改善尤为显著。圆形弹尖在2.4马赫以下表现出越来越大的不稳定性，而在1.7马赫以下时，不稳定性和阻力系数急剧增加。对于平头弹尖来说，所有这些因素共同作用，提高了远程精度。小尺寸平头弹尖的唯一缺点是，在高超音速下阻力略有增加。然而，当弹头以0.9马赫的速度飞行时，其在跨音速区域（弹头约三分之二的飞行时间处于该区域）的阻力降低足以弥补这一不足。
图4：同型号弹头在配装平头弹尖与圆形弹尖时的阻力系数随马赫数变化情况（原图如此）
由于传统圆形弹尖弹头轮廓相对于弹头轴线连续变化，且激波附着位置会随弹头飞行姿态改变而偏移，导致激波在弹尖的附着位置持续变化。这种现象会造成空气动力特性、阻力及存速的不稳定，最终影响射击精度。相比之下，小尺寸平头弹尖因其固定直径与弹体轴线保持恒定关系，只有当弹头姿态发生显著变化时，激波位置才会产生位移。这种设计创造了更加稳定、一致的气动环境。
在很多人看来，这一发现是对枪械弹头在超远距离射击中的空气动力学与设计理论的重大突破。很难相信弹尖上这个微小的细节，即平头与圆形的区别，竟能对弹头性能产生可量化且显著的影响，但事实确实如此！从逻辑上看，尖头弹头应该具有更低的阻力，在短距离内也确实如此。但遗憾的是，由于尖头在远射程上产生的不稳定性和更高阻力，这种优势会逐渐消失。平头弹尖对飞行性能的改善效果通过雷达数据得到了无可争议的证实，而纹影摄影技术则验证了气流差异及其对弹头产生的物理影响。
平头弹尖在弹尖处产生的气流动能与激波结构，比圆形弹尖或尖头弹尖设计更加宽容且稳定。其结果是：这项弹头技术拥有更稳定、更高的存速，更强的弹头稳定性，并最终提升了精度。
来源：百年潮流
