子彈結構
長久以來，中文裡對於子彈（cartridge）和 彈頭（bullet）一直都混淆不清，在一些譯文或是電影裡，裝在彈 匣裡的是子彈沒錯，但是連打到人身上再被醫生挖出來的也叫做子彈， 這就有一點太籠統了。其實在前清時期的譯名可能要好一些，當時 人稱子藥（cartridge）和子彈（bullet），比較接近實際的情形。 不過，這已經太久遠了，為了統一起見，我還是沿用近代的稱呼， 子彈是 cartridge，彈頭是 bullet。
一顆子彈（cartridge）基本上由四個部份組成： 彈頭（bullet）、彈殼（case）、 裝藥（powder）、底火（或稱雷管、primer） 。這個基本結構從十九世紀後半以來，幾乎沒有什麼變化。雖然一直有 人研究如何改進彈藥，像是 H&K G11 的無殼子彈或是美國先進輕武器 研究計畫所實驗的集束鏢（fletchet），畢竟都還沒到實用的階段。 因此，雖然現代子彈的結溝已有百年以上的歷史，恐怕還會被沿用好 一陣子。
不過，這並不是說百年來子彈就沒有改進。相反的， 各國兵工廠及軍火公司時時在實驗，希望能在有限的設計空間下，製造 出最適用的子彈。請注意一下，這裡說的是最適用，而非最有威力。原 因是各種子彈的用途不同，目標對象也不同，使用的環境和投射的武器 也不同，在不同的考量下，威力最大的子彈並不就是最好的子彈。
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一顆子彈（cartridge）由四個部份組成： 彈頭（bullet）、彈殼（case）、 裝藥（powder）、雷管（primer）。
彈頭（bullet）
彈頭基本上是一個投射體（projectile）， 它由裝藥燃燒後產生的大量高壓氣體急速膨脹推射出槍口，一旦離開槍 口，它在飛行中是處於半穩定狀態，直到和目標接觸為止。由於人體密 度是空氣密度一千倍以上，彈頭在進入人體後就開始滾擺，這是它最基 本的運動模式。
彈頭依其跟目標接觸後的狀態分成三種：實心型（Ball） ，擴張型（Expanding），粉碎型（Frangible）。
- 實心型（Ball）
- 彈體或為實心鉛 製的一般彈頭、或是內包鋼芯的穿甲彈、甚或是含有 燃燒劑的曳光彈或燃燒彈，在外面通常有一層金屬層完全包住（full metal jacket） ，不論是哪一種，在命中目標後只會扭曲變形，不易擴張或粉碎。因此這類型的 子彈貫穿力很強，但是阻滯力（stopping power）比較差。由於 1899 年海牙公約的規定， 目前各國軍隊都只能使用這型彈頭。
- 擴張型（Expanding）
在彈尖的設計 上或是使用平頭型（Flat Nose）、彈尖中空型（Hollow Point）、軟頭型 （Soft Point）、異質彈尖型（Silver Tip or Bronze Tip）等特別設計以增加子彈命中目標 後的擴張性，惡名昭彰的達姆彈（Dum-Dum）也屬於此類。它們 的貫穿力不是很強，但是阻滯力還不錯，大部份的動能在很短的時間內就可以傳遞在目標上 。這型的彈頭普遍用在一般警用或民間自衛用子彈上。
- 粉碎型（Frangible）
- 這類彈頭在命中目標後會粉碎，將動能一瞬間全部傳遞在目標上。因此它們的貫穿力 很弱，有時連貫穿較厚的衣物都有困難，但是阻滯力很強。它們跟擴張型一樣，被國際公 約禁止用在軍事用途上。但是它們在反恐怖份子的行動中有很大的用處，例如在拯救人質 或反劫機的行動中，它們低貫穿力的特性可以減少誤傷人質或是貫穿機身造成失壓的可 能性。美國 FBI 裡的特勤小組就配有此類彈藥。
這麼說來，軍用子彈的殺傷力豈不就是不如民用子彈了？其實不會， 現代的軍用彈頭的設計是利用高速飛行間的半穩定狀態，在命中人體後會產生滾擺（ tumbling）的現象，造成的傷害並不輸於擴張型彈頭。
彈頭依其前端形狀又可分成下列主要幾種：
- 尖頭型（spitzer）
- 最普遍的彈尖形狀，通常是非擴張型彈頭。
- 彈尖中空型（hollow point）
- 擴張型彈頭，中空的部份在命中後會造成彈頭的擴張。
- 異質彈尖型（tipped）
- 擴張型彈頭，在彈尖中空型的空間中加入一根較硬材質製成的頂針，有助於命中目標後 彈頭的擴張。
- 圓頭型（blunt-nosed）
- 通常以較一般鉛錫合金硬的材質製成，適合大型動物狩獵。
- 平軟頭型（flat-nosed softpoint）
- 擴張型彈頭，由於平頭的關係，適合使用彈管給彈（tubular feed）的槍械。
- 圓軟頭型（round-nosed softpoint）
- 擴張型彈頭，多用於狩獵。
- 其他
- 除了這些一般常用的彈頭外，另外還有許多特殊用途的彈頭，例如 wad cutter、semi-wad cutter 等， 族繁不及備載。
此外，彈頭的底部通常也分成兩種類型：平底型（flat base）和艇尾型（boattail）。
- 平底型（flat base）
- 大部份彈頭底部都是平底型。優點在於彈頭在槍膛中運動時可以跟膛壁保持 密合狀態，氣密效果比較好；缺點是氣體動力學方面屬於比較不理想的形狀，增加 空氣的阻力。
- 艇尾型（boattail）
- 這類彈頭由於氣體動力學上的效果比較好，通常用在狙擊或競賽用子彈上；缺點 是槍膛氣密不易保持。
彈殼（case）
彈殼一般是用黃銅合金或鐵製成，在裝藥燃燒時會膨脹塞滿膛室，形成 氣密狀態，彈頭才能有效地向前射出。在裝藥產生的高壓氣體從槍口排出減壓後， 它的金屬彈性會讓它稍稍回復原狀，以利退殼。由於黃銅合金的金屬彈性較佳， 延展性也較佳，一般人在重裝彈藥（reloading）時都用黃銅彈殼。鐵彈殼不 適合重裝彈藥。不過，金屬彈性疲乏終究會發生，因此重裝彈藥時為了安全起見， 最好不要重裝太多次；在重裝前也應該小心檢查彈殼。
彈殼的形狀按前端是否收小分成兩種：瓶頸式（bottleneck）和直壁式 （straight wall）。
同時，它也根據後端形狀分為五種：縮緣式（Rebated）、無緣式（Rimless）、 半凸緣式（Semi-rimmed）、凸緣式（Rimmed）、帶式（Belted）。現代槍械用的彈藥多半 是無緣式與凸緣式；尤其凸緣式比較適於使用彈匣自動給彈的要求，現代全自動或半自動 槍械的子彈多半使用無緣式的彈殼。
所謂凸緣、無緣邊指的是這個邊緣的直徑跟彈殼主體直徑之間的關係。解釋如下：
- 縮緣式（Rebated）
- 邊緣直徑明顯小於彈殼主體直徑。
- 無緣式（Rimless）
- 邊緣直徑和彈殼主體直徑相近。
- 半凸緣式（Semi-rimmed）
- 邊緣直徑明顯大於彈殼主體直徑，仍保有退殼溝。
- 凸緣式（Rimmed）
- 邊緣直徑極明顯地大於彈殼主體直徑，沒有有退殼溝。
- 帶式（Belted）
- 除了類似無緣式的底部外，在退殼溝前方的彈殼上另有一帶狀環。
裝藥（powder）
裝藥是子彈裡推動彈頭的能量來源。十九世紀末期之前，子彈的裝藥 使用的都是黑色火藥（black powder），之後才有無煙火藥（smokeless powder）的出現。 無煙火藥的名稱是相對於黑色火藥而來的，因為無煙火藥燃燒後產生的煙比黑色火藥 大量的白煙要少很多，因此得名，並非真的完全無煙。
- 黑色火藥（black powder）
- 黑色火藥的歷史久遠，早在中國宋朝就已經使用在軍事用途上，西洋史上則可回溯至 十三世紀。黑色火藥基本上是一種爆炸物，由硝、木炭和硫磺製成；它的歷史配方多有變 化，直到十九世紀才固定下來，標準配方是以 6 : 1 : 1 或 6 : 1.2 : 0.8 的比例製成。由於配方通 常不變，唯一影響燃燒速度的是火藥顆粒的大小。目前黑色火藥在槍械上的應用多半用在 仿古董的前膛槍上。
- 無煙火藥（smokeless powder）
- 無煙火藥的發明讓子彈的威力更上一層樓。無煙火藥基本上是一種快速燃燒的推進劑 ，而非爆炸物。它的性質比黑色火藥穩定，而推力要比同樣重量的黑色火藥大許多，因 此子彈的重量可以減輕而性能卻可加強。它的基本成分是硝化甘油和棉纖維，通常又分單 基火藥（single-base powder）和雙基火藥（double-base powder）。形狀和組成配方多得難 以計數。現代子彈和砲彈都用無煙火藥作為推進劑。
歷代黑色火藥配方比例
| 時代 | 硝（Saltpeter） | 木炭（Charcol） | 硫磺（Sulfur） |
| c. 1252, Roger Bacon | 37.50% | 31.25% | 31.25% |
| 13th century, Marcus Graecus | 66.66% | 22.22% | 11.11% |
| 13th century, Marcus Graecus | 69.22% | 23.07% | 7.69% |
| 1350, Arderne (laboratory rcp) | 66.6% | 22.2% | 11.1% |
| 1560, Whitehorne | 50.0% | 33.3% | 16.6% |
| 1560, Bruxelles studies | 75.0% | 15.62% | 9.38% |
| 1635, British Government | 75.0% | 12.5% | 12.5% |
| 1781, Bishop Watson | 75.0% | 15.0% | 10.0% |
資料來源：Tenny L. Davis, Chemistry of Powder and Explosives, Chapter 2。其中 Marcus Graecus 原書中說是 8 世紀的人，現代學者多認為其實是 13 世紀。
雷管（primer）
雷管是由十九世紀撞擊式雷管（percussion cap）發展而來 的引發元件，基本上它內含高燃性的引藥。當撞針或擊鎚以足夠的力道 撞擊其金屬薄殼時，引藥內部的摩擦會造成自燃，然後從彈殼底部的開口 引燃彈殼內的裝藥。
子彈上的雷管分成三類：
- 針式（pinfire）
- 這是十九世紀前葉發明的雷管，特徵在於彈殼上的一根小撞針。擊鎚必 須打在這根撞針上來引發雷管，因此子彈必須很準確的裝填在一定的位置， 在使用上十分不便。除了早期一些左輪槍之外，很少使用。
- 凸邊式（rimfire）
- 這也是在十九世紀前葉的發明，它的引藥就在彈殼後端的凸邊（rim）裡， 在使用上比較方便。但是由於凸邊是彈殼的一部分，如果要求能承受較高的壓 力則擊發上有困難，因此無法用在比較大口徑或高裝藥量的子彈上。它也一直 使用到現代，像是 .22 口徑的彈藥（如 .22 LR）仍在普遍使用。
- 底火（centerfire）
- 這種雷管是目前最普遍的形式。它的優點是它以彈殼中心為引燃點，裝 藥燃燒比較均勻；而且底火跟彈殼可以設計成分離的元件，不必成一整體， 彈殼可以一用再用；最重要的是彈殼可以製造得厚而堅牢以承受較大的壓力。
底火式的雷管又可分為美式的 Boxer 和歐式的 Berdan 兩種。 Boxer 式的底火通常有一個引火口，擊砧（anvil）是底火的一部份；Berdan 式底火 通常有多個引火口，擊砧（anvil）是彈殼的一部分。Berdan 和 Boxer 這兩種底火 在擊發功能上沒有太大分別，因此，即使是同樣規格的子彈，例如：7.62mm NATO，它 的底火形式要看是哪一國製的了。
這兩種底火真正的差別在 reload 時才會顯現出來。由於 Boxer 式在彈殼底部 中央有個大洞，很容易就可以用螺模（die）將舊底火擠掉。Berdan 的話，兩個小 小的孔並不在中央，很難將螺模對準，必須要用額外尖銳的工具（類似冰錐）將底 火敲掉，還要擔心會不會損害到底部的擊砧。
美國之所以習慣用 Boxer，主要就是因為有 reload 的傳統。早期燧發槍當然不 用 reload ，但是在金屬彈殼發明後，問題就來了。首先是重量問題，當年有很 多獵人在西部打野牛為生，他們一出獵可能就是好幾個星期，甚至幾個月，帶著 大批子彈又重又佔空間。於是他們只帶火藥、底火、鉛塊和少數彈殼，打完一天 的獵後，在營火邊自己鑄彈頭、裝製子彈，十分方便。而一般人篳路藍縷在拓荒 ，為了省錢和不浪費資源，也多半是自己裝製子彈。這時，自然會偏好容易 reload 的 Boxer 了。相對地，歐洲在傳統上比較沒有 reload 的需求，所以 仍然一直使用 Berdan 式。
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