脑洞！如何打造一把“小李飞刀？

通读金古温梁四位大家著作，小编觉得在江湖中最逆天，最bug当属古大侠笔下的那把“例无虚发”的小李飞刀。

看看它的性能指标

1、尺寸参数（110×30×0.5 mm³）

据古大侠著作“边城浪子”记载，小李飞刀长3寸7，以宋朝度量标准计算，其长度大概为110 mm。考虑到飞刀作为暗器，应当具有隐蔽性，且根据古大侠所述，发射前的标准姿势是以两指固定飞刀，因此认为飞刀宽度应约为30 mm（小编中指宽度的1.5倍），厚度0.5 mm。

2、飞刀的速度（50 m/s）

在古大侠的著作中经常会看到如下描述，“只见白光一闪，刀已插入他的咽喉，没有人看清飞刀是如何出手的”。

假设1：李寻欢内力对于飞刀反光性，尺寸参数没有加成。

假设2：没人看清如何小李探花出刀是因为，小李出刀时机把控好，具有隐蔽性。

假设3：飞刀垂直入射。

假设4：忽略空气阻力。

考虑到，人眼的分辨率约为0.1 Rad，因此，看到白光一闪时（即看到飞刀垂直入射短边0.5 mm），目标距离飞刀1 m。考虑到躲飞刀这个动作，经过大脑皮层，因此反应时间为200-400 ms。考虑到习武之人反应较快，因此取下限，得到飞刀的速度约为50 m/s。

3、飞刀的力学性能指标

喉软骨的力学性能指标：最大载荷（拉），61±10N；最大位移，1.97±0.16 cm；最大应力，6.2±1.2 MPa。

刀切割物体靠的是细小刀刃的在切入力的作用下产生的明显的局部应力集中，使刃口处的应力超过材料的承受极限，材料发生断裂。拿刚塑性模型来说，假如切入力为20 N，刃口与喉软骨的接触面积为0.01 mm²（实际刃口不会这么大，下图为现代刀具的刃口）。如果材料不变形，在与刃口接触的部位的强度必须大于20/0.01=2000MPa,否则将发生塑性变形或则直接脆断，刀切入喉软骨。实际我们看到喉软骨的最大应力还不到10MPa，只要是钢铁材料就可以轻松切入喉软骨。

但是我们还得考虑一个动量带来的力，即刀飞行所带的动量所转化的力。根据以上计算的重量估算出刀的重量为 12.87 g，计算出刀的实际动量为 0.64 kg·m/s。假设刀的停止时间为0.1s，与肌肉组织的摩擦和肌肉对刀片的斜向力消耗了90%的动量，那么留下来的动量获得的力为 ，这样对材料的要求按上面计算的为58MPa的强度。目前关于高速物体侵入人体的相关研究有很多，但是关于侵入物体怎么停止，用了多长时间都没有具体的定论，上面仅仅是一个例子说明对材料有何要求。我们还得考虑到刀进入人体需不需要变形，子弹的研究来看，大部分研究希望子弹能够变形并停止在人体内，这样一般来说对人体造成的伤害更大。这也是为什么有说中国的5.6mm子弹威力不如外国5.6mm子弹，这是因为中国缺铜，子弹使用钢做的，强度高，子弹一般快速穿透人体，造成的伤害小，而外国使用铜子弹，强度低，击中人体后会变形翻转造成更大的伤害。诸位看官希望哪种情况，就仁者见仁智者见智了。如果希望飞刀能够变形翻滚那么就选软一些的材料，这样选择熟铁就行强度大约在100MPa左右，如果想要那种见血封喉，刀光一闪而逝，飞向远方的就用高强度钢，而古代中国最有名的钢有百炼钢和乌兹钢。这些钢强度高，韧性好，是制作刀剑的良好材料，强度方面完全够用。

4、飞刀的加工

飞刀的加工获取主要是铸造加铸造后的打磨，或者反复热锻。到了宋代中国的炼钢方法为灌钢法。选用品位比较高的铁矿石，冶炼出优质生铁，然后，把液态生铁浇注在熟铁上，经过几度熔炼，使铁渗碳成为钢。由于是让生铁和熟铁“宿”在一起，所以炼出的钢被成为“宿铁”。熟铁的冶炼则用炒钢法把生铁加热到液态或半液态，利用鼓风或撒入精矿粉等方法，令硅、锰、碳氧化，把含碳量降低到钢和熟铁的成分范围。所以应对不同的要求对应着不同的工艺，首先说是用熟铁作为材料的加工方法。而生铁的冶炼宋代也与近代类似采用竖炉炼铁，炼铁炉的内形已接近了近代高炉，有炉腹角和炉身角，成为两端紧束、中间放宽的腰鼓状，这种炉型有利于炉气合理分布，改善炉况，延长炉龄。考古还发现，宋代炼铁已采用石灰石及白云石作为炼铁溶剂。炼铁的燃料开始有使用煤炭的了。

熟铁熔炼完成后直接倒入模具铸造，开模后采用磨刀石打磨锋利光滑即可。

而如果使用高强度的材料则各有方法。如果采用乌兹钢的话工艺就会相对简单，关于乌兹钢不得不说一下大马士革钢，在古代大马士革钢就是乌兹钢，到了现代大马士革钢指的是结晶花纹钢。乌兹钢原产于印度，中国没有生产能力。乌兹钢的冶炼方法为：将黑锰矿、竹炭及某些植物叶子密封在一个陶炉里燃烧加热，当这些东西熔化后，其渣滓形成一团金属，然后将此金属反复熔化、冷却四五次后得到的金属块。花纹基本上是两种性质不同的材料.亮的地方是纯的雪明炭铁（高碳含量）硬度比玻璃还大.暗的地方的结构是属于奥氏体和波氏体.整体含炭量大约是在1.5~2.0 ％ 之间.在韧性高的波来铁里均匀散布着比玻璃还硬的雪明炭铁.使得乌兹钢可以具有非常锋利的刀锋.而且也非常坚韧而不会折断的刀身.而乌兹钢的铸锭运往中国，在中国工匠手里进行热锻，热锻之前需用特别含有铁锉屑或粉末状铁矿石之粘土混合物覆盖,从而强化钢锭的脱碳，且锻造温度不能太高和太低。温度太高将会令渗碳体和奥氏体的晶体形成.碳熔解,造成晶体及波形花纹图案之损失。性能损失。温度太低，刚不够软，无法充分锻打细化晶粒。锻打之后双液淬火，高温快冷，低温慢冷。然后打磨抛光，开刃就可获得‘小李飞刀’。

中国古代还有镔铁一说，但是并没有确定的镔铁实物，所以本文不与讨论。

百炼钢则可以本国自主生产，百炼钢是将钢多次反复锻打可排除钢中夹杂物，减少残留夹杂物的尺寸，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能。古代工匠把“精铁”加热锻打一百多次，一锻一称一轻，直到斤两不减，即成百炼钢。如果打造的是刀具的话，应该采用包钢法即中心生铁外皮熟铁的方法后将其积叠锻合，再横向、纵向折叠。这样出来的刀具及锋利而且韧性高可以反复使用。日本武士刀就是包钢法生产的，只不过材料和我们的不同。

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