腦洞！如何打造一把“小李飛刀？

通讀金古溫梁四位大家著作，小編覺得在江湖中最逆天，最bug當屬古大俠筆下的那把“例無虛發”的小李飛刀。

看看它的性能指標

1、尺寸參數（110×30×0.5 mm³）

據古大俠著作“邊城浪子”記載，小李飛刀長3寸7，以宋朝度量標準計算，其長度大概為110 mm。考慮到飛刀作為暗器，應當具有隱蔽性，且根據古大俠所述，發射前的標準姿勢是以兩指固定飛刀，因此認為飛刀寬度應約為30 mm（小編中指寬度的1.5倍），厚度0.5 mm。

2、飛刀的速度（50 m/s）

在古大俠的著作中經常會看到如下描述，“只見白光一閃，刀已插入他的咽喉，沒有人看清飛刀是如何出手的”。

假設1：李尋歡內力對于飛刀反光性，尺寸參數沒有加成。

假設2：沒人看清如何小李探花出刀是因為，小李出刀時機把控好，具有隱蔽性。

假設3：飛刀垂直入射。

假設4：忽略空氣阻力。

考慮到，人眼的分辨率約為0.1 Rad，因此，看到白光一閃時（即看到飛刀垂直入射短邊0.5 mm），目標距離飛刀1 m。考慮到躲飛刀這個動作，經過大腦皮層，因此反應時間為200-400 ms。考慮到習武之人反應較快，因此取下限，得到飛刀的速度約為50 m/s。

3、飛刀的力學性能指標

喉軟骨的力學性能指標：最大載荷（拉），61±10N；最大位移，1.97±0.16 cm；最大應力，6.2±1.2 MPa。

刀切割物體靠的是細小刀刃的在切入力的作用下產生的明顯的局部應力集中，使刃口處的應力超過材料的承受極限，材料發生斷裂。拿剛塑性模型來說，假如切入力為20 N，刃口與喉軟骨的接觸面積為0.01 mm²（實際刃口不會這么大，下圖為現代刀具的刃口）。如果材料不變形，在與刃口接觸的部位的強度必須大于20/0.01=2000MPa,否則將發生塑性變形或則直接脆斷，刀切入喉軟骨。實際我們看到喉軟骨的最大應力還不到10MPa，只要是鋼鐵材料就可以輕松切入喉軟骨。

但是我們還得考慮一個動量帶來的力，即刀飛行所帶的動量所轉化的力。根據以上計算的重量估算出刀的重量為 12.87 g，計算出刀的實際動量為 0.64 kg·m/s。假設刀的停止時間為0.1s，與肌肉組織的摩擦和肌肉對刀片的斜向力消耗了90%的動量，那么留下來的動量獲得的力為 ，這樣對材料的要求按上面計算的為58MPa的強度。目前關于高速物體侵入人體的相關研究有很多，但是關于侵入物體怎么停止，用了多長時間都沒有具體的定論，上面僅僅是一個例子說明對材料有何要求。我們還得考慮到刀進入人體需不需要變形，子彈的研究來看，大部分研究希望子彈能夠變形并停止在人體內，這樣一般來說對人體造成的傷害更大。這也是為什么有說中國的5.6mm子彈威力不如外國5.6mm子彈，這是因為中國缺銅，子彈使用鋼做的，強度高，子彈一般快速穿透人體，造成的傷害小，而外國使用銅子彈，強度低，擊中人體后會變形翻轉造成更大的傷害。諸位看官希望哪種情況，就仁者見仁智者見智了。如果希望飛刀能夠變形翻滾那么就選軟一些的材料，這樣選擇熟鐵就行強度大約在100MPa左右，如果想要那種見血封喉，刀光一閃而逝，飛向遠方的就用高強度鋼，而古代中國最有名的鋼有百煉鋼和烏茲鋼。這些鋼強度高，韌性好，是制作刀劍的良好材料，強度方面完全夠用。

4、飛刀的加工

飛刀的加工獲取主要是鑄造加鑄造后的打磨，或者反復熱鍛。到了宋代中國的煉鋼方法為灌鋼法。選用品位比較高的鐵礦石，冶煉出優質生鐵，然后，把液態生鐵澆注在熟鐵上，經過幾度熔煉，使鐵滲碳成為鋼。由于是讓生鐵和熟鐵“宿”在一起，所以煉出的鋼被成為“宿鐵”。熟鐵的冶煉則用炒鋼法把生鐵加熱到液態或半液態，利用鼓風或撒入精礦粉等方法，令硅、錳、碳氧化，把含碳量降低到鋼和熟鐵的成分范圍。所以應對不同的要求對應著不同的工藝，首先說是用熟鐵作為材料的加工方法。而生鐵的冶煉宋代也與近代類似采用豎爐煉鐵，煉鐵爐的內形已接近了近代高爐，有爐腹角和爐身角，成為兩端緊束、中間放寬的腰鼓狀，這種爐型有利于爐氣合理分布，改善爐況，延長爐齡。考古還發現，宋代煉鐵已采用石灰石及白云石作為煉鐵溶劑。煉鐵的燃料開始有使用煤炭的了。

熟鐵熔煉完成后直接倒入模具鑄造，開模后采用磨刀石打磨鋒利光滑即可。

而如果使用高強度的材料則各有方法。如果采用烏茲鋼的話工藝就會相對簡單，關于烏茲鋼不得不說一下大馬士革鋼，在古代大馬士革鋼就是烏茲鋼，到了現代大馬士革鋼指的是結晶花紋鋼。烏茲鋼原產于印度，中國沒有生產能力。烏茲鋼的冶煉方法為：將黑錳礦、竹炭及某些植物葉子密封在一個陶爐里燃燒加熱，當這些東西熔化后，其渣滓形成一團金屬，然后將此金屬反復熔化、冷卻四五次后得到的金屬塊。花紋基本上是兩種性質不同的材料.亮的地方是純的雪明炭鐵（高碳含量）硬度比玻璃還大.暗的地方的結構是屬于奧氏體和波氏體.整體含炭量大約是在1.5~2.0 ％ 之間.在韌性高的波來鐵里均勻散布著比玻璃還硬的雪明炭鐵.使得烏茲鋼可以具有非常鋒利的刀鋒.而且也非常堅韌而不會折斷的刀身.而烏茲鋼的鑄錠運往中國，在中國工匠手里進行熱鍛，熱鍛之前需用特別含有鐵銼屑或粉末狀鐵礦石之粘土混合物覆蓋,從而強化鋼錠的脫碳，且鍛造溫度不能太高和太低。溫度太高將會令滲碳體和奧氏體的晶體形成.碳熔解,造成晶體及波形花紋圖案之損失。性能損失。溫度太低，剛不夠軟，無法充分鍛打細化晶粒。鍛打之后雙液淬火，高溫快冷，低溫慢冷。然后打磨拋光，開刃就可獲得‘小李飛刀’。

中國古代還有鑌鐵一說，但是并沒有確定的鑌鐵實物，所以本文不與討論。

百煉鋼則可以本國自主生產，百煉鋼是將鋼多次反復鍛打可排除鋼中夾雜物，減少殘留夾雜物的尺寸，從而使其成分趨于均勻，組織趨于致密，細化晶粒，改善鋼的性能。古代工匠把“精鐵”加熱鍛打一百多次，一鍛一稱一輕，直到斤兩不減，即成百煉鋼。如果打造的是刀具的話，應該采用包鋼法即中心生鐵外皮熟鐵的方法后將其積疊鍛合，再橫向、縱向折疊。這樣出來的刀具及鋒利而且韌性高可以反復使用。日本武士刀就是包鋼法生產的，只不過材料和我們的不同。

本文由天下一家、thunder17編輯，材料牛編輯整理。