從冷兵器時代進入熱兵器為主的時代后,火炸藥就成了“槍炮彈藥家族”的重要成員。很多軍事愛好者大體知道黑火藥和TNT炸藥,或者因為玩游戲知道C4這種現(xiàn)代塑性炸藥,但對炸藥和火藥的發(fā)展史以及在歷次戰(zhàn)爭中的角色,卻往往理不清,筆者簡單為火炸藥的歷史做一梳理。

火炸藥,是指能在極短時間內(nèi)劇烈爆燃的物質(zhì),是在一定的外界能量作用下,由自身能量發(fā)生爆燃和爆炸的物質(zhì)。

一般情況下,火炸藥在外界零供氧的情況下,只要有較強的能量激發(fā),火炸藥就會對外界進行穩(wěn)定的爆轟式作功。炸藥爆炸時,能釋放大量的熱能并產(chǎn)生高溫高壓氣體,對周圍物質(zhì)起破壞、拋擲、壓縮等作用。

典型的火炸藥包含爆炸物、某種引爆裝置、通常還有某種外殼。被雷管的熱量或沖擊能量觸發(fā)后,爆炸物就會進行快速化學(xué)反應(yīng),即燃燒或分解。

最早的火炸藥,是中國古代四大發(fā)明之一的“黑火藥”。黑火藥的誕生已有千余年的歷史,但直到19世紀末葉,火炸藥家族還只有黑火藥一個品種。現(xiàn)代火炸藥工業(yè)的形成是從19世紀后半期開始的。

黑火藥,在適當(dāng)?shù)耐饨缒芰孔饔孟?,自身能進行迅速而有規(guī)律的燃燒,同時生成大量高溫燃氣物質(zhì)。實際上,黑火藥至今仍然在現(xiàn)代彈藥的生產(chǎn)中應(yīng)用,不過用量已經(jīng)很少,只是當(dāng)起爆和發(fā)火藥。

黑火藥最初是作為方士煉丹、祈求長生不老的“仙藥”用途,因此其命名帶“藥”字。后來才用于軍事。

黑火藥的爆轟原理是:硝酸鉀分解放出的氧氣,使木炭和硫磺劇烈燃燒,瞬間產(chǎn)生大量的熱和氮氣、二氧化碳等氣體。由于體積急劇膨脹,壓力猛烈增大,于是發(fā)生了爆炸。據(jù)現(xiàn)代手段測量,大約每4克黑火藥著火燃燒,可以產(chǎn)生280升氣體,體積可膨脹近萬倍。在有限的空間里,集中的氣體在極大壓力下快速膨脹;熱量會加快各個氣體粒子的運動速度,使得壓力更高,足以破壞物品,致人傷亡。如果氣體膨脹速度比音速快,就會產(chǎn)生強大的沖擊波。這種壓力還能促使固體碎片高速沖出,以巨大的力量打擊人或建筑。

黑火藥在爆炸時,固體生成物的微粒分散在氣體中,所以產(chǎn)生大量的煙。由于爆炸時有硫化鉀固體產(chǎn)生,往往有很多濃煙冒出,因此得名“黑”火藥。

黑火藥在當(dāng)代,屬民用爆炸物品,爆燃瞬間溫度可達1000攝氏度以上,破壞力極強。黑火藥敏感性強,易燃燒,火星即可點燃。

黑火藥大約在晚唐——9世紀末正式出現(xiàn),北宋后期逐步用于軍事,主要是用竹竿挑著燒傷攻城的敵人。北宋末年到南宋時期才出現(xiàn)可以發(fā)射彈丸的管狀火器和最早的“火箭”。

在與宋人的作戰(zhàn)過程中,金人和蒙古人也相繼學(xué)會了火器的使用和制作,這對后來蒙古鐵騎幾乎橫掃整個歐亞大陸,有重要的助力。

成吉思汗在十三世紀西征,蒙古軍隊使用了火藥兵器。公元1260年,蒙古軍隊在敘利亞的作戰(zhàn)中被擊潰,阿拉伯人繳獲了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火藥武器,從而掌握火藥武器的制造和使用。

阿拉伯人與歐洲的一些國家進行了長期的戰(zhàn)爭,戰(zhàn)爭中阿拉伯人也使用了火藥兵器——例如阿拉伯人進攻西班牙的八沙城時就使用過火藥兵器。在與阿拉伯國家的戰(zhàn)爭中,歐洲人也逐步掌握了制造火藥和火藥兵器的技術(shù)。

黑火藥和火藥武器傳入歐洲,不僅對作戰(zhàn)方式本身,而且對各國政治也起到了變革的作用。以前難以攻破的貴族城堡和石墻,終于抵不住市民階層的大炮!市民發(fā)射的子彈射穿了騎士的盔甲。貴族的統(tǒng)治,跟著身穿鎧甲的貴族騎兵一起沒落了。

隨后,新的精銳火炮在歐洲的工場中制造出來,裝備著威力強大火炮的艦隊,揚帆出航,去征服新的殖民地,西歐開始了大航海和殖民時代。

因此可以說,黑火藥和火藥武器的廣泛使用,是世界兵器史上的一個劃時代的進步,使整個作戰(zhàn)方法發(fā)生了翻天覆地的變革。中國人最早發(fā)明的火藥,推進了世界歷史的進程。

到15世紀,黑火藥在西歐實現(xiàn)了準工業(yè)化生產(chǎn)。西歐高水平的黑火藥制造技術(shù)又隨著傳教士的東來而“返銷”中國。

1548年明朝戚繼光著中記載,火藥配方和生產(chǎn)工藝有進一步的提高,明朝鳥銃藥配方已與現(xiàn)代標準軍用黑火藥基本相同。

時間進入十九世紀中期后,隨著第一次工業(yè)革命的基本完成,化學(xué)和物理學(xué)的巨大進步,人類開始迅速進入現(xiàn)代火炸藥時代:

1831年,英國人比克福德發(fā)明了安全導(dǎo)火索,為此后新式炸藥的應(yīng)用創(chuàng)造了便利。

9.傳說中的C4炸藥,C4已經(jīng)在各類戰(zhàn)斗游戲中被宣傳成“塑膠炸藥”的代名詞。實際上塑膠炸藥是一個寬泛的炸藥種類,僅僅‘C’系列炸藥就有6種。C4只是因為制造容易、使用廣泛而知名。C4塑膠炸藥原產(chǎn)捷克,現(xiàn)在美國也是主要生產(chǎn)國。C4在西方被認為是塑膠炸藥中的代表。實際上,比C4威力強的炸藥很多。中國目前的“塑”系列炸藥的任何一種,威力都不亞于C4。

C4炸藥的穩(wěn)定性非常高,只能結(jié)合引爆劑,以電雷管引爆。即使受到槍擊也不會被引爆,甚至被放到火中,也只會慢慢地燃燒。越南戰(zhàn)爭時,美國士兵在巡邏期間,曾通過點燃C4炸藥來給自己取暖。

以上只是介紹常見火炸藥,實際上目前火藥和炸藥的品種有數(shù)百種,而且軍工專家還在不斷研發(fā)新的高能炸藥。

1.1845年,德國化學(xué)家舍恩拜發(fā)明硝化纖維。根據(jù)硝化纖維含氮量高低,加工工藝導(dǎo)致的成品燃燒速率,高者為炸藥,低者為火藥。這是火炸藥工業(yè)的一個重大突破點。接踵而起的是一系列無煙火藥和其他新炸藥的發(fā)明。

2.1884年由法國化學(xué)家、工程師維埃利將硝化纖維制成膠質(zhì),再壓成片狀,切條干燥硬化,便制成了第一種無煙火藥。這一發(fā)明具有極重要的意義。無煙火藥燃燒后沒有殘渣,可使發(fā)射彈丸的射程、彈道平直性和射擊精度均有極大的提高。此后,馬克沁發(fā)明了重機槍,正是由于使用了無煙火藥,現(xiàn)代膛線槍炮才登上戰(zhàn)爭舞臺。

3.而瑞典人諾貝爾發(fā)展出高穩(wěn)定性、防誤爆的硝酸甘油鈍化炸藥。有必要額外說一句:硝化甘油制劑就是冠心病患者的救命藥——這一次真的把炸藥當(dāng)了“藥”來用。

硝化甘油及其衍生物系列炸藥,多半是諾貝爾發(fā)明的。諾貝爾用矽藻土吸收三倍重量的硝化甘油,制成安全炸藥,但這個生產(chǎn)過程極其危險,非專業(yè)人員絕對禁止實驗。

諾貝爾一生大多數(shù)發(fā)明專利和炸藥有關(guān),為炸藥的快速進步貢獻很大;諾貝爾后來把專利獲得的收入,設(shè)立了“諾貝爾獎”而聞名世界,因此有人也戲稱諾貝爾獎為“炸藥獎”。

4.1863年,德國化學(xué)家維爾布蘭德發(fā)明了梯恩梯——TNT,全稱:三硝基甲苯。三硝基甲苯可以視作苦味酸炸藥的堂兄弟。作為猛炸藥的高純度三硝基甲苯略比苦味酸優(yōu)越。其熔點僅僅82攝氏度,用開水或熱蒸汽就能融化,特別有利于裝填。感度低,感度越低就越安全,越不容易爆炸——梯恩梯即使被子彈貫穿,都不會爆炸。起爆需要起爆藥雷汞引發(fā),通常情況是與硝酸銨混合成為阿梅托炸藥,用于航空炸彈、高爆炮彈裝藥。

TNT在正常狀態(tài)下,是黃色的晶體。也有軍用的,是黃色的片狀物。TNT是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的“安全”炸藥之一。由于熔點低。TNT可以方便的制成各種形狀。礦用版TNT,甚至可以用普通蒸鍋熔化成液體再澆鑄到需要的爆炸物里。軍隊工兵慣用的200gTNT藥塊,甚至被士兵們稱為“肥皂”。

5.苦味酸于1771年由英國人沃爾夫首先合成,學(xué)名是“三硝基苯酚”,化學(xué)結(jié)構(gòu)和TNT很近似,也是猛炸藥的一種。苦味酸在發(fā)明之后近一個世紀時間里,一直用作黃色染料。后因為偶然爆炸事故,其爆炸性質(zhì)才被人們發(fā)現(xiàn),成為世界上最早的合成炸藥。

因為苦味酸被用做黃色染料的歷史和極強的染黃能力,又被稱為“黃色炸藥”。日本在二戰(zhàn)期間使用的絕大多數(shù)炸藥,都是苦味酸的衍生品。由于苦味酸容易與彈體金屬反應(yīng),產(chǎn)生感度高的苦味酸鹽,所以時常發(fā)生彈藥的意外爆炸。

警告一下:一旦發(fā)現(xiàn)日式的舊炮彈。千萬不要去碰!鬼子遺留在中國的炮彈,除了用安全性極低的苦味酸裝填,還可能是化學(xué)炮彈,以芥子氣為主,毒性極大,必須由專業(yè)防化部隊來處置!

6.硝酸銨,也是一種非常常見的炸藥。純硝酸銨是無色無臭的透明結(jié)晶或呈白色的小顆粒。正常情況下很穩(wěn)定,但受潮后的塊狀物一旦破碎,就發(fā)生爆炸,極端危險!過去一般把低濃度的硝酸銨當(dāng)成化肥使用,由于這種“化肥”稍微處理就可以當(dāng)炸藥使用,而且非常不安全,發(fā)生過很多大事故。

6.雷汞,1779年由英國化學(xué)家霍華德發(fā)明。是較為敏感又猛烈的起爆藥,微受碰撞、摩擦或與燃燒體、加熱體互相接觸,即發(fā)生爆炸,因此用于起爆用藥。雷汞有毒,制備過程和爆炸時放出的氣體都有毒性,故雷汞目前已被更穩(wěn)定的起爆藥所代替。由于所產(chǎn)生的物質(zhì)會銹蝕金屬,所以雷酸汞制造的底火被稱為銹蝕性底火,射擊后不及時保養(yǎng)會加重槍械銹蝕。

7.黑索金又稱RDX,或環(huán)三次甲基三硝胺,1899年由德國人亨寧發(fā)明。外觀白色,密度1.816/cm3。原來設(shè)想用于醫(yī)藥,后來因發(fā)現(xiàn)爆炸威力巨大——比硝化甘油還猛烈,是TNT的158%,最終被當(dāng)做炸藥用。其爆速高達8750m/s,而且起爆容易,是綜合性極佳的炸藥。是現(xiàn)今主要軍用的猛炸藥之一。黑索金混合其他猛炸藥被用于大威力武器的裝藥中。

8.奧克托金,是現(xiàn)今軍事上使用的綜合性能最好的炸藥。學(xué)名“環(huán)四亞甲基四硝胺”或HMX。其長期存在于乙酸酐法制得的黑索金中,但是直到1941年才被發(fā)現(xiàn)并分離出來。

HMX的感度比TNT略高,容易起爆,安定性較好,但成本較高。通常用于高威力的導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部,也用作核武器的起爆裝藥和固體火箭推進劑的生產(chǎn)。

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