Military版 - 中国火炮技术往事：外国人指路，国内专家同类技术才得到重视 (转载) |
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发帖数: 10589 | 1 【 以下文字转载自 Military2 讨论区 】
发信人: Math1978 (数学), 信区: Military2
标 题: 中国火炮技术往事：外国人指路，国内专家同类技术才得到重视
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Jul 15 12:08:44 2019, 美东)
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候知健，作者 候知健
在枪炮的发射过程中，弹头是依靠火药爆燃形成的高压燃气推动出膛的，因此燃气形成
的膛压就变成一个至关重要的环节——比如炮弹的初速高低，与膛压高低是正相关的，
更高的压力，才能推动弹丸更快的加速。
图：压力带来速度
但是膛压给武器性能提供支撑的同时，也带来了制约：膛压如果太高了，轻则火炮严重
烧蚀、寿命骤减；重则当场炸膛，甚至炮毁人亡。
在中国引进瑞士厄利空公司35毫米高炮的过程中，中方代表团在1987年参观了瑞士威美
思火炸药公司，该企业负责为双35生产发射药和火炸药。该公司当时向中国展示了零梯
度发射药的技术——无论是盛夏炮弹发射前温度高到50度，还是寒冬炮弹温度只有-40
度，发射药燃烧出来的指标基本没有变化。
图：一切发射药引发的炸膛问题，根本原因都是燃速失控继而引发膛压失控
这种技术意味着火炮的设计工作可以大大简化，而且精度、威力显著提升，火炮重量更
轻。因为膛压和初速稳定，所以炮弹的飞行轨迹不会因为温度的升降而出现明显偏差，
弹道一致性好——这是一切精度性能的根本。也不必为为了夏天的火炮安全，刻意流出
一个膛压上的安全冗余范围，而使得在其它季节、尤其是冬季，火炮初速显著降低。
当时以高级领导为首的中方代表团，根本不信有这种神奇的事情。他们坚信从苏联老师
傅们那里学来的结论：温度越高，火药燃烧的越快，反之亦然，这是天经地义的铁律。
最后瑞士人逼急了，直接把采用新型发射药的105坦克炮弹样本都拿了出来。
这次介绍引发了一次出乎预料的后果：国内的王泽山教授等人，提出这个方向的课题很
久了，却一直得不到立项。相关领导在瑞士开了眼界长了见识以后，终于相信这世界上
存在这么种玩意，恩准立项；由南理工大学和辽宁向东化工负责，并获得了1996年国家
发明奖的一等奖。
图：一种多孔设计的发射药颗粒
实际上零梯度发射药的基本原理和思路是非常简单的，在当时早就不是秘密了。
发射药燃烧的速度，温度的影响其实是小头，决定性的环节在于表面积的大小——反应
速率和表面积的关系，在中学化学就教过了。因此现代枪炮的发射药，需要被塑化成各
种特殊形状（比如具有孔洞）的颗粒或者条状物等形状，用以控制燃烧速度的变化正好
处于快慢合适的状态。
而就像塑料一样，这些被塑化成型的发射药颗粒，它的结实程度，也是随着气温而变化
的——通常而言，气温越低，这些颗粒就越脆、强度越低，越容易破碎。这种现象被发
现、确认的历史非常久，但很长时间内它都只能带来负面性的问题：
图：发射药燃烧速度的调整，可以通过温度与表面积的协调来实现不同季节、气候下的
一致性
很多枪炮，会在冬季（尤其是严寒地带）的时候出现反常性的精度失控（比如一部分炮
弹突然飞的过远过偏）、甚至炸膛。这就是脆化的发射药在燃气的高压下过度粉碎、过
早过快的燃烧，引发燃速异常升高、膛压不稳定的异常升高的结果。
零梯度发射药的最主流思路，就是对这种机理进行深入的定量分析研究作为基础，把发
射药的低温脆化特性改进的恰到好处——温度低了，火药依然会破碎的更快，但由此产
生的燃速和膛压升高却非常稳定而且恰到好处，能精确控制到和夏天的时候差不多。
图：5.8机枪弹到死都没解决冬季膛压反常升高的问题，而中国的零梯度火炮发射药很
早就出口国外了。
从枪炮的整体发展来看，这种技术的出现，是弹道学基础研究深化、火炸药化工水平提
升的必然而直接的结果；也是武器提升使用效能，实现低成本高效率的必然方向，它的
原理思路是显而易见、且清晰可行的。
如果说具体做不做得到是个能力问题，但是否能主动规划开展这方面的研究课题，反应
的就是相关部门的眼界见识和业务能力水平了。
在完成立项以后，以王泽山教授为代表，南理工和辽宁向东化工厂最终完成了这一技术
的突破，并在1996年获得国家发明奖一等奖，王泽山教授因此当选工程院院士。 |
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