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原帖见上
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一战前各国发射药
一.单基发射药
世界第一种“无烟火药”是由法国化学家Paul Vielle在1884年发明的,并在1890年被海军所采用,称作Poudre B或者B火药。它是使用醇、醚混合溶剂塑化硝化棉制得的一种单组分火药,主要成分是硝化纤维。它在爆燃做功后不会产生浓烟,所以称作“无烟火药”。它的火药力高达900—1000千焦/干克,也比以往的黑色火药褐色火药高得多。此后,世界各国分别仿制、引进或者另行开发了硝化纤维以及硝化纤维/硝化甘油发射药,而迅速取代了黑火药、棱形火药等性能低劣的“有烟”火药。
然而这种早期的法国硝化纤维容易自燃,战列舰 Liberté 和 Iéna号的损失就被认为是它们自燃导致的。后来,这种发射药通过加入添加剂二苯胺作为稳定剂和严格控制制造和清洗过程,消除残留的酸而改善,这就是BM型发射药。
BM发射药一般都加工成片状颗粒,用字母BM后加数字标识片状颗粒厚度,比如BM15。但这个数字只是一个大概数。
BM型发射药是法国一战前后所使用的最主要的发射药,甚至二战期间大部分法国火炮仍主要使用这种发射药。
日本海军在1893年之前使用从不列颠、荷兰或者比利时购买的褐色棱形火药。在1888年,日本陆军负责采购用于它自己和海军的发射药,测试了法国Poudre B型发射药,测试结果是可以接受的。随后日本在1893年购买了生产设备,开始国内生产这种发射药。
美国从1896年开始,在纽波特、罗德岛州小规模生产SP型(smokeless powder)单基硝化纤维发射药。
但是这种无烟火药的性能会随着存放时间的加长、包含的两种挥发性物质(乙醚和乙醇)的蒸发而恶化。它有效存放期的长短在很大程度上取决于存放条件,潮湿和高温会加速其恶化。
在1905年,George Patterson尝试添加变色剂(rosaniline)到这种发射药中,继而开发出SPR型发射药。这种添加剂对发射药的稳定性没有改善,但却能在发射药恶化形成酸性物质之后通过改变颜色来显示其状态。这种发射药在1905至1908年用了一段短暂的时间。
Patterson又在1908年建议放弃变色剂而添加二苯胺来作为稳定剂,这就是SPD型发射药。它含有99.5%的硝化纤维(N元素含量12.6%),0.5%的二苯胺。这种新型发射药在1912年被采用作为标准制式发射药。
SPD型发射药被证明当适当地储存时具有很好的稳定特性。这种发射药在第一次世界大战之前大量制造,并稳定存放了12年之久而没有丧失稳定性。在第二次世界大战期间美国海军所使用的最主要的发射药就是SPD型多孔管状发射药,这是一种平、短圆柱形颗粒,通常有七个孔,孔的大小从用于短身管3英寸炮发射药的0.58毫米,到用于16英寸炮发射药的4.42毫米。
SPD型发射药有很好的安全性记录,部分归因于单基发射药难于被点燃和迟缓的燃烧性质,部分归因于它的制造加工过程的质量控制。
硝化纤维单基发射药的优缺点
硝化纤维作为枪炮的发射药,性能和比以前的黑火药好得多,其优点是火药力大、没有烟、燃速温度系数小、对枪炮管烧蚀小。但随着火炮技术的发展,对火药性能的要求越来越高,单基发射药有如下不足:
1.由于在制造过程中必须用有机溶剂“胶化”硝化纤维,而在压延成型后又必须再祛除这些溶剂,所以这些溶剂只能用挥发性的。在制成成品后的干燥过程中,随着溶剂的挥发,药粒收缩变形现象十分严重。同时,挥发性的溶剂与空气混合,有可能形成可燃混合气,这对储存、运输时的安全性十分不利。
2.溶剂挥发后,发射药的角质状药管就成为多孔结构,比表面积相当大,所以具有相当明显的吸湿性。当它们在潮湿的空气中较长时间暴露后,就会因为吸收了水而改变了其能量特性,这样,使用预定好的装药发射时炮弹的初速也将随之改变,从而大幅度降低射击的准确性。
3.硝化纤维发射药对压力比较敏感,也就是随着所受到压力的增加,它的爆燃速度将显著提高,导致炮膛压力急剧上升,甚至当N元素含量量较高的时候能够转化为爆轰。在小口径火炮中,由于弹丸在炮管内停留的时间极短,压力对爆速的影响作用不大,所以硝化纤维发射药能够保证不大的初速误差。但用于大口径火炮时,它这种对压力敏感的特性就表露无遗,对弹道特性的影响将导致炮口初速误差明显增大。所以硝化纤维发射药不大适合于大口径长身管火炮,这是一个很大的缺点。
4.硝化纤维发射药的含热量一般在950千卡/千克左右,虽然用于大口径长身管火炮时对火炮身管的烧蚀作用仍然比较明显,但对于想得到高初速的小口径炮来说有时却显得不够大。
吸湿性和用于大口径炮的高发热量问题,可以通过加入适当的添加物来解决。但对压力敏感的缺陷却无法根除。为了进一步提高发射药的性能,出现了硝化甘油-硝化纤维双基发射药。
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一战前各国发射药
一.单基发射药
世界第一种“无烟火药”是由法国化学家Paul Vielle在1884年发明的,并在1890年被海军所采用,称作Poudre B或者B火药。它是使用醇、醚混合溶剂塑化硝化棉制得的一种单组分火药,主要成分是硝化纤维。它在爆燃做功后不会产生浓烟,所以称作“无烟火药”。它的火药力高达900—1000千焦/干克,也比以往的黑色火药褐色火药高得多。此后,世界各国分别仿制、引进或者另行开发了硝化纤维以及硝化纤维/硝化甘油发射药,而迅速取代了黑火药、棱形火药等性能低劣的“有烟”火药。
然而这种早期的法国硝化纤维容易自燃,战列舰 Liberté 和 Iéna号的损失就被认为是它们自燃导致的。后来,这种发射药通过加入添加剂二苯胺作为稳定剂和严格控制制造和清洗过程,消除残留的酸而改善,这就是BM型发射药。
BM发射药一般都加工成片状颗粒,用字母BM后加数字标识片状颗粒厚度,比如BM15。但这个数字只是一个大概数。
BM型发射药是法国一战前后所使用的最主要的发射药,甚至二战期间大部分法国火炮仍主要使用这种发射药。
日本海军在1893年之前使用从不列颠、荷兰或者比利时购买的褐色棱形火药。在1888年,日本陆军负责采购用于它自己和海军的发射药,测试了法国Poudre B型发射药,测试结果是可以接受的。随后日本在1893年购买了生产设备,开始国内生产这种发射药。
美国从1896年开始,在纽波特、罗德岛州小规模生产SP型(smokeless powder)单基硝化纤维发射药。
但是这种无烟火药的性能会随着存放时间的加长、包含的两种挥发性物质(乙醚和乙醇)的蒸发而恶化。它有效存放期的长短在很大程度上取决于存放条件,潮湿和高温会加速其恶化。
在1905年,George Patterson尝试添加变色剂(rosaniline)到这种发射药中,继而开发出SPR型发射药。这种添加剂对发射药的稳定性没有改善,但却能在发射药恶化形成酸性物质之后通过改变颜色来显示其状态。这种发射药在1905至1908年用了一段短暂的时间。
Patterson又在1908年建议放弃变色剂而添加二苯胺来作为稳定剂,这就是SPD型发射药。它含有99.5%的硝化纤维(N元素含量12.6%),0.5%的二苯胺。这种新型发射药在1912年被采用作为标准制式发射药。
SPD型发射药被证明当适当地储存时具有很好的稳定特性。这种发射药在第一次世界大战之前大量制造,并稳定存放了12年之久而没有丧失稳定性。在第二次世界大战期间美国海军所使用的最主要的发射药就是SPD型多孔管状发射药,这是一种平、短圆柱形颗粒,通常有七个孔,孔的大小从用于短身管3英寸炮发射药的0.58毫米,到用于16英寸炮发射药的4.42毫米。
SPD型发射药有很好的安全性记录,部分归因于单基发射药难于被点燃和迟缓的燃烧性质,部分归因于它的制造加工过程的质量控制。
硝化纤维单基发射药的优缺点
硝化纤维作为枪炮的发射药,性能和比以前的黑火药好得多,其优点是火药力大、没有烟、燃速温度系数小、对枪炮管烧蚀小。但随着火炮技术的发展,对火药性能的要求越来越高,单基发射药有如下不足:
1.由于在制造过程中必须用有机溶剂“胶化”硝化纤维,而在压延成型后又必须再祛除这些溶剂,所以这些溶剂只能用挥发性的。在制成成品后的干燥过程中,随着溶剂的挥发,药粒收缩变形现象十分严重。同时,挥发性的溶剂与空气混合,有可能形成可燃混合气,这对储存、运输时的安全性十分不利。
2.溶剂挥发后,发射药的角质状药管就成为多孔结构,比表面积相当大,所以具有相当明显的吸湿性。当它们在潮湿的空气中较长时间暴露后,就会因为吸收了水而改变了其能量特性,这样,使用预定好的装药发射时炮弹的初速也将随之改变,从而大幅度降低射击的准确性。
3.硝化纤维发射药对压力比较敏感,也就是随着所受到压力的增加,它的爆燃速度将显著提高,导致炮膛压力急剧上升,甚至当N元素含量量较高的时候能够转化为爆轰。在小口径火炮中,由于弹丸在炮管内停留的时间极短,压力对爆速的影响作用不大,所以硝化纤维发射药能够保证不大的初速误差。但用于大口径火炮时,它这种对压力敏感的特性就表露无遗,对弹道特性的影响将导致炮口初速误差明显增大。所以硝化纤维发射药不大适合于大口径长身管火炮,这是一个很大的缺点。
4.硝化纤维发射药的含热量一般在950千卡/千克左右,虽然用于大口径长身管火炮时对火炮身管的烧蚀作用仍然比较明显,但对于想得到高初速的小口径炮来说有时却显得不够大。
吸湿性和用于大口径炮的高发热量问题,可以通过加入适当的添加物来解决。但对压力敏感的缺陷却无法根除。为了进一步提高发射药的性能,出现了硝化甘油-硝化纤维双基发射药。