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歡迎關(guān)注兵器知識(shí)譜,今天我們來(lái)學(xué)習(xí)關(guān)于彈藥底火的的知識(shí)。所謂“底火”指的是炮彈或子彈的發(fā)射藥激發(fā)裝置,1997年軍事科學(xué)出版社出版的《中國(guó)軍事百科全書(shū)》中對(duì)“底火”的定義是這樣的:裝在槍彈或炮彈藥筒底部,靠輸入機(jī)械能或電能刺激發(fā)火的火工品,用于輸出火焰引燃發(fā)射藥裝藥或傳火藥。 底火是定裝彈必備的激發(fā)裝置(注意,是激發(fā),而不是擊發(fā)),提起底火成分這個(gè)話題我們就不得不講講一位瑞典化學(xué)家了,他就是著名的阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾(就是設(shè)立諾貝爾獎(jiǎng)的那位老人家)。 小學(xué)還沒(méi)畢業(yè)的諾貝爾對(duì)化學(xué)特別感興趣,尤其是涉及炸藥的化學(xué)知識(shí),1860年,27歲的他發(fā)現(xiàn)一種有趣的黃色油狀透明液體,這本來(lái)是一種醫(yī)生用來(lái)治療心絞痛的藥物,但是諾貝爾在研究它時(shí)不小心將裝滿(mǎn)這種藥物的玻璃試管失手掉到地上,隨著試管的觸地,這種藥物發(fā)生了劇烈爆炸(這次爆炸事故把諾貝爾的弟弟給炸死了),而這種藥物其實(shí)就是一種烈性炸藥——硝化甘油。 三年后(即1863年),諾貝爾注冊(cè)了使用硝化甘油制作的雷管專(zhuān)利(專(zhuān)門(mén)用來(lái)引爆工業(yè)炸藥),次年開(kāi)始建設(shè)工廠開(kāi)始批量生產(chǎn)硝化甘油雷管。 這種雷管有一個(gè)特點(diǎn),即特殊情況下即使不用導(dǎo)火索也能用來(lái)引爆炸藥進(jìn)行爆破作業(yè),一開(kāi)始深受開(kāi)礦企業(yè)家們的歡迎,但是問(wèn)題也隨之而來(lái)——安全系數(shù)實(shí)在是太低了!在搬運(yùn)過(guò)程中一旦失手掉在地上就會(huì)發(fā)生爆炸,至此,各國(guó)開(kāi)始禁用硝化甘油雷管。 危險(xiǎn)的硝化甘油雷管在民用領(lǐng)域是個(gè)危險(xiǎn)的家伙,但是在軍事領(lǐng)域上卻成為新寵,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期人們開(kāi)始研究后裝步槍以及后裝火炮,而彈藥發(fā)射技術(shù)一直困擾著武器工程師們,所以大家開(kāi)始把眼光投向一觸地就爆炸的硝化甘油。 所以人類(lèi)第一代定裝子彈的底火成分就是硝化甘油,由于它是一種液體,所以必須使用黃銅包裹,然后鑲嵌到子彈底部成為底火,當(dāng)槍械的擊針重重地撞擊在子彈底部的底火冒上時(shí),底火內(nèi)的硝化甘油炸藥就會(huì)以7700米/秒的爆速發(fā)生爆炸,從而引燃彈殼內(nèi)的發(fā)射藥,以起到激發(fā)子彈的作用。 然而硝化甘油實(shí)在是太敏感了,有時(shí)候士兵失手將子彈弄掉到地上或者背負(fù)子彈的士兵發(fā)生摔倒時(shí)都有可能導(dǎo)致子彈激發(fā),安全隱患與硝化甘油雷管一樣大,所以硝化甘油底火很快也被淘汰了。 那么現(xiàn)代彈藥的底火成分都有些什么呢?我們從以下幾點(diǎn)來(lái)學(xué)習(xí)關(guān)于底火成分的相關(guān)知識(shí)。
現(xiàn)代定裝彈藥第一代底火的成分——雷酸汞雷酸汞是一種呈白色或灰色的晶體,化學(xué)式為[Hg(ONC)2],對(duì)火焰、針刺和撞擊有較高的敏感性,但是敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硝化甘油(至少失手落地時(shí)不會(huì)引起爆炸),爆速為5400米/秒。 雷汞于1799年由霍華德合成出來(lái),1865年硝化甘油雷管被禁用以后,諾貝爾為了抓住雷管市場(chǎng),使用雷汞與氯酸鉀混合成雷酸汞爆粉,用來(lái)做為雷管的裝藥,這就是雷汞雷管的由來(lái)。 由于以雷酸汞為主要成分的裝藥中含有一定比例的氯酸鉀,所以雷管裝藥十分穩(wěn)定,基本杜絕了自爆事故,成為當(dāng)時(shí)“世界上最安全”的雷管,這也是諾貝爾走上發(fā)財(cái)之路的開(kāi)始,當(dāng)然這屬于題外話了。 事實(shí)上早在1815~1817年,雷汞就已經(jīng)被軍隊(duì)嘗試應(yīng)用到子彈底火的制造上,在實(shí)驗(yàn)中雷汞底火表現(xiàn)得非??煽?,它的特點(diǎn)是發(fā)火率高、誤爆率低,而且因其以固體形態(tài)存在,比硝化甘油更便于大規(guī)模生產(chǎn)。 但是雷汞本身是一種有劇毒、強(qiáng)腐蝕性特性的化合物,使用單成分的雷汞制造的銅質(zhì)底火往往儲(chǔ)存半年以后就開(kāi)始被雷汞腐蝕,儲(chǔ)存超過(guò)一年的子彈則連彈殼都會(huì)被泄露的雷汞蝕穿,即便沒(méi)有被蝕的子彈也會(huì)在擊發(fā)時(shí)發(fā)生炸膛事故。 為了解決這個(gè)問(wèn)題,軍方只能花巨資向諾貝爾購(gòu)買(mǎi)雷汞雷管中的雷酸汞專(zhuān)利(即雷汞與氯酸鉀的配方),由于氯酸鉀的中和,雷汞也穩(wěn)定了許多,底火被蝕穿的問(wèn)題至此被一舉解決。 當(dāng)雷酸汞被應(yīng)用到彈藥底火制造以后,世界上才算是擁有了真正可靠的、安全的底火,雷酸汞成分的底火一直被沿用到第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束(截止1930年美國(guó)開(kāi)始試用疊氮化鉛做為底火成分),一共使用近200年。
更可靠、更安全的第二代彈藥底火成分——疊氮化鉛疊氮化鉛的化學(xué)式為Pb(N3)2,是一種用化合物三氮鈉與化合物硝酸鉛混合而成的新型化合物,屬于高感度烈性炸藥,化學(xué)方程式為NaN3+Pb(NO3)2===Pb(N3)2+NaNO3。 該型炸藥為白色晶體,類(lèi)別分為α疊氮化鉛和β疊氮化鉛,其中β疊氮化鉛的感度很大,重摔也能發(fā)生爆炸,性質(zhì)與硝化甘油相同;而α疊氮化鉛的感度較低,需要受到360℃的高溫?zé)苹蛘?.9~0.98牛頓的力度撞擊才回爆發(fā),爆速為5180米/秒。 α疊氮化鉛的感度低于雷酸汞,這就意味著它比雷酸汞還要安全,而且它雖然有毒性,但是沒(méi)有腐蝕性,因此它比雷酸汞更適合用來(lái)制造彈藥的底火。 但是α疊氮化鉛有一個(gè)特點(diǎn),即潮濕后與銅作用生成極其危險(xiǎn)的疊氮化銅,這是另一種新型化合物,同樣屬于烈性炸藥,感度高于雷酸汞,輕微摩擦就會(huì)發(fā)生爆炸,爆炸威力比疊氮化鉛強(qiáng)6倍,比雷汞強(qiáng)450倍。 所以在使用疊氮化鉛做為底火成分生產(chǎn)底火時(shí),制造工藝要求非常高,同時(shí)子彈(包括炮彈)儲(chǔ)存條件也極為苛刻,一旦受潮,輕則造成底火激發(fā)失敗,重則引發(fā)彈藥庫(kù)大爆炸。 疊氮化鉛于1891年被合成出來(lái),1907年被注冊(cè)專(zhuān)利(終于有一款與諾貝爾無(wú)關(guān)的起爆炸藥了)。 雖然疊氮化鉛的可靠性和安全性要高于雷酸汞,但是一直未受到當(dāng)時(shí)的武器工程師們的重視,原因在于它的生產(chǎn)工藝要求實(shí)在太高了,以當(dāng)時(shí)的工業(yè)水平來(lái)說(shuō)并不具備批量生產(chǎn)疊氮化鉛的條件,這也是危險(xiǎn)的雷酸汞底火被用了近200年的原因。 1930年,在經(jīng)濟(jì)大蕭條的大背景下,美國(guó)軍隊(duì)終于無(wú)法忍受子彈儲(chǔ)存時(shí)間不能超過(guò)5年的制約,要求軍工企業(yè)研發(fā)一種能儲(chǔ)存20~30年的彈藥,以降低戰(zhàn)備彈的儲(chǔ)存成本。 彈藥儲(chǔ)存時(shí)間段的原因無(wú)非就是雷酸汞腐蝕底火造成的,因此只要改進(jìn)彈藥底火成分就能生產(chǎn)出達(dá)到軍方要求的子彈,疊氮化鉛這才又被重視起來(lái)。 當(dāng)然了,單純的疊氮化鉛是不能直接用來(lái)制造子彈底火的,它容易受潮。為了解決這個(gè)問(wèn)題,美國(guó)人的辦法是使用鈍化劑將它制成“精糊”,然后凝固成柱狀,這樣一來(lái)就可以將其切片,然后塞進(jìn)底火內(nèi)制成疊氮化鉛底火了。 主要成分為疊氮化鉛的底火一直沿用到現(xiàn)在,除了用來(lái)制造彈藥的底火,它還是工業(yè)雷管、炮彈(導(dǎo)彈)引信的主要裝藥,是目前來(lái)說(shuō)最安全、最可靠的起爆劑。
底火引燃彈發(fā)射藥的原理不管是炮彈還是子彈,發(fā)射動(dòng)力均來(lái)自于彈殼內(nèi)發(fā)射藥在激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)?,所以子彈擊發(fā)過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)發(fā)射藥被激發(fā)爆燃的過(guò)程。 子彈(炮彈)是由兩大部分組成的,即彈丸和彈殼,彈丸是產(chǎn)生殺傷力的戰(zhàn)斗部分,而彈殼這是產(chǎn)生動(dòng)力的做功部分。 彈殼是一種乘裝發(fā)射藥的容器,彈殼底部有一個(gè)激發(fā)發(fā)射藥的裝置,被稱(chēng)為“底火”,可以將它理解為子彈(炮彈)的開(kāi)關(guān),需要受到槍炮的擊針猛烈撞擊才會(huì)被激發(fā),其工作原理是這樣的: 底火成分是使用感度較高的烈性炸藥,當(dāng)受到槍炮擊發(fā)裝置的猛烈撞擊時(shí),烈性炸藥在底火中爆炸,爆炸產(chǎn)生的巨大能量向彈殼內(nèi)釋放,從而點(diǎn)燃裝填在彈殼內(nèi)的發(fā)射藥。 由于發(fā)射藥是一種燃速極高的物質(zhì)(主要成分為硝化棉),被點(diǎn)燃以后產(chǎn)生6300米/秒的爆燃速度,發(fā)射藥爆燃瞬間產(chǎn)生大量高溫、高壓氣體推動(dòng)彈丸與彈殼分離,并在槍管(炮管)中繼續(xù)加度,在飛離槍口(炮口)瞬間獲得初速飛向目標(biāo)。 可見(jiàn)底火激發(fā)發(fā)射藥的過(guò)程是一個(gè)炸藥爆炸→火藥燃燒的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程既不是單純的爆炸,也不是單純的燃燒,因此我們可以將這個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為“爆燃”。
綜上所述我們可以得出這樣的結(jié)論第一、彈藥的底火成分是一種感度很高的烈性炸藥,我們將這類(lèi)炸藥統(tǒng)稱(chēng)為“起爆劑”,最初的底火成分是諾貝爾發(fā)明的“硝化甘油”炸藥,后來(lái)諾貝爾又發(fā)明了“雷酸汞”炸藥,它被用作彈藥底火成分的時(shí)間近200年,目前各國(guó)生產(chǎn)的彈藥底火成分主要為更安全、更可靠的“疊氮化鉛”。 第二、底火引燃彈殼內(nèi)火藥的過(guò)程是一個(gè)炸藥爆炸到發(fā)射藥燃燒的過(guò)程,首先是底火在被擊針猛烈撞擊時(shí)激發(fā)裝填在內(nèi)的烈性炸藥爆炸,爆炸產(chǎn)生的能量被釋放到彈殼內(nèi)以后就引燃了發(fā)射藥,當(dāng)發(fā)射藥開(kāi)始高速燃燒以后即意味著子彈(炮彈)的擊發(fā)完成。 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)上述學(xué)習(xí)我們獲得了子彈底火成分是感度較高的烈性炸藥的知識(shí),超過(guò)360攝氏度的高溫或者猛烈的撞擊都會(huì)導(dǎo)致底火里的炸藥爆炸,從而激發(fā)子彈發(fā)射,所以生活中我們?cè)贀斓轿磽舭l(fā)的子彈時(shí)千萬(wàn)不能在好奇心的驅(qū)使下,去做用釘子去敲子彈底火或者將子彈扔進(jìn)火里燒的事,即便什么也不做就拿在手里把玩也存在著極大的安全隱患,所以撿到子彈時(shí)應(yīng)當(dāng)立即上繳,或者干脆不要去碰,第一時(shí)間報(bào)警是最好的處理方式。
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