歡迎關(guān)注兵器知識譜,今天我們來學習關(guān)于彈藥底火的的知識。所謂“底火”指的是炮彈或子彈的發(fā)射藥激發(fā)裝置,1997年軍事科學出版社出版的《中國軍事百科全書》中對“底火”的定義是這樣的:裝在槍彈或炮彈藥筒底部,靠輸入機械能或電能刺激發(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)),提起底火成分這個話題我們就不得不講講一位瑞典化學家了,他就是著名的阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾(就是設立諾貝爾獎的那位老人家)。 小學還沒畢業(yè)的諾貝爾對化學特別感興趣,尤其是涉及炸藥的化學知識,1860年,27歲的他發(fā)現(xiàn)一種有趣的黃色油狀透明液體,這本來是一種醫(yī)生用來治療心絞痛的藥物,但是諾貝爾在研究它時不小心將裝滿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),而這種藥物其實就是一種烈性炸藥——硝化甘油。 三年后(即1863年),諾貝爾注冊了使用硝化甘油制作的雷管專利(專門用來引爆工業(yè)炸藥),次年開始建設工廠開始批量生產(chǎn)硝化甘油雷管。 這種雷管有一個特點,即特殊情況下即使不用導火索也能用來引爆炸藥進行爆破作業(yè),一開始深受開礦企業(yè)家們的歡迎,但是問題也隨之而來——安全系數(shù)實在是太低了!在搬運過程中一旦失手掉在地上就會發(fā)生爆炸,至此,各國開始禁用硝化甘油雷管。 危險的硝化甘油雷管在民用領(lǐng)域是個危險的家伙,但是在軍事領(lǐng)域上卻成為新寵,因為這個時期人們開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,所以大家開始把眼光投向一觸地就爆炸的硝化甘油。 所以人類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,當槍械的擊針重重地撞擊在子彈底部的底火冒上時,底火內(nèi)的硝化甘油炸藥就會以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。 然而硝化甘油實在是太敏感了,有時候士兵失手將子彈弄掉到地上或者背負子彈的士兵發(fā)生摔倒時都有可能導致子彈激發(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?我們從以下幾點來學習關(guān)于底火成分的相關(guān)知識。
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,化學式為[Hg(ONC)2],對火焰、針刺和撞擊有較高的敏感性,但是敏感程度遠遠低于硝化甘油(至少失手落地時不會引起爆炸),爆速為5400米/秒。 雷汞于1799年由霍華德合成出來,1865年硝化甘油雷管被禁用以后,諾貝爾為了抓住雷管市場,使用雷汞與氯酸鉀混合成雷酸汞爆粉,用來做為雷管的裝藥,這就是雷汞雷管的由來。 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,成為當時“世界上最安全”的雷管,這也是諾貝爾走上發(fā)財之路的開始,當然這屬于題外話了。 事實上早在1815~1817年,雷汞就已經(jīng)被軍隊嘗試應用到子彈底火的制造上,在實驗中雷汞底火表現(xiàn)得非??煽?,它的特點是發(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)底火往往儲存半年以后就開始被雷汞腐蝕,儲存超過一年的子彈則連彈殼都會被泄露的雷汞蝕穿,即便沒有被蝕的子彈也會在擊發(fā)時發(fā)生炸膛事故。 為了解決這個問題,軍方只能花巨資向諾貝爾購買雷汞雷管中的雷酸汞專利(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,底火被蝕穿的問題至此被一舉解決。 當雷酸汞被應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年美國開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,化學方程式為NaN3+Pb(NO3)2===Pb(N3)2+NaNO3。 該型炸藥為白色晶體,類別分為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℃的高溫燒灼或者0.9~0.98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,但是沒有腐蝕性,因此它比雷酸汞更適合用來制造彈藥的底火。 但是α疊氮化鉛有一個特點,即潮濕后與銅作用生成極其危險的疊氮化銅,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,輕微摩擦就會發(fā)生爆炸,爆炸威力比疊氮化鉛強6倍,比雷汞強450倍。 所以在使用疊氮化鉛做為底火成分生產(chǎn)底火時,制造工藝要求非常高,同時子彈(包括炮彈)儲存條件也極為苛刻,一旦受潮,輕則造成底火激發(fā)失敗,重則引發(fā)彈藥庫大爆炸。 疊氮化鉛于1891年被合成出來,1907年被注冊專利(終于有一款與諾貝爾無關(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,但是一直未受到當時的武器工程師們的重視,原因在于它的生產(chǎn)工藝要求實在太高了,以當時的工業(yè)水平來說并不具備批量生產(chǎn)疊氮化鉛的條件,這也是危險的雷酸汞底火被用了近200年的原因。 1930年,在經(jīng)濟大蕭條的大背景下,美國軍隊終于無法忍受子彈儲存時間不能超過5年的制約,要求軍工企業(yè)研發(fā)一種能儲存20~30年的彈藥,以降低戰(zhàn)備彈的儲存成本。 彈藥儲存時間段的原因無非就是雷酸汞腐蝕底火造成的,因此只要改進彈藥底火成分就能生產(chǎn)出達到軍方要求的子彈,疊氮化鉛這才又被重視起來。 當然了,單純的疊氮化鉛是不能直接用來制造子彈底火的,它容易受潮。為了解決這個問題,美國人的辦法是使用鈍化劑將它制成“精糊”,然后凝固成柱狀,這樣一來就可以將其切片,然后塞進底火內(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,除了用來制造彈藥的底火,它還是工業(yè)雷管、炮彈(導彈)引信的主要裝藥,是目前來說最安全、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)射動力均來自于彈殼內(nèi)發(fā)射藥在激發(fā)時產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣,所以子彈擊發(fā)過程實際上是一個發(fā)射藥被激發(fā)爆燃的過程。 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,彈殼底部有一個激發(fā)發(fā)射藥的裝置,被稱為“底火”,可以將它理解為子彈(炮彈)的開關(guān),需要受到槍炮的擊針猛烈撞擊才會被激發(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,當受到槍炮擊發(fā)裝置的猛烈撞擊時,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。 可見底火激發(fā)發(fā)射藥的過程是一個炸藥爆炸→火藥燃燒的過程,這個過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過程統(tǒng)稱為“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,我們將這類炸藥統(tǒng)稱為“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間近200年,目前各國生產(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)火藥的過程是一個炸藥爆炸到發(fā)射藥燃燒的過程,首先是底火在被擊針猛烈撞擊時激發(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,當發(fā)射藥開始高速燃燒以后即意味著子彈(炮彈)的擊發(fā)完成。 結(jié)語 通過上述學習我們獲得了子彈底火成分是感度較高的烈性炸藥的知識,超過360攝氏度的高溫或者猛烈的撞擊都會導致底火里的炸藥爆炸,從而激發(fā)子彈發(fā)射,所以生活中我們再撿到未擊發(fā)的子彈時千萬不能在好奇心的驅(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,所以撿到子彈時應當立即上繳,或者干脆不要去碰,第一時間報警是最好的處理方式。
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