作者:金戈鐵馬,曾在野戰(zhàn)部隊(duì)服役十余年。對(duì)軍史戰(zhàn)史、武器裝備、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法、外軍知識(shí)等方面有深入的研究。(幾十年骨灰級(jí)軍迷,《兵器》,《現(xiàn)代兵器》,《航空知識(shí)》,《兵器知識(shí)》上稿若干。自恃兔家陸軍裝備幾乎無(wú)一不認(rèn)識(shí)。)
正文
今天我們來(lái)聊聊現(xiàn)代軍工業(yè)的基石——軍用炸藥。現(xiàn)代軍用炸藥的起源是黑火藥,其爆炸威力有限,嚴(yán)重制約熱兵器的發(fā)展,一直到19世紀(jì)中期,第一代軍用炸藥問(wèn)世后,人類的熱兵器才進(jìn)入了發(fā)展的快車道。
一、軍用炸藥的分代
第一代炸藥
無(wú)煙火藥的鼻祖——硝化棉
硝化棉是現(xiàn)代軍用炸藥的起點(diǎn),由德國(guó)化學(xué)家舍恩拜在1845年的一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn):將棉花浸于硝酸和硫酸混合液中,然后洗掉多余的酸液,就獲得了硝化棉。硝化棉爆速達(dá) 6300 米/秒,相比于爆速只有400 米/秒的黑火藥,是一種革命性的新型炸藥。
硝化棉雖然威力不如同時(shí)代的硝化甘油和苦味酸,但卻是無(wú)煙火藥的重要成分。法國(guó)科學(xué)家維埃里在1884年將硝化纖維溶解在乙醚和乙醇里,加入適量安定劑,經(jīng)過(guò)一系列處理后,制成了世界上第一種無(wú)煙火藥。而無(wú)煙火藥又是現(xiàn)代槍炮的發(fā)射藥,硝化棉的作用可想而知。由于生產(chǎn)簡(jiǎn)便、成本低,硝化棉雖然問(wèn)近兩百年,仍然是當(dāng)下世界各國(guó)發(fā)射藥的重要成分,擁有著頑強(qiáng)的生命力。
■英國(guó)早期7.7毫米子彈的剖面圖。彈殼首尾兩端都裝有硝化棉,中間的條狀發(fā)射藥主要成分也是硝化棉。
過(guò)于危險(xiǎn)的硝化甘油
和硝化棉幾乎同時(shí)問(wèn)世的硝化甘油,由都靈大學(xué)的化學(xué)家索布雷洛于1847年合成。硝化甘油爆速可達(dá)6500 米/秒,在問(wèn)世初期被應(yīng)用于礦山開采和炸山碎石等基建。硝化甘油在問(wèn)世初期,雖然威力巨大,但狀態(tài)非常不穩(wěn)定,晃動(dòng)、撞擊、跌落都可能引發(fā)爆炸,因此在保存、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中非常危險(xiǎn)。沒有哪國(guó)軍隊(duì)敢大量使用硝化甘油,因?yàn)闆]炸到敵人,大概率會(huì)先把自己炸了。
為了提高硝化甘油的穩(wěn)定性,各國(guó)政府、軍隊(duì)乃至是私人企業(yè),都給出了高額獎(jiǎng)金。一直到1866年,瑞典化學(xué)家諾貝爾發(fā)明用硅藻土吸附硝化甘油后,可大幅提升其安全性,這種炸藥被稱為諾貝爾炸藥。從此現(xiàn)代炸藥終于進(jìn)入實(shí)用階段,被大規(guī)模的運(yùn)用到戰(zhàn)爭(zhēng)中。1870年爆發(fā)的普法戰(zhàn)爭(zhēng),是諾貝爾炸藥的首次大規(guī)模實(shí)戰(zhàn)。裝備諾貝爾炸藥的普軍以微弱代價(jià)就戰(zhàn)勝了沒有裝備諾貝爾炸藥的法軍。裝填了諾貝爾炸藥的普軍炮彈,可以輕松轟開法軍的掩體,給法軍造成重大傷亡,嚴(yán)重打擊了法軍的士氣。諾貝爾炸藥問(wèn)世之前,炮彈多為實(shí)心鐵球,不具備爆炸能力,只能靠動(dòng)能轉(zhuǎn)化為殺傷力和破壞力。炮彈裝填諾貝爾炸藥后具備爆炸能力,大幅提升炮彈的殺傷力和破壞力。諾貝爾炸藥的問(wèn)世,還帶動(dòng)了爆炸物在戰(zhàn)爭(zhēng)中的大規(guī)模使用,手榴彈、炸藥包、爆破筒、地雷等傳統(tǒng)爆炸物的威力,得到大幅提升。
■諾比爾及其發(fā)明的諾貝爾炸藥。諾貝爾獎(jiǎng)的設(shè)立還要得益于諾貝爾炸藥的暢銷為諾貝爾帶領(lǐng)天量財(cái)富后,才能有資金設(shè)立諾貝爾獎(jiǎng)金。這也從側(cè)面說(shuō)明,當(dāng)年研究炸藥有多賺錢,市場(chǎng)對(duì)炸藥的需求有多迫切。
苦味酸——人類歷史上第一種較為成熟的炸藥
在第一代炸藥中,還有一個(gè)重量級(jí)的代表——苦味酸。說(shuō)起資歷,苦味酸可是老大哥,因?yàn)樗缭?771年就作用一種黃色染料被廣泛使用。但人類在一百余年里,始終沒有發(fā)現(xiàn)它還可以作為炸藥。直到1873年,苦味酸才開始作為起爆藥。1885年,苦味酸被作為炸藥與炮彈的發(fā)射藥??辔端岬耐Ρ认趸藓拖趸视投家?,爆速達(dá)到了7350 米/秒。苦味酸的應(yīng)用非常廣泛,既可以作為發(fā)射藥,也可以作為炮彈、手榴彈等爆炸物的裝填藥。從19世紀(jì)90年代到第一次世界大戰(zhàn),苦味酸都是世界各國(guó)軍隊(duì)最主要的炸藥,被裝填到炮彈、手榴彈、魚雷、地雷、炸藥包、爆破筒等幾乎所有的爆炸物中。在使用苦味酸的過(guò)程中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)添加一些特定成分的物質(zhì)后,可以制成威力更大的混合炸藥。于是,各國(guó)都在苦味酸基礎(chǔ)上,不斷調(diào)整炸藥的配方。較為著名的有法國(guó)的麥寧炸藥——苦味酸+火棉;英國(guó)的立德炸藥——凡士林+二硝基苯+苦味酸。
■苦味酸。
苦味酸的缺點(diǎn)是,具有較強(qiáng)的腐蝕性,裝填入金屬制成的炮彈后,時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)腐蝕彈體,進(jìn)而發(fā)生自爆或炸膛。為此,各國(guó)的科研人員也想了很多辦法,通過(guò)在彈體內(nèi)涂漆或涂蠟,將苦味酸和彈體隔離開,避免二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
第二代炸藥
炸藥之王TNT
由于第一代炸藥有著各種各樣的缺點(diǎn),各大列強(qiáng)紛紛投入巨資,開啟了第二波炸藥研發(fā)的熱潮?;瘜W(xué)工業(yè)能力最強(qiáng)的德國(guó)一馬當(dāng)先,研發(fā)出了人類歷史上,綜合性能最好的炸藥——TNT。
TNT的化學(xué)名稱為三硝基甲苯,爆速6900米/秒,雖然威力略遜于苦味酸,但勝在穩(wěn)定可靠,且易于生產(chǎn)和加工,也方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存,是第一種讓人類非常滿意的炸藥。TNT問(wèn)世時(shí)間為1863年。但和苦味酸一樣,問(wèn)世之初也是被當(dāng)做染料,直到1891年才被發(fā)現(xiàn)當(dāng)炸藥比做染料更有前途。TNT是由德國(guó)化學(xué)家威布蘭德發(fā)明,也是被德國(guó)軍隊(duì)首先大規(guī)模裝備。德軍從1902年開始,用TNT替換苦味酸。但由于苦味酸的存量大,在第一次世界大戰(zhàn)期間,TNT只能和苦味酸平分秋色,直到第二次世界大戰(zhàn)TNT才徹底將苦味酸踩在腳下,坐上了炸藥之王的寶座。這一坐就坐到了今天。
■TNT易于加工,可壓鑄或澆筑為各種形狀。國(guó)內(nèi)TNT常用的規(guī)格是200克藥塊(右)和75克藥柱(左)。
正所謂“一流企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn),一流炸藥也要做標(biāo)準(zhǔn)”。TNT的江湖地位還體現(xiàn)在作為爆炸能量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。由于TNT的狀態(tài)穩(wěn)定,爆炸威力也相對(duì)穩(wěn)定,1克TNT炸藥爆炸后可產(chǎn)生4200焦耳的能量。在科研和軍事領(lǐng)域,經(jīng)常用TNT的爆炸當(dāng)量來(lái)衡量爆炸的能量和威力。例如,在計(jì)算廣島和長(zhǎng)崎爆炸的2顆原子彈的威力時(shí),就分別稱為15000噸TNT和23000噸TNT。
千年老二黑索金
黑索金于1899年被首次制成。其研發(fā)初衷是用于藥物。因此,一直到1922年,科研人員才發(fā)現(xiàn)黑索金是一種優(yōu)良的炸藥。黑索金爆速為8428米/秒,具備優(yōu)良的傳爆性能,非常適合制作導(dǎo)爆索。黑索金雖然威力大于TNT,但其他方面都略遜TNT一籌。最主要的缺點(diǎn)就是比TNT貴,造價(jià)至少貴1倍。其次則是機(jī)械敏感度高,導(dǎo)致遭遇撞擊時(shí)容易爆炸,不如TNT安全可靠。這使得黑索金在TNT面前,始終是弟弟。第二次世界大戰(zhàn)中,黑索金得到了廣泛的應(yīng)用。由于單純的黑索金不如TNT穩(wěn)定、安全,在使用時(shí)通常都會(huì)將黑索金制成混合炸藥,對(duì)其進(jìn)行鈍化。目前各國(guó)軍隊(duì)裝備的混合炸藥,多以TNT和黑索金為主要成分。黑索金在使用范圍和數(shù)量上,仍然略遜于TNT。
■純黑索金為白色粉末狀晶體,在某些情況下可能呈現(xiàn)淺灰色或粉紅色。
用不起的奧克托今
奧克托今是在1941年由美國(guó)化學(xué)家巴赫曼在制造黑索金時(shí),偶然制成。奧克托今爆速9100米/秒,威力巨大,且能量密度高,是引發(fā)原子彈核裂變的起爆藥。奧克托今的缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜,良品率低,導(dǎo)致造價(jià)昂貴,產(chǎn)量低。奧克托今的造價(jià)是TNT的數(shù)十倍,極大的限制了它的大規(guī)模應(yīng)用。各國(guó)軍隊(duì)主要將奧克托今與其他炸藥組成混合炸藥,作為導(dǎo)彈、魚雷等高技術(shù)彈藥的戰(zhàn)斗部裝藥,絕舍不得將其作為普通炮彈和炸彈的裝藥。
■純奧克托今為白色結(jié)晶粉末,經(jīng)鈍化處理后會(huì)出現(xiàn)其他顏色。
環(huán)保炸藥太安
1894年,德國(guó)化工廠首先研制成功太安。但由于其原材料甲醛和乙醛的生產(chǎn)成本較高,太安在問(wèn)世之初的二十余年間始終未得到大規(guī)模生產(chǎn)。一直到第一次世界大戰(zhàn)后,甲醛和乙醛的生產(chǎn)工業(yè)得到改進(jìn),成本大幅下降,太安才得到推廣。太安爆速8400米/秒,威力大于同時(shí)代的TNT,但在溫度超過(guò)205°C后,會(huì)爆炸,安全性不如TNT。在第二次世界大戰(zhàn)中,太安與TNT按照1:1的比例混合可制成噴特利特炸藥,爆速達(dá)7400米/秒,被大量裝填到穿甲彈、反坦克火箭彈、手榴彈等彈藥中。太安的缺點(diǎn)是造價(jià)較高,不僅比TNT高,還比黑索金高,而黑索金的威力又大于太安,當(dāng)黑索金大規(guī)模投產(chǎn)后,不上不下的太安只能靠邊站。太安的優(yōu)點(diǎn)是自身毒性很低,爆炸后的產(chǎn)物沒有毒性,生產(chǎn)過(guò)程也很少產(chǎn)生有毒物質(zhì),因此重視環(huán)保的歐洲國(guó)家依然在大規(guī)模生產(chǎn)太安。
第三代炸藥
性能各異的混合炸藥
前兩代炸藥都是單質(zhì)炸藥,由單一化合物組成,性能穩(wěn)定,無(wú)法拓展。為了克服單質(zhì)炸藥的弊端并提高其性能,科研人員又發(fā)明了由兩種或兩種以上的物質(zhì)組成的混合炸藥,可以獲得更好的性能或是某種特定的能力。由木炭、硫磺、硝石組成的黑火藥就是一種混合炸藥。
混合炸藥在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期得到快速發(fā)展??蒲腥藛T發(fā)現(xiàn),在TNT或黑索金的基礎(chǔ)上,增加鋁熱劑、汽油、橡膠等物質(zhì)制成混合炸藥后,在爆炸的基礎(chǔ)上,還具備縱火的能力,破壞力大幅提升。鋁熱劑通常由鋁粉和氧化鐵混合而成,可在水下燃燒并產(chǎn)生超過(guò)2500°C的高溫,足以融化鋼鐵和燒毀絕大多數(shù)的生化武器,因此鋁末混合炸藥最早得到大規(guī)模使用。它由40%TNT+42%黑索金+18%鋁熱劑組成。英軍用于轟炸魯爾大壩的水漂炸彈、轟炸“提爾皮茨”號(hào)戰(zhàn)列艦的“高腳柜”炸彈裝填的都是鋁末混合炸藥。
■“高腳柜”炸彈全重5443千克,內(nèi)裝2358 千克的鋁末混合炸藥。
混合炸藥的性能可通過(guò)調(diào)整配方和工藝實(shí)現(xiàn)改變,遠(yuǎn)比單質(zhì)炸藥?kù)`活,雖然造價(jià)略比TNT貴,但還在可承受范圍之內(nèi)。因此,混合炸藥近年來(lái)在各國(guó)軍用炸藥中所占比例呈遞增趨勢(shì),其配方仍然在不斷增加不斷完善,性能也在不斷提升。具備一定化工科技水平的國(guó)家都有自己獨(dú)到的配方。美軍“炸彈之母”裝填的就是H6炸藥就是一種在鋁末混合炸藥的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的新型混合炸藥。它由29.5%TNT+44%黑索金+21%鋁熱劑+5%石蠟+0.5%氯化鈣混合而成的混合炸藥,爆速7637米/秒,且具有很強(qiáng)的燃燒能力,即可通過(guò)炸藥爆炸的沖擊波殺敵,也可通過(guò)鋁熱劑的燃燒殺敵。同時(shí),其主要成分TNT、黑索金、鋁熱劑造價(jià)都比較低廉。混合炸藥還可以改變炸藥的形態(tài),工業(yè)炸藥中經(jīng)常用到的乳化炸藥和液體炸藥都是混合炸藥。
■主要用于巖石爆破的乳化炸藥,其主要成分是硝酸銨,價(jià)格低廉但保質(zhì)期很短。乳化炸藥可以方便的注入巖石的孔洞和縫隙,在采礦、寄件領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但也可用于軍用爆破。
第四代炸藥
網(wǎng)紅新炸藥CL-20
CL-20由美國(guó)的尼爾森博士于1987年發(fā)明,是當(dāng)今性能最好的炸藥之一,爆速高達(dá)9500米/秒,能量密度比奧克托今高20%,是可批量生產(chǎn)的單質(zhì)炸藥中威力最強(qiáng)的炸藥。CL-20的化學(xué)名稱為六硝基六氮雜異伍茲烷,因最早產(chǎn)自南加州的美國(guó)海軍中國(guó)湖基地,被命名為“中國(guó)湖20號(hào)化合物”(英文縮寫CL-20)。既然CL-20的名字和中國(guó)有緣,中國(guó)人自然不能讓美國(guó)人獨(dú)享CL-20。1994年北京理工大學(xué)于永忠教授成功在實(shí)驗(yàn)室合成CL-20。
由于CL-20生產(chǎn)工藝復(fù)雜并且需要昂貴的原材料,導(dǎo)致造價(jià)居高不下,始終無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)。根據(jù)《參考消息》的報(bào)道,2023年美國(guó)CL-20的年產(chǎn)量為10噸。這個(gè)規(guī)模實(shí)在太小,根本無(wú)法大規(guī)模裝備美軍,只能優(yōu)先滿足空對(duì)空導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等高精尖武器的需要。
還不成熟的全氮陰離子鹽
和北京理工大學(xué)并列為國(guó)防七子之一的南京理工大學(xué),看到同行在新型炸藥領(lǐng)域建功立業(yè),自然不服氣。于是,打算在另一條賽道彎道超車。南京理工大學(xué)在2017年合成了世界首個(gè)全氮陰離子鹽,其能量密度為TNT的3倍以上,也高于CL-20。美國(guó)曾在1999年首次合成全氮陽(yáng)離子鹽,但狀態(tài)不如全氮陰離子鹽穩(wěn)定,且制造難度高,污染性強(qiáng)。全氮陰離子鹽目前還處于科研探索階段,距離實(shí)用化和大規(guī)模生產(chǎn),還有遙遠(yuǎn)的距離。
二、從炸藥之王TNT的江湖地位看何種炸藥最符合當(dāng)今軍隊(duì)的需要
雖說(shuō)現(xiàn)代炸藥已經(jīng)發(fā)展到第四代,但由于各種武器裝備對(duì)炸藥的需求千差萬(wàn)別,再加上成本的因素,使得四代炸藥仍然在同臺(tái)競(jìng)技。從第一代的硝化棉到第四代的CL-20,都能找到自己的生存空間。但所有的軍用炸藥中,TNT仍然是當(dāng)之無(wú)愧的炸藥之王,在各國(guó)軍用彈藥中所占比例最高。
為什么在TNT面前,在座的各位都是垃圾
雖然有很多威力強(qiáng)大的新型炸藥想取TNT而代之,但綜合性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如它:要么比它貴,要么狀態(tài)不穩(wěn)定,要么生產(chǎn)或加工不如它方便??傊?,在TNT這個(gè)前輩眼中,無(wú)論是單質(zhì)炸藥還是混合炸藥,這些后輩一個(gè)能打的都沒有,老爺子還要再戰(zhàn)江湖一百年。
TNT最突出的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定,即便是火燒、撞擊和槍彈貫穿也不會(huì)被引爆,只能用雷管引爆。由于TNT非常穩(wěn)定,在高速撞擊中也不會(huì)爆炸,使得它非常適合裝填入炮彈和炸彈,通過(guò)延遲引信精準(zhǔn)控制起爆時(shí)間,這對(duì)于需要侵入深埋地下的掩體后才起爆的炮彈和炸彈至關(guān)重要。很多新型炸藥雖然威力高于TNT,但穩(wěn)定性不高,需要經(jīng)過(guò)鈍化處理才能夠保持穩(wěn)定,不僅增加成本,還增加了生產(chǎn)的復(fù)雜程度。
■裝填TNT的155毫米榴彈炮的炮彈。單質(zhì)炸藥中,TNT最為穩(wěn)定可靠,不會(huì)因?yàn)榕趶棎毫拥墓ぷ鳝h(huán)境而提前爆炸?;旌险ㄋ幵靸r(jià)又高于TNT,且制造工藝復(fù)雜。
TNT第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是易于生產(chǎn),造價(jià)低廉。它由甲苯經(jīng)硝化制得,而甲苯又是非常常見的石油化工產(chǎn)物,量大管夠。這使得TNT非常易于生產(chǎn),且成本低廉,可以滿足大規(guī)模戰(zhàn)爭(zhēng)的需要。只要有強(qiáng)大的石油化工產(chǎn)業(yè)和穩(wěn)定的石油來(lái)源,就能源源不斷的生產(chǎn)TNT。TNT的生產(chǎn)成本,遠(yuǎn)低于黑索金和奧克托今等新型炸藥,是當(dāng)前主流軍用炸藥中最便宜的。
■北約標(biāo)準(zhǔn)的155毫米榴彈炮的炮彈裝藥有多種選擇:即可裝填TNT,也可裝填B炸藥。B炸藥成分為39%TNT+60%黑索金+1%粘結(jié)劑,爆速8050米/秒,威力大于TNT。但B炸藥的生產(chǎn)工藝比TNT復(fù)雜,擴(kuò)產(chǎn)速度遠(yuǎn)不如TNT的擴(kuò)產(chǎn)速度,且造價(jià)也更高。俄烏沖突爆發(fā)的2年半時(shí)間里,僅美國(guó)就向?yàn)蹩颂m提供了超過(guò)300萬(wàn)枚155毫米炮彈。只有TNT的產(chǎn)能才能滿足如此大規(guī)模的需求。
TNT第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是易于加工。熔點(diǎn)為80.35°C,在加熱溶解后可以澆筑為各種形狀,裝填入各種武器。炮彈和炸彈中裝填的TNT都是在液態(tài)時(shí)直接澆筑進(jìn)彈體,不僅工藝簡(jiǎn)單,且空間利用率高。
TNT第四個(gè)優(yōu)點(diǎn)是易于保存。TNT不吸水,也不會(huì)與金屬起化學(xué)反應(yīng),裝填入炮彈、炸彈和其他武器后,可以在常溫環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間保存,便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。這就使得裝填TNT的武器,不需要保存在特制的恒溫恒濕彈藥庫(kù)中。不僅和平時(shí)期倉(cāng)儲(chǔ)成本低廉,戰(zhàn)時(shí)在條件簡(jiǎn)陋的戰(zhàn)地彈藥庫(kù)中長(zhǎng)期存放也不會(huì)影響性能。如果保存環(huán)境良好,即便是一戰(zhàn)時(shí)期的TNT,仍然可以爆炸。TNT這種易存儲(chǔ)性,使得很多深埋于地下的地雷或是啞彈仍然具有危險(xiǎn)性,讓相關(guān)國(guó)家非常頭疼。
■烏克蘭戰(zhàn)場(chǎng)上雙方同時(shí)使用的TM-62反坦克地雷,內(nèi)部裝填7-8千克的TNT。TM-62經(jīng)歷過(guò)越南戰(zhàn)爭(zhēng)、中東戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)等多場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),即便在戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束多年后,仍然具有殺傷力。
TNT第五個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以組成混合炸藥。TNT作為混合炸藥的主裝藥,通過(guò)與不同物質(zhì)組合,可以制成性能各異的混合炸藥。比如西方國(guó)家經(jīng)常用到的B炸藥(39%TNT+60%黑索金+1%粘結(jié)劑)和H6炸藥(40%TNT+42%黑索金+18%鋁粉)。
單挑打不贏,就群毆
從TNT的成功可以看出,一款炸藥能否得到各國(guó)軍隊(duì)的喜愛,必須靠綜合性能取勝,單個(gè)指標(biāo)過(guò)于突出并無(wú)實(shí)用價(jià)值。但目前所有的單質(zhì)炸藥論起綜合性能,在TNT面前都是弟弟。于是,混搭的混合炸藥就脫穎而出,擔(dān)起了挑戰(zhàn)TNT的重?fù)?dān)。
黑索金不如TNT便宜,也不如TNT穩(wěn)定,但通過(guò)添加可塑劑和粘合劑,就能搖身一變成為游戲中著名的C4炸藥,性能大幅提升,性價(jià)比一下就反超TNT。C4炸藥由91%黑索金+5.3%可塑劑(己二酸二辛酯或癸二酸二辛酯)+3.7%粘合劑(聚異丁烯)制成,它通過(guò)加入可塑劑和粘合劑,使黑索金得到鈍化,機(jī)械敏感度大幅降低,即使受到撞擊和槍擊也不會(huì)爆炸?;鹧嬉仓荒芤糃4炸藥,但無(wú)法引爆。C4炸藥還具有可塑性,可以根據(jù)需要,像捏橡皮泥一樣制成各種形狀,方便塞入鎖眼、門縫、孔洞等各種特定的物體內(nèi)部,或是在門窗、墻體等需要控制爆破的物體表面組成需要的圖案。
■阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,一名美軍士兵正在使用C4炸藥(白色條狀)銷毀收繳的中國(guó)產(chǎn)82毫米無(wú)后坐力炮彈。
目前,主要軍事強(qiáng)國(guó)的導(dǎo)彈、魚雷、制導(dǎo)炮彈等高性能彈藥裝填的炸藥都是混合炸藥。這類高性能彈藥,由于具備制導(dǎo)能力,總造價(jià)本就高昂,戰(zhàn)斗部的成本占總成本的比例不高,對(duì)炸藥的價(jià)格不敏感。但是無(wú)制導(dǎo)且技術(shù)含量不高的普通炮彈、炸彈、地雷、水雷等常規(guī)彈藥,因?yàn)樾枰A康臄?shù)量,對(duì)炸藥的價(jià)格特別敏感。以烏克蘭最急需的155毫米炮彈為例,歐洲國(guó)家每年的產(chǎn)能為55萬(wàn)枚左右,以每枚炮彈裝填6—10千克炸藥計(jì)算,一年需要3300噸—5500噸炸藥,因此只能裝填最便宜的TNT或是以TNT為主要成分的混合炸藥。
■俄烏沖突中,烏克蘭每天消耗的155毫米炮彈少則七八千枚,多則上萬(wàn)枚,只有TNT的價(jià)格和產(chǎn)能才能滿足如此大量的消耗。
雖然混合炸藥的使用量已經(jīng)超過(guò)TNT,但TNT卻是混合炸的主要成分之一,在混合炸藥中占據(jù)半壁江山。因此,混合炸藥暫時(shí)還動(dòng)搖不了TNT的王者寶座。
三、執(zhí)當(dāng)今世界炸藥牛耳者,唯中國(guó)耳
中國(guó)炸藥技術(shù)與美俄歐各有千秋
在新型炸藥的研發(fā)中,中美俄歐各有各的高招。原本,美俄歐在技術(shù)探索方面要領(lǐng)先中國(guó),中國(guó)處于追趕者的位置。但近10年來(lái),中國(guó)在化學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域厚積薄發(fā),又能通過(guò)龐大的化工產(chǎn)業(yè)反哺研發(fā),在新型炸藥研發(fā)中開始迎頭趕上。目前中美兩國(guó)在新型單質(zhì)炸藥研發(fā)領(lǐng)域占得先機(jī)。
CL-20的研發(fā)原本是美國(guó)走在前,但在大規(guī)模生產(chǎn)方面,中國(guó)則走在美國(guó)的前面。北京理工大學(xué)歐育湘教授發(fā)明“一鍋法”實(shí)現(xiàn)1公斤級(jí)CL-20的合成能力,趙信岐教授團(tuán)隊(duì)解決工業(yè)化生產(chǎn)CL-20的關(guān)鍵技術(shù)。2015年,北京理工大學(xué)因“新一代含能材料研究及其工程化”項(xiàng)目獲得2015年度國(guó)防科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。近年來(lái),北京理工大學(xué)的科研人員再接再厲,設(shè)計(jì)合成具有剛性的三維立體骨架結(jié)構(gòu)的含能材料。致此,中國(guó)已具備批量生成CL-20的能力。而美國(guó)CL-20的年產(chǎn)量只有10噸。
■《中國(guó)青年報(bào)》關(guān)于北京理工大學(xué)研發(fā)CL-20的報(bào)道。
俄羅斯繼承了前蘇聯(lián)深厚的化工技術(shù),在混合炸藥研發(fā)和制造領(lǐng)域基礎(chǔ)雄厚。但由于經(jīng)濟(jì)不景氣且制造業(yè)退化嚴(yán)重,俄羅斯近年來(lái)雖然新研發(fā)的混合炸藥品種很多,卻只有很少幾種能夠少量生產(chǎn),絕大多數(shù)只能作為技術(shù)儲(chǔ)備。俄羅斯炸藥工業(yè)近年來(lái)的精力主要放在改進(jìn)工藝和配方,力爭(zhēng)在不改動(dòng)和少改動(dòng)生產(chǎn)線的情況下,提供炸藥的生產(chǎn)效率。俄羅斯在新型單質(zhì)炸藥研發(fā)領(lǐng)域投入及其有限,未取得新的突破。
歐洲國(guó)家在混合炸藥的研發(fā)領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積累,受歐盟環(huán)保政策和環(huán)保理念的影響,更加注重炸藥制造和加工的環(huán)保。由于傳統(tǒng)的TNT、黑索金和奧克托今等炸藥具有毒性,在歐洲各國(guó)日益提高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)下,很難獲得生產(chǎn)許可。歐洲軍火商和化工企業(yè),注重從制造和加工工藝方面,降低炸藥生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)的污染。歐洲國(guó)家對(duì)納米炸藥的研發(fā)投入很大,但目前尚未取得技術(shù)突破。此外,在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和火炮發(fā)射藥領(lǐng)域,歐洲國(guó)家也保持著一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì),采用離子液體技術(shù)的火箭推進(jìn)劑就處于全球領(lǐng)先水平。
中國(guó)產(chǎn)能第一
雖然中國(guó)在軍用炸藥的技術(shù)領(lǐng)域,尚沒有形成絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),但在炸藥產(chǎn)能方面,卻可以傲視群雄。作為世界制造業(yè)第一大國(guó),中國(guó)擁有41個(gè)工業(yè)大類、207個(gè)工業(yè)中類、666個(gè)工業(yè)小類,是全世界唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國(guó)家。而炸藥的制造僅僅是化學(xué)工業(yè)的一部分,背靠全世界規(guī)模第一的化學(xué)工業(yè),中國(guó)的炸藥制造能力想不拿第一也難。2022年中國(guó)工業(yè)炸藥的產(chǎn)量為439.06萬(wàn)噸,而美國(guó)工業(yè)炸藥產(chǎn)量只有146萬(wàn)噸,只有中國(guó)產(chǎn)量的3分之一。
隨著歐美國(guó)家的去工業(yè)化,使得美國(guó)和歐盟的化學(xué)工業(yè)存在嚴(yán)重的缺漏項(xiàng)。美國(guó)早在1986年就已停產(chǎn)TNT,此后一方面靠冷戰(zhàn)時(shí)期龐大的庫(kù)存支撐,另一方面靠國(guó)際采購(gòu)來(lái)補(bǔ)充。直到2022年俄烏沖突爆發(fā)后,才重啟TNT生產(chǎn)。歐盟國(guó)家生產(chǎn)發(fā)射藥所需的硝化棉超過(guò)70%都需要從中國(guó)進(jìn)口。產(chǎn)業(yè)空心化、過(guò)度環(huán)保、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)萎靡……讓歐美國(guó)家的炸藥產(chǎn)業(yè)早已千瘡百孔,已經(jīng)無(wú)法獨(dú)立自主的生產(chǎn)全品類的炸藥。
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