围裙当主角,助力无烟火药的发明?

2017-12-04 来源:蝌蚪五线谱

围裙当主角,助力无烟火药的发明的头图

  众所周知, 中国是火药的故乡,火药是中国古代的四大文明之一。早在唐朝末年,火药就应用于军事。需要强调的是,我国古代发明的是黑火药,它的配方主要有硝石、硫磺、木炭等含碳物质,再经过对三种原料人工均匀拌和炼制而成。第一次完整地刊载火药的配方和制造工艺的是北宋编纂的《武经总要》一书。该书在第十一、十二卷中记载了在当时属于终极“大杀器”的引火球、毒药烟球、蒺藜火球三种武器的火药配方。

  蒺藜火球、引火球(网络图)

  13世纪前后,黑火药经阿拉伯国家传入欧洲,并且发展成为大型火炮的发射药和弹体炸药。黑火药的出现使人类由冷兵器时代进入到热兵器时代,它做为唯一的火药和炸药在世界范围内使用了1000多年。黑火药燃烧后的产物大部分是二氧化碳和水,还有氮氧化物等等。因为生成物中有许多固体物质残渣,飘散在气体里,会产生大量的烟。所以,黑火药燃烧后飘散的黑烟,也成为那时众多经典战役中的标志性事物。

反映1854年“克里米亚战争”的油画《最细的红线》(国际先驱导报)

  细心的我们会发现,在现代武器使用过程中,这种黑烟飘散的场景很难见到了。这要归功于无烟火药的发明。无烟火药,顾名思义,是指燃烧后没有残渣,不发生烟雾或只发生少量烟雾的火药。它的发明,源于一次恶性案件,一条不起眼的棉布围裙也在其中扮演了重要角色。

  故事发生在19世纪中期的一个瑞士小镇。两名歹徒扣压了人质,与警察持枪对峙。为了尽快制服暴徒,警察找来两名神枪手,拿着大口径的黑火药枪,准备将两名歹徒击毙。谈判破裂后,现场指挥组决定,立即击毙暴徒。神枪手迅速寻找有利地形,可找了一会都不合适,只有一个天窗口有利射击,二人只好同时挤在那里开始瞄准,一人瞄准一个。可就在扣动扳机时,两人没有达到同步,一名神枪手先开枪击名毙了一名暴徒,另一名神枪手本想开枪,可由于先前击发的黑火药枪产生了黑烟,阻挡了他的视线,他只好等了几秒,想着黑烟散尽后再射击。可就是这几秒钟,另一个暴徒开枪打死了正在谈判的警察,虽然此后神枪手立刻开枪打死了歹徒,可再也无法挽回那位警察的生命。

  美国电影《怒火街头2》 剧照(图片与文字无关)

  舍恩拜是一位化学家,当他得知黑火药枪的黑烟挡住了神枪手的视线而无法连续击发,导致警察的死亡的事情后,他便开始思考,能不能制造出一种不发烟的火药呢?这个发明,开始在他的心里萌芽,随后不久,他便开始正式研究无烟火药。可他的研究并不顺利,他翻阅了无数资料,配对了无数化学物质,但在燃烧后都没有达到无烟的效果,而且发生了很多次危险,无烟火药的研究艰难地向前推进着。

  1845年的一天,舍恩拜做试验时不小心把盛满硝酸和硫酸的混合液瓶碰倒了。溶液流在桌上,舍恩拜急忙找抹布擦桌子,由于太着急,一时没找到抹布。这时,他看见了妻子的一条棉布围裙放在那里,他立即跑过去,伸手拿起围裙抹桌子。围裙浸了溶液,变得湿淋淋的,妻子马上就要回家了,如果晚饭时,她看到自己的围裙湿了,一定会非常不高兴。舍恩拜只好拿着围裙,到厨房里想把它烘干。可没料到,就在他撑起围裙靠近火炉时,只听得"噗"的一声,围裙迅速被烧得干干净净,甚至没有一点烟和灰产生。惊奇之余,这位细心的化学家他仔细回忆了经过,意识到自己可能已经合成了可以用来制作无烟火药的新化合物!

  他欣喜若狂,立即返回实验室,凭着记忆,还原刚才的一幕,把硝酸和硫酸混合,然后倒在抹布上,然后放在火上,顿时,又是“噗”的一声,抹布瞬间消失。此后,他多次重复了实验,肯定了结果无误。无烟炸药的雏形就此诞生,舍恩拜将其命名为“火棉”,后人称之为硝化纤维素。就这样,这条棉布围裙充当主角,开启了无烟火药的发明史。

  无烟火药(网络图)

  虽然硝化纤维被发明,但生成的火药很不稳定,多次发生火药库爆炸事故。1884年,法国化学家、工程师P·维埃利将硝化纤维溶解在乙醚和乙醇里,在其中加入适量的稳定剂,成为胶状物,通过压成片状、切条、干燥硬化,制成了真正意义上的无烟火药。它燃烧后没有残渣,不发或只是发出少量烟雾。使用无烟火药的弹药可以有效增加子弹的射程,提高弹道平直性和射击精度。

  有了无烟火药以后,步枪传统的大口径(比如11毫米以上),而是采用了重量更轻,弹道更好的小口径弹药。马克沁发明的重机枪,正是由于使用了无烟火药,才得以具备实用价值。

  一战时的马克沁机枪阵地(网络图)

责任编辑:王超

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