在公元1650年之前,也就是差不多明末以前,黑火药是当时和此前的人类可以人工制造和实际运用的唯一一种爆炸物,因此意义非常重大。民间对黑火药的制作方法,有一句俗语叫做“一硝二硫三木炭”,也就是民间制造黑火药的基本配方。事实证明,这种配方用来制造普通的烟花问题不大,但是如果作为军用火工品,尤其是枪炮的发射药,这个比例其实是严重错误的。那么为何严重错误的比例仍然流传了上千年呢?这就在于黑火药的三种成分,其实可以灵活组合,哪怕三种基本成分的比例是1比1比1,仍然可以在点火后发生爆燃,起到黑火药的基本作用,但是不同的比例有不同的爆燃效果;古人当然不懂得这个道理。从现代科学上来讲,不同的比例会有不同的爆速,而爆速直接关系到黑火药的军用价值。
对黑火药的三种成分来说,硝酸钾是氧化剂,硫磺是燃烧剂,而木炭基本是稳定剂,也参与燃烧。近代以来的研发证明,如果想把黑火药当做发射药,那么最佳比例是硝酸钾为75%,硫磺为10%,木炭为15%,基本可以得到最大的爆燃速度。现代测量爆速可以达到500米每秒,已经超音速。如果装填前膛炮,已经可以把弹丸最大发射到5公里甚至7公里之外,这已经创造了在现代无烟硝化棉发明以前,对弹丸的最远发射距离。要知道现代无烟硝化棉的爆速高达6000米每秒,是最好配方的黑火药的12倍以上。按照以上的比例,就可以知道民间的“一硝二硫三木炭”的配方是严重不对头的。硝酸钾的比例明显太少,而木炭的比例则过多。这种民间黑火药最大特点是可长期保存,当爆竹存两三年仍然可以炸响,但是木炭这种稳定剂过多,当军用发射药是不合格的。
黑火药的主要成分中,硫磺基本不怕水,但是木炭多孔很容易吸水,而硝酸钾遇到水甚至长期接触水蒸气都会发生板结。这些化学变化,就导致原则上所有黑火药都是怕水的。尤其是其中的木炭吸水后就更变得过于稳定,不容易被点燃。因此在数百年的前膛枪炮时代,火药如何防水是一个很大的实际问题。如果在战争之前和战争期间大量的黑火药被雨水甚至是海水打湿,那么任何枪炮都打不响,这种军队不用交战,就自然面临全面失败的风险,因此古代如何保存黑火药是一门专用军用技术。另外,如果交战双方在交锋时遇到大暴雨,那么此时大部分黑火药发射的前膛枪炮也是无法重复开火的。因为所有前膛枪炮在每次装填黑火药和子弹时,都必须让枪口和炮口有一定的上仰角。如果有暴雨自然无法保证要装填的黑火药的相对干燥。
另外就是海上作战,除了注意风雨,更要注意浪高。毕竟在大航海时代,即使大型的风帆战列舰,其吨位也不过七八百吨到上千吨。因此设置几层炮火甲板,在几级风浪下可以开炮,都是有专业讲究的。一般最大的木质战列舰会设置3层炮火甲板,而一般的木质战舰则设置2层甚至1层炮火甲板。正常情况下有70炮、80炮和110炮的差别。一般在有4级风浪或者以上,那么中下层甲板的火炮炮门就不再打开,就是防止海水倒灌进来打湿火炮。那么除了已经装填的舰上火炮必须时刻注意防止海水侵袭外。平时船上大量储存黑火药是如何防潮的呢?这就是采用专门的密封火药桶,密封程度不亚于酒桶,而且里面还要用多重防潮措施。整装火药桶平时严格密封,需要用到多少则打开多少,如果用不到则不会轻易地开封。
火药桶在风帆战列舰时代非常常见,到今天却几乎没有了。导致“火药桶”虽然在当今仍然是一个高频词,比如说某个地缘热点地区是天然火药桶;某某人已经相当于坐在了火药桶上之类,但是真正的火药桶是什么样子,当代人几乎都没有见过。到了1800年之后,英法等国已经开始用机器生产火药,而且增加了石墨固化等新工艺,其黑火药的防潮效果有所增强,这也是英法可以凭借船坚炮利在全球横行的一大原因。而现代弹药中仍然有少量的黑火药,主要用在底火上。现代黑火药的制造配方更加特殊,一般情况下已经不再轻易怕水。
暂无评论
发表评论