底火的成分都有什么,怎么引燃弹壳内的火药?
欢迎关注兵器知识谱,今天我们来学习关于弹药底火的的知识。所谓“底火”指的是炮弹或子弹的发射药激发装置,1997年军事科学出版社出版的《中国军事百科全书》中对“底火”的定义是这样的:装在弹或炮弹药筒底部,靠输入机械能或电能刺激发火的火工品,用于输出火焰引燃发射药装药或传火药。
底火是定装弹必备的激发装置(注意,是激发,而不是击发),提起底火成分这个话题我们就
不得不讲讲一位瑞典化学家了,他就是著名的阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(就是设立诺贝尔奖的那位老人家)。
小学还没毕业的诺贝尔对化学特别感兴趣,尤其是涉及的化学知识,1860年,27岁的他发现一种有趣的黄油状透明液体,这本来是一种医生用来心绞痛的药物,但是诺贝尔在研究它时不小心将装满这种药物的玻璃试管失手掉到地上,随着试管的触地,这种药物发生了剧烈爆炸(这次爆炸事故把诺贝尔的弟弟给炸死了),而这种药物其实就是一种烈性——。
三年后(即1863年),诺贝尔注册了使用制作的专利(专门用来引爆工业),次年开始建设工厂开始批量生产。
这种有一个特点,即特殊情况下即使不用也能用来引爆进行爆破作业,一开始深受开矿企业家们的欢迎,但是问题也随之而来——安全系数实在是太低了!在搬运过程中一旦失手掉在地上就会发生爆炸,至此,各国开始禁用。
危险的在民用领域是个危险的家伙,但是在军事领域上却成为新宠,因为这个
时期人们开始研究后装步以及后装火炮,而弹药发射技术一直困扰着武器工程师们,所以大家开始把眼光投向一触地就爆炸的。
所以人类第一代定装子弹的底火成分就是,由于它是一种液体,所以必须使用黄铜包裹,然后镶嵌到子弹底部成为底火,当械的击针重重地撞击在子弹底部的底火冒上时,底火内的就会以7700米/秒的爆速发生爆炸,从而引燃弹壳内的发射药,以起到激发子弹的作用。
然而实在是太敏感了,有时候士兵失手将子弹弄掉到地上或者背负子弹的士兵发生摔倒时都有可能导致子弹激发,安全隐患与一样大,所以底火很快也被淘汰了。
那么现代弹药的底火成分都有些什么呢?我们从以下几点来学习关于底火成分的相关知识。都是
▼下图为用于心绞痛的口服片剂,它的主要成分就是感度极高的烈性——,当它被激发时可产生6500米/秒的爆速,十七世纪的子弹底火主要成分就是。
现代定装弹药第一代底火的成分——雷酸汞
雷酸汞是一种呈白或灰的晶体,化学式为[Hg(ONC)2],对火焰、针刺和撞击有较高的敏感性,但是敏感程度远远低于(至少失手落地时不会引起爆炸),爆速为5400米/秒。
于1799年由霍华德合成出来,1865年被禁用以后,诺贝尔为了抓住市场,使用与氯酸钾混合成雷酸汞爆粉,用来做为的装药,这就是的由来。
由于以雷酸汞为主要成分的装药中含有一定比例的氯酸钾,所以装药十分稳定,基本杜绝了自爆事故,成为当时“世界上最安全”的,这也是诺贝尔走上发财之路的开始,当然这属于题外话了。
事实上早在1815~1817年,就已经被军队尝试应用到子弹底火的制造上,在实验中底火表现得非常可靠,它的特点是发火率高、误爆率低,而且因其以固体形态存在,比更便于大规模生产。
但是本身是一种有剧毒、强腐蚀性特性的化合物,使用单成分的制造的铜质底火往往储存半年以后就开始被腐蚀,储存超过一年的子弹则连弹壳都会被泄露的蚀穿,即便没有被蚀的子弹也会在击发时发生炸膛事故。
为了解决这个问题,军方只能花巨资向诺贝尔购买中的雷酸汞专利(即与氯酸钾的配方),由于氯酸钾的中和,也稳定了许多,底火被蚀穿的问题至此被一举解决。
当雷酸汞被应用到弹药底火制造以后,世界上才算是拥有了真正可靠的、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战结束(截止1930年美国开始试用叠氮化铅做为底火成分),一共使用近200年。
▼下图为美制“点30”M2型步弹,即M1“加兰德”半自动步所使用的斯普林菲尔德7.62×63mm步弹,该型子弹的底火成分为技术成熟的雷酸汞,雷酸汞是世界上使用时间最长的弹药底火装药。
更可靠、更安全的第二代弹药底火成分——叠氮化铅
叠氮化铅的化学式为Pb(N3)2,是一种用化合物三氮钠与化合物硝酸铅混合而成的新型化合物,属于高感度烈性,化学方程式为NaN3+Pb(NO3)2===Pb(N3)2+NaNO3。
该型为白晶体,类别分为α叠氮化铅和β叠氮化铅,其中β叠氮化铅的感度很大,重摔也能发生爆炸,性质与相同;而α叠氮化铅的感度较低,需要受到360℃的高温烧灼或者0.9~0.98牛顿的力度撞击才回爆发,爆速为5180米/秒。
α叠氮化铅的感度低于雷酸汞,这就意味着它比雷酸汞还要安全,而且它虽然有毒性,但是没有腐蚀性,因此它比雷酸汞更适合用来制造弹药的底火。
但是α叠氮化铅有一个特点,即潮湿后与铜作用生成极其危险的叠氮化铜,这是另一种新型化合物,同样属于烈性,感度高于雷酸汞,轻微摩擦就会发生爆炸,爆炸威力比叠氮化铅强6倍,比强450倍。
所以在使用叠氮化铅做为底火成分生产底火时,制造工艺要求非常高,同时子弹(包括炮弹)储存条件也极为苛刻,一旦受潮,轻则造成底火激发失败,重则引发弹药库大爆炸。
叠氮化铅于1891年被合成出来,1907年被注册专利(终于有一款与诺贝尔无关的起爆了)。
虽然叠氮化铅的可靠性和安全性要高于雷酸汞,但是一直未受到当时的武器工程师们的重视,原因在于它的生产工艺要求实在太高了,以当时的工业水平来说并不具备批量生产叠氮化铅的条件,这也是危险的雷酸汞底火被用了近200年的原因。
1930年,在经济大萧条的大背景下,美国军队终于无法忍受子弹储存时间不能超过5年的制约,要求军工企业研发一种能储存20~30年的弹药,以降低战备弹的储存成本。
弹药储存时间段的原因无非就是雷酸汞腐蚀底火造成的,因此只要改进弹药底火成分就能生产出达到军方要求的子弹,叠氮化铅这才又被重视起来。
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