【文/觀察者網(wǎng)專(zhuān)欄作者 八號(hào)坦克】

1月8日上午，2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京人民大會(huì)堂隆重召開(kāi)，南京理工大學(xué)王澤山院士獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)并代表獲獎(jiǎng)?wù)甙l(fā)言，國(guó)家主席習(xí)近平為王澤山院士頒獎(jiǎng)。

提到南京理工大學(xué)的王澤山院士，大家自然而然就會(huì)聯(lián)想到這位“身許”火炸藥數(shù)十載的多冠王。王院士曾參與我國(guó)多項(xiàng)國(guó)防重點(diǎn)課題，為我國(guó)軍工火工品的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，而在這眾多的成果中，又有幾項(xiàng)成果讓我們國(guó)家的軍工火工品行業(yè)成為世界范圍內(nèi)佼佼者。這便是“庫(kù)存過(guò)期火藥和退役報(bào)廢炸藥的再利用技術(shù)”（獲1993年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)）“低溫度系數(shù)發(fā)射藥、裝藥技術(shù)及加工工藝”（獲1996年國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)）“遠(yuǎn)射程與模塊發(fā)射裝藥”（獲2016年國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)）和“低過(guò)載發(fā)射藥技術(shù)”。

將過(guò)期的火炸藥轉(zhuǎn)換成其他有用的化學(xué)產(chǎn)品，這便是王澤山院士的“庫(kù)存過(guò)期火藥和退役報(bào)廢炸藥的再利用技術(shù)”。通過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砗突瘜W(xué)反應(yīng)，火炸藥中可以得到近30種民用產(chǎn)品。

眾所周知，工業(yè)產(chǎn)品都已一個(gè)保質(zhì)期存在。在保質(zhì)期內(nèi)使用，可以保證產(chǎn)品達(dá)到或與出廠標(biāo)準(zhǔn)基本保持一致的效果。但是一旦超過(guò)這個(gè)時(shí)間，因?yàn)榄h(huán)境因素和產(chǎn)品本身的性質(zhì)變化，這項(xiàng)產(chǎn)品就不能再繼續(xù)使用了，火炸藥也是如此。如何處理過(guò)期的火炸藥產(chǎn)品成為了世界各國(guó)軍工火工品行業(yè)的一個(gè)長(zhǎng)期難題，國(guó)際上較為普遍的做法是將過(guò)期火炸藥集中起來(lái)統(tǒng)一銷(xiāo)毀。這樣的做法不僅浪費(fèi)，還會(huì)污染環(huán)境，耗時(shí)費(fèi)力。

王院士的“庫(kù)存過(guò)期火藥和退役報(bào)廢炸藥的再利用技術(shù)”這一項(xiàng)，解決了火工品行業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)的一系列問(wèn)題。將原本危險(xiǎn)有害的火炸藥進(jìn)行了無(wú)害化處理，還可以將處理完成后的產(chǎn)物處理成有用的產(chǎn)品，增加附加產(chǎn)值。

火炸藥銷(xiāo)毀作業(yè)，不僅危險(xiǎn)還會(huì)污染環(huán)境。

而說(shuō)到“低溫度系數(shù)發(fā)射藥裝藥及加工工藝”，就需要先簡(jiǎn)單說(shuō)明一下火炸藥溫度系數(shù)這一火炸藥基本性質(zhì)。對(duì)于我們常見(jiàn)的火工品來(lái)說(shuō)，無(wú)論是火藥、炸藥、甚至是固體火箭推進(jìn)劑。這些需要通過(guò)燃燒釋放能量的含能材料，都存在一個(gè)問(wèn)題。即受制于材料本身的性質(zhì)不同，在不同的溫度條件下其燃燒性能會(huì)產(chǎn)生較為明顯的變化。這種燃燒過(guò)程伴隨溫度變化的系數(shù)，即可稱(chēng)為溫度系數(shù)。

具體到實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)中，我們不難發(fā)現(xiàn)。在極端環(huán)境條件下，火炸藥受溫度影響是確實(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的性能差異。特別是對(duì)于發(fā)射藥而言，由于一般情況下槍械和火炮的瞄準(zhǔn)依據(jù)均是一份正常狀態(tài)下發(fā)射時(shí)制定的射表。溫度變化帶來(lái)的燃燒性能變化會(huì)嚴(yán)重影響到不同溫度條件下的射擊曲線(xiàn)，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)就是影響射擊精準(zhǔn)度。對(duì)于高膛壓火炮，特別是主戰(zhàn)坦克上的高膛壓滑膛炮來(lái)說(shuō)，如果使用的發(fā)射藥在外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)能夠保持穩(wěn)定的燃燒特性，不僅可以大幅提升射擊密集度，還可以進(jìn)一步從一定程度上減少主炮的質(zhì)量以提升坦克綜合性能。眾所周知，主戰(zhàn)坦克內(nèi)部的空間非常有限，要保證彈藥攜帶量和內(nèi)部空間，彈藥架和炮尾的尺寸都是需要嚴(yán)格控制的。這也就表示，每一發(fā)彈藥能攜帶的發(fā)射藥體積是非常有限的。同時(shí)，因?yàn)榕谖渤叽缫彩艿搅讼喈?dāng)?shù)南拗疲谔艃?nèi)部空間和能承受的發(fā)射膛壓條件也十分苛刻。在這些非常嚴(yán)格的條件限制下，如果發(fā)射藥在不同環(huán)境條件下，燃燒情況出現(xiàn)較大偏差，如果是低于正常值還僅僅是影響射擊精度，而如果超出了標(biāo)準(zhǔn)水平，極有可能造成發(fā)射事故，十分危險(xiǎn)。

現(xiàn)藏于南京理工大學(xué)兵器博物館的國(guó)產(chǎn)125滑膛炮。坦克炮身管相當(dāng)粗厚的管壁就是為了保證在高膛壓下發(fā)射時(shí)不至于發(fā)生較大的形變，能穩(wěn)定發(fā)射藥燃燒曲線(xiàn)對(duì)坦克炮身管重量控制有著至關(guān)重要的作用。

如何能在保證安全的前提下，讓發(fā)射藥充分燃燒，并且盡可能多的釋放出能量，讓穿甲彈獲得預(yù)期的動(dòng)能，同時(shí)還要保證成本和加工難度。這些都是坦克穿甲彈發(fā)射藥的研制難點(diǎn)，早年我們國(guó)家也曾嘗試從國(guó)外引進(jìn)相關(guān)技術(shù)。上世紀(jì)80年代，我軍使用的伴隨防空高炮還是以37mm口徑為主的各型牽引高炮。雖然有機(jī)動(dòng)式的雙管57mm高炮和正在研制的自行雙37高炮，但面對(duì)假想目標(biāo)強(qiáng)大的空軍實(shí)力，特別是新一代的武裝直升機(jī)，缺乏有效的反制手段。上世紀(jì)80年代末，我國(guó)同瑞士厄利空公司達(dá)成了新式的雙管35mm高炮的引進(jìn)合同。

國(guó)產(chǎn)雙管35mm高炮

在同瑞士公司進(jìn)行該項(xiàng)目引進(jìn)談判時(shí)，為雙35高炮進(jìn)行配套彈藥生產(chǎn)的公司提出他們有一種全新的“零梯度發(fā)射藥制造技術(shù)”。這項(xiàng)技術(shù)得到了當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)技術(shù)人員的關(guān)注，隨后早已針對(duì)該方面技術(shù)提出了立項(xiàng)申請(qǐng)的華東工學(xué)院（現(xiàn)南京理工大學(xué)）王澤山教授團(tuán)隊(duì)終于得到了相關(guān)方面的支持，在幾年后攻克了該火炸藥領(lǐng)域的難題，并于1996年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，王教授也于1999年榮登中國(guó)工程院院士?！暗蜏囟认禂?shù)發(fā)射藥裝藥及加工工藝”讓王院士成為了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)和國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)“雙冠王”。

需要說(shuō)明的是，雖然同國(guó)外相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)一致，但低溫度系數(shù)發(fā)射藥技術(shù)和國(guó)外相關(guān)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)方式上有很大的區(qū)別，是一項(xiàng)完全自主創(chuàng)新的新技術(shù)。

遠(yuǎn)射程與模塊發(fā)射裝藥技術(shù)，是火炮系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要發(fā)展方向。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)射藥，可以簡(jiǎn)單的調(diào)整火炮發(fā)射藥藥量。實(shí)現(xiàn)“高效毀傷、精確打擊、快速反應(yīng)、火力壓制”模塊化裝藥技術(shù)功不可沒(méi)，這項(xiàng)技術(shù)目前也已經(jīng)在我們國(guó)家的多型火炮上實(shí)際應(yīng)用。

“低過(guò)載發(fā)射藥技術(shù)”則是為火炮射擊精確制導(dǎo)武器的發(fā)展掃清了最后一道障礙。我們都知道，火炮在發(fā)射彈丸時(shí)彈丸會(huì)在幾毫秒的時(shí)間內(nèi)經(jīng)由火藥氣體燃燒膨脹產(chǎn)生的能量推進(jìn)將速度增加至數(shù)倍音速飛出身管。這個(gè)過(guò)程中彈丸將會(huì)承受十幾甚至幾十倍G值的過(guò)載，對(duì)于使用傳統(tǒng)機(jī)械引信的炮彈而言，也會(huì)發(fā)生發(fā)射震動(dòng)或者過(guò)載過(guò)大導(dǎo)致機(jī)械引信失效的問(wèn)題。而要將現(xiàn)在的精確制導(dǎo)裝置安裝在火炮炮彈之上，電子設(shè)備，特別是用于慣性制導(dǎo)的慣性測(cè)量單元很難承受這么大的過(guò)載，而其他的一些設(shè)備也會(huì)存難以承受發(fā)射過(guò)載的問(wèn)題。而要是隨意降低發(fā)射過(guò)載，由于火炮作為發(fā)射工具，其身管長(zhǎng)度又是有限的，過(guò)載過(guò)低會(huì)嚴(yán)重影響炮口動(dòng)能，影響火炮射程。要讓火炮具備發(fā)射精確制導(dǎo)武器的能力，就必須研制出合適制導(dǎo)武器使用的低過(guò)載發(fā)射藥。結(jié)合模塊化裝藥技術(shù)，才能讓信息化時(shí)代的火炮獲得新的作戰(zhàn)能力。

而使用了“低過(guò)載發(fā)射藥技術(shù)”后，在保證炮彈出膛動(dòng)能基本不變的前提下，能保證炮彈承受的過(guò)載有效降低至制導(dǎo)設(shè)備可以承受的范圍內(nèi)。新世紀(jì)以來(lái)，我們國(guó)家列裝了多型精確制導(dǎo)炮彈。不僅有用于陸軍壓制火炮的155mm和122mm的激光/衛(wèi)星制導(dǎo)炮彈，還有海軍使用的76mm和130mm精確制導(dǎo)炮彈，以及坦克炮炮射導(dǎo)彈等。這些制導(dǎo)彈藥的研制，都和低過(guò)載發(fā)射藥密不可分。

除了這些軍工產(chǎn)品，王澤山院士還在煙火爆竹等民用爆炸品領(lǐng)域和其他化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品上有所建樹(shù)。這里面還包括了用于開(kāi)采、施工的民用炸藥及起爆、導(dǎo)爆產(chǎn)品，射釘槍和一些非致命性武器。這位獻(xiàn)身國(guó)防事業(yè)60多年的老人可以說(shuō)是我們國(guó)家名副其實(shí)的“火炸藥之王”。

（圖片來(lái)自南京理工大學(xué)官方微信平臺(tái)，版權(quán)歸原作者所有）

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