火炸药的历史与进展

火炸药的发展可以划分为四个时期：黑火药时期；近代火炸药的兴起和发展时期；火炸药品种增加和综合性能不断改善时期；火炸药发展的新时期。

1.黑火药时期

黑火药是我国古代四大发明之一，是现代火炸药的始祖，我国有正式可考的黑火药配方的文字记载可追溯到公元808年。黑火药的发明开始了火炸药发展史上的第一个纪元。直到19世纪上半叶，黑火药依然沿用“一硫二硝三木炭”的古老方子，也是世界上唯一使用的火炸药。黑火药对军事技术、人类文明和社会进步所产生的深远影响，一直为世所公认并载诸史册。黑火药的军事应用使武器由冷兵器逐渐转为热兵器，是兵器史上一个重要的里程碑，具有划时代的意义。13世纪前期，中国黑火药经印度传入阿拉伯国家。据估计，在制造和应用火药方面，欧洲至少比中国晚4～5世纪。随着黑火药在世界范围内爆破中的广泛应用，黑火药进入灿烂时代。

2.近代火炸药的兴起和发展时期

1833年，法国化学家H·布雷克特制得的硝化淀粉和1834年德国化学家米彻利希合成的硝基苯和硝基甲苯，开创了合成炸药的先例，随后出现了近代火炸药发展的繁荣局面。

1）单质炸药

1846年意大利人A·索布列罗制得了硝化甘油（NG），为各类火药和代那买特炸药提供了主要原材料。法国科学家特平于1885年首次用苦味酸（PA）铸装炮弹，从而结束了用黑火药作为弹体装药的历史。1863年，德国化学家J·威尔布兰德合成了梯恩梯（TNT），于1891年实现了它的工业化生产，于1902年用它装填炮弹以代替苦味酸，并成为第一次及第二次世界大战中的主要军用炸药。1866年，瑞典工程师A·B·诺贝尔以硅藻土吸收硝化甘油制得了代那买特，并很快在矿山爆破中得到普遍应用，这被认为是炸药发展史上的一个突破，是黑火药发明以来炸药科学上的最大进展。1866年，瑞典人C·J·奥尔逊和J·H·诺尔宾提出了世界上第一个制造硝铵炸药的专利。1869年和1872年，德国和瑞典分别进行了硝铵炸药的工业生产，硝铵炸药开始部分取代某些代那买特，并很快得到普及应用，且久盛不衰。进入20世纪后，硝铵炸药得到迅速发展，尤以铵梯型硝铵炸药的应用最为广泛。1877年，K·H·默顿斯首次制得特屈儿，在第一次世界大战中用作雷管和传爆药的装药。1894年，由B·托伦斯合成的太安（PETN），从20世纪20年代至今一直广泛用于制造雷管、导爆索和传爆药柱。G·亨宁于1899年合成的黑索金（RDX），是一种世界公认的高能炸药，在第二次世界大战中受到普遍重视，并发展了一系列以黑索金为基的高能混合炸药。1941年，G·F·赖特和W·贝克曼在以醋酐法生产黑索金时发现了能量水平和很多性能均优于黑索金的奥克托今，并在第二次世界大战中得到实际应用，使炸药的性能提高到一个新的水平。至20世纪40年代，现在使用的三大系列（硝基化合物、硝胺及硝酸酯）单体炸药已经形成，就应用的主炸药而言，炸药的发展已经经历了第一代苦味酸、第二代梯恩梯及第三代黑索金三个阶段。

2）军用混合炸药

第一次世界大战前，主要使用以苦味酸为基的易熔混合炸药，从20世纪初开始被以梯恩梯为基的混合炸药（熔铸炸药）取代。在第一次世界大战中，含梯恩梯的多种混合炸药（包括含铝粉的炸药）是装填各类弹药的主角。

在第二次世界大战期间，各国相继使用了特屈儿、太安、黑索金为混合炸药的原料，发展了熔铸混合炸药特屈托儿、膨托利特、赛克洛托儿和B炸药等系列，并广泛用于装填各种弹药，使熔铸炸药的能量比第一次世界大战期间提高了约35%。同时，以上述几种猛炸药为基（有的也含梯恩梯）的含铝炸药（如德国的黑萨儿、英国的托儿派克斯）也在第二次世界大战中得到应用。第二次世界大战期间，以黑索金为主要成分的塑性炸药（C炸药）及钝感黑索金（A炸药）均在美国制式化。加上上述的B炸药，A、B、C三大系列军用混合炸药都在这一时期形成，并沿用至今。

3）发射药和推进剂

法国化学家P·维耶里于1884年用醇、醚混合溶剂塑化硝化棉制得了单基药。1888年，A·B·诺贝尔在研究代那买特炸药的基础上，用低氮量的硝化棉吸收硝化甘油制成了双基发射药，称为巴利斯太火药，后来广泛用于火药装药。1890年，英国人F·A·艾贝尔和J·迪尤尔用丙酮和硝化甘油共同塑化高氮量硝化棉，制成了柯达型双基发射药。1937年，德国人在双基发射药中加入硝基胍，制成了三基发射药。这一时期出现和形成的单、双、三基发射药大大改善和提高了发射药的性能，促进了武器系统的进一步发展。

用于火箭的火药（固体推进剂）是在第二次世界大战末期发展起来的。1935年，苏联率先将双基推进剂（DB）用于军用火箭。美国于1942年首先研制成功第一个复合推进剂——高氯酸钾-沥青复合推进剂，为发展更高能量的固体推进剂开拓了新的领域。与此同时，美国还研制成功了浇铸双基推进剂，为发展推进剂的浇铸工艺奠定了基础。1947年，美国制得了另一个现代复合推进剂——聚硫橡胶推进剂（PS），使火箭性能有了较大的提高，此后复合推进剂得到迅速发展，并在大中型火箭中获得了广泛应用。第二次世界大战末，德国将液体火箭推进剂用于V-1及V-2火箭中。

3.火炸药品种增加和综合性能不断改善时期

第二次世界大战后，火炸药的发展进入一个新的时期。在这一时期中，火炸药品种不断增加，性能不断改善。

1）单质炸药(www.xing528.com)

第二次世界大战后，奥克托今进入实用阶段，制得了熔铸混合炸药奥克托儿和多种高聚物黏结炸药，并广泛用作导弹、核武器和反坦克武器的战斗部装药。20世纪60年代，国外先后合成了耐热钝感炸药六硝基芪和耐热炸药塔柯特。中国在这一时期合成了系列高能炸药，在炸药合成史上写下了为国际同行公认的一页，也开创了合成高能量密度炸药的先河。20世纪70年代，三氨基三硝基苯重新得到研究，美国将其用于制造耐热低感高聚物黏结炸药。我国也于20世纪七八十年代合成和应用了三氨基三硝基苯，并积极开展了对其性能和合成工艺的研究。

2）军用混合炸药

第二次世界大战后期发展的很多军用混合炸药（如A、B、C三大系列），在20世纪50年代后均得以系列化和标准化。在此期间，还发展了以奥克托今为主要组分的奥克托儿熔铸炸药，使这类炸药的能量又上了一台阶。20世纪60年代，美国大力完善了HBX型高威力炸药，用于装填水中兵器。20世纪70年代初，美国开始使用燃料-空气炸药装填炸弹，并将该类炸药作为炸药发展的重点之一。这一时期重点研制的另一类军用混合炸药是高聚物黏结炸药，并在20世纪六七十年代形成系列，且随后用途日广，品种剧增。20世纪70年代后期，出现了低易损性炸药或不敏感炸药，它代表军用混合炸药的一个重要研究方向。至20世纪80年代，此类炸药更加为各国军方重视和青睐。此外，这一时期各国还大力研制分子间炸药。

我国发展军用混合炸药的过程，在某些方面与国外一些发达国家几乎是同步的。从20世纪60年代起，我国就相继研制了上述各主要的军用混合炸药。我国研制的很多军用混合炸药品种与A、B、C三大系列及美国的PBX、LX、RX及PBXN系列相当，但配方各有特色。

3）发射药与推进剂

这一时期应用的发射药仍然是以硝化纤维素、硝化甘油和硝基胍为主要含能原料的单、双、三基药。20世纪70年代中期以来，各国积极研制高能的混合硝酸酯发射药和硝胺发射药。与此同时，低易损性发射药和液体发射药被普遍重视。

除了配方外，这一时期发展了装药技术并取得了实质进展。从20世纪70年代开始，装药技术的研究主要集中在增加装药量技术、低温感装药技术、点传火技术及随行装药技术等方面，特别是低温感（零梯度）装药技术，由于具有能显著提高火炮初速和降低膛内压力的作用，成为装药技术领域内的研究热点和重点，我国在这方面取得的成果处于国际领先水平。

20世纪50—80年代是固体推进剂快速发展并取得重大进展的时期。在这一时期，固体推进剂由最初双基推进剂到改性双基推进剂，并在低可探测性、低易损性、贫氧和耐热等推进剂，以及在黏结剂和新型氧化剂等研究方面取得了突破性的进展。工艺也由压伸发展到浇铸，且可制备直径在6 m以上的大型药柱和药型复杂的药柱。

我国从1950年制成双基推进剂以来，相继发展了多种推进剂，尤其是20世纪80年代中国研制的硝酸酯增塑聚醚推进剂，其能量水平、燃烧性能、安全性能，特别是低温力学性能均已达到国际先进水平，成为继美国、法国之后掌握硝酸酯增塑聚醚推进剂技术的国家。

4.火炸药发展的新时期

进入20世纪80年代中期后，现代武器对火炸药的能量水平、安全性和可靠性提出了更高和更苛刻的要求，促进了火炸药的进一步发展。

20世纪90年代研制的火炸药是与“高能量密度材料”（HEDM）这一概念相联系的。这里的“高能量密度材料”不是指那些单纯具有高的“能量密度”的含能材料，而是指那些既能显著提高弹药杀伤威力，又能降低弹药使用危险和易损性，增强弹药使用可靠性，延长弹药使用寿命，并减弱弹药目标特征的含能材料（火炸药）。

1987年，美国的A·T·尼尔逊合成出了六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW），英、法等国也很快掌握了合成HNIW的方法。1994年，我国也合成出了HNIW，成为当今世界上能研制NHIW的少数几个国家之一。目前，美国、中国等都制得了这个氮杂小环化合物。20世纪80年代中期以来，各国还大力研究了二硝酰胺铵的合成工艺，我国也于1995年合成出了二硝酰胺铵。

20世纪90年代，除了继续提高丁羟复合推进剂、改性双基推进剂，特别是硝酸酯增塑聚醚推进剂的综合性能外，固体推进剂的研究向纵深发展。高能推进剂（高能低特征信号推进剂、高能钝感推进剂及高能高燃速推进剂）是该领域中的一个重要发展方向。

发射药在这一阶段的研究重点是高能硝胺发射药、低易损性发射药、双基球形药、液体发射药及新型装药技术。