推进剂发展简史
推进剂的发展和进步与化学密切相关,正如著名化学家西伯格博士在1979年美国化学会1000周年大会上所说:“化学——人类进步的关键”。
中国的一位炼金术士无意中发明了火药,因其含碳量高,外观漆黑,被命名为黑色火药。其配方由硫磺粉、硝酸钾和木炭粉混合而成。反应方程式中,三个反应物系数之比(按国家标准应称为化学计量数)为1: 2: 3,为便于记忆可称为“一硫二硝三炭”,硫占总量的10%;硝酸钾占总量的75%;木炭占总量的15%。
1845年的一天,据说瑞士化学家舍恩·拜在做实验时,不小心打翻了一个装有硝酸和硫酸的混合液体瓶子。溶液流在桌子上,但他一时找不到抹布。他急忙跑出去拿妻子的棉围裙擦桌子。围裙浸在溶液里,所以是湿的。舍恩担心他的妻子看到后会责怪他,所以他去厨房弄干围裙。没想到,当他走近炉子时,听到砰的一声,围裙已经完全燃烧了,没有一点烟和灰。他非常惊讶。事后,他仔细回忆起这个故事,一下子非常开心。他意识到他已经合成了可以用作炸药的新化合物。为此,他多次重复实验,确认结果正确,于是命名为火棉胶,后来称之为硝化纤维素。
舍恩·拜发明的硝化纤维素产生不稳定的火药,导致火药库发生多起爆炸事故。1884年,法国化学家、工程师p·维耶里将硝化纤维素溶解在乙醚和乙醇中,加入适量的稳定剂,制成胶状物,压成薄片,切成条状,干燥硬化,制成世界上第一个无烟火药。
1890年代初,欧洲国家的军用步枪子弹基本上是从大口径黑火药子弹发展到更小口径的无烟火药子弹。
无烟火药的发明促进了推进剂的迅速发展,随后出现了诸如单基、双基和三基推进剂。大多数现代军用子弹都装有双基推进剂。
为了改善推进剂的燃烧性能,人们引入物理技术来改变推进剂的形状和内部结构。例如,可以通过使推进剂内部成为疏松多孔的结构来加快推进剂的燃烧速度。