[科普中國]-“火炸藥之王”王澤山的三大神技

在剛剛結(jié)束的2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，國家最高科學(xué)技術(shù)獎授予給82歲的王澤山和89歲的侯云德兩位老科學(xué)家。其中，來自于南京理工大學(xué)的王澤山院士又被人們尊稱為“火炸藥之王”。聽到這個稱號，有沒有把你嚇一跳？沒錯，王院士的研究領(lǐng)域，就是人們談之色變的炸藥。敢與炸藥打交道的人，一定充滿勇氣；而能夠成為“火炸藥之王”，一定還充滿了智慧。那么，充滿了勇氣與智慧的“火炸藥之王”，為國家做出了哪些突出的貢獻呢？讓我們一起來認(rèn)識一下這位了不起的科學(xué)家！

王澤山院士是我國杰出火炸藥專家，含能材料專家，他的主要研究方向是含能材料裝藥設(shè)計，和含能材料組成及其性能，聽起來非常的高大上吧！那么，什么是含能材料呢？

含能材料是在沒有外界物質(zhì)參與下，可持續(xù)反應(yīng)，并在一段時間內(nèi)放出巨大能量的一類物質(zhì)，火炸藥就屬于含能材料。含能材料是武器的能源，其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后所釋放的能量可用于推進彈丸、火箭、摧毀目標(biāo)或者用于自控系統(tǒng)，是武器的一個重要部分。

南京軍區(qū)某旅沙漠中射擊演練（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

在火炸藥和含能材料領(lǐng)域，王澤山院士的三個最著名的工作是：

1. 過期火炸藥變廢為寶

世界各國都儲備著大量的火炸藥，而火炸藥也有保質(zhì)期，那么更新?lián)Q代后，這些淘汰或者過期的火炸藥應(yīng)該如何妥善處理呢？這可是一直困擾世界各國的問題。

之前處理過期火炸藥主要通過焚燒的方式，這種方法不僅消耗大量人力物力，其產(chǎn)生的廢氣廢水甚至毒氣毒水會給周邊環(huán)境帶來巨大影響。除此之外還有掩埋的方式，即直接把炸彈埋在地下，這種不負(fù)責(zé)任的做法給子孫留下了巨大的禍根。

待銷毀的報廢炸彈（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

在這種形勢下，王澤山院士攻堅克難，研發(fā)出關(guān)鍵技術(shù)，針對不同類型的火炸藥，做到“對癥下藥”！一些火炸藥可以燃燒發(fā)熱作為能源，一些可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)原料，有的還可以再生運用于軍事領(lǐng)域。王澤山院士通過合適的處理方法，從這些危險廢物中得到近30種可再利用的產(chǎn)品，實現(xiàn)“變廢為寶”。

2. 不怕冷不怕熱的火炸藥

火炸藥的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，這是我們在高中就學(xué)習(xí)到的知識，而且對外界環(huán)境溫度特別敏感：環(huán)境溫度高時，火藥會燃燒過快，給炮彈的推力過大；環(huán)境溫度低時，火藥燃燒慢，給的推力變小。這推力不確定地在變化，打出去的炮彈可就不再精準(zhǔn)了。

試想一下，在正常溫度情況下可以百發(fā)百中的大炮，在嚴(yán)寒或者熾熱條件下因為火藥工作狀態(tài)不穩(wěn)定，再也打不中敵人了，這是多么致命的問題。而這個問題可困擾了全世界軍械專家上百年呢！

長期以來，歐美發(fā)達國家對火炮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改進，但是收效甚微。所以，突破關(guān)鍵在于火藥本身！研究對溫度不敏感的火炸藥，也就是所謂的低溫度系數(shù)技術(shù)就尤為重要，一種火炸藥對溫度越不敏感，就越穩(wěn)定，越理想。

中國陸軍99式主戰(zhàn)坦克實彈射擊現(xiàn)場（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

王澤山院士創(chuàng)新性提出一個解決方案：給火藥顆粒穿一層冬暖夏涼的衣服不就好啦？

包上去的這種新型材料，負(fù)責(zé)穩(wěn)定火藥輸出：火藥太猛了讓它收斂一些，火藥沒勁了讓它振奮起來。該技術(shù)已在多種火炮上得到驗證并成功應(yīng)用，確證了該技術(shù)不但明顯降低火炸藥的溫度敏感程度，還能較大幅度提高火炮初速。

這個技術(shù)使得我軍裝備的炮彈可以高攀喜馬拉雅寒山，走進塔特拉瑪干沙漠，無論什么樣的自然環(huán)境，讓敵人有來無回。

火炮發(fā)射場景（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

3. 打的更遠(yuǎn)、更準(zhǔn)的“型號通用”發(fā)射藥技術(shù)

這個技術(shù)發(fā)明非常厲害，先給出一個數(shù)據(jù)：在應(yīng)用該技術(shù)之后，火炮射程能提高20%以上，使我國應(yīng)用此技術(shù)的火炮的彈道性能全面超過其他國家同類火炮。簡單說，有了這個技術(shù)，打得快，打得遠(yuǎn)，還打得準(zhǔn)！

發(fā)射藥就好比彈弓，炮彈好比彈子。發(fā)射炮彈過程是，先把帶著炸藥彈丸塞進去，然后把一個桶形的發(fā)射藥塞進去，二者是分來的。因為技術(shù)原因，各國發(fā)射炮彈時，需要兩種型號的發(fā)射藥搭配使用，還不能相互替代！但是問題也隨著而來，兩種型號不能替代使用，裝藥發(fā)射前需要在不同型號間進行更換，繁瑣又費時。

普遍采用的“雙型號”發(fā)射藥（右側(cè)，藍(lán)和白色）（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

王澤山院士成功突破了技術(shù)難關(guān)，開發(fā)出“全等式模塊裝藥技術(shù)”，也就是說，發(fā)射藥都是完全相同的型號，裝藥時不區(qū)分首尾，借助機械化自動裝藥技術(shù)，射速還可進一步提升（之前使用雙型號時，每分鐘只能打8-12發(fā)，現(xiàn)在這個技術(shù)可以達到12-15發(fā)，而且射程還提升了20%以上，是不是非常的怕怕？）。

根據(jù)不同的射程，裝不同數(shù)量的發(fā)射藥桶，遠(yuǎn)的多裝，近的少裝，一種型號即可覆蓋全射程，從而大幅度提升遠(yuǎn)程火力的打擊能力。這里面的關(guān)鍵技術(shù)非同尋常的多，需要精確控制火藥的燃燒速率和燃燒程度，才能最終實現(xiàn)“型號通用”。

“發(fā)射藥通用”技術(shù)示意圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

除此之外，王澤山院士的最新研究成果“低過載發(fā)射藥技術(shù)”也已經(jīng)應(yīng)用于我國精確制導(dǎo)武器技術(shù)，為未來我國打贏信息化戰(zhàn)爭做出了重要貢獻。王澤山院士還在民用爆炸品，如煙花爆竹、施工民用炸藥以及其他化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品有所成果，是我國名副其實的“火炸藥之王”。

王澤山院士風(fēng)采（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

文章根據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)報道以及學(xué)術(shù)論文整理。

參考資料：

1.《中國一代火炸藥之王——王澤山》，微信公眾號“觀軍”；

2.《南理工王澤山院士獲得2017年國家最高科技獎》，微信公眾號“南京教育頭條”；

3.《王澤山院士獲獎背后，你知道他的三大代表性貢獻有多厲害嗎？》，微信公眾號“南京理工大學(xué)工會”

4.《我國研世界領(lǐng)先模塊裝藥，05式榴彈炮射程再增20％》，2017年《烽火軍事》；

5.《含能材料和含能材料學(xué)科的進展（I）》，1995年《化工時刊》，王澤山；

6.《廢棄含能材料的處理與再利用》，1996年《化工時刊》，王澤山；

7.《低溫感高能硝胺發(fā)射藥的實驗研究》，2001年《火炸藥學(xué)報》，王澤山；

8.《發(fā)射藥技術(shù)的展望》，2001年《華北工學(xué)院學(xué)報》，王澤山；

9.《六十年磨一劍為“戰(zhàn)爭之神”攻克世界難題》，2017年《科學(xué)大眾》；

10.《炸藥威力從何來》，2014年《科學(xué)大眾 小諾貝爾》，李儒豪