舉個例子吧,日俄戰爭,對馬海戰,俄國太平洋艦隊被日本艦隊打得大敗。如果是文科生歷史學家,盡瞎吹比,說什麼沙俄軍隊腐一敗啦,官兵訓練不足啦,還扯到了政體上,彷彿缺了他那種吹比王,俄國艦隊就必然失敗似的……
但是,他們根本沒有注意到一個細節——麻痹的兩國海軍用的炮彈炸藥不一樣啊……
日本用的是從法國偷來的下瀨火藥(苦味酸),爆速達到7350 m/s,早在甲午戰爭時就應用了。而俄國人用的則是從法國人手裡引進的B火藥,也就是第一代無煙火藥。這種火藥加工後其實算是發射藥了,而且是單基發射藥,爆速只有2000 m/s左右。而日本的下瀨火藥,爆速是其3.6倍以上,還自帶燃燒和毒煙效果……同樣的炮彈,打出去爆炸威力相差太大,俄國人自然敗了……別和我提艦炮口徑,先問問戰鬥部火藥威力的巨大差異吧……
其實俄國人也是倒黴,因爲對馬海戰爆發的1905年,正值火藥技術發展的時代。雖然TNT什麼的也出來了,可應用和大規模生產等技術還不夠完善。另外,這些技術還在英法德等發達的西歐國家手裡,還沒傳到俄國呢。
而日本的下瀨火藥也是另闢蹊徑,苦味酸最大的問題,就是容易和金屬炮彈殼發生反應,然後導致自爆。可鬼子科學家下瀨雅允發明了一個很簡單的辦法——你不是和金屬殼反應嗎?我給炮彈戰鬥部金屬殼內層刷上一層石蠟,隔絕苦味酸和金屬殼的接觸,不就沒事了?然後,日本海軍就崛起了……
如果單論當時艦炮的威力,日本海軍當時要超過英法。但是,因爲規模和人家完全沒法比,甚至還要跟人買船,所以還排不上號。
但是,下瀨火藥出現後,第一個倒黴的就是北洋艦隊。北洋艦隊使用的進口鐵甲艦是不假,可尼瑪的炮彈居然使用黑火藥,比俄國人從法國引進的的B火藥都要差幾倍,面對下瀨火藥,能不被打殘麼……
我們對比一下爆速——日本下瀨火藥爆速7350 m/s,俄國B火藥2000 m/s,北洋艦隊黑火藥500 m/s……
其實俄國人最慘,再過幾年,它就可以從英法那邊購買到威力不亞於下瀨火藥的TNT技術了啊……
所以,俄國人在錯誤的時間,打了一場錯誤的海戰。俄國毛子是不缺勇敢的,但炮彈威力是人家三分之一都不到……這仗沒法打啊……
至於“我大清”,那就更別提了。當無煙火藥出現後,別的國家好歹也能花大價錢引進技術生產。可大清朝的純文科生(儒生)官員,只知道引進槍炮生產技術,不知道火藥技術的提升。
甚至,德國在“1888委員會步槍”和毛瑟新款的無煙火藥步槍列裝部隊後,覺得原先列裝德軍的毛瑟m1871型的黑火藥發射藥的步槍不能浪費了,於是就甩賣給了清軍。北洋軍隊不知道別人是淘汰垃圾大甩賣,還當個寶貝買了下來——看,我大清有大批的“毛瑟快槍”了,威武……
……
而黑火藥步槍和無煙火藥步槍有啥區別呢?首先口徑不同。毛瑟1871口徑11.15mm,子彈規格是11.15mm*60mm。而使用了無煙發射藥的新款毛瑟步槍,子彈是7.92*57mm規格的。很明顯,兩款子彈個頭差別很大。使用7.92規格的子彈,可以多攜帶不少……而且,還不提黑火藥槍管需要經常清理殘渣了,加上黑火藥的煙霧阻擋瞄準視線……
而且,更神奇的是,單基無煙發射藥的爆燃時的火焰溫度,居然比黑火藥的爆燃火焰溫度還低——黑火藥爆燃火焰溫度是2800度左右,而單基無煙發射藥的爆燃火焰溫度只有2500度左右,低了300攝氏度左右……而這個造成的後果就是,使用單基無煙發射藥,槍管發燙程度還不如使用黑火藥……
可是,論威力,單基無煙發射藥的威力卻是黑火藥的三倍……
這裡需要提到一個概念——比體積。也就是一千克發射藥爆炸後產生的氣體量(單位爲升L)——黑火藥是280L/kg,而單基無煙發射藥爲993 L/kg(這個數據爲美軍M6單基發射藥的數據,而M6發射藥爲155毫米大口徑榴彈炮的發射藥)。
法國最初版本的B火藥,雖然性能比後世美軍的M6發射藥要差,但比體積超過黑火藥的三倍還是不成問題的。
而子彈或炮彈被推出槍管或炮管的過程,其實就是火藥爆燃後產生的氣體在推動。槍管或炮管越長,做功時間越長,彈頭離開管道時的初速就越大。而離開槍口或炮口後,就是靠慣性了。因爲,後面沒有推動彈頭繼續前進的火藥氣了。
在槍管或炮彈長度一定的情況下,顯然火藥氣越多,推力越強,子彈初速也越大。因此,使用單基無煙發射藥的子彈,口徑可以比使用黑火藥的子彈要小很多。而且,對槍管的燒蝕,比使用黑火藥還弱些……
而現代槍械使用的,一般都是威力更大的雙基甚至三基發射藥。這是因爲,雙基和三基的發射藥,威力更大,可以把子彈做得更小,槍械口徑也更小……如此,槍械清了,子彈也可以多帶了……比如,現代北約主流步槍口徑是5.56毫米,華夏則是5.8毫米……這比一戰時德軍的7.92毫米和法軍的8毫米都小了很多……
但是,這也是有代價的。現代步槍口徑雖小,但雙基和三基火藥的燒蝕力更強,對膛線的燒蝕很嚴重。所以,現代步槍的槍管需要使用特殊鋼材,或者,槍管內壁鍍鉻,以增加槍管壽命。比如56半這種步槍,使用45號碳鋼的話,槍管壽命爲1萬發。而內壁鍍鉻後,壽命變成10萬發以上……
當然,那是雙基藥和三基藥所需的。而用燒蝕力很小的單基發射藥的話,咱就用普通碳鋼……比如漢陽造,就用漢陽鐵廠的劣質鋼材,一樣用得飛起……
……
馬林作爲一名軍迷,顯然是知道大名鼎鼎的B火藥的配方的——98%硝化棉,2%石蠟……溶於乙醇和乙醚1:3的溶液後,風乾後就可以……然後搓成條,切顆粒……
不過,現在馬林手裡沒有石蠟。而且,石蠟算是最低級的穩定劑,其實,也是可以用蜂蠟來代替的。反正,二者也都能溶於這種乙醇和乙醚1:3的溶液。
可是,現在馬林手裡缺的,可不止石蠟,還有作爲主體的硝化棉……因爲,馬林現在手裡沒有棉花……
好在,硝化棉又叫硝化纖維,沒有棉花,馬林就用亞麻布代替唄……反正都是纖維,最多質量差點……
……
得到硝化纖維後,馬林又拿來蜂蠟,和硝化纖維一起,溶於乙醇和乙醚1:3的溶液。因爲害怕穩定性不夠,馬林直接把蜂蠟的佔比提高到了3%,免得火藥的穩定性不夠。
要知道,單基無煙發射藥儘管被稱爲發射藥,可威力卻是比黑火藥強的。它的弱,只是和後世那些猛炸藥相比的。論爆炸力,單基無煙發射藥是黑火藥的幾倍……爲了小命安全考慮,馬林增加了蜂蠟的比例……
接下來,就是風乾了……
事實上,在後世,是有辦法回收乙醚的。好像,是用什麼減壓低溫蒸餾。可是,馬林畢竟只是箇中學級別的化學達人,不是化工類的大學生。因此,它也不懂什麼減壓低溫蒸餾技術。而且,在19世紀的時候,貌似當時的化學家爲了安全,也是選擇讓乙醚在風乾過程中消散在空氣中的……這樣雖然比較浪費乙醚,可勝在安全……
在風乾得差不多的時候,馬林又讓人對這些糊糊狀的單機發射藥進行水洗,而且是多輪水洗……
這是在一篇一戰的發射藥介紹文章上看到的——上面說道,早期的B火藥,因爲殘留大量醇醚(主要是乙醚危險),導致性能也不穩定,容易自燃並引起爆炸。當時法國甚至爲此有軍艦被火藥庫的自爆而弄沉……
而當年美國和法國關係很好,美國人在引進了B火藥的技術後,發現只要在事後注意清洗,儘量洗去那些醇醚成分,那麼,火藥的安全性就會大大提高。
當然,這不代表就徹底沒事了。後來,法國人在一戰前不但嚴格了清洗過程,還找到了更好的安定劑——二苯胺。二苯胺安定效果遠超石蠟,可以讓B火藥變得很穩定。然後,這種添加二苯胺的新的單機發射藥,被稱爲“BM”火藥。而美國引進口,則稱爲M系列。比如,後世還在用的M6火藥,就是這種火藥的後期版本……
……
在清洗完畢後,馬林讓人把單基無煙火藥風乾後搓條並切成顆粒。之後,又讓人加了一道工序——表面鈍化……
根據後世的理論,長管武器的發射藥最好燒慢點,這樣,氣體膨脹就會緩慢(相對)而持久。在步槍身管和炮管內,發射藥產生的氣體做功時間就會更長些。
所以,後世的火藥,往往會在顆粒表面進行鈍化處理……
如何鈍化處理呢?在後世,華夏等一些國家是用樟腦的。樟腦可以溶於酒精和乙醚,但難溶於水……利用這一特性,可以先用樟腦溶於酒精,然後噴在顆粒火藥表面……比如,用一張紗布,放置顆粒火藥,再往其表面噴灑樟腦酒精溶液……等到酒精風乾後,火藥顆粒表面就會有一層淡薄的樟腦膜層……
這層樟腦膜,可以讓火藥在最初燃燒時變得緩慢……但當燒到裡面後,燃燒速度就會加快……
正巧,火藥氣把子彈推向槍口的時候,當子彈接近槍口時,也是表面鈍化過的火藥顆粒燃燒最猛烈的時候。然後,子彈被一股最強大的火藥氣推力推出槍管,初速度達到最大……
……
樟腦是一種很優秀的鈍化劑,但很顯然,馬林現在沒有……
但這東西,馬林未來會有的。爲啥?因爲他計劃佔領的臺島,就特麼是一個樟腦王國……那裡遍地都是香樟樹,想要樟腦,還不容易死?
樟腦的安定性顯然很優秀,炸藥大王諾貝爾,在1887年曾經也搞出過一種雙基無煙發射藥——等量的硝化棉和硝化甘油,外加10%的樟腦……這種發射藥威力更大,但法國當時已經採用了B火藥,人家生產線都準備好了,你諾貝爾跳出來,想砸人飯碗?所以,諾貝爾遭到了法國的迫害,法國工廠被查封,本人被迫流亡意大利……
可是,現在馬林手裡也沒有樟腦啊。如何對火藥顆粒進行表面鈍化呢?
很簡單,馬林還是打算用蜂蠟……
他把蜂蠟泡在酒精裡,慢慢溶解後,再把蜂蠟酒精溶液往火藥顆粒上噴。最後,使得火藥顆粒外表,有一層蜂蠟薄膜……當然,要注意濃度,要是火藥顆粒外表全是蜂蠟,那也燒不起來了……
在噴蜂蠟酒精溶液的同時,馬林還弄了點石墨,壓制成很細小的粉末,摻和在蜂蠟酒精溶液裡噴在無煙火藥顆粒的外表……
石墨能防靜電,是後世火藥的重要成分,雖然一般只有很少的比例,甚至不到百分之一,但也很重要……
石墨不溶於有機溶劑,但石墨粉可以藉着蜂蠟酒精溶液的溼潤特點,依附在無煙火藥顆粒的表面。而靜電正好是表面生成的,石墨粉在表面,正好發揮作用……
酒精不能溶解硝化纖維,雖然能溶解表面的蜂蠟,可這本來就是蜂蠟的酒精溶液,風乾後自然形成蜂蠟保護膜……
等到水洗風乾後,馬林就提前377年,搞出了世界上第一種單基無煙火藥……而且,因爲使用了多輪清洗,以及表面鈍化技術,並加了石墨粉,使得這種單基無煙火藥一問世,就特麼是成熟版本……
它唯一的缺點,就是生產成本太高了——生產過程中,酒精和乙醚全特麼因爲風乾而逸散在了空氣中,沒能回收……
要知道,馬林的酒精全是糧食釀酒提取出來的,而乙醚更是通過濃硫酸和酒精實驗室製法做出來的……現在糧食那麼貴,濃硫酸也很稀有……因此,這種單基無煙火藥的成本,是大大滴高……
所以,這種無煙火藥,目前只是測試版的,只能內測用。必須等到有了辦法把成本降下來,才能夠大規模使用。否則,馬林也無法負擔大規模使用無煙火藥的成本。但是,在少數精銳部隊,馬林還是可以小規模應用一下的。比如一些關鍵戰役,使用威力更大的無煙火藥,可以改變戰局……