凭借这三大神技，“火炸药之王”王泽山院士拿下国家最高科技奖
2018/1/15 17:00:00 中国科普博览
点击上方蓝字关注我们
在刚刚结束的2017年度国家科学技术奖励大会上，国家最高科学技术奖授予给82岁的王泽山和89岁的侯云德两位老科学家。其中，来自于南京理工大学的王泽山院士又被人们尊称为“火炸药之王”。听到这个称号，有没有把你吓一跳？没错，王院士的研究领域，就是人们谈之色变的炸药。敢与炸药打交道的人，一定充满勇气；而能够成为“火炸药之王”，一定还充满了智慧。那么，充满了勇气与智慧的“火炸药之王”，为国家做出了哪些突出的贡献呢？让我们一起来认识一下这位了不起的科学家!
王泽山院士是我国杰出火炸药专家，含能材料专家，他的主要研究方向是含能材料装药设计，和含能材料组成及其性能，听起来非常的高大上吧!那么，什么是含能材料呢？
含能材料是在没有外界物质参与下，可持续反应，并在一段时间内放出巨大能量的一类物质，火炸药就属于含能材料。含能材料是武器的能源，其产生化学反应后所释放的能量可用于推进弹丸、火箭、摧毁目标或者用于自控系统，是武器的一个重要部分。
南京军区某旅沙漠中射击演练(图片来自网络)
在火炸药和含能材料领域，王泽山院士的三个最著名的工作是：
1.过期火炸药变废为宝
世界各国都储备着大量的火炸药，而火炸药也有保质期，那么更新换代后，这些淘汰或者过期的火炸药应该如何妥善处理呢？这可是一直困扰世界各国的问题。
之前处理过期火炸药主要通过焚烧的方式，这种方法不仅消耗大量人力物力，其产生的废气废水甚至毒气毒水会给周边环境带来巨大影响。除此之外还有掩埋的方式，即直接把炸弹埋在地下，这种不负责任的做法给子孙留下了巨大的祸根。
待销毁的报废炸弹(图片来自网络)
在这种形势下，王泽山院士攻坚克难，研发出关键技术，针对不同类型的火炸药，做到“对症下药”!一些火炸药可以燃烧发热作为能源，一些可以转变为工业原料，有的还可以再生运用于军事领域。王泽山院士通过合适的处理方法，从这些危险废物中得到近30种可再利用的产品，实现“变废为宝”。
2. 不怕冷不怕热的火炸药
火炸药的燃烧是一种化学反应，这是我们在高中就学习到的知识，而且对外界环境温度特别敏感：环境温度高时，火药会燃烧过快，给炮弹的推力过大；环境温度低时，火药燃烧慢，给的推力变小。这推力不确定地在变化，打出去的炮弹可就不再精准了。
试想一下，在正常温度情况下可以百发百中的大炮，在严寒或者炽热条件下因为火药工作状态不稳定，再也打不中敌人了，这是多么致命的问题。而这个问题可困扰了全世界军械专家上百年呢!
长期以来，欧美发达国家对火炮的内部结构进行改进，但是收效甚微。所以，突破关键在于火药本身!研究对温度不敏感的火炸药，也就是所谓的低温度系数技术就尤为重要，一种火炸药对温度越不敏感，就越稳定，越理想。
中国陆军99式主战坦克实弹射击现场(图片来自网络)
王泽山院士创新性提出一个解决方案：给火药颗粒穿一层冬暖夏凉的衣服不就好啦？
包上去的这种新型材料，负责稳定火药输出：火药太猛了让它收敛一些，火药没劲了让它振奋起来。该技术已在多种火炮上得到验证并成功应用，确证了该技术不但明显降低火炸药的温度敏感程度，还能较大幅度提高火炮初速。
这个技术使得我军装备的炮弹可以高攀喜马拉雅寒山，走进塔特拉玛干沙漠，无论什么样的自然环境，让敌人有来无回。
火炮发射场景(图片来自网络)
3. 打的更远、更准的“型号通用”发射药技术
这个技术发明非常厉害，先给出一个数据：在应用该技术之后，火炮射程能提高20%以上，使我国应用此技术的火炮的弹道性能全面超过其他国家同类火炮。简单说，有了这个技术，打得快，打得远，还打得准!
发射药就好比弹弓，炮弹好比弹子。发射炮弹过程是，先把带着炸药弹丸塞进去，然后把一个桶形的发射药塞进去，二者是分来的。因为技术原因，各国发射炮弹时，需要两种型号的发射药搭配使用，还不能相互替代!但是问题也随着而来，两种型号不能替代使用，装药发射前需要在不同型号间进行更换，繁琐又费时。
普遍采用的“双型号”发射药(右侧，蓝和白色)(图片来自网络)
王泽山院士成功突破了技术难关，开发出“全等式模块装药技术”，也就是说，发射药都是完全相同的型号，装药时不区分首尾，借助机械化自动装药技术，射速还可进一步提升(之前使用双型号时，每分钟只能打8-12发，现在这个技术可以达到12-15发，而且射程还提升了20%以上，是不是非常的怕怕？)。
根据不同的射程，装不同数量的发射药桶，远的多装，近的少装，一种型号即可覆盖全射程，从而大幅度提升远程火力的打击能力。这里面的关键技术非同寻常的多，需要精确控制火药的燃烧速率和燃烧程度，才能最终实现“型号通用”。
“发射药通用”技术示意图(图片来自网络)
除此之外，王泽山院士的最新研究成果“低过载发射药技术”也已经应用于我国精确制导武器技术，为未来我国打赢信息化战争做出了重要贡献。王泽山院士还在民用爆炸品，如烟花爆竹、施工民用炸药以及其他化学工业产品有所成果，是我国名副其实的“火炸药之王”。
王泽山院士风采(图片来自网络)
文章根据网络相关报道以及学术论文整理。
参考资料：
1.《中国一代火炸药之王——王泽山》，微信公众号“观军”；
2.《南理工王泽山院士获得2017年国家最高科技奖》，微信公众号“南京教育头条”；
3.《王泽山院士获奖背后，你知道他的三大代表性贡献有多厉害吗？》，微信公众号“南京理工大学工会”
4.《我国研世界领先模块装药，05式榴弹炮射程再增20%》，2017年《烽火军事》；
5.《含能材料和含能材料学科的进展(I)》，1995年《化工时刊》，王泽山；
6.《废弃含能材料的处理与再利用》，1996年《化工时刊》，王泽山；
7.《低温感高能硝胺发射药的实验研究》，2001年《火炸药学报》，王泽山；
8.《发射药技术的展望》，2001年《华北工学院学报》，王泽山；
9.《六十年磨一剑为“战争之神”攻克世界难题》，2017年《科学大众》；
10.《炸药威力从何来》，2014年《科学大众 小诺贝尔》，李儒豪
出品：科普中国
制作：小漫科普团队 罗思扬 容晓晖
监制：中国科学院计算机网络信息中心
“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。
本文由科普中国融合创作出品，转载请注明出处。
近期热点
【盘点】2018世界航天十大看点
今年的流感到底是“何方妖孽”？如何降服？
PG One争议照片中的不明物体是啥？
毕业被“忽悠”进FAST，8年创3项世界第一!
天宫一号离轨重返地球，会“击中”我们吗？
这项关于吃的研究，你应该了解更多
车王舒马赫昏迷中度过第五个生日
“世界之最”港珠澳大桥全线亮灯
狂犬病病毒在“丧尸病毒大赛”中可以排第几？
【盘点】2017这五个科幻设定成为现实
【盘点】2017五个发现颠覆常识
【盘点】2017五个令人拜服的科学家/团体
识别二维码
关注我们
转载注明出处 未经授权不得转载
转载授权、合作、投稿事宜，联系webmaster@kepu.net.cn
http://weixin.100md.com
返回 中国科普博览 返回首页 返回百拇医药