[科普中国]-“火炸药之王”王泽山的三大神技

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