admin 作者：MIELS_YANG
在周星驰主演的喜剧电影《大内密探零零发》中，对内高手《zero》声称发明了木炭、蛭石和硫磺混合制成的神奇武器，可以打破对方的轻功铁炮衬衫，威力十足。
观众们一看便知，“零零发”所说的正是中国的四大发明之一的“火药”。电影用这种喜剧和无厘头的方式，演示了火药的威力，令人捧腹。但最初火药的发明只是出于偶然，而且也并非天生就用做武器。
▲黑火药的配方——硝、硫、碳比例为1：2：3，
也即“一硝二磺三木碳”
如果严谨一些，中国四大发明中的“火药”其实是“黑火药”，首先它是一种“药”，其次它是“黑”的。说它是“药”，原因在于最初人们“研发”它的目的就是治病、驱邪；黑色是因为其中有木碳（它的含量最高）。火药的“研发”者，就是一心想要“炼”出长生不老药的中国古代道教炼丹术士们。大约在唐朝时期，不知何时，他们中的一位无意中把硝石、硫磺和木碳混合在了一起，“炼”出了火灾，烧伤了自己。这种能起火的东西自然不能让人长生不老，很快就被道士们放弃了。艺人们则首先发现了火药的“艺术价值”，在宋代的杂技、木偶戏中，都运用了刚刚兴起的火药制品“爆仗”和“吐火”等，以制造神秘气氛。火药还可用于表演幻术，如喷出烟火云雾以表演遁人、变物等，以收神奇迷离之效。
▲最早能发射子弹的火器——13世纪的突火枪
很快军事家们也发现了这种新事物在军事上的用处，不过最开始火药并不是用来产生动力，推进弹丸的，而是利用它本来就有的易燃特点来放火。大约在宋代，人们发现将黑火药装在一头开口的管内并进行点燃，将某些东西发射出去，将具有杀伤力，这是因为黑火药的成分可以分别充当化学反应中的氧化剂和还原剂，所以可在密闭容器中燃烧，并不需要氧气参与（汽油就不能在密闭容器中自己烧起来）。但黑火药兵器正式成为部队的制式装备则花了更长的时间，大约到了15世纪中叶，也就是中国的明代，黑火药兵器才大规模在军队中装备。
▲黑火药时代热兵器的极至——奥斯曼土耳其的乌尔班大炮，能将680千克重的石弹射出一英里远
黑火药在13世纪经阿拉伯国家传入欧洲，并发展成为大型火炮的发射药和弹体炸药。在19世纪前，它也是世界上唯一的火炸药，许多近代历史上的著名战争都能见到它燃烧后飘散的黑烟。但黑火药有许多缺点——容易受潮（易失效），撞击和摩擦感度大（易走火和炸膛）、威力小（打不远）、残渣多（每打一发都要清理）、烟雾大（影响观瞄），所以人们一直在寻找新型火药来代替它。
▲这位胖胖的化学家和千年前的中国术士们一样，也是无意中“发明”了无烟火药
1845年的一天，瑞士化学家舍恩拜在做试验时不小心碰倒了盛满硝酸和硫酸的混合液瓶。溶液流在桌上，他赶紧出去拿来了妻子的一条棉布围裙来抹桌子。看到围裙浸了溶液，害怕妻子看见后责怪，就到厨房去把围裙烘干，没想到靠近火炉时，围裙一下子就被烧得了个干净，没有产生一点烟和灰，他大吃一惊。事后，他仔细回忆了经过，顿时意识到自己已经发现了可以用来做火药的新化合物。他多次重复实验，肯定结果无误，遂将其命名为"火棉"，也叫“硝化纤维”。
▲“溶解+塑形”处理之后的硝化纤维，也叫“溶塑火药”，相对的，黑火药也叫“混合火药”
这种火药的基本制造过程是将纤维丰富的物质用硝酸来“硝化”，什么东西纤维丰富呢？自然是棉花了。所以，表面上好像只是纺织品原料的棉花，其实也是军事上的“战略物资”……现在你知道为啥国家要管制棉花生产和收购了吧？
不过舍恩拜因发明的硝化纤维安全性不佳（超过40℃时就分解自燃），曾多次引发爆炸事故。1884年，法国化学家、工程师维埃里将硝化纤维溶解在乙醚和乙醇里，加入适量安定剂，使之成为胶质，再压成片状，切条干燥硬化，便制成了第一种“无烟火药”。无烟火药的能量比黑火药大很多，又无渣无烟，是枪炮理想的发射药。这种火药由于只含硝化棉一种成分，所以也叫“单基药”，常用于中小口径的武器。
▲对马海战中俄军使用黑火药，日军则用上了有“代差”的无烟火药，这也是影响双方胜负的一个原因
除了单基药以外，溶塑火药还有以下两类：
硝化甘油火药 硝化甘油是一种难挥发的液态爆炸性物质。它可以溶解含氮量较低的硝化棉，形成可塑体，它有两种成分——硝化棉和硝化甘油，故称“双基药”。这种火药对炮膛的烧蚀较严重，因此一般要加入一些降温剂，如二硝基甲苯（属芳香族化合物），所以也叫“双芳型火药”。
硝基胍火药 克服双基药烧蚀性较大缺点的另一个方法是在加入硝基胍（一种氮化合物nitroguanidine），这样一来火药的主要成分有硝化棉、硝化甘油和硝基胍三种，所以又称“三基药”。以上这两种火药都可用在大口径武器中。
安全的无烟火药发明后，黑火药就不再被用做发射药了。不过黑火药并没有退出历史舞台，由于它的着火速度很快，燃烧后所形成的炽热固体粒子易于起引燃作用，所以仍被广泛地作为点火药使用。
火药并不是随便往药筒里一塞就可以拿去发射弹丸了，它的形状对发射弹丸有重大影响。如果火药只是简单方块、球形、粒状或圆柱形，那么在火药刚开始点燃时，留给火药燃烧的体积最小，而此时火药整体的燃烧面积却最大，这将导致膛压极速增加。而等弹丸向前运动了足够距离时，火药已经燃烧得差不多了，膛压又会迅速下降。这样一方面最大膛压很高，武器身管就必须做得很厚重；另一方面膛压陡升陡降，火药气体的做功效率也差。
▲“多孔”会使火药燃烧面积逐渐变大
▲孔越多，膛压曲线越平缓，最大压力越小（C为多孔，B为单孔，A为无孔）
因此，火药需要根据不同的要求，做成不同的形状。比如大口径火炮，要采用管状或多孔状，必要时还要将外表面做“钝化处理”（外面不燃烧），这样一来，火药的燃烧面积要么保持不变（管状），要么增大（多孔状），膛压不至于陡升陡降，身管也就可以做得轻薄一些了（降低成本，增强机动性），还能增加初速。这实际上相当于利用火药的形状“编”了一个燃烧规律的“程序”，简单而又实用。
▲大口径火炮的发射药一般为长管形状，确保传火迅速，火药能同时点燃，而底火仍是黑火药
▲枪弹的发射药多为粒状，呈黑色是因为表面滚了石墨（防摩擦产生静电，不是“黑火药”）
而对于中小口径的枪械和火炮来讲，由于装药量小，空间有限，把火药加工成复杂形状有困难。考虑到成本，多数还是加工成简单的粒状或片状。
如果大口径火炮的发射药因为低温或振动而碎裂，会导致火药的初始燃烧面积增加很多，膛压就不会按照原来的“程序”变化，极易造成膛炸事故。这一方面说明弹药在运输和储存过程中要小心谨慎，另一方面也对火药加工工艺提出更高的要求（要“塑”得更结实，更不易碎）。
最后来简单学习一下如何“认火药”——识别火药的牌号。成品火药的包装（或药筒）上都印有一些文字和数字，它们说明了火药的各种属性，要当个资深军迷，这个本事得学会才行哦……