卡斯特羅·阿爾維斯，A.F.de

[拼音]：huoyao

[英文]：gunpowder

在隔絕外界氧條件下能迅速而有規律地穩定燃燒，並釋放出大量熱能和氣體的固態物質。在特定條件下亦可發生爆轟。在軍事上主要用作發射槍彈、炮彈和火箭的能源以及某些驅動裝置和拋射裝置的工作能源。通常將發射槍炮彈丸的火藥稱為發射藥；將推進火箭、導彈的火藥稱為固體推進劑。

主要能量成分

火藥的主要能量成分為可燃劑和氧化劑（或含有氧及可燃性元素）。此外，還有少量改善火藥效能的新增劑，如調節燃燒效能的燃燒催化劑、增加貯存期的安定劑、消除炮口焰的消焰劑、降低燒蝕性的緩蝕劑，以及改善工藝效能的工藝新增劑等。

火藥在武器內的工作過程，是通過火藥燃燒將其化學能轉化為熱能，再通過高溫高壓氣體的膨脹，將熱能轉化為彈丸或火箭的動能。火藥的能量及其釋放速率，是決定上述過程的主要因素，也是影響武器彈道效能的重要因素。

效能

主要有：

（1）能量特性。標誌火藥作功能力的參量。由於火藥在槍炮膛內和火箭發動機中的作功原理不同，因而表示其作功能力的參量也不相同。在槍炮膛內用火藥力來表示，即1千克火藥燃燒時，氣體產物在1個大氣壓下膨脹所作的功（千焦／千克）。在火箭發動機中用比衝量來表示，即1千克火藥燃燒時產生的推力總衝量（牛·秒／千克）。火藥力或比衝量主要取決於火藥的化學能。標誌火藥化學能的參量有爆熱、比容和爆溫。它們分別表示1千克火藥在標準狀態下絕熱燃燒所放出的熱量（千焦／千克）、氣體量（升／千克）和氣體產物所能達到的最高溫度（開）。當爆熱基本相同時，比容大的火藥爆溫較低。提高爆溫，火藥力或比衝量可隨之增加，但相應增大了對武器的燒蝕作用。提高比容，同樣可以提高火藥力或比衝量，而對武器的燒蝕作用較輕。選擇恰當的火藥成分和配比，可獲得火藥力大或比衝量高而爆溫合理的配方。火藥密度是單位體積的能量標誌，因此，它也是能量特性中一個重要參量。

（2）燃燒特性。火藥能量釋放速率主要取決於火藥的燃燒速度和燃燒表面積。火藥質地均勻緻密，燃燒能垂直於燃燒表面向火藥內部按平行層自行傳播，而且能在很寬的壓力範圍（0.1～1000兆帕）內穩定進行。單位時間內燃燒傳播的距離稱為火藥的燃燒速度，一般為每秒幾毫米至幾米。燃燒速度與火藥的組成和物理結構有關，此外還隨初溫和工作壓力的升高而增大。不同型別的火藥其燃燒速度不同，同一型別的火藥中能量大的燃燒速度高。加入增速催化劑，嵌入金屬絲，或將火藥製成多孔隙狀，均可提高燃燒速度。加入降速劑，可降低燃燒速度。火藥中的氧化劑粒度對燃燒速度亦有影響，利用這個因素，可在比較大的範圍內調節燃燒速度。燃燒速度與壓力的關係通常用經驗公式U =ɑbpn表示，其中U —燃燒速度；p—工作壓力；ɑ和b—常數；n—壓力指數，表示燃燒速度受壓力影響的程度。火藥在炮膛內工作過程中，對壓力指數沒有特殊要求；在火箭發動機內工作過程中，要求壓力波動小，即n 值愈小愈好。目前降低壓力指數的辦法，是在火藥中加入燃燒催化劑，因而出現了平臺推進劑。燃燒速度隨溫度的變化，用燃速溫度係數即初溫每升高1℃時燃燒速度的相對變化量來表示。能量的轉化速率受控於燃燒過程中燃燒表面的變化。燃燒表面積主要取決於火藥的幾何形狀、尺寸和對錶面的處理情況。不同的幾何形狀，其燃燒面積隨時間的變化規律表現為遞增、遞減和恆定不變三種，一般將這三種燃燒過程相應地稱為增面燃燒、減面燃燒和恆面燃燒。在壓力和燃燒速度相同的情況下，能量轉化速率亦按漸增、漸減和恆定不變的規律進行，如圖所示。通常火藥的幾何形狀和尺寸是根據武器彈道效能的要求設計，常採用單孔或多孔的粒狀和管狀，內孔為各種形狀的管狀以及片狀、帶狀、環狀等。火藥的尺寸，小粒藥直徑可小於一毫米，大型推進劑直徑可達幾米。

（3）力學性質。火藥在武器工作過程中，會受到各種外力作用，因而要求火藥在高溫下具有相應的強度以保持不變形，在低溫下不變脆，能承受在使用和勤務處理時可能出現的各種力的作用，以保證穩定燃燒。

（4）安定性。火藥必須在長期貯存中保持其物理化學性質相對不變，從而保證武器彈道效能穩定。為了改善火藥的安定性，一般在火藥中加入少量的化學安定劑，如中定劑二苯胺等。

（5）安全性。火藥在特定條件下，能發生爆轟，因此在配方設計時必須考慮到保證生產、使用和運輸過程中安全可靠，能經受相應的衝擊。

發射藥

中國古代發明的火藥是最早的發射藥。1884年法國科學家P.-M.-E.維埃耶研製成單基藥。1888年瑞典化學家A.B.諾貝爾製成雙基藥。由於這兩種藥無煙、能量高，所以逐漸取代了黑火藥。其火藥力約為827～1142千焦／千克。其主要組分是由棉纖維製成的纖維素硝酸酯，通稱為硝化棉。纖維素硝酸酯能量的高低取決於其中(-ONO2)基團（氧化劑）的含量多少。纖維素硝酸酯經過加入溶劑塑化後，即可製成緻密的不同形狀和尺寸的火藥。單基藥是纖維素硝酸酯用揮發性溶劑塑化成型後，將溶劑驅除而成，由於大尺寸火藥溶劑不易驅除，故多製成單孔、七孔粒狀和小尺寸管狀藥。它的比容較大，爆溫相對較低，因而對武器的燒蝕較輕，廣泛用作槍彈和中小口徑炮彈的發射藥。雙基藥是由纖維素硝酸酯經難揮發性溶劑硝化甘油或二乙二醇二硝酸酯或與其類似的硝酸酯塑化而成。硝化甘油中的(-ONO2)基團，含量比纖維素硝酸酯高，因而能量比纖維素硝酸酯大。改變纖維素硝酸酯和硝化甘油的比例，可調整火藥的能量特性。雙基藥可製成片狀藥和較大型管狀藥柱。在相同能量水平條件下，雙基藥比單基藥爆溫高，對武器燒蝕嚴重，多用作各種大口徑炮彈的發射藥。1937年在德國出現了三基藥，它是在雙基藥基礎上加入硝基胍或類似的成分製成的。對武器的燒蝕比相同能量水平的單基藥、雙基藥都輕，主要用作大口徑炮彈的發射藥。

火箭固體推進劑

常用的主要有雙基推進劑、複合推進劑和複合改性雙基推進劑。雙基推進劑曾在第二次世界大戰中廣泛應用，其主要能量成分和能量特性基本與雙基藥相同，比衝量為2100～2300牛·秒／千克；加入燃燒催化劑後，壓力指數較小。但由於其能量比複合推進劑低，製造大尺寸藥柱也受到一定限制，因而只能用在近程的小型火箭上。複合推進劑是由無機氧化劑（高氯酸鹽或硝酸鹽）均勻分散在高分子粘結劑中製成的。1942年美國研製出了瀝青高氯酸鉀複合推進劑；40年代末出現了以聚硫橡膠為基的第一代複合推進劑；現代複合推進劑以高氯酸銨、鋁粉和高分子粘結劑（如聚硫橡膠、聚氨酯、端羧基聚丁二烯、端羥基聚丁二烯等）為主要組分。複合推進劑能量高於雙基推進劑，比衝量為2200～2600牛·秒／千克。而且可調範圍廣，燃燒效能除與主要組分有關外，還與氧化劑的粒度、燃燒催化劑的種類等有關。其壓力指數一般比雙基藥低。由於採用了澆鑄工藝，加工大型藥柱不受限制，一般可製成多種形狀內孔的直徑大至幾米的藥柱，廣泛用於中、遠端導彈。複合改性雙基推進劑出現於50年代，是在雙基推進劑基礎上加入高氯酸銨和鉛粉製成的。其能量比複合推進劑高，比衝量為2400～2700牛·秒／千克，但壓力指數也比複合推進劑高，多用於中、遠端導彈。為了提高能量，有的還在推進劑中加入奧克託今等高能炸藥，但相應地帶來了壓力指數的增高。