三獲國家科技一等獎的火炸藥大家
王澤山,1935年10月出生于吉林省吉林市,1954年8月進入哈軍工炮兵工程系學習,1960年留校,后一直從事火炸藥技術研究工作。1999年11月當選為中國工程院院士。王澤山院士于1993年榮獲國家科學技術進步獎一等獎,1996年、2016年兩獲國家技術發明獎一等獎。這位82歲的院士,成為國內為數不多的三項國家科技一等獎獲得者。
1985—1990年,王澤山攻克廢棄火炸藥再利用的多項關鍵技術,為消除廢棄含能材料公害提供了技術條件,獲1993年國家科技進步一等獎;1990——1995年,他研發出低溫感含能材料,提高了發射藥的能量利用率。從事科研62年以來,王澤山只專注于“火炮裝藥”這一個領域,他在這一個領域做出了世界級成果!
攻克裝藥技術世界難題,使中國火炮射程提升20%以上
火炮裝藥,是利用化學能的現代火炮射擊威力、射程的最重要決定因素,火炸藥裝藥設計越先進、裝藥結構越巧妙,就越能使同樣體積和質量的炸藥發揮出越大的能量。
現代火炮為了提升射程,研發出了最新的模塊化裝藥技術,即為了滿足火炮遠近不同的射程要求,裝藥發射前需要在不同的單元模塊間進行更換。比方說,一枚炮彈中事先裝好全射程所需的完整裝藥模塊,而當要進行60%射程射擊時,還得先從炮彈中取出一些模塊,才能完成射擊,如此操作既繁瑣又費時,成為了一個世界難題。
而王澤山教授在1996年之后通過多年研發,提出了一種全新的革命性理論——補償裝藥理論和技術方案。研發出了具有普遍適用性的全等式模塊裝藥技術。這項技術在不改變火炮總體結構的基礎上,在不增加膛壓的前提下,通過有效提高火藥能量的利用效率來提升火炮的射程。也就是說,通過裝藥的巧妙設計,來調節火炸藥在藥室中的爆炸燃燒狀態,從而實現射程調節。這一技術可以最大程度上延長火炸藥在藥室中的有效做功時間(術語上稱作壓力平臺效應),從而提高炮彈炮口初速,達到增加火炮威力和射程的目的。
王院士的這一發明有兩大優點:第一,無須像其他國家模塊化火炮那樣調節模塊裝藥,火炮只需用一種裝填模塊即可覆蓋全射程,從而大幅度提升了遠程火炮的快速持續打擊能力和靈活性。第二,最大限度挖掘和提升了火炸藥能量利用率。在不改變火炮總體結構的基礎上,在不增加膛壓的前提下,通過有效提高火藥能量的利用效率來提升火炮的射程。其炮口動能和射擊參數全面超越當時世界上最先進的南非研制的G6型155毫米高膛壓火炮,其發射威力達到了等同于型號提升一代的火炮威力水平。通過實際驗證,我國火炮在應用王院士的技術發明后,其射程能夠提高20%以上,最大發射過載有效降低25%以上。
結語
在火炸藥含能材料本身沒有顯著提升,化學能火炮的總體性能已經接近理論極限的情況下,王院士通過全面創新的裝藥設計,最大程度上挖掘了化學能火炮的潛力,使得火炮炮口初速等性能整整提升了一代,無限接近了化學能火炮的理論威力極限。完全超過了美國、德國、英國、法國等世界先進火炮強國,使得中國火炮裝藥技術傲視全球。目前,這項核心技術目前已廣泛應用于我國多種武器裝備和型號的研制,中國炮兵也因此如虎添翼。