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18、19世纪,由于科研兴趣扩大,人们的化学物理知识大为增长,新发明刺激着工业发展,但尚未致力于将新知识用来改进武器。18世纪90年代法国革命政府运用科学保卫国家,重点是改进方法提高生产力,而不是制造较好的具有更大杀伤力的武器。火炮、滑膛枪、火药、弹药与已经用了一些时候的旧品相同或者几乎相似。直到19世纪中叶,科学大踏步前进时,才开始认真应用科学知识解决战场上的问题。
这些发展特别重要,首先是罐头食品的制造及其保藏。早在1795年,法国革命政府觉得解决了食物保藏,就有可能较易于供应和养活一支大为扩编的军队。政府提出谁能想出实际保藏食品的方法便可得奖12000法郎。直到1809年尼古拉斯&iddot;阿珀特才得了这笔奖金,他能把专门玻璃容器内灭菌的食品保藏下来(但原因何在,直到1860年通过路易斯&iddot;帕斯特的努力才明白)。军人和科学家显然都明白如用金属容器比瓶子更实用,但问题是要发明一种焊接法,既要使罐头密封又要防止食品在储存中被污染。19世纪中叶,这个问题已获解决,但能够大批量生产罐头食品还是19世纪末叶的事。
还有个相关联的领域是制造轻武器的子弹壳。首批完整的子弹壳大约出现于1850年,这是法国、英国和美国同时各自独立研究的结果。全金属弹壳装有加以保护的爆炸复合装置,以武器的撞针撞击发火,这在理论上问题不大,但在实践中还有不少问题。如怎样使金属软硬适度,既得经得住发射药的爆炸,又能被撞针击出凹形,就是一个问题。一旦有了这种软硬适度的金属,又怎样来设计一种机器大批量地冲压弹壳?直到19世纪60年代后期,上述问题才完满解决,关于机关枪的设想才能实现。
第三是战场外科抗菌和无菌操作的出现。帕斯特在18世纪60年代就表明感染和疾病是由细菌所引起。1867年前约瑟夫&iddot;洛德&iddot;利斯特把这个发现转化为实际的抗菌措施。但把抗菌的一套过程在战时应用于战场外科,又是另一码事。在解决抗菌问题的过程中,合乎逻辑地就联系到无菌法:如消毒品需加包装,以便在使用前不受污染。当然,无菌法是得力于罐头食品制造的成就,罐头里的食品在食用前能一直保持无菌。
新武器
19世纪对于武器最重要的贡献是火帽的发明,使步兵滑膛枪发生明显改变。1798年l&iddot;g&iddot;布朗哈特里发现银雷汞。次年,e&iddot;c&iddot;霍华德制造出雷汞,这是首批能通过撞击进行点火的几种炸药。1807年,一个为人和睦,名叫亚历山大&iddot;福赛思的苏格兰牧师又继续研究,经过若干年的试验,发明出一种用锤一击即炸的雷汞,炸时火星通过火门,引燃枪管中的发射药。1814年,才开始用这种雷汞制造火帽,火帽的材料先用铁、锡,最后是用铜。后来,火帽就慢慢地成为枪、炮点燃发射药的基本装置。开始时火帽与子弹是分开的,使用者须将火帽安装在武器击锤下方的火门上,后来就和弹壳、弹头合成一体了。
大约直到1860年,发现了级进式燃烧的原理,火药本身才有了真正的改进。将粒状药压缩成密度更大的药粒后,发现火药在枪膛内的燃烧速度和膨胀气体的压力可以延缓。因为压缩的药粒开始点燃时空气接触面小,燃烧初期瞬间产生气体较少,当弹丸沿膛壁前进时继续产生气体,所以初速较大,最高膛压较低。这一发现继续推动着普通黑火药的改进,黑火药仍然是该世纪轻武器的基本发射药。线膛炮的发明也具有重要意义,在既定口径的条件下,线膛炮能够发射较重的炮弹。延长炮身可加大初速。结果在19世纪末,火炮初速几乎达到每秒钟3000英尺,射击距离有了相应的增加。
火药缓燃和无烟火药的发展伴随而来,并且在19世纪后半叶开始应用。使用新无烟火药的好处,除不易暴露炮阵地外,如上所述,因燃烧较慢,形成推力型动力,用于线膛炮,效果最好,因持续的膛压较小,可造较大的火炮。长形弹丸比球形实心弹精度较高,在空气阻力条件下能维持较高初速‐‐射击距离较远时,尤其如此。
该世纪后期,主要通过艾尔弗雷德&iddot;诺贝尔的努力,新炸药tnt、三硝基苯(替)甲硝胺、苦味酸、季戊炸药和旋风炸药等的性质及爆炸技术已为人所知。日俄战争(1904-1905)中第一次用了苦味酸炸药,而tnt炸药直到第一次世界大战才成为标准军用炸药。
这里还需提一下化学在军事技术方面的其他应用,那就是整个的化学毒剂、内燃机、火箭和喷气发动机以及20世纪的改良高爆炸药。顺便提一下与此有关的问题,即由于缺少硝石而引起的火药短缺的老问题得到了解决。首先在印度和智利的硝酸盐矿中发现了丰富的硝石资源,后来发明了从空气和炼焦的副产品中提取氮的新工艺。
大家认为,十六世纪的数学家和工程师尼科洛&iddot;塔尔塔利亚是弹道学的创始者之一,他曾写了两篇关于炮兵,一篇关于筑城的论文,想根据动力学理论推导出算表来计算火炮距离。但是他缺乏军事经验和火炮的技术知识。他对后人最有用的贡献是发明了射手象限仪,这是测量火炮仰角的仪器。许多塔尔塔利亚学术上的继承者对于他的基本理论写了许多文章,提了很多改进意见,但未能改正他的错误(一些根本性错误),因而益处不大。
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