1月8日，国家科学技术奖励大会在北京举行。 中国工程院院士王泽山荣获2017年度国家最高科学技术奖。
王泽善院士作为我国炸药及含能材料领域的老专家，长期致力于中国火炮发射药领域的研究，为我国地面武器装备发展赶超做出了突出贡献。具有世界先进水平。 目前，82岁高龄的王泽山院士仍然身先士卒，活跃在科研实验第一线。
与那些担任重大武器装备型号总工程师的专家不同，王泽山院士的工作隐藏在幕后。 几十年来，王院士的科研成果多次获得国家重要奖项，但外界对王院士科研成果的价值评价相对较少。 本文根据公开资料，简单论述了王泽善院士在炸药领域的一些贡献，向这位在炸药领域默默耕耘数十年的院士致以敬意。
火炮的性能与发射药的技术水平密切相关。 王泽山院士为我国地面武器装备发展赶上世界先进水平做出了突出贡献。 图为解放军进行炮兵射击训练。中国军事网图
他把中国火炮发射药带到了国际先进水平
1月8日，在一些媒体关于王院士获得国家最高科学技术奖的报道中，可以看到这样一句宽松的说法：“中国火炮在使用王泽山院士的模块化装药和远程、低膛压火炮后推出”充电技术，性能得到了很大的提升。 其航程增加了20%，最大发射过载有效降低了25%以上。 该技术的应用，使得弹道性能全面超越其他国家同类火炮。 这提高了我军主战武器火炮的性能。 核心技术已广泛应用于我国多种武器装备和型号的研制……”。有媒体甚至用上述词语将射程增加20%，衍生出“中国的”等骇人听闻的新闻标题。 155毫米自行榴弹炮射程惊人，利用某种技术射程可达70公里”获得关注。
这段话中，等模推进剂和远程低压发射技术是两种不同的科研成果，其应用场景也完全不同。 这两项技术的应用效果只是科学研究数据，无法对应实际模型的性能指标。
简单来说，王泽山院士所做的工作就是将不同的火药混合在一起，或者将各种物质混合到火药中，以获得所需的性能。 含能材料和炸药的研究是一门非常危险和艰巨的实验科学。 他们不仅要与各种危险的爆炸物一起工作，遭受有毒火药蒸气的毒害，还要在恶劣的条件下、远离人类居住地长期在野外进行实验。 王泽山院士的前半段科研生涯，基本上都是和各类炸药打交道，对各类炸药的性能非常熟悉。 正是因为如此，王泽山院士在20世纪80年代首创了一系列炸药资源再利用技术，为消除废弃含能材料的污染提供了技术支撑。 他是我国炸药领域军民融合道路的开拓者。
王泽山院士将其大部分科研生涯投入到火炮发射药装药设计研究中。 火药装药是弹药中弹药发射药和辅助成分的总称。 火药装药为武器提供发射能量，是决定武器威力的关键因素之一。 火药装药应满足武器的作战技术要求，特别是功率要求，为武器发射储备和提供必要的能量并在发射瞬间完成能量转换。 武器装药的研究内容主要包括：提供足够的枪口动能并保证足够的弹道稳定性； 提高火炮发射过程中的安全性和可靠性； 改善炮弹使用和装卸环境。 王泽山院士的大部分科研成果都与以上三点有关。
从外观上看，推进剂并不起眼，但世界上能够研制出先进推进剂的国家屈指可数。
1990年代初是我国第三代坦克发展的关键时期。 其中，解决第三代坦克所用高口径坦克炮在低温环境下的功率降低问题，是摆在我国坦克炮弹药相关科研人员面前的重要课题。
众所周知，弹丸的初速与发射药的燃烧速度有关。 当推进剂所处的环境温度降低时，其燃烧速度会降低。 在-20摄氏度或更低的温度下，普通坦克穿甲弹的发射药只能提供常温（20摄氏度左右）弹丸初速的90%左右，而初速的降低会明显影响穿甲威力和穿甲弹的射击。 准确性。 我国幅员辽阔，气候条件多样。 如果不考虑穿甲弹的低温性能，在平原地区或高原或冬季正常使用时，会出现穿甲弹无法击穿目标板的情况。 另外，当环境温度升高时，推进剂的燃烧速度会急剧增加。 在40摄氏度左右的环境下，普通坦克穿甲弹发射时的初速将增加5%以上，膛压增加20%以上。 现代坦克炮和穿甲弹的设计已经接近极限。 如果穿甲弹的枪口速度和弹膛压力因温度和高度而发生变化，必然会影响穿甲弹的安全性，或者限制穿甲弹的威力。
放眼国际，德国人在DM53 120毫米穿甲弹的研制过程中并没有考虑温度对发射药的影响。 试验过程中出现了高温下膛压异常升高、低温下无法击穿目标等问题。 最终，DM53被严格限制在L44 120米炮上使用。 L55型120米火炮一直没有合适的穿甲弹，直到DM63的出现，其发射药采用了低温涂装技术。
面对这一问题，王泽善院士利用发射药燃烧面和燃烧速率控制技术，研制出不同温度下气体发生率恒定的发射药火炮学什么技能，并于20世纪90年代末成功应用于我国105/125毫米坦克穿甲弹。 多于。 我们通常将这类推进剂称为低温敏感推进剂，其性能与采用低温涂覆技术的西方SCDB推进剂相当。 低温度系数发射药不仅减少了环境温度对发射药的影响，而且提高了弹丸发射时的初速。
除了用于坦克穿甲弹之外，低温敏发射药的另一个应用是为我国引进生产双35高炮弹发射药提供技术支撑。 瑞典的欧瑞康Double-35高炮拥有非常出色的射击精度，这很大程度上得益于零梯度推进剂的使用。 所谓零梯度，其实原理上就是低温敏感系数。 王泽山院士在这一领域的贡献使他于1996年获得国家技术发明一等奖，并于1999年当选为中国工程院院士。
德国DM53型120毫米穿甲弹在研制过程中，遇到了低温下无法击穿目标的问题。
模块化推进剂是火炮强国必须掌握的技术
荣誉面前，王泽善院士并不满足，依然锐意进取。 1990年代末，随着我国新一代自行火炮的研制，为我国自行火炮配套的模块化推进剂的研制成为王泽山院士在科研生涯中攀登的又一座技术大山。
与直射火炮不同，压制火炮需要实现从最小射程到最大射程的无缝覆盖。 例如，传统的加农炮和榴弹炮不仅弹道不同，更大的区别还在于射程范围。 公开资料显示，59式130毫米加农炮的最小/最大射程分别为9.8公里/27公里（普通弹药），这就需要匹配最小射程为4.8公里的66式152毫米榴弹炮。 以满足扑救火灾的需要。 155毫米榴弹炮之所以能够替代加农炮和榴弹炮，一个很重要的原因就是它的射程覆盖范围可以达到5公里到30公里，而PZH-2000等先进的155毫米榴弹炮的最小射程更是达到了2.5公里火炮学什么技能，这提供了后代155毫米统一炮管压制火炮的可能性。
火炮压制射程的改变是通过增加或减少发射药量使炮弹具有不同的初速和调整火炮的发射角度来实现的。 通常，传统155毫米榴弹炮的发射药由3至4种不同的药包和若干药号组成。 通过搭配或增减不同的药包可以改变炮弹的初速。 为了满足可能的作战需要，155加榴弹炮需要携带尽可能完整的药包组合。 然而，并不是所有的药包都能用完或者在战斗中只够用。 为了安全起见，战斗结束后，多余的药包必须集中丢弃或销毁，造成浪费。 因此，进入20世纪90年代后，科研人员开始研究模块化推进剂。
模块化推进剂旨在以尽可能少的推进剂模块和装药组合实现最大可能的射程覆盖范围。 美国人最先发明了具有四个模块的推进剂。 后来美国、欧洲和南非都投入了同质推进剂的研究。 可以说，先进模块化推进剂是火炮强国必须掌握的技术。 开发全等模块推进剂的难点在于不能同时考虑头部和尾部。 如果满足了榴弹炮的最小射程，那么就不能很好地考虑榴弹炮的最大射程。 如果考虑最大范围，则必须丢弃部分最小范围。 例如，南非的双模块推进剂最小射程为13公里。 如果只能选择G6-52火炮，那就得给它搭配105毫米火炮，以弥补其射程覆盖范围的不足； 以色列的同质推进剂模块射程为39乘155，发射时最小射程为4.5公里，但发射底排炸弹时最大射程仅为21.5公里。 在同质推进剂的发展遇到瓶颈后，大多数国家转向了双模块推进剂的研究。
美国研制的155毫米火炮的发射药可以通过不同的发射药组合达到不同的射程。
过去，大口径榴弹炮的发射药往往是软布袋，只能人工装填。 软布袋成为限制大口径榴弹炮射速提升的瓶颈。 比如西方155炮的持续射速只有两发/点。 为了提高射速并便于自动装弹，要求模块化推进剂具有一定的机械强度，以利于自动装弹。 如果模块化推进剂具有一定的机械强度，则必须使用额外的添加剂。 在许多情况下，这些额外的添加剂在使用过程中没有完全燃烧，导致严重的发射残留物。 每发射一定数量的炮弹后必须清洁炮管。
王泽山院士的研究团队自20世纪90年代末开始从事模块化推进剂的研发。 尽管国外技术封锁，我们先后开展了同质模块推进剂和双模块推进剂的研究，攻克了模块推进剂燃烧残渣这一严重的技术难题。 虽然我国的155毫米榴弹炮目前没有采用模块化推进剂，但我国模块化推进剂的性能已经达到国际同类产品的顶尖水平，全等模块和单体推进剂的射程覆盖指标都达到了同类产品的最好水平。
继模块化推进剂研究之后，王泽山院士继续探索低过载/低缸径推进剂。 低过载/低膛压发射药，顾名思义，就是在保证射程或枪口初速的情况下，尽量降低发射瞬间的膛压或加速度。 通俗的解释是，当推进剂点燃，室内压力达到最大值时，可以采用多层变燃速装药，尽可能延长室内压力的平台效应，提高能量利用率。效率。 目前，这一成果已应用于发射各种炮射导弹/制导炮弹和轻型火炮等领域。
当然，王泽善院士的成就不仅限于以上。 其他领域如先进推进剂点火技术、液体推进剂技术、高能推进剂技术、电化学装炮等领域的成果在此不一一列举。 总而言之，时至今日，这位82岁的老人仍在我国含能材料与炸药领域贡献着自己的光和热。 他的研究成果广泛应用于我国武器装备各个领域，是当之无愧的“中国含能材料”。 材料炸药大师”！
【作者注：本文参考王泽山院士发表的部分论文和专着以及他指导的学生论文，均为公开信息。
1.《火药装药设计原理与技术》，王泽山等主编。
2.《远程推进剂与模块化装药》作者：王泽山，南京理工大学学报，2003年第27卷第5期
3.《模块化装药总体结构及装药弹道性能研究》作者：周耀，论文导师：王泽山等。
4.《高能推进剂力学性能与刚性模块装药研究》作者：赵毅，论文导师：王泽山】