现代战争中的化学

现代战争中的化学

摘要：物质构成了我们的世界，人类通过化学这一种重要的手段和方

式认识和改造物质世界，随着科学技术的发展，化学在现代战争中的

应用越来越广泛，木文综合概述了化学在武器装备、生活物资、后勤

医疗等领域的应用，说明化学对现代战争有重大意义。

关键词：现代战争；化学；武装；防护；后勤

ChemistryinModernWarfare

ChengYue-ping

(QiannanNormalCollegeforNationalities,Duyun558000,Guizhou)

Abstract:

Keywords:Modernwarfare;Chemical;Arm;Protection;Log!sties

现代战争是大量使用现代先进武器和技术装备进行的常规战争。

现代化程度以武器装备的技术水平为主要标志，在科学技术水平等条

件下进行的。化学促进了武器装备等方面的发展，扩大了现代化内容,

提高了现代化水准。本文将详细阐述化学在现代战场上的应用，以说

明化学对现代战争的重大意义。

一、化学在武器装备中的应用

（一）枪支弹药

爆炸后可以严重破坏目标物质的用火药或者炸药制成的一些

军械物品，也能够完成其他战术任务。随着科学技术的发展，技

术人员根据作战需要制成了不同用途的弹药。

1、黑火药

黑火药是世界上最早应用的炸药。其爆炸反应方程式为：

2KNO3+3C+S=K2S+3CO2t+N2t

体积接近于零的10g的固体黑火药，发生反应后可以释放4

升左右的气体。而起爆炸反应，是由于反应放出大量热能导致。

黑火药作为初期的一种杀伤力很大的火攻性武器，它的燃烧

速度非常之大。

2、闪光弹

被誉为致盲弹、炫目弹或眩晕弹等的闪光弹，它的主要组分

是氧化剂、可燃物、粘合剂和添加剂。闪光弹进行燃烧反应释放

能量，其中一部分能力以辐射光的形式放出，可以攻克敌军。它

具有使人失明失去作战能力和使光电探测器材无法工作的特点，

一直是世界各国研究的热点。

霸书红，焦清介，杜志明⑴研究比较了不同配方、同组分不

同配比配方、同配方不同添加剂的闪光弹的实际性能。实验中以

高氯酸钾、硝酸钠、硝酸钏、硝酸钾为氧化剂，分别与金属镁、

金属铝、镁铝合金作二元体系进行高温燃烧。结果发现以

KCIOVAI二元配方反应温度最高，是二元配方中辐射能力最强

的；再以不同配比的KCICU/AI二元配方进行辐射强度实验，实验

发现以KCIO4:AI质量比为50:50效果最佳,与理论计算40:60的

结果不同，出现这样的差别是因为空气中的氧参与反应的结果；

接着在KCIOVAI二元配方中加入粘合剂成三元配方，实验以虫

胶、沥青、清油、酚醛树脂、和环氧树脂作粘合剂，测试不同的

粘合剂/KCIO4/AI三元配方的光辐射强度，结果发现3%酚醛树脂

/KCIOVAI三元配方和3%环氧树脂/KCIQ/AI三元配方光辐射能力

都较强；样弹实验发现弹药的撞击感度很高，运输过程中易造成

危险，考虑到石墨有优良的润滑作用，故在3%环氧树脂

/KCIOVAI三元配方中加入不同质量比的石墨微粉，撞击实验发现

适量的微粉石墨确实能够降低弹药的撞击感度，其中添加4%石

墨微粉能够将弹药撞击感度降低至0,适量的石墨微粉能够提高

闪光弹的安全性和过载能力，不影响弹药对夜视仪产生持续、高

强度的干扰效果。

孙传明，马永忠⑵针对部队的训练、作战使用闪光弹存在金

属部件和弹体材料破片使人意外致伤的安全隐患进行安全弹体的

研究，在闪光弹原有结构基础上加入子母式结构，此结构可避免

弹体随爆炸飞出而使人致伤，也能提高弹体抛洒的成功率。弹药

开舱过程中母弹内火药燃烧产生的压强会对母弹产生巨大影响，

故母弹需采用高抗弯强度、高抗压强度和高拉伸强度的材料，根

据计算发现ABS塑料的抗弯、抗压、抗拉伸强度都很高，可选做

母弹弹体材料；子弹的弹体材料要在开舱过程中防止弹体损坏，

又要防止爆炸后产生质量大、尖锐的碎片，根据计算和查阅机械

设计手册后发现ABS塑料和聚丙烯塑料性能良好，可选做子弹弹

体材料，但爆炸试验后发现聚丙烯塑料爆炸后产生的破片细小，

不会对人体造成伤害，故聚内烯塑料可选作子弹壳体材料。

3、烟幕弹

烟幕弹可以干扰光电探测和制导武器系统，它的原理是在空

中放出大量的微粒，所以有了“隐身”和“示假”的作用。

现代高科技战争条件下，烟幕技术应侧重于遮蔽侦查技术和

和躲避制导。吴国辉⑶采用超声技术制备了宽波段的烟幕材料，干

扰波段是0.3-40GHZ,微粒主要是聚合物材料。

传统烟幕材料含有有机卤化物、氯丁橡胶、氯化蔡及碳氟化

合物等多种对环境易造成严重污染的有机物，粉末颗粒也易引发

呼吸道疾病，故现代烟幕材料不仅要求发烟时间长、发烟面积大、

干扰频段宽，还要求环保安全、操作简便。汤敦仁⑷发明了适用于

军警消防的低毒烟幕剂，由以下物质组成：50%-60%过氯酸钾、

1%-5%镁粉、5%-10%铝粉、5%-10%氧化锌、10%-20%碳酸氢

钠、5%-10%乳糖，以上组分与5%」0%聚醋酸乙烯溶液树脂充

分混合。此类低毒烟幕剂降低了烟幕材料对环境和人体的伤害。

随着光电侦查、制导技术的发展，烟幕隐藏、干扰技术也在

不断地深入和发展。烟幕技术作为有效隐形、干扰手段之一，烟

幕剂配方具有保密性强、技术难度大的特点，自主研发性能良好

的新型干扰材料是现今亟待解决的问题之一。

4、催泪弹

催泪剂的主要成分就是刺激性毒剂。刺激性毒剂主要有苯氯

乙酮（CN）、邻氯苯亚甲基丙二睛（CS）、辣椒素（0C）等,可

以强烈的刺激人的眼睛和呼吸道，引起流泪、咳嗽、哮喘等刺激

症状，使人员因此不能执行战斗任务，无法抵抗。催泪弹产生的

影响时间长，即使是脱离该气体环境一段时间有时都难以恢复如

初，这严重降低了战斗水平。这种毒剂一般不能引起远期伤害，

中毒人员经休养基本可以恢复正常。

研究发现CN催泪剂具有潜在的致癌作用；而CS催泪剂在实

验室做动物实验时，有动物过敏现象，有的还患上了皮肤病，甚

至出现过死亡现象，人体接触该催泪剂还会恶心呕吐、头晕目眩、

迷失方向；0C催泪剂成分由植物中提取，可自然降解。但是无论

何种催泪剂，己方人员要靠近沾染催泪剂的区域需小心，目前无

有效的解除效应的药剂，仍需携带相应的防护装备。

据了解，美军现阶段研究的“臭气弹”实际上是一中刺激性

有毒剂，主要是含有筑基等基团的小分子物质，此物质于人体无

害，可是它释放出的微量物质就可以使大部分环境中出现臭气，

令人作呕想要逃离这个环境，但是不会对身体有过后伤害。未来

催泪剂应有效力强、低毒、易降解、污染小、有效时间可控、对使

用者的伤害低等良好性能。

5、窒息剂

窒息剂又称肺损伤剂，主要包括光气、双光气、三光气、全弗

异丁烯等。

窒息性毒剂主要通过损伤人体呼吸道，特别是破坏肺泡的气

体交换功能来实现窒息的目的。

海春旭⑸总结指出窒息剂毒剂的特点。一是毒性强，能够轻

易引起急性呼吸道损伤，尤其是肺水肿；二是反应迅速，吸入毒

气的瞬间就能出现中毒反应，但是无致癌致遗传毒性；三是在空

气中分散度高，降解难度高，人群中毒几率高；四是防范困难，

该类毒剂成分广泛存在于化学工业中，发生灾难性事件具有偶然

性；五是特效解药缺乏。窒息性毒剂多为气体，通过加快气体的

流通办法可有效减缓中毒症状或防止中毒。根据以光气为代表的

窒息性毒剂的特点，我国研制了急救候选药物，可延长染致死剂

量的动物存活时间，为中毒者取得了获得救治的时间。

6、气象武器

气象武器实际上是通过各种科技方法，人为的制造出自然灾

害如地震海啸洪涝雪崩高温气雾山洪等一系列的情况，用于战场

环境的操控。部分气象现象可通过化学手段实现。

(1)人工消雾

作战时可能会遭遇多雾天气，多雾天气可根据不同的成雾原

理使用不同的化学手段消雾。高建秋⑸等指出暖雾(雾中温度》

0℃)天气时可采用播撒吸湿性物质去掉一部分水汽，而使雾气消

失的办法，氯化钠、氯化钙、尿素都是良好的吸湿材料，可有效

对抗暖雾天气；而出现过冷雾（雾中温度vo℃）但水汽仍以小水

滴形式存在的多雾天气时，可向空中播撒人工冰核碘化银使小水

滴不断凝结在冰核上逐渐形成霜花，形成降雪后可增大地面能见

度。

消雾处理可消除自然天气对敌方的保护屏障，探测仪器可精

准探测敌方行动，使己方处于战争的主导地位。

（2）人工降温/升温

贺可海⑹等概括指出，在热带雨林几千米的高空引爆甲烷或

二氧化碳炮弹，使炮弹碎片遮住阳光，可引起气温骤降，通过此

举可使部署在热带雨林的士兵来不及做保暖抗寒措施，活活冻死,

减毁地方战力；在沙漠发射激光，可使沙漠气温上升，热空气上

升，产生巨大的旋风，旋风引起的沙尘暴可掩埋地方一切部署，

增大地方作战压力。

天气的一切变化都蕴含巨大的能量，据计算，一次风暴凝结

水汽潜在的热量大约为2.5X1016J,虽然目前技术上无法将如此巨

大的能量悉数用于战争，但在局部使用，也有巨大的作战能量；

气象武器能够改变原有的气象规律，让敌方无法准确预测未来的

天气，无法根据未来的天气变化而部署自己的行动，使敌方在行

动和作战中处于被动地位。

（-）伪装防护

1、防弹头盔

头盔，中国古代称之为胄、首铠，初以椰子壳、大乌龟壳等为

材质。我国金属冶炼水平得到不断的发展和进步，这就是的用于

战争的器具的威力和破坏力也得到一定的发展，出现了多种类型

的头部护具。

军用头盔一般主要由盔壳、衬里和悬挂组件三部分构成。盔

壳由抗压强度高、抗拉强度好、抗变形能力好的材料制成，它能

够使材料进行形变，从而降低子弹应力和弹片的冲击力，达到保

护头部的目的；设置衬里的目的主要是为了透气、吸汗、保暖和

减震；壳体与衬里通过一系列悬挂组件而分离，这种可调节性可

以使头盔适用于任何士兵。随着科技的发展，头盔壳体所用材质

越来越多，其性能越来越好，防护能力也越来越强。

孙幸福⑺指出复合材料防弹头盔由多层高强纤维织物模压而

成，盔体具有明显的层状结构特点。复合材料防弹头盔的防弹层

采用弹道冲击的三段式理论，故选用高抗拉强力的芳纶（聚对苯

二甲酰对本二胺纤维）、高抗剪强度的玻璃纤维作复合材料，这

两种材料还有适当的变形能力，有很好的防弹效果。一般复合纤

维材料中会有适量的树脂做基体，树脂基体在头盔这个防弹体系

中也起着分散子弹冲击应力和均匀冲击载荷的作用，基体的破碎

也能很好地消耗子弹的冲击能量。芳纶等高强高模纤维强度高、

容易起静电、难以集束，若加工时出现开口不清、和其他部件难

以配合的情况，会导致头盔防弹能力降低，故芳纶材料的织造上

有一定的技术难度。增大材料的应用面、提高材料的应用率、提

高材料的性能也是现今防护装备亟待解决的问题之一。

觥鱼头盔材料的改善，使得装备者感觉更加舒适，更加轻便，

保护面积也相应加大，头盔重心的降低使得佩戴时更加的稳固，

保护面积的扩大使得对太阳穴、耳部和颈部的保护也能够到位。

根据作战需要，军用头盔可能需要具有防破片、防子弹直射、防

碰撞、防激光、防火耐热、减震降噪、伪装等多种功能，故未来防

弹头盔可能是精密装备，由多种不同材料复合而成，根据不同材

料的长处，采用优势互补的方法，使防弹头盔防护性能优越、佩

戴舒适、造型美观。

2、防弹衣

防护服使用的材料多与头盔类似。过去使用的金属/合金、陶

瓷等防护材料过于笨重，加重人体的身体负担，导致产生大量的

无用消耗，而穿着防护服装时通常需要剧烈运动，金属/合金、陶

瓷材料的防护装备会影响人体活动的灵活度，也影响人体的排汗

排热，降低舒适度。根据人体需求出现了氧化铝、碳化硅、复合

纤维、优质合成纤维、纳米材料'仿生材料等制成的防护服。防

弹衣的防弹层功能与头盔类似，可吸收和均匀分散弹头或弹片的

动能，减缓穿透效应，有效保护士兵受防护部位。随着材料化学

的发展和新技术的不断应用，防弹衣的防护效果更好，功能多样。

夏羽，郭依伦，彭长龙等人⑻指出防弹衣的服用性能要求是在

不影响防弹能力的情况下，防弹衣的舒适程度值得重视，人在穿

着之后仍能较好地完成各种战术动作，能与其他武器装备保持较

好的适配性；能平衡人体代谢需要，尽量避免造成闷湿的不适感，

减少无效的体能消耗。防弹衣的防弹性能不仅取决于防弹插板的

材料，还取决于防弹衣纤维性能。芳纶性能良好，耐腐蚀、耐磨

损、热稳定性好、高强度且质地柔软，很大程度上改善了防弹衣

的舒适性，但是超高分子量聚乙烯纤维制成的防弹衣更胜一筹，

因该纤维密度小，它的水面漂浮性尢疑是独一尢二的，力学性质

客观，抗拉强差不多是钢丝绳的15倍，比芳纶高出40%,是普通

化学纤维和钢化纤维的10倍；王梅，李辉⑻更通过实验发现超高

分子量聚乙烯纤维经过湿热老化之后依旧有良好的防弹性能，但

该材料对抗光老化能力比较差，光老化影响下纤维防弹能力下降

很快。

3、隐形涂料

隐形涂料是固定覆盖在武器结构系统上的隐身材料，可减少

或消除雷达、红外等对目标的探测特征，削弱敌方的追踪能力，

有效提高武器装备的突防性能和生存能力。

隐形涂料有三类，一是金属氧化物，如ZnO,SiO2,TiO2,Fe2O3

等，二是纳米金属粉末，如纳米ALTl,Cr,Nd等，三是无机盐

类如CaCO3和层状硅酸盐。赵金榜的简述了几种技术较为成熟的

隐身涂料的组成和作用，“铁球”吸波涂料含有涂以碳基铁或铁

素体小球，一个铁原子为五个一氧化碳包围，它有磁性，质量轻，

颜色喑灰到黑色不等，不仅能吸收雷达波，还能吸收和反射红外

辐射；视黄基席夫碱盐隐身涂料与石墨相似，具有良好的雷达反

射率，吸波性能优良，质量又仅为铁素体的十分之一，还能与特

定盐组合，吸收全频段的雷达波；锯90这种含放射性同位素的涂

料，它能产生。或B粒子流，使空气电离而产生所需的等离子层，

达到隐身的目的，这种涂料几乎没有质量，且褪90是核反应堆大

量产生的废物，价格便宜，含放射性同位素的涂料已成为达到隐

身目的的极佳选择。

(三)动力维护

军用设备仪器乃至特种车辆均为精密设备，通常难以抵抗极

端严酷气候，而特种设备通常需要在极端气候下长期工作。

蔡滨对特种作战车辆蓄电池进行了一系列保护措施的改善,

目的是为了针对昼夜温差大，夜间气温低的环境。一是保持蓄电

池中电解液的液面高度，防止溶剂挥发导致电解液太少浓度过高

而使蓄电池无法工作，其中，添加的液体应为蒸镭水，河水、自

来水有杂质会导致蓄电池出现自放电故障，硫酸等腐蚀性溶液会

加速蓄电池的腐蚀；一是定时充电，防止因长期放置出现的自放

电现象导致电池容量降低；一是换季时调整蓄电池电解液浓度；

等。

二、化学在部队生活中的应用

(―)衣

由于是病常常进行训练，军用服饰必须具有弹性、透气性、

透湿性等特点，同时也要强调其耐磨性、适体性、功能综合性。

其中，涤纶织物柔软、富有弹性、强度高、耐腐蚀、结实耐用、易

洗快干，是目前军用服装良好的制作材料。但是它穿着过程中极

易沾染人体皮肤代谢产生的皮脂、汗水等有机物，容易滋生细菌。

所以有的国家为改善军用服装的现状正着力加快军用服装的多功

能化。俞玮,⑵根据战场防护的功能性和纤维的多元化使用简要概

述了未来军用服装的发展方向。某些战士的工作室操作为电子元

器件，他们的装备应该带有防静电的作用，从而降低对微电子器

件的破坏，金属纤维混纺织物可有效防止静电生成；工作在雷达

等通讯设备或使用微波武器的战士应该配备电磁屏蔽服装，普通

纤维镀金属、织物镀金属元素、使用氧铁体吸波材料是较好的选

择；军队追求整齐划一美、阳刚美，对服装色泽一致性上的要求

也越来越高，生活在低纬度、高海拔地区的战士的常服常受到高

紫外线辐射导致服装褪色，牢色抗氧化也是未来军服的一个重要

研究课题。

（二）食

很显然，我国后勤部队中炊事部队占有重要地位。但从燃料

消耗上来看，用于炊事的消耗量较大，而近年出现的生物柴油因

其卓越的环保性受到了各国重视，也许不日也将运用于我国的炊

事设备上。

张建春:⑶等开展了生物柴油在部队炊事装备上的应用研究，

实验发现生物柴油作为石化燃料的替代燃料，在不改变现有炊事

装备的结构、不改变操作规范的情况下，在现在的装备应该得到

广泛应用。

炊事装备不断应用新能源、新材料，将极大地提高部队饮食

保障能力。

（三）住

世界上雷达、红外探测技术逐渐成熟，隐藏己方的行动部署

也成为伪装技术的一个重要研究课题。研究开发军用红外遮蔽帐

篷，对发展柔性隐身材料具有重要的研究意义。

据彭志远用关于银铁纤维柔性吸波机织物的研究实验所示，

银铁纤维耐磨损、吸波能力强，可选做军用遮蔽帐篷的材料之一。

（四）行

千里之行，始于足下。战士的鞋子是否舒适，具有着重要的

意义。士兵在日常训练中非常刻苦，往往汗流淡背，这些汗液若

长期淤积于鞋内，会导致鞋子长期湿滑，加速细菌发育，对士兵

的生理素质带来不利影响。所以军队用鞋要格外注重材质，要具

备通透性，舒适性，易打理，且易干燥等特点。王妮，张燕向针对

以上问题以鞋用纺织品、天然皮革以及合成革三大类共22个品种

为样品做了吸湿试验。结果发现天然纤维（如棉纤维）有较多亲

水基团，所以吸湿能力好，容易回潮，涤纶无亲水基团吸湿能力

差，锦纶分子中有一定量的酰胺基，有一定的吸湿能力，比涤纶

织物的吸湿能力好；天然皮革透气、吸湿性能都很好，回潮能力

很好；合成革是以合成树脂和高分子树脂为原料制成，吸湿、透

气能力都较差。所以天然皮革、天然纤维是很好的军鞋材料。

化学丰富了现代战争形式，完善了现代战争的战事装备，提高了

现代战争水平。将化学运用于战争，科学地运用化学，既能减轻给广

大的戍边战士面临的恶劣环境带来的影响，又能够有效地起到防护外

敌的作用。

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