20多种不同的中世纪火药配方

炸掉中世纪火药食谱

研究人员在这个15世纪早期投掷石头大炮的复制品上测试了中世纪的火药配方。出处:改编自ACS Omega 2021, DOI: 10.1021/acsomega.1c03380

大约公元900年,火药首次在中国用于战斗,到13世纪末,火药传遍欧亚大陆,最终作为火器和大炮的推进剂,彻底改变了战争。与此同时,炮手们在摆弄火药配方,试图找到最理想的配方。现在,研究人员报告ACS欧米茄他们重新创造了中世纪的火药配方,并分析了燃烧过程中释放的能量,揭示了完美火药的演变是一个缓慢的、反复试验的过程。

虽然在现代武器中,火药基本上已经过时了,但火药,也被称为黑火药,仍然被用于历史武器、烟花和烟火。这种炸药是由不同比例的硝酸钾(或“硝石”)、硫和木炭混合而成的。中世纪的食谱有时会添加一些有趣的添加剂,如樟脑、清漆或白兰地,但用途并不明确。道恩·里格纳、克里夫·罗杰斯和他们的化学家和历史学家团队想要分析中世纪火药配方的能量学,以帮助理解炮兵大师创造这些配方的意图,并提供有关早期火药制造的重要技术信息。

为了做到这一点,研究人员从公元1336年到1449年的中世纪文献中鉴定了20多个火药配方。他们制备火药粉末,并用差示扫描量热法和炸弹量热法测量燃烧前和燃烧过程中释放的能量。他们还在西点军校(West Point)的一个射击场用15世纪早期投掷石头的大炮的复制品测试了一些食谱。

总的来说,在公元1338年至1400年期间,硝石的比例增加,木炭的比例减少,导致燃烧的热量降低,这可以为中世纪的枪手提供更安全的配方。公元1400年以后,硝石(最昂贵的原料)的比例略有下降,而硫磺和木炭的比例上升,提高了燃烧的热量,尽管没有最早的食谱那么高。

某些添加剂,如樟脑和氯化铵的混合物,似乎可以使火药更坚固,而其他添加剂,如水或白兰地,没有显示出能量优势,但可能有其他用途。例如,它们可能使材料在运输或储存期间更稳定。

\他们说,尽管研究人员在实验室和有限的靶场实验中对火药进行了表征,但还需要进行更多的实地工作,以评估哪种配方在历史背景下表现最好。

参考文献:《中世纪火药的演变:热力学和燃烧分析》,Tessy S. Ritchie, Kathleen E. Riegner, Robert J. Seals, Clifford J. Rogers and Dawn E. Riegner, 2021年8月24日,ACS欧米茄
内政部:10.1021/acsomega.1c03380

作者感谢史蒂文斯理工学院尖峰学者计划和奥马尔·n·布拉德利历史研究奖学金|美国西点军校的资助。

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