固体火箭燃料的秘密！
火箭是中国人的发明这个全球公认。火箭的发明和黑火药的发明和应用几乎是同时代的事情。我们小时候玩炮仗就知道，把火药包装的非常紧密，那么通过引信点燃就会爆炸，这就是普通鞭炮。而若把火药装入一个一头封闭，另一头开放的纸筒或者金属筒，那么开口向上就是烟花；而开口向下，燃放喷出的燃气就会推动纸筒本身飞起来，这就是最原始的土火箭。其实古人也是这样玩火药而发明了火铳和反推作用产生的火箭。玩这种黑火药的土火箭还会遇到一个问题，就是这种土火箭的开口大小必须合适。若喷火的开口太小，那么燃烧的压力过大时，土火箭就会半途爆炸；而开口过大，燃气压力不足导致推力会下降。其实即使到今天，用于发射卫星的重型固体航天火箭，仍然有喷嘴设置必须大小合适的问题，一旦开口过小，这样巨大的固体火箭仍然会爆炸。
也就是说虽然当代的航天大火箭已经比1000年前爆竹转化来的土火箭表面上先进了N倍，但是其基本原理和容易发生故障的所在，至今却没有任何变化。另外火箭的发明最早和土火药有关，更证明最原始的火箭本身都是固体燃料火箭。液体火箭比固体火箭出现晚的多，只是到了近代，液体火箭才占据大推力航天发射的上风，成为主力。但是液体火箭对比固体火箭，最大的弱点就是液体燃料和氧化剂容易泄露，也不利于长期保存，而且发射前装备时间过长，这些特点显然不利于运用到战争中去。因此在当代，小到火箭助推榴弹，也就是大家耳熟能详的RPG，火箭炮弹、各种空空导弹、地空导弹，一直到作为洲际导弹主发动机的大直径火箭，都是以固体燃料火箭为主。那么问题来了。当代这些大大小小、形形色色的固体燃料的火箭，他们采用的都是什么燃料，也就是什么固体装药呢？
现代各种大大小小的固体火箭，早就不再用爆竹时代所用的黑火药。虽然黑火药在现代弹药中仍然少量应用，但是只作为起爆药的成分之一。现代军工和航天所用的各种固体火箭，基本和黑火药无关。之所以不再用黑火药，主要原因就是黑火药的能量密度太低，满足不了现代火箭的推力要求。
瀚海狼山在过去的推文中曾经谈到，现代枪炮技术的发明，和无烟硝化棉代替传统的黑火药直接有关。无烟硝化棉简单的说就是用优质天然棉花和浓酸反应制成。这种产品遇火会迅速的爆燃，反应基本无残留而且无烟雾。其爆燃速度被黑火药强烈的多，所以称为现代枪弹的发射药和炮弹的早期发射药，完全代替了前膛枪炮时代的黑火药。
正如黑火药可以当原始土火箭的发射药一样，无烟硝化棉同样也可以做部分火箭弹的发射药，能量密度更高，火箭飞行速度更快。因此用纯粹无烟硝化棉当推进剂的火箭弹，就是单基火箭弹。比如一些上世纪生产的107毫米火箭弹，122毫米火箭弹的推进剂，就是无烟硝化棉。其本质上和枪炮的发射药基本一致，只是装填方式和发射燃烧方式不同。
由于技术的提高，现代火箭弹大多采用双基固体推进剂。其以硝化纤维素作为基体，由硝化甘油作为溶剂将其溶解，塑化，形成均匀的胶体结构。其中硝化纤维素就是无烟硝化棉，学名纤维素硝酸酯，由棉纤维或木纤维在与硝酸“硝化”而成。另一基是丙三醇三硝酸酯，由丙三醇，即甘油，与硝酸“硝化”而成。此外再加入其他添加剂、助溶剂、增塑剂、化学安定剂，燃烧稳定剂和燃烧调速剂，工艺添加剂等等。
以上这些以硝化棉为主的固体火箭，多用于常见的火箭榴弹，中短程火箭炮弹，反潜火箭弹等。而更高档的各种空空、地空导弹、大口径远程火箭炮弹、地地导弹和中远程导弹甚至洲际导弹，以及大型固体航天火箭，则采用价格更昂贵，配方更复杂的复合固体推进剂。
所谓复合推进剂，主要是指由氧化剂，金属燃料，和高分子粘结剂组成，配方和性能各异，其中包括：
1. 氧化剂，最常用的是：过氯酸铵，其他的有过氯酸钾、钠、锂，硝酸铵、钾、钠、锂；
2. 金属燃料，最常用的是铝，特别是超细铝粉，其他有氢，碳，锂，铍，硼，镁粉末；
3. 粘结剂，使氧化剂和金属燃料等固体粒子粘结在一起成为弹性基体，并为燃烧提供C、H等燃料元素。有聚氯乙烯，聚氨酯，聚丁二烯等；
4. 固化剂，使上述的东西成为固体；
5. 增塑剂，降低粘度，增加流动性，改善力学性能。
复合高能推进剂固体燃料其实是很危险的！刚刚合成时，大部分是可以流动的，必须趁机赶快浇注，即灌入各类火箭壳体内，然后燃料就固化，粘住了，和各种火箭和导弹的外壳连成一体。如果浇注时工艺有问题，比如内部留了气泡，就必须要一点一点的把已经固化的燃料块敲下来，掌握不好分寸就会爆炸！网上有一些用面粉或铝粉自制火箭燃料的教程，看看可以，千万不要在自己家尝试制造。因为一旦掌握不好，把自己家爆掉是小事，弄不好还要殃及周边的左邻右舍。
复合高能固体推进剂的配方和制造工艺，是军事大国军工实力的重要体现。比如美国在这方面的技术和工艺长期遥遥领先全世界。导致不论小型的空空导弹，还是巨大的洲际导弹，美国人都能以最轻最短的发动机，达到最远的射程。例如三叉戟2D5导弹，仅仅用13米的长度，就能带8个弹头打击1万公里外的目标。而包括苏俄在内的其他大国，要带同样的弹头，导弹都很难短于15米。这是美帝压箱底的技术之一。不过现在其他大国在进入21世纪后，高能固体燃料技术也逐步赶上来了，和美国的差距已经缩小到10年之内。
