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甲午战争中的黑色火药和下濑火药

火炮是近代军舰间赖以决胜海上的一项重要舰载兵器，具体体现火炮效力的载体则是炮弹。

在中日甲午黄海海战中，双方都主要以火炮射击作为交战手段，因而炮弹的效力如何，对于能否给敌方军舰造成大的破坏具有决定作用，一定程度上也影响了海战的进程和结果。本文谨就中日两国海军当时炮弹的性能进行粗述，以求从海军技术层面对甲午黄海海战的某些细节予以探析。

　　甲午战争中，中日双方海军装备的炮弹[1]大致有开花弹、子母弹、实心弹等种类，对于打击敌方舰船而言，开花弹是其中最具威力的一种，因而也是本文讨论的要点。当时大口径火炮的炮弹主要构成分为两个部分，即弹头与发射药，由于考虑到弹头较重，为了便于运输、装填，弹头和发射药没有固定组合在一起。使用时，先把弹头装入炮膛，再将用丝织品包裹成药包样式的发射药填入，通过发射药燃烧后产生的膨胀力将弹头推射出炮口[2]。

　　为了达到破坏、毁损敌舰的目的，开花弹的弹头内都填装有炸药，以便击中目标后能引起爆炸，弹头装药的威力直接影响到炮弹的爆炸效力。19世纪中后期，用来填充在弹头内的炸药大都还是古老的黑火药，这种由中国古代方士在炼丹时偶然发现的化学物质，主要成分是木炭和硫磺，如果在敞开的环境下点燃，只能发生伴随有浓烟的燃烧，只有在封闭条件下点燃时才会爆炸，其最通俗的例子就是中国人妇孺皆知的爆竹。

　　北洋海军从创建开始，通过外购和自造等途径获得的开花弹装填的都是黑火药，用火药来充当炸药，其威力显然是极为有限的，只能通过爆炸时产生的冲击波和炸开的炮弹碎片来杀伤敌军、破坏敌舰，这也就是中日甲午海战之前的历次重大海战中，从来没有一艘军舰是被炮弹直接击沉的原因所在。黄海大战时，北洋海军的大口径火炮曾多次命中日本军舰，但是从未能直接使得日本军舰造成大的损坏（“松岛”舰中弹爆炸等事为特例，详见下述），甚至如排水量不足千吨的浅水炮舰“赤城”，在接连被“定远”舰305毫米口径巨炮炮弹击中后，都能侥幸逃脱[3]，黑火药炮弹的破坏力之弱可见一斑。

　　不仅如此，北洋海军用以发射弹头的发射药，也采用的是黑火药，后来因为黑火药燃烧速度过快，担心会引起炸膛等事故，而改用栗色火药（即加入水汽钝化处理的黑火药，燃烧速度较一般的黑火药慢，因为颜色比黑火药略浅，故名）[4]，这种由黑火药钝化而来的火药，燃烧时温度过高，容易烧蚀炮膛，而且燃烧后产生的火药残渣附着在膛线上不易清除，每次发射后都需要花费很长时间来清洁炮膛。另外，黑火药燃烧时还会产生大量刺鼻的白色浓烟，发射后必须等待浓烟散尽才能重新瞄准、发射。受这些因素制约，在黄海海战时，北洋海军旧式火炮本就不快的射速更形滞涩。

　　与北洋海军截然不同的是，黄海海战中的日本联合舰队，无论在弹头装药还是弹头发射药的效能方面，都完全超越了中国。

　　当黑火药还在充当弹头炸药时，欧洲国家已经发现了其存在的弊端，自19世纪中期以后开始积极寻求一种用以替代黑火药的猛炸药。1873年，德国化学家斯普伦格尔发现，由英国人沃尔夫在1771年研制发明的苦味酸可以用引信引爆，爆炸的威力远大于黑火药，1885年，法国科学家特平首次将苦味酸大规模用于军用，正式作为炸药来装填弹头。苦味酸，学名“2，4，6－三硝基笨酚”，最初只是一种黄色的染料，后经反复试验，被证明可以通过钝化成为烈性炸药，称为黄色火药，爆炸的威力强于TNT炸药。

　　1888年9月，日本工程师下濑雅允开始着手研究苦味酸，至1891年配制成功了以苦味酸为主要成分的烈性炸药，定名为下濑火药，并于1893年1月28日正式开始在日本海军中换装填充下濑火药的炮弹[5]，此举在当时世界都极为时式（由于担心苦味酸炸药爆性不稳定，欧洲列强海军并没有采用这种烈性炸药，直到1905年日俄对马海战时，俄罗斯舰队的炮弹弹头内填充的还是爆性较弱的棉火药）。这种炮弹具有一系列惊人的特性，首先炮弹的灵敏度极高，即使命中细小的绳索都能引发爆炸，而且爆炸后不仅会形成普通黑火药炮弹爆炸时那样的冲击波和炮弹碎片，还会伴随有中心温度高达上千度的大火，号称对钢铁都能点燃，这种火药爆炸形成的火焰会像汽油着火一般四散流动，即使在水中都能持续燃烧一段时间。另外采用苦味酸为成分的下濑火药炮弹爆炸时，还会出现有毒的黄色烟雾，与黑火药炮弹爆炸时产生的白色烟雾完全不同。

　　长久以来，传统军史著作基本都将日俄对马海战作为下濑火药炮弹使用的时间上限，实际除去日方档案中的明确记载外，在有关黄海海战的中日史料中都不难找到有关于日方使用下濑火药炮弹的迹象。以下仅试举几例：

　　“……敌舰中好像有使用‘梅里那衣特’榴弹，一眼望去其有毒颜色的烟雾和一般火药不同……”（马吉芬《鸭绿江外的海战》）[6]

　　“……‘定远’火势愈来愈猛，舰体全被黄烟包围，终于不能自由运动……”（《高千穗舰某尉官亲笔记述的黄海海战实况》）[7]

　　“‘超’、‘扬’火，烈焰腾空，左顾‘定’、‘镇远’亦燃。盖敌人火药甚异，无论木铁，中炮之处随即燃烧，难于扑灭。” [8]

　　通过对下濑火药特性的分析，黄海海战中很多中国军舰为什么会受困于大火，乃至火灾屡救屡起的原因已经大致可以判明。以北洋海军提督丁汝昌战后的报告来看[9]，参战的12艘中国军舰中，曾遭受火灾的至少有“超勇”、“扬威”、“定远”、“镇远”、“经远”、“来远”、“致远”等7艘，所受荼毒可谓惨重。此外，黄海海战中日本联合舰队因为大量装备了速射炮，为了保证速射炮在战时能不间断地高速射击，而预先将大量弹药堆积在炮位附近，结果导致己方在中弹时引起连环爆炸，同样遭到下濑火药炮弹爆炸而产生的破坏，其中最为典型的例子是日本联合舰队的旗舰“松岛”。北洋舰队“镇远”舰射出的305毫米黑火药炮弹击中“松岛”舰的炮房后，引发了堆放在炮房内的下濑火药炮弹爆炸，形成大火，导致军舰重创[10]。

　　最后仍要赘述一笔的是，在弹头装药性能方面超越北洋舰队的同时，日本联合舰队火炮使用的发射药也具有极大的优势。日本联合舰队发射弹头的药包内，包装的是白色的棉火药，或称棉花药。这种将植物纤维素（棉花）沉浸到硝酸溶液中而生成的混合火药点燃后不会产生烟雾，即是一种无烟药。这意味着日本联合舰队的炮手发射完一发后，无需等待硝烟散近，可以立刻进行下一发的瞄准、射击，与采用栗色火药作为发射药，发射完后需要等待浓烟散去的北洋舰队，差距不可以道里计。[11]

　　海军是技术特征相当鲜明的军种，海战也是充满了技术色彩的较量，技术装备在海战中的作用可谓重要。炮弹的装药，表面看起来似乎是微乎其微的细节，但却直接决定着海战中火炮武器的攻击效率，北洋海军与日本联合舰队在这一方面存在的严重差距，有助于解释黄海海战中北洋海军失利的部分技术原因。

注：

　　[1] 按照近代海军的习惯，火炮以口径大小为界，100毫米口径以下称为小口径火炮，以上称为中、大口径火炮。小口径火炮主要攻击敌方舰面的人员，并不能对军舰舰体起到关键性的打击，因而本文讨论的炮弹特指100毫米口径以上的中大口径火炮炮弹。

　　[2] 近代大口径火炮的操作程序，参见金楷理译《克虏伯炮说》，上海江南制造局，同治十三年版。

　　[3] 日本炮舰“赤城”号在黄海海战中一度被多艘中国军舰围攻，并曾遭到305毫米口径巨弹的打击，但是除了造成大量人员伤亡和舰体上层建筑受损外，北洋海军大口径火炮的打击并未能使这艘弱小的日本军舰沉没。反而“赤城”舰发射的下濑火药炮弹却使中国军舰“来远”燃起了灾难性的大火。关于“赤城”舰作战的情况，参见：“日清战争实记选译?赤城舰与阪元少佐”，《中国近代史资料丛刊续编?中日战争》，第8册，第80－83页，北京中华书局，1994年版。

　　[4] 有关黑色火药、栗色火药的详细特性、制造工艺，参见魏允恭撰《江南制造局记》，上海文宝书局，1904年石印本。

　　[5] 下濑火药的研制经过、特性，以及甲午战前装备日本海军等事，参见黛治夫著《海军炮战史谈》，第102－105页，东京原书房，明治47年版。

　　[6] “鸭绿江外的海战”，《中国近代史资料丛刊续编?中日战争》，第7册，第278页，北京中华书局，1996年版。“梅里那衣特”即英文melinite，意指烈性炸药。

　　[7]“高千穗舰某尉官亲笔记述的黄海海战实况”，同上书，第255页。

　　[8]《卢氏甲午前后杂记》，手稿。

　　[9]光绪二十年九月初三日，“直隶总督李鸿章奏请优恤大东沟海军阵亡各员折”，《中国近代史资料丛刊?中日战争》，第3册，第133－136页，上海人民出版社，1957年版。

　　[10] 关于“松岛”舰在1894年9月17日下午3时30分被“镇远”舰击中的经过，参见“松岛舰之勇战”，《中国近代史资料丛刊续编?中日战争》，第8册，第76－77页，北京中华书局，1994年版。

　　[11] 甲午战争时，中国海军装备的鱼雷已经采用棉火药作为鱼雷战斗部的填充药，但并未普及至火炮的发射药使用。关于这种火药的特性、制造工艺，参见注4所引《江南制造局记》。