五十年研究，數十億美元，美軍最先進火炮死於小氣泡

在20世紀下半葉，軍事強國的彈道導彈紛紛開始拋棄液體燃料，開始轉向固體燃料。而這個過程中或多或少都出現了同一個問題——固體燃料導彈的射程和載荷能力，普遍不及被取代的液體燃料導彈。直到今天，那些不苛求戰場生存能力和緊急反應能力的航天火箭，主力仍然是液體燃料火箭。

圖：早期液體火炮的發射葯，廣泛採用熱動力魚雷的奧托II燃料

而幾乎就在這個過程的同時甚至更早（最早原理實驗甚至能追溯到40年代），在火炮領域卻出現了一次完全相逆的大規模嘗試：美國等火炮強國，紛紛嘗試將液體燃料用於發射炮彈；以從簡化總體結構（減重、提高可靠性）、加大射速（省去固體發射葯葯筒的裝填和拋除過程，減慢炮管升溫）、加大火炮初速等多個方面，獲得突破性的新一代火炮。

圖：有人說豹2A6的火炮初速有2000米/秒，德國人聽到這話恐怕是會臉紅的

圖：現代坦克脫殼穿甲彈代表了實用火炮的最高初速水平

比如傳統的固體發射葯火炮，即使在最理想的情況下——包括採用滑膛炮、加大火藥裝填密度、提高膛壓、加長炮管，理論上的初速極限依然極難突破2000m/s的上限。如果進一部採用傳統措施提升性能，比如加大固體火藥能量，那麼火炮將付出不可接受的代價——比如燒蝕程度將嚴重到使火炮壽命根本無法滿足實用標準。

圖：一些液體火炮的原理結構圖

而液體發射葯在理論上的巨大優勢，使它成為當時火炮領域的重大救命稻草：液體發射葯的能量比固體發射葯一般要高出30~50%（這是固體導彈射程比液體導彈要挫的關鍵原因之一）；液體發射葯爆燃以後，平均膛壓與最大膛壓的比值很高，這使炮彈能提高10%以上初速。

特別解釋一下液體火炮最大膛壓低優勢的原因：液體發射葯爆炸溫度比固體發射葯要低1000度左右。比如被公認為綜合性能（腐蝕性、毒性、安全性、含能量）最優異的美國LP1846配方——這後來成為各國液體火炮發射葯的事實標準；其組成成分包括60.8%的經基硝酸銨，19.2%的三乙醇硝酸銨，其中高達20%都是水。而水的蒸發氣化過程，那是要吸收大量的熱量的。

圖：美軍在十字軍火炮項目上進行了155毫米液體發射葯火炮的實用化嘗試，但最後整個十字軍計劃都被下馬了

這些原因是當時把火炮初速推動到突破2000m/s這一化學能火炮理論極限的最大希望所在。而在80年代以後，液體火炮在破紀錄這個方面並沒有辜負人們的期待：美國和蘇聯，先後在40毫米口徑（炮彈重235克）和23毫米口徑（炮彈重60克）上，實現了2300米/秒的初速記錄。

關鍵性能的突破，使得當時西方國家一度認為液體火炮實用在即。比如美國在1986年以後連續製造了3輛155毫米液體發射葯自行火炮的樣炮，德國在80年代末開發了120毫米液體發射葯坦克炮。然而它們的結局不言自明——在今天，並沒有液體發射葯火炮投入實用化，美國更是把主要精力投入到了電磁炮方向上。

圖：氣泡

液體燃料火炮夭折的根本原因只有一個，液體本身無法壓縮，但液體發射葯點燃時不可避免要產生氣泡。伴隨著這些氣泡的產生和在壓力下潰滅，會在局部形成極高的溫度和壓力，火炮膛壓會出現非常危險的壓力波動。

而受制於液體燃料火炮的基本原理和結構，這個嚴重的安全隱患無法排除；因此在90年代以後，液體燃料火炮的理論發展因為繞不過這個核心障礙已經陷入停滯，並不誇張的說，液體燃料火炮，已經死亡。

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