무연 화약
개요
기존의 흑색 화약이 연소시 잔여물이 너무 많이 나와서, 이것을 개량하기 위해 만들어진 화약. 연기가 없는 화약이라는 뜻이지만, 사실 조금만 생각해봐도 질량 보존의 법칙 때문에 뭐가 타는데도 미세한 재를 포함한 연기가 안 날 리가 없기 때문에 실제로 완전히 연기가 없지는 않다. 그저 한 발 발사에 자욱하게 연기가 끼는 흑색화약에 비해 매우 적은 것뿐. 구성분 대부분이 가스화해서 연소하기 때문에 잔여물이 거의 없다. 이것 덕분에 현대적인 자동화기가 등장할 수 있는 발판이 생겼다. 흑색 화약이 흑색이듯이, 무연화약이라고 하면 어감상 무색이나 흰색일 것 같은 느낌이 들게 만들지만 무연화약의 색상은 흰 색으로 정리되지는 않는다. 흰색도 있지만 요즘 무연화약은 대개 정전기에 의한 실화를 방지하기 위해 흑연 코팅을 해놓기 때문에, 보통 검은색이 도는 편.
구성은 니트로셀룰로오스, 니트로글리세린, 니트로구아니딘 세 가지가 대세를 차지하고 있다.
니트로셀룰로오스만을 주재료로 사용한 것을 싱글 베이스 파우더라고 부르며, 폭속은 대략 7,300 m/s 가량, 소화기의 탄약에 사용한다. 다만 니트로셀룰로오스는 그 자체로 굉장히 불안정한 편이라서, 저것으로만 만들면 가만히 냅둬도 불이 날 수 있을 정도로 위험하다. 때문에 디니트로톨루엔 같은 완연제(연소 속도를 낮춤), 디페닐라민 같은 안정제(자기 분해를 막거나 늦춤), 질산칼륨 같은 소염제 등등 온갖 것을 다 섞어준다. 조성은 제조사마다 다르지만, 미군에서 쓰는 싱글 베이스 화약의 예를 들면 니트로셀룰로오스 84.2%에 완연제로 디니트로톨루엔 9.9%과 프탈산 디부틸 4.9%, 안정제로 디페닐라민 1.0% 조성을 쓴다.
니트로셀룰로오스에 니트로글리세린을 섞은 것을 더블 베이스 파우더라고 하며 싱글 베이스보다 폭속이 빠르고(대략 7,700 m/s), 박격포 추진제 등 좀 큰 놈에 쓴다. 실제 조성은 니트로셀룰로오스 77.45%에 니트로글리세린 19.50%, 안정을 위한 기타 조성물 3.05% 정도.
니트로셀룰로오스 20% 정도에 니트로글리세린 19%과 니트로구아니딘 54.7% 가량, 기타 안정을 위한 조성물 6.3% 쯤을 혼합한 것을 세가지 재료를 주축으로 한다 하여 트리플 베이스 화약이라고 부른다. 싱글이나 더블 베이스보다 연기는 좀 더 나지만, 연소 속도가 더 빠르고(대략 8,200 m/s) 안정성이 더 높으며 포구 화염이 적게 나고 가스 발생량이 크다. 주로 전차포, 함포 등 대구경 화포에 사용하는 화약이다.
그 외, 20세기 후반부터는 니트로구아니딘과 RDX를 섞은 신형 추진제도 개발됐다.