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抗战初期清华烟幕弹与防毒面具研制纪事

发布时间:2018-05-15  来源:团结报文史e家

  20世纪30年代,日本侵略中国步伐逐步加快,华北局势日益严重。清华大学师生发扬爱国传统,将学术研究与国家命运结合,积极投身抗日救国运动,在1933年初与1936年底两次研制防毒面具,并在1933年研制烟幕弹,支援前线抗日将士,为抗日救亡运动做出积极贡献。

  清华加紧了国防科研

清华为抗战官兵赶制防毒面具

  1933年起清华制造防毒面具与当时中国面临来自日本的日益严重威胁有关。

  1931年,日本帝国主义发动了震惊世界的“九一八”事变。在国难方殷的关头,清华师生一方面积极慰问抗战将士。如1931年底、1932年初,清华学生会抗日救国会就曾向全校师生募集925元汇寄给在黑龙江坚持抗日的马占山将军。马占山覆电“承惠钜款,益励初衷。谨率部曲遥致谢忱。”“一二八”事变爆发后,清华师生又捐款1550余元汇寄给英勇抗敌的十九路军,清华教职员公会并发慰问电:“淞沪御敌,振国家之声威,转世界之视听;全体国民,极深感佩。”

  另一方面,清华则加紧了国防科研的工作。1933年5月,任清华工学院院长不久的顾毓琇就在《工程教育与中国》一文中,大声疾呼:“国难日亟,平津垂危,我们从事于教育事业的人,都应该有深刻的觉悟。我们应该平心静气地想:怎样可以尽我们最大的努力,来挽救中国的危局。”“利用工程的智识和方法来帮助国家解决国防和民生问题,便是我们工程师的天职。”“为保障我们中国人的幸福起见,我们工程师的责任,便应该注意于国防问题。我们应该研究怎样可以防御敌人的坚甲利兵,我们应该进一步实际上做关于国防的工作。我们应该造枪炮,我们还应该学习射击。我们应该造飞机,我们还应该学习驾驶。我们应该造无线电,我们还应该学习战时的通讯。我们应该造弹药,造防毒面具,造烟幕弹,我们还应该练习毒气战事。”

  顾毓琇的这番痛切陈言并非只是书生议政,防毒面具与烟幕弹其实此时已经在清华秘密研制成功,其中防毒面具并供应前线部队。

  烟幕弹的研制

  清华在1933年长城抗战前后与1936年绥远抗战前后,出现两次研制防毒面具的高潮。在1933年防毒面具研制同时,也进行了烟幕弹的研制。这些研制主要由工学院机械系进行。

  1933年1月初,榆关失守后,清华校内师生即开始研制防毒面具与烟幕弹。1月30日,清华致函国民政府军事委员会北平分会医务处处长刘炳宸,表示清华工学院试制防毒面具已经初见成效,烟幕弹也可以配制。清华愿意为国家分忧效劳。

  1933年2月22日,国民政府军事委员会北平分会致函清华,对清华在国难之际愿效力国防研制烟幕弹表示十分感谢。信中表示,清华此前试制2枚烟幕弹,有效面积约五六十平方米,凝结时间过于短促。以北平市面积,“如欲构成烟幕,每次则须以数十万计”。军委会北平分会希望清华能再行研究,加大有效面积,尤其要增长凝结时间,如果大量制造,价格也应降低。

  接到此信后,清华进行了讨论。3月3日,机械系主任庄前鼎致函梅贻琦,表示同意来函意见。关于成本一事,庄前鼎表示利用锌粉制造烟幕弹方法已经获得成功,成本仅为一枚一元。庄前鼎建议由学生会向外捐款,制造烟幕弹,送到前方应用。

  1933年2月,陆军独立工兵第一团第七营致函清华,称他们接到临永警备司令部下拨的由清华研制发明的发烟剂,非常适合军队之用。希望清华能再给予支援,“贵校可将已制竣之发烟剂拨给若干以作杀敌致果之一助。”庄前鼎批复此函“现在锌粉原料缺乏,未能多量制造,刻正研究用锌块改成锌粉之法,一俟成功,即行赶制送上。” 2月24日,清华秘书处依照庄前鼎批示函复陆军独立工兵第一团第七营,表示遗憾。

  清华利用锌粉制造烟幕弹成功,是技术上一大进步。但在30年代,中国工业落后,虽然锌块廉价,但锌粉制造复杂,价格较贵,制约烟幕弹的大规模制造。面对窘境,清华师生经过紧张多次实验,找到一条简易方法:先将锌块用坩锅熔为液体,利用高压蒸气,把锌液吹成细粉,杂在蒸气之中,向前射进。锌密度大,中途降落,且吹成粒子,离吹口处越远越细,收集起来,加以筛别,即可应用。

  具体做法是:

《廉价锌粉制造法》,《清华周刊》,39卷10期,1933年5月26日。

  如图制成所需器具,吹口接在一个高压蒸汽炉上,蒸汽压力必须达到每平方时80磅以上,否则吹力不够,吹口伸出于三节盆一端。盆可用白铁制造,工作时将汽门打开,同时锌液由铁门徐徐下注,对准吹口前端,成直角。锌液即被高速蒸汽吹散,成为极细粉末,附着于盆壁,收集盆壁锌粉即可。

  三节盆,分甲乙丙,甲在乙内,乙在丙内,这样安装便于收集锌粉。

  因为铁门注下锌液,温度极高,其中一部分未来得及吹散,落到底部能将底部熔蚀,因此在正对吹口下面,放置一水盆,承受未及吹散的高温锌液。水最好用循环水,使锌液加速凝结。

  利用这种方法制成的锌粉,与进口锌粉质量相差无异。用这种方法制成的锌粉,50%以上可以用作制造烟幕弹的原料。其余锌粉,可以重新入炉熔化,因而损失很少。同时,这种方法效率很高,一小时可制成约50磅锌粉。利用这种方法使用的其他原料如人工焦炭,是一种价廉燃料,易于获取,因此,反有气锅的单位,均可用这种方法制造锌粉。

  这种简易制造锌粉方法,紧密结合当时中国国情,具有低成本、高效率、易推广的优点,使得锌粉大规模制造成为可能。但由于军委会北平分会对烟幕弹不热心,“惟以公帑支绌,购置重要武器尚感不足,制造烟幕弹,实属力有未逮,拟暂缓制。”因此,清华研制并生产烟幕弹的工作暂时告一段落,而尽全力进行防毒面具的研究与制造。

  防毒面具的研制与生产

淞沪会战

  早在1932年“一·二八”淞沪会战时,日军违反国际公约,使用国际禁运毒气。由于中国军队缺乏防护措施,损失严重。上海民众团体纷纷捐资赶制防毒面具,当时上海天厨味精厂、南京实业部中央工业试验所等单位曾从事大规模防毒面具制造,捐助19路军。但战争甫一结束,因为经费问题,这项工作随之停止。

  1933年初,与研制烟幕弹同时,清华也在进行防毒面具的研制。1月中旬,清华购置机床、压力机等器械试制防毒面具,约两星期后产出样品。1月30日、2月2日,清华两次致函刘炳宸,并送防毒面具样品一只。

  军委会北平分会收到防毒面具样品后,经过测试,效果颇佳,于是决定委托清华研制5000副防毒面具。

  防毒面具主要用来防止各种有毒气体,所以防毒面具药盒中的药品,要能吸收、中和、氧化各种毒气,使其失去毒性。在各种药品中,以活性炭最为有效。活性炭是一种含炭物质,具有发达的空隙结构,有很强的吸附力。在上世纪30年代,制造活性炭,最佳者为产于南方的椰子壳。其次为胡桃壳及各种硬果壳等。

  清华代制5000副军用防毒面具,需要大量原料,尤其是防毒面具的核心要素活性炭,而这些清华自身无法解决。为此,军委会北平分会、清华分别与曾制造过防毒面具的南京实业部中央工业试验所、上海天厨味精厂联系,咨询有关原料事项,并希望提供支持。中央工业试验所与上海天厨味精厂均做出积极响应。中央工业试验所表示该所存南京站的一百吨椰子壳,可以全数转赠清华。天厨味精厂也表示该厂在捐赠北平市活性炭10000副基础上,续捐剩余的3000副。

  与上述二单位联系妥当后,清华派庄前鼎教授南下接收这批原料。1933年3月2日,清华致函军委会北平分会,请其为庄前鼎开具介绍函,并拨所需车辆。3日,清华分别致函中央工业试验所、上海天厨味精厂,函告清华将派庄前鼎前去运取货物,请予以接洽。同日,清华给庄前鼎发学校护照,希望“沿途军事、警察、行政、铁路各机关,查照免检放行,特别予以关照,以行运行。”

  庄前鼎将天厨味精厂捐助活性炭洋油箱40箱。南京实业部中央工业试验所椰子壳5辆棚车,由军政部运至张家口,然后用马车运抵北平。返回北平后,18日,清华秘书处致函天厨味精厂、实业部中央工业试验所,表示庄前鼎已经返平,十分感谢他们捐赠。至此,防毒面具主要原料已经解决。

  随即,清华即开始大规模生产防毒面具。其中药罐、面具以及眼镜部分由机械系负责,药品由化学系负责。具体分工是:活性炭部分由李运华、庄前鼎负责,面具部分由庄前鼎、王士倬负责。

  研制过程中,研究人员偶然发现燃烧的椰子壳通过蒸气能起到活性炭的作用,这一发现与中央工业研究所此前利用椰子壳制造活性炭的试验相吻合。

  由于华北(尤其是长城以北)冬季气候严寒,一般防毒面具采用的纯橡皮容易发脆,影响面具质量。因此,清华做了改进,没有采用纯橡皮做原料,而是把橡皮当作衬料夹在两块布中间做成橡皮布。科研人员还走访香烟铁罐专家,运来打孔机,将锡箔片机压,用在眼口处。

  防毒面具研制成功后,清华找来一些志愿者,戴上面具从弥漫催泪瓦斯的房间走过,以测验面具效果。

  接下来便是大批量生产,最初,防毒面具缝纫部分工作由女同学完成,眼镜以及装配部分工作由男同学完成,完成几百具防毒面具。后来由于学生功课紧张,时间无法保证。清华遂聘请约四五十工人,经过培训后开始生产,每天能制造几百具。经过一个半月左右,共制成6500副,仅有面具无药盒1000副。其中,军委会北平分会定购5000副,宣化各界救国联合会定购400副赠前线将士,陆军113师定购150副。

  除出售外,清华存有完成面具约1000副,庄前鼎与顾毓琇商议,拿出大部分捐赠前方将士:翁照垣、宋哲元、孙殿英、何柱国、商震、王以哲、徐庭瑶等师各100副,另外赠送西苑驻兵司令部50副。

  至此,1933年初开始的赶制防毒面具活动暂时告一段落。

  有关这次防毒面具定购数目,梅贻琦在1933年4月底文章中提到“此次制造防毒面具,赖师生合作,得以于一二月之内,制就七千副,甚为欣幸。”5月,庄前鼎发表文章,笼统地称军政当局定制数千……经过一月半时期,完成面具七八千副。顾毓琇回忆录中几次提到“军事委员会北平分会即向清华定制8000副”。现在许多文章中提到8000副,可能均来自顾毓琇回忆录。但由前述内容可见,无论7000,还是8000,均不甚准确,应为6500副左右。

  日本帝国主义对华北蚕食未尝一日停息。1936年11月5日,日寇在嘉卜寺召开侵绥军事会议,决定召集兵力向绥东进犯,企图侵占红格尔图后,直迫绥远省省会归绥。绥远省主席傅作义奋起抵抗,绥远战役爆发。

  战争爆发后,傅作义发现原先装备的意大利产防毒面具因为天气冷而失效,请求清华制作10000副面具供应部队。

  军情紧急,清华立即动员起来,创造一切必要条件保证防毒面具研制。11月中上旬,梅贻琦找顾毓琇商谈研制防毒面具事项。19日,顾毓琇致函梅贻琦,建议清华先试制1000副,并表示已经积极筹备。所需经费约2000余元,请准予特别开支。“机械化学材料三部分,拟请汪一彪、张大煜、毕正宣先生分别负责,另由琇促其成。”梅贻琦接到顾毓琇函件后,立即同意。当天(19日),清华大学校长办公处即发出通知:“本校现拟试造防毒面具一千具。关于机械化学材料三部分请由汪一彪、张大煜、毕正宣三先生分别负责,并请顾毓琇先生总其成。”

  1933年制造防毒面具时,曾得到天厨味精厂与中央工业试验所捐赠椰子壳。此时,此种原料渠道获取已无可能。清华遂派人赶赴郊区收购核桃壳,作为制造活性炭的原料。25日,清华致函京津铁路当局驻平办事处,称为了应付非常需要,清华试制防毒面具。托人在易县、房山等地购买数万斤核桃壳为原料。在梁格庄、方顺桥、琉璃河等处车站分批上车,运抵北平。请给予照顾,“对于运输该项核桃壳,准予免费或特别减低运费。”

  在1933年防毒面具基础上,1936年研制防毒面具做了一些特别的改进。

  机械部分由汪一彪负责,主要改进有两点:(一)面具增加出气口,以便吐气不再经过药罐,增加药罐使用寿命。(二)眼镜加活动防雾明胶片,失效时便于更换。其他改进有加大面具部分,松紧带加活扣以便佩戴,颚部增加挡带以防止露气等。化学部分由张大煜负责,经过改进活性炭制造办法,利用核桃壳制成的活性炭有效时间比以前椰子壳制成的活性炭增加一倍,与南京实业部中央工业试验所制造的防毒面具不相上下,比普遍使用的德国制造防毒面具效果更好。

  12月5日,梅贻琦致函绥远省主席傅作义,表示清华赠送200副防毒面具,由顾毓琇亲自送达。如果需要大量防毒面具,请与顾毓琇面谈。9日,傅作义收到防毒面具2箱共200副。13日,傅作义致函梅贻琦校长申谢。

  傅作义收到清华赠送的防毒面具后,经使用效果不错,便向清华定制10000副。清华使用约97名工人经过紧急制作,1937年2月,10000副防毒面具制成并送到傅作义处。百灵庙大捷后,工学院院长顾毓琇曾亲往祝贺。

  赢得社会赞誉

负责防毒面具研制的庄前鼎

  清华研究、制造并给部分前线抗日将士赠送防毒面具的义举,振奋了前线抗日将士的士气,赢得了抗日将士与社会的广泛赞誉。

  前线各部收到清华捐赠的防毒面具后,纷纷致函清华申谢。1933年4月14日,陆军第105师司令部致函清华,表示感谢:“强邻逼境,河山破碎,本师捍卫平郊,待命杀敌,乃承惠赐防毒面具贰拾具,拜领之余,益增感奋厚意深情,谨此申谢。”16日,军委会北平分会交际委员会称赞清华“爱国热诚,无任嘉佩。”22日,陆军第57军司令部感谢清华:“远赐面具表示慰劳,拜登之余,益深振奋,誓惟激励将士,决死抗卫,俾挽危局而副台爱。”

  5月7日,商震亲自致函清华:“敝部自奉令抗日以来,幸将士用命,虽与敌周旋经月,愧寸土尚未收回。辱乘远路慰劳,并慨捐防毒面具一百副,仰见贵校热诚为国,感佩交深,谨将所捐物品具转发分用,特肃函代表敝军全体官兵申谢。”

  王以哲表示:“倭寇恃强,凭凌华夏,既攫我东北,复寇我幽燕,恣饕之贪残,逞鲸鲵之凶暴。以哲统率师旅与敌周旋,国仇未复,顾北塞而汗颜,寇焰益能,往东瀛而发指。乃承弗弃,慰劳有加,箴言惠赐,足励万众之心。厚赐荣颁克壮三军之气,以哲不材,无以为报,惟有努力杀贼,藉酬贵校之鼎意云情而已。”

  1933年初清华进行防毒面具研制,属于秘密研制,不为社会知晓。具体负责防毒面具研制的庄前鼎建议梅贻琦校长“如认为无多大妨害,可由文书科致函各报,约略驰述,对于本校工学院发展,不无少补。”可能顾及当时严峻的华北局势,清华并没有在报刊宣传这件事情。

  经过抗战将士使用,清华研制防毒面具的事迹还是在社会上传将开来。社会上向清华函索防毒面具逐渐增多,清华尽量满足各界需求。

  1933年12月25日,江苏省立扬州中学校长周厚枢致函清华,请寄一副防毒面具,以便教学之用。25日,顾毓琇、庄前鼎批复防毒面具随复函一起由上海寄去。29日,依据顾毓琇、庄前鼎意见,清华函复扬州中学,表示清华工学院试制防毒面具“成效尚未克臻完善”,赠其一副,以供参考。

  1936年3月21日,四川省立重庆高级工业职业学校致函清华,“贵校所制防毒面具,效力颇著,刻拟购买一具,以资参证。希将价值示书为盼。”4月6日,清华复函,同时寄出一副防毒面具,表示“此件作为赠送可也”。

  1936年12月18日,河北省私立昌黎汇文中学校长徐万良致函清华,索要防毒面具制作方法说明。21日,李辑祥批复,机械系已经寄送一份说明书。南昌欲购清华所制防毒面具者也非常踊跃。

  上述来自不同地方索取面具的函件表明,清华研制防毒面具,在社会上产生了积极影响。

  1933年正值清华工学院初创时期,资金、人员均感缺乏。庄前鼎在1934年给梅贻琦报告中写到“不幸去年年初,困难严重,经费拮据,……且本系试制防毒面具成功。蒙军政当局采用,定制五六千副,专心制造该项面具,于一二月中,完成七八千副,以供应用,所以对于本系自身发展,不得兼顾,甚少成效。”清华在制造烟幕弹时,曾发生一起事故。一位姓严的先生的眼镜受到烟雾伤害,工学院院长顾毓琇立即陪同他到协和医院急救,几个月后,终于恢复视力。

  尽管如此,清华还是积极主动地投入极大热情研究烟幕弹与防毒面具,并大量制造防毒面具供应前线,为抗日救国尽自己的责任,值得后人纪念。

[责任编辑:孙靖琪]