在十九世纪七、八十年代,海军军舰装备的炮弹有穿甲弹、榴弹、霰弹、子母弹等。其中霰弹、子母弹主要用于近距离杀伤暴露的人员,基本不在海战中使用。海战中主要用的还是榴弹和穿甲弹。
榴弹的弹体顶端装有引信,命中目标以后引信引爆弹体内装填的炸药,利用爆炸产生的弹片和气浪破坏目标。由于引信在顶端,炮弹刚命中目标以后引信就会工作,因此大多用于对付军舰无防护的部位或者是杀伤舰面上的人员。
而穿甲弹则是用来对付有装甲的军舰。所以穿甲弹的弹体顶端尖锐,弹壁厚实,这样可以穿透军舰的装甲。理论上来说,穿甲弹可以击穿日舰的装甲以后在舰体内爆炸,破坏力要大于榴弹,是海战的第一首选。
然而当时弹底引信还不成熟,早期的穿甲弹是没有引信的。这一时期的穿甲弹的引爆机制是利用惯性。也就是炮弹发射以后,弹体空腔内装填的较松散的黑火药因为惯性会被压缩到底部。当炮弹命中目标时,速度会突然减慢,此时被压缩在底部的黑火药会因为惯性快速撞击空腔的前部。在这一过程中,黑火药可能会摩擦燃烧,然后就会被引爆。
这种引爆机制非常原始而不可靠。尽管采取了增加空腔内部粗糙程度等措施,还是不能保证每次黑火药都会被引燃,炮弹的瞎火率很高,很有几分佛系。
也正因为如此,后来这生产炮弹时有些穿甲弹干脆就不装填炸药了,直接换成沙子配重,以降低成本。这种纯粹靠炮弹动能破坏敌舰的穿甲弹,也叫做实心弹。
和装填黑火药的穿甲弹相比,实心弹一个好处是价格便宜,平时用来实弹训练挺合适。另一个好处是既然肯定不会爆炸,那么理论上穿甲能力就得到了提高,毕竟可以一直穿到动能不足为止。当然,实心弹的杀伤力也非常感人,除非正好在飞行过程中砸到什么要害部位,否则对敌舰的破坏很有限。
那时候的海军会特意备上一些实心弹,用来对付对方的铁甲舰。北洋水师自然也不例外,装备了这种炮弹。
所以甲午海战中,北洋水师装填沙子的炮弹确实存在,不过这是制式装备,不是伪劣产品。