Форум Общественного Движения 9 Мая

Полная версия: Взрывчатые вещества (ВВ)
Вы просматриваете упрощённую версию нашего контента. Просмотр полной версии с полным форматированием.
Страницы: 1 2
Пироксилин

Пироксилин, представляет собой продукт нитрования, т.е. обработки хлопка или целлюлозы азотной кислотой, в результате чего получается т.н. нитроклетчатка.  В руском языке для этого продукта прижилось название "Пироксилин", в немецком -Schiebaumwolle, в английском - Pyroxylins или  Nitrocotton ,  во французском -La pyroxyline или  La nitrocellulose.  Внешне пироксилин имеет вид  прессованной бумажной волокнистой массы бело-серого цвета.

Пироксилин как взрывчатое вещество для производства взрывных работ не используется нигде в мире с периода Второй Мировой войны. В  период Первой Мировой войны пироксилин использовался лишь для снаряжения морских мин и торпед, а также в России и Швейцарии для снаряжания снарядов артиллерийских систем (преимущественно морских) крупных калибров 152-203мм.
Как военное бризантное взрывчатое вещество пироксилин  использовался с  восьмидесятых годов  XIX века до внедрения во взрывную практику куда более безопасных и более надежных в обращении динамита и мелинита.
Последней страной использовавшей пироксилин для промышленных взрывных работ, была Великобритания, применявшая  пироксилиновые шашки различной формы и размеров производства фирмы  New-Explosives Со  при разработке скалистых грунтов в каменоломнях в конце двадцатых-начале тридцатых годов. В СССР, Финляндии, Италии пироксилин (очевидно из старых запасов) использовался как военная взрывчатка еще в период Второй Мировой  войны.

Чувствительность пироксилина очень сильно зависит от его влажности. Поэтому принято делить его на сухой и влажный пироксилин.

Сухой пироксилин содержит не более 3-5 % воды. Он легко загорается от открытого пламени или прикосновения раскаленного металла, сверления, трения, удара винтовочной пули. Горит энергично, но без взрыва (если его масса не превышает 280 кг.). Однако, если нагрев  до 180-190 градусов осуществляется быстро, то  сухой пироксилин детонирует. Сухой пироксилин ( до влажности 5-7%) надежно взрывается от капсюля-детонатора №8. Такие же свойства имеет влажный, но замерзший пироксилин.

Влажный пироксилин, который можно использовать в качестве взрывчатого вещества, должен иметь влажность от 10 до 30%. С повышением влажности его чувствительность снижается. При влажности около 50% и более он совершенно теряет взрывные свойства. 
Когда пироксилин применяется  в качестве бризантного ВВ, то целесообразно по соображениям безопасности в обращении использовать  влажный (10-25%) пироксилин, при этом требуется  использовать с таким зарядом  в качестве промежуточного детонатора сухой пироксилин (5-процентный).

Трудность обеспечения  нужной  влажности пироксилина в требуемых пределах привела  в конце концов к отказу от его использования. Кроме того, оказалось, что из пироксилина сложно изготавливать прессованием взрывные заряды массой более 1 кг. При прессовании плотность внутри заряда оказывается меньшей, чем в наружных слоях.

Пироксилин был открыт в 1838 году Пелузом (Pelouze), воздействовашим азотной кислотой на древесные опилки или бумагу. Он и дал название вновь открытому соединению название пироксилин (Pyroxylin)  и предложил его использование в качестве взрывчатки. Некоторые историки выдвигают иную версию открытия пироксилина. По их данным немецкий химик Христиан Фридрих Шенбейн первым сделал доклад о своем открытии в марте 1846 года на заседании Базельского общества естествоиспытателей.

Однако,  производство пироксилина как взрывчатки весьма быстро было приостановлено вследствие выяснившеся большой опасности его изготовления в заводских условиях. Так, фирма Hall, в Фавершеме, прекратила его производство вследствие происшедшего в 1847 г. взрыва.  11 октября 1865 г. в Австрии последовало запрещение фабрикации пироксилина вследствие страшных взрывов в Зиммерингергейде у Гиртенборга (1862) и Штейнфельдергейде (1865).
После того, как была выявлена зависимость чувствительности пироксилина от влажности, оказалось возможным организовать его достаточно безопасное производство.

Из влажного (50%) пироксилина прессовались под давлением 400-2000 кг/кв.м. подрывные шашки, имевшие влажность 5-6% и плотность 1- 1.28 г/куб. см.  Затем шашки увлажнялись до такой степени (20-30%), чтобы плотность составляла 1.3-1.45 г/куб. см.. Затем шашки  покрывались слоем парафина с тем, чтобы избежать дальнейшего увлажнения и потери способности к детонации. Однако, в условиях сухого воздуха возникала опасность пересыхания пироксилина, следствие чего его  чувствительность  возрастала. Кроме того, при  пересыхании  начиналось выделение  кислоты и разложение пироксилина.

Для полноты сгорания к пироксилину иногда примешивали бариевую и калиевую селитру. Такая смесь носила  название тонита.  Подобного рода взрывчатые вещества еще до начала тридцатых годов XX века  применялись в Англии и  Бельгии как подрывные средства и для сигнальных морских патронов.
Английский тонит состоял из 51 части пироксилина, 49 частей бариевой селитры.  Бельгийский тонит из 50 частей пироксилина, 37,5  частей бариевой селитры, 12,5 частей  калиевой селитры. Вместо бариевой селитры во время Первой Мировой войны в английском тоните применяли также натриевую селитру, и эта смесь, которая по действию приближалась к желатиндинамиту,  называлась сенгит.

Пироксилин  сухой  взрывается от падения на него груза 2 кг. с высоты 10см. или 10 кг. с высоты 2 см. От прострела пулей не взрывается. Температура возгорания  196-200 градусов. Горение  во взрыв может перейти, если горит одновременно более 280 кг.  Скорость детонации 6300 м/сек (тротил 6700).  Бризантность 79803 м/литр*сек. (тротил 86100).  Фугасность 3мм. (тротил 3.6). К трению чувствителен. По бризантности и фугасности достаточно близок к тротилу.

В Русской Армии в период Первой Мировой войны пироксилин использовался в саперном деле в виде шашек четырех типоразмеров. Эти шашки находились в жестяных футлярах, стыки которых с крышками промазывались воском или же просто эти шашки обмазывались воском или обливались расплавленным парафином.
Также сохранялись на  флотских береговых батареях, снаряды крупных калибров (152-203 мм.), снаряженные пироксилином.
В Красной Армии использовались вплоть до израходования его дореволюционных запасов в 1942 году  пироксилиновые шашки четырех типоразмеров.

Шашки из сухого пироксилина (влажность 5%) имели  гнезда  для стандартных капсюлей-детонаторов №8 и назывались запальными. Шашки из влажного пироксилинина (10-25%) запальных  гнезд не имели и должны были использоваться с промежуточными детонаторами из таких же сухих шашек.

[Изображение: piroksilin-1.jpg]

1. Пироксилиновая шашка кубической формы. Масса 400 грамм. Размеры 6.5 на 6.5 и на 5.5 см.
2.Пироксилиновая шашка двенадцатигранной формы. Масса 250 грамм. высота 5 см. Диаметр описанной окружности 8 см.
3.Пироксилиновая шашка двенадцатигранной формы. Масса 120 грамм. высота 4.5 см. Диаметр описанной окружности 5.5 см.
4.Пироксилиновая шашка цилиндрической формы. Масса 60 грамм. Высота 7 см. Диаметр 3 см.

Производство  пироксилина  в СССР было прекращено еще в двадцатых годах. В период войны весь пироксилин, изготовленный до революции и в двадцатые годы был израсходован, вновь он не производился.

Итальянские саперы на Восточном фронте использовали  цилиндрические шашки  из сухого пироксилина масой (Fulmicotone) 30 грамм. Диаметр 3 см., длина 4 см. Они обертывались в парафиновую бумагу.

Финская армия в качестве подрывных зарядов использовала различного размера  и массы цилиндрической формы с закруглениями по концам пироксилиновые заряды (Dionkit) из влажного пироксилина. Размеры, совпадающие в внутренними диаметрами артиллерийских снарядов больших калибров,  позволяют предположить, что это были изъятые из артснарядов их разрывные заряды.

От автора. Такое предположение весьма основательно. Известно, что до окончания русско-японской войны 1904-05гг. снаряды русской морской и береговой артиллерии крупных калибров снаряжались пироксилином, в отличие от японских, снаряжавшихся мелинитом. Во время Цусимского морского сражения разрывы безотказных японских снарядов кроме прямого фугасного и осколочного действия отравляли русских моряков ядовитыми газами (боевое ОВ), образующимися при взрыве мелинита. Русские же снаряды, снаряженные отсыревшим за время долгого перехода из Кронштадта к Цусимскому проливу пироксилином ,  имели до 65% отказов. Это явилось одной из причин поражения в Цусимском сражении. После руско-японской войны все пироксилиновые снаряды были изъяты с кораблей и переданы в береговую артиллерию, где условия хранения обеспечивали поддержание требуемой влажности и должны были постепенно переснаряжаться другими ВВ. 
К моменту обретения Финляндией независимости в 1918г. на береговых батареях, оказавшихся в новой стране, сохранялось еще большое количество пироксилиновых снарядов. Очевидно, хозяйственные финны заменили пироксилин в снарядах на иную взрывчатку, а изъятый пироксилин передавали своим саперам.

В настоящее время встретить где либо пироксилин практически невозможно, поскольку он нигде не изготавливается, а возможно сохранившееся  наполнение снарядов Первой Мировой войны, пироксилиновые шашки Второй мировой  уже разложились. Пороха же на основе пироксилина и в настоящее время используются очень широко  в качестве метательных зарядов пуль стрелкового оружия и артиллерийских снарядов.


Источники и литература

1.Г.Каст. Взрывчатые вещества и средства воспламенения. Государственное химико-техническое издательство. Москва, Ленинград. 1932г.
2.А.Г.Горст.Изготовление нитросоединений. Киев. 1940г.
3.Е.Ю.Орлова. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Химия. Ленинград. 1973г.
4.М.Сухаревский. Взрывчатые вещества и взрывные работы.Том 1. Государственное техническое издательство. Москва. 1923г.
5.Л.Веннен, Э.Бюрло, А.Лекорше. Пороха и взрывчатые вещества. ОНТИ. Главная редакция химической литературы. Москва. 1936г.
6.Merkblatt uber russische Spreng- und Zund- mittel, Minen und Zunder. Oberkommando des Heeres. Az.34 d16/4f AHA Pi.Abt. (Zn 5) Ia2 Nr.1/42. Berlin, 1.1.1942.
7.П.Г.Радевич, И.В.Волков. Подрывные средства. Воениздат НКО СССР. Москва. 1941г.
8.С.Дугарев. Военно-инженерная техника. Государственное военное издательство Наркомата обороны Союза ССР. Москва. 1938г.
9.Минно-подрывные средства противника. Военное издательство народного комиссариата обороны. Москва. 1943г.
10. Инженерный журнал № 7-1940. Б.Эпов. Подрывные средства итальянской армии.
11.Наставленiе для инженерныхъ войскъ по спецiальному образованiю. Подрывныя работы. Новая Россiя. Петроградъ 1917.
12.А.Штебахер. Пороха и взрывчатые вещества. ОНТИ. Главная редакция химической литературы. Москва. 1937г.


Заметки на полях

Для производства пироксилина требуется остродефицитная азотная кислота, хлопок, соответствующее оборудование, которое под завязку загружено производством бездымного пироксилинового пороха, в котором острейше нуждается производство патронов для стрелкового оружия, и производство артиллерийских боеприпасов.

И при этом произведенная взрывчатка пироксилин нуждается в постоянном и тщательном наблюдении. То он переувлажнился и взрываться не хочет, то он пересох и  начал разлагаться. А к началу Второй Мировой войны имелись куда как более надежные взрывчатки, к тому же значительно более дешевые в производстве. Тот же динамит, мелинит, тротил, аммиачная селитра и ее производные.

http://www.saper.etel.ru/mines-4/piroksilin.html
кое-что очень в тему, для конкретно настроенных людей.
лично мне нравицца. http://www.pirotek.info/main.htm
самым перспективным, ИМХО, является ТЭН. (тетра - нитро -пентаэритрит ). можно получать без концентрированной азотной кислоты, реагенты - азотная селитра, серная кислота и пентаэритрит. все доступно в продаже.

детонаторы - перекись ацетона или ГМТД (гексаметилен -трипероксид -ди амин).  тоже получить лекго - перекись, сухое горючее и лимонная ( соляная, азотная - что доступнее ) кислота.
http://www.pirotek.info/VV/gmtd.htm

кстати, гексоген тоже можно делать... то самое сухое горючее, плюс смесь селитры и азотной кислоты, в два приема. 
http://www.pirotek.info/VV/hexogen.html
(12-15-2009, 02:52 AM)Андрей_911 link Написал:самым перспективным, ИМХО, является ТЭН. (тетра - нитро -пентаэритрит ). можно получать без концентрированной азотной кислоты, реагенты - азотная селитра, серная кислота и пентаэритрит. все доступно в продаже.
1.
Один из способов получения ТЭН-а. Но тут написано, что нужна концентрированная азотная кислота.
http://pirotek.info/Fail/vzriv_i_otrav/g...транитрат)

Источник:
http://pirotek.info/Fail/vzriv_i_otrav/g...нтаэритрит

Пентаэритрит
Спирт образующийся при взаимодействии формалина с раствором ацетальдегида в присутствии Ca(OH)[sub]2[/sub].

2.
Цитата:азотная селитра
Азотная селитра? Никогда не слышал о таком. Насколько я знаю селитра потому и селитра, что она содержит азот в своём составе. При этом для пиротехнического дела особенно полезны:
1. Клиевая селитра(самое качественное вещество, может быть использовано для получения азотной кислоты).
2. Натриевая селитра(менее качественный заменитель калиевой).
3. Аммиачная селитра.(наименее качественный материал, может быть использовано для получения калиевой/натриевой селитры)
4. Кальциевая селитра.(негодное для пиротехники вещество, но из него можно застряпать калиевую/натриевую селитру)
Возможно, существуют другие виды селитры. Но что значит "азотная селитра"?

3.
А как насчёт этого:
Хлористый азот(жидкое ВВ)
http://www.pirotek.info/Fail/vzriv_i_otr...истый азот

Представляет собой ярко - желтую маслянистую жидкость, температура плавления -27С, температура кипения - 71С. Растворима в бензоле, хлороформе, в воде почти не растворим.Более устойчив, чем йодистый азот, но при нагревании или ударе сильно взрывается.

Необходимые вещества: Конц. раствор аммиака(или хлорида аммония(нашатырь)), повареная соль, графитовые электроды.

Причём конц. раствор аммиака - это побочный продукт при получении калиевой или натриевой селитры из аммиачной.

4. Слышал, что порох можно делать из птичьего кала.(ибо он содержит калий и азот = калиевая селитра для пороха). Но как именно? Никто не слыхал?
Цитата:4. Слышал, что порох можно делать из птичьего кала.(ибо он содержит калий и азот = калиевая селитра для пороха). Но как именно? Никто не слыхал?
Ага. Кое-что нашёл.
Надеюсь это будет интересно для общего развития.

Его величество порох!
(из книги Джека Келли «Порох от алхимии до артиллерии: Вещество, которое изменило мир» КоЛибри Москва 2005 год.)

Цитата со страницы 17 и далее:
СЕЛИТРА.
Селитра природная(ещё есть синтетическая из азотной кислоты. А азотку промышленно получают из воздуха с помощью мощных электрических разрядов) – это продукт жизнедеятельности двух бактерий из тех, что питаются разлагающейся органической материей. Предприимчивые микроорганизмы nitrosomonas и nitrobacter – непременные участники экологически чистого земледелия: благодаря им в результате земледелия образуются столь любимые растениями нитраты, в том числе и селитра. Селитра растворяется дождевой водой, впитывается в почву и в результате испарения почвенной влаги выходит на поверхность. Остальные вещества, растворённые в воде, кристаллизуются быстрее, что позволяет нитратам накапливаться на поверхности. Жаркий климат южного Китая с его чередованием влажного и сухого сезонов способствовал и стремительному разложению и быстрому испарению. В результате, в местах с благоприятными природными условиями селитра отлагалась в верхнем слое почвы, откуда её было нетрудно извлечь.
В нитратном анионе, который является основной частью молекулы селитры, три атома кислорода связаны с одним атомом азота. Это соединение образует соль с любым доступным металлом – например с кальцием, натрием или калием. Из них для изготовления пороха наилучшим образом подходит нитрат калия. Он и стал основой «огненного зелья» – благодаря способности ярко вспыхивать, которую приходилось наблюдать китайским поварам. Стабильная при обычном состоянии, при нагреве до 335 градусов по Цельсию она распадается, освобождая атомы кислорода, которые до этого были связаны с азотом.  Суть механизма искусственного огня заключается именно в высвобождении чистого кислорода, который мог теперь воспламенить любое расположенное рядом горючее. Сколько селитры должно быть в смеси? – На этот вопрос можно было бы дать ответ только путём многих проб и ошибок. Идеальная пропорция - три четверти от общего веса – была найдена лишь со временем; древнее же «огненное зелье» содержало меньшее количество селитры, ярко горело, но не взрывалось.

СЕРА.
Дело было за легкодоступным топливом. Случайные взрывы опасных эликсиров, возможно, подсказали направление поиска. Алхимики давно знали о горючих возможностях серы. Этот элемент – один из немногих, которые встречаются в природе в виде простого вещества, – можно было найти в отложениях вблизи вулканов или получить путём нагревания сульфидных руд и последующего осаждения серных паров на холодные стенки сосуда.

УГОЛЬ.
Третьим компонентом стал древесный уголь, которые издавна использовался как источник тепла. Этот сложный материал получается при пережигании дерева в бедной кислородом среде и состоит из чистого углерода с примесью летучих углеводородов и других следов его органического происхождения. Примеси, равно как и ячеистая структура древесного угля, играют в действии пороха едва уловимую, но чрезвычайно важную роль, которую учёные не вполне могут объяснить даже сегодня. Истолчённый в порошок каменный уголь или графит, будучи практически чистым углеродом, лишены потребных для пороха свойств. И из них нельзя изготовить эффективный порох.
Селитра, сера и древесный уголь, вступая в сложное взаимодействие, вызывают к жизни магию «огненного зелья». Первой на жар искры или пламени реагирует сера. Жёлтый минерал воспламеняется при относительно низкой температуре – 261 градус по Цельсию. Его горение выделяет тепло, которое поджигает древесный уголь и разлагает селитру, высвобождая из неё кислород. Этот чистый кислород ускоряет воспламенение всё большего количества горючего. Древесный уголь при этом даёт больше тепла, чем сера, что ещё больше ускоряет реакцию.
Большинство веществ при горении выделяют газы, объём которых многократно превышает объём самого горючего. Когда вспыхивает порох, газы выделяются мгновенно, а тепло, образующееся при реакции, заставляет их чрезвычайно расширяться. Стремительным расширением горячего газа и объясняется метательная способность пороха.
...

Цитата со страницы 26:
Чжурджэни мечом и огнём покорили северный Китай и возвели на престол императорскую династию Цзинь. Они быстро освоили многие китайские умения, – уже к 1150 году они умели получать селитру «искусственным способом» – в навозных кучах.
...

ПОЛУЧЕНИЕ СЕЛИТРЫ ИЗ ПРИРОДНЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ(ремесленная технология).
Цитата со страницы 55:
Некоторым новая профессия принесла не удачу, а уродливые следы ожогов или смерть – составление пороха было чрезвычайно рискованным ремеслом.
Сера, известная с библейски времён, была самым простым ингредиентом, её легко было очистить и размолоть в тонкую пудру. Древесный уголь, который издавна использовался для приготовления пищи и при обработке металла, тоже был доступен. Главную роль играла порода дерева из которого он выжигался. Древесный уголь, пригодный для производства пороха, должен был во-первых, иметь тонкую структуру, чтобы его было легко превратить в порошок, а во-вторых, содержать минимум пепла. Обычным сырьём была ива, в дело шли и ольха, и персидская сирень, и орех, а так же ореховая лоза. Использовали старое льняное полотно, сжигая его в закрытых сосудах. В Китае в смесь добавляли обугленных кузнечиков, веря, что это придаёт пороху живости.
Самым узким местом европейского порохового производства был недостаток селитры. Климат континента не знал ни сильной жары, стимулирующей быстрое разложение, ни продолжительного засушливого периода, в течении которого нитраты могли бы выступить на поверхность. Мастерам приходилось искать селитру везде, где только можно.
Средневековая Европа была на редкость вонючим местом и особенно в сравнении с текущим началом XXI века. Крестьяне – подавляющее большинство населения – делили со скотиной свои лачуги с земляным полом. Остатки пищи и собачье дерьмо падали на камыш, которым был покрыт пол. Человеческие экскременты и навоз были единственными удобрениями, а открытые сточные канавы в городах – обычным делом. И из этих зловонных основ человеческого(и не только человеческого) существования мастера пороховых дел(и по совместительству золотари) извлекали самый ценный ингредиент пороховой смеси.
Люди давно заметили как Sal Petrae, «соль камней», выступает в виде белой корки на каменных стенах. Древний монах описывал её как «колдовскую соль», среди кристаллов которой, похожих на лёд, прячется дух преисподней. Один автор в 1556 году писал, что селитру «можно приготовить из сухой, слегка жирной земли, которая, если её подержать во рту, должна иметь острый и солёный вкус». Селитру издавна использовали как консервант, позволяющий дольше сохранить красный цвет мяса. Врачи прописывали её при таких болезнях как астма и артрит. На самом деле в больших количествах она может быть токсична и вызывает анемию, головную боль и повреждение почек. Иногда её выдавали за афродизиак, хотя в то же время ходили упорные слухи, что смотрители солдатских казарм и школ для мальчиков подсыпают её в пищу, чтобы обуздать плотские вожделения своих подопечных.
Селитра образовывалась на стенах и полах уборных и хлевов, «в погребах, гробницах и заброшенных пещерах, куда не может проникнуть дождь». Но природного сырья не хватало. Короли выжимали из подданных все соки, чтобы добыть достаточное количество необходимого вещества. Пороховых дел мастера прочёсывали страну в поисках старых компостных куч и выгребных ям, помоек и уборных. Сборщики, с королевским указом в руках, соскабливали отложения селитры на скотных дворах и в голубятнях. Их вторжения раздражали крестьян: мало того, что дворы были перекопаны, а хозяйственные постройки разрушены, так велено было ещё и давать ночлег сборщикам селитры и предоставлять им топливо для выпаривания вонючей жидкости, которую они выщелачивали из отбросов.
В 1670 году джентельмен по имени Генри Стаббс упомянул о пещере в Аппенинах, «в которой поселились миллионы сов, их помёт собирался там в течении миллионов столетий»(На самом деле речь идёт о летучих мышах. Прим. науч. ред. книги.(из которой выписки цитат). Добыча гуано ради селитры сулила «неисчислимые суммы денег». Примерно в то же время выяснилось, что хороший источник селитры – наскоро похороненные тела солдат. Полученный таким путём порох должен был принести смерть другим людям – жуткий безотходный технологический цикл.
Подметив, в каких природных условиях они находят естественную селитру, ремесленники конца XIV века начали воспроизводить их искусственно. Эти попытки ускорить распад органических материалов и предотвратить утечку нитратов привели к созданию СЕЛИТРЯНИЦ, которые пришли на смену простой компостной куче. Впервые искусственное производство селитры упоминается во Франкфурте в 1388 году. В течение следующего десятилетия селитра, полученная таким путём, помогла создать более значительные запасы пороха.
Процесс был несложным – любой, у кого была крытая яма или погреб и запас навоза, мог заняться этим делом. Рецепт селитры 1561 года рекомендует смешать человеческие фекалии, мочу, «а именно тех, кто пьёт вино или крепкое пиво», навоз «лошадей, что кормят овсом», и известь, полученную из старого строительного раствора или штукатурки. Слой смеси по колено глубиной следовало укрыть от дождя и регулярно перемешивать в течении года. Затем «подобно снегу» должна была выступить селитра. Предписание мочи пьяниц небыло нелепостью – расщепление алкоголя обогащает мочу аммонием – средой, в которой процветают нитратные бактерии.
Пороховых дел мастера должны были переработать сотню фунтов нечистот, чтобы получить пол фунта доброй селитры. Рабочие промывали водой отвратительную гущу, чтобы растворить нитраты, затем осаждали их из получившегося раствора. Здесь возникла проблема. Самой подходящей для производства пороха селитрой был нитрат калия(калийная селитра), однако при естественном образовании получался преимущественно нитрат кальция. Он вполне пригоден для изготовления пороха, но однако у него было качество, которое во время дальнейшей обработки вызывало сложности – он абсорбировал влагу из воздуха делая порох в конце-концов влажным и негодным для стрельбы. Порох, который изготавливали европейские ремесленники в XIV и начале XV столетия, содержал большую долю нитрата кальция(кальциевой селитры), и порча пороха из-за сырости была обычным делом.
Производство селитры стало кустарным ремеслом во многих странах Европы, дополнительным заработком для каждого, кто был согласен терпеть жуткую вонь. Плантации позволили изготавливать большее количество пороха и сыграли роль в распространении огнестрельного оружия в XV веке.
Пороховых дел мастера собрав все 3 компонента должны были растолочь их в ступке. Пропорции были важны и рецепты того времени уже приближались к современному идеалу: 75% селитры, 15% древесного угля, 10% серы. «Вот Точнейшая и Превосходнейшая пропорция сих трёх вещей – писал один старинный автор. – И так это устроено, что, если положишь больше или меньше Соли – сила убавится».
Для того, чтобы перемешать ингредиенты мог понадобиться день или больше безостановочного дробления. В ходе этого процесса три безопасных природных вещества смешивались механически, но не химически – все они сохраняли свои свойства и могли при желании быть вновь разделены. Но вместе эти компоненты обретали новую жизнь: напряжённые и загадочные для непосвящённых отношения с огнём и способность сгорать, порождая большую энергию.
...

МЕТОДЫ УВЕЛИЧЕНИЯ МОЩНОСТИ ПОРОХА.
Цитата со страницы 83:
Если просто перемешать 3 ингредиента пороха, то получится сероватый порошок, который мгновенно сгорает, но не взрывается. Чтобы запустить цепную реакцию ВЗРЫВНОГО горения, кислород, который высвобождается раскалённой селитрой, должен в ту же секунду соединиться с горючим(серой и углем). Но чтобы это произошло мгновенно надо заставить вступить ингредиенты в максимально тесное взаимодействие. Добиться этого можно было путём тщательного перетирания. Селитру, серу и древесный уголь смешивали и долго толкли в ступке – чтобы смесь давала качественное взрывное горение, смесь следовало перетирать около суток. В результате получался тонкий как пудра порошок. Артиллеристы называли его «пороховой мякотью» или «серпентином», – по имени примитивной пушки, в которой он использовался.

Во время перетирания мастер подвергался наибольшей опасности. Трение, искра, высеченная попавшим случайно в ступку кусочком железа, неосторожное обращение с лампой – всё это означало немедленную катастрофу. Если ступку с перетёртым порохом встряхивали, над ней поднималось облачко пыли. Сквозняк мог отнести пыль к открытому огню, и пылинки, вспыхнув, приводили пламя обратно к массе пороха. Опасным было не только производство, но и хранение: частицы пороха легко просачивались сквозь щели в бочонках, улетучивались из неплотно закрытых ёмкостей.
Ещё одним врагом мастера была влажность. Молекулы воды, присутствующие в воздухе, осаждаются на поверхности некоторых веществ, накапливаются там и постепенно увлажняют их. Такие вещества называют гигроскопичными. Этим свойством обладает обычная соль, забивающая в сырую погоду дырочки солонки. Достаточно гигроскопичен и древесный уголь, а если его тонко перемолоть – это свойство многократно усилится: ведь для влаги становится доступна большая поверхность материала. Порох начинает терять свойства взрывного горения, если содержание влаги в нём превышает 1%. Пороховую мякоть, которую хранили в погребах, перевозили под проливным дождём или отправляли за море в трюме корабля, легко превращалась в бесполезну, слипшуюся сырую массу. Селитра, в которой содержалось много гигроскопичного нитрата кальция, ещё больше осложняла дело. Канонир никогда не знал до конца – чего ждать от своего пороха: последует ли мощный громовой удар или разочаровывающий хлопок. Артиллеристы тратили массу времени – просушивая и восстанавливая порошок. Стрельба посредством пороховой мякоти была делом медленным и непредсказуемым. Когда частицы пороха тесно спрессованы, заряд горит только на поверхности. В своё время китайцы использовали это свойство в своих «огненных копьях» и ракетах. Но в пушке вся масса пороха должна была сгорать стремительно. Артиллерист не мог доверху набить порохом зарядную камеру своей бомбарды: следовало оставить тщательно рассчитанное свободное пространство, чтобы рыхлый заряд вспыхнул достаточно эффективно. Так что камеру – толстенный контейнер в задней части пушки – загружали только примерно на половину. Затем забивали камеру деревянной пробкой и помещали сверху ядро. Когда порох поджигали через запальное отверстие, он воспламенялся только на поверхности. В результате горения возникала турбулентность, которая перемешивала остальной порох и он тоже сразу вспыхивал. Если же порошок был спрессован слишком плотно или, напротив, был чересчур рыхлым либо небыл правильно распределён внутри камеры, горение могло оказаться неравномерным, а выстрел – недостаточно мощным.
...
Одно из решений проблемы гигроскопичности заключалось в том, чтобы перевозить порох в форме отдельных ингредиентов и соединять их лишь на поле боя. Это исключало взрыв во время перевозки, так как по отдельности ингредиенты не столь опасны. Кроме того, артиллеристы могли просушить даже самую сырую селитру или уголь перед смешиванием. Подобные промышленные операции на поле боя не были чем-то диковинным. Кузнецам и ремесленникам там тоже хватало работы.
...
ИЗОБРЕТЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПОРОХА.
В какой-то момент, вероятно, ещё до конца XV века пороховых дел мастера начали перетирать порох, используя иную технологию. Благодаря этому в следующем столетии удалось устранить и угрозу взрыва, и опасность отсыревания. А заодно увеличить качество взрывного горения и практичность порошка. Чтобы уменьшить опасность взрыва мастера стали добавлять в ступку небольшое количество жидкости. Иногда использовались очищенные винные спирты, которые, как полагали, способны вытягивать загрязнения. В почёты была так же человеческая моча. Особенно моча пьяницы, а лучше всего – пьющего епископа. В результате увлажнения пыли стало меньше, значит, уменьшился риск случайного взрыва. Вместо рыхлого порошка получалась влажная паста, которую, правда, ещё нужно было просушить. Но конечный продукт стоил затраченных усилий.

Таким образом, добавляя жидкость, ремесленники смогли победить сырость. Парадоксальное открытие объяснялось уменьшением площади поверхности пороха. Частицы тонкого порошка имеют огромную общую площадь поверхности и поглощают большое количество влаги из воздуха. Такой порошок приходится разбрасывать для просушки. Но из сырой пасты изготовители просто лепили гранулы. Они могли быть любого размера – от мелкой гальки до колобков размером с краюху хлеба. Сразу же как следует высушенные эти шарики уже не так отсыревали – ведь меньше были площадь их поверхности. В результате такой порох сохранялся гораздо лучше. Эта простая идей – увлажнять порошок перед тем, как его толочь, – помогла справиться с двумя ключевыми проблемами: взрывоопасностью и сыростью. Зато возникла новая сложность.

Поначалу артиллеристы брали с собой в поход эти шарики, получившие название Knollen – «комки», «лепёшки», – а непосредственно перед боем снова мололи их в порошок. При этом некоторое количество пороха неизбежно оставалось в форме более крупной крошки. Выяснилось, что более крупные комки взрываются куда мощнее. Увеличившаяся бризантность(так стали называть это явление) сделала стрельбу из пушки ещё более опасным делом. Артиллеристы пытались выйти из положения, уменьшив количество селитры в исходной смеси, чтобы ослабить бризантность пороха. Но взрыв по прежнему мог легко разорвать ствол орудия. Зарядная камера тоже могла взлететь на воздух – именно от такого несчастного случая погиб шотландский король Яков II.

Однако пушкари были заинтригованны свойствами нового пороха получившего название – зерненный(или гранулированный). Считалось, что зернённый порох на 30% мощнее серпентина, некоторые даже думали, что он мощнее в 2 или 3 раза. Чтобы выстрелить 47-фунтовым ядром пушке требовалось 34 фунта пороховой мякоти(серпентина) и 18 фунтов зерненого пороха. 

Сегодня нам совершенно ясно, почему дроблёные лепёшки давали более мощный взрыв. Для распространения огня внутри порохового заряда необходима аэрозоль - воздушная смесь капель расплавленной селитры: она поджигает частицы заряда одну за другой. Чтобы это происходило необходимо свободное пространство между частицами. Как для растопки лучше подходят щепки, чем опилки, так и для взрывного горения лучше зерненый порох, чем порошкообразный. И дело тут не в лучшем доступе воздуха – порох при горении выделяет достаточно собственного кислорода. А в том, что в гранулированном веществе пламени легче проникнуть в глубину смеси, что гарантирует стремительное горение.

Новый порох было гораздо проще заряжать в пушку. Даже туго утрамбованные гранулы никогда не прилегали друг к другу так же плотно как частицы пороховой мякоти. И зернённый порох сам обеспечивал необходимое свободное пространство в камере, и артиллеристам больше не приходилось беспокоиться об этом. Не нужна была теперь и деревянная пробка: чтобы удержать заряд на месте теперь хватало и тряпичного пыжа.

Мастера XV века стали изготавливать гранулы – зернистый порох специально. Вероятно, сначала они просеивали раздробленные «лепёшки», отбирая самые крупные зёрна, а со временем перестали лепить шарики, а просто продавливали влажную пудру через сито. Размер отверстий сита определял диаметр зерна и варьировался в зависимости от типа пушки. Оказалось, что крупные зёрна лучше подходят для больших пушек, а мелкие для меньшего калибра.

ЗАМЕНА НИТРАТА КАЛЬЦИЯ НА НИТРАТ КАЛИЯ.
Параллельно мастера учились менять нитрат кальция на нитрат калия. Для этого жидко разбавленный водой навоз ощелачивали древесной золой(Реакция поташа и кальциевой селитры(CaNO[sub]3[/sub]). Поташ(он же карбонат калия) придаёт золе белёсый цвет и имеет формула KCO[sub]2[/sub]. Калиевая селитра(KNO[sub]3[/sub])), богатой карбонатом калия. Ионы кальция, содержащиеся в навозе, вступали в реакцию с карбонат-ионами золы. В результате нерастворимый карбонат кальция осаждался на дне, а освободившиеся нитрат-анионы могли теперь соединиться с ионами калия. Потом месиво очищали при помощи бычьей крови, квасцов и ломтей репы. Так, опираясь на народную мудрость и грубый эксперимент, ремесленники получали чистый нитрат калия, необходимый для изготовления долговечного и надёжного пороха.

Все эти открытия позволили изготовить более удобный, мощный, долговечный порох. Гранулированный порох лишь с небольшими изменениями остаётся стандартом и до сих пор.

РОЖДЕНИЕ НАУЧНОЙ ТЕОРИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВ СЕЛИТРЫ.
Цитата со страницы 159:
Теорию Мейоу, в частности ту её часть, в которой речь шла о метеорологических теориях, – подтверждали самые обычные наблюдения. Разве в воздухе после грозы не носится легчайший привкус порохового дыма? Разве добавление селитры в воду не делает её холоднее? Разве селитра не использовалась для консервирования мяса?
...
Разумеется, именно селитра, содержащаяся в облаках, вызывает благодаря своим замораживающим способностям снег и град. Ценность селитры в качестве удобрения была давно известно и крестьяне были убеждены, что выпавший весной снег увеличивает урожайность. И конечно, было совершенно понятно, что  именно «сущности» серы и селитры встречаясь под землёй, производят мощные взрывы, которые на поверхности проявляются как землетрясения и извержения вулканов. Обилие серы вокруг Везувия было достаточным основанием.
Историки науки давно указали, что если бы Мейоу пришло в голову вместо «селитряно-воздушной» смеси использовать термин «кислород» – он бы своим научным открытием опередил бы своё время на 100 лет!
...
Температура горения пороха 2138 градусов Цельсия. Такая высокая температура усиливает взрывной эффект. Однако для артиллеристов она создавала проблемы, поскольку была выше температуры плавления и бронзы и железа, и потому каждый выстрел неизбежно изнашивал канал ствола и запальное отверстие. Серия выстрелов быстро следующих один за другим разогревала орудие до опасного предела. В основе горения пороха лежат сложные химические реакции в зависимости от точного состава конкретной смеси и условий, при которых происходило сгорание. Упрощённо, можно сказать, что нитрат калия вступал в реакцию с углеродом и серой, чтобы образовать сульфид калия, газообразную двуокись углерода и азот:

2KNO[sub]3[/sub]+S+3C=K[sub]2[/sub]S+3CO[sub]2[/sub]+N[sub]2[/sub]

На самом деле в результате реакции образовывались так же соединения калия, окись углерода и следы сопутствующих веществ. Твёрдые вещества составляли 56 процентов продуктов горения, они выделялись в виде дыма и осадка на поверхности канала ствола. Двуокись углерода, азот и другие газообразные вещества составляли 44 процента. Эти газы при нормальном давлении и температуре занимали бы объём в 280 раз больший, чем изначальный.
...
Селитряница.(или земляной садок для изготовления селитры)
....
Цитата стр. 167
Нация любителей птиц была чрезвычайно возмущена вторжением искателей селитры в голубятни – в 1604 году Ивлины даже были вынуждены пообещать возместить все разбитые яйца и пропавших голубей. Превращение птенцов голубя в боеприпасы – лишь одна из мрачных гримас порохового ремесла.
...
цитата стр. 168
Иногда было достаточно просто растолочь испорченный порох, чтобы затем снова превратить его в работоспособные гранулы. В более сложных случаях приходилось извлекать селитру, растворяя её в воде, соскабливать осадок и начинать процесс перетирки заново.
...

Стр. 197: рассказ о эффекте вращения пули, отклоняющем её от цели.
Цитата страницы 198:
Шар небыл идеальной формой для метательного снаряда. Его использовали, поскольку он давал возможность быстрой зарядки и задавал высокий темп стрельбы. К тому же удлинённый снаряд хоть и был предпочтительнее с точки зрения аэродинамики мог начать кувыркаться и уйти ещё дальше от цели. Робинс понял, что нужно только одно: заставить пулю вращаться под правильным и предсказуемым углом к траектории. Такое вращение, словно гироскоп, могло бы противостоять отклонению или кувырканию. Иными словами, речь шла о винтовке.
...
Идея была простой: на внутреннюю поверхность ствола наносили ряд желобков, плавно закручивавшихся от казённой части до жерла и задававших пуле стремительное вращение.
...

Стр. 257, цитата:
Минье изобрёл конически-цилиндрическую пулю с полым основанием. При заряжении она плотно входила в ствол, а при выстреле мягкие края полости расширялись, благодаря чему нарезы ствола плотнее захватывали пулю и сообщали ей необходимое вращение.
...

О безуспешных попытках пополнить запасы пороха с помощью непромышленных методик.
Стр. 274 цитата.
Стремясь пополнить запасы и добиться чтобы конфедерация сама могла восполнить запасы селитры Рейнс обратился к старинному способу устройства селитряниц – «нитриариев». Рабочие копали длинный канавы и заполняли их навозом, гниющими растениями и тушами павших животных.
...
Так или иначе, конфедерация пала прежде, чем большая часть домодельной селитры – которой требовалось 18 месяцев, чтобы «дозреть», – попала в ружья и пушки мятежников.
...

О превращении пророха во взрывчатку.
Стр. 297 цитата:
Недостатком пороха оставалась дороговизна калийной селитры. Её заменителем могла быть более дешёвая натриевая селитра, но она является крайне гигроскопичной(впитывает влагу).
...
Перетерев обычным способом нитрат натрия(натриевую селитру), серу и древесный уголь, Ламмот затем, в течение 12 часов обваливал получившиеся гранулы в графитовой муке. Графит образовывал на поверхности гранул защитный слой, который радикально уменьшил гигроскопичность пороха. У пороха был единственный недостаток – его теперь нельзя было использовать для стрельбы. Только для взрывных работ.
...

О изобретении бездымного пороха, кордита, динамита и иных заметителей пороха.
Цитата со страницы 305.
Христиан Фридрих Шёнбайн...
...
В 1840 году он открыл озон. В 1845 году поместил хлопковую вату в дымящуюуся смесь азотной и серной кислот. Когда вата высохла, Шёнбайн обнаружил, что она превратитлась в черезвычайно огнеопасный, даже взрывоопасный метариал.
...
Новый материал получил название «нитроцеллюлоза» или «пироксилин».
В том же году, когда Шёнбайн демонстрировал королевской чете свою охотничью добычу, итальянский химик Асканио Собреро изучал способы нитрования глицерина – побочного продукта производства мыла. В ходе предшествующих экспериментов в качестве побочного продукта выделялся ядовитый красный пар. Но Собреро удалось осторожно накапать сладкий на вкус сироп глицерина в охлаждённую смесь серной и азотной кислоты. Оказалось, что если резко ударить по лужице этого масла молотком оно взрывалось с такой силой, что в лаборатории звенели стёкла. Собреро назвал новое вещество piroglicerina. Но в историю оно войдёт под именем НИТРОГЛИЦЕРИН.
...
Цитата со стр 308.
В поисках более мощно взрывчатого вещества для своих мин Альфред Нобель обратился к открытию Собреро. После взрыва(при котором погиб его 20-тилетний брат Эмиль) производство нитроглицерина было запрещено в городской черте. Поэтому Альфред Нобель переместил его на баржу посреди озера.
...
Эра бризантных высокомощных веществ началась с ДИНАМИТА.
...
Нобель подозревал, что многие несчастья создающие дурную славу крайне нестабильному взрывчатому маслу, произошли из-за утечек жидкости. Как сделать утечки невозможными? Перепробовав множество абсорбентов – опилки, древесный уголь, цемент, – он обнаружил идеальный поглотитель: диатомит, отложения крошечных кремниевых скелетов морских водорослей. Кизельгур, как было названо это вещество, впитывал нитроглицерин втрое больше собственного веса и превращал крайне нестабильное взрывчатое масло в гораздо более стабильный продукт.
...
Даже название, которое Нобель избрал для своего изобретения, отличалось гениальной простотой. Он позаимствовал греческое слово обозначающего силу. Кизельгурово-нитроглицериновые палочки стали ДИНАМИТОМ.
...

цитата со страницы 312:
Как-то в одну из суббот 1884 года Ламмота вызвали на его фабрику: возникла проблема в нитроглицериновом цехе. Обнаружив там чан, в котором дымилась тонна нестабильного нитроглицерина, он велел всем выйти и начал переливать нитроглицерин в бассейн с водой, стараясь холодить его и заглушить реакцию. После чего попытался покинуть здание сам. Мощный взрыв завершил его земной путь.
...

Цитата со страницы 315.
В 1880 годы французский учёный Поль Вьель первым нашёл способ пластифицировать пироксилин, смешивая нитроцеллюлозу с растворителем – спиртом или эфиром. Высохнув раствор, превращался в твёрдый, лишенный спор материал, который мог быть превращён в частицы любого размера. Сгорая, этот материал оставлял лишь немного дыма или осадков. В 1886 году Вьель представил этот «бездымный порох», назвав его Poudre B.
А спустя 2 года у бездымного пороха появился конкурент. Альфред Нобель разработал метательное взрывчатое вещество на основе нитроглицерина. Встревоженные военным прогрессом континентальной Европы англичане тоже изготовили состав, аналогичный нобелевскому, добавив в него технический вазелин. Смесь имела консистенцию теста, из которого при помощи волочильной доски можно было вытянуть длинные нити – новое вещество получило имя «Кордит».
...
Страницы: 1 2