Порох
Порох
Порох – основа огнестрельного оружия, химическая смесь, совершившая революцию в военном деле. Первое известное человечеству взрывчатое вещество. Первые документальные свидетельства об использовании селитры китайскими исследователями относятся к V веку нашей эры. Однако изготовлять порох из смеси серы, селитры и древесного угля научились в Китае лишь через три - четыре столетия.
К IX –XI вв относятся упоминания первого стрелкового оружия с применением состава на основе селитры. Первоначально это были стрелы с наконечниками с горючей смесью, позднее пищаль, бамбуковый ствол, которого набивался дымным порохом. При зажжении пороха фитилем из ствола вылетало пламя, поражавшее противника.
В XIII веке по торговым путям порох попадает в Аравию, а в скорости в Европу и на Русь. Мнения многих историков сходятся на том, что изобретение дымного пороха нельзя приписать одному лицу, а что в этом принимали участие, независимо один от другого, много лиц, постепенно совершенствовавших взрывчатую смесь, впервые открытую в Китае.
В этом направлении работали известные алхимики-монахи Марк Грек, Альберт Магнус, Роджер Бекон, Бертольд Шварц и др. В рукописи греческого монаха Марка Грека "Книга огней", написанной в конце IX века, мы уже находим описание рецепта дымного пороха, состоящего из 60% селитры, 20% серы и 20% угля.
Английский монах Роджер Бекон в 1242 г. в книге "Liber de Nullitate Magiae" приводит рецепт дымного пороха для ракет и фейерверков. В нем даются следующие соотношения между компонентами: 40% селитры, 30% угля и 30% серы.
Сначала дымный порох применялся как взрывчатая смесь для приготовления фейерверков, создававших дымовые и огненные эффекты. Затем его стали применять в военном деле для снаряжения различных снарядов и позднее в качестве метательного вещества. В середине XIV века на территории многих европейских стран, в том числе и России, существовали заводы по производству пороха.
В дальнейшем с ростом значения пороха в военном деле, увеличивается количество и качество смесей. Так в XV веке начинается производство первых "зерненных" порохов (до этого времени порох был порошковый), а к началу XVII века производили пороха для ручного оружии, для крупно- и мелкокалиберных орудий. Сорта отличались друг от друга процентным сочетанием селитры серы и угля.
В конце XVIII века в результате теоретических и экспериментальных исследований дымного пороха и его составных компонентов, проведенных в 1748 г. М. В. Ломоносовым в России, а позднее Лавуазье и Бертло во Франции, был найден наиболее оптимальный его состав: 75% калиевой селитры, 10% серы и 15% угля.
Этот состав стал применяться в России с 1772 г. и практически не претерпел никаких изменений до настоящего времени. До середины XIX века дымный "черный" порох оставался единственным взрывчатым веществом бризантного действия и до конца XIX века — метательным средством.
Бурный рост промышленности и науки в XIX веке стал новым витком в развитии порохов и как следствие всего огнестрельного оружия. В 1885 г. после многочисленных экспериментальных исследований французский инженер Вьель получил и испытал пироксилиновый пластинчатый порох, получивший название пороха "B" – первый бездымный порох. Испытания доказали преимущества нового пороха.
Было установлено, что изготовленный Вьелем пироксилиновый порох не дает при стрельбе дыма, не оставляет нагара в канале ствола, горит параллельными слоями, имеет силу, в три раза превышающую дымный порох, и позволяет значительно увеличить начальные скорости снарядов при меньшем по сравнению с дымным порохом весе заряда.
В России пироксилиновый порох был получен самостоятельно Г. Г. Сухачевым в 1887 г. По составу и типу растворителя нитроцеллюлозные (бездымные) пороха делятся на: пироксилиновые, баллиститные и кордитные.
В состав пироксилиновых порохов обычно входит 91-96% пироксилина, 1,2-5% летучих веществ (спирт, эфир и вода), 1,0-1.5% стабилизатора (дифениламин) для увеличения стойкости при хранении, 2-6% флегматизатора для замедления горения наружных слоев пороховых зёрен, 0,2-0,3% графита и пламегасящие присадки. Такие пороха изготовляются в виде пластинок, лент, колец, трубок и зёрен с одним или несколькими каналами; применяются в стрелковом оружии и в артиллерии.
Первый баллиститный порох был произведен шведским ученым Альфредом Нобилем в 1888 году. Основу таких порохов составляют нитроцеллюлоза и неудаляемый (труднолетучий) растворитель, поэтому их иногда называют двухосновными. Обычный состав баллиститных порохов: 50-60% коллоксилина (нитроцеллюлоза с содержанием азота менее 12,2%) и 25-40% нитроглицерина (нитроглицериновые пороха) или диэтиленгликольдинитрата (дигликолевые пороха) либо их смеси.
Кроме того, в состав этих порохов входят ароматические нитросоединения (например динитротолуол), стабилизаторы (централит), а также вазелин, камфара и другие присадки. Порох изготовляются в виде трубок, пластин, колец и лент.
По применению баллиститные пороха делят на ракетные (для зарядов к ракетным двигателям и газогенераторам), артиллерийские (для метательных зарядов к артиллерийским орудиям) и миномётные (для метательных зарядов к миномётам).
Другой тип нитроглицеринового пороха под названием "кордит" был предложен в 1889 г. Абелем и Дюаром в Англии. Кордитные пороха содержат высокоазотный пироксилин, для растворения которого требуется кроме нитроглицерина добавка летучих растворителей (спирто-эфирная смесь, ацетон).
Это приближает технологию производства данных порохов к производству пироксилиновых порохов. Преимущество кордитов — большая мощность, однако они вызывают повышенный разгар стволов.
Смесевые пороха как твёрдые ракетные топлива содержат примерно 60-70% перхлората аммония (окислитель), 15-20% полимерного связующего (горючее), 10-20% порошкообразного алюминия и различных присадок.
Современные дымные пороха изготовляются в виде зёрен неправильной формы. Основой для получения пороха является смесь в состав котрой входит 75% KNO3 (калий азотокислый) 15% C (уголь, карбон) и 10% S (сера, сульфур).
Сорта дымных порохов: шнуровой (для огнепроводных шнуров); ружейный (для воспламенителей к зарядам из нитроцеллюлозных порохов и смесевых твёрдых топлив, а также для вышибных зарядов в зажигательных и осветительных снарядах); крупнозернистый (для воспламенителей); медленногорящий (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателях); минный (для взрывных работ); охотничий; спортивный.