Кто изобрел собственный рецепт бездымного пороха. Охотничьи пороха, дымные и бездымные, состав, свойства, особенности применения, положительные и отрицательные качества. Структура состава баллиститных порохов такова

Вопреки распространенному мнению, порох - не взрывчатка. Порох - топливо. Он может взорваться при неправильном обращении, может взорваться, если его «очень попросят», может взорваться без вмешательства извне, если слишком далеко зашли процессы деструкции, распада. Взрывчаты и некоторые компоненты порохов. И все-таки порох - топливо. Ради горения, а не взрыва его придумывали. Но порох -топливо особое. В отличие от большинства веществ, для горения ему не нужен воздух. Порох любого состава и марки сгорает «за счет внутренних ресурсов» - кислорода, входящего в состав пороховой композиции.

Пороходелие - одно из самых старых химических производств, существующих на нашей планете. Еще за несколько столетий до наступления нашей эры китайцы обнаружили способность селитры поддерживать горение различных веществ и стали подбирать разные горючие композиции с нею. Методом проб и ошибок они пришли к классической рецептуре черного пороха: уголь, селитра и сера в равных пропорциях. Состав и рецепт приготовления пороха китайский ученый Сунь-Сымяо описал еще в 600 г. н. э. А спустя полтысячелетия в Китае же было сделано первое огнестрельное оружие. Полый ствол бамбука стал стволом первого ружья, а метательным составом, естественно, был черный порох.

Позже это изобретение распространилось по миру. В средневековой Европе, как считают большинство историков, порох изобрели заново. Указывается даже имя этого новооткрывателя фрейбургского монаха Бертольда Шварца, «черного Бертольда». Но сведения о нем противоречивы. По одним данным (не очень достоверным) дата изобретения пороха в Европе 1259 г., по другим - чуть ли не на сто лет позже, а по третьим Бертольда Шварца вообще нельзя считать изобретателем пороха, ибо еще раньше, до Шварца, Роджер Бэкон разработал формулу взрывчатого вещества, в которое входили селитра и сера. Может быть, это и был первый европейский порох.

Московская Русь познакомилась с порохом в XIV в.- определенно, до 1382 г., потому что известно из летописей: в этом году москвичи обороняли свой город от войска татарского хана Тохтамыша с помощью и огнестрельного оружия...

У черного пороха долгая история. Им заряжали все пищали и мортиры, все мушкеты и кремневые ружья, а позже, вплоть до последних лет XIX столетия, - и более совершенные средства для стрельбы.

Многие известные ученые занимались исследованием и совершенствованием черного пороха. Достаточно вспомнить Ломоносова, установившего рациональное соотношение компонентов пороховой смеси. Можно вспомнить и о неудачной попытке Клода Луи Бертоле заменить в составе пороха дефицитную селитру бертолетовой солью - хлоратом калия. Многочисленные взрывы встали на пути этой замены - слишком активным окислителем оказалась бертолетова соль...

Одной из самых заметных вех в истории пороходелия следует считать 1832 г., когда французским химиком А. Браконо впервые была получена нитроклетчатка, или пироксилин.

Нитроклетчатка - это эфир целлюлозы и азотной кислоты. Молекула целлюлозы содержит большое число гидроксильных групп, которые и реагируют с азотной кислотой.

В зависимости от того, сколько групп OH этерефицировано, т. е. вступило в реакцию с азотной кислотой, получается нитроцеллюлоза, содержащая от 9 до 14% азота, а от этого зависят и свойства нитроцеллюлозы, ее гигроскопичность и растворимость в разных растворителях. Низконитрованная целлюлоза - коллоксилин - растворяется даже в воде, а высоконитрованная, которая называется пироксилином, растворяется только в смеси этанола и эфира.

Свойства пироксилина исследовали многие ученые. В частности, к концу 1848 г. русские инженеры Г. И. Гесс и А. А. Фадеев установили, что по мощности пироксилин в несколько раз превосходит черный порох. Пироксилин пытались применять для стрельбы, но неудачно. Рыхлая пористая нитроцеллюлоза была неоднородна и горела с далеко не постоянной скоростью, а при прессовании часто возгоралась. Лишь в 1884 г. французский химик Ж. Вьель сумел создать монолитное рогоподобное вещество на основе пироксилина. Это был первый бездымный порох. Вьель использовал для получения пороха способность пироксилина набухать в смеси эфира и спирта. При этом получалась студкеподобная масса, которую можно было прессовать и делать из нее ленты или пластины, которые затем сушили. Большая часть растворителя улетучивалась, а меньшая - оставалась в пироксилине, продолжая играть роль пластификатора. Пироксилиновый порох почти целиком, на 80-95%, состоит из этой массы. В отличие от непластифицированного пироксилина пироксилиновый порох сгорает строго по слоям с постоянной скоростью. Строго закономерное горение - обязательное свойство любого из порохов. Пироксилиновый порох до сих пор применяют для стрелкового оружия.

Вскоре появился и другой бездымный порох - нитроглицериновый, он же баллистит. Его основой тоже служила нитроцеллюлоза, хотя ее количество в рецептуре и было уменьшено до 56-57%. Пластификатором здесь служит жидкое взрывчатое вещество тринитроглицерин (о нем - самостоятельный очерк). Такой порох обладает большой силой, его до сих пор применяют в артиллерии и ракетных войсках.

Третьим типом бездымного пороха стал изобретенный в 1889 г. в Англии кордит - среднее между баллиститом и пироксилиновым порохом; он почти вышел из употребления.

В начале девяностых годов своя рецептура бездымного пороха была разработана и в России. Это пироколлодийный порох Менделеева.

Пороходелию, как области химических знаний, Менделеев уделил много сил и внимания в 1890-1894 годах. Он ездил во Францию и Англию, знакомился с постановкой порохового дела; он встречался с Вьелем, Абелем, Дьюаром, Арну, Сарро и другими ведущими учеными-пороховиками того времени. Он нашел способ получения растворимой нитроклетчатки - пироколлодия, причем в своих изысканиях он исходил из очень определенной и химически строго обоснованной идеи: искомое вещество при горении должно выделять максимум газообразных продуктов на единицу массы. Это значит, что кислорода в его составе должно быть достаточно для превращения всего углерода в газообразную окись, а водорода - в воду.

Уже в 1892 г. были проведены первые опытные стрельбы пироколлодийным порохом. Стрельбы прошли успешно. Через год впервые в России бездымным порохом стреляли из 12-дюймового орудия, и инспектор морской артиллерии адмирал С. О. Макаров поздравлял Менделеева с блестящим успехом.

Менделеев «считал свое дело законченным с того времени, когда пироколлодийный порох выдержал опыты морского полигона в орудиях всех калибров». Но этим не ограничиваются заслуги великого ученого перед пороховым производством и военным делом. В технологию производства пороха он внес очень важное усовершенствование, предложив вместо сушки нитроклетчатки обезвоживание ее с помощью спирта. Это усовершенствование не только сделало пороховое производство безопаснее, но и улучшило качество нитроклетчатки: спирт вымывал из нее менее стойкие продукты...

Здесь мы коснулись очень важного вопроса - вопроса временной и физико-химической стойкости бездымных порохов. Даже при нормальной температуре нитроцеллюлоза самопроизвольно разлагается. С ростом температуры растет и скорость распада. Почти все загрязнения, и в частности остатки кислот, недовымытые из нитроклетчатки после нитрации, намного ускоряют разложение, причем процесс этот - самоускоряющийся... При неблагоприятных условиях этот нарастающий распад может привести к самовоспламенению пороха и даже к взрыву.

Чтобы этого не случилось, чтобы повысить стойкость бездымных порохов, в их состав вводят стабилизаторы - вещества, связывающие продукты разложения и тем самым не дающие развиваться цепной реакции распада. Такими веществами-стабилизаторами служат некоторые производные карбамида (мочевины), так называемые центролиты, и дифениламин.

Вводят в состав порохов и другие добавки всевозможного назначения. В лабораториях химики, используя точнейшие аналитические весы постоянно совершенствуют состав пороха. Например, чтобы уменьшить пламя при выстреле, в порох вводят сульфат калия. В артиллерийские пороха добавляют вещества, уменьшающие теплоту сгорания, например динитротолуол. Делают это, чтобы уменьшить износ стволов или разгар, как говорят артиллеристы. Есть добавки и чисто технологические. Зерненый порох, к примеру, покрывают тонким слоем графита - чтобы при перемешивании он не электризовался. Словом, бездымный порох - это многокомпонентная строго сбалансированная система. Составляя этот баланс, учитывают все: и баллистику, и технологию, и технику безопасности, и экономику.

Сегодня порох - не только горючее артиллерии, но и твердое ракетное топливо (ТРТ).

Твердое топливо уступает жидкому по некоторым важным показателям, прежде всего по удельному импульсу. Поэтому, в частности, на космических ракетах используют в основном жидкое топливо. Но у ТРТ есть и преимущества, главные из которых- простота устройства твердотопливного реактивного двигателя и постоянная боевая готовность твердотопливных ракет.

Из бездымных порохов для изготовления больших пороховых шашек для ракет используют баллисты. Пороха, в состав которых входит нитроглицерин, дают больше тепла при сгорании. Удельный импульс их выше, чем у пироксилиновых порохов. Немаловажно и то обстоятельство, что в наши дни баллиститные пороха дешевле пироксилиновых.

Чёрный порох или дымный порох — это смесь трёх веществ: серы, угля и калиевой селитры в отношении 2:3:15. Смесь изначально получалась путём давки в специальной ёмкости.

Порох изобрели китайцы?

Если вы попробуете найти точную дату изобретения пороха, то у вас вряд ли что-то выйдет. Некоторые источники говорят о том, что порох был известен древним индийцам ещё за полторы тысячи лет до нашей эры, кто-то говорит о том, что порох был известен китайцам ещё в начале первого столетия нашей эры. Многие историки сходятся на том, что всё-таки первыми порох изобрели китайцы. Правда использовали они его не для военных целей. Селитра применялась в лечебном деле. Её смешивали с другими веществами (например, мёдом) и поджигали, получая «целебный» дым. Также китайцы использовали порох в качестве развлечения на праздниках. Всем известные фейерверки появились впервые именно в Китае, а потом уже распространились в Европе. Китайцы заполняли кусок бамбука порохом и поджигали, направляя палочку в небо. Также существуют упоминания пороха в качестве оружия — это были бомбы «пи ли хо цю» (в переводе с китайского «огневой шар со звуком грома»). Их укладывали в катапульты и метали во врага.

Но китайцы и арабы так и не смогли догадаться использовать силу газа, чтобы пускать снаряды. Это сделали первыми именно европейцы. Везде можно встретить одну легенду, будто Бертольд Шварц случайно молол смесь пороха в ступе, а случайная искра попав туда, произвела взрыв в келье монаха. Правда нет достоверных сведений о Шварце, но всё-таки именно монахи первыми точно описали порох, а именно великий изобретатель Средневековья — Роджер Бэкон. Он точно запишет рецепт пороха, но не осмелится показать его дальше монашеского ордена, потому что считалось, что столь опасные вещи стоит прятать от глаз необразованных людей.

Всё же, тайна пороха вскоре была раскрыта и впервые применена в качестве оружия.

Порох как оружие

26 августа 1346 года. После многомесячных боёв за французскую корону английский король Эдуард III со своей утомлённой армией вышел к деревне Креси на севере Франции. В течение целого тысячелетия на полях сражений господствовали конники. Англичан было мало, но их воодушевляла вера в собственное оружие — длинные луки. Сражаясь долгие годы с шотландцами и валийцами, Эдуард по достоинству оценил качество этого мощного оружия. На рассвете английские войны начали укреплять свои позиции при Креси, ямы должны были стать ловушками для французской кавалерии. На подступах к боевым порядкам в землю вбивали колья, которые могли пронзить лошадь. Однако в первую очередь англичане возлагали надежды на свой главный козырь — длинный лук. Высотою с человеческий рост он был изготовлен из тиса, чтобы натянуть тетиву нужно было приложить усилие в 45 килограмм, а стрелы поражали противника до 200 метров. Натянуть тетиву лука была сложнее, чем тетиву арбалета, но стрельба из него велась гораздо быстрее. Пока английские лучники готовились встретить врага, на поле битвы прибывает Эдуард вместе с рыцарями, однако теперь английской коннице предстояло сражаться в пешем бою. Эдуард приказал рыцарям спешиться и занять позицию среди лучников, образовав построение в форме клина, получившая название борозда. «Англия и Святой Георгий! Англия и Святой Георгий!» — скандировали солдаты.

Французы не сомневались в победе, ведь их войско втрое превосходило англичан. Английским лукам они противопоставили мощные арбалеты. Французский король Филипп привёл с собой 6 тысяч генуэзских наёмников. Вооружённые арбалетами они спустились с холма и двинулись к боевым порядкам англичан.

Современный историк Джефри Бэйкер так описывает эту битву:

Французы устремились на англичан первыми. Арбалетчики шли на них под звуки труб, литавр и пронзительный вой, который оглашал округу громоподобным криком.

Однако стрелы арбалетчиков не долетали до англичан. Англичане стояли вне досягаемости генуэзских арбалетов. Тогда как стрелы длинных английских луков вполне доставали до арбалетчиков. Лучники сделали шаг вперёд и стали выпускать стрелы с такой скоростью, что они сыпались словно снег. Бросая своё оружие, генуэзцы обратились в бегство. Это зрелище так возмутило французского короля, что он приказал своим рыцарям атаковать врага в конном строю. Рыцари устремились вперёд сквозь расстроенные ряды отступающих арбалетчиков. Земля на поле сражения размокла после недавнего дождя. Вскоре боевые порядки французов превратились в бесформенную и перепачканную грязью кучу людей в тяжёлом снаряжении и лошадей, осыпаемых градом стрел англичан. Французы пришли в замешательство, и лишь немногие охваченные яростным порывом рыцари сумели приблизиться к англичанам вплотную. Здесь их уже ждали топоры, копья и мечи англичан. Очень много французов погибло, не получив ни одной раны, их просто задавили в толпе. После 16 бесплодных атак французы отступили, потерпев сокрушительное поражение. Англичане сохраняли боевой порядок вплоть до следующего утра.

На рассвете послы Эдуарда обнаружили 542 тела французских дворян и рыцарей, также 20 тысяч погибших солдат и лошадей. Англичане же потеряли 2 рыцарей и 18 пехотинцев. Победа англичан при Креси ошеломила Европу. Их тактика, в основе которой лежала мощь длинных луков стали полной неожиданностью для европейцев. Для пехотинцев наступала новая эра, конникам была суждено появляться на полях сражений ещё несколько столетий, но решать исход битвы будут уже не они. Эпоха рыцарской кавалерии подошла к концу, однако на поле битве в Креси был слышен звук не только английских, Эдуард выставил на позицию несколько бомбард. Это были небольшие примитивные пушки, которые стреляли камнями. Бомбарды были неточным оружием и главным образом лишь пугали французских лошадей своим грохотом. Однако именно их канонада возвестила о начале революции, которая навсегда должна была изменить мир, а также способ ведения войны — появления пороха .

В дальнейшем порох в военном деле начинает применяться всё чаще и уже как новая технология возвращается на восток. К примеру, крайне успешно новым видом вооружения сумел воспользоваться османский султан Мехмед II «Завоеватель». Он использовал технологию, предложенную ему Урбаном, венгерским инженером.

Турецкая пушка, изготовленная по той же технологии

Мехмед разработал план осады города. Он установил пушку напротив главных ворот города. 12 апреля 1453 года она наконец «заговорила». Мощные стены, которые защищали христианство в течение столетий, рухнули за несколько недель. Эта сверхпушка Мехмеда сумела изменить ход истории, однако такое орудие оказалось не слишком удобным для ведения осады. Для его перевозки требовалось 60 быков и 200 человек, чтобы зарядить оружие на позиции, уходило не менее часа. Отдача была столь велика, что новый выстрел можно было провести лишь через 3 часа после предыдущего.

Дальнейшее развитие этой технологии в военном приводит к появлению огромного числа ружей, пушек, мортир и прочего вооружения. Но данный вид пороха был ещё недостаточно совершенен для военных целей по многим причинам. Одна из основных причин — это выделение большого количества дыма, которое при стрельбе обозначало позицию стрелка, но при этом мешало вести прицельный огонь. Во-вторых, дымный порох является крайне чувствительным к возгоранию. Описывается множество случаев, когда бочки с порохом взрывались прямо на складах из-за разного рода мелочей (маленькая искра или просто удар металлическим предметом). Всё это и многое другое заставило думать в сторону того, как сделать порох бездымным.

Как изобрели порох в России

Поначалу дымный чёрных порох использовался при стрельбе в виде мякоти пороха порошкоообразного вида., само же слово «порох», или «прах», означает пыль. Использоваться такую пороховую мякоть было тяжело из-за прилипания её к стенкам орудий. В результате обдумывания этой проблемы, было решено делать порох в виде комочков, что позволяло легче заряжать пушки, а при воспламенении таким образом получать значительно больший объём газа. Где-то в середине 15 века мы начали использовать зелёный порох. Его можно было получить, раскатывая в тесто мякоть пороха вместе со спиртом и другими примесями, затем тесто пропускали через специальное решето. Развитие отечественного производства пороха получает значительный всплеск во времена правления Ивана Грозного, а также Петра I. При Петре Великом были построены сразу три завода по производству пороха: Петербургский, Сестрорецкий, а также Охтинский.

Изучением пороха в России занимался Ломоносов, который произвёл теоретические выкладки, а также ряд экспериментов над дымным порохом. Позже его наработки использовались французскими учёными, которые получили наиболее удачный состав смеси, о котором написано в начале статьи:75 % калиевой селитры, 10 % серы и 15 % угля.

В начале XIX века русских порох стал считаться одним из самых высококачественных в мире, но, как известно, чёрный порох обладал значительными недостатками, такими как забивания дула ружья в результате налипания частиц пороха, а также огромное количество дыма при ведении стрельбы. Ещё одним существенным недостатком было образование серных соединений, вплоть до сернистой кислоты, которая разъедала металлические части оружия.

К концу XIX века был изобретён белый порох, позже названный бездымным, в основе которого лежала нитроцеллюлоза. Такой порох горел послойно, что улучшало баллистические свойства снарядов. Белый порох при горении производил гораздо меньшее количество дыма, что произвело целый рывок в развитии артиллерии.

В 1884 году был изобретён пироксилиновый порох во Франции, который оказывался более мощным, чем чёрный порох, но более непредсказуемым, поэтому его использовали только в небольших орудиях.

В 1887 году Альфред Нобель изобретает баллиститный порох. В Англии в 1889 году создают кордитный порох, на основе баллиститного пороха Нобеля. Новые вещества были более мощными, но при этом более стабильными, чем белый порох или пироксилиновый порох.

В 1891 году Дмитрий Иванович Менделеев создаёт пироколлодийный порох и спустя год начинаются его испытания для военных целей. В результате он принимается на вооружение. Д. И. Менделеев крайне скрупулёзно сравнивает в своих работах своё изобретение с другими видами пороха и отмечает его преимущества: стабильность состава, гомогенность, отсутствие «следов детонации».

Именно в СССР были созданы первые реактивные системы залпового огня. Мы успешно применяли для зарядов реактивных систем баллиститный порох, а в конце 1940-х годов создали смесевые виды пороха, которые использовали в двигателях ракет.

Ничто не стоит на месте, ведь создаются всё новые виде вооружения, а от войны никто не спешит отказываться, значит порох ещё долго будет иметь спрос и работу …

Можете также посмотреть документальный фильм о порохе:

Безды́мный по́рох (англ. Smokeless powder ) или нитропорох (англ. nitro powder ) - групповое название метательных взрывчатых веществ, используемых в огнестрельном оружии и артиллерии, в твёрдотопливных ракетных двигателях, которые при сгорании не образуют твёрдых частиц (дыма), а только газообразные продукты сгорания, в отличие от дымного (чёрного) пороха.

Типы бездымного пороха включают Кордит (англ. corde - проволока) - без-дым-ный нит-ро-гли-це-ри-но-пи-рок-си-ли-но-вый по-рох в фор-ме про-во-ло-ки.">кордит , Баллиститы (или бал-ли-стит-ные по-ро-ха) - об-щее на-зва-ние од-но-го из ти-пов го-мо-ген-ных твёр-дых топ-лив (без-дым-ных по-ро-хов), ос-нов-ны-ми ком-по-нен-та-ми ко-то-рых яв-ля-ют-ся нит-ра-ты цел-лю-ло-зы и нит-ро-эфир-ные рас-тво-ри-те-ли, на-при-мер, нит-ро-гли-це-рин. В за-ру-беж-ной ли-те-ра-ту-ре их на-зы-ва-ют двух-ос-нов-ны-ми (англ. double base ). Бал-ли-сти-том (англ. ballistite ) так-же на-зы-ва-ет-ся без-дым-ный по-рох, за-па-тен-то-ван-ный Аль-фре-дом Но-бе-лем.
При из-го-тов-ле-нии бал-ли-стит-но-го по-ро-ха нит-ро-цел-лю-ло-за же-ла-ти-ни-зи-ру-ет-ся в рас-тво-ри-те-ле и в со-став вво-дят-ся тех-но-ло-ги-че-ские до-бав-ки, улуч-ша-ю-щие ме-ха-ни-че-ские и хи-ми-че-ские свой-ства го-то-во-го по-ро-ха. В за-ви-си-мо-сти от хи-ми-че-ско-го со-ста-ва и со-от-но-ше-ния ком-по-нен-тов раз-ли-ча-ют кон-крет-ные мар-ки по-ро-хов. Так, в экс-пе-ри-мен-таль-ных ис-сле-до-ва-ни-ях го-ре-ния бал-ли-стит-ных по-ро-хов наи-бо-лее ши-ро-кое при-ме-не-ние по-лу-чил по-рох Н , в ко-то-ром по мас-се со-дер-жит-ся 56,44% кол-лок-си-ли-на с 11,7-12,2% азо-та, 27,72% нит-ро-гли-це-ри-на, 10,89% ди-нит-ро-то-лу-о-ла, 2,97% цен-тра-ли-та, 0,99% ва-зе-ли-на и 0,99% во-ды.">баллистит и, традиционно, белый порох (англ. Poudre B ). Они классифицируются на одноосновный, двухосновный и трёхосновный.

Бездымный порох

Бездымный порох состоит из нитроцеллюлозы (одноосновный ), обычно с добавлением до пятидесяти процентов нитроглицерина (двухосновный ), и иногда нитроглицерина в сочетании с нитрогуанидином (трёхосновный ). Конечный продукт гранулируется в сферические частицы или прессуется в цилиндры или хлопья при помощи растворителей типа эфира. Также дополнительной составляющей бездымного пороха могут быть стабилизаторы и баллистические модификаторы. Двухосновные порохи обычно используются в изготовлении патронов для ружей и пулеметов , в то время как трёхосновные более широко применяются в артиллерии.

Причина бездымности этих порохов состоит в том, что продукты окисления их ингредиентов в основном газообразны, по сравнению с чёрным порохом, выделяющим при сгорании до 55 % твердых веществ (карбонат калия, сульфат калия и пр.).

Бездымный порох горит только по поверхности гранул, хлопьев или цилиндров - для краткости, гранул . Бóльшие гранулы сгорают медленнее и скорость их сгорания также контролируется специальным покрытием, мешающим горению, основная функция которого - регулировать более-менее постоянное давление на вращающуюся пулю или снаряд, ещё не покинувшие ствол орудия, что позволяет им достигать максимальной скорости.

Самые большие гранулы в пушечном порохе. Они представляют собой цилиндр, достигающий размера пальца руки, в котором проделаны семь отверстий (одно по оси симметрии, а остальные шесть - расположены по кругу центрального поперечного сечения). Эти отверстия стабилизируют процесс горения благодаря тому, что пока внешняя поверхность, сгорая, уменьшает внешнюю площадь горения, сгорает и внутренняя поверхность, увеличивая внутреннюю площадь горения. Изнутри горение в грануле происходит быстрее, таким образом позволяя поддерживать давление в стволе постоянным, при увеличении в нём свободного пространства из-за движения пули/снаряда вперёд.

Быстрогорящие пистолетные пороха делаются таким образом, чтобы поверхность их гранул была максимальной, как у хлопьев или плоских дисков.

Сушат порох в основном в вакууме. При сушке растворители конденсируются и могут быть снова использованы в процессе изготовления. Гранулы также покрываются графитом, с целью избежать их возгорания от искр статического электричества.

Бездымный порох позволил произвести на свет современное полуавтоматическое и автоматическое оружие. Чёрный порох оставлял тонкий и вязкий налёт на стволах орудий, который был гигроскопичным и коррозивным, в то время как бездымный порох лишён этого отрицательного свойства, что позволило осуществлять автоматическую перезарядку оружия с использованием множества подвижных частей.

Одно- и двухосновные бездымные пороха в наше время составляют основную часть взрывчатых веществ, использующихся в стрелковом оружии. Они настолько общеприняты, что большинство случаев использования слова «порох» относится именно к бездымному пороху, в частности, когда речь идёт о ручном огнестрельном оружии.

Белый порох

В 1884 году Поль Вьель изобрёл бездымный порох, названный Poudre B , который был основан на желатинизированной нитроклетчатке (68% нерастворимой в диэтиловом эфире тринитроцеллюлозы смешана с 30% растворённой в эфире динитроцеллюлозы с добавкой 2% парафина), с дальнейшим образованием пороховых элементов и последующей сушкой зёрен пороха.

Конечное взрывчатое вещество, которое в наши дни называют нитроцеллюлозой, содержит несколько меньшее количество азота, чем пироксилин, поэтому оно легче желатинизируется спирто-эфирной смесью. Большим достоинством данного пороха было то, что он, в отличие от пироксилина, горит послойно, что делало его баллистические свойства предсказуемыми.

Порох Вьеля произвёл революцию в мире стрелкового огнестрельного оружия по нескольким причинам:

• Больше практически не было дыма, тогда как ранее после нескольких выстрелов с использованием чёрного пороха поле зрения солдата сильно сужалось из-за клубов дыма, что мог исправить только сильный ветер. Кроме того, позиция стрелка не выдавалась клубом дыма из винтовки.
• Poudre B давал большую скорость вылета пули, что означало более прямую траекторию, что повышало точность и дальность стрельбы; дальность стрельбы достигла 1000 метров.
• Так как Poudre B был в три раза мощнее чёрного пороха, то его требовалось намного меньше. Боеприпасы облегчались, что позволяло войскам носить с собой большее количество боеприпасов при том же их весе.
• Патроны срабатывали, даже будучи мокрыми. Основанные же на чёрном порохе боеприпасы должны были храниться в сухом месте, поэтому их всегда переносили в закрытых упаковках, препятствовавших попаданию влаги.

С технологической точки зрения для получения пороха теперь нужна была целлюлоза, азотная и серная кислота (в оличии от древесного угля, селитры и серы в дымном порохе). В качестве источника целлюлозы могла быть использована древесина, лучше и проще - хлопок. Производство серной кислоты к тому моменту было освоено полностью. Азотная же кислота получалась первоначально из все тех же нитратов - селитр, главным поставщиком которых были Чили (в виде NaNO 3). В ходе Первой мировой немецкими инженерами был отлажен очень эффективный процесс получения азотной кислоты из атмосферного азота. Первоначально воздух (20% О 2 и 80% N 2) пропускался через раскаленный каменный уголь, который выгорал до СО. Угарный газ при взаимодействии с водяным паром давал водород CO + H 2 O = CO 2 + H 2 , углекислый газ удалялся, и в итоге получалась смесь азота и водорода, из которой несложно было получить аммиак 3H 2 +N 2 =2NH 3 . Аммиак окислением переводился в оксиды азота и азотную кислоту. То есть теперь для получения азотной кислоты нужен был только уголь (как это не парадоксально звучит), а проблем с остальным сырьем - воздухом и водой - не могло быть. Вата, либо древесина, серная кислота и уголь - все, что оказалось нужно для индустриальной войны.

Порох Вьеля был использован в винтовке Лебеля , которую сразу же приняла на вооружение французская армия, чтобы использовать все преимущества нового пороха над чёрным. Другие европейские страны поспешили последовать примеру французов и тоже перешли на аналоги Poudre B. Первыми были Германия и последовавшая за ней Австрия, которые ввели новое вооружение в 1888 году.

Баллистит и кордит

Примерно в одно время с Вьелем в 1887 году в Великобритании Альфред Нобель разработал баллистит , один из первых нитроглицериновых бездымных порохов, состоящий из равных частей пороха и нитроглицерина, и получил на него британский патент.

Баллистит был модифицирован Фредериком Абелем и Джеймсом Дьюаром в новый состав, названный кордит . Он также состоит из нитроглицерина и пороха, но использует самую нитрированную разновидность пороха, нерастворимую в смесях эфира и спирта, в то время как Нобель использовал растворимые формы. Кордит стал основным видом бездымных взрывчатых веществ на вооружении британской армии в течение XX века.

Кордит стал предметом судебных исков между Нобелем и британским правительством в 1894 и 1895 годах. Нобель считал, что его патент на баллистит также включает и кордит, на практике невозможно приготовить одну из форм в чистом виде, без примеси второй. Суд вынес постановление не в пользу Нобеля.

В 1889 году британский патент на похожий состав также получил оружейник Хайрем Максим, а в 1890 году его брат Хадсон Максим запатентовал этот состав в США.

Эти новые взрывчатые вещества были более стабильными и более безопасными в обращении, чем белый порох, и, что немаловажно - более мощными.

Порох является неотъемлемым элементом, который используется для снаряжения патронов. Без изобретения этого вещества человечество никогда не узнало бы об огнестрельном оружии.

Но мало кто знаком с историей появления пороха. А его, оказывается, изобрели совершенно случайно. Да и потом долгое время применяли лишь для запуска фейерверков.

Появление пороха

Это вещество было изобретено в Китае. Точную дату появления дымного пороха, который еще называется и черным, не знает никто. Однако случилось это приблизительно в 8 в. до нашей эры. В те времена императоров Китая очень заботило собственное здоровье. Они хотели жить долго и даже мечтали о бессмертии. Для этого императоры поощряли труды китайских алхимиков, которые пытались открыть волшебный эликсир. Конечно, все мы знаем о том, что чудотворной жидкости человечество так и не получило. Однако китайцы, проявляя свое упорство, проводили множество опытов, смешивая при этом самые разные вещества. Они не теряли надежду исполнить императорский заказ. Но порой испытания заканчивались неприятными инцидентами. Один из них произошел после того, как алхимики смешали селитру, уголь и кое-какие иные компоненты. Неизвестный истории исследователь при испытании нового вещества получил пламя и дым. Изобретенную формулу записали даже в китайскую летопись.

В течение длительного периода времени черный порох использовался только для фейерверков. Однако китайцы пошли дальше. Они стабилизировали формулу этого вещества и научились применять его для взрывов.

В 11 в. было изобретено первое в истории пороховое оружие. Это были боевые ракеты, в которых порох вначале загорался, а затем происходил его взрыв. Использовали это пороховое оружие при осадах крепостных стен. Однако в те времена оно оказывало на противника больше психологическое, чем поражающее воздействие. Самым мощным оружием, которое придумали древние китайские исследователи, были глиняные ручные бомбы. Они взрывались и осыпали все вокруг осколками черепков.

Покорение Европы

Из Китая черный порох начал распространяться по всему миру. В Европе он появился в 11 в. Его привезли сюда арабские купцы, которые продавали ракеты для фейерверков. Применять это вещество в боевых целях стали монголы. Они использовали дымный порох при взятии ранее неприступных замков рыцарей. Монголами была использована довольно простая, но в то же время эффективная технология. Они делали под стенами подкоп и закладывали туда пороховую мину. Взрываясь, это боевое оружие с легкостью пробивало брешь даже в самых толстых заграждениях.

В 1118 г. в Европе появились первые пушки. Они были применены арабами при захвате Испании. В 1308 г. пороховые пушки сыграли решающую роль при взятии Гибралтарской крепости. Тогда они были использованы испанцами, которые переняли это оружие у арабов. После этого изготовление пороховых пушек началось по всей Европе. Не стала исключением и Россия.

Получение пироксилина

Черным порохом вплоть до конца 19 в. заряжали мортиры и пищали, кремневые ружья и мушкеты, а также другое боевое оружие. Но при этом ученые не прекращали свои исследования по совершенствованию этого вещества. Примером тому могут служить опыты Ломоносова, который установил рациональное соотношение всех составляющих пороховой смеси. История помнит и о неудачной попытке замены дефицитной селитры на бертолетовую соль, которая была предпринята Клодом Луи Бертоле. Результатом этой замены послужили многочисленные взрывы. Бертолетовая соль, или хлорат натрия, оказалась очень активным окислителем.

Новая веха в истории пороходелия началась с 1832 г. Именно тогда французский химик А. Браконо впервые получил нитроклетчатку, или прироксилин. Это вещество является эфиром азотной кислоты и целлюлозы. В молекуле последней находится большое количество гидроксильных групп, которые и вступают в реакцию с азотной кислотой.

Свойства пироксилина были исследованы многими учеными. Так, в 1848 г. русскими инженерами А.А. Фадеевым и Г.И. Гессом было установлено, что это вещество по своей мощности в несколько раз превосходит изобретенный китайцами черный порох. Были даже попытки использования пироксилина для стрельбы. Однако они закончились неудачей, так как пористая и рыхлая целлюлоза имела неоднородный состав и горела с непостоянной скоростью. Попытки спрессовать пироксилин также закончились неудачей. Во время этого процесса вещество часто возгоралось.

Получение пироксилинового пороха

Кто изобрел бездымный порох? В 1884 г. французским химиком Ж. Вьелем на основе пироксилина было создано монолитное вещество. Это и есть первый в истории человечества бездымный порох. Для его получения исследователь использовал способность пироксилина увеличиваться в объеме, находясь в смеси спирта и эфира. При этом получалась мягкая масса, которую после прессовали, делали из нее пластины или ленты, а далее подвергали сушке. Основная часть растворителя при этом улетучивалась. Незначительный его объем сохранялся в пироксилине. Он продолжал функционировать как пластификатор.

Такая масса и является основой бездымного пороха. Ее объем в этом взрывчатом веществе составляет порядка 80-95 %. В отличие от ранее полученной целлюлозы пироксилиновый порох показал свою способность сгорать с постоянной скоростью строго по слоям. Именно поэтому его и до настоящего времени используют для стрелкового оружия.

Преимущества нового вещества

Белый порох Вьеля стал настоящим революционным открытием в области огнестрельного стрелкового оружия. И причин, объясняющих этот факт, было несколько:

1. Порох практически не давал дыма, тогда как используемое ранее взрывчатое вещество уже после нескольких произведенных выстрелов значительно сужало поле зрения бойца. От появляющихся клубов дыма при применении черного пороха могли избавить только сильные порывы ветра. Кроме того, революционное изобретение позволяло не выдавать позицию бойца.

2. Порох Вьеля позволял пуле вылететь с большей скоростью. Из-за этого ее траектория была более прямой, что значительно повышало точность стрельбы и ее дальность, которая составила порядка 1000 м.

3. В связи с большими характеристиками мощности, бездымный порох использовался в меньших количествах. Боеприпасы стали значительно легче, что позволило увеличить их количество при перемещении армии.

4. Снаряжение патронов пироксилином позволяло срабатывать им даже в мокром состоянии. Боеприпасы, в основе которых находился черный порох, обязательно должны были предохраняться от влаги.

Порох Вьеля прошел успешные испытания в винтовке Лебеля, которую тут же взяла на вооружение французская армия. Поспешили применить изобретение и другие европейские страны. Первыми из них были Германия и Австрия. Новое вооружение в этих государствах было введено в 1888 г.

Нитроглицериновый порох

Вскоре исследователями было получено новое вещество для боевого оружия. Им стал нитроглицериновый бездымный порох. Другое его название - баллистит. Основой такого бездымного пороха также являлась нитроцеллюлоза. Однако ее количество во взрывчатом веществе было снижено до 56-57 процентов. В качестве пластификатора в данном случае служил жидкий тринитроглицерин. Такой порох оказался очень мощным, и стоит сказать о том, что он до сих пор находит свое применение в ракетных войсках и артиллерии.

Пироколлодийный порох

В конце 19 в. свою рецептуру бездымного взрывчатого вещества предложил Менделеев. Русский ученый нашел способ, позволяющий получить растворимую нитроклетчатку. Ее он и назвал пироколлодием. Полученное вещество выделяло максимальное количество газообразных продуктов. Пироколлодийный порох прошел успешные испытания в орудиях различного калибра, которые были проведены на морском полигоне.

Однако не только в этом состоят заслуги Ломоносова перед военным делом и изготовлением пороха. В технологию производства взрывчатого вещества им было внесено важное усовершенствование. Ученый предложил обезвоживать нитроклетчатку не сушкой, а с помощью спирта. Это сделало производство пороха более безопасным. Кроме того, было повышено качество самой нитроклетчатки, так как при помощи спирта из нее вымывались менее стойкие продукты.

Современное использование

В настоящее время порох, который основан на нитроцеллюлозе, используется в современном полуавтоматическом и автоматическом оружии. В отличие от черного пороха он практически не оставляет в стволах орудий твердых продуктов сгорания. Это и позволило осуществлять автоматическую перезарядку оружия при использовании в нем большого количества подвижных механизмов и частей.

Различные разновидности бездымного пороха являются основной частью метательных взрывчатых веществ, которые применяются в стрелковом вооружении.Они имеют столь широкое распространение, что, как правило, слово «порох» подразумевает собой именно бездымный. Вещество, изобретенное древними китайскими алхимиками, используется только в сигнальных ракетницах, подствольных гранатометах и в некоторых патронах, предназначенных для гладкоствольного оружия.

Что касается охотничьей среды, то здесь принято использовать пироксилиновую разновидность бездымного пороха. Только иногда находят свое применение нитроглицериновые виды, но особой популярностью они не пользуются.

Состав

Из каких компонентов состоит взрывчатое вещество, применяемое в охотничьем деле? Состав бездымного пороха не имеет ничего общего с дымным его видом. В основном он состоит из пироксилина. Его во взрывчатом веществе находится 91-96 процентов. Кроме того, охотничий порох содержит в себе от 1,2 до 5 % таких летучих веществ, как вода, спирт и эфир. Для увеличения стойкости во время хранения сюда включено от 1 до 1,5 процентов стабилизатора дифениламина. Замедляют горение наружных слоев пороховых зерен флегматизаторы. Их в бездымном охотничьем порохе находится от 2 до 6 процентов. Незначительную часть (0,2-0,3%) составляют пламегасящие присадки и графит.

Форма

Пироксилин, используемый для производства бездымного пороха, обрабатывается окислителем, основу которого составляет спиртоэфирная смесь. В конечном итоге получается однородное желеобразное вещество. Полученная смесь подвергается механической обработке. В результате получают зерненную структуру вещества, цвет которого варьируется от желто-бурого до чисто черного. Порой в рамках одной партии возможен различный оттенок пороха. Для придания ему однородного цвета производится обработка смеси порошкообразным графитом. Этот процесс позволяет и нивелировать слипаемость зерен.

Свойства

Бездымный порох отличает способность равномерного газообразования и горения. Это, в свою очередь, при изменении размера фракции позволяет обеспечить контроль и отрегулировать процессы горения.

Среди привлекательных свойств бездымного пороха отмечают следующее:

Низкую гигроскопичность и нерастворимость в воде;
- больший эффект и чистоту, чем у дымного аналога;
- сохранение свойств даже при повышенной влажности;
- возможность просушки;
- отсутствие дыма после выстрела, который производится с относительно негромким звуком.

Однако стоит иметь в виду, что белый порох:

Выделяет при выстреле угарный газ, который опасен для человека;
- негативно реагирует на изменения температур;
- способствует более быстрому износу оружия из-за создания высокой температуры в стволе;
- должен храниться в герметичной упаковке в связи с вероятностью его выветривания;
- обладает ограниченным сроком хранения;
- может быть пожароопасен при высокой температуре;
- не используется в оружии, в паспорте которого указывается на это.

Старейший российский порох

Этим взрывчатым веществом снаряжают охотничьи патроны с 1937 г. Порох «Сокол» обладает достаточно большой мощностью, соответствующей разработанным мировым стандартам. Следует отметить, что состав этого вещества был изменен в 1977 г. Это было сделано из-за установления более строгих правил к данному виду взрывчатых элементов.

Порох «Сокол» рекомендуют для использования начинающим охотникам, предпочитающим производить самостоятельную зарядку патронов. Ведь это вещество способно простить им ошибку с навеской. Порох «Сокол» используется многими отечественными производителями патронов, такими как «Полиэкс», «Феттер», «Азот» и другие.

Бездымный порох

Охотничий бездымный порох «Сокол» (Россия)

Бездымный порох

Бездымный порох горит только по поверхности гранул, хлопьев или цилиндров - для краткости, гранул . Бóльшие гранулы сгорают медленнее и скорость их сгорания, также, контролируется специальным покрытием, мешающим горению, основная функция которого - регулировать более-менее постоянное давление на вращающуюся пулю или снаряд, ещё не покинувщие ствол орудия, что позволяет им достигать максимальной скорости.

Граве получил патент на это изобретение в 1926 году уже в другой стране - Советской России. Он получил 9 патентов, но как дворянину ему запретили заниматься разработкой реактивных снарядов и он занялся наукой. Главное артиллерийское управление (ГАУ) подтверждает его авторство в разработке пороха и снарядов для «Катюши ».

Применение

В наши дни порохи, основанные только на нитроцеллюлозе, известны как одноосновные, а кордитоподобные известны как двухосновные. Также был разработан трёхосновный кордит, обычно использовавшийся в больших пушках морских боевых кораблей , но нашедший своё применение и в танковых войсках.

Бездымный порох позволил произвести на свет современное полуавтоматическое и автоматическое оружие . Чёрный порох оставлял тонкий и вязкий налёт на стволах орудий, который был гигроскопичным и коррозивным, в то время как бездымный порох лишён этого отрицательного свойства, что позволило осуществлять автоматическую перезарядку оружия с использованием множества подвижных частей.

Одно- и двухосновные бездымные пороха в наше время составляют основную часть взрывчатых веществ, использующихся в огнестрельном оружии. Они настолько общеприняты, что большинство случаев использования слова «порох» относится именно к бездымному пороху, в частности, когда речь идёт о малоразмерном вооружении.

Нестабильность и стабилизация

Нитроцеллюлоза со временем разлагается с выделением кислотных составляющих, которые ускоряют дальнейший распад компонентов пороха. В процессе реакций разложения выделяется теплота, которой, в случае хранения большого количества пороха или слишком больших блоков взрывчатого вещества, может быть достаточно для самовоспламенения.

Одноосновные нитроцеллюлозные порохи наиболее подвержены разложению; двухосновные и трёхосновные разлагаются более медленно. Продукты распада могут вызвать коррозию металлов патронов и стволов оружия, поэтому для нейтрализации кислотных соединений в некоторые составы добавляют карбонат кальция .

Чтобы избежать накопления продуктов распада добавляют стабилизаторы, самым популярным из которых является 2-Нитродифениламин. Также применяют 4-нитродифениламин, N-нитрозодифениламин, N-метил-п-нитроанилин и дифениламин . Стабилизаторы добавляются в количествах порядка 0.5-2 % от общей массы состава; большие же количества могут ухудшить баллистические характеристихи пороха. Количество стабилизатора со временем уменьшается, что может привести к самовозгоранию, поэтому взрывчатые вещества должны периодически тестироваться на количество стабилизаторов.

Бездымные взрывчатые компоненты

Формула взрывчатого вещества может содержать различные активные и вспомогательные компоненты:

• Взрывчатые вещества:
  • Нитроцеллюлоза , активный компонент большинства бездымных порохов
  • Нитроглицерин , активный компонент двухосновных и трёхосновных составов
  • Нитрогуанидин, компонент трёхосновных составов
• Мягчители , делающие гранулы менее хрупкими
  • Polyester adipate (Полиэфир адипат?)
  • Dinitrotoluene (токсичен, канцероген, устаревший)
• Вяжущие вещества , поддерживающие форму гранул
• Стабилизаторы, предотвращают или тормозят самораспад
  • 2-Нитродифениламин
  • 4-нитродифениламин
  • N-нитрозодифениламин
  • N-methyl-p-nitroaniline
• Decoppering (удаляющие медь) добавки, препятствующие нарастанию медных остатков на стволах оружия
  • Олово и соединения, то есть Оксид олова
  • Висмут и соединения, то есть Оксид висмута, bismuth subcarbonate, нитрат висмута , bismuth antimonide; предпочитают соединения висмута, так как медь растворяется в расплавленном висмуте, образуя хрупкий и легко удаляемый сплав
  • Свинец - фольга и соединения. Не используются из-за токсичности
• Уменьшители вспышки - уменьшить яркость вспышки из ствола при выстреле
  • Сульфат калия (оба обладают недостатком - увеличивают количество выделяемого дыма)
• Добавки, умешьшающие износ ствола USA 16"/50 (40.6 cm) Mark 7
  • Полиуретановые пакеты на пороховых порциях в больших орудиях
• Другие добавки
  • Графит - смазка покрывающая гранулы с целью предотвратить их слипание и самовозгорание от искр статического электричества .
  • Карбонат кальция , нейтрализующий кислотные продукты распада

Свойства пороха сильно зависят от размера и формы его гранул. Поверхность гранул влияет на изменение их формы и скорость сгорания. Варьируя форму гранул можно повлиять на давление и кривую процесса сгорания пороха по времени.

Составы, сгорающие быстрее, дают большее давление при более высокой температуре, но также увеличивают износ стволов орудий.

Порох Primex содержит 0-40 % нитроглицерина, 0-10 % дибутилфталата, 0-10 % polyester adipate, 0-5 % канифоли, 0-5 % этилацетата, 0.3-1.5 % дифениламина, 0-1.5 % N-нитрозодифениламина, 0-1.5 % 2-нитрофениламина, 0-1.5 % нитрата калия, 0-1.5 % сульфата калия, 0-1.5 % оксида олова, 0.02-1 % графита, 0-1 % карбоната кальция, и остаток от 100 % - нитроцеллюлозы. USA smokeless powder manufacturer’s Material Safety Data Sheet

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Бездымный порох" в других словарях:

Сущ., кол во синонимов: 5 взрывчатка (232) коллоксилин (6) нитроклетчатка (5) … Словарь синонимов

бездымный порох - — Тематики нефтегазовая промышленность EN smokeless powder … Справочник технического переводчика

бездымный порох - bedūmis parakas statusas T sritis chemija apibrėžtis Parakas, kurio pagrindinis komponentas nitroceliuliozė. atitikmenys: angl. smokeless powder rus. бездымный порох … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

бездымный порох - bedūmis parakas statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Parakas, pagamintas iš celiuliozės nitratų (piroksilino, koloksilino) ir plastifikavimo tirpiklių, neišskiriantis dūmų; gali būti beliepsnis, lėtėjančiai ir greitėjančiai degantis. atitikmenys:… … Artilerijos terminų žodynas