Порох и пули К XVII веку перешли и к более эффективному виду пороха. Прежний, измельченный в пыль, в сырую погоду быстро вписывал влагу, слипался да и вообще горел неравномерно, причем несгоревшие частицы то и дело забивали ствол и затравочное отверстие. Тогда из пороховой

"Кто тебе мешает выдумать порох непромокаемый?.." Говорят, изобретение черного пороха произошло чисто случайно. Много веков тому назад это сделали древние китайцы. Как то было, никто уж не помнит, но известно, что еще более двух тысяч лет тому назад они использовали порох

Как изобрели колесо? Если вы попадете на необитаемый остров и вам нужно перетащить что-то с одного места на другое, что вы намерены делать? Тащить! В древние века человеческие мышцы были единственным средством перемещения. Человек сам был своим собственным «вьючным

Где изобрели велосипед? Крутя руль велосипеда, мы даже и не подозреваем, что он существует уже целое тысячелетие.Ученые утверждают, что в Древнем Египте был двухколесный механизм, который приводился в движение ногами ездока. Но официальной датой появления велосипеда

Когда изобрели арбалет? Одним из древнейших видов оружия является лук. Арбалет – это тот же лук, только его тетива натягивается механически. Первый арбалет был изобретен около 1050 года во Франции. Стрела, выпущенная из арбалета, могла улететь на 305 метров и более.Арбалет –

Типы бездымного пороха включают кордит , баллистит и, традиционно, белый порох (англ. Poudre B ). Они классифицируются на одноосновный, двухосновный и трёхосновный.

Описание

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.

В 1895-1896 годах «Морской сборник» печатает две большие статьи Д. И. Менделеева под общим заголовком «О пироколлодийном бездымном порохе», где особо рассматривается химизм технологии и приводится реакция получения пироколлодия. Характеризуется объём газов, выделяемых при его горении, последовательно и подробно рассматривается сырьё. Д. И. Менделеев, скрупулёзно сравнивая по 12 параметрам пироколлодийный - с другими порохами, демонстрирует его неоспоримые достоинства, прежде всего - стабильность состава, гомогенность, отсутствие «следов детонации».

Желатиновый порох

Применение

В наши дни пороха, основанные только на нитроцеллюлозе, известны как одноосновные, а кордитоподобные известны как двухосновные. Также были разработаны трёхосновные кордиты (Cordite N и NQ) с добавкой нитрогуанидина , изначально использовавшиеся в больших пушках морских боевых кораблей , но нашедшие своё применение и в танковых войсках, а ныне использующиеся и в полевой артиллерии. Основное преимущество трехосновных порохов, по сравнению с двухосновными, состоит в существенно более низкой температуре пороховых газов при аналогичной эффективности. Перспективы дальнейшего использования порохов, содержащих нитрогуанидин, связаны с авиационными и зенитными орудиями малого калибра, имеющими высокий темп стрельбы.

Бездымный порох позволил произвести на свет современное полуавтоматическое и автоматическое оружие . Чёрный порох оставлял большое количество твердых продуктов (40-50% от массы пороха) в стволах орудий. Основные твердые продукты сгорания дымного пороха, полисульфиды (K2Sn, где n=2-6) и сульфид калия (K2S), притягивают влагу и гидролизуются до калийной щелочи и сероводорода. При сгорании бездымных порохов образуется не более 0,1 - 0,5% твердых продуктов, что позволило осуществлять автоматическую перезарядку оружия с использованием множества подвижных частей. Стоит учесть, что продукты сгорания всех бездымных порохов содержат много оксидов азота, что повышает их корродирующее действие на металл оружия.

Одно- и двухосновные бездымные пороха в наше время составляют основную часть метательных взрывчатых веществ, использующихся в стрелковом оружии. Они настолько распространены, что большинство случаев использования слова «порох» относится именно к бездымному пороху, в частности, когда речь идёт о ручном огнестрельном оружии и артиллерии. Дымные пороха используются в качестве МВВ только в подствольных гранатометах , сигнальных ракетницах и некоторых патронах для гладкоствольного оружия.

В некоторых случаях, например, в ряде кустарных ручных гранат и импровизированных артиллерийских снарядов, бездымный порох может использоваться и в качестве бризантного взрывчатого вещества, для чего плотность заряжания доводят до величины, соответствующей детонации , и используют мощные детонаторы. В отличие от многих взрывчатых веществ, для использования бездымного пороха не обязателен капсюль-детонатор , вполне достаточно любого воспламенителя. Эффективность использования бездымных порохов в качестве БВВ, в случае воспламенения, сравнима с эффективностью использования минного дымного пороха. При использовании мощных детонаторов (на практике не менее 400-600 гр. ТНТ) эффективность находится на уровне большинства индивидуальных БВВ .

Нестабильность и стабилизация

Нитроцеллюлоза со временем разлагается с выделением оксидов азота, которые катализируют дальнейший распад компонентов пороха. В процессе реакций разложения выделяется теплота, которой, в случае длительного хранения большого количества пороха или хранения пороха при высоких температурах (на практике, выше 25°С), может быть достаточно для самовоспламенения.

Одноосновные нитроцеллюлозные пороха наиболее подвержены разложению; двухосновные и трёхосновные разлагаются более медленно, что связано с более высоким содержанием стабилизаторов химической стойкости и их более равномерным распределением в объеме пороха, так как нитроглицерин и другие пластификаторы способствуют переводу нитроцеллюлозы в состояние однородного пластика. Кислотные продукты химического распада (главным образом, оксиды азота, азотистая и азотная кислоты) энергонасыщенных компонентов пороха могут вызвать коррозию металлов гильзы, пули и капсюля снаряженных боеприпасов или металлов упаковки пороха при отдельном хранении последнего.

Чтобы избежать накопления в составе пороха кислотных продуктов распада, добавляют стабилизаторы , самыми популярными из которых являются дифениламин и центролиты (№1 и №2). Также применяют 4-нитродифениламин , N-нитрозодифениламин и N-метил-п-нитроанилин . Стабилизаторы добавляются в количествах порядка 0,5-2 % от общей массы состава; большие же количества могут несколько ухудшить баллистические характеристики пороха за счет смещения кислородного баланса. Количество стабилизатора со временем уменьшается за счет расходования на реакции с кислотными продуктами разложения пороха, что может привести к самовозгоранию, поэтому взрывчатые вещества должны периодически тестироваться на количество стабилизаторов. Повышение содержания стабилизаторов химической стойкости способствует увеличению продолжительности хранения любых метательных ВВ, но снижает баллистические качества порохового заряда.

Бездымные взрывчатые компоненты

В состав разных сортов пороха могут входить различные активные и вспомогательные компоненты:

• Взрывчатые вещества:
  • Нитроцеллюлоза , активный компонент большинства бездымных порохов
  • Нитроглицерин , активный компонент двухосновных и трёхосновных составов
  • Нитрогуанидин , компонент трёхосновных составов
  • Ацетилцеллюлоза , добавляется для увеличения дульной энергии и скорости пули

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.

БЕЗДЫМНЫЙ ПОРОХ . До 19 в. пользовались в качестве взрывчатого вещества селитро-серо-угольным порохом, который иначе называется дымным. 19 век ознаменовался открытием и изобретением целого ряда новых взрывчатых веществ, среди них важнейшее место должно быть отведено пироксилину - основному веществу. Нитроклетчатка впервые была получена в 1832 г. французузским химиком Браконно действием крепкой азотной кислоты на лен, крахмал и древесные опилки. В 1846 г. Шенбейн (Швейцария) при действии на хлопок смесью азотной и серной кислот получил постоянную по своим химическим свойствам нитроклетчатку, которая была названа благодаря своим взрывчатым свойствам пироксилином . В 1872 г. Волькман впервые применил спиртоэфирный растворитель для обработки пироксилиновых зерен из ольховой древесины. В 1884 г. во Франции инженер Вьель открыл способ изготовления бездымного пироксилинового пороха, баллистические свойства которого дали возможность применить его к орудиям всех калибров и заменить им в военном деле все существовавшие черные пороха; он применил спиртоэфирный растворитель для желатинизации пироксилина в пластичную массу, из которой путем прессования получил пороховые ленты различной толщины в зависимости от назначения пороха, т. е. калибра и длины орудия.

Отсутствие дыма при стрельбе, хотя и предвиделось Вьелем, но при разработке пороха он не задавался этой целью, и бездымность пироксилинового пороха явилась еще дополнительным весьма ценным качеством наряду с другими физико-химическими преимуществами этого пороха. Скоро в России, а также в Германии, Англии, Австрии и Италии, был принят на вооружение сначала чисто пироксилиновый порох, а затем некоторые государства стали применять нитроглицерино-пироксилиновый порох; последний в 1887 г. был предложен Альфредом Нобелем под названием баллистита , изготовлявшегося из равных частей растворимого пироксилина и нитроглицерина. В 1889 г. английский химик Абель и профессор Дьюар предложили другой тип нитроглицерино-пироксилинового пороха, названный кордитом, который изготовляется из нерастворимого пироксилина, растворителя для него - ацетона , нитроглицерина и вазелина; последний добавляется для понижения температуры разложения пороха с целью уменьшения разгара канала орудия. В последние 10-20 лет в состав бездымного пороха (пороховую массу) стали вводить различные примеси: 1) для увеличения стойкости, или химической прочности, - дифениламин и другие химические вещества, 2) для беспламенности выстрела - централит, вазелин и др. Для увеличения прогрессивности горения пороховые зерна с поверхности обрабатываются камфорой, динитротолуолом и централитом, которые в пороходельной технике называются флегматизаторами . В России опыты по выработке образцов бездымного пороха были начаты с конца 1887 г. на Охтенском пороховом заводе. К концу 1889 года был получен вполне удовлетворительный образчик винтовочного пороха. Материалом для его изготовления служил нерастворимый пироксилин, и в качестве растворителя был взят ацетон. С 1890 года на указанном заводе была установлена валовая фабрикация бездымного пороха пластинчатого типа, принятого во Франции, для изготовления которого бралась смесь двух сортов пироксилинов: одного - нерастворимого №1, или «А», с содержанием азота от 12,91 до 13,29%, а другой - растворимый, № 2, или «В», с содержанием азота от 11,91 до 12,29%. В качестве растворителя была принята спиртоэфирная смесь, составляемая из 1 части этилового спирта и 2 частей серного эфира. Нерастворимый пироксилин № 1 заводского изготовления содержит нитроклетчаток, растворимых в спиртоэфирной смеси, от 3 до 7%, а заводский пироксилин № 2 содержит их от 94 до 97%. Нельзя обойти молчанием изыскания нашего ученого Д. И. Менделеева, который в 1890 г. предложил особый вид нитроклетчатки, названный им пироколлодием, с содержанием азота от 12,5 до 12,75%. Этот тип пироксилина растворяется в избытке спиртоэфирной смеси (1 ч. спирта и 2 ч. эфира), «как сахар в воде», т. е. без разбухания, а в количествах, необходимых для пороходелия, дает вполне желатинированную массу. Технические преимущества менделеевского пироксилина в свое время артиллерийским ведомством не были признаны достаточными для замены им двух типов заводских пироксилинов - № 1 и № 2, тогда как Америка установила и ввела у себя для фабрикации бездымного пороха изготовление пироксилина именно менделеевского типа. Для флота бездымные пороха изготовлялись из пироксилина пироколлодийного типа, удовлетворявшего следующим основным требованиям: содержание азота 12,92% ±0,05% и растворимость в спиртоэфирной смеси 87% ±5%. Таким образом пироксилиновый бездымный порох представляет собою вещество коллоидного строения, получаемое из пироксилина путем обработки его спиртоэфирным растворителем. Благодаря действию растворителя пироксилин превращается в тестообразную массу, которая при помощи гидравлического пресса выпрессовывается через отверстия пороховой матрицы и приобретает в зависимости от формы отверстия вид ленты, трубки или цилиндра с несколькими каналами. До мировой войны обычной формой пушечного пороха являлась либо лента той или иной длины, либо длинная полая трубка. Что касается ружейного пороха, то для него такой формой являлась 4-угольная пластинка. Во время мировой войны вошел в широкое употребление порох, принятый в США, имеющий вид небольших цилиндриков с известным количеством отверстий. В зависимости от баллистических требований артиллерийской системы пороха изготовляются различной величины и отличаются гл. обр. толщиной горящего слоя. Каждый сорт пороха обозначается буквами, характеризующими его назначение.

Свойства пироксилиновых бездымных порохов :

1) Бездымные пороха благодаря коллоидальному строению обладают способностью в канале огнестрельного оружия гореть прогрессивно, параллельными слоями, и этим они отличаются от взрывчатых веществ, разлагающихся почти мгновенно, т. е. обладающих бризантными свойствами. Время полного сгорания пороха в канале оружия и, следовательно, баллистические качества пороха зависят в значительной степени от формы его, т. е. от толщины лент, толщины стенок трубок и толщины «сводов» порохов американского типа. Ширина лент определяется удобствами изготовления и пользования порохами; наружный диаметр трубок и порохов зерненых (американского типа) находится в зависимости от толщины горящего слоя и устанавливается специальными опытами. Длина ленточного и трубчатого порохов устанавливается равной полной длине каморы или кратной ей, чем достигается возможность назначения одной марки к разным орудиям, отличающимся длиной каморы. Для порохов американского типа (с 7 каналами) установлены следующие соотношения размеров: диаметр канала должен равняться 0,5 толщины горящего свода, наружный диаметр зерна - 5,5 толщинам свода, а длина зерна - 12 толщинам свода. 2) Цвет бездымного пороха – темно-желтый, переходящий в коричневый, напоминающий цвет столярного клея. Зеленовато-серый, темно-серый или даже темно-зеленый цвет, в который иногда окрашен порох, происходит от дифениламина, вводимого в порох для увеличения химической стойкости. Пороха с более тонкими лентами, трубками и зернами светлее и прозрачнее порохов большей толщины. Прозрачность и цвет пороха зависят от условий обработки на различных пороховых заводах и на свойства пороха не влияют. В незначительном количестве встречаются ленты, трубки и зерна с грязно-беловатым отливом; на некоторых лентах и трубках можно заметить узкие полоски беловатого цвета или маленькие вкрапленные комочки нежелатинированного пироксилина и других случайных примесей, например, кусочков дерева. При рассматривании на свет в некоторых лентах, а также и в трубках, молено заметить круглые или продолговатые темные пятна, представляющие собою пузырьки воздуха, не вытесненного при прессовании. Перечисленные недостатки в порохе в небольших размерах не имеют влияния на химические и баллистические качества его. 3) Пироксилиновый бездымный порох обладает твердостью и упругостью рогового вещества, поэтому почти не подвержен перетиранию в пыль, - большое преимущество по сравнению с дымным порохом. Ленты и трубки пороха обладают значительной упругостью и при изгибании их далее некоторого предела дают роговидный излом грязно-серого цвета. 4) В готовом бездымном порохе заключается различное %-ное содержание летучих веществ: остатки растворителя, не удаленные из пороха вымочкой в воде и сушкой, а также влажность, втянутая порохом из атмосферного воздуха. Гигроскопичность бездымного пороха вообще весьма мала, нормальным содержанием влажности считают 1,3-1,5%. При неблагоприятных условиях хранения во влажном воздухе, в негерметической укупорке порох может втянуть до 2,5-3% влаги, которая легко выделяется из него на сухом воздухе. Увеличение влаги делает порох медленнее горящим, уменьшает начальную скорость и дальность полета снаряда; уменьшение влаги повышает скорость горения и начальную скорость снаряда и увеличивает давление пороховых газов в канале орудия, что весьма нежелательно во избежание опасных давлений. Количество летучих веществ, которое должно содержаться в каждом сорте пороха при сдаче его на службу, строго определяется нормами, установленными для приемки бездымных порохов. Во избежание изменения в порохе летучих веществ, бездымный порох и изготовленные из него заряды должны храниться в герметической укупорке. 5) Удельный вес пироксилинового пороха - от 1,550 до 1,630 и зависит от содержания в порохе летучих веществ. 6) Все бездымные пороха сгорают целиком в газы и водяные пары. Продукты горения пироксилиновых порохов: окись углерода, углекислый газ, водород , азот, водяной пар и небольшое количество метана. Состав различных сортов бездымного пороха выражается формулой: C 24 H 30 O 10 (NO 3) 10 +kC 3 H 8 O, где С 3 Н 8 О отвечает неудаляемому сушкой растворителю, а k- переменный коэффициент; например, в пластинах толщиной около 2 мм k = 0,87. Разложение пороха при этом значении k в бомбе при плотности заряжания (см. Баллистика) около 0,02 выражается уравнением:

C 24 H 30 O 10 (NO 3) 10 + 0,87С 3 Н 8O =

=5CO 2 + 21,41CO + 9,42H 2 + 5N 2 + 9,06H 2 O.

Если через р обозначить количество остаточного растворителя на 100 ч. сухой массы и принять во внимание величины, характеризующие пироколлодий, то для различных сортов пироколлодийных порохов получится следующая зависимость:

Эти формулы могут служить для приближенных расчетов до р = 5. Горение бездымного пороха на открытом воздухе происходит спокойно, без взрыва, причем были случаи сгорания без взрыва даже весьма значительных масс пороха, доходивших до нескольких десятков тысяч кг. От действия детонатора из сильно взрывчатого вещества бездымный порох взрывает и детонирует всей своей массой. При сильном трении или ударе бездымный порох воспламеняется, поэтому следует избегать резких движений, так как наблюдались случаи воспламенения тяжелых зарядов, например, при продвижении их по лабораторному столу. Особенно чувствительна к трению и удару пыль от бездымного пороха, которая представляет собою нитроклетчатку и обладает свойствами сухого пироксилина. Характер горения пороха совершенно меняется с увеличением давления, под которым сгорает порох, - чем оно больше, тем энергичнее происходит сгорание. В канале орудия в первые моменты горение идет медленно, прогрессивно возрастая от увеличения давления пороховых газов. Чем больше плотность заряжания, тем выше давление газов, а, следовательно, тем больше скорость горения пороха. 7) Винтовочный пироксилиновый бездымный порох, обозначенный маркой В и принятый для 3-линейной винтовки образца 1891 г., в виде прямоугольных пластинок длиной 1,7-1,8 мм, шириной 1,2-1,7 мм и толщиной 0,36-0,38 мм при заряде 2,40 г должен был сообщать пуле (тупоголовой) весом 13,75 г начальную скорость 615±5 м/сек при среднем давлении пороховых газов в 2500 atm. После прессования и сушки этот порох никаким дополнительным обработкам не подвергался и имел желтый цвет, свойственный пироксилиновому пороху. В 1908 году в России был выработан новый сорт винтовочного пироксилинового бездымного пороха, обозначенный маркой ВЛ. При заряде около 3,20 г он сообщал остроконечной пуле весом в 9,5 г начальную скорость 850-865 м/сек при среднем давлении пороховых газов не более 2750 atm.

Гравиметрическая плотность для этого пороха устанавливалась в 0,800-0,820, а вес заряда не мог быть больше произведения гравиметрической плотности на коэффициент 4,0, где 4,0 - объем гильзы в см 3 . Порох ВЛ изготовлялся пластинчатого типа с размером зерен: длиной 1,5-1,8 мм, шириной 1,2-1,5 мм, толщиной 0,31-0,33 мм. Для увеличения прогрессивности горения порохового зерна порох после прессования и резки вымачивался и сушился до минимального содержания в нем летучих веществ, а затем обрабатывался в специальных барабанах камфорным раствором и полировался графитом, отчего на поверхности приобретал блестящий черный цвет. Такая обработка порохового зерна с целью замедления скорости горения или уменьшения нарастания давления пороховых газов (в первые моменты) называлась по заводской терминологии «флегматизацией». Микроскопическое исследование флегматизированного пластинчатого пороха показало, что для удовлетворения инструкционным баллистическим нормам глубина проникновения камфорного раствора должна быть около 5% толщины порохового зерна, причем колебания допустимы в очень узких пределах.

На фиг. 5 показан порох ВЛ при 4-кратном линейном увеличении. На микрофотографическом снимке фиг. 1 (произведенном при 35-кратном линейном увеличении) показан поперечный разрез порохового зерна, подготовленного к обработке раствором флегматизатора. Рваные края характеризуют неудовлетворительность резки, но этот недостаток при последующих обработках - флегматизации и полировке - в значительной степени устраняется, ибо отколы и заусенцы стираются и сглаживаются. На фиг. 2 и 3 (снимки получены при 35- и 70-кратном линейном увеличении) показан поперечный разрез флегматизированного зерна ВЛ, удовлетворяющего баллистическим требованиям. На снимке фиг. 4 (полученном при 35-кратном линейном увеличении) - поперечный разрез пороха перефлегматизированного, не удовлетворяющего баллистическим требованиям. Порох с американской формой зерна - цилиндрик с одним каналом - показан на фиг. 6 (при 7-кратном линейном увеличении). Размер зерна: длина 2,15 мм, диаметр канала 0,17 мм, толщина свода 0,3 мм, гравиметрическая плотность 0,900. Американский порох ВЛ флегматизирован динитротолуолом (травелин), но можно флегматизировать также камфорным раствором. 8) Пироксилиновый бездымный порох для револьверов и пистолетов д. б. быстро сгорающим, чтобы в коротких каналах этого оружия не оставалось несгоревших зерен. Размер зерна пластинчатого типа: толщина 0,10 мм, сторона квадрата 1,25 мм. 9) Холостой бездымный порох. При дымном порохе не было никаких затруднений в изготовлении зарядов для холостой стрельбы. Скорость горения его при атмосферном давлении настолько велика, что холостой заряд быстро превращался в газы и производил звук, сходный со звуком боевого выстрела. Пироксилиновый порох при малых давлениях горит весьма медленно, и, чтобы получить звучный холостой выстрел при зарядах бездымного пороха, приходится прибегать к искусственным мерам для повышения давления газов в первые моменты по воспламенении заряда. Необходимое повышение давлений достигается принятием пыжа, заменяющего снаряд боевого выстрела, и назначением для холостой стрельбы очень быстро сгорающего сорта пороха, т. е. тонкого. Благодаря малой толщине пластинок и незначительному содержанию летучих веществ холостой порох скорее теряет свою химическую стойкость, чем боевой порох, а, следовательно, продолжительность служебной пригодности у холостого пороха вообще менее, чем у боевого. Служебная годность бездымного холостого пороха в отношении его химической стойкости определяется путем контрольных испытаний через каждые 2 года. 10) Бездымный порох под влиянием повышенных температур разлагается: нитроклетчатка, из которой он изготовлен, начинает разнитровываться с выделением окислов азота. В первичных стадиях разложение пороха идет очень медленно, и нет никаких внешних признаков порчи. При сильной порче на порохе появляются светлые, лимонно-желтые пятна, иногда прозрачные на свет, и если разломить пороховую ленту или трубку на месте пятна, то можно ощутить запах окислов азота. С такими признаками разложения порох опасен для дальнейшего хранения и д. б. немедленно изъят со службы. При температуре в 165° разложение пороха происходит почти мгновенно, и он воспламеняется; при 110° химическая стойкость пороха значительно понижается уже через 50 часов нагревания, а затем начинается энергичное разложение с выделением бурых паров окислов азота. При температуре около 75° порох выдерживает непрерывное нагревание до начала энергичного разложения в течение нескольких недель, а при 40° - в течение многих месяцев. При температурах не выше 31,2° (25° R) в условиях служебного хранения в войсковых частях и порохохранилищах продолжительность его службы до порчи определяется многими годами (12-25 лет). Опыт долголетнего хранения порохов показал, что хорошо изготовленный порох можно скоро испортить при хранении его в негерметической укупорке, при повышенных температурах, в сырых помещениях и укладкой его в грязную укупорку. В виду того, что испорченный порох с сильно пониженной химической стойкостью может при хранении воспламениться, то все малостойкие пороха должны своевременно удаляться из хранилищ, для чего установлен постоянный контроль всех партий порохов, от которых через определенные промежутки времени берут образцы для химических испытаний.

Нитроглицериновые бездымные пороха изготовляются из смеси нитроклетчатки с нитроглицерином и бывают двух типов. К первому д. б. отнесены пороха, в которых нитроклетчатка (пироксилин) обладает свойством растворяться в нитроглицерине, - баллистит и филит. Ко второму типу относятся пороха, в которых нитроклетчатка (пироксилин) имеет более высокий азот, но обладает неполной растворимостью, почему для получения хорошей желатинизации является необходимым вводить добавочный растворитель (например, ацетон), удаляемый при последующей обработке порохов; к ним относятся кордит, соленит и некоторые сорта германских нитроглицериновых порохов. Изготовление пороховой нитроглицерино-пироксилинной массы производится путем смешения указанных выше составных частей при нагревании и вальцевании массы горячими вальцами (50-60°) в листы, которые режутся на пластинки или кубики (баллистит), или же порох выпрессовывается из пресса в виде струн или трубок (филит, кордит и другие). Нитроглицериновые пороха хорошей желатинизации представляют собою вполне однородную упругую массу светло- и темно-коричневого цвета. Баллиститы и кордиты не обладают твердостью пироксилиновых порохов и довольно легко режутся ножом. Главнейшее преимущество нитроглицериновых порохов по сравнению с пироксилиновыми заключается в том, что они имеют большую силу, т. е. при одинаковых по весу зарядах дают большие начальные скорости. Но в то же время они значительно изнашивают канал огнестрельного орудия, давая сильное выгорание металла. Для увеличения срока службы орудий оказалось необходимым уменьшить количество нитроглицерина и вводить примеси (например, вазелин), понижающие температуру разложения пороха.

В последнее 15-летие в западноевропейских государствах выработано много других сортов нитроглицериновых порохов с значительно меньшим содержанием нитроглицерина, изготовляемых на различных растворителях. Представителями порохов, имеющих в своем составе нитроуглеводородные соединения, являются: «пластоменит», состоящий из 68% нитроклетчатки, 13% тринитротолуола, 6% динитротолуола и 13% бариевой селитры, и «индюрит», предложенный в Америке. Этот сорт пороха (индюрит) изготовляется из нерастворимого пироксилина с высоким содержанием N желатинируемого нитробензолом. Масса подвергается прокатке между вальцами, режется на зерна и обрабатывается горячей водой для удаления большей части растворителя, после чего порох высушивается. Вследствие значительных технических неудобств изготовления бездымных порохов на летучих растворителях еще за несколько лет до мировой войны производились опыты по применению для желатинизации нелетучих твердых растворителей, причем в качестве последних испытывались: тринитротолуол, централиты (производные мочевины), ортони-трофенил-нитрометан или изомер динитротолуола и др. Важнейшая задача бездымного пороходелия - усиление химической прочности бездымного пороха. С течением времени, определяемым иногда десятками лет, бездымные пороха переходят в состояние разложения, которое при неблагоприятных условиях может перейти в бурную реакцию с таким выделением тепла, что возможно самовоспламенение пороха. Это обстоятельство требует весьма тщательного наблюдения за условиями изготовления как пироксилина, так и пороха во избежание принятия на службу недоброкачественного пороха и, кроме того, строжайшего химического контроля за его состоянием. Небрежное отношение к столь важному вопросу и отсутствие надлежащего контроля приводят к катастрофам, подобным гибели французских броненосцев: в 1907 г. - «Jena», а в 1911 г. - «Liberte». С целью замедления процессов разложения нитроклетчатки и нитроглицерина в состав бездымного пороха вскоре после его изобретения стали вводить различные примеси, например: амиловый спирт , мочевину, ее производные, касторовое масло, анилин , вазелин и др., получившие название «стабилизаторов». В 1907-08 гг. химиком Охтенского порохового завода В. А. Яковлевым в качестве стабилизатора был предложен дифениламин, который показал наилучшие результаты и был принят во всех государствах. Введенный в пороховой состав в количестве 0,5-2%, он поглощает окислы азота, выделяющиеся при саморазложении, давая прочные нитропроизводные, не действующие на порох. Для предохранения бездымных порохов от неблагоприятных влияний с целью сохранения их физико-химических и баллистических качеств они хранятся в герметической укупорке, в порохохранилищах, обеспечивающих от резких температурных колебаний, для чего, например, на судах устанавливаются холодильные машины и вентиляция.