Бездимний порох історія винаходу, склад, застосування
Порох є невід'ємним елементом, який використовується для спорядження набоїв. Без винаходу цієї речовини людство ніколи не дізналося б про вогнепальну зброю.
Але мало хто знайомий з історією появи пороху. А його, виявляється, винайшли зовсім випадково. Та й потім тривалий час застосовували лише для запуску феєрверків.
Поява пороху
Ця речовина була винайдена у Китаї. Точної дати появи димного пороху, який ще називається і чорним, не знає ніхто. Однак це сталося приблизно у 8 ст. до нашої ери. На той час імператорів Китаю дуже турбувало власне здоров'я. Вони хотіли жити довго і навіть мріяли про безсмертя. І тому імператори заохочували праці китайських алхіміків, які намагалися відкрити чарівний еліксир. Звичайно, всі ми знаємо про те, що чудотворної рідини людство так і не отримало. Однак китайці, виявляючи свою завзятість, проводили безліч дослідів, змішуючи при цьому різні речовини. Вони не втрачали надію виконати імператорське замовлення. Але часом випробування закінчувалися неприємними інцидентами. Один з них стався після того, як алхіміки змішали селітру, вугілля та деякі інші компоненти. Невідомий історії дослідник при випробуванні нової речовини отримав полум'я та дим. Винайдену формулу записали навіть у китайський літопис.
У 11 ст. була винайдена перша в історії порохова зброя. Це були бойові ракети, в яких порох спочатку спалахував, а потім відбувався його вибух. Використовували цю порохову зброю при облогах стін фортеці. Однак у ті часи воно чинило на противника більше психологічне, ніж вражаюча дія. Найпотужнішою зброєю,яке вигадали древні китайські дослідники, були глиняні ручні бомби. Вони вибухали й обсипали навкруги осколками черепків.
Підкорення Європи
З Китаю чорний порох почав розповсюджуватися по всьому світу. У Європі він народився 11 в. Його привезли сюди арабські купці, які продавали ракети для феєрверків. Застосовувати цю речовину з бойовою метою стали монголи. Вони використовували димний порох під час взяття раніше неприступних замків лицарів. Монголами була використана досить проста, але водночас ефективна технологія. Вони робили під стінами підкоп та закладали туди порохову міну. Вибухаючись, ця бойова зброя з легкістю пробивала пролом навіть у найтовстіших загородженнях.
Отримання піроксиліну
Чорним порохом до кінця 19 в. заряджали мортири та пищали, крем'яні рушниці та мушкети, а також іншу бойову зброю. Але при цьому вчені не припиняли свої дослідження щодо вдосконалення цієї речовини. Прикладом цього можуть бути досліди Ломоносова, який встановив раціональне співвідношення всіх складових порохової суміші. Історія пам'ятає і про невдалу спробу заміни дефіцитної селітри на бертолетову сіль, яку було зроблено Клодом Луї Бертоле. Результатом цієї заміни стали численні вибухи. Бертолетова сіль, або хлорат натрію, виявилася дуже активним окислювачем.
Нова віха в історії пароходелія почалася з 1832 р. Саме тоді французький хімік А. Браконо вперше отримав нітроклітковину, або прироксілін. Ця речовина є ефіром азотної кислоти та целюлози. У молекулі останньої знаходиться велика кількість гідроксильних груп, які вступають у реакцію з азотною кислотою.
Властивості піроксиліну були досліджені багатьма вченими. Так, 1848 р. українськими інженерами О.О.Фадєєвим та Г.І. Гессом було встановлено, що ця речовина за своєю потужністю у кілька разів перевершує винайдений китайцями чорний порох. Були навіть спроби використання піроксилину для стрілянини. Однак вони закінчилися невдачею, тому що пориста та пухка целюлоза мала неоднорідний склад і горіла з незмінною швидкістю. Спроби спресувати піроксилін також закінчилися невдачею. Під час цього процесу речовина часто спалахувала.
Отримання піроксилінового пороху
Хто винайшов бездимний порох? У 1884 р. французьким хіміком Ж. В'єлем на основі піроксиліну було створено монолітну речовину. Це і є перший історія людства бездимний порох. Для його отримання дослідник використав здатність піроксиліну збільшуватися в об'ємі, перебуваючи у суміші спирту та ефіру. При цьому виходила м'яка маса, яку після пресували, робили з неї пластини або стрічки, а далі сушили. Основна частина розчинника при цьому випаровувалася. Незначний його обсяг зберігався у піроксилині. Він продовжував працювати як пластифікатор.
Така маса є основою бездимного пороху. Її обсяг у цій вибуховій речовині становить близько 80-95%. На відміну від раніше отриманої целюлози, піроксиліновий порох показав свою здатність згоряти з постійною швидкістю строго по шарах. Саме тому його й досі використовують для стрілецької зброї.
Переваги нової речовини
Білий порох В'єля став справжнім революційним відкриттям у галузі вогнепальної стрілецької зброї. І причин, які пояснюють цей факт, було кілька:
1. Порох практично не давав диму, тоді як використовувана раніше вибухова речовина вже після кількох зроблених пострілів значно звужувала поле зору бійця. Від клубів, що з'являютьсядиму при застосуванні чорного пороху могли позбавити лише сильні пориви вітру. Крім того, революційний винахід дозволяв не видавати позицію бійця.
3. У зв'язку з великими характеристиками потужності, бездимний порох використовувався у менших кількостях. Боєприпаси стали значно легшими, що дозволило збільшити їх кількість при переміщенні армії.
4. Спорядження набоїв піроксилином дозволяло спрацьовувати їм навіть у мокрому стані. Боєприпаси, в основі яких був чорний порох, обов'язково повинні були захищатися від вологи.
Порох В'єля пройшов успішні випробування у гвинтівці Лебеля, яку відразу взяла на озброєння французька армія. Поспішили застосувати винахід та інші європейські країни. Першими були Німеччина і Австрія. Нове озброєння у цих державах було запроваджено 1888 р.
Нітрогліцериновий порох
Незабаром дослідники отримали нову речовину для бойової зброї. Ним став нітрогліцериновий бездимний порох. Інша його назва – балістіт. Основою такого бездимного пороху також була нітроцелюлоза. Однак її кількість у вибуховій речовині знижено до 56-57 відсотків. Як пластифікатор в даному випадку служив рідкий тринітрогліцерин. Такий порох виявився дуже потужним, і варто сказати про те, що він досі знаходить своє застосування у ракетних військах та артилерії.
Піроколодійний порох
Наприкінці 19 ст. свою рецептуру бездимної вибухової речовини запропонував Менделєєв. український вчений знайшов спосіб, що дозволяє отримати розчинну нітроклітковину. Її він і назвав піроколодієм. Отримана речовина виділяла максимальну кількість газоподібних продуктів. Піроколодійний порох пройшов успішні випробування в знаряддях різного калібру, які були проведені наморський полігон.
Однак у цьому полягають заслуги Ломоносова перед військовим справою і виготовленням пороху. До технології виробництва вибухової речовини їм було внесено важливе вдосконалення. Вчений запропонував зневоднювати нітроклітковину не сушінням, а за допомогою спирту. Це зробило виробництво пороху безпечнішим. Крім того, було підвищено якість самої нітроклітковини, оскільки за допомогою спирту з неї вимивалися менш стійкі продукти.
Сучасне використання
В даний час порох, який заснований на нітроцелюлозі, використовується в сучасній напівавтоматичній та автоматичній зброї. На відміну від чорного пороху він практично не залишає у стовбурах знарядь твердих продуктів згоряння. Це дозволило здійснювати автоматичну перезарядку зброї під час використання у ньому великої кількості рухомих механізмів і частин.
Що стосується мисливського середовища, то тут прийнято використовувати піроксиліновий різновид бездимного пороху. Лише іноді знаходять своє застосування нітрогліцеринові види, але особливої популярності вони користуються.
З яких компонентів складається вибухова речовина, яка застосовується у мисливській справі? Склад бездимного пороху немає нічого спільного з димним його видом. В основному він складається з піроксиліну. Його у вибуховій речовині перебуває 91-96 відсотків. Крім того, мисливський порох містить у собі від 1,2 до 5 % таких летких речовин, як вода, спирт та ефір. Для збільшення стійкості під час зберігання сюди включено від 1 до 1,5 відсотка стабілізатора дифеніламіну. Уповільнюють горіння зовнішніх шарів порохових зерен флегматизатори. Їх у бездимному мисливському пороху знаходиться від 2 до 6 відсотків. Незначну частину (0,2-0,3%) складають полум'яні присадки і графіт.
Піроксилін,використовується для виробництва бездимного пороху, обробляється окислювачем, основу якого становить спиртоефірна суміш. Зрештою виходить однорідна желеподібна речовина. Отримана суміш піддається механічній обробці. В результаті одержують зерняну структуру речовини, колір якої варіюється від жовто-бурої до чисто чорної. Часом у межах однієї партії можливий різний відтінок пороху. Для надання йому однорідного кольору проводиться обробка суміші порошкоподібним графітом. Цей процес дозволяє і нівелювати слипання зерен.
Бездимний порох відрізняє здатність рівномірного газоутворення та горіння. Це, у свою чергу, за зміни розміру фракції дозволяє забезпечити контроль та відрегулювати процеси горіння.
Серед привабливих властивостей бездимного пороху відзначають таке:
- низьку гігроскопічність і нерозчинність у воді; - більший ефект і чистоту, ніж у димного аналога; - збереження властивостей навіть при підвищеній вологості; - можливість просушування; - відсутність диму після пострілу виробляється з відносно тихим звуком.
Однак варто мати на увазі, що білий порох:
- виділяє при пострілі чадний газ, який небезпечний для людини; - негативно реагує на зміни температур; зв'язки з ймовірністю його вивітрювання; - має обмежений термін зберігання; - може бути пожежонебезпечний при високій температурі;
Найстаріший український порох
Цією вибуховою речовиною споряджають мисливські патрони з 1937 р. Порох «Сокіл» має досить великийпотужністю, що відповідає розробленим світовим стандартам. Слід зазначити, що склад цієї речовини було змінено у 1977 р. Це було зроблено через встановлення більш строгих правил до цього виду вибухових елементів.