Загальна характеристика вибухових речовин
Основними вимогами до ВР є:
2. Раціональні межі чутливості до зовнішніх впливів, які забезпечують, з одного боку, безпеку у службовому зверненні, з другого боку, — легкість порушення вибуху.
3. Достатня фізична та хімічна стійкість в умовах тривалого зберігання (до десяти і більше років).
Залежно від фізико-хімічних властивостей та бойового застосування у боєприпасах вибухові речовини поділяються на ініціюючі, бризантні, метальні (порохи), піротехнічні склади.
Ініціюючі ВР основним видом вибухового розкладання мають детонацію, швидкість їхнього розкладання знаходиться в межах 4500-5000 м/с. Це ВР, що мають дуже високу чутливість до всіх видів початкових імпульсів: удару, нагрівання, тертя.
Зазначені особливості ініціюючих ВР роблять їх найбільш придатними для збудження вибуху інших ВР, які мають меншу чутливість до початкових імпульсів. Тому ініціюючі ВР застосовуються в капсулях-запальниках і капсулях-детонаторах, які дають початковий імпульс для займання зарядів, вибуху зарядів ВР (артилерійського снаряда, бойової частини ракети, бойових зарядних відділень торпед, мін та ін.). Основними представниками групи інфікуючих ВР є гримуча ртуть, азид свинцю та ТНРС (тринітрорезорцинат свинцю або стифнат свинцю).
Бризантними (або подрібнюючими) називають вибухові речовини, основним видом вибухового розкладання яких є вибух і детонація, Бризантні ВР мають швидкість вибухового розкладання в межах 6000—9000 м/с, але мають значно меншу чутливістю до зовнішніх впливів, ніж ініціюючі. Внаслідок цього вони менш небезпечні в користуванні і застосовуються вяк розривні заряди артилерійських снарядів, глибинних і авіаційних бомб, бойових зарядних відділень мін і торпед, бойових частин ракет і т.д.
Детонація бризантних ВР збуджується зазвичай за допомогою капсуля-детонатора (КД). Однак для деяких зарядів бризантних ВР навіть вибухового імпульсу від капсуля-детонатора недостатньо. Щоб викликати детонацію таких бризантних зарядів ВР, у підривному пристрої застосовують капсуль-детонатор спільно з детонатором (Д), виготовленим з бризантного ВР, більш чутливого, ніж ВР основного розривного заряду. У зарядів великих розмірів застосовують додаткові детонатори (ДД) з чутливішого бризантного ВР, що встановлюються всередині основного розривного заряду. Схема збудження вибуху заряду бризантних ВР від накольного капсуля запалювача (KB), за допомогою капсуля-детонатора (КД), детонатора (Д) та додаткового детонатора (ДД) показана на рис. 1.
У спорядженні бойових частин ракет найбільшого застосування знайшли бризантні ВР: тротил, тетрил, гексоген. Тротил і гексоген найчастіше використовуються у сумішах різного складу.
Тротил (тринітротолуол - ТНТ)- це речовина світло-жовтого або жовтого кольору, що має високу хімічну стійкість, з металами практично не взаємодіє. У невеликій кількості тротил спалює спокійно, але при горінні великої кількості можливий вибух. При прострілі бронебійними та бронебійно-запальними кулями зазвичай відбувається вибух з місцевим розривом оболонки та частковим викидом ВР. Вибух, зазвичай, у разі не перетворюється на детонацію. Порівняно мала чутливість до механічних впливів дозволяє використовувати тротил у всіх видах боєприпасів у чистому вигляді та у поєднаннях з іншими ВР.
Тетрилзастосовується для спорядженнядетонаторів підривників, а суміші з іншими ВР для спорядження боєприпасів (запальних склянок, детонаційних шнурів, у малих кількостях- в підривних патронах).Тетрилявляє собою кристалічний порошок жовтого або бурого кольору. Менш стійок; при зберіганні і більш чутливий до механічних впливів та нагрівання, ніж тротил, тому як основний заряд у боєприпасах не застосовується. Його тротиловий еквівалент становить 1,1.
Гексогенудвічі чутливіше тротилу і застосовується як вторинних зарядів у капсулях-детонаторах, а сумішевих ВР - для спорядження артилерійських снарядів, бойових частин ракет і БЗО торпед і хв.Гексоген- біла кристалічна речовина, що відноситься до амінів, з тротиловим еквівалентом 1,4.
Суміш ТГА за своїм складом представляє суміш тротилу (60%), гексогену (24%) та алюмінієвої пудри (16%). Тротиловий еквівалент 1,5. Плавиться за температури 82°С. Суміш негігроскопічна, хімічно стійка, з металами не взаємодіє. Чутливість до механічних впливів більша, ніж у тротилу, тому після заряду ТГА з боку горловини заливки в корпус боєприпасу заливається запобіжний шар тротилу товщиною 30-60 мм. Для зниження чутливості до механічних впливів у ТГА вводиться 5% інертного флегматизатора – геловаксу; отримана суміш зветься ТГА-Г5, її тротиловий еквівалент становить 1,4.
Сумішка МТ— складна флегматизована суміш. Потужний (тротиловий еквівалент 1,62), хімічно стійке ВР. Чутливість до удару рівноцінна чутливості тротилу, а до тертя дещо більше. Боєприпаси споряджаються заливкою.
Суміш МС(морська суміш) - суміш гексогену (57%) з алюмінієвою пудрою (17%), тротилу(19%), флегматизатор гексогену (7%). Тротиловий еквівалент-1,7. Має такі ж властивості, як і суміш ВВ-МТ.
Метальні ВР (пороху)—це такі ВР, основною формою вибухового перетворення яких є горіння. Порохи використовуються повідомлення снаряду, торпеді, ракеті поступального руху як з допомогою активного, і з допомогою реактивного дії. Крім того, вони використовуються як запальники для зарядів, засобів передачі променя в вогневому ланцюзі підривників, а також в їх запобіжних пристроях.
За своїми фізико-хімічними властивостями пороху поділяються на димні та бездимні.
Димний порохзастосовується як запалювачі стартових порохових реактивних двигунів і підривників. Як метальний засіб (внаслідок малої потужності) нині практично не використовується. Димний порох є сумішшю калійної селітри KNO3 (75%), вугілля С (15%) і сірки S (10%). Селітра у складі димного пороху є носієм окислювача (кисню), вугілля служить основним пальним елементом, а сірка для механічного зв'язування компонентів пороху та надання йому необхідної твердості та міцності. Крім того, сірка служить і пальним елементом. Поверхня димного пороху пориста, за кольором від синьо-чорного до сіро-чорного, його щільність у межах 1,5—1,9 г/см 3 . Температура займання димного пороху 300 ° С (вище, ніж у бездимних порохів). Високогігроскопічний. При горінні утворює велику кількість диму. Завдяки своїй пористості легко спалахує від іскри.
Безнімні порохивикористовуються для метальних цілей, оскільки мають значно більшу потужність, ніж димні порохи. Це дозволяє отримати великі дальності стрілянини гармат і великі тяговооруженности ракет.
Температура займання порохів знаходиться в межах 190-200 ° С, але слабка пористість і великі розміри площі горіння не дозволяють досягти надійного займання від слабкого джерела (піропатрону), тому для займання бездимного пороху, який становить основний пороховий заряд артилерійського пострілу і деяких ракетних двигунів як правило, стартових) застосовують запалювач з димного пороху (невелика кількість - у вигляді шашки).
Бездимні порохи в залежності від природи розчинників поділяють на дві групи: піроксилінові та нітрогліцеринові порохи. Піроксилінові порохи готуються обробкою піроксиліну спиртоефірною сумішшю. Нітрогліцеринові порохи одержують розчином нітроклітинки (піроксиліну) у нітрогліцерині. Піроксилінові порохи набули більшого поширення в артилерії, нітрогліцеринові - в ракетній зброї. Нітрогліцериновий порох має більшу вибухову силу, оскільки містить значну кількість нітрогліцерину, який залишається у складі пороху після ущільнення желатини, і вимагає суворого теплового режиму при зберіганні. Оскільки складні ефіри азотної кислоти (піроксилін) є хімічно найменш стійкими ВР, пороху додають стабілізатори (вазелін, окис магнію) для підвищення їх хімічної стійкості.
На вигляд бездимні порохи схожі на столярний клей, за кольором — від світло-жовтого до темно-зеленого і коричневого. Мають високу щільність (1,63—1,65 г/см 3 ), гігроскопічні. Хімічна, фізична та балістична стійкість їх невелика, тому при зберіганні порохів передбачаються спеціальні конструктивні пристрої та певна періодичність лабораторних випробувань на хіміко-фізичну стійкість. Чутливі до механічних впливів, але не настільки, щоб бути небезпечними принормальних умов обігу.
Піротехнічні складипризначені для спорядження освітлювальних, фотоосвітлювальних, сигнальних, трасуючих, запальних, маскуючих та імітаційних снарядів та сигнальних ракет. Піротехнічні склади є механічними сумішами окислювачів, горючих речовин і різних добавок (фарбуючих, флегматизуючих і цементуючих). В якості окислювачів застосовуються нітрати, хлорати, перхлорати, окисли та перекису металів; як горючі речовини — алюміній, магній та різні вуглеводи. Кольоровими димоутворювачами служать органічні фарби, а полум'я фарбувачами - натрій, барій, стронцій і мідь. Як флегматизатори і цементатори використовуються різні смоли, масла і парафін.
Завдання на самостійну підготовку,вивчити: