Siapa yang menemukan resep bubuk tanpa asap. Sejarah singkat perkembangan mesiu. Memuat kartrid Magnum

(Bahasa inggris) Poudre B). Mereka diklasifikasikan menjadi basis tunggal, basis ganda, dan basis tiga.

YouTube ensiklopedis

1 / 2

✪ Apa perbedaan bedak hitam dan bedak tanpa asap?

✪ Pengalaman demonstrasi "Bubuk tanpa asap"

Subtitle

Keterangan

Bubuk tanpa asap hanya terbakar pada permukaan butiran, serpihan atau silinder - singkatnya, butiran. Butiran yang lebih besar terbakar lebih lambat dan laju pembakarannya juga dikendalikan oleh lapisan khusus yang mengganggu pembakaran, yang fungsi utamanya adalah mengatur tekanan yang kurang lebih konstan pada peluru atau proyektil yang berputar, yang belum meninggalkannya. laras senapan, yang memungkinkan mereka mencapai kecepatan maksimum.

Pada tahun 1895-1896, “Morskoy Sbornik” menerbitkan dua artikel besar oleh D. I. Mendeleev dengan judul umum “Tentang bubuk mesiu tanpa asap pyrocollodium,” yang secara khusus mengkaji kimia teknologi dan menjelaskan reaksi untuk memproduksi pyrocollodium. Volume gas yang dilepaskan selama pembakarannya ditandai, dan bahan mentahnya diperiksa secara konsisten dan rinci. D.I. Mendeleev, dengan cermat membandingkan bubuk pyrocollodion dengan bubuk mesiu lainnya dalam 12 parameter, menunjukkan keunggulannya yang tidak dapat disangkal, pertama-tama, stabilitas komposisi, homogenitas, dan tidak adanya “jejak ledakan”.

Bubuk agar-agar

Aplikasi

Saat ini, propelan yang hanya berbahan dasar nitroselulosa dikenal sebagai monobase, sedangkan propelan yang mirip cordite dikenal sebagai dibase. Cordites tri-base (Cordite N dan NQ) dengan penambahan nitroguanidine juga dikembangkan, awalnya digunakan dalam senjata besar kapal perang angkatan laut, tetapi juga digunakan dalam pasukan tank, dan sekarang digunakan dalam artileri lapangan. Keuntungan utama dari serbuk tiga basa, dibandingkan dengan serbuk di-basa, adalah suhu gas serbuk yang jauh lebih rendah dengan efisiensi yang sama. Prospek penggunaan lebih lanjut bubuk mesiu yang mengandung nitroguanidine dikaitkan dengan senjata penerbangan dan antipesawat kaliber kecil yang memiliki laju tembakan tinggi.

Bubuk mesiu tanpa asap memungkinkan lahirnya senjata semi-otomatis dan otomatis modern. Bubuk hitam meninggalkan sejumlah besar produk padat (40-50% massa bubuk mesiu) di dalam laras senapan. Produk pembakaran padat utama bubuk hitam, polisulfida (K2Sn, di mana n=2-6) dan kalium sulfida (K2S), menarik kelembapan dan terhidrolisis menjadi kalium alkali dan hidrogen sulfida. Ketika bubuk tanpa asap terbakar, tidak lebih dari 0,1 - 0,5% produk padat terbentuk, yang memungkinkan pengisian ulang senjata secara otomatis menggunakan banyak bagian yang bergerak. Perlu diperhatikan bahwa produk pembakaran semua bubuk tanpa asap mengandung banyak nitrogen oksida, yang meningkatkan efek korosifnya pada logam senjata.

Serbuk tanpa asap berbahan dasar tunggal dan ganda kini merupakan bahan peledak propelan terbesar yang digunakan dalam senjata kecil. Begitu umum sehingga sebagian besar penggunaan kata "bubuk" merujuk secara khusus pada bubuk tanpa asap, terutama ketika mengacu pada pistol dan artileri. Bubuk hitam digunakan sebagai propelan hanya pada peluncur granat di bawah laras, senjata suar, dan beberapa selongsong peluru.

Dalam beberapa kasus, misalnya, di sejumlah granat tangan buatan sendiri dan peluru artileri improvisasi, bubuk tanpa asap juga dapat digunakan sebagai bahan peledak tinggi, yang kepadatan pengisiannya disesuaikan dengan nilai yang sesuai dengan ledakan, dan detonator yang kuat digunakan. Tidak seperti kebanyakan bahan peledak, tutup detonator tidak diperlukan untuk menggunakan bubuk tanpa asap; Efektivitas penggunaan bubuk tanpa asap sebagai bahan peledak, jika terjadi penyalaan, sebanding dengan efektivitas penggunaan bubuk tambang tanpa asap. Saat menggunakan detonator yang kuat (dalam praktiknya, setidaknya 400-600 gram TNT), efisiensinya berada pada tingkat sebagian besar bahan peledak individual.

Ketidakstabilan dan stabilisasi

Nitroselulosa terurai seiring waktu, melepaskan nitrogen oksida, yang mengkatalisis pemecahan lebih lanjut komponen bubuk mesiu. Selama proses reaksi dekomposisi, panas dilepaskan, yang, dalam kasus penyimpanan bubuk mesiu dalam jumlah besar dalam jangka panjang atau penyimpanan bubuk mesiu pada suhu tinggi (dalam praktiknya, di atas 25 * C), mungkin cukup untuk penyalaan sendiri. .

Propelan nitroselulosa basa tunggal paling rentan terhadap dekomposisi; dibasic dan tribasic terurai lebih lambat, hal ini disebabkan oleh kandungan penstabil ketahanan kimia yang lebih tinggi dan distribusinya yang lebih seragam dalam volume bubuk mesiu, karena nitrogliserin dan bahan pemlastis lainnya membantu mengubah nitroselulosa menjadi keadaan plastik yang homogen. Produk penguraian kimiawi yang bersifat asam (terutama oksida nitrogen, asam nitrat dan asam nitrat) dari komponen bubuk mesiu yang kaya energi dapat menyebabkan korosi pada logam wadah selongsong peluru, peluru dan primer amunisi yang dimuat atau logam kemasan bubuk jika yang terakhir adalah disimpan secara terpisah.

Untuk menghindari akumulasi produk penguraian asam, zat penstabil ditambahkan ke dalam bubuk, yang paling populer adalah

Manusia telah membuat banyak penemuan yang sangat penting dalam bidang kehidupan tertentu. Namun, hanya sedikit dari penemuan ini yang benar-benar mempengaruhi jalannya sejarah.

Bubuk mesiu dan penemuannya justru berasal dari daftar penemuan yang berkontribusi terhadap perkembangan banyak bidang umat manusia.

Cerita

Latar belakang munculnya bubuk mesiu

Para ilmuwan telah lama berdebat tentang waktu penciptaannya. Ada yang berpendapat bahwa bubuk mesiu ditemukan di negara-negara Asia, sementara ada pula yang sebaliknya tidak setuju dan membuktikan sebaliknya, bahwa bubuk mesiu ditemukan di Eropa, dan dari sana bubuk mesiu sampai ke Asia.

Semua orang sepakat bahwa Tiongkok adalah tempat lahirnya bubuk mesiu.

Naskah-naskah yang ada berbicara tentang hari raya riuh yang diadakan di Kerajaan Tengah dengan ledakan yang sangat keras yang tidak asing lagi bagi orang Eropa. Tentu saja bukan bubuk mesiu, melainkan biji bambu yang pecah dengan suara keras saat dipanaskan. Ledakan semacam itu membuat para biksu Tibet berpikir tentang penerapan praktis dari hal-hal tersebut.

Sejarah penemuan

Saat ini sudah tidak mungkin lagi dapat ditentukan dengan akurat satu tahun waktu ditemukannya mesiu oleh bangsa Cina, namun menurut naskah-naskah yang bertahan hingga saat ini, ada anggapan bahwa pada pertengahan abad ke-6, penduduk Kerajaan Surgawi juga mengetahui komposisi zat yang dapat digunakan untuk memperoleh api dengan nyala api yang terang. Para biksu Tao maju paling jauh dalam penemuan bubuk mesiu, yang akhirnya menemukan bubuk mesiu.

Berkat penemuan karya para biksu, yang berasal dari abad ke-9, yang berisi daftar semua “obat mujarab” tertentu dan cara menggunakannya.

Banyak perhatian diberikan pada teks, yang menunjukkan komposisi yang disiapkan, yang secara tak terduga terbakar segera setelah produksi dan menyebabkan luka bakar pada para biksu.

Jika api tidak segera dipadamkan, rumah sang alkemis akan terbakar habis.

Berkat informasi tersebut, diskusi tentang tempat dan waktu penemuan bubuk mesiu terhenti. Saya harus mengatakan bahwa setelah penemuan bubuk mesiu, bubuk mesiu hanya terbakar, tetapi tidak meledak.

Komposisi pertama berupa bubuk mesiu

Komposisi bubuk mesiu membutuhkan perbandingan semua komponen yang tepat. Para biksu membutuhkan waktu satu tahun lagi untuk menentukan semua bagian dan komponennya. Hasilnya adalah campuran yang diberi nama "ramuan api". Ramuan itu mengandung molekul batu bara, belerang, dan sendawa. Jumlah sendawa di alam sangat sedikit, kecuali di wilayah Tiongkok, di mana sendawa dapat ditemukan langsung di permukaan bumi dalam lapisan beberapa sentimeter.

Komponen bubuk mesiu:

Penggunaan bubuk mesiu secara damai di Tiongkok

Ketika bubuk mesiu pertama kali ditemukan, bubuk mesiu terutama digunakan dalam bentuk berbagai efek suara atau untuk “kembang api” warna-warni selama acara hiburan. Namun, orang bijak setempat memahami bahwa penggunaan bubuk mesiu dalam pertempuran juga dimungkinkan.

Tiongkok pada masa itu terus-menerus berperang dengan para pengembara di sekitarnya, dan penemuan bubuk mesiu ada di tangan para komandan militer.

Bubuk Mesiu: Penggunaan militer pertama oleh Tiongkok

Ada manuskrip para biksu Tiongkok yang mengklaim penggunaan “ramuan api” untuk tujuan militer. Militer Tiongkok mengepung para pengembara dan memikat mereka ke daerah pegunungan, di mana bubuk mesiu telah dipasang sebelumnya dan dibakar setelah kampanye musuh.

Ledakan dahsyat melumpuhkan para perantau yang melarikan diri karena malu.

Setelah memahami apa itu bubuk mesiu dan menyadari kemampuannya, kaisar Tiongkok mendukung produksi senjata menggunakan campuran api, termasuk ketapel, bola bubuk, dan berbagai proyektil. Berkat penggunaan mesiu, pasukan panglima Tiongkok tidak mengenal kekalahan dan membuat musuh kabur kemana-mana.

Bubuk mesiu meninggalkan Tiongkok: Orang Arab dan Mongol mulai membuat bubuk mesiu

Menurut informasi yang diterima, sekitar abad ke-13, informasi tentang komposisi dan proporsi pembuatan bubuk mesiu diperoleh oleh orang Arab; Menurut salah satu legenda, orang-orang Arab membantai semua biksu di biara dan menerima sebuah risalah. Pada abad yang sama, orang-orang Arab mampu membuat meriam yang dapat menembakkan bubuk mesiu.

"Api Yunani": Bubuk Mesiu Bizantium

Informasi lebih lanjut dari orang Arab tentang bubuk mesiu dan komposisinya di Byzantium. Dengan sedikit mengubah komposisi secara kualitatif dan kuantitatif, diperoleh resep yang disebut “api Yunani”. Tes pertama campuran ini tidak lama lagi akan terjadi.

Selama pertahanan kota, meriam yang diisi dengan api Yunani digunakan. Akibatnya seluruh kapal musnah dilalap api. Informasi akurat tentang komposisi "api Yunani" belum sampai ke zaman kita, tetapi mungkin digunakan - belerang, minyak, sendawa, resin, dan minyak.

Bubuk mesiu di Eropa: siapa yang menemukannya?

Roger Bacon sejak lama dianggap sebagai biang keladi munculnya bubuk mesiu di Eropa. Pada pertengahan abad ketiga belas, ia menjadi orang Eropa pertama yang menjelaskan dalam sebuah buku semua resep pembuatan bubuk mesiu. Tapi buku itu dienkripsi dan tidak bisa digunakan.

Jika Anda ingin mengetahui siapa penemu bubuk mesiu di Eropa, maka jawaban atas pertanyaan Anda adalah kisah Berthold Schwartz. Dia adalah seorang biarawan dan mempraktikkan alkimia untuk kepentingan Ordo Fransiskannya. Pada awal abad keempat belas ia bekerja untuk menentukan proporsi zat dari batu bara, belerang, dan sendawa. Setelah banyak percobaan, ia berhasil menggiling komponen-komponen yang diperlukan dalam mortar dengan proporsi yang cukup untuk menyebabkan ledakan.

Gelombang ledakan hampir mengirim biksu itu ke dunia berikutnya.

Penemuan ini menandai dimulainya era senjata api.

Model pertama dari "mortir penembakan" dikembangkan oleh Schwartz yang sama, dan ia dikirim ke penjara agar tidak mengungkapkan rahasianya. Namun biksu tersebut diculik dan diam-diam diangkut ke Jerman, di mana dia melanjutkan eksperimennya dalam meningkatkan senjata api.

Bagaimana biksu yang ingin tahu itu mengakhiri hidupnya masih belum diketahui. Menurut satu versi, dia diledakkan dengan tong mesiu, menurut versi lain, dia meninggal dengan selamat pada usia yang sangat tua. Meski begitu, bubuk mesiu memberikan peluang besar bagi Eropa, yang selalu mereka manfaatkan.

Munculnya bubuk mesiu di Rus'

Belum ada jawaban pasti mengenai asal muasal mesiu di Rus'. Ada banyak cerita, tetapi yang paling masuk akal adalah komposisi bubuk mesiu disediakan oleh Bizantium. Untuk pertama kalinya, bubuk mesiu digunakan dalam senjata api saat mempertahankan Moskow dari serangan pasukan Golden Horde. Senjata semacam itu tidak melumpuhkan tenaga musuh, tetapi memungkinkan untuk menakut-nakuti kuda dan menebarkan kepanikan di jajaran Golden Horde.

Resep bedak tanpa asap: siapa yang menemukannya?

Mendekati abad-abad yang lebih modern, katakanlah abad ke-19 adalah masa kemajuan teknologi mesiu. Salah satu perbaikan yang menarik adalah penemuan bubuk piroksilin, yang memiliki struktur padat, oleh orang Prancis Viel. Penggunaan pertamanya diapresiasi oleh perwakilan departemen pertahanan.

Intinya bubuk mesiu itu terbakar tanpa asap, tidak meninggalkan bekas.

Beberapa saat kemudian, penemu Alfred Nobel mengumumkan kemungkinan penggunaan bubuk mesiu nitrogliserin dalam produksi proyektil. Setelah penemuan ini, bubuk mesiu semakin ditingkatkan dan karakteristiknya meningkat.

Jenis bubuk mesiu

Jenis bubuk mesiu berikut digunakan dalam klasifikasi:

Campuran(yang disebut bubuk hitam (black powder));
nitroselulosa(masing-masing, tanpa asap).

Ini mungkin merupakan penemuan bagi banyak orang, namun bahan bakar roket padat yang digunakan dalam pesawat ruang angkasa dan mesin roket tidak lebih dari bubuk mesiu yang paling kuat. Bubuk nitroselulosa terdiri dari nitroselulosa dan bahan pemlastis. Selain bagian-bagian ini, berbagai bahan tambahan dicampur ke dalam campuran.

Kondisi penyimpanan bubuk mesiu sangat penting. Jika bubuk mesiu ditemukan melampaui periode penyimpanan yang mungkin atau kondisi penyimpanan teknologi tidak terpenuhi, dekomposisi kimia yang tidak dapat diubah dan penurunan sifat-sifatnya mungkin terjadi. Oleh karena itu, penyimpanan sangat penting dalam kehidupan bubuk mesiu, jika tidak maka akan terjadi ledakan.

Bubuk hitam

Bubuk hitam diproduksi di wilayah Federasi Rusia sesuai dengan persyaratan Gost-1028-79.

Saat ini, produksi bubuk berasap atau hitam diatur dan mematuhi persyaratan dan peraturan peraturan.

Jenis-jenis mesiu dibedakan menjadi:

kasar;
bubuk bubuk.

Bubuk hitam terdiri dari kalium nitrat, belerang dan arang.

potasium nitrat teroksidasi, memungkinkan untuk terbakar dengan kecepatan yang cepat.
arang adalah bahan bakar (yang dioksidasi oleh kalium nitrat).
sulfur- komponen yang diperlukan untuk memastikan penyalaan. Persyaratan untuk proporsi kadar bubuk hitam berbeda di setiap negara, namun perbedaannya tidak besar.

Bentuk butiran bubuk mesiu setelah produksi menyerupai butiran. Produksi terdiri dari lima tahap:

Giling menjadi bubuk;
Percampuran;
Ditekan ke cakram;
Terjadi penghancuran biji-bijian;
Biji-bijiannya dipoles.

Bubuk mesiu dengan kualitas terbaik akan terbakar lebih baik jika semua komponen dihancurkan seluruhnya dan tercampur rata, bahkan bentuk butiran yang dihasilkan pun penting. Efisiensi pembakaran bubuk hitam sebagian besar berkaitan dengan kehalusan penggilingan komponen, kelengkapan pencampuran dan bentuk butiran jadi.

Jenis serbuk hitam (% komposisi KNO 3, S, C):

dijalin dgn tali (untuk kabel api) (77%, 12%, 11%);
senapan (untuk penyala untuk bahan bakar bubuk nitroselulosa dan bahan bakar padat campuran, serta untuk mengeluarkan bahan bakar dalam cangkang pembakar dan penerangan);
berbutir kasar (untuk penyala);
pembakaran lambat (untuk intensifier dan moderator dalam tabung dan sekering);
tambang (untuk peledakan) (75%, 10%, 15%);
berburu (76%, 9%, 15%);
olahraga.

Saat menangani bubuk hitam, Anda harus berhati-hati dan menjauhkan bubuk mesiu dari sumber api terbuka, karena mudah terbakar; kilatan pada suhu 290-300 °C sudah cukup untuk ini.

Ada persyaratan tinggi untuk pengemasan. Itu harus disegel dan bubuk hitam harus disimpan terpisah dari yang lain. Sangat pilih-pilih tentang kadar air. Jika kadar airnya lebih dari 2,2%, bubuk ini sangat sulit terbakar.

Sebelum awal abad ke-20, bubuk hitam ditemukan untuk digunakan dalam menembakkan senjata dan berbagai lemparan granat. Sekarang digunakan dalam produksi kembang api.

Varietas bubuk mesiu

Bubuk mesiu tingkat aluminium telah menemukan aplikasinya dalam industri kembang api. Bahan dasarnya adalah kalium/natrium nitrat (diperlukan sebagai oksidator), bubuk aluminium (mudah terbakar) dan belerang, direduksi menjadi bubuk dan dicampur bersama. Karena pelepasan cahaya yang besar selama pembakaran dan kecepatan pembakaran, ia digunakan dalam elemen peledak dan komposisi lampu kilat (menghasilkan lampu kilat).

Proporsi (sendawa: aluminium: belerang):

kilatan terang - 57:28:15;
ledakan - 50:25:25.

Bubuk mesiu tidak takut lembab dan tidak mengubah kemampuan mengalirnya, tetapi bisa menjadi sangat kotor.

Klasifikasi bubuk mesiu

Ini adalah bubuk tanpa asap yang dikembangkan di zaman modern. Berbeda dengan bubuk hitam, nitroselulosa memiliki efisiensi yang tinggi. Dan tidak ada asap yang dapat dikeluarkan oleh anak panah itu.

Pada gilirannya, bubuk nitroselulosa, karena kompleksitas komposisinya dan penerapannya yang luas, dapat dibagi menjadi:

piroksilin;
balistik;
bahan peledak yg tdk berasap.

Bubuk tanpa asap adalah bubuk yang digunakan pada senjata modern dan berbagai produk bahan peledak. Ini digunakan sebagai detonator.

piroksilin

Komposisi bubuk piroksilin biasanya meliputi 91-96% piroksilin, 1,2-5% zat mudah menguap (alkohol, eter dan air), 1,0-1,5% penstabil (difenilamin, sentralit) untuk meningkatkan stabilitas penyimpanan, 2- 6% phlegmatizer untuk memperlambat pembakaran lapisan luar butiran bubuk dan grafit 0,2-0,3% sebagai aditif.

Bubuk piroksilin diproduksi dalam bentuk pelat, pita, cincin, tabung dan butiran dengan satu atau lebih saluran; Kegunaan utamanya adalah pistol, senapan mesin, meriam, dan mortir.

Produksi bubuk mesiu tersebut terdiri dari tahapan sebagai berikut:

Pembubaran (plastisisasi) piroksilin;
Penekanan komposisi;
Dipotong dari massa dengan berbagai bentuk elemen bubuk mesiu;
Penghapusan pelarut.

Balistik

Bubuk balistik adalah bubuk mesiu yang berasal dari buatan. Persentase terbesar memiliki komponen-komponen berikut:

nitroselulosa;
pemlastis yang tidak dapat dilepas.

Karena keberadaannya yang tepat 2 komponen, para ahli menyebut bubuk mesiu jenis ini 2-basic.

Jika terjadi perubahan persentase kandungan pemlastis bubuk mesiu dibedakan menjadi:

nitrogliserin;
diglikol.

Struktur komposisi serbuk balistik adalah sebagai berikut:

40-60% coloxylin (nitroselulosa dengan kandungan nitrogen kurang dari 12,2%);
30-55% nitrogliserin (bubuk nitrogliserin) atau dietilen glikol dinitrat (bubuk diglikol) atau campurannya;

Juga disertakan berbagai komponen yang persentase kandungannya kecil, namun sangat penting:

dinitrotoluena– diperlukan untuk dapat mengontrol suhu pembakaran;
stabilisator(difenilamin, sentralit);
Minyak Vaseline, kapur barus dan bahan tambahan lainnya;
Logam halus juga dapat ditambahkan ke bubuk balistik(paduan aluminium dan magnesium) untuk meningkatkan suhu dan energi produk pembakaran, bubuk mesiu tersebut disebut metalisasi.

Skema teknologi berkelanjutan untuk produksi bubuk balistik energi tinggi dalam massa bubuk

1 – pengaduk; 2 – pompa massal; 3 – dispenser pulsa volumetrik; 4 – dispenser komponen curah; 5 – wadah persediaan; 6 – tangki pasokan; 7 – pompa roda gigi; 8 – April; 9 – injektor;
10 – wadah; 11 – pasif; 12 – anti air; 13 – pelarut; 14 – pengaduk; 15 – pengaduk perantara; 16 – pencampur batch umum

Penampakan bubuk mesiu yang diproduksi berupa tabung, kotak, piring, cincin dan pita. Bubuk mesiu digunakan untuk keperluan militer, dan menurut kegunaannya, bubuk mesiu dibagi menjadi:

roket(untuk biaya mesin roket dan generator gas);
artileri(untuk bahan bakar propelan untuk artileri);
mortir(untuk biaya bahan bakar mortir).

Dibandingkan dengan bubuk piroksilin, bubuk mesiu balistik mempunyai ciri higroskopisitas yang lebih rendah, produksi yang lebih cepat, kemampuan menghasilkan muatan yang besar (diameter hingga 0,8 meter), kekuatan mekanik yang tinggi dan fleksibilitas karena penggunaan bahan pemlastis.

Kekurangan serbuk balistik dibandingkan serbuk piroksilin antara lain:

Bahaya besar dalam produksi karena adanya bahan peledak yang kuat - nitrogliserin, yang sangat sensitif terhadap pengaruh eksternal, serta ketidakmampuan untuk memperoleh muatan dengan diameter lebih dari 0,8 m, berbeda dengan bubuk mesiu campuran berdasarkan polimer sintetik;
Kompleksitas proses produksi bubuk balistik, yang melibatkan pencampuran komponen dalam air hangat untuk mendistribusikannya secara merata, memeras airnya dan berulang kali menggulungnya pada roller panas. Ini menghilangkan air dan membuat selulosa nitrat menjadi plastis, sehingga tampak seperti lembaran seperti tanduk. Selanjutnya, bubuk mesiu ditekan melalui cetakan atau digulung menjadi lembaran tipis dan dipotong.

Bahan peledak yg tdk berasap

Bubuk cordite mengandung piroksilin dengan nitrogen tinggi, bahan pemlastis yang dapat dilepas (campuran alkohol-eter, aseton) dan tidak dapat dilepas (nitrogliserin). Hal ini mendekatkan teknologi produksi bubuk mesiu dengan produksi bubuk mesiu piroksilin.

Keuntungan dari cordites adalah tenaganya yang lebih besar, namun menyebabkan peningkatan pembakaran pada barel karena suhu produk pembakaran yang lebih tinggi.

Bahan bakar roket padat

Propelan campuran berbahan dasar polimer sintetik (bahan bakar roket padat) mengandung kira-kira:

50-60% zat pengoksidasi, biasanya amonium perklorat;
10-20% pengikat polimer plastis;
10-20% bubuk aluminium halus dan bahan tambahan lainnya.

Arah pembuatan bubuk mesiu ini pertama kali muncul di Jerman pada 30-40an abad ke-20, setelah berakhirnya perang, pengembangan aktif bahan bakar tersebut dimulai di AS, dan pada awal 50-an - di Uni Soviet. Keunggulan utama dibandingkan bubuk mesiu balistik, yang menarik banyak perhatian, adalah:

daya dorong spesifik yang tinggi dari mesin roket yang menggunakan bahan bakar tersebut;
kemampuan untuk membuat muatan dalam bentuk dan ukuran apa pun;
deformasi tinggi dan sifat mekanik komposisi;
kemampuan untuk mengatur laju pembakaran dalam rentang yang luas.

Sifat bubuk mesiu ini memungkinkan terciptanya rudal strategis dengan jangkauan lebih dari 10.000 km. Dengan menggunakan bubuk mesiu balistik, S.P. Korolev bersama para pembuat mesiu berhasil membuat roket dengan jangkauan maksimal 2.000 km.

Tetapi bahan bakar padat campuran memiliki kelemahan yang signifikan dibandingkan dengan bubuk nitroselulosa: biaya produksinya yang sangat tinggi, durasi siklus produksi muatan (hingga beberapa bulan), kerumitan pembuangan, pelepasan asam klorida ke atmosfer selama pembakaran. dari amonium perklorat.

Bubuk mesiu baru adalah bahan bakar roket padat.

Pembakaran bubuk dan pengaturannya

Pembakaran pada lapisan paralel, yang tidak berubah menjadi ledakan, disebabkan oleh perpindahan panas dari lapisan ke lapisan dan dicapai dengan pembuatan elemen bubuk yang cukup monolitik, bebas dari retakan.

Laju pembakaran bubuk mesiu bergantung pada tekanan menurut hukum pangkat, yang meningkat seiring dengan peningkatan tekanan, jadi Anda sebaiknya tidak berfokus pada laju pembakaran bubuk mesiu pada tekanan atmosfer saat menilai karakteristiknya.

Mengatur laju pembakaran bubuk mesiu adalah tugas yang sangat sulit dan diselesaikan dengan menggunakan berbagai katalis pembakaran dalam komposisi bubuk. Pembakaran dalam lapisan paralel memungkinkan Anda mengatur laju pembentukan gas.

Pembentukan gas bubuk mesiu bergantung pada ukuran permukaan muatan dan laju pembakarannya.

Luas permukaan unsur serbuk ditentukan oleh bentuknya, dimensi geometrisnya dan dapat bertambah atau berkurang selama proses pembakaran. Pembakaran seperti ini masing-masing disebut progresif atau digresif.

Untuk memperoleh laju pembentukan gas yang konstan atau perubahannya menurut hukum tertentu, masing-masing bagian muatan (misalnya, rudal) ditutupi dengan lapisan bahan yang tidak mudah terbakar (baju besi).

Laju pembakaran bubuk mesiu bergantung pada komposisi, suhu awal, dan tekanan.

Ciri-ciri bubuk mesiu

Ciri-ciri bubuk mesiu didasarkan pada parameter-parameter seperti:

panas pembakaran Q- jumlah panas yang dilepaskan selama pembakaran sempurna 1 kilogram bubuk mesiu;
volume produk gas V dilepaskan selama pembakaran 1 kilogram bubuk mesiu (ditentukan setelah gas menjadi kondisi normal);
suhu gas T, ditentukan oleh pembakaran bubuk mesiu dalam kondisi volume konstan dan tidak adanya kehilangan panas;
kepadatan bubuk ρ;
kekuatan mesiu f- usaha yang dapat dilakukan oleh 1 kilogram gas bubuk, yang memuai bila dipanaskan sebesar T derajat pada tekanan atmosfer normal.

Karakteristik bubuk nitro

Penggunaan non-militer

Tujuan utama bubuk mesiu adalah keperluan militer dan digunakan untuk menghancurkan sasaran musuh. Namun komposisi bubuk mesiu Sokol memungkinkan penggunaannya untuk tujuan damai, seperti kembang api, alat konstruksi (pistol konstruksi, pukulan), dan di bidang kembang api - squib. Karakteristik bubuk mesiu Batangan lebih cocok digunakan pada olahraga menembak.

5. Komponen peledak tanpa asap

piroksilin

Sejak zaman Napoleon, para komandan militer mengeluhkan ketidakmampuan mereka mengeluarkan perintah dalam pertempuran karena asap tebal yang disebabkan oleh bubuk mesiu yang digunakan dalam senjata.

Sebuah terobosan besar dibuat dengan penemuan piroksilin, bahan berbasis nitroselulosa. Ini telah diterapkan secara luas dalam artileri.

Namun, piroksilin memiliki sejumlah kelemahan yang signifikan. Pyroxylin lebih kuat daripada bubuk hitam, tetapi pada saat yang sama kurang stabil, sehingga tidak cocok untuk digunakan dengan senjata api kecil - bukan hanya karena lebih berbahaya di lapangan, tetapi juga karena meningkatnya keausan pada senjata. Senjata yang dapat ditembakkan ribuan kali dengan bubuk mesiu biasa menjadi tidak dapat digunakan setelah beberapa ratus tembakan dengan bubuk mesiu yang lebih kuat. Banyak juga terjadi ledakan di pabrik piroksilin karena ketidakstabilan dan sarana stabilisasinya diabaikan.

Karena alasan ini, penggunaan piroksilin dihentikan selama lebih dari dua puluh tahun, sampai orang belajar untuk “menjinakkannya”. Baru pada tahun 1880 piroksilin menjadi bahan peledak yang layak.

bubuk putih

Pada tahun 1884, Paul Viel menemukan bubuk mesiu tanpa asap yang disebut Poudre B, yang dibuat dari bubuk mesiu gelatinisasi yang dicampur dengan eter dan alkohol, selanjutnya membentuk elemen bubuk mesiu dan kemudian mengeringkan butiran bubuk mesiu.

Bahan peledak terakhir, yang sekarang disebut nitroselulosa, mengandung nitrogen dalam jumlah sedikit lebih sedikit dibandingkan piroksilin, sehingga lebih mudah dibentuk menjadi gel oleh campuran alkohol-eter. Keuntungan besar dari bubuk mesiu ini adalah, tidak seperti piroksilin, ia terbakar berlapis-lapis, sehingga sifat balistiknya dapat diprediksi.

Bubuk mesiu Viel merevolusi dunia senjata kecil karena beberapa alasan:

Hampir tidak ada asap lagi, padahal sebelumnya, setelah beberapa kali tembakan menggunakan bubuk hitam, bidang pandang prajurit menjadi sangat berkurang karena kepulan asap, yang hanya dapat diperbaiki dengan angin kencang. Selain itu, posisi penembak tidak terindikasi dari kepulan asap senapan.

Poudre B memberikan kecepatan peluru yang lebih tinggi, yang berarti lintasan yang lebih lurus, sehingga meningkatkan akurasi dan jangkauan; Jarak tembak mencapai 1000 meter.

Karena Poudre B tiga kali lebih kuat daripada bubuk hitam, maka yang dibutuhkan jauh lebih sedikit. Amunisi dibuat lebih ringan sehingga pasukan dapat membawa lebih banyak amunisi dengan berat yang sama.

Kartridnya berfungsi bahkan saat basah. Amunisi yang berbahan dasar bubuk hitam harus disimpan di tempat yang kering, sehingga selalu dibawa dalam kemasan tertutup agar tidak masuknya uap air.

Bubuk mesiu Vieille digunakan dalam senapan Lebel, yang segera diadopsi oleh Angkatan Darat Prancis untuk memanfaatkan sepenuhnya bubuk mesiu baru dibandingkan bubuk mesiu hitam. Negara-negara Eropa lainnya segera mengikuti contoh Perancis dan juga beralih ke turunan mereka Poudre B. Yang pertama adalah Jerman dan Austria, yang memperkenalkan senjata baru pada tahun 1888.

Balistitis

Selama masa ini pada tahun 1887 di Inggris Raya, Alfred Nobel mengembangkan bubuk mesiu tanpa asap yang disebut balistit.

Bahan peledak yg tdk berasap

Ballistite dimodifikasi oleh Frederick Abel dan James Dewar menjadi senyawa baru yang disebut cordite. Setelah itu, “perang paten” dimulai antara Nobel dan penemu cordite untuk mendapatkan paten Inggris.

Pada tahun 1890, Maxim Hudson menerima paten bubuk mesiu tanpa asap di Amerika Serikat.

Bahan peledak baru ini lebih stabil sehingga lebih aman untuk digunakan dibandingkan Poudre B dan, yang terpenting, lebih kuat.

Bubuk agar-agar

Sumber

Ivan Platonovich Grave, profesor Akademi Artileri Mikhailovsky, kolonel, pada tahun 1916 menyempurnakan penemuan Prancis: ia memperoleh bubuk mesiu tanpa asap dengan bahan dasar berbeda berdasarkan pelarut non-volatil, bubuk mesiu koloid, atau agar-agar. Mudah untuk mencetak dan bahkan menyalakan mesin bubut. Bubuk gelatin digunakan dalam bentuk catur.

Grave menerima paten untuk penemuan ini pada tahun 1926 di negara lain - Soviet Rusia. Ia mendapat 9 hak paten, namun sebagai bangsawan ia dilarang mengembangkan roket dan ia menekuni ilmu pengetahuan. Direktorat Artileri Utama menegaskan kepengarangannya dalam pengembangan bubuk mesiu dan cangkang untuk Katyusha.

Jika Anda menemukan kesalahan pada suatu halaman, pilih kesalahan tersebut dan tekan Ctrl + Enter

Bubuk tanpa asap: pengalaman gagal "api di telapak tangan Anda"

Bahan peledak pertama yang dikenal manusia adalah bubuk mesiu berwarna hitam (berasap): bahan ini dikenal di Tiongkok sejak sekitar abad ke-10 Masehi. Ada pendapat bahwa bubuk hitam untuk waktu yang lama hanya berfungsi sebagai hiburan kosong, dan butuh waktu berabad-abad untuk mulai digunakan dalam urusan militer. Faktanya, tidak demikian; para pemimpin militer Tiongkok segera menyadari bahwa bubuk mesiu bukan hanya hiburan: bubuk mesiu dapat digunakan untuk membuat senjata yang efektif. Berikut kutipannya:

Pada tahun 1044, Kaisar Renzong menerima laporan “Tentang Dasar-Dasar Urusan Militer” dari salah satu orang kepercayaannya. Teks tersebut berisi dua resep untuk membuat "ramuan api" yang cocok untuk digunakan dalam bom pembakar yang dapat dilemparkan oleh mesin pengepungan. Campuran ketiga dimaksudkan sebagai bahan bakar bom asap beracun. Proporsi nitrat dalam ketiga campuran tersebut rendah, artinya campuran tersebut dirancang untuk terbakar dengan cepat daripada meledak. Ini adalah formula bubuk mesiu yang pertama kali diterapkan di dunia.

Selama berabad-abad perang yang hampir terus-menerus, komposisi bubuk hitam telah banyak berubah, tetapi komponennya tetap sama (kalium nitrat, belerang, arang). Bubuk hitam memiliki banyak kelemahan yang menghambat pengembangan senjata api dan peperangan. Misalnya, di era Perang Napoleon, setelah beberapa kali tembakan senapan dan meriam, medan perang diselimuti asap tebal, yang sangat mengganggu penembakan sasaran dan pengendalian tentara. - Tidak mungkin melihat apa pun. Tentara mungkin berada di ambang kekalahan atau hanya beberapa saat lagi menuju kemenangan, dan komandan yang berada di dekatnya tidak dapat melihatnya. Dan bagaimanapun juga, sulit untuk menyampaikan perintah kepada bawahan.

Bubuk hitam diganti dengan bubuk tanpa asap. Dasar dari bubuk tanpa asap adalah nitroselulosa. Saat ini, beberapa persen nitrogliserin ditambahkan ke nitroselulosa (disebut bubuk mesiu dibasic - digunakan dalam senjata kecil). Selain nitrogliserin, nitroguanidine ditambahkan ke bubuk tribasic. Bubuk mesiu tersebut digunakan dalam artileri. Selain komponen utama, berbagai bahan tambahan ditambahkan ke bubuk tanpa asap untuk meningkatkan khasiatnya.

Baik bubuk hitam maupun bubuk tanpa asap sama-sama mampu meledak; misalnya, bubuk hitam telah lama digunakan dalam bahan peledak hingga digantikan oleh nitrogliserin dan dinamit. Pyroxylin (selulosa nitrasi penuh) digunakan selama beberapa waktu untuk mengisi cangkang. Agar bubuk mesiu tidak terbakar tetapi meledak, maka bubuk mesiu harus dinyalakan dalam volume tertutup. Pilihan lainnya adalah dengan menyalakan bubuk mesiu dalam jumlah besar, dituangkan secara kompak. Besar kecilnya sangat bergantung pada banyak faktor (merek bubuk mesiu, kepadatan pengepakan, ukuran butiran, bentuk tumpukan, dll.). Saya ingat teman saya membakar kotak korek api dengan bubuk mesiu Batangan, yang dia keluarkan dari dudukan kartrid (dia juga menambahkan bubuk magnesium ke bubuk mesiu) - ini cukup untuk membuat pembakaran berubah menjadi ledakan. Alhasil, seluruh kaosnya berlubang akibat partikel panas.

Namun, tugas utama bubuk mesiu adalah membakar dengan cepat dan merata. Inilah hasil yang ingin mereka capai dalam produksi mereka. Untuk melakukan ini, tidak hanya komposisi kimia khusus yang dipilih, tetapi bubuk mesiu diproduksi dalam bentuk butiran dan butiran dengan bentuk dan ukuran yang diinginkan.

Bubuk hitam berbutir terbakar dengan sangat cepat sehingga Anda dapat membakar sedikit bubuk hitam di telapak tangan Anda tanpa terbakar (ambil tidak lebih dari satu gram, sebaiknya kurang). Sesaat sebelum mencoba percobaan di tangan Anda, disarankan untuk membakar setumpuk kecil bubuk hitam di atas kertas. Bubuk mesiu berkualitas tinggi akan terbakar tanpa meninggalkan bekas ("hilang" atau area hitam). Jika kertasnya tidak rusak, kemungkinan besar kulit Anda juga tidak akan terkena dampaknya.

Apakah mungkin melakukan eksperimen seperti itu dengan bubuk tanpa asap? - Bagaimanapun, dasar dari bubuk tanpa asap adalah nitroselulosa. Nitroselulosa dalam bentuk kapas nitrasi dapat dibakar di telapak tangan Anda tanpa terbakar dan tanpa terasa sakit (atau hampir tanpa terasa).

Saya tahu jawaban atas pertanyaan ini sebelumnya - TIDAK. Bubuk tanpa asap terbakar terlalu lambat dan jelas akan menyebabkan luka bakar. Untuk menarik kesimpulan seperti itu, cukup dengan mengamati bagaimana "kolom" bubuk mesiu artileri terbakar (saya mengamatinya di sekolah - lebih dari dua puluh tahun yang lalu). Namun, saya mencoba. Dia menuangkan butiran besar bubuk mesiu dari peluru senapan mesin DShK ke telapak tangannya dan membakarnya dengan korek api. Rasa sakitnya sedemikian rupa sehingga setelah 2 detik apinya harus padam (dengan meremas telapak tangan). Luka bakar seluas kira-kira satu sentimeter persegi tertinggal di kulit; butuh waktu lebih dari sebulan untuk sembuh. Setelah apinya padam, awalnya saya tidak merasakan sakit apa pun, namun kemudian luka bakar ini menimbulkan banyak ketidaknyamanan.

__________________________________________________

Bubuk tanpa asap Mendeleev

Dipercayai bahwa Mendeleev menemukan vodka 40 bukti - ia mengencerkan alkohol dengan air dalam proporsi yang sesuai. Bahkan, pada tahun 1865 ia mempertahankan disertasi doktoralnya “Wacana Kombinasi Alkohol dan Air”. Vodka empat puluh bukti diproduksi sebelum disertasinya. Kelebihan Mendeleev adalah ia menyusun tabel "Nilai gravitasi spesifik larutan alkohol dalam air"; perhitungannyalah yang digunakan dalam produksi minuman beralkohol.

Dalam biografinya yang kaya ada fakta lain yang hanya diketahui sedikit orang; pada suatu waktu hal itu dijaga kerahasiaannya - penemuan bubuk mesiu tanpa asap untuk artileri. Pada tahun 1890, Menteri Angkatan Laut N.M. Chikhachev mendekatinya dengan proposal untuk mengambil bagian dalam pengembangan jenis bubuk mesiu tanpa asap untuk menembakkan senjata artileri di angkatan laut. Bubuk mesiu semacam itu sudah digunakan oleh Inggris Raya dan Prancis. Bahan dasar sebagian besar bubuk mesiu tanpa asap adalah piroksilin, produk pengolahan kapas dengan campuran asam nitrat dan sulfat. Namun, informasi tentang teknologi pembuatan piroksilin dijaga kerahasiaannya. Mendeleev mengambil solusi untuk masalah ini.

Segera dia dan dua spesialis lainnya dikirim ke luar negeri, ke London, lalu ke Paris. Di London, Mendeleev mempunyai banyak kenalan di kalangan ilmuwan kimia. Dia mengunjungi laboratorium yang berbeda dan bahkan dibawa ke lapangan tembak. Namun teknologi pembuatan bubuk mesiu tanpa asap masih dirahasiakan. Di Paris, situasi serupa terulang kembali. Dia menghadiri pertemuan Akademi Ilmu Pengetahuan Paris dan menerima sampel bubuk mesiu tanpa asap. Tetapi bagaimana mengatur produksi bubuk mesiu tanpa asap yang cocok untuk penembakan artileri? Apa yang dilakukan Mendeleev?

Ada versi bahwa Mendeleev menetap di dekat salah satu pabrik mesiu di Paris dan mulai mengamati kedatangan gerbong barang dengan berbagai bahan mentah di sepanjang jalur kereta api: nitrogen, asam sulfat, alkohol, oksigen dan keluarnya mereka dengan produk jadi - cangkang . Setelah mempelajari data statistik, ia sampai pada kesimpulan tentang berapa proporsi bahan peledak yang dapat terdiri dari bubuk tanpa asap Perancis.

Segera laporan rahasia itu sampai ke meja menteri. Mendeleev diundang untuk bekerja di Laboratorium Ilmiah dan Teknis Kelautan, tempat dia melakukan eksperimennya. Dan pada tahun 1890 yang sama, dia menemukan pyrocollodium, yang dia usulkan sebagai bubuk mesiu tanpa asap, lebih unggul dari pyroxylin asing. Penembakan meriam kaliber 47 mm yang dilakukan pada tahun 1892 menunjukkan sifat pyrocollodium yang luar biasa. Namun lompatan birokrasi ikut campur, dan bubuk mesiu pyro-collodion Mendeleev tidak diadopsi oleh departemen pertanahan. Hal yang paling menyedihkan adalah proses pembuatannya tidak diklasifikasikan dengan hati-hati, dan bubuk mesiu pyrocollodion segera tersedia di negara-negara Barat.

Setelah kematian ilmuwan tersebut selama Perang Dunia Pertama, Rusia terpaksa membeli bubuk mesiu tanpa asap dalam jumlah besar dari Amerika, yang sebenarnya adalah bubuk mesiu pyrocollodion Mendeleev.