무연 분말 제조법을 발명한 사람입니다. 화약 개발의 간략한 역사. 매그넘 카트리지 로딩

(영어) 푸드르 B). 단일 베이스, 더블 베이스, 트리 베이스로 분류됩니다.

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✪ 흑색분말과 무연분말의 차이점은 무엇인가요?

✪ 시연 체험 "무연 가루"

자막

설명

무연 분말은 과립, 플레이크 또는 원통형 표면에서만 연소됩니다. 과립. 큰 과립은 더 천천히 연소되며 연소 속도는 연소를 방해하는 특수 코팅에 의해 제어됩니다. 주요 기능은 아직 회전하지 않는 총알이나 발사체에 대한 어느 정도 일정한 압력을 조절하는 것입니다. 최대 속도에 도달할 수 있게 해주는 총신.

1895-1896년에 "Morskoy Sbornik"은 D. I. Mendeleev가 "피로콜로듐 무연 화약에 관하여"라는 일반 제목으로 두 개의 큰 기사를 출판했습니다. 이 기사는 기술의 화학적 성질을 구체적으로 조사하고 피로콜로듐 생산 반응을 설명합니다. 연소 중에 방출되는 가스의 양을 특성화하고 원료를 일관되고 자세하게 검사합니다. D.I. Mendeleev는 12가지 매개변수에서 파이로콜로디온 분말을 다른 화약과 꼼꼼하게 비교하여 무엇보다도 구성 안정성, 균질성 및 "폭발 흔적"이 없다는 부인할 수 없는 장점을 보여줍니다.

젤라틴 분말

애플리케이션

요즘에는 니트로셀룰로오스만을 기반으로 한 추진제는 모노베이스로 알려져 있고, 코르다이트 같은 추진제는 디베이스로 알려져 있습니다. 니트로구아니딘이 첨가된 3염기 코르다이트(Cordite N 및 NQ)도 개발되어 처음에는 해군 전함의 대형 포에 사용되었지만 탱크 부대에도 사용되었으며 현재는 야포에도 사용됩니다. 2염기 분말과 비교하여 3염기 분말의 가장 큰 장점은 유사한 효율성을 지닌 분말 가스의 온도가 상당히 낮다는 것입니다. 니트로구아니딘을 함유한 화약의 추가 사용에 대한 전망은 발사 속도가 빠른 소구경 항공 및 대공포와 관련이 있습니다.

무연 화약은 현대적인 반자동 및 자동 무기의 탄생을 가능하게 했습니다. 흑색 화약은 총신에 다량의 고형물(화약 질량의 40~50%)을 남겼습니다. 흑색 분말, 다황화물(K2Sn, n=2-6) 및 황화칼륨(K2S)의 주요 고체 연소 생성물은 수분을 끌어당겨 가수분해하여 알칼리칼륨과 황화수소로 분해됩니다. 무연 분말이 연소되면 고체 생성물이 0.1~0.5% 이하로 형성되므로 많은 움직이는 부품을 사용하여 무기를 자동으로 재장전할 수 있습니다. 모든 무연 분말의 연소 생성물에는 다량의 질소 산화물이 포함되어 있어 무기 금속에 대한 부식 효과가 증가한다는 점을 고려해 볼 가치가 있습니다.

단일 및 이중 베이스 무연 분말은 이제 소형 무기에 사용되는 추진제 폭발물의 대부분을 구성합니다. 이는 매우 일반적이어서 "분말"이라는 단어의 대부분의 사용은 특히 권총과 대포를 언급할 때 무연 분말을 의미합니다. 흑색 화약은 총신 아래 유탄 발사기, 조명탄 총 및 일부 산탄총 탄약통에서만 추진제로 사용됩니다.

예를 들어, 어떤 경우에는 수제 수류탄과 즉석 포탄에서 무연 분말을 고폭약으로 사용할 수도 있으며, 충전 밀도가 폭발에 해당하는 값으로 조정되고 강력한 기폭 장치가 사용됩니다. 많은 폭발물과 달리 무연 분말을 사용하는 데에는 기폭 장치 캡이 필요하지 않습니다. 발화 시 무연 분말을 폭발성 폭발물로 사용하는 효과는 무연 광산 분말을 사용하는 효과와 비슷합니다. 강력한 기폭 장치(실제로는 최소 400-600g의 TNT)를 사용할 때 효율성은 대부분의 개별 폭발물 수준입니다.

불안정성과 안정화

니트로셀룰로오스는 시간이 지남에 따라 분해되어 화약 성분의 추가 분해를 촉진하는 질소 산화물을 방출합니다. 분해 반응 과정에서 열이 방출되는데, 이는 다량의 화약을 장기간 보관하거나 고온(실제로는 25*C 이상)에서 화약을 보관하는 경우 자체 점화에 충분할 수 있습니다. .

단일 베이스 니트로셀룰로오스 추진제는 분해되기 쉽습니다. 니트로글리세린 및 기타 가소제는 니트로셀룰로오스를 균질한 플라스틱 상태로 변환하는 데 도움이 되기 때문에 이염기 및 삼염기 분해는 더 느리게 분해되며 이는 내화학성 안정제 함량이 높고 화약 부피에 더 균일한 분포와 관련이 있습니다. 화약의 에너지가 풍부한 성분의 산성 화학적 분해 생성물(주로 질소산화물, 아질산 및 질산)은 탄약통 케이스의 금속, 장전된 탄약의 총알 및 프라이머 또는 화약 포장의 금속을 부식시킬 수 있습니다. 별도로 보관됩니다.

분말에 산성 분해 생성물이 축적되는 것을 방지하기 위해 안정제를 첨가하는데, 그 중 가장 널리 사용되는 것은 다음과 같습니다.

인간은 삶의 한 분야나 다른 분야에서 매우 중요한 많은 발견을 해왔습니다. 그러나 이러한 발견 중 실제로 역사 과정에 영향을 미친 것은 거의 없습니다.

화약과 그 발명품은 바로 인류의 여러 분야의 발전에 기여한 발견 목록에 속합니다.

이야기

화약이 등장한 배경

과학자들은 창조시기에 대해 오랫동안 논쟁을 벌였습니다. 어떤 사람들은 그것이 아시아 국가에서 발명되었다고 주장하는 반면, 다른 사람들은 화약이 유럽에서 발명되었고 그곳에서 아시아로 왔다는 사실에 동의하지 않고 그 반대를 증명했습니다.

중국이 화약의 발상지라는 사실에는 모두가 동의합니다.

기존 원고에는 유럽인들에게는 익숙하지 않은 매우 시끄러운 폭발음과 함께 중세 왕국에서 열렸던 시끄러운 휴일에 대해 이야기합니다. 물론 그것은 화약이 아니라 가열하면 큰 소리를 내며 터지는 대나무 씨앗이었다. 그러한 폭발은 티베트 승려들로 하여금 그러한 것의 실제적인 적용에 대해 생각하게 만들었습니다.

발명의 역사

이제 중국인이 화약을 발명한 시기를 1년의 정확도로 판단하는 것은 더 이상 불가능하지만, 오늘날까지 살아남은 사본에 따르면 6세기 중반에 천상의 제국의 주민들은 또한 밝은 불꽃으로 불을 얻을 수 있는 물질의 구성을 알고 있었습니다. 도교 승려들은 화약 발명을 향해 가장 멀리 나아갔고, 결국 화약을 발명하게 되었습니다.

모든 특정 "비약"의 목록과 사용 방법이 포함된 9세기로 거슬러 올라가는 승려들의 발견된 작품 덕분입니다.

준비된 구성을 나타내는 텍스트에 많은 관심이 집중되었으며, 이는 생산 직후 예기치 않게 발화되어 승려에게 화상을 입혔습니다.

불을 즉시 끄지 않으면 연금술사의 집은 불타 버릴 것입니다.

이러한 정보 덕분에 화약이 발명된 장소와 시기에 대한 논의는 끝났다. 글쎄요, 화약이 발명된 후에는 화약이 불탔을 뿐 폭발하지는 않았다고 말해야 겠네요.

화약의 첫 번째 구성

화약의 구성에는 모든 구성 요소의 정확한 비율이 필요했습니다. 승려들이 모든 지분과 구성 요소를 결정하는 데 1년이 더 걸렸습니다. 그 결과 "화약"이라는 이름의 혼합물이 얻어졌습니다. 물약에는 석탄, 황 및 질산염 분자가 포함되어 있습니다. 질산염은 지구 표면에서 수 센티미터의 층으로 직접 발견될 수 있는 중국 영토를 제외하고 자연에는 질산염이 거의 없습니다.

화약 구성 요소:

중국의 화약의 평화적 사용

화약이 처음 발명되었을 때는 주로 다양한 음향 효과의 형태로 사용되거나 오락 행사에서 화려한 “불꽃놀이”를 위해 사용되었습니다. 그러나 현지 현자들은 화약을 전투에 사용하는 것도 가능하다는 것을 이해했습니다.

그 먼 시대의 중국은 주변 유목민들과 끊임없이 전쟁을 벌였고 화약의 발명은 군 사령관의 손에 달려있었습니다.

화약: 중국 최초의 군사용 무기

군사적 목적으로 “불의 묘약”을 사용한다고 주장하는 중국 승려들의 사본이 있습니다. 중국군은 유목민들을 포위하고 산간 지역으로 유인했는데, 그곳에는 화약 장약이 미리 설치되어 있었고 적의 작전이 끝난 후 불이 붙었습니다.

강한 폭발이 일어나 부끄러워하며 도망친 유목민들은 마비되었습니다.

화약이 무엇인지 이해하고 그 능력을 깨달은 중국 황제는 투석기, 화약 공 및 다양한 발사체를 포함한 불 혼합물을 사용하여 무기 생산을 지원했습니다. 화약 사용 덕분에 중국 사령관의 군대는 패배를 모르고 적을 도처에 날려 버렸습니다.

화약이 중국을 떠나다: 아랍인과 몽골인이 화약을 만들기 시작하다

받은 정보에 따르면 13세기 경에 아랍인들은 화약 제조를 위한 구성과 비율에 대한 정보를 얻었습니다. 이것이 어떻게 수행되었는지에 대한 정확한 정보는 없습니다. 한 전설에 따르면 아랍인들은 수도원의 모든 승려를 학살하고 논문을 받았습니다. 같은 세기에 아랍인들은 화약탄을 발사할 수 있는 대포를 만들 수 있었습니다.

"그리스 화재": 비잔틴 화약

비잔티움의 화약과 그 구성에 대한 아랍인의 추가 정보. 질적, 양적으로 구성을 약간 변경하여 "그리스 불"이라고 불리는 조리법을 얻었습니다. 이 혼합물의 첫 번째 테스트는 그리 오래 걸리지 않았습니다.

도시를 방어하는 동안 그리스 불을 장전한 대포가 사용되었습니다. 그 결과 모든 선박이 화재로 파괴되었습니다. "그리스 불"의 구성에 대한 정확한 정보는 우리 시대에 도달하지 못했지만 아마도 유황, 기름, 질산염, 수지 및 기름이 사용되었을 것입니다.

유럽의 화약: 누가 발명했나요?

오랫동안 Roger Bacon은 유럽에서 화약 출현의 주범으로 간주되었습니다. 13세기 중반에 그는 화약 제조법을 책에 모두 기술한 최초의 유럽인이 되었습니다. 하지만 그 책은 암호화되어 있어서 이용할 수 없었습니다.

유럽에서 화약을 발명한 사람이 누구인지 알고 싶다면, 귀하의 질문에 대한 답은 Berthold Schwartz의 이야기입니다. 그는 수도사였으며 프란체스코 수도회의 이익을 위해 연금술을 실천했습니다. 14세기 초에 그는 석탄, 황, 질산염에서 나오는 물질의 비율을 결정하는 작업을 했습니다. 많은 실험 끝에 그는 폭발을 일으키기에 충분한 비율로 박격포에서 필요한 구성 요소를 분쇄했습니다.

폭발의 파도는 승려를 다음 세계로 보낼 뻔했습니다.

이 발명은 총기 시대의 시작을 알렸습니다.

"사격 박격포"의 첫 번째 모델은 동일한 Schwartz에 의해 개발되었으며 비밀을 공개하지 않기 위해 감옥에 보내졌습니다. 그러나 승려는 납치되어 비밀리에 독일로 이송되어 총기 개선 실험을 계속했습니다.

호기심 많은 승려가 어떻게 그의 삶을 마감했는지는 아직 알려지지 않았습니다. 한 버전에 따르면 그는 화약 통에 폭파당했고 다른 버전에 따르면 그는 아주 노년기에 안전하게 사망했습니다. 그럼에도 불구하고 화약은 유럽인들에게 큰 기회를 주었고 그들은 이를 활용하는 데 실패하지 않았습니다.

Rus의 화약 등장

Rus의 화약의 기원에 대한 정확한 답은 없습니다. 많은 이야기가 있지만 가장 그럴듯한 것은 화약의 성분이 비잔틴 제국에서 제공되었다는 것입니다. 골든 호드 군대의 습격으로부터 모스크바를 방어할 때 처음으로 화약이 총기에 사용되었습니다. 그러한 총은 적의 인력을 무력화시키지는 않았지만 말을 놀라게하고 골든 호드 대열에 공포를 심을 수있게했습니다.

무연 분말 제조법: 누가 발명했나요?

보다 현대적인 세기로 접어들면서 19세기는 화약이 개량된 시기라고 가정해 봅시다. 흥미로운 개선 사항 중 하나는 프랑스인 Viel이 고체 구조를 갖는 피록실린 분말을 발명한 것입니다. 국방부 대표자들은 처음 사용에 대해 높이 평가했습니다.

요점은 화약이 연기 없이 타서 흔적도 남지 않았다는 것입니다.

조금 후에 발명가 Alfred Nobel은 발사체 생산에 니트로글리세린 화약을 사용할 가능성을 발표했습니다. 이러한 발명 이후 화약은 개선되었으며 그 특성도 향상되었습니다.

화약의 종류

분류에는 다음 유형의 화약이 사용됩니다.

혼합된(소위 흑색 화약(black powder));
니트로셀룰로오스(각각 무연).

많은 사람들에게는 발견일 수도 있지만, 우주선과 로켓 엔진에 사용되는 고체 로켓 연료는 가장 강력한 화약에 지나지 않습니다. 니트로셀룰로오스 분말은 니트로셀룰로오스와 가소제로 구성됩니다. 이러한 부품 외에도 다양한 첨가제가 혼합물에 혼합됩니다.

화약의 보관 조건은 매우 중요합니다. 화약이 보관 가능 기간을 초과하여 발견되거나 기술적 보관 조건이 충족되지 않으면 비가역적인 화학적 분해 및 특성 저하가 가능합니다. 따라서 화약의 수명에 있어 보관은 매우 중요합니다. 그렇지 않으면 폭발이 발생할 수 있습니다.

흑색 화약

흑색 화약은 GOST-1028-79의 요구 사항에 따라 러시아 연방 영토에서 생산됩니다.

요즘에는 연기가 나는 화약이나 흑색 화약의 생산이 규제되고 규제 요구 사항 및 규칙을 준수합니다.

화약의 종류는 다음과 같이 나뉩니다.

거친;
화약가루.

흑색화약은 질산칼륨, 황, 숯으로 구성되어 있습니다.

질산칼륨산화되어 빠른 속도로 연소됩니다.
숯연료(질산칼륨에 의해 산화됨)입니다.
황- 점화를 보장하는 데 필요한 구성 요소입니다. 흑색 화약 등급의 비율에 대한 요구 사항은 국가마다 다르지만 그 차이는 크지 않습니다.

생산 후 입상 등급의 화약의 모양은 곡물과 유사합니다. 생산은 5단계로 구성됩니다.

가루로 갈아서;
혼입;
디스크에 눌러짐;
곡물로 분쇄되는 현상이 발생합니다.
곡물이 연마됩니다.

최고 등급의 화약은 모든 구성 요소가 완전히 분쇄되고 완전히 혼합되면 더 잘 연소됩니다. 과립의 출력 모양도 중요합니다. 흑색화약의 연소효율은 성분의 분쇄 정도, 혼합의 완성도, 완성된 알갱이의 형태에 크게 좌우됩니다.

흑색 분말의 종류(% 조성 KNO 3, S, C.):

코드형(방화 코드용)(77%, 12%, 11%);
소총(니트로셀룰로오스 분말 및 혼합 고체 연료 충전용 점화기용, 소이탄 및 조명 포탄의 발사용);
거친 입자(점화기용);
느린 연소(튜브 및 퓨즈의 강화기 및 감속기용);
광산(폭파용)(75%, 10%, 15%);
사냥(76%, 9%, 15%);
스포츠.

흑색 화약을 취급할 때는 주의를 기울여야 하며, 화약은 290-300 °C의 온도에서 쉽게 발화하므로 화약을 화기에서 멀리 떨어진 곳에 보관해야 합니다.

포장에 대한 요구 사항이 높습니다. 밀봉해야 하며 흑색 화약은 나머지와 별도로 보관해야 합니다. 수분 함량에 대해 매우 까다롭습니다. 수분 함량이 2.2%를 초과하면 이 분말은 발화하기가 매우 어렵습니다.

20세기가 시작되기 전에 흑색 화약은 무기 발사와 다양한 투척 수류탄에 사용하기 위해 발명되었습니다. 이제 불꽃놀이 제작에 사용됩니다.

화약의 종류

알루미늄 등급의 화약은 불꽃 산업에서 사용됩니다. 기본은 질산칼륨/질산나트륨(산화제로 필요함), 알루미늄 분말(이것은 가연성임) 및 황이며 분말 상태로 환원되어 함께 혼합됩니다. 연소 시 빛의 방출이 크고 연소 속도가 빠르기 때문에 폭발성 원소 및 플래시 구성(플래시 생성)에 사용됩니다.

비율(초석: 알루미늄: 황):

밝은 플래시 - 57:28:15;
폭발 - 50:25:25.

화약은 습기를 두려워하지 않고 유동성을 변화시키지 않지만 매우 더러워질 수 있습니다.

화약의 분류

현대에 개발된 무연분말입니다. 흑색 화약과 달리 니트로셀룰로오스는 효율성이 높습니다. 그리고 화살에서 나오는 연기도 없습니다.

니트로셀룰로오스 분말은 구성이 복잡하고 적용 범위가 넓기 때문에 다음과 같이 나눌 수 있습니다.

피록실린;
탄도;
코르다이트.

무연화약은 현대식 무기와 각종 폭발물에 사용되는 화약이다. 기폭 장치로 사용됩니다.

피록실린

피록실린 분말의 조성은 일반적으로 피록실린 91-96%, 휘발성 물질(알코올, 에테르 및 물) 1.2-5%, 저장 안정성을 높이기 위한 안정제(디페닐아민, 센트레트라이트) 1.0-1.5%, 속도를 늦추기 위한 감감제 2-6%를 포함합니다. 분말 입자의 외부 층과 첨가제로서 0.2-0.3% 흑연의 연소.

피록실린 분말은 하나 이상의 채널이 있는 판, 리본, 고리, 튜브 및 입자 형태로 생산됩니다. 주요 용도는 권총, 기관총, 대포, 박격포입니다.

이러한 화약의 생산은 다음 단계로 구성됩니다.

피록실린의 용해(가소화);
구성 프레싱;
다양한 모양의 화약 요소가 포함된 덩어리에서 잘라냅니다.
용매 제거.

탄도

탄도 분말은 인공 기원의 화약입니다. 가장 큰 비율은 다음 구성 요소로 구성됩니다.

니트로셀룰로오스;
제거 불가능한 가소제.

정확히 2개의 구성 요소가 있기 때문에 전문가들은 이러한 유형의 화약을 2-기본이라고 부릅니다.

화약 가소제 함량의 비율이 변경되면 다음과 같이 나뉩니다.

니트로글리세린;
디글리콜.

탄도 분말의 구성 구조는 다음과 같습니다.

40-60% 콜록실린(질소 함량이 12.2% 미만인 니트로셀룰로오스);
30-55% 니트로글리세린(니트로글리세린 분말) 또는 디에틸렌 글리콜 디니트레이트(디글리콜 분말) 또는 이들의 혼합물;

또한 콘텐츠의 비율이 적지만 매우 중요한 다양한 구성 요소도 포함되어 있습니다.

디니트로톨루엔– 연소 온도를 제어할 수 있어야 합니다.
안정제(디페닐아민, 중앙석);
바세린 오일, 장뇌및 기타 첨가제;
또한, 미세하게 분산된 금속을 탄도 분말에 도입할 수 있습니다.(알루미늄과 마그네슘의 합금) 연소 생성물의 온도와 에너지를 높이기 위해 이러한 화약을 금속 화라고합니다.

고에너지 탄도분말 대량생산을 위한 지속적인 기술방안

1 – 교반기; 2 – 질량 펌프; 3 – 볼륨 펄스 디스펜서 4 – 벌크 구성 요소 디스펜서; 5 – 공급 용기; 6 – 공급 탱크; 7 - 기어 펌프; 8 – 4월; 9 – 인젝터;
10 – 컨테이너; 11 - 부동태화제; 12 – 발수성; 13 - 용매; 14 – 믹서; 15 - 중간 믹서; 16 – 공통 배치의 믹서

제조된 화약의 외형은 관 모양, 체커 모양, 판 모양, 고리 모양, 리본 모양이다. 화약은 군사용으로 사용되며 용도에 따라 다음과 같이 구분됩니다.

로켓(로켓 엔진 및 가스 발생기 요금)
포(포병의 추진제 장약용)
박격포(박격포 발사용).

피록실린 분말과 비교하여 탄도 화약은 흡습성이 낮고 생산 속도가 빠르며 큰 전하(직경 최대 0.8m)를 생산할 수 있는 능력, 높은 기계적 강도 및 가소제 사용으로 인한 유연성이 특징입니다.

피록실린 분말과 비교하여 탄도 분말의 단점은 다음과 같습니다.

생산에 큰 위험이 있음합성 고분자를 기반으로 한 혼합 화약과 달리 외부 영향에 매우 민감한 니트로글리세린과 직경 0.8m 이상의 전하를 얻을 수 없는 강력한 폭발물의 구성으로 인해;
생산 공정의 복잡성탄도 분말은 구성 요소를 따뜻한 물에 혼합하여 균일하게 분포시키고 물을 짜내고 뜨거운 롤러에서 반복적으로 굴리는 작업을 포함합니다. 이렇게 하면 물이 제거되고 질산셀룰로오스가 가소화되어 뿔 모양의 시트처럼 보입니다. 다음으로, 화약은 다이를 통해 압착되거나 얇은 시트로 굴려 절단됩니다.

코르다이트

코르다이트 분말에는 제거 가능한(알코올-에테르 혼합물, 아세톤) 및 제거 불가능한(니트로글리세린) 가소제인 고질소 피록실린이 함유되어 있습니다. 이는 이러한 화약의 생산 기술을 피록실린 화약 생산에 더욱 가깝게 만듭니다.

코르다이트의 장점은 출력이 더 크다는 점이지만, 연소 생성물의 온도가 더 높기 때문에 배럴의 연소가 증가합니다.

고체 로켓 연료

합성 폴리머 기반 혼합 추진제(고체 로켓 연료)에는 대략 다음이 포함됩니다.

50-60% 산화제, 일반적으로 과염소산암모늄;
10-20% 가소화된 폴리머 바인더;
10-20% 미세 알루미늄 분말 및 기타 첨가제.

이러한 분말 제조 방향은 20세기 30~40년대 독일에서 처음 나타났습니다. 전쟁이 끝난 후 이러한 연료의 활발한 개발은 미국과 50년대 초반 소련에서 시작되었습니다. 많은 관심을 끌었던 탄도 화약에 비해 주요 장점은 다음과 같습니다.

그러한 연료를 사용하는 로켓 엔진의 높은 비추력;
모든 모양과 크기의 요금을 생성하는 능력;
조성물의 높은 변형 및 기계적 특성;
넓은 범위에 걸쳐 연소 속도를 조절하는 능력.

화약의 이러한 특성으로 인해 사거리가 10,000km가 넘는 전략 미사일을 만들 수 있었습니다. 탄도 화약을 사용하여 S.P. Korolev는 화약 제조업체와 함께 최대 사거리 2,000km의 로켓을 만들었습니다.

그러나 혼합 고체 연료는 니트로셀룰로오스 분말에 비해 상당한 단점이 있습니다. 즉, 매우 높은 생산 비용, 충전 생산 주기 기간(최대 수 개월), 폐기의 복잡성, 연소 중 대기로 염산이 방출된다는 점입니다. 과염소산암모늄.

새로운 화약은 고체 로켓 연료이다.

분말 연소 및 규제

폭발로 변하지 않는 평행 층의 연소는 층에서 층으로의 열 전달로 인해 발생하며 균열이 없는 단일체 분말 요소를 제조하여 달성됩니다.

화약의 연소율은 멱승 법칙에 따라 압력에 따라 달라지며 압력이 증가할수록 증가하므로 특성을 평가할 때 대기압에서의 화약 연소율에 초점을 맞춰서는 안됩니다.

화약의 연소율을 조절하는 것은 매우 어려운 작업이며 화약 구성에 다양한 연소 촉매를 사용하여 해결합니다. 평행층의 연소를 통해 가스 형성 속도를 조절할 수 있습니다.

화약의 가스 형성은 화약 표면의 크기와 연소 속도에 따라 달라집니다.

분말 요소의 표면적은 모양, 기하학적 치수에 따라 결정되며 연소 과정에서 증가하거나 감소할 수 있습니다. 이러한 연소를 각각 점진적 또는 확산적 연소라고 합니다.

특정 법칙에 따라 일정한 가스 형성 속도 또는 변화를 얻기 위해 개별 충전 섹션(예: 미사일)은 불연성 재료(갑옷) 층으로 덮여 있습니다.

화약의 연소 속도는 화약의 구성, 초기 온도 및 압력에 따라 달라집니다.

화약의 특성

화약의 특성은 다음과 같은 매개변수를 기반으로 합니다.

연소열 Q- 화약 1kg이 완전 연소되는 동안 방출되는 열량
기체 생성물의 부피 V 1kg의 화약 연소 중에 방출됩니다 (가스를 정상 상태로 만든 후 결정됨).
가스 온도 T, 일정한 부피와 열 손실이없는 조건에서 화약의 연소에 의해 결정됩니다.
분말 밀도 ρ;
화약 강도 f- 정상 대기압에서 T도 가열하면 팽창하는 분말 가스 1kg으로 수행할 수 있는 작업입니다.

니트로 분말의 특성

비군사적 사용

화약의 궁극적인 주요 목적은 군사적 목적과 적 표적을 파괴하는 데 사용되는 것입니다. 그러나 Sokol 화약의 구성은 불꽃 놀이, 건설 도구 (건설 권총, 펀치) 및 불꽃 분야-스퀴브와 같은 평화로운 목적으로 사용할 수 있습니다. Bars 화약의 특성은 스포츠 촬영에 사용하기에 더 적합합니다.

5. 무연 폭발성 부품

피록실린

나폴레옹 시대부터 군 사령관들은 총에 사용되는 화약으로 인해 발생하는 심한 연기로 인해 전투에서 명령을 내릴 수 없다고 불평했습니다.

니트로셀룰로오스를 기반으로 한 물질인 피록실린의 발명으로 획기적인 발전이 이루어졌습니다. 포병에 폭넓게 적용되었습니다.

그러나 피록실린에는 여러 가지 중요한 단점이 있었습니다. 피록실린은 흑색 화약보다 강력하지만 동시에 안정성이 떨어지기 때문에 소형 총기에 사용하기에는 부적합합니다. 현장에서 더 위험할 뿐만 아니라 무기의 마모가 증가하기 때문입니다. 일반 화약으로 수천 번 발사할 수 있는 무기가 더 강력한 화약으로 수백 번 발사하면 사용할 수 없게 되었습니다. 또한 휘록실린 공장의 불안정성과 안정화 수단을 무시한 결과 많은 폭발이 발생했습니다.

이러한 이유로 피록실린의 사용은 사람들이 이를 "길들이는" 방법을 배울 때까지 20년 이상 중단되었습니다. 피록실린이 실행 가능한 폭발물이 된 것은 1880년이 되어서였습니다.

백색분말

1884년 Paul Viel은 Poudre B라는 무연 화약을 발명했습니다. 이 화약은 에테르와 알코올을 혼합한 젤라틴화 화약을 기반으로 하여 화약 성분을 더 형성한 다음 화약 알갱이를 건조시킵니다.

오늘날 니트로셀룰로오스라고 불리는 최종 폭발물은 피록실린보다 약간 적은 양의 질소를 함유하고 있으므로 알코올-에테르 혼합물에 의해 더 쉽게 겔화됩니다. 이 화약의 가장 큰 장점은 피록실린과 달리 여러 층으로 연소되므로 탄도 특성을 예측할 수 있다는 것입니다.

비엘 화약은 여러 가지 이유로 소형 무기의 세계에 혁명을 일으켰습니다.

더 이상 연기가 거의 나지 않았지만 이전에는 흑색 화약을 사용하여 여러 발의 사격을 한 후에는 연기 구름으로 인해 군인의 시야가 크게 줄어들었고 이는 강한 바람에 의해서만 교정될 수 있었습니다. 게다가 소총에서 뿜어져 나오는 연기로도 범인의 위치를 알 수 없었습니다.

Poudre B는 더 높은 총알 속도를 제공하여 더 직선적인 탄도를 의미하고 정확도와 범위를 높였습니다. 발사 범위는 1000 미터에 도달했습니다.

푸드르 B는 흑색 화약보다 3배 더 강력했기 때문에 훨씬 적은 양의 화약이 필요했습니다. 탄약이 더 가벼워져 군대가 같은 무게로 더 많은 탄약을 운반할 수 있게 되었습니다.

카트리지는 젖어도 작동했습니다. 흑색화약을 원료로 한 탄약은 건조한 곳에 보관해야 하므로 항상 습기가 들어가지 않도록 밀봉된 포장에 넣어 휴대하였다.

비에유 화약은 르벨 소총에 사용되었는데, 이는 흑색 화약보다 새로운 화약의 장점을 최대한 활용하기 위해 프랑스군이 즉각 채택한 것이다. 다른 유럽 국가들도 서둘러 프랑스의 예를 따르고 Poudre B의 파생형으로 전환했습니다. 첫 번째는 1888년에 새로운 무기를 도입한 독일과 오스트리아였습니다.

탄도염

1887년 영국에서 알프레드 노벨(Alfred Nobel)은 발리스타이트라 불리는 무연 화약을 개발했습니다.

코르다이트

Ballistite는 Frederick Abel과 James Dewar에 의해 Cordite라는 새로운 화합물로 수정되었습니다. 이후 영국 특허 획득을 두고 노벨과 코르다이트 발명자들 사이에 '특허 전쟁'이 시작됐다.

1890년에 맥심 허드슨은 미국에서 무연 화약에 대한 특허를 받았습니다.

이 새로운 폭발물은 Poudre B보다 더 안정적이어서 취급이 더 안전했고, 중요한 것은 더 강력했습니다.

젤라틴 분말

원천

1916년 대령인 Mikhailovsky 포병 아카데미의 Ivan Platonovich Grave 교수는 프랑스 발명품을 개선했습니다. 그는 비휘발성 용매, 콜로이드 또는 젤라틴 화약을 기반으로 다른 기반으로 무연 화약을 얻었습니다. 성형도 쉬웠고 선반을 켜는 것도 쉬웠어요. 체커에는 젤라틴 가루가 사용되었습니다.

Grave는 1926년에 소련 러시아라는 다른 나라에서 이 발명품에 대한 특허를 받았습니다. 그는 9개의 특허를 받았지만 귀족으로서 로켓 개발이 금지되었고 과학을 선택했습니다. 주 포병국은 Katyusha의 화약 및 포탄 개발에 대한 그의 저자임을 확인합니다.

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무연 가루 : "손바닥의 불"실패한 경험

인간이 알게 된 최초의 폭발물은 검은색(연기가 자욱한) 화약이었습니다. 이 화약은 서기 10세기경부터 중국에서 알려졌습니다. 흑색 화약은 오랫동안 유휴 오락 용도로만 사용되었으며 군사 업무에 사용되기 시작하는 데 수세기가 걸렸다는 의견이 있습니다. 사실, 이것은 사실이 아닙니다. 중국 군 지도자들은 화약이 오락일 뿐만 아니라 효과적인 무기를 만드는 데 사용될 수 있다는 것을 빨리 깨달았습니다. 다음은 인용문입니다.

1044년, 렌종 황제는 측근 중 한 명으로부터 "군사 기본에 관한" 보고를 받았습니다. 그 문서에는 공성 기관이 던질 수 있는 소이탄에 사용하기에 적합한 "불 물약"을 만드는 두 가지 조리법이 포함되어 있었습니다. 세 번째 혼합물은 유독성 연막탄의 연료로 사용되었습니다. 세 가지 혼합물 모두에서 질산염의 비율이 낮았는데, 이는 폭발하기보다는 빠르게 연소되도록 설계되었음을 의미합니다. 이것은 세계 최초로 적용된 화약 공식이었습니다.

수세기에 걸쳐 거의 계속되는 전쟁을 통해 흑색 화약의 구성은 크게 변했지만 구성 요소는 동일하게 유지되었습니다 (질산 칼륨, 황, 숯). 흑색화약은 총기 및 전쟁의 발전을 방해하는 많은 단점을 가지고 있었습니다. 예를 들어, 나폴레옹 전쟁 시대에는 여러 번의 소총과 대포 사격 후 전장이 짙은 연기로 뒤덮여 표적 사격과 군대 통제를 크게 방해했습니다. -아무것도 볼 수 없었습니다. 군대는 패배 직전일 수도 있고, 승리를 눈앞에 두고 있는 상황일 수도 있고, 근처에 있던 지휘관은 이를 볼 수 없었다. 그리고 어쨌든 부하들에게 명령을 전달하는 것도 어려웠다.

흑색 화약이 무연 화약으로 대체되었습니다. 무연 분말의 기본은 니트로셀룰로오스입니다. 요즘에는 니트로글리세린의 몇 퍼센트가 니트로셀룰로오스(소위 이염기 화약 - 소형 무기에 사용됨)에 첨가됩니다. 니트로글리세린 외에도 니트로구아니딘이 삼염기 분말에 첨가됩니다. 이러한 화약은 포병에 사용됩니다. 무연분말에는 주성분 외에도 다양한 첨가제를 첨가하여 특성을 향상시킵니다.

흑색 화약과 무연 화약은 모두 폭발할 수 있습니다. 예를 들어 흑색 화약은 니트로글리세린과 다이너마이트로 대체될 때까지 오랫동안 폭발물에 사용되었습니다. 피록실린(완전히 질산화된 셀룰로오스)은 한동안 껍질을 채우는 데 사용되었습니다. 화약이 타는 것을 방지하고 폭발하는 것을 방지하려면 닫힌 공간에서 점화해야 합니다. 또 다른 옵션은 대량의 화약을 점화하여 콤팩트하게 부어 넣는 것입니다. 얼마나 큰지는 여러 요인(화약 브랜드, 포장 밀도, 과립 크기, 더미 모양 등)에 따라 크게 달라집니다. 내 친구가 Bars 화약이 담긴 성냥갑에 불을 지른 것을 기억합니다. 그는 카트리지 장착에서 제거했습니다 (그는 또한 화약에 마그네슘 분말을 추가했습니다). 이것은 연소가 폭발로 바뀌기에 충분했습니다. 그 결과 티셔츠 전체에 뜨거운 입자로 인한 구멍이 가득 찼습니다.

그러나 화약의 주요 임무는 빠르고 고르게 연소하는 것입니다. 이것이 바로 그들이 생산에서 달성하려는 결과입니다. 이를 위해 특별한 화학 성분이 선택될 뿐만 아니라 원하는 모양과 크기의 알갱이와 과립 형태로 화약이 생산됩니다.

입상 흑색 화약은 너무 빨리 연소되므로 화상을 입지 않고 손바닥에 소량의 흑색 화약을 태울 수 있습니다(1그램 이하, 바람직하게는 그 이하). 손으로 실험을 시도하기 직전에 종이에 작은 검은 가루 더미를 태우는 것이 좋습니다. 고품질 화약은 흔적("누락" 또는 검은색 부분)을 남기지 않고 연소되어야 합니다. 종이가 손상되지 않으면 피부에도 영향을 미치지 않을 가능성이 높습니다.

무연 분말을 사용하여 이러한 실험을 수행할 수 있습니까? -결국 무연 분말의 기본은 니트로셀룰로오스입니다. 질화 면모 형태의 니트로셀룰로오스는 화상을 입지 않고 통증을 느끼지 않고(또는 거의 느끼지 않고) 손바닥에서 태울 수 있습니다.

나는 이 질문에 대한 답을 미리 알고 있었습니다. 아니요. 무연 분말은 너무 천천히 연소되므로 분명히 화상을 입을 수 있습니다. 그러한 결론을 내리려면 포병 화약의 "기둥"이 어떻게 타는 지 관찰하는 것만으로도 충분했습니다 (저는 20여 년 전에 학교에서 그것을 관찰했습니다). 그러나 나는 노력했다. 그는 DShK 기관총 카트리지의 큰 화약 알갱이를 손바닥에 붓고 라이터로 불을 붙였습니다. 통증이 너무 심해서 2초 후에 불꽃을 꺼야 했습니다(손바닥을 쥐어짜서). 약 1제곱센티미터의 화상이 피부에 남았습니다. 치유하는 데 한 달 이상이 걸렸습니다. 불이 꺼진 후 처음에는 아무런 통증도 느끼지 못했으나 나중에 이 화상으로 인해 많은 불편함이 생겼습니다.

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멘델레예프의 무연 가루

Mendeleev는 40 증거 보드카를 발명했다고 믿어집니다. 그는 알코올을 적절한 비율로 물로 희석했습니다. 실제로 그는 1865년에 자신의 박사 학위 논문인 '술과 물의 결합에 관한 담론'을 옹호했습니다. 그의 논문이 나오기 전에 40가지 증거의 보드카가 생산되었습니다. Mendeleev의 장점은 "알코올 수용액의 비중 값"표를 작성했다는 것입니다. 알코올 음료 생산에 사용 된 것은 그의 계산이었습니다.

그의 풍부한 전기에는 한 번에 아는 사람이 거의 없다는 또 다른 사실이 있습니다. 바로 포병을 위한 무연 화약의 발명입니다. 1890년에 해군 장관 N.M. Chikhachev는 해군에서 포병을 발사하기 위한 무연 화약 유형 개발에 참여하겠다는 제안을 가지고 그에게 접근했습니다. 이러한 화약은 이미 영국과 프랑스에서 사용되었습니다. 대부분의 무연 화약의 기본은 질산과 황산의 혼합물로 면모를 가공하는 제품인 피록 실린이었습니다. 그러나 피록실린 생성 기술에 대한 정보는 극비로 유지되었습니다. Mendeleev는 이 문제에 대한 해결책을 찾았습니다.

곧 그와 다른 두 명의 전문가가 해외로 파견되어 런던으로, 그 다음에는 파리로 파견되었습니다. 런던에서 Mendeleev는 화학자 과학자들 사이에서 많은 지인을 가졌습니다. 그는 여러 실험실을 방문했고 사격장으로 끌려가기도 했습니다. 그러나 무연 화약을 만드는 기술은 비밀로 남아 있었다. 파리에서는 상황이 반복되었습니다. 그는 파리 과학 아카데미 회의에 참석하여 무연 화약 샘플을 받았습니다. 그러나 포병 사격에 적합한 무연 분말 생산을 조직하는 방법은 무엇입니까? 멘델레예프는 무엇을 했나요?

Mendeleev가 파리의 화약 공장 근처에 정착하여 철도 노선을 따라 질소, 황산, 알코올, 산소 및 완제품-껍질과 같은 다양한 원자재가 포함 된 화물차의 도착을 관찰하기 시작한 버전이 있습니다. . 통계 데이터를 연구한 후 그는 프랑스 무연 분말의 폭발물 비율이 어느 정도인지 결론에 도달했습니다.

곧 비밀 보고서가 장관의 책상에 도착했습니다. Mendeleev는 해양 과학 기술 연구소에서 일하도록 초대되어 실험을 수행했습니다. 그리고 같은 1890년에 그는 외국의 피록실린보다 우수한 무연 화약으로 제안한 피로콜로듐을 발견했습니다. 1892년에 실시된 47mm 구경 대포의 발사는 피로콜로듐의 놀라운 특성을 보여주었습니다. 그러나 관료적 도약이 개입했고 멘델레예프의 파이로 콜로디온 화약은 토지 부서에서 채택되지 않았습니다. 가장 슬픈 점은 제조 공정이 세심하게 분류되지 않아 곧 피로콜로디온 화약이 서방 국가에서 처분될 수 있게 되었다는 점입니다.

제1차 세계 대전 중 과학자가 사망한 후 러시아는 미국으로부터 엄청난 양의 무연 화약을 구입해야 했는데, 이는 실제로 멘델레예프의 파이로콜로디온 화약이었습니다.