Kto wynalazł przepis na bezdymny proszek. Krótka historia rozwoju prochu. Ładowanie nabojów Magnum

(Język angielski) Poudre B). Dzielą się na jednozasadowe, dwuzasadowe i trójzasadowe.

Encyklopedyczny YouTube

1 / 2

✪ Jaka jest różnica między prochem czarnym a prochem bezdymnym?

✪ Doświadczenie demonstracyjne „Proszek bezdymny”

Napisy na filmie obcojęzycznym

Opis

Proszek bezdymny pali się tylko na powierzchni granulek, płatków lub cylindrów – w skrócie, granulki. Większe granulki spalają się wolniej, a szybkość ich spalania reguluje także specjalna powłoka zakłócająca spalanie, której główną funkcją jest regulacja mniej więcej stałego nacisku na obracający się pocisk lub pocisk, który jeszcze nie opuścił lufa pistoletu, która pozwala im osiągnąć maksymalną prędkość.

W latach 1895–1896 „Morskoj Sbornik” opublikował dwa duże artykuły D. I. Mendelejewa pod ogólnym tytułem „O bezdymnym prochu pirokolodowym”, w którym szczegółowo zbadano chemię tej technologii i opisano reakcję wytwarzania pirokoldu. Scharakteryzowano objętość gazów wydzielających się podczas jego spalania, a surowce badano konsekwentnie i szczegółowo. D.I. Mendelejew, skrupulatnie porównując proszek pirokolodionowy z innymi prochami strzelniczymi w 12 parametrach, wykazuje jego niezaprzeczalne zalety, przede wszystkim stabilność składu, jednorodność i brak „śladów detonacji”.

Żelatyna w proszku

Aplikacja

Obecnie propelenty oparte wyłącznie na nitrocelulozie znane są jako monozasadowe, natomiast propelenty podobne do kordytu znane są jako dibazowe. Opracowano także kordyty trójzasadowe (Cordite N i NQ) z dodatkiem nitroguanidyny, które początkowo stosowano w dużych działach okrętów wojennych, ale znalazły także zastosowanie w siłach pancernych, a obecnie są wykorzystywane w artylerii polowej. Główną zaletą proszków trójbazowych w porównaniu do proszków dwuzasadowych jest znacznie niższa temperatura gazów proszkowych przy podobnej wydajności. Perspektywy dalszego wykorzystania prochu zawierającego nitroguanidynę wiążą się z samolotami małego kalibru i działami przeciwlotniczymi, które charakteryzują się dużą szybkostrzelnością.

Bezdymny proch strzelniczy pozwolił na narodziny nowoczesnej broni półautomatycznej i automatycznej. Proch czarny pozostawił w lufach dużą ilość produktów stałych (40-50% masy prochu). Główne stałe produkty spalania czarnego proszku, wielosiarczki (K2Sn, gdzie n=2-6) i siarczek potasu (K2S), przyciągają wilgoć i hydrolizują do zasady potasowej i siarkowodoru. Podczas spalania proszków bezdymnych powstaje nie więcej niż 0,1 - 0,5% produktów stałych, co umożliwiło automatyczne przeładowanie broni za pomocą wielu ruchomych części. Warto wziąć pod uwagę, że produkty spalania wszystkich prochów bezdymnych zawierają dużo tlenków azotu, co zwiększa ich korozyjne działanie na metal broni.

Prochy bezdymne jedno- i dwuzasadowe stanowią obecnie większość materiałów wybuchowych stosowanych w broni strzeleckiej. Są tak powszechne, że większość zastosowań słowa „proch” odnosi się konkretnie do prochu bezdymnego, szczególnie w odniesieniu do broni krótkiej i artylerii. Proch czarny stosuje się jako materiał pędny wyłącznie w podlufowych granatnikach, pistoletach sygnałowych i niektórych nabojach do strzelb.

W niektórych przypadkach, na przykład, w szeregu domowych granatów ręcznych i improwizowanych pocisków artyleryjskich, jako materiał wybuchowy można zastosować również bezdymny proszek, dla którego gęstość ładunku dostosowuje się do wartości odpowiadającej detonacji i stosuje się potężne detonatory. W przeciwieństwie do wielu materiałów wybuchowych, do użycia bezdymnego proszku nie jest wymagana nasadka detonatora; wystarczy zapalnik. Skuteczność stosowania prochów bezdymnych jako materiałów wybuchowych w przypadku zapłonu jest porównywalna ze skutecznością stosowania prochu kopalnianego. Przy zastosowaniu potężnych detonatorów (w praktyce co najmniej 400-600 gramów trotylu) skuteczność jest na poziomie większości indywidualnych materiałów wybuchowych.

Niestabilność i stabilizacja

Nitroceluloza z czasem rozkłada się, uwalniając tlenki azotu, które katalizują dalszy rozkład składników prochu. W procesie reakcji rozkładu wydziela się ciepło, które w przypadku długotrwałego przechowywania dużych ilości prochu lub przechowywania prochu w wysokich temperaturach (w praktyce powyżej 25*C) może wystarczyć do samozapłonu .

Najbardziej podatne na rozkład są jednozasadowe propelenty nitrocelulozowe; dwuzasadowe i trójzasadowe rozkładają się wolniej, co wiąże się z większą zawartością stabilizatorów odporności chemicznej i ich bardziej równomiernym rozkładem w objętości prochu, gdyż nitrogliceryna i inne plastyfikatory pomagają przekształcić nitrocelulozę w jednorodny stan plastyczny. Kwaśne produkty rozkładu chemicznego (głównie tlenki azotu, kwasy azotawy i azotowy) wysokoenergetycznych składników prochu mogą powodować korozję metali łuski, pocisku i spłonki załadowanej amunicji lub metali opakowania prochu, jeżeli jest ono przechowywane oddzielnie.

Aby uniknąć gromadzenia się w proszku kwaśnych produktów rozkładu, dodaje się stabilizatory, z których najpopularniejsze to m.in

Człowiek dokonał wielu odkryć, które miały ogromne znaczenie w tej czy innej dziedzinie życia. Jednak bardzo niewiele z tych odkryć faktycznie miało wpływ na bieg historii.

Proch i jego wynalazek znajdują się właśnie na tej liście odkryć, które przyczyniły się do rozwoju wielu dziedzin ludzkości.

Fabuła

Tło pojawienia się prochu

Naukowcy długo debatowali nad czasem jego powstania. Niektórzy twierdzili, że wynaleziono go w krajach azjatyckich, inni wręcz przeciwnie, nie zgadzają się i dowodzą czegoś przeciwnego, że proch strzelniczy wynaleziono w Europie, a stamtąd trafił do Azji.

Wszyscy zgadzają się, że Chiny są kolebką prochu.

Istniejące rękopisy mówią o hałaśliwych świętach obchodzonych w Państwie Środka z bardzo głośnymi eksplozjami, które nie były znane Europejczykom. Oczywiście nie był to proch strzelniczy, ale nasiona bambusa, które po podgrzaniu pękają z głośnym hałasem. Takie eksplozje skłoniły tybetańskich mnichów do zastanowienia się nad praktycznym zastosowaniem takich rzeczy.

Historia wynalazku

Obecnie nie da się już określić z dokładnością do jednego roku czasu wynalezienia prochu przez Chińczyków, jednak według zachowanych do dziś rękopisów istnieje opinia, że w połowie VI w. mieszkańcy Cesarstwa Niebieskiego znali także skład substancji, za pomocą których można było uzyskać ogień o jasnym płomieniu. Najdalej w kierunku wynalezienia prochu posunęli się mnisi taoistyczni, którzy ostatecznie wynaleźli proch.

Dzięki znalezionemu dziełu mnichów, datowanemu na IX wiek, które zawiera wykazy wszystkich określonych „eliksirów” oraz sposoby ich stosowania.

Wiele uwagi poświęcono tekstowi, który wskazywał na przygotowaną kompozycję, która niespodziewanie zapaliła się zaraz po wyprodukowaniu i spowodowała poparzenia mnichów.

Jeśli ogień nie zostanie natychmiast ugaszony, dom alchemika doszczętnie spłonie.

Dzięki takim informacjom zakończyły się dyskusje na temat miejsca i czasu wynalezienia prochu. Cóż, muszę powiedzieć, że po wynalezieniu prochu, tylko się spalił, ale nie eksplodował.

Pierwsza kompozycja prochu

Skład prochu wymagał dokładnego stosunku wszystkich składników. Ustalenie wszystkich udziałów i składników zajęło mnichom kolejny rok. W rezultacie otrzymano mieszaninę, która otrzymała nazwę „mikstura ognia”. Eliksir zawierał cząsteczki węgla, siarki i saletry. Saletry występuje w przyrodzie bardzo mało, z wyjątkiem terenów Chin, gdzie saletra występuje bezpośrednio na powierzchni ziemi w kilkucentymetrowej warstwie.

Składniki prochu:

Pokojowe wykorzystanie prochu w Chinach

Kiedy wynaleziono proch strzelniczy, używano go głównie w postaci różnych efektów dźwiękowych lub do kolorowych „fajerwerków” podczas imprez rozrywkowych. Jednak miejscowi mędrcy zrozumieli, że bojowe użycie prochu jest również możliwe.

Chiny w tych odległych czasach były w stanie ciągłej wojny z otaczającymi je nomadami, a wynalezienie prochu znajdowało się w rękach dowódców wojskowych.

Proch strzelniczy: pierwsze użycie wojskowe przez Chińczyków

Istnieją rękopisy chińskich mnichów, które twierdzą, że „eliksir ognia” był używany do celów wojskowych. Chińska armia otoczyła nomadów i zwabiła ich w górzysty obszar, gdzie wcześniej zainstalowano ładunki prochowe i podpalono po kampanii wroga.

Silne eksplozje sparaliżowały nomadów, którzy uciekli ze wstydu.

Rozumiejąc, czym jest proch i zdając sobie sprawę z jego możliwości, cesarze Chin wsparli produkcję broni wykorzystującej ognistą mieszankę, w tym katapulty, kule prochowe i różne pociski. Dzięki użyciu prochu oddziały chińskich dowódców nie zaznały porażki i zmusiły wroga do ucieczki wszędzie.

Proch opuszcza Chiny: Arabowie i Mongołowie zaczynają produkować proch

Według otrzymanych informacji, około XIII wieku Arabowie uzyskali informacje o składzie i proporcjach do produkcji prochu; nie ma dokładnych informacji, w jaki sposób tego dokonano. Według jednej z legend Arabowie zmasakrowali wszystkich mnichów z klasztoru i otrzymali traktat. W tym samym stuleciu Arabom udało się zbudować armatę, która mogła strzelać pociskami prochowymi.

„Ogień grecki”: bizantyjski proch strzelniczy

Dalsze informacje od Arabów na temat prochu i jego składu w Bizancjum. Nieznacznie zmieniając skład jakościowo i ilościowo uzyskano przepis, który nazwano „ogniem greckim”. Na pierwsze testy tej mieszanki nie trzeba było długo czekać.

Podczas obrony miasta użyto armat ładowanych ogniem greckim. W rezultacie wszystkie statki uległy zniszczeniu w wyniku pożaru. Dokładne informacje na temat składu „ognia greckiego” nie dotarły do naszych czasów, ale prawdopodobnie używano go - siarki, oleju, saletry, żywicy i olejów.

Proch w Europie: kto go wynalazł?

Przez długi czas Rogera Bacona uważano za sprawcę pojawienia się prochu w Europie. W połowie XIII wieku jako pierwszy Europejczyk opisał w książce wszystkie przepisy na wytwarzanie prochu. Ale księga była zaszyfrowana i nie można było z niej skorzystać.

Jeśli chcesz wiedzieć, kto wynalazł proch strzelniczy w Europie, odpowiedzią na Twoje pytanie jest historia Bertholda Schwartza. Był mnichem i praktykował alchemię na rzecz swojego zakonu franciszkanów. Na początku XIV wieku pracował nad określeniem proporcji substancji z węgla, siarki i saletry. Po wielu eksperymentach udało mu się zmielić w moździerzu niezbędne składniki w proporcji wystarczającej do wywołania eksplozji.

Fala uderzeniowa niemal wysłała mnicha do innego świata.

Wynalazek zapoczątkował erę broni palnej.

Pierwszy model „moździerza strzeleckiego” opracował ten sam Schwartz, za co za nieujawnienie tajemnicy trafił do więzienia. Jednak mnich został porwany i potajemnie przewieziony do Niemiec, gdzie kontynuował swoje eksperymenty nad udoskonalaniem broni palnej.

Wciąż nie wiadomo, jak dociekliwy mnich zakończył swoje życie. Według jednej wersji został wysadzony w powietrze na beczce prochu, według innej zmarł bezpiecznie w bardzo podeszłym wieku. Tak czy inaczej, proch strzelniczy dał Europejczykom ogromne możliwości, z których nie omieszkali skorzystać.

Pojawienie się prochu na Rusi

Nie ma dokładnej odpowiedzi na temat pochodzenia prochu na Rusi. Istnieje wiele historii, ale za najbardziej prawdopodobną uważa się tę, że skład prochu dostarczyli Bizantyjczycy. Po raz pierwszy prochu użyto w broni palnej podczas obrony Moskwy przed najazdem wojsk Złotej Ordy. Taka broń nie obezwładniała siły roboczej wroga, ale pozwalała straszyć konie i siać panikę w szeregach Złotej Ordy.

Przepis na proszek bezdymny: kto go wynalazł?

Zbliżając się do bardziej współczesnych stuleci, powiedzmy, że XIX wiek to czas ulepszania prochu. Jednym z interesujących udoskonaleń jest wynalezienie przez Francuza Viela proszku piroksyliny o stałej strukturze. Jego pierwsze zastosowanie docenili przedstawiciele resortu obrony.

Rzecz w tym, że proch palił się bez dymu, nie pozostawiając śladów.

Nieco później wynalazca Alfred Nobel ogłosił możliwość wykorzystania prochu nitroglicerynowego do produkcji pocisków. Po tych wynalazkach proch został jedynie ulepszony i poprawiły się jego właściwości.

Rodzaje prochu

W klasyfikacji stosowane są następujące rodzaje prochu:

mieszany(tzw. proch czarny (proch czarny));
nitroceluloza(odpowiednio bezdymne).

Dla wielu może to być odkrycie, ale stałe paliwo rakietowe stosowane w statkach kosmicznych i silnikach rakietowych to nic innego jak najpotężniejszy proch strzelniczy. Proszki nitrocelulozowe składają się z nitrocelulozy i plastyfikatora. Oprócz tych części do mieszaniny dodaje się różne dodatki.

Warunki przechowywania prochu mają ogromne znaczenie. W przypadku odnalezienia prochu po przekroczeniu dopuszczalnego okresu przechowywania lub niespełnienia technologicznych warunków przechowywania, istnieje ryzyko nieodwracalnego rozkładu chemicznego i pogorszenia jego właściwości. Dlatego przechowywanie ma ogromne znaczenie w życiu prochu, w przeciwnym razie może nastąpić eksplozja.

Czarny proszek

Proch czarny produkowany jest na terenie Federacji Rosyjskiej zgodnie z wymogami GOST-1028-79.

Obecnie produkcja prochu dymnego lub czarnego jest regulowana i zgodna z wymogami i przepisami regulacyjnymi.

Rodzaje prochu dzielą się na:

ziarnisty;
proszek w proszku.

Czarny proszek składa się z azotanu potasu, siarki i węgla drzewnego.

azotan potasu utlenia się, pozwalając na szybkie spalenie.
węgiel drzewny jest paliwem (utlenianym azotanem potasu).
siarka- składnik niezbędny do zapewnienia zapłonu. Wymagania dotyczące proporcji gatunków prochu czarnego są różne w różnych krajach, ale różnice nie są duże.

Kształt granulatów prochu po wytworzeniu przypomina ziarno. Produkcja składa się z pięciu etapów:

Zmielić na proszek;
Mieszanie;
Tłoczone na krążkach;
Następuje kruszenie na ziarna;
Ziarna są wypolerowane.

Najlepsze gatunki prochu palą się lepiej, jeśli wszystkie składniki są całkowicie rozdrobnione i dokładnie wymieszane, ważny jest nawet wyjściowy kształt granulek. Efektywność spalania czarnego proszku zależy w dużej mierze od stopnia rozdrobnienia składników, kompletności wymieszania i kształtu gotowych ziaren.

Rodzaje proszków czarnych (% składu KNO 3, S, C.):

sznurowe (do sznurów strażackich) (77%, 12%, 11%);
karabin (do zapalników do ładunków proszków nitrocelulozowych i mieszanych paliw stałych oraz do miotania ładunków w pociskach zapalających i oświetlających);
gruboziarnisty (do zapalników);
wolnopalne (dla wzmacniaczy i moderatorów w lampach i bezpiecznikach);
kopalnia (do wysadzania) (75%, 10%, 15%);
polowanie (76%, 9%, 15%);
Sporty.

Podczas obchodzenia się z prochem czarnym należy zachować środki ostrożności i trzymać go z dala od otwartego źródła ognia, ponieważ łatwo się zapala; wystarczy do tego błysk o temperaturze 290-300 °C.

Opakowania mają wysokie wymagania. Musi być szczelnie zamknięty, a czarny proch musi być przechowywany oddzielnie od reszty. Bardzo wybredny jeśli chodzi o wilgotność. Jeśli zawartość wilgoci przekracza 2,2%, proszek ten jest bardzo trudny do zapalenia.

Przed początkiem XX wieku wynaleziono czarny proch do strzelania z broni i różnych granatów do rzucania. Obecnie używany do produkcji fajerwerków.

Odmiany prochu

Gatunki aluminiowe prochu znalazły zastosowanie w przemyśle pirotechnicznym. Podstawą jest azotan potasu/sodu (niezbędny jako utleniacz), proszek aluminiowy (jest łatwopalny) i siarka zredukowane do stanu proszku i zmieszane razem. Ze względu na duże uwalnianie światła podczas spalania i prędkość spalania stosowany jest w elementach wybuchowych i kompozycjach błyskowych (wytwarzających błysk).

Proporcje (saletra: glin: siarka):

jasny błysk - 57:28:15;
eksplozja - 50:25:25.

Proch nie boi się wilgoci i nie zmienia swojej sypkości, może jednak bardzo się zabrudzić.

Klasyfikacja prochów

Jest to bezdymny proszek opracowany w czasach nowożytnych. W przeciwieństwie do czarnego prochu, nitroceluloza ma wysoką wydajność. I nie ma dymu, który mogłaby wypuścić strzała.

Z kolei proszki nitrocelulozowe, ze względu na złożoność składu i szerokie zastosowanie, można podzielić na:

piroksylina;
balistyczny;
kordyt.

Proszek bezdymny to proszek stosowany w nowoczesnych rodzajach broni i różnych produktach wybuchowych. Służy jako detonator.

Piroksylina

Skład proszków piroksyliny zawiera zwykle 91-96% piroksyliny, 1,2-5% substancji lotnych (alkohol, eter i woda), 1,0-1,5% stabilizatora (difenyloamina, centralit) w celu zwiększenia stabilności przechowywania, 2-6% flegmatyzatora spowalniającego spalanie zewnętrznych warstw ziaren proszku i 0,2-0,3% grafitu jako dodatków.

Proszki piroksyliny produkowane są w postaci płytek, wstęg, pierścieni, rurek i ziaren z jednym lub większą liczbą kanałów; Główne zastosowania to pistolety, karabiny maszynowe, armaty i moździerze.

Produkcja takiego prochu składa się z następujących etapów:

Rozpuszczanie (plastyfikacja) piroksyliny;
Tłoczenie kompozycji;
Wycięte z masy o różnych kształtach elementów prochowych;
Usuwanie rozpuszczalnika.

Balistyczny

Prochy balistyczne to prochy sztucznego pochodzenia. Największy odsetek mają następujące składniki:

nitroceluloza;
nieusuwalny plastyfikator.

Ze względu na obecność dokładnie 2 składników eksperci nazywają ten rodzaj prochu 2-podstawowym.

Jeżeli zachodzą zmiany procentowej zawartości plastyfikatora w prochu, dzieli się je na:

nitrogliceryna;
diglikol.

Struktura składu proszków balistycznych jest następująca:

40-60% koloksyliny (nitroceluloza o zawartości azotu poniżej 12,2%);
30-55% nitrogliceryna (proszki nitrogliceryny) lub diazotan glikolu dietylenowego (proszki diglikolu) lub ich mieszanina;

Uwzględniono także różne komponenty, które mają niewielki procent zawartości, ale są niezwykle ważne:

dinitrotoluen– konieczne, aby móc kontrolować temperaturę spalania;
stabilizatory(difenyloamina, centralit);
Olejek wazelinowy, kamfora i inne dodatki;
Drobny metal można również dodawać do proszków balistycznych(stop aluminium i magnezu) w celu zwiększenia temperatury i energii produktów spalania, taki proch nazywa się metalizowanym.

Ciągły schemat technologiczny wytwarzania masy proszkowej wysokoenergetycznych proszków balistycznych

1 – mieszadło; 2 – pompa masy; 3 – wolumetryczny dozownik impulsów; 4 – dozownik składników sypkich; 5 – pojemnik z zaopatrzeniem; 6 – zbiornik zasilający; 7 – pompa zębata; 8 – KWIECIEŃ; 9 – wtryskiwacz;
10 – pojemnik; 11 – pasywator; 12 – wodoodporny; 13 – rozpuszczalnik; 14 – mikser; 15 – mieszalnik pośredni; 16 – mieszalnik wspólnych wsadów

Wytworzony proch ma postać rurek, warcabów, płytek, pierścieni i wstążek. Proch służy do celów wojskowych i według zastosowania dzieli się go na:

rakieta(za opłaty za silniki rakietowe i generatory gazu);
artyleria(dla ładunków miotających do dział artyleryjskich);
moździerz(dla ładunków miotających do moździerzy).

W porównaniu do proszków piroksylinowych prochy balistyczne charakteryzują się niższą higroskopijnością, szybszą produkcją, możliwością wytwarzania dużych ładunków (do 0,8 m średnicy), dużą wytrzymałością mechaniczną i elastycznością dzięki zastosowaniu plastyfikatora.

Wady proszków balistycznych w porównaniu z proszkami piroksyliny obejmują:

Wielkie niebezpieczeństwo w produkcji ze względu na obecność w ich składzie silnego materiału wybuchowego – nitrogliceryny, która jest bardzo wrażliwa na wpływy zewnętrzne, a także niemożność uzyskania ładunków o średnicy większej niż 0,8 m, w przeciwieństwie do prochów mieszanych na bazie polimerów syntetycznych;
Złożoność procesu produkcyjnego proszków balistycznych, co polega na wymieszaniu składników w ciepłej wodzie w celu ich równomiernego rozprowadzenia, wyciśnięciu wody i ponownym walcowaniu na gorących walcach. Usuwa to wodę i uplastycznia azotan celulozy, który przyjmuje wygląd przypominający róg. Następnie proch jest przeciskany przez matryce lub zwijany w cienkie arkusze i cięty.

Kordyt

Proszki kordytu zawierają wysokoazotową piroksylinę, usuwalny (mieszanina alkoholowo-eterowa, aceton) i nieusuwalny (nitrogliceryna) plastyfikator. Zbliża to technologię produkcji tych prochów do produkcji prochu piroksylinowego.

Zaletą kordytów jest większa moc, jednak powodują one zwiększone spalanie beczek ze względu na wyższą temperaturę produktów spalania.

Stałe paliwo rakietowe

Mieszany materiał pędny na bazie syntetycznego polimeru (stałe paliwo rakietowe) zawiera w przybliżeniu:

50-60% utleniacza, zwykle nadchloran amonu;
10-20% plastyfikowanego spoiwa polimerowego;
10-20% drobnego proszku aluminiowego i inne dodatki.

Ten kierunek produkcji proszków pojawił się po raz pierwszy w Niemczech w latach 30-40 XX wieku, po zakończeniu wojny aktywny rozwój tego typu paliw rozpoczął się w USA, a na początku lat 50. w ZSRR. Głównymi zaletami w stosunku do prochu balistycznego, który przyciągnął do nich wiele uwagi, były:

wysoki ciąg właściwy silników rakietowych wykorzystujących takie paliwo;
możliwość tworzenia ładunków o dowolnym kształcie i rozmiarze;
wysokie odkształcenia i właściwości mechaniczne kompozycji;
możliwość regulacji szybkości spalania w szerokim zakresie.

Te właściwości prochu umożliwiły stworzenie rakiet strategicznych o zasięgu ponad 10 000 km. Wykorzystując proch balistyczny, S.P. Korolev wraz z wytwórcami prochu zdołał stworzyć rakietę o maksymalnym zasięgu 2000 km.

Mieszane paliwa stałe mają jednak istotne wady w porównaniu do proszków nitrocelulozowych: bardzo wysoki koszt ich produkcji, czas trwania cyklu produkcyjnego wsadu (do kilku miesięcy), złożoność utylizacji, uwalnianie kwasu solnego do atmosfery podczas spalania nadchloranu amonu.

Nowy proch jest stałym paliwem rakietowym.

Spalanie proszków i jego regulacja

Spalanie w równoległych warstwach, które nie przechodzi w eksplozję, spowodowane jest przenoszeniem ciepła z warstwy na warstwę i osiągane jest poprzez wytwarzanie w miarę monolitycznych elementów proszkowych, pozbawionych pęknięć.

Szybkość spalania prochu zależy od ciśnienia zgodnie z prawem mocy i rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia, dlatego też nie należy skupiać się na szybkości spalania prochu pod ciśnieniem atmosferycznym przy ocenie jego właściwości.

Regulowanie szybkości spalania prochu jest zadaniem bardzo trudnym i rozwiązuje się je poprzez zastosowanie w składzie proszku różnych katalizatorów spalania. Spalanie w równoległych warstwach pozwala regulować szybkość tworzenia się gazu.

Tworzenie się gazu w prochu zależy od wielkości powierzchni ładunku i szybkości jego spalania.

Pole powierzchni elementów proszkowych zależy od ich kształtu, wymiarów geometrycznych i może zwiększać się lub zmniejszać podczas procesu spalania. Takie spalanie nazywa się odpowiednio progresywnym lub degresywnym.

Aby uzyskać stałą szybkość tworzenia się gazu lub jego zmianę zgodnie z określonym prawem, poszczególne sekcje ładunków (na przykład rakiet) pokrywa się warstwą materiałów niepalnych (pancerzem).

Szybkość spalania prochu zależy od jego składu, temperatury początkowej i ciśnienia.

Charakterystyka prochu

Charakterystyka prochu opiera się na takich parametrach jak:

ciepło spalania Q- ilość ciepła wydzielonego podczas całkowitego spalenia 1 kilograma prochu;
objętość produktów gazowych V uwolniony podczas spalania 1 kilograma prochu (oznaczony po doprowadzeniu gazów do normalnych warunków);
temperatura gazu T, określony przez spalanie prochu w warunkach stałej objętości i braku strat ciepła;
gęstość proszku ρ;
siła prochu f- praca, jaką mógłby wykonać 1 kilogram gazów proszkowych rozszerzający się po podgrzaniu o T stopni przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym.

Charakterystyka proszków nitro

Zastosowanie inne niż wojskowe

Ostatecznym głównym przeznaczeniem prochu są cele wojskowe i wykorzystanie do niszczenia celów wroga. Jednakże skład prochu Sokol pozwala na jego wykorzystanie do celów pokojowych, takich jak fajerwerki, narzędzia budowlane (pistolety budowlane, stemple), a także w dziedzinie pirotechniki – charłaki. Charakterystyka prochu Bars jest bardziej odpowiednia do stosowania w strzelectwie sportowym.

5. Bezdymne składniki wybuchowe

Piroksylina

Od czasów Napoleona dowódcy wojskowi narzekali, że nie mogą wydawać rozkazów w bitwie z powodu gęstego dymu powodowanego przez proch używany w broni.

Znaczącego przełomu dokonano wraz z wynalezieniem piroksyliny, materiału na bazie nitrocelulozy. Znalazł szerokie zastosowanie w artylerii.

Piroksylina miała jednak szereg istotnych wad. Piroksylina była silniejsza od czarnego prochu, ale jednocześnie mniej stabilna, przez co nie nadawała się do użycia z drobną bronią palną – nie tylko dlatego, że była bardziej niebezpieczna w terenie, ale także ze względu na zwiększone zużycie broni. Broń, która mogła strzelać tysiące razy zwykłym prochem, stała się bezużyteczna po kilkuset strzałach mocniejszym prochem. Doszło także do wielu eksplozji w fabrykach piroksyliny z powodu zaniedbania jej niestabilności i środków stabilizacji.

Z tych powodów stosowanie piroksyliny zostało zawieszone na ponad dwadzieścia lat, dopóki ludzie nie nauczyli się jej „oswajać”. Dopiero w 1880 roku piroksylina stała się skutecznym materiałem wybuchowym.

biały proszek

W 1884 roku Paul Viel wynalazł bezdymny proch strzelniczy o nazwie Poudre B, który opierał się na żelatynizowanym prochu zmieszanym z eterem i alkoholem, w celu dalszego formowania elementów prochu, a następnie suszenia ziaren prochu.

Końcowy materiał wybuchowy, który dziś nazywany jest nitrocelulozą, zawiera nieco mniejszą ilość azotu niż piroksylina, dzięki czemu łatwiej ulega żelowaniu przez mieszaninę alkoholowo-eterową. Wielką zaletą tego prochu było to, że w przeciwieństwie do piroksyliny spala się warstwowo, co sprawiało, że jego właściwości balistyczne były przewidywalne.

Proch Viel zrewolucjonizował świat broni strzeleckiej z kilku powodów:

Dymu już praktycznie nie było, natomiast wcześniej, po kilku strzałach z czarnego prochu, pole widzenia żołnierza było znacznie ograniczone z powodu kłębów dymu, które można było skorygować jedynie silnym wiatrem. Ponadto pozycja strzelca nie była wskazywana przez kłąb dymu wydobywającego się z karabinu.

Poudre B zapewniał większą prędkość pocisku, co oznaczało prostszą trajektorię, co zwiększało celność i zasięg; Zasięg ostrzału sięgał 1000 metrów.

Ponieważ Poudre B był trzy razy silniejszy niż czarny proch, potrzeba było go znacznie mniej. Amunicja została lżejsza, dzięki czemu żołnierze mogli przenosić więcej amunicji przy tej samej masie.

Wkłady działały nawet gdy były mokre. Amunicję na bazie czarnego prochu należało przechowywać w suchym miejscu, dlatego zawsze przewożono ją w zamkniętych opakowaniach, które zapobiegały przedostawaniu się wilgoci.

Proch Vieille był używany w karabinie Lebel, który został natychmiast przyjęty przez armię francuską, aby w pełni wykorzystać nowy proch zamiast prochu czarnego. Inne kraje europejskie pospiesznie poszły za przykładem Francuzów i również przerzuciły się na swoje pochodne Poudre B. Pierwszymi były Niemcy i Austria, które wprowadziły nową broń w 1888 roku.

Zapalenie balistyczne

W tym czasie w 1887 roku w Wielkiej Brytanii Alfred Nobel opracował bezdymny proch strzelniczy zwany balistytem.

Kordyt

Balistyt został zmodyfikowany przez Fredericka Abela i Jamesa Dewara w nowy związek zwany kordytem. Następnie rozpoczęła się „wojna patentowa” między Noblem a wynalazcami kordytu w sprawie uzyskania brytyjskich patentów.

W 1890 roku Maxim Hudson otrzymał patent na bezdymny proch strzelniczy w Stanach Zjednoczonych.

Te nowe materiały wybuchowe były bardziej stabilne, a zatem bezpieczniejsze w obsłudze niż Poudre B i, co ważne, potężniejsze.

Żelatyna w proszku

Źródło

Iwan Płatonowicz Grave, profesor Akademii Artylerii Michajłowskiej, pułkownik, w 1916 roku udoskonalił francuski wynalazek: uzyskał bezdymny proch strzelniczy na innej podstawie na bazie nielotnego rozpuszczalnika, prochu koloidalnego lub galaretowatego. Łatwo było go formować, a nawet toczyć na tokarce. Do warcabów użyto żelatyny w proszku.

Grave otrzymał patent na ten wynalazek w 1926 roku w innym kraju – Rosji Sowieckiej. Otrzymał 9 patentów, ale jako szlachcicowi zabroniono mu opracowywania rakiet i zajął się nauką. Główna Dyrekcja Artylerii potwierdza jego autorstwo w opracowaniu prochu i pocisków dla Katiuszy.

Jeśli znajdziesz błąd na stronie, zaznacz go i naciśnij Ctrl + Enter

Bezdymny proszek: nieudane doświadczenie „ognia w dłoni”

Pierwszym materiałem wybuchowym, z którym zapoznał się człowiek, był proch czarny (dymny): był znany w Chinach od około X wieku naszej ery. Istnieje opinia, że \u200b\u200bczarny proch przez długi czas służył jedynie jako bezczynna rozrywka i minęły stulecia, zanim zaczęto go wykorzystywać w sprawach wojskowych. W rzeczywistości tak nie jest; chińscy przywódcy wojskowi szybko zdali sobie sprawę, że proch to nie tylko rozrywka: można go wykorzystać do wytworzenia skutecznej broni. Oto cytat:

W 1044 r. cesarz Renzong otrzymał od jednego ze swoich współpracowników raport „O podstawach spraw wojskowych”. Tekst zawierał dwa przepisy na przygotowanie „mikstury ogniowej” nadającej się do użycia w bombach zapalających, które mogłyby być rzucone przez machiny oblężnicze. Trzecia mieszanina miała służyć jako paliwo do trujących bomb dymnych. Udział saletry we wszystkich trzech mieszaninach był niski, co oznacza, że zaprojektowano je tak, aby paliły się szybko, a nie eksplodowały. Były to pierwsze na świecie stosowane formuły prochu.

Przez wiele stuleci niemal ciągłych wojen skład czarnego prochu znacznie się zmienił, ale składniki pozostały takie same (azotan potasu, siarka, węgiel drzewny). Czarny proch miał wiele wad, które utrudniały rozwój broni palnej i działań wojennych. Przykładowo w dobie wojen napoleońskich po kilku salwach karabinów i armat pole bitwy zasnuło się gęstym dymem, co znacznie utrudniało strzelanie celowane i kontrolę nad armią. - Po prostu nie dało się nic zobaczyć. Armia mogła być o krok od porażki lub o krok od zwycięstwa, a dowódca znajdujący się w pobliżu nie mógł tego zobaczyć. A w każdym razie trudno było przekazywać rozkazy podwładnym.

Czarny proch został zastąpiony prochem bezdymnym. Podstawą bezdymnego proszku jest nitroceluloza. Obecnie do nitrocelulozy dodaje się kilkuprocentową nitroglicerynę (tzw. proch dwuzasadowy – wykorzystuje się go w broni strzeleckiej). Oprócz nitrogliceryny do proszków trójzasadowych dodaje się nitroguanidynę. Taki proch jest używany w artylerii. Oprócz głównych składników do proszku bezdymnego wprowadza się różne dodatki w celu poprawy jego właściwości.

Zarówno proch czarny, jak i bezdymny mogą eksplodować; na przykład proch czarny był używany w materiałach wybuchowych przez długi czas, dopóki nie został zastąpiony nitrogliceryną i dynamitem. Przez pewien czas do wypełniania muszli stosowano piroksylinę (w pełni nitrowaną celulozę). Aby zapobiec spaleniu prochu, ale przed eksplozją, należy go zapalić w zamkniętej objętości. Inną opcją jest podpalenie dużej masy prochu, rozsypanej zwartie. To, jak duże, zależy w dużej mierze od wielu czynników (marka prochu, gęstość upakowania, wielkość granulek, kształt stosu itp.). Pamiętam, że mój znajomy podpalił pudełko zapałek prochem Bars, który usunął z mocowania nabojów (do prochu dodał też proszek magnezowy) - to wystarczyło, aby spalanie zamieniło się w eksplozję. W rezultacie cała koszulka była pełna dziur od gorących cząstek.

Jednak głównym zadaniem prochu jest szybkie i równomierne spalanie. To jest dokładnie taki rezultat, jaki starają się osiągnąć w swojej produkcji. Aby to zrobić, wybiera się nie tylko specjalny skład chemiczny, ale proch strzelniczy wytwarza się w postaci ziaren i granulek o pożądanym kształcie i rozmiarze.

Czarny proszek ziarnisty pali się tak szybko, że niewielką ilość czarnego proszku można spalić na dłoni bez poparzenia (nie więcej niż gram, najlepiej mniej). Tuż przed wykonaniem eksperymentu na dłoni wskazane jest spalenie małej kupki czarnego proszku na papierze. Proch wysokiej jakości powinien palić się bez pozostawiania śladów („brakujących” lub czarnych obszarów). Jeśli papier nie jest uszkodzony, Twoja skóra prawdopodobnie też nie będzie.

Czy można przeprowadzić taki eksperyment z prochem bezdymnym? - W końcu podstawą bezdymnego proszku jest nitroceluloza. Nitrocelulozę w postaci nitrowanej waty można spalić na dłoni bez poparzenia i bez odczuwania bólu (lub prawie bez odczuwania).

Odpowiedź na to pytanie znałem z góry – NIE. Proszek bezdymny pali się zbyt wolno i oczywiście powoduje oparzenia. Aby wyciągnąć taki wniosek, wystarczyło popatrzeć, jak płonie „kolumna” prochu artyleryjskiego (obserwowałem to w szkole - ponad dwadzieścia lat temu). Jednak próbowałem. Wysypał na dłoń garść dużych granulek prochu z nabojów do karabinu maszynowego DShK i podpalił zapalniczką. Ból był taki, że po 2 sekundach trzeba było zgasić płomień (ściskając moją dłoń). Na skórze pozostało oparzenie o powierzchni około centymetra kwadratowego; gojenie trwało ponad miesiąc. Po zgaszeniu płomienia początkowo nie odczuwałam żadnego bólu, jednak później oparzenie to powodowało duży dyskomfort.

__________________________________________________

Bezdymny proszek Mendelejewa

Uważa się, że Mendelejew wynalazł wódkę 40-procentową - rozcieńczył alkohol wodą w odpowiedniej proporcji. Rzeczywiście, w 1865 roku obronił rozprawę doktorską „Rozprawa o połączeniu alkoholu z wodą”. Przed rozprawą doktorską wyprodukowano wódkę czterdziestoprocentową. Zasługą Mendelejewa jest to, że opracował tabelę „Wartości ciężarów właściwych wodnych roztworów alkoholu”; to jego obliczenia wykorzystano przy produkcji napojów alkoholowych.

W jego bogatej biografii jest jeszcze jeden fakt, o którym niewiele osób wie; kiedyś był on utrzymywany w ścisłej tajemnicy - wynalezienie bezdymnego prochu dla artylerii. W 1890 r. Minister marynarki wojennej N.M. Chichaczow zwrócił się do niego z propozycją wzięcia udziału w opracowaniu rodzajów bezdymnego prochu do strzelania z dział artyleryjskich w marynarce wojennej. Taki proch był już na wyposażeniu Wielkiej Brytanii i Francji. Podstawą większości bezdymnego prochu strzelniczego była piroksylina, produkt przetwarzania waty z mieszaniną kwasów azotowego i siarkowego. Informacje o technologii wytwarzania piroksyliny utrzymywane były jednak w ścisłej tajemnicy. Mendelejew podjął się rozwiązania tego problemu.

Wkrótce on i dwóch innych specjalistów zostali wysłani za granicę, do Londynu, a następnie do Paryża. W Londynie Mendelejew miał wielu znajomych wśród chemików. Odwiedzał różne laboratoria, a nawet zabierano go na strzelnicę. Ale technologia wytwarzania bezdymnego prochu pozostała tajemnicą. W Paryżu sytuacja się powtórzyła. Brał udział w spotkaniu Paryskiej Akademii Nauk i otrzymał próbki prochu bezdymnego. Ale jak zorganizować produkcję bezdymnego prochu nadającego się do strzelania artyleryjskiego? Co zrobił Mendelejew?

Istnieje wersja, w której Mendelejew osiedlił się w pobliżu jednej z fabryk prochu w Paryżu i zaczął obserwować przybycie wagonów towarowych z różnymi surowcami wzdłuż linii kolejowej: azot, kwas siarkowy, alkohol, tlen i ich wyjście z gotowymi produktami - muszlami . Po przestudiowaniu danych statystycznych doszedł do wniosku, z jakich proporcji może składać się francuski proszek bezdymny.

Wkrótce tajny raport wylądował na biurku ministra. Mendelejew został zaproszony do pracy w Morskim Laboratorium Naukowo-Technicznym, gdzie prowadził swoje eksperymenty. W tym samym 1890 roku odkrył pirokolod, który zaproponował jako bezdymny proch strzelniczy, lepszy od obcej piroksyliny. Wystrzał z armat kalibru 47 mm przeprowadzony w 1892 roku wykazał niezwykłe właściwości pirokoldu. Ale interweniowała biurokratyczna żaba skokowa i proch pirokolodowy Mendelejewa nie został przyjęty przez departament ds. gruntów. Najsmutniejsze jest to, że proces produkcyjny nie został dokładnie sklasyfikowany i wkrótce proch pirokolodionowy znalazł się w dyspozycji krajów zachodnich.

Po śmierci naukowca podczas I wojny światowej Rosja zmuszona była zakupić od Stanów Zjednoczonych ogromną ilość bezdymnego prochu, który w rzeczywistości był prochem pirokolodionowym Mendelejewa.