Cine a inventat rețeta de pudră fără fum. O scurtă istorie a dezvoltării prafului de pușcă. Încărcarea cartuşelor Magnum

(Engleză) Poudre B). Acestea sunt clasificate în single-base, double-base și tri-baze.

YouTube enciclopedic

1 / 2

✪ Care este diferența dintre pulbere neagră și pulbere fără fum?

✪ Experiență demonstrativă „Pudră fără fum”

Subtitrări

Descriere

Pulberea fără fum arde numai pe suprafața granulelor, fulgilor sau cilindrilor - pe scurt, granule. Granulele mai mari ard mai încet, iar viteza de ardere a acestora este, de asemenea, controlată de un strat special care interferează cu arderea, a cărui funcție principală este de a regla o presiune mai mult sau mai puțin constantă asupra glonțului sau proiectilului care se rotește, care nu a părăsit încă țeava pistolului, care le permite să atingă viteza maximă.

În 1895-1896, „Morskoy Sbornik” a publicat două articole mari de D. I. Mendeleev sub titlul general „Despre praful de pușcă fără fum de pirocolodiu”, care examinează în mod specific chimia tehnologiei și descrie reacția de producere a pirocolodiului. Se caracterizează volumul gazelor degajate în timpul arderii sale, iar materiile prime sunt examinate în mod consecvent și în detaliu. D.I Mendeleev, comparând cu scrupulozitate pulberea de pirocolodion cu alte prafuri de pușcă în 12 parametri, demonstrează avantajele sale incontestabile, în primul rând, stabilitatea compoziției, omogenitatea și absența „urmelor de detonare”.

Pudră de gelatină

Aplicație

În zilele noastre, propulsorii pe bază de nitroceluloză sunt cunoscuți ca monobază, în timp ce cei de tip cordite sunt cunoscuți ca dibază. Au fost dezvoltate și cordite tri-baze (Cordite N și NQ) cu adaos de nitroguanidină, utilizate inițial în tunurile mari ale navelor de război navale, dar și-au găsit utilizarea și în forțele de tancuri, iar acum sunt folosite în artileria de câmp. Principalul avantaj al pulberilor cu trei baze, în comparație cu cele dibaze, este temperatura semnificativ mai scăzută a gazelor pulbere cu eficiență similară. Perspectivele de utilizare ulterioară a prafului de pușcă care conțin nitroguanidină sunt asociate cu tunurile de aviație și antiaeriene de calibru mic, care au o rată mare de foc.

Praful de pușcă fără fum a permis nașterea armelor moderne semi-automate și automate. Pulberea neagră a lăsat o cantitate mare de produse solide (40-50% din masa prafului de pușcă) în țevile de pușcă. Principalii produși solizi de combustie ai pulberii negre, polisulfurile (K2Sn, unde n=2-6) și sulfura de potasiu (K2S), atrag umiditatea și hidrolizează la alcalii de potasiu și hidrogen sulfurat. Când ard pulberile fără fum, nu se formează mai mult de 0,1 - 0,5% din produsele solide, ceea ce a făcut posibilă reîncărcarea automată a armelor folosind multe părți mobile. Merită să luați în considerare faptul că produsele de ardere a tuturor pulberilor fără fum conțin o mulțime de oxizi de azot, ceea ce crește efectul lor coroziv asupra metalului armei.

Pulberile fără fum cu bază unică și dublă alcătuiesc acum cea mai mare parte a explozibililor propulsori utilizați la armele de calibru mic. Sunt atât de comune încât cele mai multe utilizări ale cuvântului „pulbere” se referă în mod specific la pulbere fără fum, în special atunci când se referă la arme de mână și artilerie. Pulberile negre sunt folosite ca propulsor numai în lansatoarele de grenade sub țeavă, pistoalele cu flacără și unele cartușe de pușcă.

În unele cazuri, de exemplu, într-o serie de grenade de mână de casă și obuze de artilerie improvizate, pulberea fără fum poate fi folosită și ca exploziv puternic, pentru care densitatea de încărcare este ajustată la o valoare corespunzătoare detonației și se folosesc detonatoare puternice. Spre deosebire de mulți explozivi, un capac de detonator nu este necesar pentru a utiliza pulbere fără fum; Eficacitatea utilizării pulberilor fără fum ca explozivi explozivi, în caz de aprindere, este comparabilă cu eficacitatea utilizării pulberii de mină fără fum. Când se folosesc detonatoare puternice (în practică, cel puțin 400-600 de grame de TNT), eficiența este la nivelul majorității explozivilor explozivi individuali.

Instabilitate și stabilizare

Nitroceluloza se descompune în timp, eliberând oxizi de azot, care catalizează descompunerea în continuare a componentelor prafului de pușcă. În timpul procesului de reacții de descompunere, se eliberează căldură, care, în cazul depozitării pe termen lung a unor cantități mari de praf de pușcă sau depozitării prafului de pușcă la temperaturi ridicate (în practică, peste 25 * C), poate fi suficientă pentru autoaprindere. .

Propulsorii nitrocelulozici cu o singură bază sunt cei mai susceptibili la descompunere; dibazic și tribazic se descompun mai lent, ceea ce este asociat cu un conținut mai mare de stabilizatori de rezistență chimică și distribuția lor mai uniformă în volumul de praf de pușcă, deoarece nitroglicerina și alți plastifianți ajută la transformarea nitrocelulozei într-o stare plastică omogenă. Produșii de descompunere chimică acizi (în principal oxizi de azot, acizi azotași și azotici) ai componentelor bogate în energie ale prafului de pușcă pot provoca coroziunea metalelor carcasei, glonțului și amorsei muniției încărcate sau a metalelor ambalajului cu pulbere, dacă acesta din urmă este depozitate separat.

Pentru a evita acumularea de produse de descompunere acide în pulbere, se adaugă stabilizatori, dintre care cei mai populari sunt

Omul a făcut multe descoperiri care au fost de mare importanță într-un domeniu sau altul al vieții. Cu toate acestea, foarte puține dintre aceste descoperiri au afectat de fapt cursul istoriei.

Praful de pușcă și invenția sa sunt tocmai din această listă de descoperiri care au contribuit la dezvoltarea multor zone ale umanității.

Poveste

Contextul apariției prafului de pușcă

Oamenii de știință au dezbătut mult timp despre momentul creării sale. Unii au susținut că a fost inventat în țările asiatice, în timp ce alții, dimpotrivă, nu sunt de acord și demonstrează contrariul, că praful de pușcă a fost inventat în Europa, iar de acolo a venit în Asia.

Toată lumea este de acord că China este locul de naștere al prafului de pușcă.

Manuscrisele existente vorbesc despre sărbători zgomotoase care se țineau în Regatul Mijlociu cu explozii foarte puternice, care nu erau familiare europenilor. Desigur, nu era praf de pușcă, ci semințe de bambus, care izbucneau cu zgomot puternic când sunt încălzite. Astfel de explozii i-au făcut pe călugării tibetani să se gândească la aplicarea practică a unor astfel de lucruri.

Istoria inventiei

Acum nu mai este posibil să se determine cu o precizie de un an momentul inventării prafului de pușcă de către chinezi, cu toate acestea, conform manuscriselor care au supraviețuit până în zilele noastre, există o opinie că la mijlocul secolului al VI-lea, locuitorii Imperiului Ceresc cunoșteau și compoziția substanțelor cu ajutorul cărora se putea obține focul cu o flacără strălucitoare. Călugării taoişti care au avansat cel mai mult spre inventarea prafului de puşcă au fost călugării taoişti, care în cele din urmă au inventat praful de puşcă.

Datorită lucrării găsite a călugărilor, care a fost datată din secolul al IX-lea, care conține liste cu toate anumite „elixire” și cum să le folosească.

S-a acordat multă atenție textului, care indica compoziția pregătită, care s-a aprins în mod neașteptat imediat după producere și a provocat arsuri călugărilor.

Dacă focul nu era stins imediat, casa alchimistului ar arde până la pământ.

Datorită unor astfel de informații, discuțiile despre locul și timpul inventării prafului de pușcă s-au încheiat. Ei bine, trebuie să spun că după inventarea prafului de pușcă, acesta a ars doar, dar nu a explodat.

Prima compoziție de praf de pușcă

Compoziția prafului de pușcă necesita un raport exact al tuturor componentelor. Călugărilor a mai avut nevoie de încă un an pentru a stabili toate cotele și componentele. Ca rezultat, a fost obținut un amestec care a primit numele de „poțiune de foc”. Poțiunea conținea molecule de cărbune, sulf și salpetru. Există foarte puțin salitr în natură, cu excepția teritoriilor Chinei, unde salitrul poate fi găsit direct pe suprafața pământului într-un strat de câțiva centimetri.

Componente praf de pușcă:

Utilizarea pașnică a prafului de pușcă în China

Când a fost inventat praful de pușcă, a fost folosit în principal sub formă de diferite efecte sonore sau pentru „artificii” colorate în timpul evenimentelor de divertisment. Cu toate acestea, înțelepții locali au înțeles că utilizarea în luptă a prafului de pușcă era și posibilă.

China în acele vremuri îndepărtate era în mod constant în război cu nomazii din jurul ei, iar inventarea prafului de pușcă era în mâinile comandanților militari.

Praf de pușcă: prima utilizare militară de către chinezi

Există manuscrise ale călugărilor chinezi care susțin folosirea unei „poțiuni de foc” în scopuri militare. Armata chineză i-a înconjurat pe nomazi și i-a atras într-o zonă muntoasă, unde încărcăturile cu praf de pușcă au fost preinstalate și incendiate după campania inamicului.

Exploziile puternice i-au paralizat pe nomazi, care au fugit rușinați.

După ce au înțeles ce este praful de pușcă și și-au dat seama de capacitățile sale, împărații Chinei au susținut producția de arme folosind un amestec de foc, inclusiv catapulte, bile de pulbere și diverse proiectile. Datorită folosirii prafului de pușcă, trupele comandanților chinezi nu au cunoscut înfrângerea și au pus inamicul la fugă peste tot.

Praful de pușcă părăsește China: arabii și mongolii încep să producă praf de pușcă

Potrivit informațiilor primite, în jurul secolului al XIII-lea, informații despre compoziția și proporțiile pentru fabricarea prafului de pușcă au fost obținute de arabi, nu există informații exacte despre modul în care s-a făcut acest lucru. Potrivit unei legende, arabii i-au masacrat pe toți monahii mănăstirii și au primit un tratat. În același secol, arabii au reușit să construiască un tun care putea trage cu obuze de praf de pușcă.

„Focul grecesc”: praf de pușcă bizantin

Informații suplimentare de la arabi despre praful de pușcă și compoziția sa în Bizanț. Modificând ușor compoziția calitativ și cantitativ, s-a obținut o rețetă, care s-a numit „foc grecesc”. Primele teste ale acestui amestec nu au întârziat să apară.

În timpul apărării orașului s-au folosit tunuri încărcate cu foc grecesc. Drept urmare, toate navele au fost distruse de incendiu. Informațiile exacte despre compoziția „focului grecesc” nu au ajuns în vremurile noastre, dar se presupune că au fost folosite - sulf, ulei, salpetru, rășină și uleiuri.

Praful de pușcă în Europa: cine a inventat-o?

Multă vreme, Roger Bacon a fost considerat vinovat din spatele apariției prafului de pușcă în Europa. La mijlocul secolului al XIII-lea, el a devenit primul european care a descris într-o carte toate rețetele pentru fabricarea prafului de pușcă. Dar cartea a fost criptată și nu a fost posibil să o folosească.

Dacă vrei să știi cine a inventat praful de pușcă în Europa, atunci răspunsul la întrebarea ta este povestea lui Berthold Schwartz. A fost călugăr și a practicat alchimia în beneficiul Ordinului său franciscan. La începutul secolului al XIV-lea a lucrat la determinarea proporțiilor substanței din cărbune, sulf și salpetru. După multe experimente, a reușit să măcina componentele necesare într-un mortar într-o proporție suficientă pentru a provoca o explozie.

Valul de explozie aproape că l-a trimis pe călugăr în lumea următoare.

Invenția a marcat începutul erei armelor de foc.

Primul model de „mortar de tragere” a fost dezvoltat de același Schwartz, pentru care a fost trimis la închisoare pentru a nu dezvălui secretul. Dar călugărul a fost răpit și transportat în secret în Germania, unde și-a continuat experimentele de îmbunătățire a armelor de foc.

Cum și-a încheiat viața călugărul iscoditor nu se știe încă. Potrivit unei versiuni, a fost aruncat în aer pe un butoi de praf de pușcă, după o altă versiune, a murit în siguranță la o vârstă foarte înaintată. Oricum ar fi, praful de pușcă le-a oferit europenilor mari oportunități, de care nu au ratat să profite.

Apariția prafului de pușcă în Rusia

Nu există un răspuns exact despre originea prafului de pușcă în Rus'. Există multe povești, dar cea mai plauzibilă este considerată a fi aceea că compoziția prafului de pușcă a fost furnizată de bizantini. Pentru prima dată, praful de pușcă a fost folosit într-o armă de foc atunci când apăra Moscova de un raid al trupelor Hoardei de Aur. O astfel de armă nu a incapacitat forța de muncă a inamicului, dar a făcut posibil să sperie caii și să semene panică în rândurile Hoardei de Aur.

Rețetă de pudră fără fum: cine a inventat-o?

Apropiindu-ne de secole mai moderne, să spunem că secolul al XIX-lea este o perioadă de îmbunătățire a prafului de pușcă. Una dintre îmbunătățirile interesante este inventarea pulberii de piroxilină, care are o structură solidă, de către francezul Viel. Prima sa utilizare a fost apreciată de reprezentanții departamentului de apărare.

Ideea este că praful de pușcă a ars fără fum, fără a lăsa urme.

Puțin mai târziu, inventatorul Alfred Nobel a anunțat posibilitatea utilizării prafului de pușcă cu nitroglicerină în producția de proiectile. După aceste invenții, praful de pușcă a fost doar îmbunătățit, iar caracteristicile sale s-au îmbunătățit.

Tipuri de praf de pușcă

Următoarele tipuri de praf de pușcă sunt utilizate în clasificare:

amestecat(așa-numita pulbere neagră (pulbere neagră));
nitroceluloza(respectiv, fără fum).

Poate fi o descoperire pentru mulți, dar combustibilul solid pentru rachete folosit în nave spațiale și motoarele de rachetă nu este altceva decât cel mai puternic praf de pușcă. Pulberile de nitroceluloză constau din nitroceluloză și un plastifiant. În plus față de aceste părți, în amestec sunt amestecați diverși aditivi.

Condițiile de depozitare a prafului de pușcă sunt de mare importanță. Dacă praful de pușcă se găsește peste perioada posibilă de depozitare sau nu sunt respectate condițiile tehnologice de depozitare, este posibilă descompunerea chimică ireversibilă și deteriorarea proprietăților acesteia. Prin urmare, depozitarea este de mare importanță în viața prafului de pușcă, altfel poate apărea o explozie.

Pudra neagra

Pulberea neagră este produsă pe teritoriul Federației Ruse în conformitate cu cerințele GOST-1028-79.

În prezent, producția de pulbere afumată sau neagră este reglementată și respectă cerințele și regulile de reglementare.

Tipurile de praf de pușcă sunt împărțite în:

granulat;
pulbere pulbere.

Pulberea neagră constă din nitrat de potasiu, sulf și cărbune.

azotat de potasiu oxidează, permițând arderea rapidă.
cărbune este un combustibil (care este oxidat de nitrat de potasiu).
sulf- o componentă care este necesară pentru a asigura aprinderea. Cerințele pentru proporțiile gradelor de pulbere neagră sunt diferite în diferite țări, dar diferențele nu sunt mari.

Forma tipurilor granulare de praf de pușcă după producție seamănă cu cerealele. Producția constă din cinci etape:

Se macină până la pudră;
Amestecare;
Presat pe discuri;
Are loc zdrobirea cerealelor;
Boabele sunt lustruite.

Cele mai bune calități de praf de pușcă ard mai bine dacă toate componentele sunt complet zdrobite și bine amestecate, chiar și forma de ieșire a granulelor este importantă. Eficiența de ardere a pulberii negre este în mare măsură legată de finețea măcinarii componentelor, de completitudinea amestecării și de forma boabelor finite.

Tipuri de pulberi negre (% compoziție KNO 3, S, C.):

cu fir (pentru fire de foc) (77%, 12%, 11%);
pușcă (pentru aprinderi pentru încărcături de pulberi de nitroceluloză și combustibili solizi mixți, precum și pentru expulzarea încărcăturilor în obuze incendiare și iluminatoare);
granulație grosieră (pentru aprinderi);
ardere lentă (pentru intensificatoare și moderatoare în tuburi și siguranțe);
mina (pentru sablare) (75%, 10%, 15%);
vânătoare (76%, 9%, 15%);
sport.

La manipularea prafului negru, trebuie să luați măsuri de precauție și să păstrați praful de pușcă departe de o sursă deschisă de foc, deoarece se aprinde cu ușurință un flash la o temperatură de 290-300 °C este suficient pentru aceasta.

Există cerințe ridicate pentru ambalare. Trebuie sigilat, iar pulberea neagră trebuie depozitată separat de restul. Foarte pretențios în privința conținutului de umiditate. Dacă conținutul de umiditate este mai mare de 2,2%, această pulbere este foarte greu de aprins.

Înainte de începutul secolului al XX-lea, pulberea neagră a fost inventată pentru a fi folosită la tragerea cu arme și la diferite grenade de aruncare. Acum folosit în producția de artificii.

Soiuri de praf de pușcă

Calitățile de aluminiu de praf de pușcă și-au găsit utilizarea în industria pirotehnică. Baza este azotat de potasiu/sodiu (necesar ca oxidant), pulbere de aluminiu (aceasta este inflamabilă) și sulf, redus la starea de pulbere și amestecat împreună. Datorită eliberării mari de lumină în timpul arderii și vitezei de ardere, este utilizat în elemente explozive și compoziții flash (producând un flash).

Proporții (salpetru: aluminiu: sulf):

bliț strălucitor - 57:28:15;
explozie - 50:25:25.

Praful de pușcă nu se teme de umiditate și nu își schimbă curgerea, dar se poate murdări foarte tare.

Clasificarea prafului de pușcă

Aceasta este o pulbere fără fum care a fost dezvoltată în timpurile moderne. Spre deosebire de pulberea neagră, nitroceluloza are o eficiență ridicată. Și nu există fum pe care săgeata să-l poată degaja.

La rândul lor, pulberile de nitroceluloză, datorită complexității compoziției și aplicării largi, pot fi împărțite în:

piroxilină;
balistic;
cordite.

Pulberea fără fum este praful de pușcă care este utilizat în tipurile moderne de arme și diferite produse explozive. Este folosit ca detonator.

Piroxilină

Compoziția pulberilor de piroxilină include de obicei 91-96% piroxilină, 1,2-5% substanțe volatile (alcool, eter și apă), 1,0-1,5% stabilizator (difenilamină, centralită) pentru creșterea stabilității la depozitare, 2-6% flegmatizator pentru a încetini. arderea straturilor exterioare de boabe de pulbere și 0,2-0,3% grafit ca aditivi.

Pulberile de piroxilină sunt produse sub formă de plăci, panglici, inele, tuburi și boabe cu unul sau mai multe canale; Principalele utilizări sunt pistoale, mitraliere, tunuri și mortare.

Producția unui astfel de praf de pușcă constă în următoarele etape:

Dizolvarea (plastificarea) piroxilinei;
Presare de compoziție;
Tăiat dintr-o masă cu diferite forme de elemente de praf de pușcă;
Îndepărtarea solventului.

Balistic

Pulberile balistice sunt praf de pușcă de origine artificială. Cel mai mare procent are următoarele componente:

nitroceluloză;
plastifiant nedemontabil.

Datorită prezenței a exact 2 componente, experții numesc acest tip de praf de pușcă 2-bazic.

Dacă există modificări în procentul conținutului de plastifiant praf de pușcă, acestea sunt împărțite în:

nitroglicerină;
diglicol.

Structura compoziției pulberilor balistice este următoarea:

40-60% coloxilină (nitroceluloză cu un conținut de azot mai mic de 12,2%);
30-55% nitroglicerină (pulberi de nitroglicerină) sau dinitrat de dietilen glicol (pulberi de diglicol) sau un amestec al acestora;

Sunt incluse și diverse componente care au un procent mic de conținut, dar sunt extrem de importante:

dinitrotoluen– necesar pentru a putea controla temperatura de ardere;
stabilizatori(difenilamină, centralită);
Ulei de vaselină, camforși alți aditivi;
de asemenea, metalul fin dispersat poate fi introdus în pulberile balistice(un aliaj de aluminiu și magneziu) pentru a crește temperatura și energia produselor de ardere, astfel de praf de pușcă se numește metalizat.

Schemă tehnologică continuă pentru producerea masei de pulbere din pulberi balistice de înaltă energie

1 – agitator; 2 – pompa de masa; 3 – dozator volumetric de impulsuri 4 – dozator de componente vrac; 5 – container de aprovizionare; 6 – rezervor de alimentare; 7 – pompa cu viteze; 8 – DAE; 9 – injector;
10 – recipient; 11 – pasivator; 12 – hidrofug; 13 – solvent; 14 – mixer; 15 – mixer intermediar; 16 – mixer de loturi comune

Aspectul prafului de pușcă fabricat este sub formă de tuburi, carouri, plăci, inele și panglici. Praful de pușcă este folosit în scopuri militare, iar în funcție de aplicarea lor sunt împărțite:

rachetă(pentru taxele pentru motoarele de rachetă și generatoarele de gaz);
artilerie(pentru încărcături de propulsie pentru piese de artilerie);
mortar(pentru sarcini de propulsie pentru mortare).

În comparație cu pulberile de piroxilină, praful de pușcă balistic se caracterizează prin higroscopicitate mai scăzută, producție mai rapidă, capacitatea de a produce încărcături mari (până la 0,8 metri în diametru), rezistență mecanică ridicată și flexibilitate datorită utilizării unui plastifiant.

Dezavantajele pulberilor balistice în comparație cu pulberile de piroxilină includ:

Pericol mare în producție din cauza prezenței în compoziția lor a unui exploziv puternic - nitroglicerină, care este foarte sensibilă la influențele externe, precum și a incapacității de a obține încărcături cu un diametru mai mare de 0,8 m, spre deosebire de praful de pușcă mixt pe bază de polimeri sintetici;
Complexitatea procesului de producție pulberi balistice, care presupune amestecarea componentelor în apă caldă pentru a le distribui uniform, stoarcerea apei și rularea repetată pe role fierbinți. Acest lucru elimină apa și plastifică nitratul de celuloză, care capătă aspectul unei foi ca un corn. Apoi, praful de pușcă este presat prin matrițe sau rulat în foi subțiri și tăiat.

Cordite

Pulberile de cordite conțin piroxilină cu conținut ridicat de azot, un plastifiant detașabil (amestec de alcool-eter, acetonă) și nedemontabil (nitroglicerină). Acest lucru aduce tehnologia de producție a acestor praf de pușcă mai aproape de producția de praf de pușcă de piroxilină.

Avantajul corditelor este o putere mai mare, dar provoacă arderea crescută a butoaielor din cauza temperaturii mai ridicate a produselor de ardere.

Combustibil solid pentru rachete

Propulsorul mixt pe bază de polimeri sintetici (combustibil solid pentru rachete) conține aproximativ:

50-60% agent oxidant, de obicei perclorat de amoniu;
10-20% liant polimer plastificat;
10-20% pulbere fină de aluminiu și alți aditivi.

Această direcție de fabricare a pulberii a apărut pentru prima dată în Germania în anii 30-40 ai secolului al XX-lea, după sfârșitul războiului, dezvoltarea activă a unor astfel de combustibili a început în SUA, iar la începutul anilor 50 - în URSS. Principalele avantaje față de praful de pușcă balistic, care le-a atras multă atenție, au fost:

tracțiune specifică mare a motoarelor rachete care utilizează un astfel de combustibil;
capacitatea de a crea încărcături de orice formă și dimensiune;
deformarea ridicată și proprietățile mecanice ale compozițiilor;
capacitatea de a regla viteza de ardere pe o gamă largă.

Aceste proprietăți ale prafului de pușcă au făcut posibilă crearea de rachete strategice cu o rază de acțiune de peste 10.000 km. Folosind praf de pușcă balistic, S.P. Korolev, împreună cu producătorii de praf de pușcă, au reușit să creeze o rachetă cu o rază de acțiune maximă de 2.000 km.

Dar combustibilii solizi amestecați au dezavantaje semnificative în comparație cu pulberile de nitroceluloză: costul foarte ridicat al producției lor, durata ciclului de producție a încărcăturii (până la câteva luni), complexitatea eliminării, eliberarea acidului clorhidric în atmosferă în timpul arderii. de perclorat de amoniu.

Noul praf de pușcă este un combustibil solid pentru rachete.

Arderea pulberilor și reglarea acesteia

Arderea în straturi paralele, care nu se transformă într-o explozie, este cauzată de transferul de căldură de la strat la strat și se realizează prin fabricarea unor elemente de pulbere destul de monolitice, lipsite de fisuri.

Viteza de ardere a prafului de pușcă depinde de presiune conform unei legi de putere, crescând odată cu creșterea presiunii, așa că nu trebuie să vă concentrați pe viteza de ardere a prafului de pușcă la presiunea atmosferică atunci când evaluați caracteristicile acesteia.

Reglarea vitezei de ardere a prafului de pușcă este o sarcină foarte dificilă și se rezolvă prin utilizarea diferiților catalizatori de ardere în compoziția pulberii. Arderea în straturi paralele vă permite să reglați viteza de formare a gazului.

Formarea de gaz a prafului de pușcă depinde de dimensiunea suprafeței încărcăturii și de viteza de ardere a acesteia.

Suprafața elementelor de pulbere este determinată de forma lor, dimensiunile geometrice și poate crește sau scădea în timpul procesului de ardere. O astfel de ardere se numește progresivă sau, respectiv, regresivă.

Pentru a obține o rată constantă de formare a gazului sau schimbarea acestuia conform unei anumite legi, secțiuni individuale de încărcături (de exemplu, rachete) sunt acoperite cu un strat de materiale incombustibile (blindură).

Viteza de ardere a prafului de pușcă depinde de compoziția sa, de temperatura și presiunea inițială.

Caracteristicile prafului de pușcă

Caracteristicile prafului de pușcă se bazează pe parametri precum:

căldura de ardere Q- cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a 1 kilogram de praf de pușcă;
volumul produselor gazoase V eliberat în timpul arderii a 1 kilogram de praf de pușcă (determinat după aducerea gazelor în condiții normale);
temperatura gazului T, determinată de arderea prafului de pușcă în condiții de volum constant și absența pierderilor de căldură;
densitatea pulberii ρ;
puterea prafului de pușcă f- lucrul care ar putea fi realizat de 1 kilogram de gaze pulbere, expandându-se la încălzire cu T grade la presiunea atmosferică normală.

Caracteristicile pulberilor nitro

Utilizare non-militară

Scopul principal final al prafului de pușcă este scopurile militare și utilizarea pentru distrugerea țintelor inamice. Cu toate acestea, compoziția prafului de pușcă Sokol permite utilizarea acestuia în scopuri pașnice, cum ar fi artificii, instrumente de construcție (pistoale de construcție, pumni) și în domeniul pirotehnicii - squibs. Caracteristicile prafului de pușcă Bars sunt mai potrivite pentru utilizarea în tir sportiv.

5. Componente explozive fără fum

Piroxilină

Încă din vremea lui Napoleon, comandanții militari s-au plâns de incapacitatea lor de a da ordine în luptă din cauza fumului greu provocat de praful de pușcă folosit în arme.

O descoperire majoră a fost făcută cu invenția piroxilinei, un material pe bază de nitroceluloză. A găsit o largă aplicație în artilerie.

Cu toate acestea, piroxilina a avut o serie de dezavantaje semnificative. Piroxilina era mai puternică decât pulberea neagră, dar în același timp mai puțin stabilă, ceea ce o făcea nepotrivită pentru utilizarea cu arme de foc mici - nu numai pentru că era mai periculoasă pe teren, ci și din cauza uzurii sporite a armei. O armă care putea trage de mii de ori cu praf de pușcă obișnuit a devenit inutilizabilă după câteva sute de focuri cu praf de pușcă mai puternic. Au existat, de asemenea, multe explozii în fabricile de piroxilină din cauza neglijării instabilității și a mijloacelor de stabilizare a acesteia.

Din aceste motive, utilizarea piroxilinei a fost suspendată timp de mai bine de douăzeci de ani, până când oamenii au învățat să o „îmblânzească”. Abia în 1880, piroxilina a devenit un exploziv viabil.

pudră albă

În 1884, Paul Viel a inventat o praf de pușcă fără fum numită Poudre B, care se baza pe praf de pușcă gelatinizat amestecat cu eter și alcool, formând în continuare elementele de praf de pușcă și apoi uscând boabele de praf de pușcă.

Explozivul final, care astăzi se numește nitroceluloză, conține o cantitate puțin mai mică de azot decât piroxilina, deci este mai ușor gelificat de amestecul alcool-eter. Marele avantaj al acestui praf de pușcă a fost că, spre deosebire de piroxilină, arde în straturi, ceea ce a făcut ca proprietățile sale balistice să fie previzibile.

Praful de pușcă Viel a revoluționat lumea armelor de calibru mic din mai multe motive:

Practic nu mai era fum, în timp ce anterior, după mai multe fotografii cu pulbere neagră, câmpul vizual al soldatului era mult redus din cauza norilor de fum, care puteau fi corectați doar de un vânt puternic. În plus, poziţia trăgătorului nu a fost indicată de o pufă de fum de la puşcă.

Poudre B a dat o viteză mai mare a glonțului, ceea ce a însemnat o traiectorie mai dreaptă, ceea ce a crescut precizia și raza de acțiune; Poligonul de tragere a ajuns la 1000 de metri.

Deoarece Poudre B era de trei ori mai puternică decât pulberea neagră, era nevoie de mult mai puțin. Muniția a fost făcută mai ușoară, permițând trupelor să transporte mai multă muniție pentru aceeași greutate.

Cartușele au funcționat chiar și atunci când sunt ude. Muniția pe bază de pulbere neagră trebuia depozitată într-un loc uscat, așa că erau întotdeauna transportate în pachete închise care împiedicau pătrunderea umezelii.

Praful de pușcă Vieille a fost folosit în pușca Lebel, care a fost imediat adoptată de armata franceză pentru a profita din plin de noul praf de pușcă față de praful de pușcă negru. Alte țări europene s-au grăbit să urmeze exemplul francezilor și au trecut, de asemenea, la derivatele lor ale Poudre B. Primele au fost Germania și Austria, care au introdus noua armă în 1888.

Balistită

În acest timp, în 1887, în Marea Britanie, Alfred Nobel a dezvoltat o praf de pușcă fără fum numită balistită.

Cordite

Balistitul a fost modificat de Frederick Abel și James Dewar într-un nou compus numit cordită. După aceasta, a început un „război de brevete” între Nobel și inventatorii corditei pentru obținerea brevetelor britanice.

În 1890, Maxim Hudson a primit un brevet pentru praful de pușcă fără fum în Statele Unite.

Acești noi explozivi erau mai stabili și, prin urmare, mai sigur de manevrat decât Poudre B și, cel mai important, mai puternici.

Pudră de gelatină

Sursă

Ivan Platonovich Grave profesor al Academiei de Artilerie Mihailovski, colonel, a îmbunătățit în 1916 invenția franceză: a obținut praf de pușcă fără fum pe o bază diferită pe un solvent nevolatil, coloidal sau gelatinos, praf de pușcă. Era ușor de modelat și chiar de a porni un strung. La dame se folosea gelatină pudră.

Grave a primit un brevet pentru această invenție în 1926 într-o altă țară - Rusia sovietică. A primit 9 brevete, dar ca nobil i s-a interzis să dezvolte rachete și s-a apucat de știință. Direcția principală de artilerie își confirmă calitatea de autor în dezvoltarea prafului de pușcă și a obuzelor pentru Katyusha.

Dacă găsiți o eroare pe o pagină, selectați-o și apăsați Ctrl + Enter

Pulbere fără fum: o experiență eșuată de „foc în palmă”

Primul explozibil cu care a făcut cunoștință omul a fost praful de pușcă negru (fumuriu): era cunoscut în China, începând cu secolul al X-lea d.Hr. Există o părere că pulberea neagră a servit mult timp doar ca divertisment inactiv și au fost nevoie de secole pentru a începe să fie folosită în afacerile militare. De fapt, nu este așa, liderii militari chinezi și-au dat seama rapid că praful de pușcă nu este doar divertisment: poate fi folosit pentru a face arme eficiente. Iată un citat:

În 1044, împăratul Renzong a primit un raport „Despre fundamentele afacerilor militare” de la unul dintre confidentii săi. Textul conținea două rețete pentru a face o „poțiune de foc” potrivită pentru utilizarea în bombe incendiare care puteau fi aruncate de motoarele de asediu. Al treilea amestec a fost destinat drept combustibil pentru bombele fumigene otrăvitoare. Proporția de nitrați din toate cele trei amestecuri a fost scăzută, ceea ce înseamnă că au fost proiectate să ardă rapid, mai degrabă decât să explodeze. Acestea au fost primele formule de praf de pușcă aplicate din lume.

De-a lungul multor secole de războaie aproape continue, compoziția pulberii negre s-a schimbat foarte mult, dar componentele au rămas aceleași (nitrat de potasiu, sulf, cărbune). Pulberea neagră a avut multe dezavantaje care au împiedicat dezvoltarea armelor de foc și a războiului. De exemplu, în epoca războaielor napoleoniene, după mai multe salve de puști și tunuri, câmpul de luptă a fost întunecat cu fum gros, care a interferat foarte mult cu împușcăturile țintite și controlul armatei. - Era pur și simplu imposibil să vezi ceva. Armata putea fi în pragul înfrângerii sau la doar câteva clipe distanță de victorie, iar comandantul care se afla în apropiere nu putea să o vadă. Și, în orice caz, era dificil să transmit ordine subordonaților.

Pulberea neagră a fost înlocuită cu pulbere fără fum. Baza pulberii fără fum este nitroceluloza. În zilele noastre, la nitroceluloză se adaugă câteva procente de nitroglicerină (așa-numita praf de pușcă dibazic - sunt folosite în armele de calibru mic). Pe lângă nitroglicerină, nitroguanidina este adăugată la pulberile tribazice. Un astfel de praf de pușcă este folosit în artilerie. Pe lângă componentele principale, la pudra fără fum se adaugă diverși aditivi pentru a-i îmbunătăți proprietățile.

Atât pulberea neagră, cât și cea fără fum sunt capabile să explodeze, de exemplu, pulberea neagră a fost folosită în explozivi mult timp până când a fost înlocuită cu nitroglicerină și dinamită. Piroxilina (celuloză complet nitrată) a fost folosită o perioadă de timp pentru a umple coji. Pentru a preveni arderea prafului de pușcă, dar explozia, acesta trebuie aprins într-un volum închis. O altă opțiune este să aprindeți o masă mare de praf de pușcă, turnată compact. Cât de mare depinde în mare măsură de mulți factori (marca de praf de pușcă, densitatea ambalajului, dimensiunea granulelor, forma grămezii etc.). Îmi amintesc că prietenul meu a dat foc unei cutii de chibrituri cu praf de pușcă Bars, pe care a scos-o din cartușele de montare (a adăugat și pulbere de magneziu la praf de pușcă) - asta a fost suficient pentru ca arderea să se transforme într-o explozie. Drept urmare, întregul tricou era plin de găuri de la particule fierbinți.

Cu toate acestea, sarcina principală a prafului de pușcă este să ardă rapid și uniform. Acesta este exact rezultatul pe care încearcă să îl obțină în producția lor. Pentru a face acest lucru, nu este selectată numai o compoziție chimică specială, dar praful de pușcă este produs sub formă de boabe și granule de forma și dimensiunea dorită.

Pulberea neagră granulară arde atât de repede încât puteți arde o cantitate mică de pulbere neagră pe palma mâinii fără a vă arde (nu luați mai mult de un gram, de preferință mai puțin). Chiar înainte de a încerca experimentul pe mâna ta, este recomandabil să arzi o grămadă mică de pulbere neagră pe hârtie. Praful de pușcă de înaltă calitate ar trebui să ardă fără a lăsa urme ("lipsă" sau zone negre). Dacă hârtia nu este deteriorată, atunci cel mai probabil nici pielea dumneavoastră nu va fi afectată.

Este posibil să se efectueze un astfel de experiment cu pulbere fără fum? - La urma urmei, baza pulberii fără fum este nitroceluloza. Nitroceluloza sub formă de vată nitrată poate fi arsă pe palma mâinii tale fără a avea o arsură și fără a simți durere (sau aproape fără a o simți).

Știam dinainte răspunsul la această întrebare - NU. Pulberea fără fum arde prea încet și, evident, va provoca arsuri. Pentru a trage o astfel de concluzie, a fost suficient să urmărim cum arde o „coloană” de praf de pușcă de artilerie (am observat-o în școală - acum mai bine de douăzeci de ani). Totuși, am încercat. Și-a turnat în palmă o grămadă de granule mari de praf de pușcă din cartușe de mitralieră DShK și i-a dat foc cu o brichetă. Durerea a fost de așa natură încât după 2 secunde a trebuit să se stingă flacăra (prin strângerea palmei). O arsură de aproximativ un centimetru pătrat a rămas pe piele, a durat mai mult de o lună pentru a se vindeca. După ce flacăra s-a stins, la început nu am simțit nicio durere, dar mai târziu această arsură a provocat mult disconfort.

__________________________________________________

Pulberea fără fum a lui Mendeleev

Se crede că Mendeleev a inventat vodca cu 40 de dovadă - a diluat alcoolul cu apă în proporție adecvată. De fapt, în 1865 și-a susținut teza de doctorat „Discurs despre combinația alcoolului cu apă”. Vodca cu patruzeci de dovadă a fost produsă înainte de disertație. Meritul lui Mendeleev este că a întocmit tabelul „Valorile greutăților specifice ale soluțiilor apoase de alcool”; calculele sale au fost utilizate în producția de băuturi alcoolice.

În bogata sa biografie există un alt fapt pe care puțini oameni îl știu la un moment dat, a fost păstrat în cea mai strictă încredere - invenția prafului de pușcă fără fum pentru artilerie. În 1890, ministrul naval N.M. Cihaciov l-a abordat cu o propunere de a participa la dezvoltarea tipurilor de praf de pușcă fără fum pentru tragerea cu tunurile de artilerie în marina. Un astfel de praf de pușcă era deja în serviciu cu Marea Britanie și Franța. Baza majorității prafului de pușcă fără fum a fost piroxilina, un produs de prelucrare a vatei cu un amestec de acizi azotic și sulfuric. Cu toate acestea, informațiile despre tehnologia de creare a piroxilinei au fost păstrate cu cea mai strictă confidențialitate. Mendeleev a preluat soluția acestei probleme.

La scurt timp, el și alți doi specialiști au fost trimiși în străinătate, la Londra, apoi la Paris. La Londra, Mendeleev avea multe cunoștințe printre oamenii de știință chimiști. A vizitat diferite laboratoare și a fost chiar dus în poligon de tragere. Dar tehnologia de fabricare a prafului de pușcă fără fum a rămas un secret. La Paris situația s-a repetat. A participat la o reuniune a Academiei de Științe din Paris și a primit mostre de praf de pușcă fără fum. Dar cum să organizăm producția de pulbere fără fum potrivită pentru tragerea cu artilerie? Ce a făcut Mendeleev?

Există o versiune că Mendeleev s-a stabilit lângă una dintre fabricile de praf de pușcă din Paris și a început să observe sosirea vagoanelor de marfă cu diverse materii prime de-a lungul liniei de cale ferată: azot, acid sulfuric, alcool, oxigen și ieșirea lor cu produse finite - scoici. . După ce a studiat datele statistice, a ajuns la concluzia în ce proporții de explozibili ar putea consta pulberea franceză fără fum.

Curând, raportul secret a aterizat pe biroul ministrului. Mendeleev a fost invitat să lucreze la Laboratorul științific și tehnic marin, unde și-a condus experimentele. Și în același 1890, a descoperit pirocolodiul, pe care l-a propus ca praf de pușcă fără fum, superior piroxilinei străine. Tragerea cu tunuri de calibru 47 mm efectuată în 1892 a arătat proprietățile remarcabile ale pirocolodiului. Dar a intervenit un salt birocratic, iar praful de pușcă de piro-colodion al lui Mendeleev nu a fost adoptat de departamentul funciar. Cel mai trist lucru este că procesul de fabricație nu a fost clasificat cu atenție, iar în curând praful de pușcă de pirocolodion a fost la dispoziția țărilor occidentale.

După moartea omului de știință în timpul Primului Război Mondial, Rusia a fost nevoită să cumpere din Statele Unite o cantitate uriașă de praf de pușcă fără fum, care era, de fapt, praful de pușcă pirocolodion al lui Mendeleev.