Виды дымных пороков и их применение. Для воспламенения нитрат-целлюлозных порохов применяются специальные устройства — воспламенители, основным элементом в которых является дымный порох различных марок. Его хорошая воспламеняющая способность объясняется тем, что образующиеся при горении раскаленные твердые частицы, оседая на поверхности пороховых элементов заряда, быстро прогревают порох в местах контакта и легко зажигают. В то же время эти частицы (твердые К2Э04, К-Д, углерод, К2С03) не оказывают на поверхность канала ствола сильного механического воздействия, какое могут оказывать оксиды металлов, образующиеся при горении пиросоставов.
Дымный порох состоит из калиевой селитры (75%), древесного угля (15%) и серы (10%). Селитра является окислителем, легко отдающим кислород при нагревании, уголь — горючим веществом. Сера служит цементатором и одновременно горючим, облегчающим воспламенение пороха (сера загорается при более низкой температуре, чем уголь).
Промышленность выпускает несколько марок (сортов) дымного пороха, применяемого в военной технике. Дымные пороха разных марок имеют одинаковый состав, но отличаются друг от друга размерами и формой зерен, что обусловливает их различное назначение. Марки дымного пороха следующие:
ДЫМНЫЙ ПОРОХ. ВСЕ О НЕМ.
- • крупнозерненый дымный порох (КЗДП); зерна имеют вид призм неправильной формы и размеры 5,1 — 10 мм; применяется для изготовления воспламенителей к зарядам орудий среднего и крупного калибров, а также к зарядам твердого ракетного топлива бал-листитного типа;
- • дымный ружейный порох № 1 (ДРП № 1) готовится в виде зерен размером 1,25—2,0 мм;
- • дымный ружейный порох № 2 (ДРП № 2) имеет зерна призматической формы размером 0,75 — 1,25 мм;
- • дымный ружейный порох № 3 (ДРП № 3) имеет зерна призматической формы размером 0,15—0,75 мм.
Из дымных ружейных порохов № 1, 2 и 3 изготавливаются воспламенители зарядов ствольного оружия, петарды к капсюльным втулкам, замедлители и усилители в трубках и взрывателях снарядов;
Стрельба зарядами из дымного пороха сопровождается образованием большого количества дыма и сильным износом канала ствола. С баллистической точки зрения большим недостатком дымных по-рохов является присущий им характер горения, который трудно поддается регулированию и управлению. Результатом этого является неравномерность процесса образования газов при выстреле и трудность самосогласования важнейших параметров выстрела: дульной скорости снаряда и допустимого максимального давления газов.
Однако при благоприятных условиях хранения и обращения, исключающих сильное увлажнение, дымный порох может сохранять свои свойства в течение долгого времени, и в этом отношении он превосходит нитратцеллюлозные пороха.
При обращении с дымным порохом следует соблюдать необходимые меры предосторожности, так как он очень чувствителен к действию искры, пламени, а также к удару и трению.
Хороший ДП сравнительно трудно раздавливается между пальцами, не пачкает рук и при осыпании даже с высоты 1 м не образует пыли.
Взрыв пороха за 50000тысяч рублей
Дымный порох обладает высокой химической стойкостью. Он характеризуется хорошей воспламеняемостью под действием пламени и искры. Температура вспышки ДП около 300°С. Увеличение количества влаги заметно снижает его воспламеняемость.
Скорость горения ДП, запрессованного в дистанционные кольца, при сжигании на воздухе составляет 8—10 мм/с. Зависимость скорости горения ДП от давления выражается степенным законом
где V — опытный показатель степени, при плотности пороха 1,7 г/см 3 находится в пределах 0,45—0,55, а при плотности 1,9 г/см 3 — 0,25—0,35. При плотности 1,7 г/см 3 и выше ДП сгорает параллельными слоями.
При горении ДП образуются газообразные и твердые продукты. Для К.ЗДП и ружейных ДП при плотности заряжания Д = 0,6 кг/дм 3 уравнение реакции горения может быть представлено в виде
Небольшое количество ДП при зажигании сгорает, а горение большого количества ДП переходит во взрыв. ДП чувствителен к удару и трению, по чувствительности к удару он превосходит некоторые бризантные ВВ. Прострел пулей при скорости 500 м/с вызывает почти всегда воспламенение ДП. Удар молнии всегда вызывает его воспламенение или взрыв.
Источник: studref.com
Черный и бездымный порохи
Вопреки распространенному мнению, порох — не взрывчатка. Порох — топливо. Он может взорваться при неправильном обращении, может взорваться, если его «очень попросят», может взорваться без вмешательства извне, если слишком далеко зашли процессы деструкции, распада. Взрывчаты и некоторые компоненты порохов. И все-таки порох — топливо. Ради горения, а не взрыва его придумывали.
Но порох —топливо особое. В отличие от большинства веществ, для горения ему не нужен воздух. Порох любого состава и марки сгорает «за счет внутренних ресурсов» — кислорода, входящего в состав пороховой композиции.
Пороходелие — одно из самых старых химических производств, существующих на нашей планете. Еще за несколько столетий до наступления нашей эры китайцы обнаружили способность селитры поддерживать горение различных веществ и стали подбирать разные горючие композиции с нею. Методом проб и ошибок они пришли к классической рецептуре черного пороха: уголь, селитра и сера в равных пропорциях. Состав и рецепт приготовления пороха китайский ученый Сунь-Сымяо описал еще в 600 г. н. э. А спустя полтысячелетия в Китае же было сделано первое огнестрельное оружие. Полый ствол бамбука стал стволом первого ружья, а метательным составом, естественно, был черный порох.
Позже это изобретение распространилось по миру. В средневековой Европе, как считают большинство историков, порох изобрели заново. Указывается даже имя этого новооткрывателя фрейбургского монаха Бертольда Шварца, «черного Бертольда». Но сведения о нем противоречивы.
По одним данным (не очень достоверным) дата изобретения пороха в Европе 1259 г., по другим — чуть ли не на сто лет позже, а по третьим Бертольда Шварца вообще нельзя считать изобретателем пороха, ибо еще раньше, до Шварца, Роджер Бэкон разработал формулу взрывчатого вещества, в которое входили селитра и сера. Может быть, это и был первый европейский порох.
Московская Русь познакомилась с порохом в XIV в.— определенно, до 1382 г., потому что известно из летописей: в этом году москвичи обороняли свой город от войска татарского хана Тохтамыша с помощью и огнестрельного оружия.
У черного пороха долгая история. Им заряжали все пищали и мортиры, все мушкеты и кремневые ружья, а позже, вплоть до последних лет XIX столетия, — и более совершенные средства для стрельбы.
Многие известные ученые занимались исследованием и совершенствованием черного пороха. Достаточно вспомнить Ломоносова, установившего рациональное соотношение компонентов пороховой смеси. Можно вспомнить и о неудачной попытке Клода Луи Бертоле заменить в составе пороха дефицитную селитру бертолетовой солью — хлоратом калия. Многочисленные взрывы встали на пути этой замены — слишком активным окислителем оказалась бертолетова соль.
Одной из самых заметных вех в истории пороходелия следует считать 1832 г., когда французским химиком А. Браконо впервые была получена нитроклетчатка, или пироксилин.
Нитроклетчатка — это эфир целлюлозы и азотной кислоты. Молекула целлюлозы содержит большое число гидроксильных групп, которые и реагируют с азотной кислотой.
В зависимости от того, сколько групп OH этерефицировано, т. е. вступило в реакцию с азотной кислотой, получается нитроцеллюлоза, содержащая от 9 до 14% азота, а от этого зависят и свойства нитроцеллюлозы, ее гигроскопичность и растворимость в разных растворителях. Низконитрованная целлюлоза — коллоксилин — растворяется даже в воде, а высоконитрованная, которая называется пироксилином, растворяется только в смеси этанола и эфира.
Свойства пироксилина исследовали многие ученые. В частности, к концу 1848 г. русские инженеры Г. И. Гесс и А. А. Фадеев установили, что по мощности пироксилин в несколько раз превосходит черный порох. Пироксилин пытались применять для стрельбы, но неудачно. Рыхлая пористая нитроцеллюлоза была неоднородна и горела с далеко не постоянной скоростью, а при прессовании часто возгоралась.
Лишь в 1884 г. французский химик Ж. Вьель сумел создать монолитное рогоподобное вещество на основе пироксилина. Это был первый бездымный порох. Вьель использовал для получения пороха способность пироксилина набухать в смеси эфира и спирта. При этом получалась студкеподобная масса, которую можно было прессовать и делать из нее ленты или пластины, которые затем сушили.
Большая часть растворителя улетучивалась, а меньшая — оставалась в пироксилине, продолжая играть роль пластификатора. Пироксилиновый порох почти целиком, на 80—95%, состоит из этой массы. В отличие от непластифицированного пироксилина пироксилиновый порох сгорает строго по слоям с постоянной скоростью. Строго закономерное горение — обязательное свойство любого из порохов. Пироксилиновый порох до сих пор применяют для стрелкового оружия.
Вскоре появился и другой бездымный порох — нитроглицериновый, он же баллистит. Его основой тоже служила нитроцеллюлоза, хотя ее количество в рецептуре и было уменьшено до 56—57%. Пластификатором здесь служит жидкое взрывчатое вещество тринитроглицерин (о нем — самостоятельный очерк). Такой порох обладает большой силой, его до сих пор применяют в артиллерии и ракетных войсках.
Третьим типом бездымного пороха стал изобретенный в 1889 г. в Англии кордит — среднее между баллиститом и пироксилиновым порохом; он почти вышел из употребления.
В начале девяностых годов своя рецептура бездымного пороха была разработана и в России. Это пироколлодийный порох Менделеева.
Пороходелию, как области химических знаний, Менделеев уделил много сил и внимания в 1890—1894 годах. Он ездил во Францию и Англию, знакомился с постановкой порохового дела; он встречался с Вьелем, Абелем, Дьюаром, Арну, Сарро и другими ведущими учеными-пороховиками того времени. Он нашел способ получения растворимой нитроклетчатки — пироколлодия, причем в своих изысканиях он исходил из очень определенной и химически строго обоснованной идеи: искомое вещество при горении должно выделять максимум газообразных продуктов на единицу массы. Это значит, что кислорода в его составе должно быть достаточно для превращения всего углерода в газообразную окись, а водорода — в воду.
Уже в 1892 г. были проведены первые опытные стрельбы пироколлодийным порохом. Стрельбы прошли успешно. Через год впервые в России бездымным порохом стреляли из 12-дюймового орудия, и инспектор морской артиллерии адмирал С. О. Макаров поздравлял Менделеева с блестящим успехом.
Менделеев «считал свое дело законченным с того времени, когда пироколлодийный порох выдержал опыты морского полигона в орудиях всех калибров». Но этим не ограничиваются заслуги великого ученого перед пороховым производством и военным делом. В технологию производства пороха он внес очень важное усовершенствование, предложив вместо сушки нитроклетчатки обезвоживание ее с помощью спирта. Это усовершенствование не только сделало пороховое производство безопаснее, но и улучшило качество нитроклетчатки: спирт вымывал из нее менее стойкие продукты.
Здесь мы коснулись очень важного вопроса — вопроса временной и физико-химической стойкости бездымных порохов. Даже при нормальной температуре нитроцеллюлоза самопроизвольно разлагается. С ростом температуры растет и скорость распада. Почти все загрязнения, и в частности остатки кислот, недовымытые из нитроклетчатки после нитрации, намного ускоряют разложение, причем процесс этот — самоускоряющийся. При неблагоприятных условиях этот нарастающий распад может привести к самовоспламенению пороха и даже к взрыву.
Чтобы этого не случилось, чтобы повысить стойкость бездымных порохов, в их состав вводят стабилизаторы — вещества, связывающие продукты разложения и тем самым не дающие развиваться цепной реакции распада. Такими веществами-стабилизаторами служат некоторые производные карбамида (мочевины), так называемые центролиты, и дифениламин.
Вводят в состав порохов и другие добавки всевозможного назначения. В лабораториях химики, используя точнейшие аналитические весы постоянно совершенствуют состав пороха. Например, чтобы уменьшить пламя при выстреле, в порох вводят сульфат калия. В артиллерийские пороха добавляют вещества, уменьшающие теплоту сгорания, например динитротолуол.
Делают это, чтобы уменьшить износ стволов или разгар, как говорят артиллеристы. Есть добавки и чисто технологические. Зерненый порох, к примеру, покрывают тонким слоем графита — чтобы при перемешивании он не электризовался. Словом, бездымный порох — это многокомпонентная строго сбалансированная система. Составляя этот баланс, учитывают все: и баллистику, и технологию, и технику безопасности, и экономику.
Сегодня порох — не только горючее артиллерии, но и твердое ракетное топливо (ТРТ).
Твердое топливо уступает жидкому по некоторым важным показателям, прежде всего по удельному импульсу. Поэтому, в частности, на космических ракетах используют в основном жидкое топливо. Но у ТРТ есть и преимущества, главные из которых— простота устройства твердотопливного реактивного двигателя и постоянная боевая готовность твердотопливных ракет.
Из бездымных порохов для изготовления больших пороховых шашек для ракет используют баллисты. Пороха, в состав которых входит нитроглицерин, дают больше тепла при сгорании. Удельный импульс их выше, чем у пироксилиновых порохов. Немаловажно и то обстоятельство, что в наши дни баллиститные пороха дешевле пироксилиновых.
Источник: a-smirnov.ru
Детонация ядер и чёрный порох.
Сообщение Davis » 30 сен 2010, 18:37 .
Некоторые исследователи пишут, что разрывные ядра появились в 19 веке, после изобретения капсюля-детонатора Пексаном.
До этого типа ядро падало, застревало в земле или рикошетило по камням, прыгало, вертелось, проходило пять-семь секунд, фитиль догорал и оно рвалось. За эти секунды противник успевал отпрыгнуть и залечь или даже отпнуть ядро, а в Севастопольских рассказах мальчик маркуша вырывает фитиь из горячего ядра.
Но!Согласно другим книгам и источникам было так. Во время осады панамы Генри морганом ядра снаряжённые чёрным порохом, вылетев из ствола мортиры, взрывались при падении на камни. пушечные ядра, снаряжённые чёрным порохом нередко детонировали, ударившись о крепостную стену.
То же происходило при осаде Петром Первым Риги.
Какая из двух версий правильна?
В Книге Пырьева и Резниченко история Авиационного вооружения написано, что в 1930 годы проводили эксперимент наполнив корпус авиабомбы чёрным порохом и сбросив с километровой высоты. 50% чёрнопороховых бомб сдетонировали. с 3000 метров- детонировали 70% с 6 километров-детонировали все.
В целях экономии типа некоторые зажигательные бомбы, имевшие чёрный порох в качестве выбрасывающего заряда не оснащали взрывателем. Но бомбометание осуществляли с высоты свыше 5000 метров.
Сообщение PAN horunj » 30 сен 2010, 19:40 .
Вообще то при кажущейся простоте ,тогдашних пушек ,боеприпасы были достаточно разные. Разрывные ядра не бывают ,ядро это ядро, были бомбы и были гранаты, одни полностью набиты порохом другие частично ,там даже и толщина стенок была различной в гранате в смысле и изнутри она чем то была покрыта ,чтоб избежать взрыва в стволе и трубку дистанционную изобрели не вчера и пушки те уже вышли на сверхзвук. Так шо всё не так просто.
Сообщение Jinn07 » 30 сен 2010, 19:49 .
Источник: popgun.ru
Химическое разложение и стойкость порохов
В составе современных порохов присутствуют такие химически малостойкие взрывчатые вещества, как нитраты целлюлозы, нитроглицерин. Поэтому пороха обладают меньшей химической стойкостью по сравнению с применяемыми для снаряжения боеприпасов взрывчатыми веществами.
При длительном хранении происходит разложение пороха. В определенных условиях разложение химически нестойкого пороха может протекать настолько быстро, что происходит его воспламенение.
Ускорению разложения пороха способствует повышение температуры окружающей среды. Нагревание пороха на 5°С ускоряет процесс разложения в 1,5 -2 раза. Присутствие влаги в небольших количествах ускоряет процесс так называемого гидролитического распада, еще более губительного, чем термическое разложение.
В процессе разложения пороха образуются химически активные продукты (оксидов азота) с выделением тепла. Образующиеся в результате разложения пороха окисиды азота играют роль катализатора, ускоряющего процесс разложения.
Вещества, способные замедлять процесс разложения, называются стабилизаторами химической стойкости. В качестве стабилизатора химической стойкости пироксилиновых порохов применяли амиловый спирт, вазелин, касторовое масло, анилин, мочевину.
Для нитроглицериновых порохов были разработаны стабилизаторы химической стойкости на основе производных мочевины, названные централитами.
В процессе изготовления порохов небольшие количества этих веществ вводятся в их состав.
Стабилизаторы химической стойкости, взаимодействуя с окислами азота, образуют химически стойкие соединения, не являющиеся катализаторами. Тем самым устраняется одна из наиболее значительных причин, ускоряющих процесс разложения. При наличии в порохе стабилизатора химической стойкости разложение идет без самоускорения. После того как весь стабилизатор химической стойкости перейдет в связанное состояние, начинается прогрессивное ускорение процесса разложения. Время с момента изготовления пороха до начала его ускоренного разложения и определяет срок его безопасного хранения, или так называемый запас химической стойкости пороха.
Срок безопасного хранения пороха со стабилизатором химической стойкости свыше 20 лет, без стабилизатора — около 10 лет. Эти сроки могут увеличиваться или сокращаться в зависимости от условий хранения порохов.
О разложении пороха можно судить по ряду внешних признаков.
Если порох в качестве стабилизатора химической стойкости содержит дифениламин, то при разложении он меняет свою окраску: сначала принимает коричневый цвет, затем зеленоватый и наконец почти черный. Это происходит потому, что дифениламин, соединяясь с окислами азота, сам меняет свою окраску от коричневого до черного цвета.
Признаком разложения пороха является также появление на поверхности пороховых элементов расползающихся желтоватых пятен, вздутий и трещин. Разложившийся порох склонен к слеживанию и слипанию. При значительном разложении порох становится настолько хрупким, что растирается пальцами. Кроме того, разложившийся порох легко определить по запаху окислов азота.
При энергичном разложении заметно выделение бурых паров окислов азота. Синяя лакмусовая бумажка, положенная на разложившийся порох, моментально краснеет.
Если порох помещен в гильзу, то в случае его разложения окислы азота окисляют латунную гильзу и на внутренней поверхности ее появляется зеленый налет окиси меди.
В результате разложения пороха, помещенного в матерчатые картузы, прочность картузов заметно уменьшается, цвет их меняется.
Разложение пороха может кончиться самовоспламенением и быстрым его сгоранием. Поэтому порох с признаками разложения, как представляющий опасность, должен быть немедленно изъят.
В процессе изготовления порохов, а также периодически в процессе их хранения производят специальные испытания по определению запаса химической стойкости. По результатам испытаний устанавливается срок безопасного хранения пороха. Испытания основаны на искусственном ускорении процесса разложения пороха при нагревании. При повышенных температурах разложение даже химически стойкого пороха протекает настолько быстро, что появляются внешние признаки, по которым можно судить о степени разложения пороха. Наибольшее распространение в практике производства порохов и контроля за порохами, находящимися на снабжении армии, получили лакмусовые пробы: простая и повторная.
Сущность простой лакмусовой пробы состоит в определении времени, в течение которого порох в герметически закрытом стеклянном стаканчике, помещенном в термостат при температуре 106,5°С, окрашивает стандартную синюю лакмусовую бумажку в красный цвет. Изменение окраски связано с тем, что выделяющиеся при разложении пороха окислы азота образуют с водой азотистую и азотную кислоты, а лакмусовая бумажка, как известно, от действия кислот краснеет, нитроцеллюлозный порох считается стойким, если окрашивание лакмусовой бумажки произойдет не ранее чем через 6 часов.
Испытания по простой лакмусовой пробе проводят в течение одного дня. Порох выдерживается в термостате не более 7 часов. Если за это время покраснение лакмусовой бумажки не произойдет, испытания прекращают. Более полная оценка запаса химической стойкости производится по повторной лакмусовой пробе.
Повторная проба состоит из последовательного ряда испытаний простой пробой с одной и той же массой пороха.
Каждый раз испытание ведут до появления красного окрашивания, но не более 7 часов. В промежутках между испытаниями пробу хранят при обычной температуре. На следующий день испытание повторяют. Повторное испытание продолжают до получения красного окрашивания лакмусовой бумажки через 1 час от начала нагревания, но не более 10 дней.
Сумма часов нагревания характеризует стойкость пороха. Стойкие пороха должны выдерживать: пироксилиновые — 60 часов, нитроглицериновые — 40 часов.
В США широкое распространение получила метил-вио-летовая проба. Испытуемый образец в зависимости от природы пороха выдерживают при температуре 120 или 134,5° С. О стойкости пороха судят по времени до изменения цвета индикаторной бумажки от фиолетового до оранжево-розового.
Источник: ozlib.com