Состав дымных порохов.

Состав дымных порохов, установленный в конце XVIII в. на основе работ М. В. Ломоносова, не претерпел существенных изменений до настоящего времени.

Отдельные компоненты в составе дымных порохов имеют следующее назначение.

Селитра является окислителем и при нагревании легко отдает кислород. Выделяющийся кислород окисляет серу и уголь.

С увеличением содержания селитры в порохе до определенного предела (~80%) сила пороха возрастает и увеличивается скорость его горения. В природе много веществ, богатых кислородом, но для целей пороходелия находит применение почти исключительно калиевая селитра, так как она в наибольшей степени удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к окислителям в составе пороха (малая гигроскопичность и невысокая чувствительность) .

Уголь является горючим веществом. Для пороходелия употребляется древесный уголь (преимущественно ольховый или крушинный) с содержанием 72--8ОУо углерода. Уголь из смолистых пород деревьев применять нежелательно, так как пороха, приготовленные с использованием такого угля, трудно воспламеняются. При увеличении количества угля в порохе скорость горения пороха снижается, но с увеличением содержания углерода в угле -- увеличивается.

Сера, с одной стороны, является цементатором, связывающим селитру с углем, а с другой, -- горючим веществом, облегчающим воспламенение пороха, так как сера воспламеняется при более низкой температуре, чем уголь. От увеличения содержания серы в порохе сила пороха и скорость горения уменьшаются. Сера встречается в кристаллической и аморфной формах. В пороходелии применяется сера только кристаллической формы с температурой плавления 114, 5 .

Свойства дымных порохов. Цвет дымных пороков бывает от сине-черного до серо-черного с металлическим блеском. Интенсивно черный цвет указывает на присутствие в порохе большого количества влаги. Хороший порох сравнительно трудно раздавливается между пальцами, не пачкает рук и при насыпании его на бумагу даже с высоты 1 м совершенно не оставляет пыли.

Насыпанный на лист бумаги порох при зажжении должен быстро вспыхнуть и образовать вертикальный столб дыма, при этом бумага не должна загораться и на ней не должно оставаться следов копоти (обугливания).

Дымный порох легко воспламеняется под действием пламени и искры. Температура вспышки его около 300. Удар молнии всегда вызывает взрыв. Небольшие количества пороха только вспыхивают при зажжении, а большие взрываются.

Плотность пороха может изменяться в пределах 1, 6--1, 93 см 3 . Гравиметрическая плотность 0, 8--1, 0 кг/л. Дымный порох обладает высокой химической стойкостью.

Увеличение количества влаги оказывает значительное влияние на воспламеняемость пороха. При содержании влаги свыше 2% порох трудно воспламеняется, а при 15% влаги он совсем теряет способность к воспламенению.

Дымный порох чувствителен к удару и трению. По чувствительности к удару он превосходит некоторые бризантные ВВ.

Удар пули при скорости более 500 м/сек вызывает почти всегда взрыв пороха.

При трении между поверхностями железа или камня дымный порох вспыхивает или взрывает.

Скорость горения пороха зависит от состава пороха, внешнего давления и от плотности пороховых элементов.

Состав пороха, т. е. соотношение составных частей, как уже выше указывалось, оказывает влияние на скорость горения, но ввиду того, что состав современных военных порохов почти одинаков, влияние этого фактора очень небольшое.

Опыты показали, что при давлении около 450 мм рт. ст. начинается частичное затухание горящего пороха в дистанционных трубках (затухает примерно 20--30% трубок), а при давлениях ниже 350 мм рт. ст. затухают все трубки.

Скорость горения дымных порохов, запрессованных в дистанционные кольца, при сжигании на воздухе 8--10 мм/сек.

Человеком было сделано множество открытий, которые имели большое значение в той или иной сфере жизни. Однако очень небольшое количество таких открытий действительно затронули ход истории.

Порох, его изобретение – именно из этого списка открытий, которые способствовали развитию многих областей человечества.

История

Предыстория появления пороха

Ученые умы долго дискутировали о времени его создания. Кто-то утверждал, что он был изобретен в странах Азии, а другие наоборот не соглашаются, и доказывают обратное, что порох был изобретен в Европе, а оттуда попал в Азию.

Все сходятся во мнении, что родиной пороха является Китай.

Имеющиеся рукописи говорят, о шумных праздниках, которые проводились в Поднебесной с очень громкими взрывами, которые не были привычны европейцам. Конечно это был не порох, а семена бамбуков, которые при нагреве лопались с сильным шумом. Такие взрывы, заставили задуматься тибетских монахов о практическом применении подобных вещей.

История изобретения

Сейчас уже нет возможности с точностью до года определить время изобретения китайцами пороха, однако по дошедшим до нынешних времен рукописям, есть мнение, что в середине VI века жители Поднебесной знали и компоновке веществ, с помощью которых можно получить огонь с ярким пламенем. Дальше всех в направлении изобретения пороха продвинулись даосисткие монахи, которые и в конце концов изобрели порох.

Благодаря найденному труду монахов, который был датирован IX веком, где приведены перечни всех неких «эликсиров» и как их применять.

Большое внимание было обращено на текст, где указывалось на приготовленный состав, который неожиданно возгорался прямо после изготовления и причинял ожоги монахам.

Если сразу не потушить огонь, до дотла сгорал дом алхимика.

Благодаря вот таким сведениям были закончены дискуссии о месте и времени изобретения пороха. Ну надо сказать, что после изобретения пороха, он всего лишь горел, но не взрывался.

Первый состав пороха

Состав пороха требовал точного соотношения всех составляющих. Для определения всех долей и составляющих монахам потребовался еще не один год. В итоге была получена смесь, получившая имя «огненное зелье». В состав зелья входили молекулы угля, серы и селитры. В природе селитры очень мало, за исключением территорий Китая, где селитра может находиться прямо на поверхности земли слоем в несколько сантиметров.

Компоненты пороха:

Мирное применение пороха в Китае

В первое время изобретения пороха он в основном применялся в виде различных шумовых эффектов или для красочных «салютов» во время увеселительных мероприятий. Однако местные мудрецы понимали, что возможно и боевое применение пороха.

Китай в те далекие времена постоянно находился в состоянии войны с окружавшими его кочевниками, а изобретение пороха было на руку военным начальникам.

Порох: первое применение китайцами в военных целях

Имеются рукописи китайских монахов, где утверждается о применении «огненного зелья» в военных целях. Китайские военные окружили кочевников и заманили в горную местность, где были заранее установлены пороховые заряды и подожжены после похода противника.

Сильные взрывы парализовали кочевников, те бежали с позором.

Поняв, что такое порох, и, осознав его возможности, императоры Китая поддерживали изготовление оружия с применением огненной смеси, это и катапульты, пороховые шары, различные снаряды. Благодаря применению пороха, войска китайских командиров не знали поражений и повсеместно обращали врага в бегство.

Порох покидает Китай: арабы и монголы начинают изготавливать порох

По дошедшим сведениям, примерно в XIII веке, сведения о составе и пропорциях для изготовления пороха были получены арабами, как это было сделано, нет точных сведений. По одному из преданий, арабы вырезали всех монахов монастыря и получили трактат. В том же веке арабы смогли построить пушку, позволяющую стрелять снарядами из пороха.

«Греческий огонь»: византийский порох

Далее от арабов сведения о порохе, его составе в Византию. Чуть изменив состав качественно и количественно был получен рецепт, который получил название «греческий огонь». Первые же испытания этой смеси не заставили себя ждать.

При обороне города были применены пушки, заряженные греческим огнем. В итоге все корабли были уничтожены огнем. До наших времен не дошли точные сведения о составе «греческого огня», но предположительно были применены — сера, нефть, селитра, смола и масла.

Порох в Европе: кто изобрел?

Долгое время виновником появления пороха в Европе считался Роджер Бэкон. В середине тринадцатого века он стал первым европейцем, описавшем в книге все рецепты изготовления пороха. Но книга была зашифрована, и воспользоваться ею не представлялось возможным.

Если вы хотите знать, кто изобрел порох в Европе, то ответом на ваш вопрос будет история Бертольда Шварца. Он являлся монахом и занимался алхимией на благо своего Ордена францисканцев. В начале четырнадцатого века он работал над определением пропорций вещества из угля, серы и селитры. После долгих опытов ему удалось растереть в ступке нужные компоненты в пропорции, достаточной для взрыва.

Взрывная волна чуть не отправила монаха на тот свет.

Изобретение положило начало эры огнестрельного оружия.

Первую модель «стреляющей ступки» разработал все тот же Шварц, за что и был посажен в тюрьму в целях неразглашения тайны. Но монаха выкрали и тайно перевезли в Германию, где он продолжил свои опыты по усовершенствованию огнестрельного оружия.

Чем закончил свою жизнь пытливый монах, до сих пор неизвестно. По одной из версий, он был взорван на бочке с порохом, по другой, благополучно умер в весьма преклонном возрасте. Как бы то ни было, но порох подарил европейцам большие возможности, которыми они не преминули воспользоваться.

Появление пороха на Руси

Нет точного ответа о происхождении пороха на Руси. Есть множество историй, но самой правдоподобной считается – что состав пороха был предоставлен византийцами. Впервые порох был применен в огнестрельном орудии при защите Москвы от набега войск Золотой орды. Такое ружье не выводило из строя живую силу противника, но позволяло пугать лошадей и сеять панику в рядах Золотой Орды.

Рецепт бездымного пороха: кто изобрел?

Приближаясь к более современным векам, скажем, что XIX век – это время усовершенствования пороха. Одним из интересных усовершенствований считается изобретение французом Вьелем пироксилинового пороха, обладающего твердой структурой. Его первое применение было оценено по достоинству представителями оборонного ведомства.

Суть в том, что порох горел без дыма, не оставляя следов.

Чуть позже изобретатель Альфред Нобель заявил о возможности применения нитроглицеринового пороха при производстве снарядов. После этих изобретений порох только совершенствовался и улучшались его характеристики.

Виды пороха

В классификации применяются следующие виды пороха:

• смесевые (так называемый порох дымный (черный порох));
• нитроцеллюлозные (соответственно, бездымный).

Для многих может быть будет открытием, но твердое ракетное топливо, применяемое в космических аппаратах и ракетных двигателях, есть ни что иное, как самый мощный порох. Нитроцеллюлозные пороха состоят из нитроцеллюлозы и пластификатора. Помимо этих частей, в смесь размешивают разные добавки.

Большое значение имеют условия хранения пороха. В случае нахождения пороха больше возможного срока хранения или несоблюдения технологических условий хранения возможно необратимый химический распад и ухудшение его свойств. Поэтому хранение имеет большое значение в жизни пороха, в противном случае возможен взрыв.

Порох дымный (чёрный)

Дымный порох производится на территории Российской Федерации в соответствии с требованиями ГОСТ-1028-79.

В нынешнее время изготовление дымных, или чёрных пороха регламентируется и соответствует нормативным требованиям и правилам.

Марки, какой бывает порох, подразделяются на:

• зернистый;
• пороховая пудра.

Состоит черный порох из калия нитрата, серы и древесного угля.

• нитрат калия окисляет, позволяет гореть с быстрой скоростью.
• древесный уголь — это горючее (который окисляется нитратом калия).
• сера - составляющая, которая необходима для обеспечения поджига. Требования к пропорциям марок черного пороха в разных странах разные, но отличия не большие.

Форма зернистых марок пороха после изготовления напоминает зерно. Производство составляет пять этапов:

1. Измельчение до состояния пудры;
2. Перемешивание;
3. Прессуются по дискам;
4. Происходит дробление по зернам;
5. Полируется зерна.

Самые лучшие сорта пороха горят лучше, если все составляющие измельчены полностью и тщательно перемешаны, даже важна выходная форма гранул. Эффективность горения дымного пороха во многом связана с тонкостью измельчения компонентов, полнотой смешения и формой зёрен в готовом виде.

Сорта дымных порохов (% состав KNO 3 , S, C.):

• шнуровой (для огнепроводных шнуров) (77 %, 12 %, 11 %);
• ружейный (для воспламенителей к зарядам из нитроцеллюлозных порохов и смесевых твёрдых топлив, а также для вышибных зарядов в зажигательных и осветительных снарядах);
• крупнозернистый (для воспламенителей);
• медленногорящий (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателях);
• минный (для взрывных работ) (75 %, 10 %, 15 %);
• охотничий (76 %, 9 %, 15 %);
• спортивный.

При обращении с черным порохом нужно соблюдать меры предосторожности и держать порох вдали от открытого источника огня, так как он легко возгорается, для этого достаточно вспышки при температуре 290-300 °C.

Предъявляются высокие требования к упаковке. Она должна быть герметичной и дымный порох должен храниться в отдельности от остальных. Очень требователен к содержанию влаги. В случае наличия влаги более 2,2 % данный порох очень трудно воспламеняется.

До начала XX века дымный порох был изобретен для использования при стрельбе из оружия и в различных метательных гранатах. Сейчас применяется в производстве фейерверков.

Разновидности пороха

Алюминиевые сорта пороха нашли свое использование в пиротехнической промышленности. В основе лежат, доведённые до состояния пудры и перемешанные между собой, нитрат калия/натрия (нужен как — окислитель), алюминиевая пудра (это горючее) и сера. Благодаря большому выделение света при горении и быстроты горения используется в разрывных элементах и флеш-составах (производящих вспышку).

Пропорции (селитра: алюминий: сера):

• яркая вспышка - 57:28:15;
• взрыв - 50:25:25.

Порох не боится влаги, не меняет сыпучесть, но можно сильно испачкаться.

Классификация порохов

Это бездымный порох, который был разработан уже в современности. В отличие от черного пороха, у нитроцеллюлозного высокий коэффициент полезного действия. И нет дыма, который может выдать стрелка.

В свою очередь нитроцеллюлозные пороха из-за сложности состава и широкого применения можно разделить на:

1. пироксилиновые;
2. баллиститные;
3. кордитные.

Бездымный порох – это порох, который применяется в современных видах оружия, различных изделия для подрыва. Он используется как детонатор.

Пироксилиновые

В состав пироксилиновых порохов обычно входит 91-96 % пироксилина, 1,2-5 % летучих веществ (спирт, эфир и вода), 1,0-1,5 % стабилизатора (дифениламин, централит) для увеличения стойкости при хранении, 2-6 % флегматизатора для замедления горения наружных слоев пороховых зёрен и 0,2-0,3 % графита в качестве добавок.

Пироксилиновые пороха производятся в форме пластинок, лент, колец, трубок и зёрен с одним или несколькими каналами; основное использование – это пистолеты, автоматы, пушки, минометы.

Изготовление таких порохов состоит из этапов:

• Растворение (пластификацию) пироксилина;
• Прессование состава;
• Вырезать из массы с различными формами элементов пороха;
• Удаление растворителя.

Баллиститные

Баллистистные пороха – это пороха искусственного происхождения. Наибольший процент имеют такие компоненты как:

• нитроцеллюлоза;
• неудаляемый пластификатор.

Из-за наличия именно 2-х составляющих, этот вид пороха специалисты именуют 2-основными.

При наличии изменений процента в содержании пороха пластификатора они подразделяются на:

1. нитроглицериновые;
2. дигликолевые.

Структура состава баллиститных порохов такова:

• 40-60 % коллоксилина (нитроцеллюлоза с содержанием азота менее 12,2 %);
• 30-55 % нитроглицерина (нитроглицериновые пороха) или диэтиленгликольдинитрата (дигликолевые пороха) либо их смеси;

Также входят различные составляющие, которые имеют небольшой процент содержания, но они крайне важны:

• динитротолуол – необходим, чтобы иметь возможность контролировать температуру горения;
• стабилизаторы (дифениламин, централит);
• вазелиновое масло, камфора и другие добавки;
• также в баллиститные пороха могут вводить мелкодисперсный металл (сплав алюминия с магнием) для повышения температуры и энергии продуктов сгорания, такие пороха называют металлизированными.

Непрерывная технологическая схема изготовления пороховой массы высокоэнергетических баллистических порохов

1 – ажитатор; 2 – массонасос; 3 – объемно-импульсный дозатор;4 – дозатор сыпучих компонентов; 5 – расходная емкость; 6 – расходный бак; 7 – шестеренный насос; 8 – АПР; 9 – инжектор;
10 – контейнер; 11 – пассиватор; 12 – гидрофобизатор; 13 – растворитель; 14 – смеситель; 15 – промежуточный смеситель; 16 – смеситель общих партий

Внешний вид изготовленного пороха имеет вид трубок, шашек, пластин, колец и лент. Порох применяются в военных целях, и по своему направлению применения они делятся:

• ракетные (для зарядов к ракетным двигателям и газогенераторам);
• артиллерийские (для метательных зарядов к артиллерийским орудиям);
• миномётные (для метательных зарядов к миномётам).

По сравнению с пироксилиновыми баллиститные пороха отличаются меньшей гигроскопичностью, большей быстротой изготовления, возможностью получения крупных зарядов (до 0,8 метра в диаметре), высокой механической прочностью и гибкостью за счёт использования пластификатора.

К недостаткам баллиститных порохов по сравнению с пироксилиновыми специалисты относят:

1. Большая опасность в производстве, обусловленная наличием в их составе мощного взрывчатого вещества - нитроглицерина, очень чувствительного к внешним воздействиям, а также невозможность получить заряды диаметром больше 0,8 м, в отличие от смесевых порохов на основе синтетических полимеров;
2. Сложность технологического процесса производства баллиститных порохов, который предусматривает смешение компонентов в тёплой воде в целях их равномерного распределения, отжимку воды и многократное вальцевание на горячих вальцах. При этом удаляется вода и происходит пластификация нитрата целлюлозы, который приобретает вид роговидного полотна. Далее порох выпрессовывают через матрицы или прокатывают в тонкие листы и режут.

Кордитные

Кордитные пороха содержат высокоазотный пироксилин, удаляемый (спирто-эфирная смесь, ацетон) и неудаляемый (нитроглицерин) пластификатор. Это приближает технологию производства данных порохов к производству пироксилиновых порохов.

Преимущество кордитов - большая мощность, однако они вызывают повышенный разгар стволов из-за более высокой температуры продуктов сгорания.

Твёрдое ракетное топливо

Смесевый порох на основе синтетических полимеров (твёрдое ракетное топливо) содержит примерно:

• 50-60 % окислителя, как правило перхлората аммония;
• 10-20 % пластифицированного полимерного связующего;
• 10-20 % мелкодисперсного порошка алюминия и другие добавки.

Это направление пороходелания впервые появилось в Германии в 30-40-е годы XX века, после окончания войны активной разработкой таких топлив занялись в США, а в начале 50-х годов — и в СССР. Главными преимуществами перед баллиститным порохом, привлёкшими к ним большое внимание, явились:

• высокая удельная тяга ракетных двигателей на таком топливе;
• возможность создавать заряды любой формы и размеров;
• высокие деформационные и механические свойства композиций;
• возможность регулировать скорость горения в широких пределах.

Эти свойства пороха позволили создавать стратегические ракеты с дальностью действия более 10 000 км. На баллиститных порохах С. П. Королёву вместе с пороходелами удалось создать ракету с предельной дальностью действия 2 000 км.

Но у смесевых твёрдых топлив есть значительные недостатки по сравнению с нитроцелюлозными порохами: очень высокая стоимость их изготовления, длительность цикла производства зарядов (до нескольких месяцев), сложность утилизации, выделение соляной кислоты в атмосферу при горении перхлората аммония.

Новый порох — твердое ракетное топливо.

Горение пороха и его регулирование

Горение параллельными слоями, не переходящее во взрыв, обусловливается передачей тепла от слоя к слою и достигается изготовлением достаточно монолитных пороховых элементов, лишённых трещин.

Скорость горения порохов зависит от давления по степенному закону, увеличиваясь с ростом давления, поэтому не стоит ориентироваться на скорость сгорания пороха при атмосферном давлении, оценивая его характеристики.

Регулирование скорости горения порохов — очень сложная задача и решается использованием в составе порохов различных катализаторов горения. Горение параллельными слоями позволяет регулировать скорость газообразования.

Газообразование пороха зависит от величины поверхности заряда и скорости его горения.

Величина поверхности пороховых элементов определяется их формой, геометрическими размерами и может в процессе горения увеличиваться или уменьшаться. Такое горение называется соответственно прогрессивным или дигрессивным.

Для получения постоянной скорости газообразования или её изменения по определённому закону отдельные участки зарядов (например, ракетных) покрывают слоем негорючих материалов (бронировкой).

Скорость горения порохов зависит от их состава, начальной температуры и давления.

Характеристики пороха

В основе характеристик пороха лежат такие параметры, как:

• теплота горения Q - количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 килограмма пороха;
• объём газообразных продуктов V , выделяемых при сгорании 1 килограмма пороха (определяется после приведения газов к нормальным условиям);
• температура газов Т , определяемая при сгорании пороха в условиях постоянного объёма и отсутствия тепловых потерь;
• плотность пороха ρ;
• сила пороха f - работа, которую мог бы совершить 1 килограмм пороховых газов, расширяясь при нагревании на Т градусов при нормальном атмосферном давлении.

Характеристики нитропорохов

Невоенное применение

Конечное же основное предназначение пороха – это военные цели и применение для разрушения объектов противника. Однако состав пороха Сокол, позволяет его применение и в мирных целях, это фейерверки, в строительных инструментах (пистолеты строительные, пробойники), а в области пиротехники – пиропатроны. Характеристики пороха Барс больше подходят для применения в спортивной стрельбе.

Порох является одним из самых прогрессивных изобретений человека, позволивших значительно увеличить его оборонительный потенциал. Попав в руки человека, порох кардинально изменил военную тактику и стратегию. Огонь и порох стали для человека идеальными средствами для достижения собственной свободы и обладания новыми ресурсами. Даже сегодня, когда на службе у человека имеются другие виды и типы взрывчатых веществ, обладающих колоссальной разрушительной силой, хороший порох ценится и остается востребованным.

Изобретение пороха: история его использования

Невозможно точно сказать, когда человек впервые получил порох. По одним данным, горючую смесь на основе селитры получили впервые в Китае. Еще больше загадок связано с тем, какую конечную цель преследовали древние изобретатели, экспериментируя с селитрой, древесным углем и серы. Возможно, к этим экспериментам китайцев подтолкнула острая необходимость. Как правило, большинство новых изобретений человека, так или иначе, объясняется военными целям. Не стало исключением и изобретение новой горючей и взрывоопасной смеси, первая информация о которой датируется серединой IX века.

Уже на экспериментальной стадии стало очевидным, что сгорание пороха сопровождается интенсивным выделением тепловой энергии. До этого момента человек не имел в своем распоряжении столь мощного средства, которое способно в одно мгновение преобразовать тепловую энергию в кинетическую большой силы. Первоначально энергия пороха применялась при создании ракет для фейерверка и имела сугубо мирное применение. Впоследствии стало очевидным, что при незначительных технологических доработках с помощью пороха можно создать оружие большой мощности. Это сегодня пиротехники используют алюминиевый порох для световых эффектов, а в древние времена начинкой для сигнальных ракет и фейерверка использовался черный порох.

Последующие два-три столетия стали периодом испытаний и применения пороха в боевых условиях. Наряду с боеприпасами нового типа, появились первые образцы огнестрельного оружия, в которых основную работу выполняла смесь из селитры, угля и серы. Технология изготовления взрывчатого вещества быстро перестала быть тайной и распространилась по всему миру. От китайцев рецепт вещества попал к арабам, а уже от них с порохом познакомились европейцы.

Знакомство европейцев с новым взрывчатым веществом в разных источниках датируется по-разному. Ориентировочно это событие произошло в XIII веке. Состав пороха впервые описал английский монах Бэкон в 1242 году. По его наблюдениям новое вещество, обладающее большой взрывной силой, состояло из древесного угля, порций серы и селитры. При этом точные пропорции компонентов вещества были неизвестны. По мере того как рецепт взрывчатого вещества распространялся по миру, параллельным курсом шло развитие огнестрельного оружия. Немецкий монах Бертольд Шварц впервые решил использовать огромную кинетическую энергию, которую дает горение пороха. Результатом экспериментов стали первые артиллерийские орудия. Технически несовершенные и громоздкие эти пушки не обладали высокими баллистическими характеристиками и не имели высокого боевого значения.

Однако дымный порох сделал свое дело. Каждый выстрел такого орудия сопровождался огромными клубами дыма, языками пламени и ужасным грохотом, которые ввергали в панический ужас любого противника. Не стали исключением и результаты самого выстрела. Каменные ядра и пули летели дальше, чем стрелы, могли поразить тяжеловооруженного рыцаря или разрушить укрепление.

С этого момента наступает эра огнестрельного оружия, в которой дымный порох занимает одно из ведущих мест. В течение последующих пятисот лет технология производства пороха совершенствовалась, предпринимались попытки повысить его огневые и баллистические характеристики. Только во второй половине XIX века новые технологии позволили добиться создания вещества, которое в процессе горения выделяло меньше дыма, однако давало больше горючих газов и, соответственно, больше кинетической энергии. Дымный порох, остававшийся до этого времени основным компонентом боеприпасов, уступил место бездымному пороху.

Свет увидел сначала пироксилиновую разновидность пороха. Чуть позже была разработана улучшенная баллистическая формула пороха, ставшая основной начинкой современных боеприпасов, включая охотничьи патроны. В середине XX века появился алюминиевый порох — горючее вещество, обладающее высоким световым эффектом.

С какими видами пороха мы знакомы сегодня?

Можно много говорить о военном применении пороха. Однако больший интерес вызывает бытовая сфера использования пороха, его прикладной характер. Истинную ценность этого взрывчатого вещества по достоинству оценили не только военные, но и люди, увлекающиеся охотой. Тем более что существующие разновидности пороха открывают новые возможности в охотничьем ремесле. С чем же имеют дело охотники?

На данный момент в быту используются два основных вида пороха:

• дымный;
• бездымный.

Оба вида выпускаются в промышленных условиях и отличаются своим составом. Каждая марка рассчитана на использование в тех или в иных ситуациях. Вид определяет заряд пороха, количество вещества, которое закладывается в патрон.

Дымный, он же черный порох, является самым известным видом. Его состав и формула изготовления практически не изменились со времен изобретения. На сегодняшний день мы имеем дело с обыкновенным порохом и с отборным. По своим внешним характеристикам – это зернистое вещество. Размер фракций определяет огневые и баллистические характеристики вещества и определяет номер пороха. Номер растет в соответствии с увеличением размера зерен.

Другими словами:

• крупный размер зерен (0,8-1,25 мм);
• зерна среднего размера (0,6-0,75 мм);
• мелкие зерна (0,4-0,6 мм);
• очень мелкие зерна (0,25-0,4 мм).

Чем выше зернистость пороха, тем больше мощность выстрела. Соответственно быстрее летит пуля и выше ее начальная скорость. Для того чтобы добиться оптимальных баллистических качеств во время горения вещества, необходимо соблюдать пропорции. Дымный порох состоит на 75% из селитры. Только 10% состава приходится на серу и 15% на древесный уголь. По внешнему виду эта смесь имеет черный или коричневый цвет, в ней отсутствуют посторонние вкрапления и другие оттенки. При механическом воздействии гранулы раскалываются на более мелкие частицы. В обычной обстановке, в процессе использования черный порох не оставляет пыли. Это качество является одним из преимущества этого вида.

Отсутствие пыли предотвращает преждевременный взрыв пороха, который может случиться уже в процессе эксплуатации боеприпаса. К этому можно добавить следующие положительные качества взрывчатого вещества:

• черный порох быстро воспламеняется;
• возможность длительного хранение взрывчатого вещества без потери основных свойств;
• удобная и простая эксплуатация;
• низкая чувствительность к перепадам температур;
• слабое разрушающее воздействие на ствол оружия.

Несмотря на существенные преимущества, дымный порох имеет и серьезные недостатки, которые зачастую нивелируют его хорошие качества и характеристики. Самым неприятным моментом является низкая гигроскопичность черного пороха. Попадание влаги или сырой климат делают дымный порох совершенно непригодным к использованию. При стрельбе патронами с зарядом дымного пороха сильно загрязняется канал ствола. При выстреле образуется сильный шум и возникает много дыма. При стрельбе такими патронами велика сила отдачи. Соответственно из-за этого данный вид взрывчатого вещества не используется в боеприпасах для автоматического оружия.

Более совершенным является бездымный порох. По своему составу это вещество существенно отличается от своего старшего собрата, бездымный порох еще называют коллоидальным. Одна из разновидностей бездымного пороха, которая успешно используется для снаряжения охотничьих боеприпасов, — пироксилиновый порох.

Основная масса пороха — это 92-98% пироксилина. Только 2-8% приходится на стабилизирующие компоненты. Прежде чем получить зернистое вещество, полученное средство подвергается механической обработке. В отличие от черного пороха, бездымная разновидность горит равномерно. Благодаря изменению размера фракций можно добиться контроля над процессом горения пороха. Вещество имеет несколько расцветок, начиная с желтого цвета и заканчивая черным тонами.

Здесь в качестве дополнительного средства используется порошок графита, который предотвращает слипание гранул и добавляет однородности цвету. В связи с этим необходимо соблюдать аккуратность, используя бездымный порох во время снаряжения охотничьих патронов. Черная графитная пыль является самым негативным свойством, которым обладает бездымный порох. К тому же во время горения выделяется опасный для человека угарный газ.

К минусам бездымного пороха можно также отнести следующие аспекты:

• большой износ канала ствола;
• особые условия для хранения, ограниченный срок годности;
• высокая температура спокойного горения;
• подверженность вещества колебанию температур;
• ограниченность технического применения.

Однако, несмотря на это, бездымный порох принес много нового не только в развитие военного дела, но и сделал охотничье ремесло более комфортным и эффективным. Такой порох совершенно нейтрален к воде, не загрязняет оружие и не дает много дыма при выстреле. Используя бездымный порох можно добиться большой скрытности, так как выстрел значительно тише. В связи с этим многие охотники предпочитают использовать именно этот вид пороха, снаряжая свои патроны и готовясь к выходу в поле.

Основные марки охотничьего пороха

В нынешних условиях в распоряжении охотников имеется целая номенклатура пороха, обеспечивающая широкие огневые возможности охотничьего оружия. Особой популярностью пользуется бездымный порох в различных вариациях, который придает хорошие и стабильные баллистические характеристики охотничьим боеприпасам. Наиболее популярными и распространенными среди охотников всех категорий считаются две марки – порох Сокол и бездымный порох марки Сунар. Бездымный порох Сокол изобрели еще в 1937 году. С тех пор мало что изменилось в технологии. На смену ему пришел порох марки Сунар, который имел лучшие баллистические характеристики. Однако обе марки продолжают выпускаться отечественными предприятиями.

С 1977 года их дополнил порох марки Барс. Эта марка относится к порохам нитроглицеринового типа и должна была стать универсальной. Однако последующее применение показало, что универсализация в данном случае неуместна. Нитроглицериновый порох быстро приводил к износу охотничьего оружия.

К тому же патроны, снаряженные порохом Барс, подходят только для ружей 12, 16 и 20-го калибра. Для оружия мелкого калибра использование патронов, набитых порохом Барс, может обернуться механическим разрушением. Этот тип не имеет постоянной плотности, что в свою очередь сильно затрудняет грамотное и правильное снаряжение патронов. Невозможно с высокой точностью поместить порох в патроне, не используя для этого мерные емкости.

Марки пороха Сокол и Сунар относятся к пироксилиновому типу, являясь классическим зерненным вариантом. По своим эксплуатационным и тактико-техническим характеристикам эти два пороха превосходят порох Барс. Сегодня выпускаются все три марки. Порох марки Барс берут на оснащение в основном любители охоты на летающую и водоплавающую дичь.

В дополнение к ним сегодня для охотничьей стрельбы в зимнее время активно используется порох Ирбис, разработанный на Казанском Государственном Казенном Пороховом Заводе. Производство и технологии порохов в основном сохранились на том же уровне, что и 50-100 лет назад. Единственное и существенное новшество, которое стало использоваться в последнее время — новая фасовка пороха. Это существенно увеличило сроки хранения взрывчатого вещества и упростило его эксплуатацию.

Каждый охотник должен иметь представление о том, какой порох лучше, какие характеристики порохов надо знать, снаряжая боеприпасы для охоты. Все дело в том, что в той или в иной обстановке необходимо учитывать технические характеристики охотничьего оружия, условия ведения охоты и, безусловно, климатические условия.

Основные выводы

Подобрать взрывчатое вещество для последующего снаряжения охотничьих боеприпасов достаточно трудно. Необходимо знать, какая плотность и навеска у каждой марки. Эти элементы определяют последующую компоновку патрона, который собирается под определенные задачи.

Несмотря на то, что сегодня основная масса охотников отдают предпочтение маркам пороха бездымного типа, сфера его применения ограничена. Не все производители охотничьих ружей сегодня выпускают модели, рассчитанные на использование патронов, снаряженных бездымным порохом.

В свою очередь отечественный рынок пороха представлен большим количеством марок как дымного, так и бездымного типа. Марка Сокол и порох марки Сунар Магнум, патроны для охоты в зимнее время, снаряженные порохом Барс — это только начальный список того, с чем имеют дело охотники всех рангов.

Современные дымные пороха изготовляются в виде зерен неправильной формы. В зависимости от состава компонентов различают четыре сорта дымного пороха: военный, охотничий, бессерный с размером зерен 0,75-1,25 мм, и шнуровой порох, в 1 грамме которого содержится от 400 до 7000 зерен.

В зависимости от размера зерен (частиц) различают следующие марки военного дымного пороха:

— Пушечный призматический, размер зерен 25,0-40,0 мм.
— Пушечный, 7,0-21,0 мм.
— Крупнозернистый дымный ружейный порох, КЗДП — 5,1-10,2 мм.
— Дымный ружейный порох ДРП №1 — 1,25-2,0 мм.
— Дымный ружейный порох ДРП №2 — 0,75-1,25 мм.
— Дымный ружейный порох ДРП №3 — 0,15-0,75 мм.

Составы дымного пороха установлены окончательно в конце 17 века и не претерпели существенных изменений до настоящего времени. Дымный порох включает в себя следующие вещества в различных соотношениях: окислитель — калиевую селитру, горючее — древесный уголь и цементатор — серу.

Отдельные компоненты в составе дымного пороха.

Селитра (калиевая селитра KNO3) в составе дымного пороха.

Селитра является окислителем и при нагревании легко отдает кислород. Выделяющийся кислород окисляет серу и уголь. С увеличением содержания селитры в до определенного предела (~80%) сила пороха возрастает и увеличивается скорость его горения.

В природе много веществ, богатых кислородом, но для целей пороходелия находит применение почти исключительно калиевая селитра, так как она в наибольшей степени удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к окислителям в составе пороха. Имеет малую гигроскопичность и невысокую чувствительность.

Уголь в составе дымного пороха.

Уголь является горючим веществом. Для пороходелия употребляется древесный уголь (преимущественно ольховый или крушинный) с содержанием 72-80% углерода. Уголь из пород деревьев применять нежелательно, так как пороха, приготовленные с использованием такого угля, трудно воспламеняются. При увеличении количества угля в порохе скорость горения пороха снижается, но с увеличением содержания углерода в угле - увеличивается.

Сера в составе дымного пороха.

Сера (S) служит цементатором между селитрой и углем, придавая пороху определенную механическую прочность. Кроме того, сера является горючим компонентом и облегчает воспламенение пороха, так как воспламеняется при более низкой температуре, чем уголь. Температура воспламенения серы ниже, чем у древесного угля.

От увеличения содержания серы в порохе сила пороха и скорость горения уменьшаются. Сера встречается в кристаллической и аморфной формах. В пороходелии применяется сера только кристаллической формы с температурой плавления 114,5 градуса.

Некоторые свойства дымного пороха.

Дымный порох является малогигроскопичным веществом, что определяется свойствами компонентов. Древесный уголь плохо смачивается (гигрофобное вещество), а калиевая селитра и сера имеют малую гигроскопичность. Дымный порох обладает высокой химической стойкостью, то есть характеризуется высокой сохраняемостью при нормальных условиях эксплуатации.

Наличие невысоких энергетических и баллистических характеристик исключает возможность использования дымного пороха для метательных зарядов артиллерийских систем. Однако дымный порох широко применяется на практике:

— В воспламенителях основных зарядов в ствольной и ракетных системах (КЗДП, ДРП №1, ДРП №2, ДРП №3, бессерный).
— В замедлителях и усилителях огня в дистанционных устройствах снарядов (трубках и взрывателях) для обеспечения разрыва снарядов в любой точке траектории (ДРП № 1,2,3).
— В вышибных зарядах для снарядов шрапнельного типа, зажигательных и осветительных снарядах.
— В огнепроводных шнурах (шнуровой порох).
— В охотничьих (охотничий).
— В горном деле, при добыче декоративного камня, например, мрамора и гранита, которые нужно откалывать глыбами, а не дробить на мелкие куски, то есть без бризантного эффекта.
— В других областях.

Изделия из дымного пороха.

Все изделия из дымного пороха можно разделить на две группы. К первой группе относятся фигурные пороха — пороха кубической и призматической формы, воспламенители, петарды для капсюльных втулок и некоторые другие (КЗДП, ДРП №1). Эта пороховые элементы изготавливаются отдельно от деталей элементов выстрела, в которые они затем вставляются.

Ко второй группе относятся пороховые детали взрывателей — пороховые замедлители, предохранители и усилители. Эти изделия чаще всего впрессовывают в соответствующую деталь трубки или взрывателя (ДРП №2, ДРП №3).

Отдельно выделяется огнепроводный шнур, который представляет собой слабоспрессованную сердцевину из шнурового пороха, плотно охваченную снаружи хлопчатобумажной пряжей. Внутри пороховой сердцевины для равномерного распределения пороха по всей длине шнура пропущена направляющая хлопчатобумажная нить.

Дымный порох можно использовать (и длительное время использовали) в качестве ракетных зарядов. Однако, его недостаточные энергетические характеристики, ограниченность возможных конструктивных форм зарядов и их габаритов, а также хрупкость, опасность производства и применения — все это тормозило развитие ракетной техники на основе дымного пороха.

Владельцы гладкоствольных ружей нередко ищут способы экономии или же экспериментируют с патронами. Одним из вариантов, когда можно попробовать что-то новое и при этом существенно сэкономить, является производство классического черного пороха в домашних условиях. Что это, и как его можно приготовить кустарным способом и пойдет речь в этой статье.

Не так много вещей произвели настоящий переворот в военном деле. Чёрный, или дымный порох - одна из таких вещей. У вас куча вчерашних крестьян, которые никогда не держали в руках луки? Раздайте им дешёвый огнестрел, проведите краткую подготовку - и они уже готовы поражать противника на расстоянии, которое не каждый-то лучник осилит. У противника неприступная крепость, а времени на долгую осаду нет - не беда, заряд из чёрного пороха, заложенный в основании стены, не оставит от кладки ни следа. А если подойти не получается - доставайте пушку и получайте аналогичный эффект. А морское сражение, когда пушечные ядра прошивают корабельные борта насквозь?

Словом, применений масса. Крепостные стены, тяжелая латная броня, сплочённые линейные порядки - всё это постепенно отошло в прошлое с изобретением пороха. Отошло, забрав с собою миллионы жизней. Да, теперь появились новые, более современные взрывчатые вещества, однако чёрный порох всё ещё остаётся эффективным и востребованным. А начиналась эта взрывная история довольно просто.

История появления дымного пороха

Китай, конец восьмого века нашей эры. Свой расцвет переживает движение алхимиков. Алхимик - это такой человек, который считал, что, собрав вместе определенные природные вещества и подвергнув их определенным трансформациям, можно получить эликсир бессмертия. А этого хотелось абсолютно всем, особенно китайским императорам - Сынам Неба. Так что большинству алхимиков жаловаться на финансирование не приходилось.

При этом в процессе этой, в принципе, бессмысленной работы, трудолюбивые и усидчивые китайцы получили ряд веществ, которые действительно обладал полезными свойствами. Фактически, алхимики были не только прототипом химиков, но и предками фармацевтов. Но в процессе работы частенько случались различные неприятные казусы…

История не сохранила для потомков имя человека, впервые смешавшего серу, селитру и засушенные травки в определенных пропорциях, которые оказались взрывоопасными. Неизвестно даже, выжил ли незадачливый алхимик, поскольку в те времена с техникой безопасности было не очень. Но рецепт каким-то образом был сохранён или даже переоткрыт повторно.

А потом это вошло в систему - в китайской летописи Zhenyuan miaodao yaolüe прямым текстом говорилось «некоторые смешивали серу, селитру, мёд и реальгар (моносульфид мышьяка) - в результате возникали дым и пламя, от которых сгорали люди и дома». Не очень похоже на эликсир бессмертия, не так ли? Куда более похоже на нечто, чем можно отлично убивать других людей, если, конечно, стабилизировать формулу. И где-то в середине ХI века чёрный порох нашел своё практическое применение в качестве состава для боевых ракет. В то время они назывались «огненными копьями» и использовались преимущественно при осаде крепостей. Но основным способом его использования ещё долгое время оставались фейерверки.

В Европу черный порох попал значительно позже - веке в тринадцатом. Даже легенда по тому поводу есть. Согласно этой версии, порох изобрёл немецкий монах Бертольд Шварц, пройдя путём, очень похожим на тот, которым шли китайские мастера. Но достоверность этой легенды вызывает огромные сомнения. Почему? Ну хотя бы потому, что взрывные свойства смеси угля, серы и селитры были уже известны учёным. Об этом, например, писал английский философ Роджер Бэкон.

Скорее всего история появления пороха в Европе значительно более прозаична - он был привезён арабскими купцами и путешественниками в качестве начинки для фейерверков. В те времена арабы были чуть ли не единственным сообщением со странами востока - Великий Шёлковый Путь и тому подобное. Так что не удивительно, что кто-то из этих товарищей захватил с собой немного «китайского взрывающегося порошка», благо секретом его изготовление практически ни было. Но и европейцы не сразу смогли оценить весь потенциал пороха. Сказывалось то, что долгое время не могли создать достаточно прочные металлические трубки, которые бы выдерживали энергию взрыва. Но к началу XIV века прототипы уже начали появляться. Это были первые ласточки глобальных изменений в тактике ведения боевых действий.

Изготовление пороха

Если говорить о компонентах классического чёрного пороха, который чаще называют «дымным», то тут всё весьма просто:

• селитра
• древесный уголь

Примерно с 17 века года и до наших дней «классический» черный порох с небольшими отклонениями имеет следующий состав (по весу): 75 % селитры, 15 % древесного угля, 10 % серы. До этого периода порох претерпевал некоторые изменения:

Изготовление пороха на первый взгляд простое - всё предварительно высушить, перемолоть и смешать в пропорции 75/15/10. Но есть некоторые нюансы. Множество нюансов, если быть честными. Итак, что нужно знать начинающим пиротехникам.

Компоненты пороха

Скажем сразу, классическое соотношение не идеально. Да, такой порох эффективен, однако наиболее мощный взрыв будет происходить при соотношении 65/17/18, где серы 17%, а угля - 18%. Ах да, для точной дозировки нужно использовать исключительно аптекарские весы - только они могут дать нужную точность. Если же вы хотите, чтобы смесь, например, дольше горела, то можете поэкспериментировать с составом самостоятельно. Главное -делайте это аккуратно и соблюдайте все возможные предосторожности.

Древесный уголь

Оптимальный вариант - натуральный берёзовый или липовый уголь. Также подойдёт тот, что продаётся для мангалов. Можно использовать и активированный, но это будет значительно дороже. Что касается угольных фильтров для воды или для противогазов, то их использовать не надо - они недостаточно эффективны. Уголь нужно тщательно измельчить - крупные куски молотком разбиваются на более мелкие, которые перетираются в пыль с помощью кофемолки. На это может уйти минут пять. При этом пыль получится довольно летучая, так что защитите свои дыхательные пути респиратором.

Сера

Её скорее всего придётся покупать на рынке, как удобрение или добавку в корм животным - это улучшает качество их шерсти. Иногда небольшие кусочки можно обнаружить вдоль поворотов железнодорожных путей, по которым серу возят в открытых вагонах, но на это сильно рассчитывать не надо. Коллоидная сера и сера со спичечных головок не подходят совершенно, поскольку содержат большое количество ненужных примесей. Если сера продавалась в виде маленьких кусочков - их тоже нужно измельчить в кофемолке.

Селитра

Найти это добро можно опять же в магазине удобрений. Вот только нам нужна не какая-нибудь, а строго определенная - калиевая . Если такой нет - сойдёт и натриевая, только готовый порошок получится немного менее качественным, поскольку будет быстро поглощать влагу из атмосферы и отсыревать. Аммиачную же селитру использовать вообще бесполезно. Нужное нам вещество в любом случае поглощает воду, поэтому перед началом экспериментов селитру нужно тщательно просушить в духовке на малом огне с открытой дверцей. Это нужно для того, чтобы полностью контролировать процесс и препятствовать плавлению. После высушивания снова приходит очередь кофемолки.

Итак, у нас есть три готовых компонента. Теперь взвешиваем их и смешиваем в нужной пропорции. А для того, чтобы сделать готовый продукт однородным, снова возьмите многострадальную кофемолку. Ей придётся поработать ещё пятнадцать минут. На выходе вы получите равномерный мелкодисперсный порошок - классический чёрный порох .

Артём Костин. lastday.club