ВЭ/ВТ/Порох
ПОРОХ, в виде селитро-серо-угольн. смеси, со времени его изобретения (XIII ст.) до середины XIX ст. был единств. взрывч. вещ-вом, известным человеку, и применялся для самых разнообр. техн. целей: для подрывн. работ, снаряжения мин и артил. снарядов, для стрельбы из огнестр. оружия. Когда же техника взрывч. вещ-в постепенно стала обогащаться открытием целого ряда взрывч. вещ-в (нитроклетчатка, нитроглицерин, пикрин. кислота, тринитротолуол и др.), превосходящих по силе взрыва в неск. раз обыкнов. П., а также открытием явления детонации (см. Взрывч. вещества), все эти взрывч. вещ-ва пришлось разделить на 2 группы: собственно взрывч. вещества (см. это), чрезв-но быстро горящие и пригодные исключ-но для произв-ва разл. взрывов, и П-ха или метат. взрывч. вещ-ва, пригодные и для стрельбы из огнестр. оружия. П-ха по составу и природе своей делятся на дымные и бездымные. А) Дымный П. в соврем. воен. технике приобретает уже второстеп. значение (снаряжение нек-рых снарядов, трубоч. и ракетн. составы, восплам ли, вспышки и т. п.), оставаясь лишь в практике подрывн. дела, для салютац. и охотничьей стрельбы и пр. Дым. П. развился из т. наз. «греческого огня» (см. это) и был известен много ранее, чем стал применяться для огнестр. оружия. Первонач-но готовились смеси из селитры с углем, смолой, горн. воском, песком, содержащим нефть, и с др. горюч. материалами, и применялись в фейервероч. деле, а также на войне для произв-ва пожаров и для устрашения непр-ля; для целей же стрельбы применение этих смесей началось не раньше 2-ой половины XIII ст. Состав дым. П., установившийся к этому времени, почти не подвергался изменениям за всё время своего 6-век. сущ-ния: 75 % калиевой селитры, 15 % древес. угля и 10 % серы. В охотнич. П. неск. повышается % содержания селитры, за счет угля и серы, а в минных П., наоборот, уменьшают его для удешевления и увеличения газообразн. продуктов горения. Были мало существенные попытки нек-рые составные части П. заменять другими: калиевую селитру — натровой или бариевой, древесн. уголь — древесн. мукой или крахмалом и т. п. Для получения доброкачеств. дым. П. все его части тщат-но измельчают и перемешивают в тесн. однород. смесь; сначала он и применялся в виде порошка-мякоти; однако, неудобство обращения с нею вызвало переход к зернению П., к-рое прошло целый ряд изменений и улучшений в связи с развитием устр-ва огнестр. оружия. Крупн. изменения в фабрикации дым. П. б. вызваны появлением нарезн. оружия (1860—70 гг.), когда б. увеличено число сортов П. по размерам зерен и по его плотности. Для увеличения начальн. скорости снаряда б. применен малообожжен. уголь в буром и шоколадн. П. для оружия и в призматич. П. для орудий больших клб. По внешнему виду дым. П. представляет или зерна неправильн. формы с поперечн. размерами от 1 точки до 4 лн., или же правильн. 6-гран. призмы; цвет, в зав-сти от сорта угля, от светлобурого до черного. Уд. вес руж. сортов дым. П. — 1,5—1,6; прессов. призматич. П. — 1,7—1,9. В сух. воздухе дым. П. сохраняется долгое время без малейш. изменений; влажный же воздух сильно расстраивает его состав. Пламя, искра и нагревание до 300° Ц. вызывают восплам-ние П., при чём на открыт. воздухе он дает вспышку с образ-нием больш. колич-ва густого бел. дыма, главнейш. составн. части к-раго: газообраз. продукты (CO2, CO и N2) и твердый остаток, сообщающий цвет и гущину дыму и состоящий, гл. обр., из углекислой и сернокисл. соли калия, сернист. калия и отчасти несгоревш. угля.   Фабрикация дым. П. слагается из след. важн. операций: отдельн. состав. части П. измельчаются в желез. бочках с бронз. шариками; при этом часто селитра и сера измельчаются вместе, т. к. одна сера м. легко слипаться в комки. Хорошо измельченные исходн. вещ-ва подвергаются затем смешению в соответств. пропорции в кожан. бочках с дерев. шариками; полученная порошкообразн. масса смачивается 10—20 % воды и подвергается обработке на бегунах для более тесн. смешения. Лепешки из-под бегунов дробятся на зернил. машинах, отсеиваются от пыли и прессуются на особых гидравл. прессах в плотн. пластины, к-рые вновь дробятся на зернильн. машинах. Зернен. П. полируется в дерев. бочках, высушивается, отсеивается от пыли и сортируется по величине зерен. Призматич. П. получается прессованием в особых гидравлич. прессах плотн. и зернен. порох. массы. Дым. П. от сильн. удара или трения между 2 желез. предметами легко взрывает. Перевозка его подчиняется строг. правилам. Для этого зернен. П. укупоривается в равендуч. мешки, к-рые укладываются в дерев. бочки или ящики, оклеенные или выложенные внутри бумагой. Для пересылки призматич. прессов. П. укладывается в дерев. ящики плотными рядами, прослоенными войлоком. Б) Бездымный П. Главнейш. толчком к изобретению нов. вида П., совершенно вытеснившего селитро-серо-угольный П. в воен. деле, послужил переход в конце XIX ст. к малокалибер. ружью, т. к. прежний П. давал в этом оружии начал. скорость не более 500—525 мтр., а для надлежащ. разрушит-сти действия его необходимо б. иметь скорость не менее 600 мтр. После мног. лет практич. разработки этой трудн. задачи во всех гос-твах, лишь в 1884—85 гг. франц. порох. инж-ру Вьелю (см. это) удалось приготовить П. коллоидного типа, способный дать нач. скорость ок. 640 мтр. при давлении не более 2.400 атм. и при том представлявший еще одну очень серьезн. выгоду — бездымн. сгорание без всякого тверд. остатка. Чрезвычайно удачные опыты с нов. П. привели в 1886 г. к его окончат. принятию для ручного оружия во Франции; к 1890—92 гг. для ручн. оружия уже всюду б. принят бездым. П. коллоид. типа, теперь постепенно находящий применение и для арт. орудий всё больших клб. и совершенно, т. обр., вытесняющий в воен. деле дым. П. В России первые опыты по пригот-нию бездым. П. в заводск. размерах б. начаты ок. 1891—92 гг. на Охтен. порох. заводе, а затем оно установилось и на др. казен. заводах — в Казани и Шостке, при совершен. прекращении выделки дым. П. Морское вед-во приспособили в 1893 г. свой старый пироксилин. завод для фабрикации бездым. П. особого типа (см. Менделеев и Пироколлодий); по закрытии же этого завода заказы морск. вед-ва исполняются частью Охтенским, частью Шлиссельбург. заводом Рус. о-ва для произв-ва П. Пригот-ние бездым. П. основывается на способ-ти нитроклетчатки (см. это) отчасти растворяться в нек-рых летуч. раствор-лях (см. это) и образовывать с ними пластич. коллоид. массу (желатинироваться), легко обращаемую в ленты или в зерна разл. формы и размера. Плотное, желатинированное, рогообразн. вещ-во, высушенное от избытка раствор-ля, горит знач-но медленнее и прогрессивно, чем исходный нежелатинир-ный нитропродукт, и становится более безопасным для перевозки и хранения. По химич. составу бездым. П. известны след. гл. видов: 1) пироксилиновые: а) франц. типа (смесь растворим. и нераствор. нитроклетчатки); б) пироколлодийный П. (Д. И. Менделеева); 2) пироксилиново-нитроглицериновые: а) балистит (нитроглицерин и растворенная в нём нитроклетчатка); б) кордит (смесь нитрогл-на и нераствор-го пирокс-на); в) с малым содержанием нитрогл-на; 3) П. из нитроклетчатки и нитросоединений ароматич. ряда. Свойства и фабрикация основн. материалов для бездым. П. изложены в ст. Нитроклетчатка, Нитроглицерин, Растворители. 1) Фабрикация П. а) Пироксилиновые П. Смесь 2 видов (растворимой и нераствор.) нитроклетчатки соответ. состава готовится на пироксил. заводе; она д. обладать определ. растворимостью в смеси спирта и эфира и %% содержанием азота; для пироколлодийн. П. готовится только одна нитрокл-тка (пироколлодий) с растворимостью ок. 98 % и содержанием азота около 12,5—12,6 %. Завися от состава нитрокл-тки, балистич. кач-ва П. сильно изменяются еще и с толщиною и размерами зерен и лент и в зав-сти от колич-ва остаточн. раствор-ля в готовом П.; этими факторами и пользуются для получения разл. сортов бездым. П. для оружия любого клб. Пироксилин. мезга с пироксилин. завода на порох. завод доставляется с влаж-тью ок. 30 % и д. б. высушена, что прежде делалось прямо в сушилках при 45—50°Ц; но неудобство и опасность работы с сух. пирокс-ном заставили всюду заменить прямую сушку обезвоживанием винным спиртом в системе аппаратов (фиг. 1).  Влаж. пироксилин спрессовывается в цилиндр. сосудах при помощи передвиж. гидравлич. пресса в плотную массу, а затем через него прогоняется воздуш. давлением из находящихся рядом резервуаров-мерников винный спирт, к-рый и увлекает из пироксил. массы всю воду. После того пирокс-н снова подвергается прессованию на особом гидравлич. прессе (фиг. 2) до оставления в нём спирта приблиз-но ½ вес. ч. на 1 л. пирокс-на, что необходимо для след. затем желатинизации. Желатинизация пирокс-на имеет очень существ. значение: при ней достигается превращение порошкообр. нитрокл-тки в вещ-во коллоид. природы, для чего чаще всего применяется смесь 1 ч. винного спирта и 2 ч. этилового эфира (иногда же пользуются уксусно-этиловым эфиром или ацетоном, см. Растворители), обрабатывая им обезвожен. пироксилин в мешательном аппарате (фиг. 3). Он состоит из герметически закрывающегося резервуара с винтов. лопатками на горизонт. оси, приводимой во вращение снаружи зубчат. передачей. В зав-сти от природы нитрокл-тки и раствор-ля наступает полное или частичное растворение её в пластическую, тестообразн. массу, к-рая получает еще большую однородность и студнеобразную (коллоидн.) структуру, с полным исчезанием физич. природы исходной порошкообразн. нитрокл-тки, при последующем прессовании для придания этой массе определ. формы (лент, зерен, трубок и т. п.). Это прессование совершается в гидравл. прессе (фиг. 4), к-рый снабжен 2 цилиндрами с выходными отверстиями соответ. формы внизу; пока в одном цилиндре идет прессование, в другой загружается след. порция порох. массы. Вдавливанием сверху в цил-р поршня гидравлич. пресса выжимают через отверстие в дне его ленты или трубки, отрезают их довольно длин. кусками, вешая на деревян. палочки, и отправляют в предварит. сушку, с целью выделить из П. излишек раствор-ля и придать ему прочность, необходимую для дальнейш. обработки. При выделке толстых порох. лент выделяющийся при сушке раствор ль нередко улавливается сгущением его в особых холодильниках. Для дальнейш. зернения ружейного П., к-рый прессуется в виде тонких нитей, применяются станки, вроде машин для крошки табаку; в них целый пучек нитей автоматически подается на известн. длину и обрезается стальн. ножом, давая либо мелкие квадрат. зерна из плоских нитей, либо короткие цилиндр. зерна из круглых нитей. Станок для резки пушечных П. показан на фиг. 5; 2 или неск. лент подаются валиками на определен. длину вперед и режутся вертик-но движущимся ножем. Нарезанный П. подвергается окончател. сушке, при к-рой содержание остаточ. растворителя и влажности медленно доводится до требуемой нормы, в воздушн. сушильнях при 40—45° Ц. Иногда для ускорения сушки П. предвар-но вымачивается в воде, подвергаясь затем более кратковрем. сушке. Колич-во остаточ. растворителя в разн. сортах П. колеблется от 1,5 до 8 %. б) Нитроглицериновый П. приготовляется из смеси нитрокл-тки и нитрогл-на; фабрикация по сущ-ву состоит из тех же операций, отличаясь только деталями. О фабрикации балистита см. это слово. Для раскатки готовой желатинообр. массы служит машина (фиг. 6) с нагреваемыми вальцами. Балистит готовится без всякого посторон. раствор-ля, т. к. желатинизация достигается на счет самого нитрогл-на, что и делает этот П. весьма постоянным в отношении балистич. качеств. Кордит (см. это), приготовляемый из нерастворим. в нитрогл-не пирокс-на, для желат-ции требует прибавки особого раствор-ля, для чего употребляется чаще всего ацетон, к-рый затем удаляется сушкой, в) Глав. представителями П. третьего типа являются пластоменит, состоящий из 68 % нитрокл-тки, 13 % тринитротолуола, 6 % динитротолуола и 13 % барит. селитры, и индурит (см. это), к-рые готовятся желат-цией пирокс-на в ароматич. нитропроизводных после промывки спиртом. 2) Физич. свойства бездым. П. По внеш. виду все бездым. П. напоминают рог, столяр. клей или целлулоид; цвет от светло-желтого до темно-коричневого. В больш-ве случаев они очень тверды и упруги; только кордит сравнит-но мягок и режется легко ножем. По внутр. строению бездым. П. относится к коллоидам, имея природу застывшего, затвердевш. студня; для невооруж. глаза полупрозрачны и довольно однородны; под микроскопом же ни один бездымн. П. не имеет вполне однородн. строения: в прозрачной массе всегда наблюдается нежелатинир. частицы нерастворим. пирокс-на, а в кордите м. различать мельчайшие капельки жидкости (нитрогл-на или вазелина). Уд. вес пироксилин. бездым. П. от 1,57 до 1,64; уд. вес балистита — 1,64—1,65, а кордита — 1,56. Гравиметрич. плотность (см. это) ружейн. зернист. П. (пироксилинового) — ок. 0,65. Пушечные П. имеют форму пластинок различ. толщины и размеров или стержней квадрат-го, кругл. и трубч. сечения. Ружейный П. имеет вид мелких плоск. зерен или тонк. нитей. — 3) Химич. свойства бездым. П. Пироксилин. бездым. П. содержит в себе всегда влажность и остаточ. раствор ль, к-рый и обусловливает коллоидал. состояние; если же его удалить, то П. превратится опять в порошкообразн. мезгу пирокс-на. Для характеристики бездым. П. в отношении летуч. примесей принято определять колич-во летуч. вещ-в, удаляемых сушкой, и общее содержание летуч. веществ. Первые состоят из влаж-ти, с примесью 20—30 % органич. веществ, входящих в раствор ль. Состав собственно органич. летуч. вещ-в в бездым. П. пока совершенно не выяснен. Остаточ. растворитель постепенно испаряется, что весьма нежелат-но, т. к. это м. влиять на балистич. кач-ва П. и потому в наст. время хранят бездымн. П. всегда в герметич. укупорке. Балистит, не содержа остаточн. раствор-ля, не требует этой предосторожности. Бездым. П. не боится подмочки водой; состав его при этом не нарушается, и, осторожно и постепенно высушенный, он годится вновь для стрельбы; это лишь немного м. отразиться на балистич. качествах П., т. к. П. м. потерять часть остаточн. раствор-ля. При хранении на бездым. П. вредно отзывается высокая темп-ра, а также резк. колебания темп-ры: в обоих случаях усиленнее испаряется остаточ. раствор ль, понижая химич. стойкость П. Обстоят-во это имеет очень большое практич. значение при хранении огромн. запасов бездымн. П. для воен. целей. На основании многочисл. опытов установлено, что: 1) при t° ниже 20° Ц. пироксилин. бездымн. П. хорошей выделки м. храниться неопределенно долгое время; 2) при повышении t° на 5° скорость разложения этих П. удваивается; 3) колебания t° и присутствие влаж-ти являются важнейш. причинами расстр-ва П. и понижения стойкости; 4) внешн. признаки разложения П. ненадежны и обнаруживаются иногда слишком поздно; поэтому запасы бездым. П. требуют периодич. контроля с применением установл-х методов испытания стойкости его. — 4) Горение бездым. П. Восплам-ние знач-но труднее, чем дымного; поэтому в патронах для ручн. огнестр. оружия пришлось усилить капсюл. состав, а в зарядах для арт. орудий ввести восплам ль из ружейн. дым. П. Все бездым. П. сгорают нацело в газы и водяные пары. Количествен. данные разложения нек-рых бездым. порохов приведены в таблице (по опытам проф. Сапожникова):

*) См. Балистика внутренняя.

Потенциал. энергия (см. Взрывч. вещества, стр. 350) бездым. П. знач-но больше, чем у дымных; напр., 5 клг. кордита эквивалентны по запасу энергии 21,8 клг. дымн. П. Поэтому при заряде бездым.   П. в 2½—3 р. менее, чем дым. П., начал. ск-сть снаряда получается больше. При стрельбе нагара и порох. остатка не получается; но с введением этого П. огнестр. оружие стало изнашиваться больше (см. Выгорание канала). Содержание в продуктах разложения ядовитой окиси углерода (СО), однако, для здоровья вполне безопасно даже при стрельбе бездым. П. в самых трудных условиях (закрытый капонир без вентиляции), т. к. % содержания СО оч. редко достигает опасного (2 объема СО на 1.000 объем. воздуха). — 5) Современ. состояние бездым. пороходелия. За прошедшие более 25 л. со времени изобретения бездым. П. техника фабрикации его достигла высок. степени соверш-ва, и опыт показал, что эти П., отличаясь больш. гибкостью своих балистич. кач-в, позволяют успешно разрешать ряд серьезн. задач, связ-х с постепен. развитием и усоверш-нием огнестрел. оружия. По сортам бездым. П. между отдел. гос-вами распределяются так: П. пироксилиновые приняты: во Франции (армия и флот), в России (а. и ф.), в С.-А. Соед. Шт. (а. и ф.), в Германии (а.), в Японии (а.), в Аргентине (а.), в Бразилии (а.), в Бельгии (а.), в Румынии (а.) и в Испании (а.), а П. нитроглицериновые: в Англии (а. и ф.), в Испании (а. и ф.), в Германии (ф.), в Японии (ф.), в Аргентине (ф.) и в Бразилии (ф.). Т. обр., большая часть армий (кроме двух) пользуется пироксил-ми П.; зато во многих странах для флота принят нитроглицер. П. В балистич. отношении нитроглиц-вые П. д. стоять выше пирокс-вых: они обладают большей силой, а П. типа балистита (без летуч. раствор-ля) еще меньше д. изменять при хранении свои балистич. качества, чем П. пирокс-вые. Но в то же время оба типа бездым. П. обладают нек-рыми общ. и частн. недостатками, затрудняя вопрос о предпочтении и выдвигая в технике пороходелия ряд очень трудн. задач. Важнейшей общ. задачей является вопрос о химич. стойкости и хранении всех видов бездым. П. Опытом давно уже установлено, что бездым. П. часто уступает в химич. стойкости исходн. материалам; во всех странах ежегодно принуждены уничтожать значит. колич-во долго хранившихся бездым. П. с ясно заметными признаками опасного химич. саморазложения. Явление это принимает особенно острый характер при хранении П. в тяжел. температур. условиях, напр., в южных тропич. странах или в крюйт-камерах воен. судов стар. типа, без спец. мер для охлаждения порохохранилищ. Этому обстоят-ву обязаны известные катастрофы на франц. воен. судах «Iena» и «Liberté».   Одним из средств борьбы с этим злом является введение в бездым. П. различн. стабилизаторов, с целью препятствовать саморазложению нитрокл-тки и нитрогл-на. Чаще всего для этого в наст. время применяют дифенил-амин, вводя его в разные бездым. П. от 0,5 % до 2 %. Он поглощает окислы азота, выделяющиеся при саморазложения, постепенно обращаясь в очень прочные нитропроизводные, т. ч., выполнив свое назначение поглощения окислов азота, дифенил-амин не дает никаких соед-ний, вредно действующих на П. Для той же цели применяются и др. амины, составляя, впрочем, чаще всего предмет госуд. секретов. Дифенил-амин, замедляя разложение П., м. служить и указателем на его состояние, изменяя цвет при своих превращениях под влиянием окислов азота; при этом из желт. цвета в самой начал. стадии разложения П. дифенил-амин переходит в зеленый, окончат-но же нитруясь, в оранжевый и, наконец, окисляясь дает голуб. окраску. Т. обр., П. с зелен. окраской обладает еще достаточ. стойкостью; но когда цвет-его начинает переходит в оранжево-красный то это указывает, что дифенил-амин израсходован; такой П. д. считаться в опасн. состоянии и подлежать уничтожению. Т. к. на стойкость П. д. влиять его физич. структура, то П. франц. типа (смесь нерастворим. и растворим. пирокс-на) д. уступать пироколлодийным П. За послед. время производится много интересн. опытов по выработке новых раствор-лей для желат-ции нитрокл-тки, к-рые позволяют знач-но уменьшать колич-во летуч. раствор-ля, не нарушая коллоидной структуры П. Так, в Германии для этой цели к ружейн. П. применяют, под названием централитов, диметил-дифенилмочевину и др. производные из того же ряда. При обработке готового уже руж. П. в бочках со спиртов. раствором централита зерна П. покрываются твердой корочкой, сильно изменяющей балистич. качества П.: в начале горение его знач-но замедляется, но затем, одновр-но с продвиганием пули по каналу и увеличением при этом простр-ва внутри оружия, ск-сть горения П. возрастает; поэтому притом же максимал. давлении, нач. ск-сть пули м. б. знач-но повышена. Нитроглиц-вые П. производят значит. выгорание канала (см. это); данные одного из сравнит. опытов по износу и потере меткости винтовки при стрельбе из неё разл-ми П. дают возм-сть судить об этом:

Одним из средств борьбы с выгоранием является понижение содержания нитрогл-на в П. (см. Балистит и Кордит).  Особ-сти бездым. П. коллоидн. типа, при своих неоценим. преимущ-вах перед дым. П. в отношении их силы и, вообще, балист. качеств, в отношении условий хранения их до сих пор вызывают оч. серьезн. заботы. Наряду с мерами, принимаемыми в способах фабрикации П., во всех гос-твах введена спец. орг-зация надзора и непрерыв. контроля запасов бездым. П. для периодич. проверки стойкости П. и своеврем. принятия мер к исправлению или уничтожению его. Вопрос этот особенно важен для флота, в виду тяжел. условий хранения П., и поэтому, для достижения ровной и достаточно низкой t° в порохохранилищах, на новых судах устанавливаются спец. холодил. машины и система вентиляции. (Г. А. Забудский, Фабрикация пороха, — литогр. курс Мих. арт. ак-мии; А. А. Солонина, Технология взрывч. вещ-в, — литогр. курс Мих. арт. ак-мии; М. П. Дымша, Порох и взрывч. вещ-ва; А. В. Сапожников, О сравнит. качествах нитроглицерин. и пироксилин. порохов; C. Danneville, Les pudres de la guerre et de la marine; A. Boisson, Le problème des pudres; Dr. H. Brunswig, Explosivstoffe; Dr. E. Kedesdy, Sprengstoffe).