Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений.
Она содержит краткие сведения о теории взрывчатых веществ, о взрывчатых веществах (бризантных и инициирующих), средствах инициирования, а также о пороха?; и пиро-технике в объеме, предусмотренном учебными программами.
Книга может быть полезна для студентов техникумов и учащихся военных училищ, а равно для работников конструкторских бюро и заводов, изготовляющих артиллерийское вооружение и боеприпасы.
ч-'ирмат оум. оиху^1/!^.	Цена 8 руб.
Типография Оборонгиза
Зак, 1009/1279
При современном состоянии артиллерийской техники конструктор артиллерийских систем, стрелкового оружия и боеприпасов должен обладать определенными познаниями в области порохов, взрывчатых веществ и пиротехники. Он должен знать устройство элементов боеприпасов артиллерии и стрелкового оружия, а также явления, происходящие при выстреле.
Чтобы уточнить характер сведений, необходимых конструктору, рассмотрим кратко элементы боеприпасов, следуя, за цепью событий, сопровождающих явление выстрела от момента воспламенения порохового заряда до момента разрыва снаряда при его попадании в цель.
Чтобы произвести выстрел, необходимо воспламенить пороховой заряд; это воспламенение производится лучом пламени, для получения которого служат: капсюль-воспламенитель (в стрелковом оружии, авиационных пушках, минометах); капсюльная втулка, представляющая собой соединение капсюля-воспламенителя с небольшим зарядом из дымного пороха (в артиллерийских орудиях); ударная трубка (в артиллерийских системах картузного заряжания); электровоспламенитель •(в реактивных системах) и другие средства воспламенения. Луч пламени от капсюля-воспламенителя, капсюльной втулки, ударной трубки, электрозапала и т. д. воспламеняет пороховой заряд непосредственно’ или с помощью порохового воспламенителя. Очевидно, что конструктору необходимо знакомство с этими элементами боеприпасов и содержащимися в них ударными и другими составами. Относящиеся сюда сведения даны в главах: «Инициирующие ВВ», «Средства инициирования» и «Дымный порох».
Явления, происходящие в канале ствола орудия (оружия) при горении пороха, рассматриваются в специальной дисциплине—внутренней баллистике. Для изучения внутренней баллистики необходимы знание порохов и некоторые сведения из теории взрывчатых веществ, которые даются в главах I—VII и в главе «Коллоидные пороха».
Законы движения снаряда после вылета его из канала ствола изучаются во внешней баллистике.
Снаряды, действующие в конце траектории — у цели — многообразны по своему назначению и действию. В современной войне широко применяются фугасные, бризантные, кумулятивные и бронебойные снаряды, снаряжаемые бризантными взрывчатыми веществами. Необходимые сведения излагаются в главе «Бризантные взрывчатые вещества».
Большое применение имеют в современной войне зажигательные, осветительные, сигнальные и трассирующие снаряды. Конструктору необходимы сведения о пиротехнических составах, которыми снаряжаются такие снаряды. Эти сведения даются в главе «Пиротехника».
Для приведения всех этих снарядов в действие имеются специальные механизмы — трубки и взрыватели, наиболее ответственными частями которых являются элементы огневой цепи. Сюда относятся капсюли-воспламенители, капсюли-детонаторы, пороховые усилители и замедлители, детонаторы, специальные дистанционные составы и пр. Очевидно, что при проектировании трубки или взрывателя конструктор должен не только- правильно выбрать элементы огневой цепи, но он должен также быть в состоянии по результатам испытаний опытных партий трубок или взрывателей новой конструкции определить причины возможных при этих испытаниях неполадок и устранить их.
Краткие сведения об элементах огневой цепи даны в главах «Инициирующие взрывчатые вещества» и «Дымный порох».
Сведения по теории взрывчатых веществ, изложенные в первых семи главах книги, необходимы для изучения всех остальных глав.
Автор выражает благодарность за ценные указания и советы, полученные в процессе работы над рукописью, действительному члену Академии артиллерийских наук К. К. Снитко, члену-корреспонденту Академии артиллерийских наук Ф. А. Бауму, профессору доктору К. К. Андрееву, профессору доктору А, Ф. Беляеву, доцентам кандидатам технических наук И. Е. Мойса к, А. А. Шидловскому, Н. С. Пужай и В. Д. Хазову, кандидату химических наук Д. И. Тумаркину.
Автор обращается к читателям с просьбой сообщить свои замечания и пожелания, которые будут приняты с благодарностью и учтены при дальнейшей работе над этой книгой.
А. Г. Горст
Тула, октябрь 1949 г.
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
Развитие порохов и взрывчатых веществ, равно как и всех других областей науки и техники, зависит в первую очередь от развития производительных сил,
Развитие порохов и взрывчатых веществ, с одной стороны, и артиллерии, с другой,— взаимосвязано: развивающаяся артиллерия предъявляла свои требования к порохам и взрывчатым веществам; в свою очередь совершенствование порохов и взрывчатых веществ нередко оказывало значительное влияние на развитие артиллерии. Поэтому вполне естественно, что важнейшие этапы эволюции порохов и взрывчатых веществ совпадают с важнейшими этапами истории артиллерии, которые в свою очередь совпадают с этапами экономического развития государств, с ростом их производительных сил.
Поэтому мы делим историю порохов и взрывчатых веществ на следующие три части, отвечающие основным этапам развития артиллерии:
1.	Зажигательные составы в доогнестрельную эпоху.
2,	Пороха и взрывчатые вещества в эпоху гладкоствольной артиллерии.
3.	Пороха и взрывчатые вещества в эпоху нарезной артиллерии.
1. ДООГНЕСТРЕЛЬНАЯ ЭПОХА
Доогнестрельная эпоха охватывает период с древнейших времен до XIV в.—що появления огнестрельного оружия. Эта эпоха включает последовательно первобытное, рабовладельческое и значительную часть феодального общества.
В период этих общественных формаций техника развивалась чрезвычайно медленно. Так, например, от появления лукаг который был важнейшим изобретением первобытного человека, до изобретения пригодных для военного применения метательных машин прошло, вероятно, много тысячелетий.
В процессе дальнейшего развития лука и метательных машин появились аркбалиста, арбалет и, наконец, аркебуз — прообраз
Открытие пироксилина и нитроглицерина. Только на основе успехов органической химии в 1846 г. стали возможны два замечательных открытия: нитроклетчатки и нитроглицерина. Эти два открытия явились фундаментом для дальнейшего развития порохов и бризантных веществ.
Открытие нитроклетчатки привело в дальнейшем к поворотному пункту в истории пороха — к изобретению бездымного пороха. Открытие же нитроглицерина в результате запросов сильно развивавшейся в XIX в. горной промышленности привело к столь же важному повороту в истории взрывчатых веществ — к применению нитроглицерина, открытию явления детонации и бризантных взрывчатых веществ.
Способы воспламенения пороха. Начиная с первых образцов стрелкового оружия XIV в. и до первой половины XIX в., т. е. в течение 500 лет, огонь сообщался пороху через «затравку». Оружие имело запальные отверстия, которые расширялись наружу и заканчивались полкой для затравочного пороха. Вначале затравочный порох воспламеняли примитивным способом с помощью кусочков тлеющего угля, в дальнейшем — раскаленным прутом, еще позже — с помощью фитиля. Способы воспламенения совершенствовались медленно: в конце XV в. появляется примитивный фитильный замок, в XVI в. появляются искровые замки, сперва так называемые терочные, позже колесцовые.
Более совершенным был кремневый замок, изобретение которого явилось следующим этапом в развитии ружейных замков. Устройство этого замка было проще колесцового; искры получались при спуске курка от удара кремня, зажатого между губками курка, по терке, установленной над полкой с затравочным порохом.
В России кремневый замок был введен в войсках Петром I в 1701 г. и служил в военном оружии около 150 лет, до Крымской войны включительно.
Будучи совершеннее фитильного замка, кремневый замок обладал рядом серьезных недостатков. Поэтому в конце XVIII в. и в начале XIX в. велись изыскания с целью усовершенствования способа воспламенения; это привело к изобретению капсюля-воспламенителя и введению ударного механизма.
Возможность решения этой задачи была подготовлена предшествовавшим развитием химии, в частности, открытием бертолетовой соли. Уже спустя несколько лет после открытия этой соли шотландец Форсайт в 1793 г. производил опыты со смесями, легко взрывавшимися при ударе и дававшими при этом луч пламени, достаточный для воспламенения пороха. Такие смеси получили название ударных составов. Опыты закончились успешно, и в 1807 г. были запатентованы в качестве ударных составов хлоратные смеси. Эти смеси смачивали водой для безопасности работы с ними, зернили или изготовляли из них
а
шарики величиной с горошину или лепешки. Зерна, шарики, лепешки покрывали воском.
Для первых, примитивных капсюлей был изобретен специальный замок, курок которого имел боек, ударявший в затравочное углубление, куда клали взрывчатую лепешку или шарик.
Эти лепешки и шарики представляли в практическом применении большие неудобства (опасность при носке, легкое выпадание из затравочного отверстия и т. д.), которые были в значительной мере устранены в 1815 г. английским оружейником Иггом, запрессовавшим ударный состав в металлическую оболочку — колпачок. Так был изобретен капсюль-воспламенитель.
Появление капсюля-воспламенителя привело к новому изменению замка; вместо прежнего затравочного углубления был поставлен затравочный стержень, на выступ которого надевали капсюль-воспламеяиТель. При спуске курка боек ударника разбивал капсюль, воспламенял его ударный состав, а получавшийся при этом луч пламени воспламенял порох.
Капсюль-воспламенитель прежде всего (как и всякое другое усовершенствование в ружьях) распространился среди охотников. Против введения его в военных ружьях было много возражений, вследствие чего в ряде европейских государств капсюльные ружья были приняты только в 30-х и начале 40-х годов XIX в.
В России капсюльное ружье было принято в 1840 г. (ли-тихский штуцер); но этих ружей в русской армии было очень мало. В 1844 г. было решено переделать кремневые пехотные ружья на капсюльные; однако эта переделка происходила так медленно, что во время Крымской войны 1854—1855 гг. большая часть русской пехоты была вооружена гладкоствольными кремневыми ружьями.
Гремучую ртуть, открытую в 1800 г., только с 1831 г. ввели в некоторых европейских странах в состав капсюлей.
В России производен капсюлей-воспламенителей началось с 1843 г. на Охтенском пороховом заводе, а гремучую ртуть применили в ударных составах впервые в 1867 г.
Производство капсюлей-воспламенителей поставлено на наших заводах усилиями отечественных ученых и специалистов. Видную роль в этом деле сыграла работа А. А. Солонины.
3. ЭПОХА НАРЕЗНОЙ АРТИЛЛЕРИИ
Эпоха нарезной артиллерии охватывает период с середины XIX в. до нашего времени.
Огромные успехи в развитии артиллерии (переход на нарезную артиллерию), порохов и взрывчатых веществ обусловлены быстрым экономическим развитием и крупными успеха
$
ми, достигнутыми в XIX в. в области физики, химии, математики и механики.
Переход на нарезную артиллерию. Винтовые нарезы известны еще с начала XVII в. Уже тогда было замечено, что при стрельбе из ружья с винтовыми нарезами получается большая кучность боя, чем при стрельбе из гладкоствольного ружья. Позже был установлен ряд других преимуществ нарезного оружия. Однако в течение длительного времени это изобретение не могло быть реализовано вследствие отсутствия материальных условий для его осуществления. Машиностроение в XVII в. не могло обеспечить нарезание большого числа стволов,— эта работа производилась тогда вручную. Потребовалось еще значительное развитие науки, техники и промышленности в течение двухсот лет для возможности массового производства нарезных ружей. Освоение нарезных ружей произошло в Западной Европе в 30-х годах прошлого столетия; одновременно производилась замена кремневого замка на ударное приспособление для воспламенения пороха с помощью капсюля-воспламенителя. К 40-м годам во многих армиях были приняты на вооружение капсюльные нарезные ружья (штуцеры). В России переход на капсюльные нарезные ружья был совершен после Крымской войны, причем в 1856 г. новый образец нарезного ружья получил название «винтовки».
Как и во многих других случаях, усовершенствование стрелкового оружия оказало большое влияние на развитие артиллерии. Со введением нарезных ружей значительно повысилась меткость пехотного огня, а дальность его повысилась до 1200 шагов. Артиллерия в это время сохранила на вооружении старые гладкоствольные орудия, стрелявшие на 600— 700 шагов. Поэтому артиллерия несла большие потери от ружейного огня. Отсюда возникли требования к артиллерии в отношении дальности стрельбы. Начались большие работы, приведшие почти одновременно ко введению нарезной артиллерии в ряде европейских стран. В России она была введена в L860 г.
С введением нарезной артиллерии удалось увеличить дальность стрельбы до 3—3,5 км, а меткость новой артиллерии превосходила меткость гладкоствольной артиллерии при стрельбе на 1 км примерно в 5 раз. На этом, однако, артиллерийская техника не остановилась. Стремление к дальнейшему повышению баллистических качеств артиллерии и ручного огнестрельного оружия со всей силой подчеркнуло значение еще ранее поставленной задачи — изыскания более мощного пороха, чем старый, дымный порох.
Попытки применения пироксилина для стрельбы. Открытие пироксилина сразу вызвало интерес со стороны военных специалистов; немедленно были поставлены разнообразные опыты с
10
целью изучения возможности применения для стрельбы пироксилина вместо дымного пороха; первые же слабые успехи этих опытов привели к постройке пироксилиновых заводов в ряде стран. Но уже в 1847 г. взорвался завод в Австрии, а в последующие годы имели место взрывы пироксилиновых заводов во Франции и в других странах.
Причиной этих взрывов было саморазложение пироксилина, который долгое время не удавалось получить в стойком виде, несмотря на производившуюся самую тщательную и сложную промывку.
Только после того как в 1865 г. Абель ввел измельчение пироксилиновых волокон в голландерах, стало возможным отмывать кислоту, заключающуюся во внутренней полости волокон. Одновременно он ввел метод контроля химической стойкости пироксилина. Эти усовершенствования устранили острую опасность взрыва пироксилина от саморазложения.
Первые опыты применения пироксилина в качестве метательного средства, т. е. для стрельбы, были мало удачны. Главное затруднение заключалось в том, что при стрельбе рыхлым пироксилином происходило чрезвычайно быстрое и притом неравномерное его сгорание, в результате чего развивалось очень высокое давление, приводившее к разрыву орудия. Кроме того, при стрельбе пироксилином получалось очень большое рассеивание. Тем не менее в течение 50-х и 60-х годов продолжались попытки применения пироксилина для метательных целей взамен дымного пороха. Эти работы усилились в 70-х годах в связи с особенно острой потребностью в новом бездымном порохе, обнаружившейся при развитии оружейного дела.
Появление потребности в бездымном порохе. В 70-х годах прошлого столетия велись большие работы по разработке магазинных винтовок, имевшие целью увеличить скорострельность ручного огнестрельного оружия.
В результате этих работ в ряде стран была разработана скорострельная магазинная винтовка. Однако при сравнительных испытаниях стрельбой магазинные винтовки не давали в отношении абсолютного числа попаданий почти никакого преимущества перед однозарядными. Это объяснялось тем, что при частой стрельбе из магазинной винтовки дым не успевал рассеиваться и потому стрелкам были плохо видны мишени.
Таким образом практика оружейного дела поставила со всей остротой задачу изыскания малодымного или бездымного пороха.
Изобретение бездымного пороха. После многих самых раз нообразных и малоудачных попыток изготовления на основе пироксилина вещества, пригодного для замены дымного пороха в магазинных винтовках, в 1884 г. Вьелю удалось раз
11
решить эту проблему изобретением бездымного пироксилинового пороха.
Это изобретение состояло в желатинизации пироксилина обработкой его спиртоэфирной смесью. Из полученной массы изготовляли мелкозернистый порох для стрельбы из винтовок; из ное же позднее стали получать ленточные пороха для стрельбы из орудий.
Полученный таким образом порох благодаря своей сплошной структуре горел параллельными слоями, и это позволило управлять временем горения порохового заряда путем изменения толщины пороховых зерен.
Французы держали изобретение Вьеля в строгом секрете. Было лишь известно, что новый порох представляет собой коллоидное вещество, полученное обработкой пироксилина летучим растворителем; имелись также некоторые сведения о баллистических свойствах пороха. Состав пороха и формы пороховых зерен были также неизвестны. Поэтому военное министерство в России поручило знаменитому русскому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву раскрыть секрет этого пороха. Менделеев настолько быстро разрешил эту задачу, что уже в 1891 г. было начато заводское изготовление бездымного пороха.	*
Роль Д. И. Менделеева в развитии русского пороходелия этим не ограничилась; он предложил способ обезвоживания пирокси-• лина спиртом, упростивший и обезопасивший эту операцию; он разработал новый, так называемый пироколлодийный порох. В дальнейшем развитии пороходелия в России участвовал ряд ученых и специалистов. А. В. Сухинский ввел в технологию пороха операцию вымочки, которая значительно сократила длительность провесеа производства пороха. В. Н. Никольский в конце прошлого' столетия предложил впервые применять дифениламин в качестве стабилизатора пироксилинового пороха, что сильно повысило химическую стойкость пороха.
Из последующих работ необходимо отметить исследования И. Н. Захарова, 3. В. Калачева, А. В. Сапожникова, Г. П. Кис-немского, а также школы советских специалистов.
Применением бездымного пороха была разрешена проблема скорострельности из магазинных винтовок. Вместе с тем применение бездымного пороха позволило уменьшить калибр винтовки (вследствие облегчения очистки канала ствола, которое раньше было затруднительно при большом количестве нагара от дымного пороха). С переходом к бездымному пороху начальная скорость пули увеличилась с 420 до 615 м!сек\ соответственно увеличились меткость, настильность и пробивная способность пули!.
Бездымный порох явился также необходимой предпосылкой для разрешения задачи конструирования и применения автоматического оружия, в первую очередь пулеметов.
12
Появление бризантных взрывчатых веществ. В 1854 году знаменитый русский химик Николай Николаевич Зинин впервые поставил вопрос о применении нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, и под его руководством артиллерийский офицер В. Ф. Петрушевский впервые разработал способ приготовления значительных количеств нитроглицерина и способ его взрывания.
По ряду причин артиллерийское ведомство отказалось от применения нитроглицерина для снаряжения гранат, вследствие чего опыты были прекращены. Опыты были вновь начаты по инициативе военного инженера О. Б. Берна и успешно проведены.
В это время в России жил шведский инженер Альфред Нобель, который подробно ознакомился с работами Н. Н. Зинина и В. Ф. Петрушевского. Он посещал в течение ряда лет их лабораторию. По возвращении в Швецию Нобель, недобросовестно использовав полученные в России сведения и положительные опытные данные, взял привилегию на применение нитроглицерина и на запал для его взрывания. В привилегии он назвал нитроглицерин «взрывчатым маслом Нобеля», а запал, аналогичный запалу Зинина и Петрушевского, он назвал «запалом Нобеля».
Продолжая работы русских ученых, Нобель наблюдал, что нитроглицерин хорошо взрывается под действием взрыва гремучей ртути. Вначале он применял для этой цели капсюль-воспламенитель. В дальнейших опытах гильза капсюля была удлинена для удобства надевания капсюля на огнепроводный шнур и закрепления на нем и был увеличен заряд гремучей ртути. Под действием такого капсюля был получен гораздо более мощный взрыв нитроглицерина, отличающийся некоторыми особенностями и получивший название детонации.
Таким путем в 1865 г. был изобретен капсюль-детонатор и было открыто явление детонации взрывчатых веществ.
Введение нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, быстро и закономерно приведшее к изобретению капсюля-детонатора и к открытию явления детонации, является поворотным пунктом в истории взрывчатых веществ, положившим начало бурному развитию бризантных взрывчатых веществ. Оказалось, что очень много химических соединений и их смесей, о взрывчатых свойствах которых подчас ничего не было известно, детонировали под действием капсюля-детонатора с силой, во< много раз превосходившей силу взрыва дымного пороха.
Таким образом устанавливается, что честь последовательных открытий и изобретений, образующих единое звено в истории взрывчатых веществ, а именно: введения нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, изобретения капсюля-детонатора и открытия явления детонации принадлежит в первую очередь начинателю этого дела Н. Н. Зинину.
13
Применение бризантных взрывчатых веществ в артиллерии. После введения в 60-х годах XIX в. нарезных орудий были приняты цилиндрические снаряды, снаряжавшиеся дымным порохом. В 1869 г. была открыта способность влажного пироксилина детонировать. Дальнейшие работы привели к его применению для снаряжения артиллерийских снарядов и морских мин (так называемый лекальный пироксилин).
В России в 1876 г. было решено принять пироксилин для снаряжения артиллерийских снарядов. После этого военное министерство приступило к разработке способа снаряжения, которая затянулась вследствие новизны, а отсюда—сложности и трудности задачи. Лишь к началу 1890 г. было разработано снаряжение влажным пироксилином снарядов к нескольким мортирам и пушкам калибром от 8 до 11 дюймов.
Применение пироксилина для снаряжения боеприпасов взамен дымного пороха является важным этапом в истории артиллерии. Вместе с тем оно имело ряд серьезных недостатков. Вследствие большой чувствительности сухого пироксилина к механическим воздействиям он может применяться для снаряжения снарядов только при содержании 18—20% влаги, притом поддержание такой влажности требовало постоянного наблюдения за пироксилином. Приходилось также наблюдать и за его химической стойкостью. Все это вместе с рядом других недостатков пироксилина •было причиной того, что после открытия в 1885 г. способности литой пикриновой кислоты детонировать от промежуточного детонатора в конце 80-х годов в ряде европейских стран было решено ввести ее для снаряжения снарядов.
В России приступили к изучению свойств пикриновой кислоты и к разработке снаряжения ею снарядов в начале 90-х годов. Эта работа велась талантливым артиллерийским офицером С. В. Пан-пушко. В 1894 г. былей разработано снаряжение мелинитом снарядов к нескольким тяжелым орудиям. В этот же период велась разработка снаряжения мелинитовых снарядов к полевым пушкам образца 1877 г. При испытании этих снарядов стрельбой произошли разрывы двух 87-л<ж легких пушек с человеческими жертвами. Эта неудача, причины которой были недостаточно исследованы и которая была неправильно оценена, надолго затормозила введение взрывчатых веществ для снаряжения снарядов к полевым орудиям.
Мало удачны были работы и в других странах. Так, например, хотя в Англии в конце 90-х годов имелись на вооружении снаряды, снаряженные лиддитом (английское название мелинита), однако при стрельбе такими снарядами во время англо-бурской войны вследствие неудачной конструкции взрывателей получалось 100% неполных взрывов. Действие этих снарядов было совершенно неудовлетворительное, хуже действия снарядов, снаряженных дымным порохом.
14
С появлением в начале XX в. скорострельных полевых пушек установилось мнение, что в полевом бою все задачи можно решить одним орудием — легкой пушкой и одним снарядом — шрапнелью. В соответствии с этим мнением в некоторых европейских странах граната к легким полевым пушкам была снята с вооружения. Между тем Япония, применив во время подавления народного восстания в Китае мелинитовые снаряды, вооружала свою армию фугасными снарядами, снаряженными 800 г пикриновой кислоты («шимоза»), к 75-лш полевым и горным пушкам^
Развитие боеприпасов после русско-японской войны. Русско-японская война оказала большое влияние на развитие военного дела вообще и боеприпасов в частности. Эта война разрешила в положительном смысле спорный вопрос о значении фугасной гранаты в полевом бою.
Во время русско-японской войны впервые в истории войн имело место длительное сидение противников в прочных, хорошо оборудованных и защищенных окопах друг против друга. Для разрушения таких окопов требовались мощные фугасные снаряды. Это привело к созданию тяжелой полевой артиллерии.
Во время этой войны выявилось также значение фугасных снарядов крупных калибров, содержавших заряд пикриновой кислоты весом до 40 кг (в 12-дюймовых снарядах), для борьбы с флотом. Такие снаряды не могли, конечно, пробить даже слабую броню, но их взрывы вызывали большие поверхностные разрушения на корабле, а при попадании их в концевые, слабо защищенные части кораблей они производили опасные пробоины, после которых корабли теряли пловучесть.
Наконец, русско-японская война показала, что при выявившихся новых методах ведения войны требуется такой большой расход боеприпасов, который не наблюдался в прежних войнах.
Все это привело к введению в ряде стран разнообразной и многочисленной артиллерии и к заготовке большого количества боеприпасов в промежутке между русской-японской и первой мировой войной.
В это время в России был введен тротил для снаряжения снарядов.
Рост расхода боеприпасов со времени первой мировой войны. Вскоре после начала первой мировой войны возникли новые обстоятельства, сильно повысившие расход боеприпасов и, соответственно, взрывчатых веществ.
Во-первых, вопреки господствовавшему до этого мнению с самого начала войны было установлено, что артиллерийский огонь наносит наибольшие потери и является самым губительным.
15
Во-вторых, во время первой мировой войны окопы не только быстро совершенствовались и становились более прочными, но чрезвычайно усилились благодаря возросшей огневой мощи стрелкового вооружения, обусловленной впервые появившимися в большом количестве станковыми пулеметами, а позднее и ручными. Пехота оказалась не в состоянии прорвать окопы без предварительной подготовки прорыва специальными техническими средствами. При таких условиях артиллерия получила решающее значение, так как до появления химических средств нападения, а позднее танков только ее мощным огнем можно было разрушить оборонительные сооружения противника, уничтожить или деморализовать их защитников и обеспечить возможность атакующей пехоте занять без больших потерь неприятельскую позицию.
Во время первой мировой войны появились в большом количестве траншейные орудия, изобретенные и впервые примененные русскими войсками во время осады Порт-Артура японцами. Это были преимущественно гладкоствольные орудия, заряжавшиеся с дула, с дальностью от 0,5 до 1 км, названные бомбометами и минометами. Кроме того, впервые во время первой мировой войны в огромных количествах применялись ручные и ружейные гранаты.
Представляет интерес динамика роста расхода боеприпасов за сравнительно короткий исторический период 1870—1918 гг.
Во время франко-прусской войны 1870—1871 гг. Пруссия израсходовала 650 000 снарядов. Россия израсходовала во время русско-японской войны 900 000 снарядов.
Расход боеприпасов в течение всей первой мировой войны 1914—1918 гг. составлял:
Россия ............ до	50 млн. выстрелов всех калибров
Австро-Венгрия . . . около 70
Англия
Франция
170 ,	»
163 v 1ъ-мм выстрелов
28 „ 155-л/л/
Общий расход артиллерийских боеприпасов за время первой мировой войны превысил миллиард выстрелов стоимостью свыше 50 млрд, рублей.
Показателен не только общий расход боеприпасов, но и огромный расход их на узких участках фронта в отдельных операциях. Так, например, артиллерийская подготовка и обеспечение наступления союзных армий под Вердено-м на фронте в 15 км за период с 13 по 26 августа 1917 г. потребовали расхода около 3 млн. 75-лш и 1 млн. тяжелых сна
16
рядов общим весом около 120 000 т, что дало на 1 пог. м фронта около 6 т снарядов, не считая мин. Наступление четвертой французской армии 26 сентября 1918 г., несмотря на поддержку танков и внезапность, вызвало расход 1315 тыс. 75-мм и 360 тыс. тяжелых снарядов в течение одного дня.
Во вторую мировую войну расход боеприпасов возрос еще больше. Об этом свидетельствует исключительное массирование артиллерии в направлениях главного удара. Так, если в первую мировую войну при прорыве обороны противника число орудий на 1 км фронта не превышало 160, то во время Великой Отечественной войны число орудий и минометов достигало в отдельных операциях 250—610 на 1 км фронта.
В США за время второй мировой войны было изготовлено 331 млн. снарядов, 377 тыс. т мин, 5,9 млн. т авиабомб и десятки миллионов прочих боеприпасов.
Такой рост расхода боеприпасов привел еще в первую мировую войну к тому, что для удовлетворения никем не предвиденного огромного спроса на взрывчатые вещества пришлось вскоре после начала войны спешно разрабатывать и вводить на вооружение ряд новых взрывчатых веществ. Из них основное значение приобрели так называемые суррогатные взрывчатые вещества, преимущественно аммиачноселитренные взрывчатые вещества, представлявшие собой смеси аммиачной селитры с тротилом, ксилилом, динитронафталином и другими веществами.
Этот класс взрывчатых веществ был впервые изучен в 80-х годах прошлого столетия И. М. Чельцовым, который в 1886 г. предложил смесь из 72,5% аммиачной селитры и 27,5э/о пикрата аммония, названную им громобоем. Позже, с организацией производства тротила, ксилила, динитронафталина и др., стали производить аммиачноселитренные ВВ, содержащие эти нитросоединения.
Бризантные взрывчатые вещества в СССР. В дореволюционной России производство бризантных ВВ было отсталым. Вследствие недальновидности русского военного министерства некоторые заводы взрывчатых веществ до первой мировой войны были в руках иностранцев. Шлиссельбургский завод, где изготовляли тротил и тетрил для армии, находился в руках германских акционеров, Штеровский динамитный завод принадлежал французским и бельгийским акционерам. Аммониты производились на Украине французской фирмой Фавье. Естественно, что эти фирмы не заботились о развитии технологии производства, а преследовали цели наживы.
Во время первой мировой войны началась усиленная работа в области взрывчатых веществ русских ученых, среди которых в первую очередь должны быть названы Е. Г. Гронов и А. А. Солонина.
2 А. Г. Горст	/	'’‘-‘а '	17
/	: 2. о
• . ' • ¥
В первый период применения бризантных взрывчатых веществ снаряжение ими (кроме пироксилина) боеприпасов велось заливкой расплавленным веществом. Введение во время первой мировой войны для снаряжения боеприпасов аммото-ла, шнейдерита и других порошкообразных аммиачноселит-ренных взрывчатых веществ привело к разработке и применению новых методов снаряжения, которые, однако, оставались весьма несовершенными в течение всей войны. После первой мировой войны методы снаряжения порошкообразными взрывчатыми веществами были у нас усовершенствованы. Тем не менее наряду с новыми методами снаряжения значительное применение находил и старый метод заливки.
Назовем наиболее выдающихся ученых и специалистов, оказавших решающее влияние на развитие у нас снаряжательного дела.
Прежде всего отметим заслуги в разработке методов снаряжения боеприпасов пионера русского снаряжательного дела С. В. Панпушко; во время первой мировой войны Е. Г. Гронов разработал аммотольное снаряжение. Снаряжение тротилом было усовершенствовано Н. Т. Зверевым.
В советское время Н. Т. Зверев ввел дальнейшие усовершенствования в тротиловое снаряжение. Крупнейший вклад внес Н. Т. Зверев в технику снаряжения боеприпасов разработанным им в 1929—1931 гг. способом механического снаря-
• жения. С помощью этого способа во время Великой Отечественной войны была разрешена проблема использования суррогатных ВВ для снаряжения боеприпасов.
Отечественные ученые внесли большой вклад в разработку широкого круга вопросов, связанных с теорией, производством и применением взрывчатых веществ. Л. Н. Шишков впервые (в 50-х гг. прошлого века) сделал анализ продуктов горения дымных порохов и вычислил температуру горения. Н. П. Федоров опубликовал выдающуюся работу о составе порохового остатка и продуктов разложения дымного пороха под различными давлениями. Далее следует отметить, кроме ранее упоминавшихся, крупные исследования А. В. Сапожникова, С. П. Вуколова, Е. Г. Гронова, А. А. Дзержковича, В. И. Рдултовского и ряда других ученых из школы советских химиков и артиллеристов.
Особенностью в организации научно-исследовательских работ в советское время является то, что для решения любого более или менее крупного вопроса привлекаются не одиночки, а коллективы ученых и инженеров разных специальностей. Если вначале ученый проверяет и разрабатывает тот или иной вопрос на основе возникших у него новых идей, то позже, начиная с определенной стадии, оказывалась наиболее плодотворной коллективная работа. Именно такая работа наших ученых и инженеров, воодушевляемая советским патрио
18
тизмом, в сильнейшей мере способствовала выдающимся успехам советской науки и техники.
Боеприпасы противотанковой артиллерии. В конце первой мировой войны на поле боя впервые появились танки, для борьбы с которыми потребовались снаряды специальной конструкции, обеспечивающие пробивание броневых плит. Действие такого снаряда должно было иметь место за броневой плитой, т. е. внутри танка. При необходимой скорострельности такой снаряд изготовлялся в первый период только малокалиберным. Отсюда вытекало требование большой мощности взрывчатого вещества.
Поэтому после первой мировой войны велись большие работы с целью подыскания и изучения мощных взрывчатых веществ. В качестве таковых нашли применение тэн и гексоген, изучение которых началось в конце 20-х годов.
Появление таких быстродвпжущнхся целей, как танки и самолеты, потребовало возможности наблюдения за траекторией пули или малокалиберного снаряда; такое наблюдение было необходимо для того, чтобы при быстро передвигавшихся целях и их малой величине соответственно быстро вносить поправки при стрельбе.
Поставленная войсками задача была удовлетворительно решена применением трассеров.
Дальнейшее развитие боеприпасов к противотанковым орудиям привело к применению кумулятивных снарядов.
Взрывчатые вещества во второй мировой войне. Во время второй мировой войны впервые изготовлялись в значительных количествах тэн и гексоген. Других новых взрывчатых веществ, за исключением нескольких веществ второстепенного значения, нс появилось ни в одной из воевавших стран.
Главная деятельность заводов и научных лабораторий была, невидимому, направлена в сторону увеличения количества производившихся взрывчатых веществ с сохранением возможно высокого их качества, с целью удовлетворения возросших в огромных размерах потребностей для снаряжения всех видов боеприпасов, включая невиданную ранее потребность в фугасных авиабомбах.
Средства воспламенения и инициирования. В течение длительного периода из пушек стреляли ядрами и только начиная с конца XVII и начала XVIII веков появились разрывные шаровые снаряды, снаряжавшиеся порохом и снабжавшиеся деревянной дистанционной трубкой; эта трубка набивалась также порохом.
Перевооружение артиллерии нарезными орудиями привело к разработке новых типов снарядов (цилиндрических) с ударными и дистанционными трубками. В этих трубках воспламенение производилось с помощью капсюлей-воспламенителей.
При разработке снаряжения снарядов бризантными взрывчатыми веществами для возбуждения детонации был применен гре-мучертутный капсюль-детонатор. В 1900 г. были предложены ком
2*
19
бинированные капсюли-детонаторы, в которых до 3Д гремучей ртути было заменено тротилом или тетрилом. Это изобретение значительно обезопасило изготовление и применение капсюлей-детонаторов и заметно увеличило их детонирующую способность.
В 1906 г. было предложено применение азида свинца взамен гремучей ртути, что еще больше увеличило инициирующую силу капсюля-детонатора. Дальнейшее увеличение мощности было достигнуто заменой тротила в комбинированных капсюлях-детонаторах тетрилом, а позже тэном.
В деле развития азидных капсюлей-детонаторов имели большое значение работы А. А. Солонины, который подробно изучил как способы получения азида свинца, так и его свойства, наконец, разработал способы его применения в капсюлях-детонаторах.
С. П. Вуколов и Р. В. Мусселиус разработали несколько образцов азидных капсюлей-детонаторов, для взрывателей к морским снарядам еще во время первой мировой войны. В развитии капсюлей большую роль сыграли работы наших талантливых конструкторов Е. Г. Гронова, А. А. Дзержковича, В. И. Рдул-товского. Значительна роль А. К- Юрвелина в постановке технологии производства капсюлей.
Работы советских специалистов-капсюльщиков имели большое значение во время Великой отечественной войны.
Бомбардировочная авиация и реактивные системы. Еще во время первой мировой войны возникла проблема обстрела глубокого тыла противника. Известная немецкая сверхдальнобойная пушка, обстрелявшая в 1916 г. Париж с расстояния около' 100 км, имела некоторый кратковременный моральный успех, но она оказалась неэффективной и слишком дорогой.
Задача обстрела глубокого тыла противника была успешно разрешена во время второй мировой войны применением бомбардировочной авиации. К концу войны появились дальнобойные самоуправляющиеся реактивные снаряды, с помощью которых по-новому были разрешены вопросы сверхдальней стрельбы.
Появление реактивных снарядов, несомненно, является новым этапом в развитии артиллерии, совпадающим с мощным развитием бомбардировочной авиации.
Появление бомбардировочной авиации и реактивных систем предшествовало появлению нового мощного средства войны — атомной бомбы.
Атомная энергия. После первой мировой войны перед химиками встал вопрос о возможности создания сверхмощного взрывчатого вещества, во много раз превышающего по силе известные до этого ВВ. Изучение вопроса показало, что современная химия не в состоянии дать взрывчатые вещества, сила которых превышала бы таковую известных ВВ, например, нитроглицерина, хотя бы в 4—5 раз. Это следует из того, что максимальная теп-20
лота взрыва, которая может быть получена для смеси жидкого водорода с жидким озоном, составляет 4500 ккал!кг, т. е. всего лишь в 3 раза больше теплоты взрыва нитроглицерина.
Задача получения сверхмощного взрывчатого вещества могла быть разрешена только спустя примерно четверть века средствами современной ядерной физики. Об энергетических возможностях последней можно легко судить по примеру распада урана, при котором освобождается свыше 18 млрд, ккал/кг. При взрывном распаде урана развивается температура порядка 10 млн. градусов (при взрыве взрывчатых веществ максимальная достижимая температура равна примерно 4000°).
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВЧАТЫХ СИСТЕМ
1.	ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Взрывом называется явление мгновенного нарушения состояния системы, сопровождающееся механической работой движения или разрушения окружающей среды.
Причины, вызывающие мгновенное нарушение состояния системы, могут быть различны. Укажем некоторые из них.
1.	Мгновенное изменение физического состояния, например, переход из жидкого состояния в газообразное.
2.	Мгновенное разрушение оболочки, в которой вещество (например, газ) находится под большим давлением сравнительно с давлением окружающей среды (атмосферы).
3.	Мгновенная химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты; если система жидкая или твердая, то необходимым условием взрыва является образование при реакции газов или паров.
Приведем несколько примеров.
1.	Взрыв парового котла. При сильном перегреве пара, не соответствующем прочности стенок котла, или при мгновенном испарении большого количества воды, например, при подаче воды в котел, нагревающийся при уровне воды ниже огневой линии, может произойти разрыв котла. Такой взрыв может сопровождаться значительными разрушениями окружающих предметов.
2.	Взрыв баллона со сжатым газом. Причиной взрыва может быть нагрев баллона, например, под летним солнцем при недостаточной прочности его стенок или появление механических повреждений стенок баллона.
В обоих описанных случаях причиной мгновенного нарушения состояния системы являются чисто физические процессы: либо превращение жидкости в пар, либо ослабление стенок сосуда; в результате сосуд разрушался, а включенный в нем газ или пар расширялся с мгновенным проявлением работы. Никаких химических реакций при этом не было. Взрывы, вызванные такими причинами, носят название физических взрывов.
О
22
3.	Взрыв дымного пороха. При взрыве дымного пороха происходит чрезвычайно быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой; образуется углекислота, окись углерода, азот и некоторые другие продукты и выделяется значительное количество теплоты. Мгновенно образовавшиеся газообразные продукты, нагретые до высокой температуры, обладают высоким давлением, вследствие чего явление сопровождается механической работой.
Из сказанного видно, что причиной мгновенного нарушения состояния системы в примере дымного пороха является быстрая химическая реакция.
Взрывы, вызванные чрезвычайно быстрой химической реакцией, носят название химических взрывов. Химическую реакцию, сопровождающуюся взрывом, называют взрывчатым превращением.
Вещества, способные к взрывчатым превращениям под влиянием соответствующего воздействия, называются взрывчатыми веществами.
2.	УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКОГО ВЗРЫВА
Возможность химического взрыва определяется четырьмя условиями:
1)	большой скоростью химического превращения;
2)	экзотермичностью его;
3)	наличием газов или паров в продуктах взрыва;
4)	способностью реакции к самораспространению.
Скорость химического превращения. Для небольших зарядов взрывчатых веществ продолжительность взрывчатого превращения измеряется временем от сотых до стотысячных и миллионных долей секунды. Этим определяется большая мощность, развивающаяся при взрыве. Покажем это на примере тротила.
При взрыве 1 кг тротила выделяется 950 ккал. Принимая расширение продуктов взрыва адиабатным и коэффициент полезного действия равным 0,1, найдем работу, производимую при взрыве 1 кг тротила. Она равна 0,1 •950*427^41 000 кгм (427 — механический эквивалент теплоты). Принимая некоторые упрощающие допущения, можно оценить продолжительность взрыва равной примерно одной стотысячной доле секунды. Отсюда, учитывая, что 75 кгм[сек равны одной лошадиной силе, найдем мощность взрыва одного кг тротила равной
41 Р00 =55000 000 л. с.
10	-75
Известно, что не существует машины, способной развить такую колоссальную мощность.
23
Большая мощность взрывчатых веществ обусловлена не большим запасом внутренней энергии, а чрезвычайно малой продолжительностью взрыва.
Экзотермичность реакции. На классическом примере разложения щавелевокислых солей Бертло показал, что если для превращения вещества требуется приток энергии извне, то оно не обладает взрывчатыми свойствами, и, наоборот, взрывчатыми являются только вещества, при химическом превращении которых выделяется теплота:
(NH4)2C2O4-2NH3~ Н2О + СО + СО2 — 63 ккал 1
ZnC2O4 — Zn + 2CO2 —49,1 ккал	>
РЬС2О4 = РЬ + 2СО2 —16,7 ккал	|
СиС2О4 == Си + 2СО2 + 5,5 ккал А
HgC2O4 = Hg + 2CO„4-1 7,3 » ? взрывчаты
\ Ag,C2O4 = 2Ag +2СО2 + 29,5 „ I
не взрывчаты
Наличие газообразных веществ в продуктах взрыва. Предыдущее условие экзотермичности превращения необходимо, но не-- достаточно для того, чтобы процесс носил характер взрыва.
Например, следующие реакции:
Fe s = FeS + 23 ккал
2A1 + 3S = Al2S3 + 345 „
2Al + Fe2O3 = ALO3 + 2Fe + 198 ккал (термитная реакция)
протекают без взрыва, хотя выделяющегося тепла, например, при термитной реакции, достаточно для нагрева продуктов реакции до 3000°.
Чтобы химическое превращение было взрывчатым, необходимо наличие газообразных или парообразных веществ в продуктах взрыва. Газообразные продукты — непосредственные физические агенты, которыми осуществляется превращение тепловой энергии взрыва в механическую работу.
Самораспространение реакции. Взрывчатое превращение обычно возникает на ограниченном участке вещества под влиянием какого-либо внешнего импульса.
Чтобы вещество было взрывчатым, необходимо, чтобы начавшееся химическое превращение распространялось по веществу самопроизвольно. Это условие является следствием первых двух; его значение тем больше, чем меньше экзотермичность реакции.
24
3.	СРАВНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ С ЭНЕРГИЕЙ ТОПЛИВА
Общее количество энергии, выделяющееся при взрыве ВВ, меньше теплоты сгорания обычных горючих веществ, как это видно из табл. 1 и 2 при сравнении теплоты, выделяющейся при взрыве 1 кг ВВ и 1 кг смеси горючего с кислородом.
Таблица 1
Теплота взрыва 1 кг взрывчатого вещества
Таблица 2
Теплота сгорания I кг смеси горючего с газообразным кислородом
Взрывчатое вещество	Количество теплоты, выделяющееся при взрыве 1 кг ВВ, ккал	Горючее	Количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1 кг смеси, ккал ..
Дымный порох .	665	Углерод 		2140
Тротил . . * . .	950		
Пироксилин . .	1025	Бензол 		2330
Нитроглицерин .	1500	Водород . . . . •	3230
Другая картина
получается отнесенных не к единице веса, ;
Таблица 3
Теплота взрыва, отнесенная к единице объема ВВ
при сравнении тех же величин, к единице объема (табл. 3 и 4).
Таблица 4
Теплота сгорания 1 л смеси горючего с газообразным кислородом
Взрывчатое вещество	Количество теплоты, выделяющееся при взрыве 1 л ВВ, ккал
Дымный порох .	800
Тротил 		1460
Пироксилин . . .	1330
Нитроглицерин .	2400
Горючее	Количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1 л смеси ккал
Углерод , . . , .	4,2
Бензол 		4,4
Водород 		1,7
Из сравнения табл. 1 и 2 видно, что при горении обычных горючих веществ на 1 кг смеси их с газообразным кислородом выделяется в 2—3 раза больше теплоты, чем при взрыве 1 кг взрывчатого вещества. Сравнение же теплот тех же реакций, отнесенных к единице объема (табл. 3 и 4), показывает, что у жидких и твердых ВВ концентрация энергии в единице объема в 200-—500 раз больше, чем у обычных горючих, и в 1000 раз больше, чем у смеси водорода с кислородом.
4.	КЛАССИФИКАЦИЯ ЯВЛЕНИЙ ВЗРЫВЧАТОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
В зависимости от природы, физической структуры, а иногда и других причин линейная скорость распространения химического превращения ВВ бывает различной: она колеблется в пределах от долей миллиметра до тысяч метров в секунду. В зависимости от скорости химическое превращение взрывчатых веществ сопровождается различным внешним эффектом.
Для каждой категории взрывчатых веществ при данных внешних условиях (начальный импульс, вызывающий химическое превращение; давление) линейная скорость химического превращения меняется в сравнительно узких пределах, т. е. остается величиной одного порядка.
Для одних веществ скорость имеет значения порядка миллиметров или долей миллиметра в секунду при атмосферном давлении; для этих веществ скорость сильно зависит от давления, под которым происходит процесс превращения^
Для взрывчатых веществ другой категории ско^Всть превращения имеет значения порядка сотен, иногда тысяч метров в секунду. Наконец для третьей категории ВВ скорость превращения имеет значения порядка тысяч метров в секунду (от тысячи до 8,5—9 тыс. At). Скорости превращения ВВ второй и третьей категорий даже в случае одинаковых значений резко отличаются по степени устойчивости: для ВВ второй категории скорости переменны, неустойчивы, для ВВ третьей категории они постоянны, устойчивы.
Явление химического превращения ВВ со скоростью порядка долей миллиметра или миллиметров в секунду называется быстрым горением. Когда быстрое горение происходит в незамкнутом пространстве, т. е. на открытом воздухе, то оно не сопровождается ни характерным звуковым эффектом, ни механической работой разрушения или перемещения близлежащих предметов. В замкнутом же пространстве, например, в зарядной каморе орудия, процесс происходит энергичнее; он сопровождается резким звуком и быстрым перемещением снаряда, пули или пыжа, т. е. происходит выстрел. Действие, состоящее в сообщении скорости предмету путем выбрасывания и без его разрушения (дробления, раскалывания), называется метательным действием.
Для явления быстрого горения характерно более или менее быстрое, но не резкое нарастание давления газов при выстреле.
Явление химического превращения со скоростью порядка сотен (а иногда и тысяч) метров в секунду характеризуется тем, что скорость эта переменна, неустойчива. Это явление носит название собственно взрыва, т. е. взрыва в узком значении этого слова; оно сопровождается характерным звуковым эффектом и производит работу дробления или раскалывания в месте взрыва. Взрыв отличается от быстрого горения сильным подъемом давления в том месте, где произошло химическое превращение.
Наконец явление химического превращения, протекающего со скоростью порядка тысяч метров в секунду, характеризуется постоянной, устойчивой скоростью и называется детонацией. Детонация характеризуется, кроме того, следующими особенностями: резким скачком давления в месте взрывчатого превращения, сильным дробящим действием и очень резким звуковым эффектом.
5, КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ1
Все взрывчатые вещества, применяемые или применявшиеся в практике, разделяются на три группы:
I	г р у п п а — метательные ВВ, или пороха;
II	группа — бризантные, или дробящие взрывчатые вещества;
III	группа — инициирующие взрывчатые вещества.
I группа. Метательные ВВ, или пороха. К этой группе относятся вещества, характеризующиеся быстрым горением и пригодные для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия или орудия. Со времени второй мировой войны пороха широко применяются для сообщения движения реактивным снарядам.
Метательные ВВ, или пороха, делятся на следующие классы:
1-	й класс. Механические смеси. К механическим смесям относятся дымный, или черный порох и различные смеси типа черного пороха, например, смеси с натриевой селитрой.
В настоящее время дымный порох не применяется для стрельбы в артиллерии. Он применяется в военном деле для изготовления воспламенителей пороховых зарядов, в качестве вышибного заряда шрапнелей, для запрессовки в дистанционные кольца, для изготовления огнепроводного шнура и других целей. Пороха на натриевой селитре в военном деле не применяются вследствие их физической нестойкости (сильной гигроскопичности,) . К классу смесей относятся также так называемые селитроугольные добавки, т. е. смеси аммиачной селитры с углем, служившие во время первой мировой войны для частичной замены бездымного пороха в пороховых зарядах.
2-й класс. Коллоидные, или бездымные пороха Бездымные
1 Изложенная здесь классификация обнимает лишь практически применяемые взрывчатые вещества. Поэтому в нее не входят такие взрывчатые вещества, как газообразные взрывчатые смеси, сверхчувствительные взрыв-( чатые вещества и т. д.
\	2 Для большинства порохов этого класса название «бездымные», строго
I говоря, применяется неправильно: это — малодымные пороха. Вначале это ' название оправдывалось сравнением коллоидного пороха с черным; при совре-| менной технике даже небольшая дымность большинства коллоидных порохов нежелательна, так как демаскирует расположение орудий, и ее стремятся устранить.
27
пороха применяются главным образом в виде метательных зарядов для различных видов огнестрельного оружия; они представляют собой пироксилин, желатинированный тем или иным растворителем?/
В зависимости от природы растворителя коллоидные пороха делятся на две категории:
1. Пироксилиновые пороха, изготовляемые с участием летучего растворителя, в значительной мере удаляемого из пороха в последующих фазах его производства.
2. Пороха на труднолетучем или нелетучем растворителе, полностью остающемся в порохе.
II группа. Бризантные, или дробящие взрывчатые вещества. Для веществ этой группы преимущественным видом взрывчатого превращения является детонация; они применяются для снаряжения разрывных снарядов (предназначенных для разрушения целей или уничтожения осколками живой силы противника) и для подрывных или взрывных работ.
Бризантные ВВ делятся на следующие классы:
1-й класс. Азотнокислые эфиры углеводов или спиртов и взрывчатые вещества, приготовленные на их основе/Скщз. относятся следующие вещества:
1.	Азотнокислые эфиры углеводов; главным представителем этих ВВ является пироксилин [например С24Н29ОУ(ONO2)nL
2.	Азотнокислые эфиры спиртов:
1)	нитроглицерин C3H3(ONO2)S; применяется для производства нитроглицериновых порохов и динамитов;
2)	нитрогликоль C2H4(ONO2)2; применяется для производства взрывчатых веществ типа динамитов;
3)	тетранитропентаэритрит, или тэн C(CH2ONO2)4; применяется для снаряжения противотанковых снарядов, детонаторов, капсюлей-детонаторов и детонирующего шнура.
3.	Взрывчатые вещества на основе азотнокислых эфиров (динамиты, нитроглицериновые и нитрогликолевые); применяются для военно-инженерных (подрывных) работ и для промышленных взрывных работ.
- 2-й класс. Нитросоединения. Они представляют собой важнейший класс бризантных ВВ и применяются для снаряжения артиллерийских снарядов, авиабомб, противотанковых и противопехотных мин, ручных гранат и других боеприпасов./Основные вещества этого класса ВВ, наиболее широко применяемые:
1)	тринитротолуол, или тротил CH3C6H2(NO2)s;
2)	тринитроксилол, или ксилил (CH3)2C6H(NO2)8;
3)	динитробензол C6H4(NO2)2;
4)	динитронафталин C10H6(NO2)2;
5)	пикриновая кислота С6Н2(ОНХ^О2)з*» литая пикриновая кислота носит название мелинита;
6)	пикрат аммония C6H2(ONH4)(NO2)3;
28
7)	тринитрофенилметилнитрэамин, или тетрил /СНз C6H.,(NO„),N<	;
NO.
kJ
8)	циклотриметилентринитротриамин, или гексоген C3HcN3(NOJ3;
9)	гексанитро дифея ил амин, или гексил NH[C6H2(NO.2)J2.
3-й класс. Взрывчатые смеси. Взрывчатые смеси относятся к так называемым суррогатным 1 взрывчатым веществам. Сюда относятся аммиачноселитренные взрывчатые вещества, хлоратные и перхлоратные взрывчатые вещества (хлоратиты и пер-хлоратиты), оксиликвиты и другие смеси с жидкими окислителями.
А м м п а ч носе л нт р е н и ы е взрывчатые вещества представляют собой важнейшую категорию класса взрывчатых смесей.
Только применение этих взрывчатых веществ позволило разрешить во время двух мировых войн задачу обеспечения армий взрывчатыми веществами в огромных количествах и по пониженной стоимости сравнительно с чистыми нитросоединениями.
Основным компонентом этих веществ является аммиачная селитра.
1)	Аммотол 80/20, состоящий из 80% аммиачной селитры и 20% тротила, применяется в больших количествах для снаряжения артиллерийских и минометных снарядов, авиабомб, ручных гранат и других боеприпасов в военное время.
Применялись также аммотолы 50/50 и 60/40 (числитель дроби показывает содержание аммиачной селитры, а знаменатель — содержание тротила).
2)	Шнейдерит 78/22 и 88/12 состоит из 78 или 88 весовых частей аммиачной селитры и соответственно 22 или 12 вес. ч динитронафталина.
3)	Громовой, или маисит состоит из 72,5% аммиачной селитры и 27,5% пикрата аммония.
1 Военные ВВ делятся на основные и суррогатные. К основным относятся вещества, применяемые для снаряжения в мирное время; они обладают наряду с высокими взрывными качествами большой физической и химической стойкостью, вследствие чего пригодны для длительного хранения (12—20 лег п более).
К суррогатным ВВ относятся взрывчатые смеси, обладающие либо пониженными по сравнению с основными ВВ качествами, либо, при высоких взрывных качествах, характеризующиеся пониженной физической стойкостью, делающей их непригодными для длительного хранения, т. е. более 2—3 лет. К веществам последнего типа относятся аммотолы и другие аммиачноселитренные ВВ.
Применение суррогатных ВВ позволяет в современной войне удовлетворить колоссально возросшие потребности во взрывчатых веществах.
Пикриновую кислоту нельзя смешивать с аммиачной селитрой, так как она взаимодействует с ней, образуя при этом азотную кислоту (и пикрат аммония), применение же пикрата аммония позволяет использовать пикриновую кислоту для приготовления аммиачноселитренных ВВ.
Взрывчатые смеси на основе жидких ок и-с л и т е л е й. К этой категории взрывчатых смесей относятся оксиликвиты и смеси на основе двуокиси азота или концентрированной азотной кислоты.
Оксиликвиты представляют собой напитанные жидким кислородом патроны из горючего компонента-поглотителя.
III группа. Инициирующие взрывчатые вещества. Инициирующие BiB характеризуются тем, что они либо взрываются от простых видов внешнего воздействия — луча пламени, накола, трения, причем способны вызвать взрыв (детонацию) бризантных взрывчатых веществ.
Характерным отличием инициирующих ВВ, применяемых для детонирования бризантных В В, является короткий период нарастания скорости детонации.
Бризантные взрывчатые вещества иногда называют вторичными в отличие от первичных — инициирующих взрывчатых веществ. Это отличие заключается в том, что вторичные ВВ в условиях их применения не могут быть надежно взорваны простым внешним воздействием (лучом пламени, наколом, трением и т. п.).
Важнейшими представителями инициирующих веществ являются следующие:
1)	гремучая ртуть Hg’(ONC)ртутная соль гремучей кислоты CNOH;
2)	азид свинца PbNd — свинцовая соль азотистоводородной кислоты HN3;
3)	тринитрорезорцинат свинца, или ТИРС
С0Н(О2РЬ)(ХО2),-Н2О:
4)	тетразен C2HsONlo.
Г Л А В Л II
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И НАЧАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬС
А
1.	ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Как указывалось выше, возможность взрывчатого- разложения определяется четырьмя условиями: быстротой реакции, экзо-термичностью, газообразованием и способностью реакции к са-мораспространению. Но, для того чтобы произошел взрыв, необходимо произвести на взрывчатое вещество некоторое внешнее воздействие, необходимо сообщить ему некоторое количество энергии, способнее вызвать начало взрывчатого превращения.
Это внешнее воздействие носит название начального импульса.
Способность претерпевать взрывчатое превращение под влиянием внешнего воздействия называется чувствительностью взрывчатого вещества.
Минимальное количество энергии начального импульса, достаточное для возбуждения взрывчатого превращения, служит мерой чувствительности взрывчатого вещества к начальному импульсу данного вида.
2.	ПРИЧИНА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Прежде считали ВВ неустойчивыми системами. Об-разно сравнивали молекулу ВВ с конусом, стоящим на вершине, для которого достаточно ничтожного толчка, чтобы вывести его из этого неустойчивого равновесия. Еше лучше казалось сравнение ВВ с батавскими слезками, которые получаются при вливании расплавленного стекла в холодную воду. В таких слезках образуются сильные внутренние напряжения, вследствие чего они превращаются в пыль, если их царапнуть чем-либо твердым. Однако если такое образное сравнение пригодно в случае так называемых высокочувствительных веществ (иодистый азот и др.), не имеющих никакого практического применения, и если оно допустимо для некоторых инициирующих В-В, то его следует признать ошибочным в отношении бризантных ВВ и порохов, а также и многих инициирующих ВВ.
31
Рассмотрим этот вопрос с точки зрения современных физико-химических представлений об условиях химического взаимодействия и устойчивости молекул.
Для осуществления взаимодействия между молекулами химического соединения, очевидно, необходимо столкновение этих молекул. Это — условие необходимое, но не достаточное. Число столкновений во много раз превышает число прореагировавших молекул, следовательно, не каждое столкновение молекул сопровождается их взаимодействием.
Взаимодействие происходит только при столкновении реакционноспособных, или активных молекул. Активными являются только те молекулы, которые обладают некоторым избыточным запасом энергии, величина которого должна быть не меньше некоторой минимальной величины. При сообщении молекуле этого (или большего) количества энергии либо увеличивается скорость ее движения, а следовательно, и ее кинетическая энергия, либо часть электронов переходит на более высокий энергетический уровень; активация молекулы может привести к распаду последней на атомы.
То минимальное количество энергии, которое надо сообщить молекулам для осуществления реакции между ними, носит название энергии активации.
Очевидно, чем больше число активных молекул по сравнению с общим числом их, тем больше скорость реакции.
Применим эти соображения к случаю столкновения молекул ЛВ и CD, состоящих из атомов А, В, С и D. Пусть сродство А к С и В к D больше, чем А к В и С к D. Для того чтобы произошла перегруппировка (реакция)
AB + CD = AC+BD,
надо прежде всего уничтожить или заметно ослабить связь между А и В и между С и D. Пусть для этого требуется затратить энергию Е. При столкновении молекул, обладающих избыточным запасом энергии Е, произойдет разрыв, например, в нашем примере в молекулах АВ и CD.
Очевидно, что при последующем столкновении атомов А и С, В и D образуются новые соединения АС и BD, т. е. соединения тех атомов, сила сродства которых друг к другу наибольшая.
Что при этом произойдет с другими молекулами вещества?
Здесь возможны три случая:
1-й случай. Пусть начальное состояние системы (фиг. 1,а) /С Для перевода системы в активное состояние L надо затратить количество теплоты, равное энергии активации Е; пусть, наконец, конечное состояние системы М,.
Из схемы видно, что в результате реакции освободится только часть сообщенной молекуле энергии активации и поглотится количество теплоты Qv Реакция эндотермическая и потому невзрывчатая.
2-й случай. Пусть система характеризуется теми же состояниями— начальным К и промежуточным L, но конечное состояние другое — М.2. Из фиг. 1,6 видно, что при этой реакции выделится не только вся сообщенная системе энергия активации £, но и сверх того теплота реакции Q2; при переходе освободившейся энергии (£+Q2) к соседним непрореагировавшим молекулам некоторые из них сделаются реакционноспособными.
Энергия активации многих взрывчатых веществ колеблется в пределах 30—50 ккал/мель, а теплота взрывчатого превращения — 200—300 ккал/моль. Следовательно, количество теплоты, освобождающееся при химическом превращении некоторой пор-
Флг. 1. Схема изменения энергии системы при химической реакции.
ции взрывчатого вещества, достаточно в этих случаях для сообщения энергии активации новому и притом большему количеству взрывчатого вещества. Отсюда ясно, что реакции этого типа должны распространяться самопроизвольно.
3-й случай. Пусть система характеризуется теми же состояниями — начальным К и промежуточным L, но конечное состояние другое — Л43.
Из фиг. 1,в видно, что при этой реакции выделится сверх энергии активации Е лишь небольшое количество теплоты Q» Этого количества может оказаться недостаточно для активирования новых молекул, и реакция, несмотря на ее экзотермичность, не будет самораспростраяяющейся, а вещество, следовательно, не будет взрывчатым.
На основе изложенных представлений о механизме распространения реакции можно ответить на поставленный выше вопрос о причине чувствительности взрывчатых веществ.
Молекула вещества может быть относительно мало устойчива, но если при ее химическом превращении не выделится теплота или выделится количество теплоты, недостаточное для активирования новых молекул, то реакция не распространится и взрыва не произойдет. Такое вещество является нечувствительным. Наоборот, молекула может быть устойчивой, но если при ее химическом превращении выделяется количество теплоты,
3 А. Г. Горст
33
достаточное для активирования нового большого числа моле* кул, то реакция является самораспространяющейся и произойдет взрыв. Такое вещество — чувствительное.
Мерой устойчивости молекул, очевидно, может служить количество энергии, необходимое для разложения этой молекулы, т. е. энергия активации.
Действительно, энергия активации многих взрывчатых веществ является значительной и доходит до 60 ккал!моль; в то же время известны невзрывчатые вещества, энергия активации которых составляет только 25 ккал/моль и даже меньше.
3.	ВИДЫ НАЧАЛЬНОГО ИМПУЛЬСА
В качестве начального импульса могут служить различные формы энергии, а именно:
1)	тепловая — нагрев, луч пламени;
2)	механическая — удар, прострел пулей, трение, накол;
3)	электрическая — ток, искра;
4)	энергия другого взрывчатого ‘вещества.
Тепловой импульс. Температура вспышки. Рассмотрим действие теплового импульса на взрывчатое вещество.
Если во взрывчатом веществе тем или иным путем создать местный разогрев, то в области, которую этот разогрев охватывает, должна возникнуть реакция, скорость которой будет зависеть от достигнутой температуры. Так как реакция разложения взрывчатых веществ является экзотермической реакцией, то выделяется тепло (теплоприход), что должно привести к дальнейшему повышению температуры, следовательно, к само-ус^орению реакции. Таким образом, казалось бы, всякий местный разогрев должен привести к возникновению взрыва. Однако в действительности наряду с выделением теплоты реакции существуют такие факторы, как теплопроводность, испарение и другие, вызывающие рассеивание или поглощение энергии (теплоотвод, или теплоотдача).
Поясним это следующим примером. Представим себе кристалл азида свинца, находящийся в печи, нагретой до 250°. При этой температуре идет заметная реакция, однако детонации нет, и температура кристалла не отличается заметно от температуры печи. Очевидно, в этих условиях вследствие теплопроводности успевает отводиться все тепло, развиваемое реакцией.
Будем теперь повышать температуру печи. При температуре 320—340° выделение тепла вследствие реакпип станет настолько большим, что теплоприход превысит теплоотвод. Температура внутри кристалла начнет повышаться, что поведет к сильному ускорению реакции, заканчивающейся взрывом Ч
1 Полная количественная теория теплового взрыва разработана акад, Н. И. Семеновым.
34
Та минимальная температура, при которой теплоприход становится больше теплоотвода и химическая реакция вследствие ее ускорения и самоускорения принимает характер взрывчатого превращения, носит название температуры вспышка.
Температуру вспышки можно иначе определить, как ту наименьшую температуру, до которой должно быть нагрето взрывчатое вещество, для того чтобы вызвать в нем химические превращения со скоростью, достаточной для получения звукового эффекта или пламени.
Из сказанного видно, что температура вспышки не является абсолютной характеристикой данного взрывчатого вещества, а зависит от ряда причин и в первую очередь от условий, определяющих величину теплоприхода и теплоотдачи.
Поэтому результаты опытного определения температуры вспышки зависят не только от свойств взрывчатого вещества, но и от условий определения: количества ВВ, конструкции прибора и др. В частности, существенную роль играет скорость нагрева. При медленном подводе тепла взрывчатое вещество может в большей или меньшей своей части разложиться во время подъема температуры, так что по достижении высокой температуры примесь продуктов разложения изменит температуру вспышки испытуемого ВВ.
Поэтому температуру вспышки определяют нагреванием в строго установленных условиях.
Период задержки вспышки. Опыт показывает, что если навеска ВВ разогрета до температуры вспышки или несколько выше, то вспышка происходит не сразу, а по прошествии некоторого времени; это время называется периодом за* держки вспышки.
Существование периода задержки вспышки объясняется механизмом развития реакции разложения ВВ.
По Н. Н. Семенову реакция идет через ряд промежуточных продуктов; последние действуют ускоряюще на ход реакции, причем тем больше, чем большее количество их образовалось, При увеличении скорости реакции теплоприход растет до тех пор, пока не станет больше теплоотдачи. Тогда реакция практически мгновенно ускоряется до вспышки. Бремя, протекшее от момента прогрева смеси до момента возникновения вспышки, составляет период задержки последней.
Для полного объяснения периода задержки надо также учитывать установленную А. Ф. Беляевым важную роль, которую играет в процессе горения взрывчатого вещества реакция в газовой фазе; на образование газовой фазы, естественно, требуется некоторое время.
Определение температуры вспышки. Определение температуры вспышки служит для установления чувствительности ВВ к тепловому начальному импульсу.
3*
35
В специальной железной бане (фиг. 2) расплавляют парафин или легкоплавкий металлический сплав. Когда температура достигает 100°, в баню погружают на 30 мм стеклянную или металлическую пробирку с навеской в 0,1 г (или 0,05 г) испытуемого ВВ. Дальнейшее нагревание ведут так, чтобы температура бани повышалась на 5° в минуту. В момент вспышки ВВ отмечают температуру по термометру, помещенному в бане на ту же глубину, что и пробирка с навеской ВВ.
По методу, принятому в Артиллерийской академии, определяют температуру, ниже которой при выдержке в 5 мин. вспышки не наблюдается. Точность определения до 5°.
Температуры вспышки важнейших ВВ приведены в табл. 5.
Фиг. 2, Прибор для определения температуры вспышки.
/—железная баня; 2—-пробирка е испытуемым ВВ; 3—парафин (или сплав); 4—обмотка электронагревателя; 5—теплоизоляция; 6—латунный кожух; 7—термометр.
Таблица 7
Температура вспышки В В
Взрывчатое вещество
температура вспышки, ° С
Гремучая ртуть . . Азид свинца . . . ТНРС..............
Пикрат свинца . . . Пироксилин . . . . Нитроглицерин . . . Тэн...............
Гексоген ...... Тетрил ...........
:Пикриновая кислота Ликрат аммония . . Тротил . .........
Аммотол
Бездымный порох , Дымный порох . . .
175-180 330-340
275 285
195 200
215 230
195-220 290 - 300
290 290-295
220
180—200 290—310
Механический импульс. Действие механического импульса на взрывчатое вещество объясняется переходом кинетической энергии удара в теплоту. Однако при этом не происходит сплошного нагревания взрывчатого вещества, а возникают, по данным Ю. Н. Рябинина, местные разогревы до температуры вспышки. Кроме того, может играть роль активация молекул на поверхности кристаллов в результате междучастичного трения, возникающего при ударе.
.Существует много разновидностей механического импульса; из них имеют практическое значение: удар, приострел пулей, трение и накол (для инициирующих ВВ).
Чувствительность ВВ к удару определяется испытанием на копре.
Испытание бризантных взрывчатых веществ производится на
36
вертикальных копрах; для испытания инициирующих ВВ применяется специальный копер.
Копер для испытания бризантных ВВ (фиг. 3) состоит из двух параллельных направляющих (рельсов), неподвижно прикрепленных в вертикальном положении к стене. Между направляющими свободно скользит стальной груз весом 1; 2; 5 или
10 кг. Груз снабжен в
Фиг. 3. Вертикальный копер.
1—рельсы, направляющие движение груза; 2 — стальной груз; 3—пружинный выключатель;
шкала, 5—приспособа ени а Для под нема груза; 6—трос с ручкой для разжатия лапок выключателя; 7—бетонный фунда?лент;8—массивная стальная наковальня; Р—штемпельный приборчик.
своей верхней части головкой, зажимаемой между стальными лапками пружинного выключателя. Последний перемещается по третьей направляющей (не показана на чертеже) и может быть установлен на желаемой высоте, которая измеряется с помощью шкалы.
Внизу на прочном бетонном фундаменте помещается массивная стальная наковальня, на которой устанавливается штемпельный приборчик (фиг. 4). Последний состоит из наковальни, бойка (оба цилиндрической формы) и направляющей муфты. Для получения при испытании однообразных результатов ударные поверхности наковальни и бойка должны быть тщательно пришлифованы.
Навеска взрывчатого вещества, обычно 0,02 г, помещается между ударными поверхностями наковальни и бойка Площадь наковальни 0,5 см2.
Фиг. 4. Штемпельный приборчик.
I—наковальня; 2—боек; 3—нг-правляюшая глуфта; 4—наковальня копра.
10 кг, высота падения
Результаты определения чувствительности выражают различными способами, из которых укажем два.
1. Определяют процент взрывов. Груз 25 см, число испытаний не менее 20. Ха-
рактеристики некоторых бризантных ВВ по этому методу приведены в табл. 6.
2. Определяют высоту падения груза, при которой при 20 и больше испытаниях получается 50э/о взрывов. При этом чувствительность ВВ выражается либо высотой падения груза, либо величиной работы удара, отнесенной к единице площади попе-
37
Таблица 6
Чувствительность бризантных ВВ к удару
Взрывчатое вещество	Процент взрывов
Тротил			4—8
Аммотолы					23 - 30
Пикриновая кислота . .			24 — 32
Гексил .			56
Тетрил . .	.			 .....	50-G0
Гексоген			70
Тэн			100
Пироксилин (сухой)		85-88
речного сечения, по которой удар распределяется. Эта работа,
очевидно, равна
K=ph,
где р — вес груза и h — соответствующая высота.
Точнее работа определяется по формуле
K=p{h—h,),
где hr — высота отскакивания груза после удара вследствие упругости материалов. Эта величина определяется опытом.
Некоторые данные, характеризующие чувствительность ВВ по этому методу, приведены в табл. 7.
Таблица 7
Чувствительность бризантных ВВ к удару
Взрывчатое вещество
Работа удара кг м/см-
Тринитробензол . . . . .
Тротил .	. .	. . . .
Пикриновая кислота . . Тринитрорезорцин .
12,1
пл
8,2
4,0
38
Фиг. 5. Копер для испытания инициирующих ВВ.
I-плита; 2—стальная наковальня; 3— измерительная дуга; 4—груз: 5—шарнир; б-рычаг; 7—винт для закрепления рычага.
Копер для испытания инициирующих ВВ (фиг. 5) состоит из плиты со стальной наковальней, измерительной дуги с делениями, груза, укрепленного на конце вращающегося вокруг шарнира рычага. Груз может быть закреплен на любой высоте с помощью задержки с винтом.
Навеску ВВ 0,02 г запрессовывают в колпачок от нагановсксго капсюля-воспламенителя и помещают на наковальне копра. На колпачок с навеской устанавливают боек, по котовому при падении груза ударяет ударник.
При пользовании этим копром чаще всего принято характеризовать вещество нижним и верхним пределом взрывчатости, а именно: а) максимальной высотой падения груза, при которой из 5—40 (или больше) испытаний не получается ни одного взрыва (нижний предел);
б) минимальной высотой падения того же груза, при которой из того же числа испытаний получа
ются взрывы без отказа (верхний предел).
Практическое значение обоих пределов заключается в следующем. Верхний предел является мерой чувствительности инициирующего ВВ и изделий, содержащих его; нижний предел является мерой безопасности при обращении с инициирующим ВВ или изделиями.
Результаты испытаний, проведенных по этому способу, даны в табл. 8.
Таблица 8
Чувствительность инициирующих ВВ к удару
Взрывчатое вещество	j i i S	Вес груза кг	Пределы, см	
		н и жний	верхний
Гремучая ртуть .	.......	0,69	5,5	8,5
Гремучее серебро 		0,69	7,0	12,5
Тетразен 	 .	0,69	10,0	13,0
Азнд свинца 		0,98	7,0	23,0
тнрс ....	1,43	14,0	25,0
39
на определенной высоте, измеряемой
Фиг. 6. Фрикционный маятник.
1—наковальня; 2- маятник; 3—стальной башма.;; 4~измерительная шкала.
Чувствительность к прострелу пулей определяется стрельбой из винтовки по снаряженному испытуемым веществом объекту (например, ручной гранате, авиабомбе).
Чувствительность ВВ к трению определяется на специальных приборах, из которых опишем фрикционный маятник. Схема этого прибора показана на фиг. 6.
Прибор состоит из стальной наковальни и подвешенного над нею воащающегося на шарнире маятника длиной 2 м со стальным башмаком на конце. При испытании башмак закрепляют на шкале. При качании маятника подошва башмака своей выпуклой поверхностью проходит над наковальней с вогнутой канавкой, слегка касаясь, т. е. скользя по ее поверхности. На наковальне имеется углубление, в которое кладут испытуемое ВВ. Определяют высоту падения маятника с грузом установленного веса, при котором не происходит ни одного взрыва и, наоборот, происходит ЮМ взрывов при 19 определениях.
Н а иболее	сове рше н -
ным является способ оп р ед еле н и я чу ветвите л ь -
ности к трению, основанный на растирании ВВ между двумя пуансонами, из которых один (верхний) вращается вокруг своей горизонтальной оси; при этом чувствительность к трению определяется количественно (по весу груза, прижимающего пуансоны друг к другу, при котором происходит взрыв образца ВВ).
Чувствительность инициирующих ВВ к наколу имеет большое значение для капсюльных изделий. Методы определения чувствительности к наколу описываются в гл. XI.
Электрическая энергия. В электродетонаторах и во взрывателях для авиабомб в качестве начального импульса используется электрический ток. Действие электрического тока основано не на каких-либо специфических свойствах электричества, а на нагреве током мостика; накаленный мостик воспламеняет воспламенительный состав. При применении электрической искры последняя непосредственно воспламеняет этот состав вследствие возникающей в месте разряда высокой температуры.
Детонация. Чувствительность испытуемого взрывчатого гю-щества к детонации другого ВВ характеризуется минимально м
40
зарядом последнего, обеспечивающим полную детонацию испытуемого бризантного ВВ, взятого в определенном количестве, например I г. Такой заряд называется предельным для данного ВВ (cMi. табл. 9).
Таблица Л Чувствительность ВВ к детонации
Взрывчатое вещество	Предельный заряд, г^см2.
	гремучей ртути | азида свинца
। Тетрил	|	0,36	0,03
Пикриновая кислота	|	0.36	0,05
Тротил . .	. . 		0.38	0,1"
Действие на ВВ различных видов начального импульса.
Описанные виды начального импульса, за исключением энергии другого взрывчатого вещества, носят название простого начального импульса. Сюда относятся, например, следующие виды начального импульса: луч пламени, искра, удар, трение, накол и др.
На основании теоретических соображений 'ложно предположить, что чувствительность к начальному импульсу должна быть тем больше (и вообще взрывчатые свойства тем ярче выражены), чем больше при прочих равных условиях теплота реакции и чем меньше энергия активации.
Однако этот вопрос осложняется уже ранее отмеченным часто наблюдающимся отсутствием эквивалентности между различными видами энергии. Взрывчатые вещества нередко обладают более или менее полно выраженной избирательной способностью по отношению к отдельным видам энергии. Например, дымный порох более чувствителен к тепловому, чем к механическом)/ импульсу, а ароматические китросоединения— наоборот; азид свинца белее чувствителен к механическим воздействиям и менее чувствителен к тепловым, чем ТНРС.
4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Агрегатное состояние и физическая структура. На чувствительность ВВ оказывают влияние их агрегатное состояние и физическая структура, как это видно из следующих примеров.
Жидкий нитроглицерин чувствительнее к механическим воздействиям и особенно к детонации другого вещества, чем желатинированный. Жидкий мононитроглицерин очень трудно и неполностью детонирует от капсюля-детонатора, кристаллический — легко.
41
Желатинированный пироксилин менее чувствителен, чем не-желатинированный. Нитросоединения ароматического ряда детонируют в твердом состоянии легче, чем в жидком.
Нитросоединения в прессованном виде более чувствительны к детонации, чем литые, даже при одинаковой плотности их.
Кристаллографическая форма. Для некоторых взрывчатых веществ, например, для азида свинца, гремучей ртути и для нитроглицерина, установлено заметное различие чувствительности к детонации у различных кристаллографических модификаций. Например, стабильная форма нитроглицерина (ромбическая) значительно более чувствительна, чем лабильная форма (триклинная).
По П. Ф. Бубнову азид свинца может быть получен в двух кристаллических формах — короткостолбчатой и игольчатой. Обыкновенный азид свинца имеет короткостолбчатую форму. Он менее чувствителен к удару и другим видам внешнего воздействия, чем кристаллы игольчатой формы. Поэтому обращение с обыкновенным азидом свинца гораздо безопаснее, чем с кристаллами игольчатой формы. Само образование кристаллов игольчатой формы (например, при осаждении его из растворов соответствующих солей) сопровождается самопроизвольными взрывами.
Температура. Как известно, с повышением температуры увеличивается число- активных молекул, соответственно чему уменьшается количество энергии, необходимой для возбуждения взрывчатого превращения. Поэтому повышение температуры взрывчатого вещества увеличивает его чувствительность к внешним воз де йств и я м.
Нитроглицерин взрывает при 16° при работе удара 0,2 ке-м/ои2, при 94°—0,1 кгм!см\ а при 182° взрывает уже от ничтожного толчка.
Целлулоид при обыкновенной температуре нечувствителен, а при 160—180° взрывает от удара.
Плотность. При повышении плотности чувствительность взрывчатых веществ к удару и к детонации уменьшается.
Это объясняется, с одной стороны, тем, что с увеличением плотности одно и то- же количество энергии распределяется на большую массу вещества; с другой стороны, при этом уменьшается возможность Относительного перемещения кристаллов и, следовательно, возникновения условий, приводящих к взрыву.
Своеобразное действие оказывает повышение плотности на некоторые инициирующие взрывчатые вещества, в частности, на гремучую ртуть. По достижении так называемой критической плотности гремучая ртуть, запрессованная в гильзу капсюля-детонатора, перестает детонировать от луча пламени и просто сгорает. В этом случае говорят о «запрессованной намертво» гремучей ртути. При действии капсюля-детонатора запрессованная намертво» гремучая ртуть детонирует нормально.
42
Примеси. Примеси к ВВ оказывают, как правило, сильное влияние на их чувствительность, причем в зависимости от характера примесей они могут повышать или понижать чувствительность ВВ.
Примеси твердых частиц сильно повышают чувствительность к механическим воздействиям. Так, динитронафталин без примеси песка не взрывается на копре при весе груза 2 кг даже при высоте падения груза 2 м; при добавке 10% песка он дает частичные взрывы уже при высоте 70 см.
Чувствительность к удару тротила сильно возрастает уже ж к незначительных примесях песка (табл. 10).
Таблица 10
Влияние примеси песка на чувствительность тротила к удару
Процент песка в тротиле
Процент взрывов при весе груза 10 кг и высоте падения 25 см
0,01—0,03
Cr1 —0,15
0,2-0,25
20
29
Причиной повышения чувствительности в этих случаях является, повидимому, местная концентрация энергии удара па острых краях твердых частиц примесей.
В противоположном направлении действуют примеси жидких, особенно вязких веществ, покрывающих кристаллы- взрывчатого вещества инертной пленкой, смягчающей внешние воздействия на частицы взрывчатого вещества и затрудняющей при возникновении взрыва передачу его от частицы к частице. Из таких обволакивающих примесей в технике взрывчатых веществ используются парафин, вазелин, касторовое масло и др. Динитронафталин, обладающий очень слабо выраженными взрывчатыми свойствами, будучи добавлен к пикриновой кислоте, понижает ее чувствительность.
Такие вещества, которые, будучи введены в сравнительно незначительных количествах, заметно понижают чувствительность ВВ к различным внешним воздействиям, называются флегматизаторами.
Химические факторы. Чувствительность азотнокислых эфиров спиртов и углеводов к тепловому к механическому началь-ному импульсу и к детонации возрастает с увеличением числа остатков азотной кислоты в молекуле эфира.
43
При введении в химическое соединение нитрогрупп чувствительность к механическим воздействиям и к детонации тем выше, чем больше число нитрогрупп. Например, мононитрофенол не взрывается от двуграммового капсюля-детонатора, динитрофенол взрывается от однограммового капсюля, а для взрыва гринитрофенола достаточно капсюля с 0,3 г гремучей ртути. Соответственно увеличивается чувствительность этих веществ к механическому воздействию и к тепловому начальному импульсу.
ГЛАВА III
СТОЙКОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
L ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ ПРИ ХРАНЕНИИ
Рассмотрим па нескольких примерах явления, протекающие во взрывчатых веществах при их хранении.
Очищенный тротил. Длительное наблюдение показывает, что при многолетнем хранении на складах в нормальных условиях тротила, залитого в снаряд, не изменяются ни физические, ни химические свойства его. После многолетнего хранения снаряд, снаряженный таким тротилом, пригоден для стрельбы, и не возникает сомнений относительно- возможности дальнейшего безопасного хранения такого снаряда. Не возникает вопрос о возможности химического разложения, самовоспламенения или взрыва тротилового заряда при его хранении. Из сказанного следует, что в практических условиях х-ранения очищенного тротила его физические и химические свойства не изменяются.
Следовательно, тротил представляет собой вещество физически и химически стойкое.
Неочищенный тротил, так называемый некристаллизованный тротил, или тротил-сырец ведет себя при хранении иначе, чем очищенный тротил.
В летнее время (температура 35° и выше) из снаряженного таким тротилом снаряда выделяется жидкость, так называемое тротиловое масло. При этом происходит некоторое разрыхление заряда, но никаких химических изменений в тротиле не наблюдается.
Отсюда следует, что некристаллизованный тротил представляет собой вещество физически нестойкое, но стойкое химически.
Аммотол 80/20 при хранении увлажняется вследствие гигроскопичности аммиачной селитры. В результате происходящих
1 Так называется тротил, полученный после нитрования толуола и отмывки полученного продукта водой от кислот. Такой продукт содержит некоторое количество примесей динитротолуола и других веществ. , ,
45
при хранении повторных процессов увлажнения и высушивания аммотол твердеет; при соответствующих условиях могут измениться объем и форма заряда. Но в аммотоле не происходит химических превращений, которые могли бы привести к его самовоспламенению и взрыву.
Следовательно, аммотол физически нестоек, но стоек в химическом отношении.
Гремучий студень (получается желатинизацией 7 ч. нитроклетчатки 93 ч. нитроглицерина) может при нормальных условиях хранения претерпевать различные изменения. Возможно выделение (эксудация) нитроглицерина; со временем изменяется физическая структура студня, он становится прозрачным и более эластичным. Кроме того, гремучий студень претерпевает химические изменения, в результате которых наряду с другими веществами образуются окислы азота и выделяется теплота. Этот процесс химического разложения постепенно ускоряется, что может привести к самовоспламенению и взрыву гремучего студня.
Из сказанного видно, что гремучий студень не только физически, но и химически нестоек. Химическая нестойкость гремучего студня резко отличает его от описанных веществ — двух сортов тротила и аммотола.
Бездымный пироксилиновый порох также претерпевает при хранении ряд изменений. Он теряет содержащийся в нем летучий растворитель и при этом изменяется структура зерна. Кро-,ме того, аналогично гремучему студню в порохе происходят химические превращения, при которых в числе других продуктов разложения получаются также окислы азота. Начавшееся саморазложение может привести к самовоспламенению пороха.
Следовательно, порох физически и химически нестоек.
У 2. ФИЗИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Приведенные примеры позволяют установить два вида стойкости: 1) физическую и 2) химическую.
Физической стойкостью называется способность ВВ сохранять своп физические свойства в практических условиях их хранения и применения. Изменение этих свойств может иметь место либо в результате чисто физических процессов (испарение или поглощение влаги и т. д.), либо физико-химических процессов (например, рекристаллизация, эксудация и т. д.).
Химической стойкостью называется способность ВВ не претерпевать при нормальных условиях хранения химических превращений, могущих привести к самовоспламенению.
Взрывчатые системы подобно многим невзрывчатым системам обладают при обычных условиях хранения (т. е. далеко до температуры вспышки) большей или меньшей склонностью к медленному разложению. При обычных температурах реакции разложения незаметны вследствие слишком малой их скорости и
46
недостаточной чувствительности методов исследования; при повышенных температурах они обычно ясно обнаруживаются.
Скорость этих реакций чрезвычайно мала у применяемых в практике нитросоединений pi инициирующих веществ, она заметно выше у сложных эфиров азотной кислоты (нитроглицерин, пироксилин и др.), а также у составов, содержащих эти эфиры (нитроглицериновые взрывчатые вещества, пороха и др.).
3.	ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ХИМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Химическая стойкость взрывчатых веществ зависит от ряда причин; основными являются следующие.
Химическое строение. Наименее прочными являются азотнокислые эфиры, в которых группа NO. связана с атомом углерода через кислород. Весьма прочными являются нитросоединения, в которых нитрогруппа связана непосредственно с атомом углерода.
Стойкость полных азотнокислых эфиров многоатомных спиртов по мере увеличения атомности последних, вообще говоря, понижается. Наиболее стойкие азотнокислые эфиры значительно менее прочны, чем применяемые в технике нитросоеди-пения.
Наблюдается следующая закономерность в изменении химической стойкости азотнокислых эфиров спиртов и углеводов:
а)	стойкость убывает с увеличением числа рядом расположенных групп ’— ONO.; например, динитрогликоль более стоек, чем нитроглицерин;
б)	низкоазотные эфиры клетчатки более химически стойки, чем высокоазотные.
Присутствие катализаторов. Различные приме < могут более или менее значительно изменить химическую стойкость взрывчатых веществ.
Некоторые примеси играют роль положительных катализаторов, ускоряющих процессы медленного разложения ВВ. Наибольшее практическое значение из этой группы примесей имеют следы свободных кислот (точнее говоря, ионы водорода).
При медленном разложении эфиров азотной кислоты образуются окислы азота (NO., N2O3), которые с влагой (всегда содержащейся в ВВ, а также всегда образующейся при разложении) образуют азотистую и азотную кислоты. Следовательно, здесь происходит постепеннее увеличение количества катализатора и соответственно ускорение разложения. Такой процесс, при котором происходит самоускорение реакции, носит название аутокатализа.
Другие примеси (дифениламин, централит, анилин, ацетон и др.) легко взаимодействуют с окислами азота с образованием химически стойких нитрозо- и нитросоединений Таким образом
47
устраняется одна из наиоолее значительных причин ускорения разложения ВВ. Поэтому примесь такого рода веществ увеличивает химическую стойкость ВВ.
Такие вещества, которые, будучи введены в состав взрывчатого вещества, увеличивают их химическую стойкость и соответственно срок его служебной пригодности, называются стабилизаторами.
Процесс введения в ВВ стабилизатора или удаления из ВВ примесей, катализирующих химическое разложение ВВ, называется стабилизацией.
Условия хранения взрывчатых веществ. Химическая стойкость сильно зависит от температуры, при которой хранятся взрывчатые вещества. Температура хранения в свою очередь зависит от климата и от особых местных условий (например, хранение на кораблях, где температура при отсутствии искусственного охлаждения легко достигает 40°).
4.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ
Так как при нормальных условиях процесс разложения ВВ идет чрезвычайно медленно, и невозможно качественно или количественно оценить его химическую стойкость, то ведут наблюдение при повышенных температурах, при которых скорость реакции разложения ВВ весьма заметно повышается.
В основе методов определения химической стойкости лежит допущение, что если из двух ВВ в условиях испытания при некоторой повышенной температуре одно оказалось менее стойким, чем другое, то оно будет менее стойким и при длительном хранении при обыкновенной температуре.
Методы определения химической стойкости подразделяются па качественные и количественные. К качественным относятся пробы Абеля, Вьеля и др., к количественным — проба взвешиванием и др.
Проба Абеля. Эта проба применяется для поверки химической стойкости нитроглицерина и динамитов, иногда нитроглицериновых порохов. Она основана на реакции взаимодействия окислов азота с иодистым калием, при которой образуется иоди-стоводородная кислота, окисляющаяся азотистой или азотной кислотой с выделением свободного иода. Выделившийся свободный иод дает с крахмалом окрашенное соединение.
Испытание по пробе Абеля (фиг. 7). Навеску испытуемого вещества помещают в пробирку, закрываемую пробкой, к которой посредством платинового или стеклянного крючечка подвешена полоска ио до крахмальной бумажки, половина которой смачивается перед опытом Ю°/о-ным водным раствором глицерина; назначение последнего — предупредить высыхание бумажки во время опыта. Пробирку вставляют в гнездо водяной бани, температура которой держится иа определенном уровне (75° или другая установленная температура). Отмечают время, потребное для появ-
4S
ления легкого бурого окрашивания в месте перехода от смоченной части бумажки к сухой. Оценка степени бурого окрашивания производится срав-j нением с эталоном.
Для динамитного нитроглицерина это время должно быть не менее 15 мин., для гремучего студня — не менее 10 мин. (при 75°).
Проба Абеля является первой по времени пробой, применяв-| шейся для испытания стойкости ВВ, а именно пироксилина. Она отличается простотой и быстротой выполнения. Вместе с тем она обладает рядом серьезных недостатков. Она субъективна, результаты ее зависят от ряда причин: от качества применяемой при испытании иодокрах-мальной бумаги, от летучести и влажности испытуемого вещества и др. Поэтому проба Абеля ныне считается недостаточно надежной и применяется только для определения химической стойкости нитроглицерина и динамитов.
Проба Вьеля. Проба Вьеля применяется для пироксилина и бездымных порохов. По этой пробе определяется время, в течение которого испытуемое вещество, помещенное в герметически закрытом цилиндре в термостат с температурой 106,5° С, окрашивает стандартную синюю лакмусовую бумажку в красный цвет.
Выделяющиеся при разложении пороха окислы азота образуют с водой азотистую и азотную кислоты, окрашивающие лакмусовую бумажку в красный цвет; время появления этой окраски записывается с точностью до получаса.
Пироксилин, а также бездымный порох должны давать красное окрашивание не ранее 6 час.
Повторная проба Вьеля. Повторная проба состоит из последовательного ряда испытаний простой пробой с одной и той же навеской пороха. Каждый раз испытание производят до появления красного окрашивания, но не более 6 час., после чего пробу хранят при обыкновенной температуре. На следующий день испытание повторяют снова.
Повторные испытания продолжают до получения красного окрашивания через 1 час от начала нагревания, но не более 10 дней. Сумма часов нагревания характеризует стойкость пороха по повторной пробе Вьеля.
При испытании по этой пробе стойкие пороха дают следующие результаты:
Фиг. 7. Прибор для испытания по пробе Абеля.
1 — стеклянная пробирка; 2— пробка со стеклянной палочкой; 3~ иодокрахмал ьная бумажка ^ — испытуемое ВВ.
пироксилиновые .  ........................... 60	час.
нитроглицериновые ........................... 40	„
i
Проба взвешиванием. Проба Вьеля (простая и повторная)' также является несовершенной, но все же значительно более
4 Д. Г. Горст
49
t
надежной, чем проба Абеля. Недостатком всех качественных проб является то, что они субъективны, так как все они основаны на применении индикатора, оценка показаний которого зависит от субъективных качеств наблюдателя (острота зрения, способность различать переходные цвета и т. д.).
Количественные методы основаны на определении количественных показателей, устанавливаемых аналитическим способом; поэтому они являются более точными. К таким методам относится определение химической стойкости по пробе взвешиванием. По этой пробе навеску пороха хранят в термостате при
Фиг. 8. Результаты испытаний пороха по пробе взвешиванием.
Д и В—точки загиба кривых.
температуре 95° и через каждые 24 часа взвешивают. Определяют убыль веса пороха, которую выражают в процентах от его первоначального веса. Полученные данные наносят на диаграмму (фиг. 8).
Испытание заканчивают, когда ясно обнаруживается загиб получающейся при этом кривой, который указывает на начавшееся энергичное разложение пороха. Стойкость пороха характеризуется выраженным в сутках временем от начала испытания до загиба кривой.
Проба Вьеля указывает только начальную фазу разложения пороха. Проба взвешиванием показывает ход разложения не только в начальной его стадии, но и в фазе более глубокого разложения, что позволяет надежнее судить о химической стойкости пороха.
50
Кроме пробы взвешиванием, существуют другие количественные пробы, основанные на измерении давления газов, образовавшихся при опыте, количества выделившихся во время опыта окислов азота или иных принципах.
Выполнение количественных проб гораздо сложнее, чем качественных, они выполняются большей частью при помощи сложных приборов, а от исполнителей требуется более высокая квалификация.
5.	ЗНАЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Вопрос о химической стойкости имеет особо важное значение для нитроглицериновых взрывчатых веществ и для бездымного пороха. Так как срок хранения нитроглицериновых ВВ не больше 8 месяцев и только в исключительных случаях достигает одного года, а срок хранения порохов исчисляется многими годами (свыше 15—20 лет), то особенно важное значение химическая стойкость имеет именно для бездымных порохов.
Приготовленные в начальный период применения бездымные пороха обладали сравнительно небольшой стойкостью и относительно быстро разлагались при хранении. Разложение это иной раз протекало настолько бурно, что кончалось самовоспламенением пороха. Таким образом малостойки < пороха не только невыгодны в экономическом отношении, требуя более частого освежения боевого комплекта, но и представляют значительную опасность. Известны примеры, когда несчастные случаи от самовоспламенения пороха сопровождались человеческими жертвами, а иногда принимали размеры крупных катастроф.
В 1907 г. в результате самовоспламенения пороха произошел взрыв боевых припасов на французском броненосце «Иена». Другой случай произошел во Франции же в 1911 г. На броненосце «Либерте», стоявшем в тулонском рейде, произошел сильный взрыв, имевший тяжелые последствия.
Со времени описанных двух катастроф проведено много крупных усовершенствований в деле производства бездымного прроха, повсюду приняты пороха, содержащие надежные стабилизаторы, как дифениламин 1 и др.
Сроки безопасного (т. е. до потери химической стойкости) хранения пороха со стабилизатором свыше 20 лет, без стабилизатора— около 10 лет; однако срок служебной пригодности пороха в полтора—два раза меньше вследствие потери им баллистических качеств.
1 Как уже раньше указывалось, дифениламин был впервые предложен в конце прошлого столетия В. Н. Никольским. В России в конце 1909 г. было решено изготовлять все пироксилиновые пороха с примесью дифениламина. Во Франции дифениламин был введен в качестве стабилизатора пироксилинового пороха в 1910 г. (взамен амилового спирта).
4*
ГЛАВА IV
V СКОРОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
Наблюдаются две формы самораспространяющегося химического превращения порохов и ВВ, отличающиеся друг от друга порядком скорости распространения: миллиметры в секунду для горения (при атмосферном давлении) и километры в секунду для взрыва и детонации.
В порохах и бризантных ВВ горение обычно возникает при простом зажигании пламенем, детонация же вызывается действием капсюля-детонатора. В некоторых случаях в зависимости от природы ВВ и других причин детонация может возникнуть самопроизвольно во время горения.
Скоростью распространения взрыва называется толщина и слоя взрывчатого вещества, претерпевшего взрывчатое превращение в единицу времени.
Если db есть толщина слоя, разложившегося за время dt, то скорость распространения взрыва будет
de.
Отсюда толщина слоя, разложившегося в течение любого времени от Zj до t2, определяется:
б
И
Если скорость и постоянна, то формула упрощается:
S U (^2	^1) •
1. ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ ПОРОХА
Известно из повседневного опыта, что при разведении огня вначале необходимо зажечь хотя бы небольшой поверхностный слой топлива (зажжение); затем от места зажигания пламя распространяется по поверхности кусков топлива (вопламене-ние); за воспламенением следует послойное горение отдельных кусков топлива, т. е. распространение процесса горения от поверхности вглубь топлива.
52
Аналогично этому в процессе сгорания пороха различают три стадии: зажжение, распространение горения по поверхности и горение вглубь порохового зерна.
Зажжением называется явление возникновения горения в более или менее ограниченном поверхностном слое порохового зерна.
Зажжение происходит тем легче, чем мощнее вызывающий его тепловой импульс; кроме того, легкость зажжения зависит от химической природы пороха, величины порохового зерна, характера поверхности пороховых зерен, структуры пороха (пористый, сплошной) и от других факторов.
Ввиду того, что условия зажжения существенно отличаются от условий, при которых определяется температура вспышки, далеко не всегда наблюдается соответствие между значением температуры вспышки и легкостью зажигания. Например, температура вспышки дымного пороха равна 290—310°, а бездымного 180—200°; вместе с тем известно, что дымный порох зажигается много легче, чем бездымный. Хорошо известно, что зернений порох зажигается легче, чем порох из той же пороховой массы, но взятый в виде лент, трубок, палок и т. д., т. е. крупных пороховых элементов. Равным образом пористое зерно зажигается легче, чем сплошное. Влияние физической структуры легко можно видеть из сравнения степени легкости зажигания пироксилина и нитроглицерина; хотя температура вспышки этих веществ почти одинакова (температура вспышки пироксилина 195°, а нитроглицерина 200°), пироксилин легко зажигается от пламени спички, в то время как при опускании в нитроглицерин горящая спичка гаснет, не воспламеняя его.
Для определения зажигаемости пороха пользуются приборами, в которых испытуемый порох подвергается действию луча пламени постоянной интенсивности и определяется продолжительность воздействия луча пламени, необходимая для зажжения пороха.
Опытом установлено, что пороховая мякоть зажигается легче дымного пороха, имеющего форму зерен, неграфитованный дымный порох зажигается легче пироксилина, а пироксилиновые пороха зажигаются труднее нитроглицериновых.
Распространение горения по поверхности, называемое воспламенением, как установлено недавними исследованиями, имеет место только при горении пороха в воздушной атмосфере.
При горении пороха на воздухе, по мнению К. К. Андреева, большая скорость воспламенения (сравнительно со скоростью горения вглубь зерна) обусловлена, повидимому, тем, что при горении на воздухе реакция не идет до конца, а образуются горючие газы. Эти газы, смешиваясь с воздухом, догорают за счет его кислорода до конца, причем повышается температура пламени. Вследствие этого поверхностные слои пороха по кон-ТУРУ Фронта горения нагреваются пламенем с более высокой
53
'Температурой, чем поверхностные слои фронта горения. Поэтому на воздухе воспламенение пороха происходит быстрее, чем распространение горения вглубь зерна. Так, например, по дан* ным Андреева скорость воспламенения нитроглицеринового пороха составляет 16,7 см/мин, а скорость горения вглубь зерна того же пороха равна 4,5 см/мин.
Отсюда следует, что в замкнутом пространстве зарядной каморы, в котором горение пороха происходит без доступа воздуха, не имеет места распространение горения по поверхности пороха, и для того, чтобы произошло одновременное воспламенение по всей поверхности всех пороховых зерен, необходимо обеспечить охват этой поверхности пламенем.
Вследствие того, что бездымный порох при малых давлениях трудно зажигается и трудно воспламеняется, в первый >	период его применения для стрельбы из орудий наблюдались
!	затяжные выстрелы и даже отказы. Поэтому для обеспечения
I	надежности воспламенения бездымного пороха были введены
।	дополнительные заряды, называемые воспламенителями. Воспла-
j	ме ните л и изготовляются из дымного пороха или из пористого
Г	зернистого пироксилинового пороха. Эти два вида порохов лег-
ко воспламеняются и быстро сгорают. При сгорании воспламенителя давление в канале ствола поднимается быстро до 30— 40 ат, и элементы пороха (трубки, зерна и т. п.) охватываются ? * сильным пламенем. При этих условиях обеспечивается быстрое ' воспламенение заряда по всей поверхности пороха и устраняются затяжные выстрелы и отказы.
;	Л Горение пороха, или собственно горение есть процесс рас-
i	пространения реакции разложения пороха от поверхности слоев
|	.вглубь зерна.
j J Средняя скорость горения, т. е. толщина слоя, на которую !	горение распространяется в единицу времени, зависит от при-
। роды пороха, его физической структуры и температуры, а так-( же от давления.
> Влияние начальной температуры пороха не имеет большого практического значения в ствольной артиллерии, однако при стрельбе без пристрелки ее надо учитывать; при увеличении температуры на 1° давление в канале орудия возрастает на 0,29— 0,77°/о вследствие увеличения скорости горения пороха.
Давление, под которым происходит горение пороха, имеет большое практическое значение (см. табл. 11).
Из табл. 11 видно, что дымный порох наименее чувствите-/	лен к давлению, пироксилиновый — наиболее чувствителен, ни-
троглицериновый порох по чувствительности к давлению занимает промежуточное положение между дымным и пироксилино-i	вым порохами.
।	Существует несколько формул для выражения закона горе-
I	ния пороха, определяющего зависимость скорости горения от
давления и природы пороха, с
Таблица 11
Скорость горения порохов, смкек
Давление кг-см*	Дымный ружейный порох	Пироксилиновый ружейный порох	Баллистит (40% нитроглицерина)
1	0,8	0,08	0,27
500	6,4	4,7	11,0
1000	8.0	7,5	16,9
1500	9,2	9,9	2’,5
2000	10,1	12,2	25,5
2500	10,9	18,9	29,5
Первая формула, предложенная Вьелем: и = Ар\ где р — давление;
и — скорость горения при давлении р;
Ли —величины, зависящие от природы пороха.
Чем меньше тем меньше изменение давления влияет на скорость горения пороха.
Зьель принимал для обычных дымных порохов	По
данным М. Е. Серебрякова для медленно горящих дымных порохов	Е. А. Забудский принимал для пироксилиновых
порохов >=0,93.
В настоящее время для давлений выше 250 кг!см2 для бездымных порохов принят закон скорости горения
и=иг р, где uY— коэффициент, зависящий от природы и в меньшей мере от температуры пороха;
р — давление в кг/см2.
Из закона скорости горения и = игр следует, что размерность величины
г , мм/сек =—г-~  кг[см-
Для давлений до 250 кг!см2 по формуле u~utp получаются неудовлетворительные результаты; для этих давлений можно пользоваться формулой Я. М. Шапиро
zz = 0,37p0’7.
1	2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВЗРЫВА
' .	В ГАЗООБРАЗНЫХ СИСТЕМАХ
Взрывчатые газообразные системы, встречающиеся в технике, представляют собой, как правило, смеси из горючих газов или паров и газов, поддерживающих горение.
Механизм самовоспламенения газовой смеси. Подобно тому как это было установлено при рассмотрении действия теплового импульса на конденсированные 1 ВВ, при нагревании газовой смеси возникает реакция между горючими газами и кислородом, скорость которой увеличивается с повышением температуры. Соответственно увеличению скорости реакции увеличивается количество теплоты, выделяемое в единицу времени. Одновременно происходит рассеивание теплоты. При низких температурах вся выделяющаяся при реакции теплота успевает рассеяться, вследствие чего температура газа не превышает температуры окружающей среды. При повышении температуры газовой смеси теп-лоприход растет и по достижении определенной температуры он становится больше теплоотдачи. С этого момента температура газа быстро возрастает; это приводит к сильному ускорению и самоускорению реакции и заканчивается взрывом.
Та минимальная температура газовой смеси, при которой теплоприход становится больше теплоотдачи и химическая реакция вследствие ее ускорения и самоускорения принимает характер взрывчатого превращения, называется температурой самовоспламенения или вспышки газовой смеси.
Из сказанного следует, что температура самовоспламенения не является абсолютной характеристикой данной газовой смеси, но подобно тому, как это было выше установлено для температуры вспышки конденсированного ВВ, зависит от ряда условий, определяющих величину теплоприхода и теплоотвода. Так, например, если газовая смесь заключена в сферическом сосуде малого диаметра, то температура самовоспламенения будет выше, чем в сосуде большего диаметра (теплоотдача пропорциональна площади поверхности, т. е. квадрату диаметра, тепло-приход— объему, т. е. кубу диаметра). Если газовая смесь находится под повышенным давлением, то температура самовоспламенения будет ниже (давление увеличивает скорость реакции, но на теплоотдачу практически не влияет).
Пределы взрывчатости газовых смесей. Установлено, что взрыв газовых смесей происходит не при любом соотношении компонентов, а лишь в определенных границах состава, называемых пределом взрывчатости.
Пределы эти зависят от ряда условий: интенсивности начального импульса, температуры и давления, природы компонентов, содержания и природы инертных примесей и других причин.
Существование предела взрывчатости можно объяснить, исходя из изложенных выше соображений об условиях самовоспламенения газовых смесей.
Рассмотрим смесь окиси углерода с воздухом. Очевидно, что наиболее благоприятных условий для взрыва можно ожидать
1 Конденсированными системами называются твердые и жидкие вещества в отличие от газообразных веществ.
для смеси, соответствующей максимальному тепловому эффекту. Этому условию соответствует, смесь, содержащая ровно столько кислорода, сколько необходимо для полного сгорания окиси углерода в углекислоту, по уравнению реакции
2СО + Оо = 2СО..
Избыток окиси углерода или кислорода (воздуха) не принимает участия в реакции и на его нагрев расходуется теплота. Поэтому максимальная достигаемая температура будет ниже. При определенной величине этого избытка теплоприход не компенсирует потерь теплоты на нагрев газов, не участвующих в реакции, и тогда горение прекращается.
Минимальное содержание горючего, при котором горение еще возможно, носит название нижнего предела взрывчатости; максимальное содержание соответственно называется верхним пределом.
В табл. 12 приведены сведения о пределах взрывчатости смесей некоторых газов с воздухом.
Таблица 12
Пределы взрывчатости смесей газов с воздухом при атмосферном давлении
Горючий компонент	Пределы взрывчатости в объемных процентах	
	нижний	верхний
Водород . 		4,0	74,2
Окись углерода 		12,5	74,2
Этан		3,2	12,5
Метан 		5,0	15,0
Задержка самовоспламенения. Опыт показывает, что при нагревании взрывчатой газовой смеси до температуры самовоспламенения требуется прогреть смесь в течение некоторого времени, для того чтобы произошла вспышка.
Продолжительность задержки самовоспламенения зависит от ряда причин, в частности, от температуры и состава смеси.
В табл. 13 приведены данные о продолжительности задержки самовоспламенения некоторых метановоздушных смесей при разных температурах.
Продолжительность задержки самовоспламенения смесей с окисью углерода и с водородом значительно меньше, чем метановоздушных смесей.
Таблица 13
Задержка самовоспламенения метановоздушных смесей
Содержание метана в смеси в объемных процентах	Температура сосуда, °C					
	720	775	825	875	975	1075
		Задержка самовоспламене			ния, сек.	
6	6,4	1,08	0,58	0,35	0,12	0,039
9		1,33	0,65	0,39	0,14	0,044
12	—	1,64	0,74	0,44	0,16	0,055
Явление задержки самовоспламенения объясняется теми же причинами, которые обусловливают существование периода задержки вспышки у конденсированных взрывчатых веществ.
Механизм распространения горения газовых смесей. В том случае, когда не весь объем газовой смеси равномерно нагрет до некоторой температуры, а на него действуют в какой-либо точке источником тепла высокой температуры (пламя, искра и т. п.), создается зона газовой смеси, имеющая высокую температуру, при которой возникает интенсивная реакция, сопровождающаяся свечением (зона пламени). От этой зоны теплота реакции путем теплопроводности передается соседним слоям газа и, нагревая их, в свою очередь вызывает быструю реакцию. Если при этом теплота реакции новых слоев газа превышает теплопотери, то реакция распространяется от слоя к слою, пока не сгорит вся имеющаяся смесь. В противном случае распространение реакции не имеет места.
Линейная скорость распространения горения газовых смесей мала; например, для метановоздушных смесей она равна нескольким метрам в секунду.
3. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВЗРЫВА В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ
Определение скорости распространения взрыва. Скорость взрыва определяют с помощью сложных приборов — хронографов, которые описываются в специальных курсах теории ВВ и в курсе внутренней баллистики. Широкое применение нашли в последнее время оптические методы определения скорости детонации с помощью 'фоторегистров.
Проще определяется скорость взрыва по Дотришу. Для этого определения необходимо иметь детонирующий шнур с точно определенной скоростью детонации. Схема выполнения этого определения дана на фиг. 9.
58
для определения скорости детонации по Дот-ришу.
В заряд ВГ взрывчатого вещества в точках А и Б на расстоянии I друг от друга введены капсюли-детонаторы, соединенные соответственно с двумя концами детонирующего шнура определенной длины (обычно 1 л). Петлю шнура укладывают на свинцовой пластинке, на которой против середины шнура делают метку. Заряд инициируют с помощью капсюля-детонатора у В. При взрыве заряда детонация распространяется по шнуру вначале от его конца А и немного позже от конца Б. Поэтому место встречи детонационных волн сместится вправо от середины шнура на расстояние а. В этом месте на пластинке образуется углубление. Если обозначим скорость детонации шнура через и, искомую скорость детонации взрывчатого вещества через х,
длину шнура через L, то имеем вследствие равенства времени пробега детонационной волны от А по двум направлениям до углубления
— — а
I____ , ±_
п- )
V
V
откуда
tv
2а
Механизм распространения горения ВВ и порохов. Ниже излагаются краткие сведения из работ в этой области.
Механизм горения порохов по Мюрауру. По М юр аур у теплота, выделившаяся при горении слоя пороха, переносится соседнему слою пороха ударами молекул горячих газов, причем она сообщает молекулам этого слоя необходимую для их распада энергию активации. Теплота горения второго слоя передается таким же образом следующему, третьему и вызывает его распад и т. д.
Таким образом, по этой теории процесс активации и распада молекул пороха начинается в конденсированной фазе и вызывается непосредственными ударами молекул продуктов горения.
Механизм горения ВВ и порохов по Беляеву1. В противоположность Мюрауру А. Ф. Беляев исходит из установленного им положения, что горение взрывчатых веществ происходит в газовой фазе. По Беляеву горение бризантных ВВ протекает следующим образом. Пусть А (фиг. 10)—область конденсированной фазы взрывчатого вещества, Б— область горячих продуктов реакции. Между этими двумя областями находятся слои В и Г вещества в парообразном состоянии.
Пары, образовавшиеся вследствие испарения конденсированной фазы, вспыхивают не сразу, а по прошествии некоторого времени, которое необходимо для подогрева паров и развития в них реакции.
1 А. Ф. Б е л я е в, К вопросу о теории горения бризантных ВВ, Сборник статей по теории ВВ, под ред. проф. К. К- Андреева и проф. Ю. Б. Харитона, Москва, 1940.
59
В результате горенке будет иметь место в зоне В, на некотором расстоянии от конденсированной фазы Л, а между Л и В будет находиться зона Г подготовки паров к горению.
Следовательно, при горении взрывчатого вещества не имеет места непосредственная бомбардировка его поверхности молекулами горячих продуктов горения, а энергия доставляется конденсированной фазе путем теплопроводности через слой пара В, подготовляющийся к реакции.
Очевидно, что при установившемся, стационарном режиме горения количество вещества, испарившегося за 1 сек. на 1 см2 поперечного сечения, равняется количеству сгоревшего вещества за 1 сек. на 1 с.и2,— другими словами, массовая скорость 1 испарения
Фиг. 10. Схема механизма горения ВВ по Беляеву.
Л—область конденсированной фазы; £—область горячих продуктов реакции; В — зона горения парообразного вещества; Г—зона подготовки паров к горению.
конденсированной фазы должна равняться массовой скорости горения пара. Что касается механизма распространения горения паровой фазы, то он, очевидно, идентичен с ранее рассмотренным механизмом распространения горения взрывчатых газообразных систем.
Основой коллоидных порохов является пироксилин, который, как известно, при нагревании не испаряется. По Беляеву при горении пороха происходит разложение пироксилина с образованием летучих продуктов (газификация) 1 2. Эти летучие продукты играют здесь ту же роль, что и пары В В при горении последнего. В остальном механизм горения коллоидных порохов одинаков с описанным для ВВ.
К. К- Андреев и А. Ф. Б еляев отмечают в своих работах важное значение в вопросе об устойчивости горения соотношения между газопритоком и газооттоком. Представим себе, что взрывчатое вещество, заполняющее цилиндрическую трубку, зажжено н горит по торцу. В* этом случае наблюдается фронт горения — зона интенсивной реакции, отделяющая непрореагировавшее вещество от продуктов реакции. Образующиеся при горении газы оттекают в направлении, противоположном направлению распространения горения. Очевидно, что давление в трубке будет зависеть от соотношения между скоростью газопритока (зависящей от скорости горения взрывчатого вещества) и скоростью газооттока. Давление не будет возрастать в том случае, если из трубки вытечет в единицу времени столько газов, сколько их образуется при горении. С другой стороны, количество вытекающих газов определяется величиной внешнего давления и величиной давления в трубке у фронта горения. Давление во фронте горения влияет также на скорость горения, которое, как известно, возрастает с давлением.
По характеру горения, т. е. по соотношению между газопритоком и газооттоком, можно все взрывчатые вещества подразделить на две категории:
1) взрывчатые вещества, при горении которых скорость оттока газов равна скорости их образования; в этом случае имеем стационарный процесс горения, т. е. горение с установившейся (постоянной) скоростью;
2) взрывчатые вещества, при горении которых скорость газопритока больше скорости газооттока; в этом случае давление во фронте горения будет непрерывно повышаться, и горение, соответственно ускоряясь, перейдет в детонацию.
1 Массовая скорость горения (или испарения) представляет собой массу вещества, сгорающего (или испаряющегося) в 1 сек. на 1 см2 поперечного сечения. Размерность массовой скорости г1сек*см2.
2 Подробно вопрос о газификации порохов при горении разработан Я. Б. Зельдовичем, О. II. Л сипу неким и другим::.
€0
Условия устойчивости горения ВВ и порохов по Андрееву. Исходя из сказанного выше о соотношении между газопритоком и газооттоком, К. К- Андреев трактует вопрос о характере горения взрывчатых веществ и порохов следующим образом.
Инициирующие взрывчатые вещества, как показывает опыт, не только имеют большую скорость горения даже при малых давлениях, но и характеризуются большим увеличением скорости горения с увеличением давления. Этим объясняется характерная способность инициирующих взрывчатых веществ легко детонировать при воспламенении их лучем пламени: скорость горения, которая очень значительна уже при обыкновенном давлении, быстро увеличивается с увеличением давления до значения порядка скорости детонации.
Бризантные взрывчатые вещества ведут себя при горении аналогично инициирующим взрывчатым веществам только в том случае, если налицо факторы, облегчающие переход горения в детонацию. Такими факторами являются: 1) пористая структура взрывчатого вещества, 2) жидкое состояние взрывчатого вещества.
Рассмотрим процесс горения взрывчатых веществ с пористой структурой. Горячие газообразные продукты, образовавшиеся при горении одного слоя пороха, зажигают соседний слой. Кроме того, эти продукты горения частично проникают в поры, т. е. вглубь вещества, и зажигают его по внутренней поверхности, образованной порами; в результате этого возрастает поверхность горения по сравнению с площадью сечения горящего заряда. Соответственно возрастает скорость газообразования, т. е. количество газов, образующихся в единицу времени на единицу площади сечения. Вследствие этого во фронте горения наступает ускоряющееся повышение давления, горение становится самоускоряющимся и более или менее быстро переходит в детонацию.
Описанный для пористых взрывчатых веществ процесс перехода горения в детонацию, очевидно, невозможен у жидких взрывчатых веществ. Наблюдающийся здесь переход горения в детонацию объясняется тем, что при горении вещества поверхностный слой жидкости прогревается до температуры кипения или вспышки. При вскипании пары и брызги жидкости, попадая в зону горячих газов, быстро сгорают, вследствие чего давление возрастает, горение становится самоускоряющимся и может перейти в детонацию.
Литые взрывчатые вещества (например, литой тротил, литая французская смесь) характеризуются сплошностью их структуры. Но известно, что горение этих веществ происходит лишь при условии подвода теплоты (в начале горения — извне, а в дальнейшем — за счет теплоты горения), достаточного для предварительного расплавления следующего слоя вещества. Поэтому здесь явление протекает дальше аналогично горению жидких ВВ, т. е. при горении пары и брызги жидкости из соседнего слоя поступают в зону горячих газов, где сгорают и тем ускоряют процесс дальнейшего горения, доводя его при благоприятных обстоятельствах до детонации.
Особенности горения бездымных коллоидных порохов обусловлены, с одной стороны, их однородной сплошной структурой, а с другой стороны, тем, что основой пороха является не плавящийся и не испаряющийся при нагревании пироксилин. Эти две его особенности чрезвычайно затрудняют переход горения в детонацию, которая в этом случае возможна лишь при действии мощного детонатора. При горении порохов с такой структурой поверхность несгоревшей части зерна остается твердой и вследствие почти полного отсутствия пор — непроницаемой для газов; поэтому такие пороха горят параллельными слоями.
Теория взрывной волны. Бертло видел причину взрыва в энергии удара, производимого газообразными молекулами продуктов взрыв'чатого разложения инициатора, или при детонации на расстоянии — в энергии удара, производимого волной, вызванной взрывом ВВ и распространяющейся в окружающей среде.
61
Совокупность непрерывного ряда последовательных явлений — механических (удар), физических (нагрев) и химических (разложение)— по некоторой аналогии с волнообразным движением была названа взрывной волной.
По этой теории передатчиком процесса детонации по массе вещества являются молекулы газообразных продуктов. Полагали, что скорость детонации может быть подсчитана как скорость движения молекул при температуре, развивающейся в результате детонации. Результаты подсчета средней скорости движения молекул для некоторых газообразных систем и сопоставление их с результатами определения скорости детонации дали близко совпадающие результаты.
Бертло распространил эту теорию не только на газообразные, но и на конденсированные системы. Между тем для последних эта теория не согласуется с опытными данными и не может объяснить ни значительно большие (в 2—3 раза) скорости детонации у конденсированных систем, ни зависимость скорости детонации от объемной плотности вещества.
Кроме того, в последнее время установлен ряд новых фактов, противоречащих теории Бертло.
Теория взрывной волны излагается здесь кратко, лишь для того, чтобы показать один из важных этапов в развитии наших взглядов на механизм распространения детонации.
4. УДАРНАЯ ВОЛНА
Наиболее совершенной теорией детонации, отвечающей современному уровню знаний, является гидродинамическая теория, основанная на теории ударной волны.
Общая характеристика ударных волн. В акустике рассматриваются так называемые слабые волны, когда частицы возмущенной материальной среды имеют весьма малые скорости по сравнению со скоростями распространения волны. Параметры, характеризующие слабую волну,— скорость частиц, плотность среды и давление — изменяются непрерывно. По прекращении возмущения среды частицы ее возвращаются в первоначальное положение.
Наряду с такими слабыми волнами известны другие, резко отличающиеся тем, что: 1) частицы возмущенной сжимаемой среды не возвращаются по прекращении возмущения в свое первоначальное положение равновесия в среде, 2) скорости частиц значительны и часто близки к скорости распространения волны и 3) сгущение в волне стремится с течением времени превратиться в скачок давления и уплотнения.
Эти волны, резко отличающиеся от звуковых волн и наблюдающиеся при детонации, а также перед телами, движущимися в газах с зазвуковой скоростью (т. е. скоростью, превышающей скорость звука), называются ударными волнами.
62
Возникновение ударной волны при детонации. По Я. Б. Зельдовичу ударные волны возникают при детонации взрывчатых веществ следующим образом. Представим себе центральное инициирование заряда ВВ шаровой формы. Вследствие громадной скорости распространения реакции внешние части заряда не успевают сдвинуться с места до окончания взрыва. Поэтому средняя плотность газообразных продуктов взрыва в момент окончания реакции равна начальной плотности ВВ.
Средним значениям плотности ВВ 1,3, температуры 3000° К и молекулярного веса продуктов взрыва 25 отвечало бы по уравнению Клапейрона давление
1300 ^2400^™^ = 13 ою
F 2.5	1000-273
Поясним это решение.
Из выражения
povo=RTo,
где R—универсальная газовая постоянная, находим
~ Го ‘
Подставляя в уравнение Клапейрона, получаем
npav0T vT0 ’
где п—число граммолей газа.
Очевидно, для одного литра ВВ:
1300
Pq— 1 KzjcM2; r0=22 400 cj£3; v —1000 сл&.
Подставляя эти значения в формулу, найдем указанную выше величину р=13 000 А:г/слЛ
В действительности для реального газа среднее давление в несколько раз выше. Кроме того, различные частицы ВВ реагируют в различные моменты времени, что приводит к неравномерному распределению давления в объеме, занятом продуктами взрыва, и к движению последних. Рассчитанное с учетом этих обстоятельств максимальное давление продуктов взрыва достигает 100—400 тыс. атмосфер.
К моменту окончания реакции и образования этого давления продукты взрыва окружены невозмущенной средой. При таких условиях расширение продуктов взрыва сопровождается образованием мощной ударной волны.
Распространение ударной волны вследствие необратимого характера сжатия в волне сопровождается рассеянием механиче
63
ской энергии и превращением ее в тепловую. По этой причине, а также и потому, что по мере распространения волны увеличивается ее поверхность и количество вовлеченного в движение вещества, амплитуда волны падает с расстоянием.
Форма и действие ударной волны. Допустим, что в некоторый момент времени волна, распространяющаяся от места взрыва или от предмета, движущегося с зазвуковой скоростью, имеет вид, показанный на фиг. 11,а. Как показывает теория и подтверждает опыт, место максимального избытка давления Др будет распространяться с большей скоростью, чем любое другое место волны с меньшим избытком давле-
ния, а потому через некоторое время это место передвинется ближе к переднему краю волны, как показано на фиг. 11,6.
В пределе место максимального избытка давления нагонит передний край волны и здесь образуется скачок давления, распространяющийся со скоростью, превышающей скорость звука (фиг. 11,в).
В дальнейшем форма переднего края, или фронта волны уже не может измениться и сохраняется устойчиво продолжительное вре-
а.
ч *

и

Фиг. 11. Схемы форм распространения ударной волны.
мя. Хвост же уплотнения постепенно растягивается в направлении движения и становится все более пологим.
Таким образом каждое сгущение среды, образующееся при детонации или при движении тела в газах с зазвуковой скоростью, должно со временем превратиться в скачок давления и уплотнения.
Характерной особенностью ударной волны является движущийся позади волны поток среды, направленный в сторону движения волны.
В табл. 14 приведены примерные (вычисленные) значения
характеристик ударных волн.
Приведенные в табл. 14 значения величин, характеризующих ударные волны, не являются точными, но дают представление о порядке величин. Учитывая это, можно высказать следующие соображения.
Скорости движения потока среды являются величинами одного порядка со скоростью ударной волны при значениях последней выше 2000 м/сек. Легко можно- себе представить, какие разрушения может вызвать поток среды, движущейся со скоростью до 6500 м/сек, при встрече с преградой. При отражении ударной волны от преграды происходит значительное повышение давления, как это было установлено А. Ф. Беляевым
опытным путем.
Таблица 14
Величины, характеризующие ударные волны
Избыток давления волны против давления окружающей среды кг] см2	Скорость дв ижения волны м/сек	Скорость потока среды м/сек	Избыток давления волны против давления окружающей среды кг/см1	Скорость движения волны м/сек	Скорость потока среды м/сек
1	452	175	299	5150	4590
4	698	452	399	5900	5330
9	978	725	499	6570	5980
49	2150	1795	599	7140	6570
99	3020	2590			
5. ПОНЯТИЕ О ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ДЕТОНАЦИИ
По гидродинамической теории детонации реакция распространяется по веществу в результате передачи энергии скачком давления ударной волны.
В этом случае скорость детонации есть та скорость распространения ударной волны по веществу, при которой скачок давления, вызываемый движением волны, оказывается достаточным, чтобы вызвать взрывчатое превращение вещества в охваченном волной слое.
Детонационная волна распространяется по заряду с постоянной скоростью вследствие того, что потери энергии ударной волны непрерывно восполняются энергией химического превращения новых частиц вещества.
6. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ДЕТОНАЦИИ
По Ю. Б. Харитону и В. О. Розингу детонация может протекать устойчиво лишь при том условии, что реакция во фронте детонационной волны практически завершится раньше, чем мощные механические силы, вызванные прохождением детонационной волны, рассеют реагирующее вещество.
Иначе говоря, должно иметь место неравенство
т< 0,
где т — время реакции, а 0 — время разброса взрывчатого вещества.
Авторы указали, что величина т должна быть связана со свойствами ВВ и его состоянием. Величина 6 определяется диаметром патрона и массой оболочки.
5 А. Г. Горст
65
Эта гипотеза не только подтвердилась при дальнейших исследованиях, но она привела к разрешению важных для практики вопросов о влиянии диаметра заряда, прочности оболочки и плотности ВВ на устойчивость детонации.
Диаметр заряда. Очевидно, что время 0, необходимое для рассеивания частиц ВВ, убывает с уменьшением диаметра патрона. Поэтому при достаточно малых диаметрах заряда величина в сделается настолько малой, что условие т< 0 окажется невыполнимым, а детонация — невозможной. Вещество будет в этом случае разбросано раньше, чем химическое превращение успеет пройти до конца.
Специально поставленные опыты с нитроглицерином показали, что он детонирует в стеклянной трубке, когда диаметр трубки больше 2,08 мм. При меньших диаметрах детонация не происходит. 12%-ный раствор метилового спирта в нитроглицерине детонировал в стеклянной трубке, когда диаметр последней лежал в пределах 3,5—3,7 мм.
Этими опытами Харитон и Розинг установили наличие критического, или предельного диаметра заряда для ВВ, находящегося в оболочке. Так назван минимальный диаметр заряда, при котором взрывчатое вещество еще способно к устойчивой детонации.
Оболочка заряда. Влияние оболочки можно продемонстрировать на следующем опыте с аммиачной селитрой.
Сухая хорошо измельченная аммиачная селитра при плотности 0,8 в бумажной или тонкостенной стеклянной трубке устойчиво детонирует лишь при диаметре 80—100 мм и только при достаточном инициировании Если же аммиачную селитру поместить в оболочку настолько прочную, что она не разрывается и даже заметно не деформируется при взрыве, то устойчивая детонация наблюдается уже при диаметре заряда 7 мм и при инициировании только капсюлем-детонатором. Эффективное влияние оболочки в этом случае делается еще более наглядным, если сопоставить эти данные с тем, что даже такое чувствительное к детонации вещество, как тротил, не дает устойчивой детонации при диаметре заряда 7 мм без оболочки.
Действие оболочки раньше связывали с ее прочностью. Недавно установлено1 2, что это действие определяется прежде всего .массой оболочки, а прочность ее является лишь добавочным фактором. Например, при одинаковой толщине свинцовой и железной оболочек одинаковый заряд (одинакового диаметра, при одном и том же ВВ одинаковой плотности, измельчения и т. п.) дает больший эффект в свинцовой оболочке, чем в железной, несмотря на значительно большую прочность железа.
1 А. Ф. Беляев и Ю. Б. Харитон, ДАН 48, № 4 (1945).
2 А. Ф. Беляев и А. Е. Беляева, ДАН 50, 299 (1945).
66
Плотность заряда и степень измельчения взрывчатых смесей. Многие взрывчатые смеси, а также некоторые однородные ВВ обладают способностью к устойчивой детонации лишь при условии, что их плотность не превышает некоторого предельного значения. Если плотность выше предельной, то при инициировании такого заряда возникает неустойчивая детонация, которая затухает на большем или меньшем расстоянии от инициатора. Максимальная плотность, при которой взрывчатое вещество в данных условиях еще способно к устойчивой детонации, называется предельной плотностью.
Предельная плотность зависит от диаметра заряда и химической природы вещества (или смеси), от его физического состояния и условий взрыва.
Для установления зависимости предельной плотности 1 от величины диаметра заряда были проведены опыты с образцами динамона Т (смесь 88% аммиачной селитры и 12'% торфяной муки) трех сортов, совершенно одинаковых по составу, но различных в отношении измельчения исходных компонентов. У одного сорта — средний динамон — степень измельчения была весьма близка к степени измельчения технического динамона Т. Другой сорт — улучшенный — был измельчен гораздо более тщательно. Наконец, третий сорт динамона — ухудшенный — был измельчен весьма грубо и от капсюля-детонатора не взрывался.
Во всех опытах обеспечивалось достаточное инициирование применением соответствующего инициатора.
Результаты опытов приведены в табл. 15.
Таблица 15
Зависимость предельной плотности от диаметра заряда
Диаметр заряда мм	Предельная	плотность динамона, г\см^	
	улучшенный	средний	ухудшенный
И	0,91	 —	—
15	1,00	0,71	
20	1,08	0,80	—
25	1,12	0,87	—
30	1,19	0,99	0,70
40	1,22	1,03	0,77
50	•—	ЕяО	0,85
62,5	—	1,17	
1 А. Ф. Беляев
5*
и А. Е. Беляева, ДАН 50, 295 (1945).
67
Из данных табл. 15 следует, что увеличение диаметра заряда у всех составов весьма заметно увеличивает предельную плотность. Например, в случае среднего динамона при диаметре заряда 20 мм предельная плотность равна 0,8; при диаметре же 62,5 мм детонация устойчива еще при плотности 1,17. Из того, что диаметр заряда, отвечающий предельной плотности, является, очевидно, предельным диаметром, следует, что предельные диаметры и предельные плотности данного ВВ являются величинами взаимосвязанными.
В случае грубо измельченной взрывчатой смеси, каковой является ухудшенный динамон, можно добиться устойчивой детонации даже при сравнительно высокой плотности, если взять заряд достаточно большого диаметра и применить достаточно мощный инициатор.
Физическая структура и агрегатное состояние ВВ. Многочисленные опытные данные и наблюдения доказывают, что В В, физически неоднородные, пористые, с очень развитой поверхностью, легче детонируют, чем физически однородные ВВ со сплошным строением. На детонируемость влияют и другие физические факторы — величина и структура зерен, вязкость. Влияние плотности мы уже отметили на примере динамона Т.
Известно, что порошкообразный тротил легко детонирует от капсюля-детонатора, а для детонирования литого тротила требуется сильный детонатор. Кристаллический мононитроглицерин легко детонирует от капсюля-детонатора, а жидкий — крайне трудно.
Можно привести много подобных примеров, доказывающих, что физически однородная сплошная среда, жидкая или твердая, менее благоприятна для детонации, чем неоднородная среда, пористая, с очень развитой поверхностью.
Установлено \ что предельный диаметр жидкого тротила равен 32 мм; предельный же диаметр порошкообразного тротила при объемной плотности, равной плотности жидкого тротила, меньше 2,1 мм. Таким образом предельный диаметр жидкого тротила почти в 15 раз больше предельного диаметра запрессованного порошкообразного тротила.
7. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ ДЕТОНАЦИИ
Далеко не всегда те факторы, которые увеличивают устойчивость детонации, однозначно влияют и на скорость детонации. Так, например, в случае взрывчатых смесей устойчивость детонации понижается с увеличением плотности. Равным обра-
1	А. Я. Апин и В. к. Боболев, Журнал физической химии, 20 1367 (1946).
68
зом факторы, повышающие чувствительность ВВ к детонации, не всегда повышают одновременно и скорость детонации.
Плотность ВВ. В табл. 16 приводятся важные для практики зависимости между плотностью и скоростью детонации трех бризантных ВВ.
Таблица 16
Зависимость скорости детонации от плотности ВВ
Тротил		Пикриновая кислота		Тетрил	
плотность	скорость детонации м/сек	плотность	скорость детонации м/сек	плотность	скорость детонации м/сек
0,25	2880	0,25	2790	0,24	3200
0,70	3610	0,70	4020	-	—
1>о	4720	—	—	0,96	5350
1,16	5360	1,19	5690	1,22	6290
1,49	6040	1,41	6510	—		—
1,62	6990	1,42	7500	1,68	7740
Инертные примеси. Инертные примеси различно влияют на скорость детонации; иногда эта скорость уменьшается, иногда мало изменяется, а иногда и увеличивается.
Примеры. 1. Скорость детонации чистого нитроглицерина равна 7430 м/сек\ скорость детонации гурдмнамита (75’9/о нитроглицерина и 25% кизельгура) равна лишь 6630 м/сек. Вместе с тем характерно, однако, что чувствительность к детонации гурдинамита значительно выше, чем чистого нитроглицерина.
2.	Примесь 10% динитротолуола к тротилу не влияет на скорость детонации, равную в обоих случаях 6700 м/сек.
3.	При добавлении к взрывчатым ароматическим нитросоединениям аммиачной селитры скорость детонации снижается, причем тем больше, чем больше добавлено селитры.
4.	Сухой прессованный пироксилин имеет скорость детонации около 5320 м/сек, а при содержании 20% влаги скорость детонации повышается до 6097 м/сек.
Указанное влияние плотности и инертных примесей, кажущееся в некоторых случаях весьма неожиданным, объясняется следующим образом на основе формул гидродинамической теории детонации.
69
Воспользуемся формулой О. Е. Власова \ определяющей за* вксимость скорости детонации конденсированных ВВ от характеристик ВВ и продуктов взрыва:
D = Ш-К2(Л2-1)<Д,
1 — CtOg
где D — скорость детонации;
а — коволюм продуктов взрыва (см. стр. 89);
So— объемная плотность взрывчатого вещества (см. сгр. 88);
Qr, —теплота взрывчатого превращения (см. стр. 83\
Рассматривая эту формулу, можно сделать следующие выводы.
Ср
1.	Так как величина ~ изменяется в очень узких пределах, то скорость детонации разных взрывчатых веществ зависит от теплоты взрывчатого превращения, объемной плотности взрывчатого вещества и коволюма. Поэтому, например, тэн и нитроглицерин, имеющие при одинаковых плотностях близкие а и Qr, имеют также и очень близкую скорость детонации. Это же справедливо и для других взрывчатых веществ с близкими а и Qv при одинаковых 30. Отсюда следует, что скорость детонации зависит от а, и Qv, а нс от особенностей их физической структуры.
2.	Аммиачная сел .игра имеет относительно небольшую теплоту взрыва; образующиеся при взрыве аммиачной селитры продукты содержат очень много воды, имеющей малый коволюм. Наконец, вследствие недостаточной чувствительности к детонации сильно запрессованных образцов аммиачной селитры се можно применять только в виде патронов с относительно небольшой объемной плотностью. В результате совокупного влияния этих трех причин аммиачная селитра имеет небольшую скорость детонации.
По тем же причинам аммиачноселитренные взрывчатые вещества имеют относительно небольшие скорости детонации; скорость детонации увеличивается с увеличением содержания нитросоединения, например, тротила. Чем больше тротила в аммоголе, тем больше скорость детонации вследствие увеличения при этом Qv, а и 30.
3.	При увлажнении прессованного пироксилина увеличиваются и а и немного уменьшается Qv. В результате суммарного влияния всех этих трех факторов скорость детонации увеличивается при увлажнении.
4.	Опытным путем установлено, что при увеличении плот-
1 О. Е. Власов, Взрывные волны, 1937.
70
пости заряда одного и того же взрывчатого вещества скорость детонации увеличивается. Это обусловлено влиянием 80.
Заметим, что применение формулы Власова для практических расчетов скорости детонации весьма затруднительно, так как неизвестно значение коволюма а при тех высоких давлениях, порядка 100 000 аг и больше, которые развиваются при детонации й
8.	ДЕТОНАЦИЯ ЧЕРЕЗ ВЛИЯНИЕ
Пои детонации заряда взрывчатого вещества второй заряд может взорваться не только при его расположении впритык к первому, ио и тогда, когда он находится от него на некотором расстоянии, не превышающем определенной величины.
Такая передача детонации называется детонацией через влияние; первый заряд, взрываемый соответствующим детонирующим приспособлением (например, капсюлем-детонатором), называется активным зарядом; второй заряд, расположенный на некотором расстоянии от первого, называется пассивным зарядом.
Расстояние, на которое передается детонация, зависит от ряда причин, из которых мы отметим главные.
1.	Природа’, тплотнс<стЪ, величина, расположение и форма активного заряда. Например, тэн и гексоген передают детонацию на большее расстояние, чем тротил или пикриновая кислота; тротил и пикриновая кислота — на большее расстояние, чем аммопел; плотно спрессованные взрывчатые вещества передают детонацию дальше, чем порошкообразные, свободно насыпанные или слабо спрессованные. Заряд удлиненной формы передает детонацию на большее расстояние в осевом направлении, чем в боковом; при расположении капсюля-детонатора в активном заряде со стороны, обращенной к пассивному заряду, дальность передачи детонации уменьшается.
2.	Природа, плотность и величина пассивного заряда. Вещества, более чувствительные к детонации, детонируют при большем расстоянии ст активного заряда, чем менее чувствительные. Так как при увеличении плотности чувствительность к детонации, как правило, уменьшается, то при увеличении плотности пассивного заряда дальность передачи детонации через влияние также уменьшается. Вообще все факторы, изменяющие
1 Более того, Л. Д. Ландау и К. П. Станюкович полагают, что вообще неправильно пользоваться формулой с коволюмом (подробнее см. К- П. Станюкович, Теория неустановишегося движения, 1948),
чувствительность пассивного заряда к детонации, изменяют дальность передачи детонации через влияние.
От величины пассивного заряда дальность передачи детонации практически не зависит.
3.	Общая оболочка. Дальность передачи увеличивается при включении обоих зарядов в общую оболочку, например, в трубу.
4.	Характер среды, разделяющей заряды. Лучше всего детонация передается через воздух, хуже через воду, еще хуже через глину и хуже всего — через порошкообразную среду, например, через рыхлую землю, песок и т. д.
9.	РАЗРУШИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ И БЕЗОПАСНЫЕ РАССТОЯНИЯ
Возможное разрушительное действие на окружающие предметы при взрыве зависит: 1) от природы и количества взрывчатого вещества; 2) от расстояния от места взрыва и 3) от различных местных условий.
Разрушения от взрывов делят по интенсивности на три группы: а) сильные разрушения — разрушение тонких каменных сооружений; б) умеренные или средние разрушения — разрушение деревянных построек и толстых стекол; в) малые разрушения — разрушение обыкновенных оконных стекол, деформация тонких деревянных филенок, подъем черепицы крыши.
Район вокруг места взрыва, в пределах которого наблюдаются сильные и умеренные разрушения, называется опасной зоной; за пределами последней лежит безопасная зона. Следовательно, безопасная зона включает область малых разрушений.
Расстояние от места взрыва до границы между опасной и безопасной зонами называется безопасным или предельным расстоянием.
Величина безопасных расстояний может быть, например, определена по формуле
d=kVp,
где D — безопасное расстояние в метрах;
Р — количество взрывчатого вещества в килограммах;
Д’ — коэффициент, зависящий от природы взрывчатого вещества.
Значения коэффициента Д’ для бризантных ВВ (по инструкции 1939 г.) приведены в табл. 17.
Для динамитов, тэна и гексогена безопасное расстояние допускается не меньше 50 м\ для остальных взрывчатых веществ не меньше 25 м.
Таблица 17
Коэффициенты для определения безопасных расстояний
Объект	Коэффициент К для случая, когда		
	объект не обвалован	объект обвалован	
		смежный не обвалован	смежный обвалован
Мастерские тетрила и более мощных ВВ . .	, . 		5,7	2,3	1,2
Мастерские прочих ВВ и пиротех- нических составов 		4,0	1,4	0,7
Расходные погреба с ВВ		—	1,0	0,5
10. КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ И КУМУЛЯТИВНЫЕ СНАРЯДЫ
При описании способа определения скорости детонации по-Дотришу было отмечено, что в месте встречи двух противопо-
Фиг. 12. Последовательное положение фронта ударной волны в потоке газов, выходящих из кумулятивного углубления заряда (по Г. И. Покровскому).
ложно направленных волн, идущих от двух концов детонирующего шнура, на свинцовой пластинке получается углубление; это явление объясняется повышением плотности энергии в месте соударения двух волн различных направлений.
Аналогичное явление имеет место при детонации заряда с выемкой (фиг. 12). В этом случае вдоль оси заряда впереди выемки получается наибольшая плотность энергии взрыва и, следовательно, наибольшее разрушительное действие. Это явление называется кумуляцией, выемка (углубление) в заряде — кумулятивной, а сам заряд — кумулятивным.
При взрыве кумулятивного заряда наблюдается следующее.
1. В зоне повышенной плотности энергии происходит резкое увеличение механического действия ударных волн.
2. В этой же зоне имеет место повышенная плотность потока среды, нагретой до очень высокой температуры (температура накаленных продуктов взрыва, заметно повышенная за счет адиабатного сжатия).
73-
Фиг. ! 3. Кумулятивный снаряд (разрез).
7—корпус; 2—головка: 5—р азр ы в н о и	заряд;
4—к у м у л я т к е пая выемка; 5—колпак; 6 -детонатор; 7 — клксюл тонатор; 8—централ ь-ная трубка.
Поэтому при действии кумулятивного заряда наблюдаются два явления: 1) сильное разрушительное действие от мощных ударных волн и 2) сильное прожигающее действие, производимое струей огня, которая выбрасывается из кумулятивного углубления заряда.
Эффект кумуляции нашел широкое практическое применение во время второй мировой войны; наибольшее применение он нашел в так называемых кумулятивных снарядах. На фиг. 13 показан образец германского 105-ли: кумулятивного снаряда (противотанкового) .
Как видно на рисунке, в передней части разрывного заряда имеется выемка. Снаряд снабжен весьма чувствительным головным взрывателем ударного действия. При действии взрывателя детонирует капсюль-детонатор, находящийся в донной части снаряда, и отсюда начинается детонация разрывного заряда.
При действии такого снаряда создается исходящая из кумулятивного углубления заряда струя огня, прожигающая броню танка и врывающаяся внутрь него. Огненная струя
проходит через все помещение танка, сохраняя компактность.
Пробивное действие кумулятивного снаряда увеличивается тогда, когда выемка покрыта слоем металла некоторой определенной
толщины (колпак); при этом возможно увеличение кумулятивного эффекта примерно в 4 раза. Это связано с тем, что при одинаковой энергии движения огненной струи се пробивная способность увеличивается с увеличением массы.
ГЛАВА V
УДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА. ТЕПЛОТА, ТЕМПЕРАТУРА И ДАВЛЕНИЕ ВЗРЫВА
К числу важнейших характеристик взрывчатых веществ, играющих большую роль во всевозможных расчетах конструктора артиллерийских систем, стрелкового оружия и боеприпасов, относятся: удельный объем продуктов взрыва, теплота, температура и давление взрыва.
Для определения этих характеристик надо прежде всего составить уравнение реакции взрывчатого превращения.
Состав продуктов разложения взрывчатого вещества зависит не только от химического состава вещества, но и от других факторов: от способа возбуждения взрывчатого превращения, от физических свойств и структуры заряда, от температуры и давления, развиваемых при взрыве, и т. д. Например, аммиачная селитра может разлагаться по семи различным уравнениям в зависимости от характера и мощности начального импульса. Однако задача становится достаточно определенной, если, например, для заданного бризантного взрывчатого вещества выберем достаточно мощный начальный импульс, обеспечивающий полноту взрыва и нормальную скорость детонации. Но и в этом случае задача определения состава продуктов взрыла теоретическим путем остается в некоторых случаях трудной, а иногда в зависимости от заданной степени точности может ока-з а ться не р а з ре ш и мой.
1. КИСЛОРОДНЫЙ БАЛАНС И КИСЛОРОДНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
На состав продуктов разложения взрывчатого вещества сильно влияет относительное содержание в нем кислорода.
Для оценки относительного содержания кислорода в ВВ пользуются понятием о кислородном балансе, под которым разумеют избыток или недостаток кислорода во взрывчатом веществе против количества, необходимого для полного окисления содержащихся в нем углерода и водорода в углекислоту и воду.
1
Отсюда вытекает понятие о взрывчатых веществах с положительным, нулевым или отрицательным кислородным балансом.
При количественной оценке содержания кислорода во взрывчатом веществе правильнее вместо кислородного баланса пользоваться понятием о кислородном коэффициенте (предложение А. А. Шмидта).
Кислородным коэффициентом называется количество кислорода, содержащееся во взрывчатом веществе, выраженное в процентах от количества кислорода, необходимого для окисления содержащихся во взрывчатом веществе углерода и водорода в углекислоту и воду.
Приведем три примера. Для полного окисления всего углерода и водорода, содержащихся в молекуле нитроглицерина CsH5i(ONO2)3, требуется:
для 3 атомов углерода ...... 6 атомов кислорода
для 5 атомов водорода . .	. . 2,5	„	„
Всего................8,5	атома кислорода
Молекула нитроглицерина содержит 9 атомов кислорода. Следовательно, кислородный коэффициент нитроглицерина равен —— 100=105,9.
8,5
Для полного окисления углерода и водорода, содержащихся в нитрогликоле CH2ONO2—CH2ONO2, в углекислоту и воду требуется 6 атомов кислорода и имеется в молекуле тоже 6 атомов кислорода; следовательно, в этом случае кислородный коэффициент равен 100.
Для окисления тринитротолуола CGH2CH3(NO2)3 в углекислоту и воду требуется 16,5 атома кислорода, а имеется в молекуле только 6 атомов. Следовательно, кислородный коэффициент тринитротолуола равен 36,4.
2. СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИИ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА
ВВ с положительным или нулевым кислородным балансом. Задача составления уравнения реакции разложения взрывчатых веществ с положительным или нулевым кислородным балансом решается проще, чем для взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом. Так как в случае положительного кислородного баланса применимо правило наибольшего выделения теплоты Бертло, то легко показать, что в продукте реакции должны содержаться СО2 и Н2О наряду с азотом N2 (возможной диссоциацией продуктов взрыва и возможными вторичными реакциями между этими продуктами пренебрегаем) .
76
Правило наибольшего выделения теплоты гласит, что из ряда возможных для данной системы химических превращений наиболее вероятным является то, при котором выделяется наибольшее количество теплоты.
В табл. 18 приведены величины теплового эффекта для ряда реакций, которые могут протекать между углеродом, водородом, азотом и кислородом.
Таблица 18
Тепловой эффект реакций между углеродом, водородом, азотом и кислородом
Реакция	Тепловой эффект ккал	Реакция	Тепловой эффект ккал
2С+О2-^2СО	+ 52,8	2Н2О+2С-»СН4+СО2	-3,5
2СО + О2-»2СО2	+ 135,2	С + 2Н2+>СН4	+ 17,9
С О2-^СО2	+ 94,0	Н2+2С->С2Н2	—57,1
2Н2+О2-->2Н2О (пар)	+ 115,6	2C+N2+H2-+2HCN	—65,8
СО-{-Н2О-^Н2 + СО2	+ 9,8	N2 + 3H2-*2NH3	+22,0
2Н2+СО2->2Н2О + С	+ 21,6	N2+O2->2NO	-43,0
2СО+2Н2ч>СН4+СО2	4-59,1	2N2+O2-»2N2O	—39,0
СО+ЗН2-»СН4+Н2О (пар)	+ 57,8	»	
2СО-»СО2+С	+41,2		
Из этой таблицы видно, что из всех возможных вариантов взаимодействия углерода с кислородом или другими приведенными в таблице веществами наибольшее количество теплоты выделяется при сгорании углерода в углекислоту:
С+О2->СО2 + 94 ккал.
Равным образом для водорода наибольшее количество теплоты выделяется при сгорании его в воду:
2HS + O2 — 2H2O+115,6 ккал.
Отсюда следует, что при взрывчатом превращении веществ с нулевым или положительным кислородным балансом, согласно правилу наибольшего выделения теплоты, весь углерод должен
77
окислиться в углекислоту, а водород в воду. Пользуясь этим правилом, легко можно написать реакцию разложения любого взрывчатого вещества с положительным или нулевым кислородным балансом.
Примеры: 1) C3H5(ONO2)3 = 3CO2 + 2)5H2O + 1j5N2 + + 0,25Oa + Q ккал.
2) C2H4(ONO3)2 = 2CO2 + 2H2O + N2 + Q ккал.
ВВ с отрицательным кислородным балансом (приближенный расчет). Составление уравнения реакции разложения взрывчатых веществ этого типа гораздо сложнее, чем для веществ с положительным кислородным балансом,. Эти реакции не следуют правилу наибольшего выделения теплоты. При общем недостатке кислорода для полного окисления углерода и водорода здесь приходится решать вопрос о распределении имеющегося кислорода между способными к окислению элементами и, кроме СО, и Н2О, в продуктах разложения появляются СО, Н2, а иногда и другие соединения.
Чтобы уяснить себе отличия реакций этого типа, примем во внимание следующее.
При нулевом или положительном кислородном балансе реакция окисления углерода и водорода протекает по уравнениям
С+О2 = СО2
2Н2 + О2 = 2Н2О.
При температуре взрыва имеет место небольшая диссоциация углекислоты и воды:
2СО2д±2СО4-О
2НоО^2Н.+09.
Однако содержание СО, Н2 и О2 в продуктах взрыва настолько незначительно, что в большинстве наших практических расчетов мы можем ими пренебречь.
Иначе обстоит дело, когда кислородный баланс взрывчатого вещества отрицательный. В этом случае в продуктах взрыва содержится значительное количество водорода и окиси углерода и, очевидно, состав продуктов взрыва можно подсчитать, пользуясь законами химической статики, из ряда уравнений химического равновесия, которые можно часто для простоты свести к реакции водяного газа
Отметим здесь еще, что важные качественные указания на направление реакции дает принцип подвижного равновесия (принцип Ле-Шателье), согласно которому всякое внешнее воздействие на систему, находящуюся в равновесии, вызывает в ней процессы, в результате которых уменьшается эффект приложенного воздействия.
Пусть дана равновесная система, в которой возможны реакции
2Н2О" "2EL + CE.
Диссоциация воды — процесс эндотермический, поэтому при подводе теплоты (нагревании системы) при постоянном давлении или постоянном объеме пойдет процесс, при котором поглотится теплота, т. е. произойдет диссоциация воды. При увеличении давления при постоянной температуре пойдет процесс, приводящий к уменьшению давления, т. е. в направлении образования воды. Если ввести в систему новое количество какого-либо вещества, например, водорода, то пойдет процесс, при котором происходит связывание водорода, т. е. образуется вода.
Для быстрого составления приближенного уравнения реакции разложения взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом можно пользоваться упрощенным методом расчета, основанным на следующей гипотезе Малляра и Ле-Шателье: при расчете состава продуктов разложения ВВ с отрицательным кислородным балансом можно исходить из предположения, что в начальный момент кислород, заключающийся в ВВ, расходуется на окисление углерода в окись углерода, а затем оставшееся количество кислорода распределяется поровну на окисление образовавшейся СО в СО2 и на окисление водорода в воду
Приведем несколько примеров:
1.	Реакция разложения пикриновой кислоты. Промежуточный состав продуктов разложения по Малляру и Ле-Шателье определяется из уравнения
2CgH2 (NO,) 3ОН - 12СО 4- ЗН2 -F 3N2 + О2.
Остающийся неиспользованный кислород распределяется между молекулами СО и Н2; поэтому получим
2C6H2(NO2)3OH-11CO + CO2 + H2O+2H2 + 3N2.
1	При расчете, основанном на гипотезе Малляра и Ле-Шателье, получаются тем лучшие результаты, чем ближе кислородный коэффициент к 100. Это следует из того, что на основании правила наибольшего выделения теплоты обе реакции
2СО +02->2С02 и 2НоД Оо->2Н2О, обладающие почти одинаковыми тепловыми эффектами, равновероятны.
79
Это уравнение соответствует установленному анализом составу продуктов разложения этого ВВ при небольших плотностях заряжания.
2.	Реакция разложения тэна. Промежуточный состав продуктов взрыва
C(CH2ONO2)4 = 5CO+4H2 + 3,5O2+'2N2.
Распределив неиспользованный кислород поровну между окисью углерода и водородом, получим
C(CH2ONO2)4= l,5CO + 3,5CO2+3,5H2O+0,5H2 + 2N2.
Полученный по изложенному методу состав продуктов взрыва близок к определяемому точным расчетом.
ВВ с отрицательным кислородным балансом (уточненный расчет). Изложенный выше способ составления уравнения разложения взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом, основанный на гипотезе Малляра и Ле-Шателье, служит лишь для быстрого составления уравнения, притом грубо ориентировочного. Более точно это уравнение может быть составлено лишь на основе учения о химическом равновесии, для чего необходимо определение температуры взрыва.
Пусть требуется составить уравнение разложения взрывчатого вещества, формула которого CraHfcNcOd. Возьмем простейший случай, когда в состав продуктов превращения входят только следующие вещества: СО, СО2, Н2, Н2О ш N2.
В этом случае можем написать уравнение разложения в следующем виде:
CaH4NcOd = хСО + JCO3 + гН2 + «Н2О +	N2.
£
'Очевидно, х + _у = а\
2z + 2u = b-t
х 4- 2у 4“ и d.
Для составления четвертого уравнения примем во внимание, что четыре вещества — СО, СО2, Н2 и Н2О — могут присутствовать лишь в соотношении, определяемом равновесием системы хорошо изученной реакции водяного газа:
лСО 4" &Н2О >СО2 ”Ь
а именно
XU ТХ ^=к-
80
Величина К зависит от температуры и может быть взята из соответствующих таблиц или вычислена по формуле.
Таким образом мы получим четыре уравнения с четырьмя неизвестными; решением этих уравнений найдем числовые значения величин х, у, z и и.
Так как для определения температуры взрыва надо знать состав продуктов взрыва, то задача решается путем последовательного приближения. Вначале рассчитаем температуру взрыва (см. стр. 85) по уравнению разложения, составленному упрощенным способом, например, по Малляру и Ле-Шателье. Определяем значение константы при вычисленной температуре, после чего решаем четыре уравнения с четырьмя неизвестными. Подставляем полученные значения коэффициентов в уравнение разложения и вновь подсчитываем температуру взрыва по этому уравнению.
Если полученная температура значительно отличается от первоначально вычисленной (по упрощенному уравнению разложения), то повторяют весь расчет для новой температуры и т. д. до получения удовлетворительного сближения между двумя температурами.
Пример. Определим уравнение реакции разложения тэнж Напишем уравнение по упрощенному способу Малляра и Ле-Шателье
C(CH2ONO2)4=l,5CO + 3,5CO2 + 0,5EL+3,5H2O + 2N2.
На основе этого уравнения найдем температуру разложения тэна равной 4000°. При этой температуре константа равновесия равна 20.
Для определения коэффициентов уточненного уравнения разложения составим следующую систему уравнений:
2д + 2гг-8,	— — 20.
х-}-2у	12, yz
Решая эти уравнения, определяем значение неизвестных: д~1,88; у = 3,12; 2 = 0,12; ^ = 3,88. Следовательно, уточненное уравнение примет вид
C(CH2ONO._.)4=l,88CO + 3,12CO2 + 0,12H2 + 3,88H2O + 2N2.
Подсчитав температуру разложения на основе этого уравнения, находим константу равновесия при этой температуре и вновь решаем четыре уравнения. Находим еще более точное уравнение реакции разложения тэна
C(CH2ONO2)4=l,9CO + 3,lCO2+0,lH2 + 3,9H2O + 2Nr
й А. Г. Горст	81
3.	ОБЪЕМ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Для расчета давления газов взрыва необходимо знать объем этих газов при нормальных температуре и давлении. Объем газов взрыва можно определить двумя способами:
1) расчетом по реакции разложения ВВ,
2) опытным путем — измерением объема газов, образующихся при взрыве определенной навески ВВ.
Вычисление объема. Если реакцию разложения взрывчатого вещества представить в общей форме:
• • >
где М — молекулярный вес взрывчатого вещества, т — число молей этого вещества, N N2, N:— молекулярные веса продуктов взрыва; nlt п2,	— соответствующие числа молей этих про-
дуктов, то объем газообразных продуктов, отнесенных к одной граммолекуле ВВ, выразится следующей формулой:
у = Щ1±»г±«з+ •). 22,42 л/моль при 0° и 760 мм. т
Удельный объем газов, т. е. объем газов, образующихся при взрыве 1 кг ВВ,
v —:	22,42-10С0 л1кг при 0° и 760 мм.
Соответственно, если ВВ образовано смешением т1 молей химического соединения, имеющего молекулярный вес т2 молей химического соединения молекулярного веса М2 и т. д., то удельный объем определяется по формуле
(/IlЪПчЪ ., .) 22,42-1000	,	рю
= -ЕдддРЩЩщ—_ д/кг при 0° и 760 мм.
-ъ /ИоЛГ}—J—	• • •
Продукты разложения, которые при взрыве находятся в газообразном состоянии, а при 0° фактически находятся в жидком или твердом состоянии, обычно считают условно в газообразном состоянии и, следовательно, учитывают при вычислении объема как газообразные вещества.
Пример. Определение объема газообразных продуктов в з р ьг в а нитроглицерина.
На основании уравнения реакции разложения нитроглицерина
2C3H5(ONO2)3 - 6СО2 + 5Н2О + 3N2 + 0,50,
определяем удельный объем
г, (6+5+3-г0,5> 22,42-1000 = 716 /кг 0° и 7б0 мм
О	2-227
32
при воде парообразной; если же воду считать жидкой, то
(6+3+0,S) 22Л2-1000 = 469 Л1кг	Оо и 760 мм
°	2*227
Опытное определение объема. Для определения удельного объема продуктов взрыва переводят газы, полученные при сжигании взрывчатого вещества в манометрической (стр. 91) или калориметрической (стр. 85) бомбе, в газометр.
В продуктах взрыва большей частью содержится много углекислоты. Поэтому обыкновенные лабораторные газометры, в которых измеряемый газ собирают над водой, хорошо растворяющей углекислоту, непригодны для точного измерения объема газообразных продуктов взрыва. Для этой цели применяют специальные ртутные газометры
Так как в условиях опыта вода находится в жидком состоянии, тогда как в момент взрывчатого превращения она находится в парообразном состоянии (и в таком состоянии участвует в производимой продуктами взрыва механической работе), то определяют объем, который вода занимала бы, если бы она была в парообразном состоянии, и этот объем прибавляют к измеренному объему газа, приведенному к нормальным условиям.
Для этого определяют количество воды в продуктах разложения взрывчатого вещества и вычисляют объем по следующей формуле:
.	22,4
Т’(пар) — ^'(жидк) "Г ё* 
1 о
где т?(паР) — объем при воде парообразной;
^(жидк) —	,	жидкой;
g— вес воды;
22,4 — объем граммолекулы газа в л;
18 — мол. вес воды.
4. ТЕПЛОТА ВЗРЫВЧАТОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
Определения. Теплотой образования химического соединения называется количество теплоты, которое выделяется или поглощается при реакции образования из простых веществ одного моля или одного килограмма этого соединения.
Она выражается ккал/г-молъ или ккал!кг.
Теплотой сгорания вещества называется то количество теплоты, которое выделяется- при полном сгорании одного моля или одного килограмма вещества в атмосфере кислорода. Она выражается в ккал! г-моль или ккал/кг,
1 Описание ртутного газометра и метода определения см. К. К. Снитко, Взрывчатые вещества, изд. Арт. академии, 1939 и в курсах теории ВВ.
позднейшего огнестрельного оружия и огнестрельной артиллерии.
Селитросодержащие составы. Значительно раньше изобретения лука и стрел человек стал пользоваться огнем. Много тысячелетий после начала применения огня, но еще в глубокой древности, за сотни лет до нашей эры, в Китае была открыта селитра. Китайцы же впервые обнаружили способность селитры поддерживать горение п использовали ее для приготовления зажигательных составов, а позже — для изготовления ракет, служивших для метания стрел.
Сведения о селитре и ее применении перешли от китайцев в Индию, а затем к арабам и грекам.
В течение полутора тысячелетий происходил процесс постепенного совершенствования селитросодержащих составов (зажигательных, позже ракетных), подбора для них различных компонентов в различных соотношениях, улучшения способа их обработки (измельчения компонентов и их смешения), в результате чего пришли к веществу с неизвестными до этого взрывчатыми свойствами — пороху.
Предшественники огнестрельного оружия. Появление пороха было необходимой предпосылкой для возможности возникновения огнестрельной артиллерии. С другой стороны, такая возможность была подготовлена развитием метательного оружия в доогнестрельную эпоху. В самом деле, арбалет и аркебуз по многим своим признакам близко напоминают позднейшее огнестрельное оружие1—для метания стрел (арбалет и аркебуз) и пуль (аркебуз) служила упругая сила натянутой тетивы, сделанной из воловьих жил или кишек. Достаточно было заменить в этом оружии силу тетивы упругой силой мгновенно образовавшихся при воспламенении пороха газов, чтобы получить огнестрельное оружие.
Тетиву нужно каждый раз перед выстрелом натягивать; на это требовалась значительная затрата физической силы и времени.
При стрельбе из огнестрельного оружия не требуется производить подобной работы; необходимая для выбрасывания пули сила получается за счет энергии, скрытой в порохе, заряжание производится просто и быстро.
Очевидно, что ознакомление с основными свойствами газов, образующихся при взрыве пороха в замкнутом пространстве, неизбежно навело на мысль заменить работ/ натянутой тетивы работой пороховых газов. Потребовалась тюрческая работа не одного поколения, пока не было получено огнестрельное оружие, пригодное для практического применения на поле боя.
1 В арбалете стрела движется при выстреле по жолобу. В аркебузе жо-лоб заменен трубкой, что позволило метать не только стрелы, но и пули.
2. ЭПОХА ГЛАДКОСТВОЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИИ
Эта эпоха охватывает период от первой половины XIV в. до середины XIX в.
Огнестрельные орудия появились в Западной Европе в первой половине XIV в. В Московской Руси порох и огнестрельные орудия впервые появились в 1389 г. в княжение Дмитрия Ивановича Донского, при котором было начато их производство. Великий князь Иван III построил в Москве «Пушечный двор». Здесь вскоре выдвинулись талантливые мастера, изготовлявшие оригинальные орудия и далеко обгонявшие достижения иностранных мастеров.
Порох в средние века. С начала этой эпохи и примерно до середины XIX в., т. е. на протяжении почти 500 лет, не было найдено ни одного нового взрывчатого вещества, практически .пригодного для метательных целей или для снаряжения гранат, или, наконец, для взрывных работ. Это объясняется тем, что развитие пороха и взрывчатых веществ возможно лишь параллельно с развитием естественных наук, в первую очередь химии. Химия, как и многие другие науки, развивалась в средние века чрезвычайно медленно. Наука возникает и развивается из запросов производства, из практических потребностей человека; наука служит практике, которая направляет науку и стимулирует ее развитие. Однако особые условия средневековой европейской промышленности мало способствовали развитию науки и техники. Эта промышленность имела замкнутый цеховой характер; в частности, химическая промышленность пользовалась рецептурой, передававшейся от поколения к поколению; отсюда — отсутствие стремления к улучшению производства, а следовательно, отсутствие стимула к развитию науки и техники.
Поиски мощного пороха. Во второй половине XVIII в., в связи с сильным развитием промышленного капитализма, в ряде европейских государств возникла потребность в более мощном порохе, чем дымный, применявшийся в горнорудном деле и для военных целей. Этим объясняется то, что, начиная с конца XVIII в., велись изыскания с целью получить такой порох.
Первая попытка получения более мощного пороха была сделана еще французским химиком Бертолле в связи с открытием’ им в 1786 г. хлорноватой кислоты и ее солей. Он пытался приготовить порох, состоявший из * еси бертолетовой соли, угля и серы. После нескольких непред иденных взрывов с тяжелыми человеческими жертвами опыты были прекращены.
Неудача Бертолле объясняется тем, что в те времена были заложены только1 основы неорганической химии, недостаточные для создания нового мощного пороха и нового взрывчатого вещества. Для этого, как показало дальнейшее развитие науки, необходимо было возникновение новой отрасли химии — органической химии. Между тем органическая химия начала развиваться только с конца 20-х годов XIX в.
Ввиду того что непосредственное определение температуры взрыва затруднительно и получающиеся при этом результаты мало надежны 4 обычно определяют эту температуру вычислением.
В основе этого вычисления лежит предположение, что взрывчатое превращение есть адиабатный процесс, протекающий при постоянном объеме, и что, следовательно, выделяющаяся в процессе взрыва теплота расходуется только на нагрев его продуктов. Это предположение не совсем отвечает действительности, так как неизбежны потери тепла в окружающую среду и имеет место работа расширения газов. Очевидно, что влияние этих факторов больше для относительно медленно сгорающих порохов и ничтожно для бризантных взрывчатых веществ с большой скоростью детонации.
При указанном ппедположении для вычисления может быть применена формула
С t
где Сг,
средняя тервале искомая
теплота объеме.
теплоемкость всех продуктов взрыва в ин-от 0 до £°;
температура взрыва;
взрывчатого превращения при постоянном
Теплоемкость поэтому
сама зависит от температуры: Cv-(i
bt\
а 4- bt) t,
откуда
bt2-r at—Qv = 0; t
2b
Для определения значений величин а и b пользуемся следующими зависимостями для средних молярных теплоемкостей, основанными на опытных данных:
для двухатомных газов	С,,- 4,8 + 4,5 • 10-4£ кал]моль град.
„ паров воды	Cv = 4,0 + 2,15 -10“3£
„ углекислого газа Сг, = 9,0 + 5,8-10~4£	„	„ <
„ четырехатомных газов С,, —10,0 + 4,5 • 10~+	„
„ пятиатомных „	12,96 + 4,5-10'4£ „
„ паров ртути	С^ = 3 кал>моль град.
1 Современные точные спектрографические методы определения температуры взрыва пока не нашли широкого применения.
Атомная теплоемкость твердых веществ (простых) по Дю-лонгу и Пти равна 6,4. Теплоемкость сложных соединений можно определить по правилу, согласно которому средняя теплоемкость сложного твердого соединения приблизительно равна сумме атомных теплоемкостей составляющих его элементов. Например, средняя молярная теплоемкость углекислого калия равна 6,4X6 — 38,4 кал!моль град. Так как молекулярный вес углекислого калия равен 138, то его средняя удельная теплоемкость равна
38,4.1000
13S
278 кал'кгград^ 0,278 ккал кг град.
Пример, Определение температуры взрыва тротила. Для определения величины Qv воспользуемся уравнением взрывчатого разложения X	А
C6H.,(NO.,),CH., = 2СО 4-1,2СО.» 4 3.8С + 0,6Н. > -1,6Н„О 4 + l,4N..4-0,2NIJv
Пользуясь термохимическими таблицами *, образования продуктов взрыва:
найдем теплоты
52,8 ккал
94,0-1,2—112,8
2СО . .
Сумма теплот образования всех продуктов
взрыва . . . . ............ . 260,3 ккал
Теплота образования тротила.......13,0	„
Теплота его взрывчатого превращения Q.v = 247,3 „ Вычислим теплоемкость продуктов взрыва.
Двухатомные газы —
СО, Н2, N. 4 моля . .(4,8 + 0,00045^)4 = 19,2 + 0,00180* 1,2СО2 ...............(9,0 + 0,00058*) 1,2 = 10,8 + 0,00070*
3,8С..............................6,4-3,8=24,3
1,6Н2О...............(4,0 + 0,00215*) 1,6= 6,4 + 0,00344*
О,2\ТН3 .............(10,0+ 0,00045*) 0,2= 2,0 + 0,00009*.
1 Термохимические таблицы, в которых приведены теплоты образования ряда химических соединений, см. в курсах теории ВВ.
1
I
Теплотой взрывчатого превращения или теплотой взрыва называется то количество теплоты, которое выделяется при взрыве одного моля или одного килограмма взрывчатого вещества. Она выражается в ккал/г-моль или ккал!кг.
'Закон Г. И. Гесса. Количество теплоты, освобождающееся или поглощающееся при каждом химическом изменении системы, зависит только от начального и конечного состояния системы при условии, если превращение происходит при постоянном давлении или при постоянном объеме. Оно не зависит от промежуточных превращений и от времени, необходимого для завершения реакции. Из этого следует, что теплота, выделяющаяся при каждом превращении, состоящем из нескольких последовательных реакций, представляет собой алгебраическую сумму количеств теплоты, освобождающейся и поглощающейся при этих реакциях. Очевидно, этот закон является частным случаем закона сохранения энергии.
Пользуясь законом Гесса, можно вычислить тепловые эффекты таких превращений, которые мы не можем воспроизвести, или такие тепловые эффекты, которые затруднительно определить непосредственно опытным путем. Например, закон Гесса позволяет вычислить тепловые эффекты сложных реакций по экспериментально определенным тепловым эффектам более простых реакций. Закон Гесса имеет большое практическое значение в термохимии взрывчатых веществ, так как позволяет вычислять теплоты взрывчатого превращения.
Определение теплоты образования ВВ из простых веществ. В качестве примера покажем, как определяется теплота образования гексогена. Сжиганием в калориметрической бомбе в атмосфере кислорода определяем теплоту сгорания гексогена:
3CO2 + 3H,O + 3N
1,50
Здесь Q,, з, определяемое по термохимическим таблицам, представляет собой теплоту образования (из простых веществ) продуктов полного сгорания гексогена.
По закону Гесса можно написать
откуда
Следовательно, теплота образования взрывчатого вещества равна разности между теплотой образования продуктов сгора-
84
ния из простых веществ и теплотой сгорания взрывчатого вещества.
Вычисление теплоты взрывчатого превращения ВВ. Реакция взрывчатого превращения гексогена происходит по уравнению
C3HeNeOe = 1,5СО +1,5СО2 + 1,5Н2 + 1,5Н2О + 3N2 + Q;
1,5СО + 5СО2 + 1,5Н2 + 1,5Н>О + 3N2;
Q1.3 = Q1.2 " Г	р2.3=01.3 
Отсюда следует, что теплота взрывчатого превращения равна разности между теплотой образования продуктов взрыва и теплотой образования самого взрывчатого вещества из простых веществ.
Числовое значение теплоты взрыва для каждого данного взрывчатого вещества не является, вообще говоря, постоянной величиной, а колеблется в некоторых пределах; эти пределы сравнительно невелики для взрывчатых веществ с положительным пли нулевым кислородным балансом и довольно широки для взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом.
Те факторы, которые влияют на состав продуктов взрыва и соответственно на уравнение разложения взрывчатого вещества, оказывают влияние также и на значение величины теплоты взрывчатого превращения. Поэтому и величина теплоты взрыва для взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом связана с уравнением взрывчатого превращения.
Опытное определение теплоты взрывчатого превращения. Теплота взрывчатого превращения взрывчатых веществ, легко воспламеняющихся от накаленной проволоки и полностью сгорающих в инертной атмосфере, обычно определяется опытным путем. К таким веществам относятся, например, пороха, пироксилин и нитроглицерин.
Определение теплоты взрывчатого превращения производится в приборе, состоящем из калориметрической бомбы и калориметра L
5. ТЕМПЕРАТУРА ВЗРЫВА
L
I	Температурой взрыва называют ту максимальную темпера-
t ТУРУ» До которой при взрывчатом превращении нагреваются продукты разложения взрывчатого вещества.
I	1 Описание калориметрической бомбы и калориметра см. К- К. Снитко.
Взрывчатые вещества, изд. Арт. академии, 1939, а также в курсах теории В В.
85
Теплоемкость всех продуктов взрыва равна 62,7 + 0,00603/: Следовательно, а = 62,7; Ь = 0,00603;
62,74- V 62,72+4-0,00603-247300
2&
2-0,00603
= 3050".
Т — 3323° К.
Так как значения теплоемкостей даны в малых калориях, то в выражение для t вставляем значение Qv тоже в малых калория':.
Согласно новым воззрениям (Л. Д. Ландау, К. П. Станюкович) температура взрыва весьма сильно зависит от объемной плотности взрывчатого вещества, уменьшаясь с увеличением последней.
6. ДАВЛЕНИЕ ВЗРЫВА
Определения. Истинная плотность есть вес единицы объема вещества без промежутков (т. е. сплошного вещества).
Объемная, или кубическая плотность есть вес единицы объема вещества, включая промежутки между частицами.
Гравиметрическая плотность есть вес единицы объема свободно насыпанного (т. е. без встряхивания, трамбовки, давления и т. д.) порошкообразного вещества, включая образовавшиеся промежутки между частицами порошка.
Платность заряжания есть вес вещества, отнесенный к единице объема пространства взрыва, например, зарядной каморы. Плотность заряжания численно равна отношению веса заряда к объему каморы.
В случае свободно насыпанного вещества значения гравиметрической и объемной плотностей одинаковы.
В случае когда взрывчатые вещества занимают полностью зарядную камору, значения объемной плотности и плотности заряжания одинаковы.
Вычисление давления взрыва. Если бы газообразные продукты взрыва подчинялись законам идеальных газов и все взятое количество ВВ обращалось нацело в газы, то давление, развиваемое при взрыве 1 кг ВВ, можно бы было вычислить по уравнению Клапейрона
pv — nR Г, где л — число граммолекул газа, образовавшегося при взрыве 1 кг ВВ.
При взрыве в том же объеме М кг ВВ
р = п/?Т—.
V
Величина — есть отношение веса заряда ВВ к объему, V
в котором происходит взрыв, т. е. плотность заряжания, которую обозначим через А.
88
Поэтому
р = nR ЛА.
(I)
Произведение nRT называется силой взрывчатого вещества и обозначается буквой /. Теперь формула (1) примет вид
p=fs.
(2)
Величина f по своему физическому смыслу и по размерности представляет работу. Силой же эта величина была названа потому, что если в формуле (2) положить А = 1, то
Р = /
т. е. для идеальных газов величина / численнно равна давлению при плотности заряжания, равной единице.
Пусть 1 кг пороха претерпевает химическое превращение, причем образующиеся газы расширяются при атмосферном давлении р0= 1,033 кг!см2 и температуре Го = 273° К до объема у0. Очевидно, что работа расширения газов при этих условиях равна
По уравнению Клапейрона nR = г. е. величина nR пред
ста вл я ет собой работу, которую совершил бы газ при нагревании его при давлении на 1°. Отсюда следует, что сила пороха f=nRT есть работа, совершаемся 1 кг газа при нагревании его на, Т° при атмосферном давлении pQ.
Увеличение силы пороха может быть достигнуто таким изменением его состава, чтобы увеличились Т и v0. Температура горения пороха зависит от теплоты сгорания пороха и теплоемкости продуктов сгорания.
Формулой p~f\ можно пользоваться только при весьма небольших плотностях заряжания и давлениях, когда можно считать, что продукты взрыва подчиняются уравнению состояния идеальных газов.
При средних и больших плотностях заряжания и больших давлениях заметную роль играет так называемый коволюм, представляющий собой сумму сфер действия междумолекуляр-ных сил. В уравнении Ван-дер-Ваальса
(/? + ?) (‘v — nR 1
величина 3 есть внутреннее давление, обусловленное взаимным притяжением молекул. 3—'функция, убывающая с увеличением Г; поэтому при высоких температурах взрыва ею можно пренебречь и написать
(4)
Величина а, представляющая собой коволюм, учитывает ту часть объема газа, которая недоступна для движения молекул.
89
Величина коволюма согласно теоретическим расчетам приблизительно равна учетверенному объему молекул. Однако теоретический расчет числового значения объема молекул чрезвычайно труден, а часто и невыполним. Поэтому при определении давления взрыва пользуются приближенной величиной коволюма газообразных продуктов, принимая ее равной 0,001 объема, который эти продукты занимают при нормальных условиях.
Величина коволюма зависит от давления; она уменьшается с увеличением давления. Приближенное значение коволюма пригодно только в пределах давлений до 6000 ат.
Из уравнения (4) следует, что
Это есть основная формула внутренней баллистики. Она была установлена Абелем и Ноблем на основании экспериментальных данных.
Из формулы (5) следует:
1.	Давление взрыва тем больше, чем больше сила f и коволюм а взрывчатого вещества.
2.	Наибольшее давление взрыва дадут те вещества, которые способны образовать наибольший объем газов с малой теплоемкостью и выделять при этом относительно большое количество тепла.
Пример. Рассмотрим на примере пироксилина ход вычисления давления по формуле (5).
Разложение сухого одиннадцатиазотного пироксилина можно выразить следующим уравнением:
C24H29O9(ONO2)U - 12СО2 + 12СО + 6Н2О + 8,5Н2 + 5,5N2.
Согласно этому уравнению и на основании опытных данных для этого пироксилина получаются следующие характеристики:
<+ = 860 д/кг; Q.^ = 1045 ккал[кг (вода парообразная);
/ = 2700° С; 7=2700 + 273 = 2973° К.
Имеем
nR = --- = —3 —° = 325,4 кг дм!кг.град.
70	273	г
Следовательно, /= nRT~ 325,4 • 2973 = 967 400 кг дм^кг.
а = 850-0,001 =0,86 л[кг.
90
Формула для вычисления р в зависимости от А
Приводим вычисленные по этой формуле значения давле
ния:
Л.............................. о,1	0,2 0,3 0,4
рукг!см*..................... 1050 2335 3910 5900
Определим те же значения для влажного пироксилина с содержанием 17% влаги, г. е. для C2JH2JO9 (ONCL) г1 + 13Н2О.
% = 925 л! кг; Q — 780 ккал'[кг (вода парообразная);
£= 1900°С; 7=2173° К.
Находим /=760 600 кгдм/кг; а = 0,925 л’кг.
Следовательно,
Приводим результаты вычислений:
Д . . .
р ,кг!см2
0,1
840
0,3
3160
Зависимость давления, развивающегося в канале ствола при выстреле, от плотности заряжания (при стрельбе пироксилиновым порохом) иллюстрируется следующими данными:
......................	. 0,1 0,2 0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9 p.KtlcAfl............................................ 231 513 839 1220 1684 2266 3006 3912 5112
Для орудий больших и средних калибров плотность заряжания выше 0,7 не применяется.
При выводе зависимости для определения давления взрыва мы исходили из формул для статического давления газов. Поэтому эта зависимость справедлива лишь для определения давлений, образующихся при горении порохов и ВВ, но не при их детонации. В последнем случае величина давления зависит в первую очередь от динамических явлений, не учитываемых при выводе формулы Абеля и Нобля.
Опытное определение давления взрыва. Для опытного определения давления газов, образующихся при горении порохов и взрывчатых веществ в неизменяемом объеме, служит манометрическая бомба Вьеля.
Эта бомба (фиг. 14) состоит из стального корпуса с двумя ввинчивающимися втулками: запальной и крешерной. Запаль-, ная втулка снабжена особым приспособлением для воспламенения заряда, находящегося внутри бомбы.
91
Внутренний объем бомбы бывает от 18 до 400 см*.
Давление определяется по величине сжатия медного цилиндрика, называемого крешером.
бомба.
14. Манометрическая
-L
I—корпус бомбы: 2—запальная ьтулка: 3—кгешерная втулка;
изолированный стержень с конической головкой; 5—головка винта для прикрепления провода: 6-контактные штифты; 7— поршень: в—крешер; S—упорная втулка; 10—центрирующее резиновое кольцо: 11—выступ на головке поршня; 12 -легкое стальное перо; 13— мастика; 14—просаленный кожаный кружочек; 15—медкые обтюрирующие кольца.
Крешер помещается в крешерной втулке, устройство которой показано на фиг. 15. Она состоит из тела втулки с каналом, в котором ходит тщательно пришлифованный стальной поршень, передающий давление продуктов взрыва медному крешеру, а для правильной установки крешера на него надевается центрирующее резинсЕоо колыбо. Крешер упирается в ввинтную
Фиг. 16. Установка манометрической бомбы и регистрирующего устройства.
Фиг. 15. Крешерная втулка.
Т—поршень; 8—крешер: 9—упорная втулка; 10—резиновое кольцо; 11—выступ на головке стержня; 12— стальное перо.
1—чугунная плита; 2—барабан для регистрации обжатия крешера и масштаба времени; 3—камертон с электромагнитным возбуждением; 4—ступенчатый шкив; 5—мотор; б—манометрическая бомба; 7—тиски.
упорную пробку. Для записи деформации крешера на головке поршня, соприкасающейся с крешером, сделан выступ, к которому прикреплено стальное перо.
Бомба зажимается в специальных тисках (ф’иг. 16) около вращающегося барабана так, чтобы перо слегка касалось закопченной бумаги, укрепленной на поверхности барабана.
92
До взрыва перо чертит на бумаге линию, параллельную основанию барабана (/—Л фиг. 17). В момент взрыва соответственно характеру нарастания давления в бомбе перо чертит кривую деформации крешера, а после достижения максимального давления — опять линию, параллельную основанию барабана (2—2). Получается кривая, по которой можно установить закон нарастания давления во времени.
Масштаб времени определяется обмером длины волны синусоиды, которая получается на закопченной бумаге от прикосно-
Фиг. 17. Кривая деформации крешера.
вения пера, укрепленного на ветке колеблющегося камертона с известным числом ко-
18. Кривая мае птабз
для определения
времени.
лебаний в секунду. Эта синусоида имеет вид, изображенный на фиг. 18. Зная число колебаний камертона в секунду и измеряя по записи длину одной волны I, легко определить длину, соответствующую 0,001 сек., и получить таким образом масштаб времени для кривой деформации крешера.
Для определения давления продуктов взрыва по обжатию крешера служат так называемые таражные таблицы или та-ражные кривые (фиг. 19). Эти таблицы составляются на осно-
Фиг. 19. Таражные кривые для конического и цилиндрического крешеров.
е—величина обжатия.
вании определения опытным путем для данной партии крешеров зависимости между давлением и ’Соответствующим обжатием крешера.
Наиболее употребительные размеры цилиндрического крешера 13X8 мм (фиг. 20).
Крупным не д остат ком ц и л и н д -рического крешера является то, что он начинает обжиматься лишь при давлениях не ниже 200—400 кг/см2. Ввиду этого цилиндрический крешер, будучи’ вполне пригоден для •определения наибольших давлений
для определения хода нарастания давления. Эта задача вполне разрешается применением предложенного М. Е. Серебряковым конического крешера (фиг. 20,6), который начинает сжиматься при 5—7 кг[см2. Таражная таблица для него имеет иной вид, чем для цилиндрического крешера (фиг. 19).
Если при помощи манометрической бомбы сделать два определения давлений, например, при плотностях заряжания Дг и
при
взрыве, мало
Да, то по полученным данным можно легко вычислить входя-
щие в формулу Абеля и Нобля величины а и Д а зная их можно по тем же уравнениям легко и быстро вычислить дав ления для любых плотностей заряжания.
Фиг, 20. Крешеры.
а-цилиндрический; цилиндрический после обжатия; в —конический.
ГЛАВА VI
РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И БРИЗАНТНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
1. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Работоспособность взрывчатого вещества может быть определена:
1) по величине потенциальной энергии;
2) по величине расширения в свинцовой бомбе.
Бризантность может быть определена:
1) по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков:
2) по формуле расчета бризантности.
Потенциальная энергия ВВ. Допустим следующие идеальные условия взрыва: взрыв производится в закрытом пространстве, объем которого может безгранично расти, оболочка совершенно нетеплопроводна и, следовательно, явление взрыва происходит в условиях адиабатного процесса; расширение оболочки происходит без затраты теплоты. Для системы, совершающей работу взрыва при таких условиях, справедливо уравнение
Qz, = Q ‘где —теплота взрыва;
L — работа расширения газов к некоторому моменту времени;
А — тепловой коэффициент работы;
q — теплота взрыва, не израсходованная на работу расширения газов.
Допустим, что продукты взрыва расширяются адиабатно до тех пор, пока их давление не уменьшится до атмосферного, а температура * 1 не понизится до 15°; тогда 7~0 и QV~AL или
где Е — механический эквивалент теплоты, равный 427 кгм/ккал.
1 Данные термохимических таблиц, на основе которых рассчитывается величина Qv, обычно отнесены к 15° С.
95
I.
Эта величина, представляющая собой максимально возможную работу продуктов взрыва 1 кг ВВ, носит название потенциальной энергии или потенциала ВВ.
Практическая величина полезной работы ВВ значительно меньше потенциала и составляет от 5 до 25% потенциала. Например, по ориентировочным подсчетам Г. И. Покровского при разрыве снаряда в грунте с образованием воронки используется следующая часть энергии взрыва:
на раздробление оболочки
«	»	грунта . .
„ перемещение грунта .
около ЗУо
Таким образом коэффициент полезного действия оказывается равным 6,5%. Поэтому для характеристики работоспособности взрывчатого вещества, кроме величины потенциальной энергии, определяют опытную величину, характеризующую практическую работоспособность.
Фиг. 21. Свинцовая бомба длз определения работоспособности ВВ.
По А. Ф. Беляеву величина практической работоспособности должна быть пропорциональной работе адиабатного расширения газов взрыва, отнесенной к определенной степени расширения этих газов, зависящей от условий взрыва и характера производимой работы.
Опытное определение работоспособности ВВ. Для определе ния практической работоспособности ВВ применяют цилиндрическую свинцовую бомбу (фиг. 21,6!) с цилиндрическим гнездом. Заряд взрывчатого вещества весом 10 г помещают в цилиндрическую оболочку из оловянной фольги. В патрон помещают капсюль-детонатор с электрозапалом и загибают верхние края фольги. Патрон с капсюлем вводят в гнездо бомбы (фиг. 21,6) и слегка прижимают к дну гнезда бомбы деревянной палочкой. Весь оставшийся свободный объем гнезда засыпают без уплотнения кварцевым песком, просеянным через сито (144 отверстия на 1 сл!2). При правильно проведенном опыте расширение
93
после взрыва имеет грушевидную форму (фиг. 21,в); объем расширения определяют по количеству заполняющей его воды.
Расширение в свинцовой бомбе показывает относительную работоспособность взрывчатых веществ, а не абсолютное ее значение. Принимается, что это расширение приблизительно пропорционально практической работоспособности.
В табл. 19 приведены некоторые значения работоспособности ВВ, полученные определением ее в свинцовой бомбе.
Таблица 19
Работоспособность ВВ
Взрывчатое вещество	Расширение в см? при взрыве 10 г ВВ
Нитроглицерин 		515
Гремучий студень 		520
Тротил ... 		285
Пикриновая кислота 	 ‘	.	305
Тетрил . •	•	340
Аммотол 40/60 		350
.	80/20 		430
Гремучая ртуть ........  .	ПО
Дымный порох	’	. . . .	30
2. БРИЗАНТНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Потенциальная энергия ВВ представляет собой важную характеристику работоспособности взрывчатого вещества, однако она не позволяет делать непосредственного вывода о бризантности взрывчатого вещества; бризантностью называется мера способности взрывчатого вещества раздроблять при взрыве близлежащие предметы.
Формула Снитко. В согласии с общими механическими представлениями бризантность должна характеризоваться мощностью взрывчатого вещества, т. е. количеством энергии, развивающейся в объеме взрыва в единицу времени. К- К- Снитко назвал эту величину энергетическим напряжением при взрыве по аналогии с термином «тепловое напряжение» в термодинамике.
Примем следующие обозначения:
Qv—теплота взрыва 1 кг взрывчатого вещества;
v — объем 1 кг взрывчатого вещества;
8 — объемная плотность ВВ;
т — время, в течение которого происходит взрыв 1 кг взрывчатого вещества.
Очевидно, что мощность, развивающаяся при взрыве 1 кг взрывчатого вещества, равна . Отсюда следует, что бри-
7 д. Г. Горст
I
зантность должна определяться из выражения
ккал1 леек.
Обозначим длину заряда, т. е. путь, по которому распространяется детонация, через I и скорость детонации через D. Тогда, очевидно, т = —; подставляя это значение т в формулу для определения бризантности, получим формулу Снитко

Эта формула показывает, вещества пропорциональна: 1)
Фиг. 22. Установка для определения бризантности обжатием свинцовых цилиндриков.
1—стальная плита; 2~свинцовый цилиндрик; 3—стальной кружок; 4 — патрон с испытуемым ВВ; 5—электродетонатор.
что бризантность взрывчатого теплоте взрыва; 2) объемной плотности взрывчатого вещества; 3) скорости детонации взрывчатого вещества.
В настоящее время высказывается мнение, что бризантное действие определяется импульсом, который сообщается при взрыве взрывчатого вещества граничащему с ним объекту 1.
Определение бризантности. Опытное определение бризантности ВВ производится по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков. Эта проба заключается в следующем (фиг. 22).
Цилиндрик из чистого свинца диаметром 40 мм и высотой 60 мм (или два цилиндрика
высотой 30 мм каждый) устанавливают на стальную плиту толщиной около 20 мм. Сверху на цилиндрик помещают стальной кружок диаметром 41,5 мм и толщиной 10 мм, на который устанавливают цилиндрический патрон с 50 г испытуемого вещества. Внутренний диаметр патрона должен быть равен 40 мм. Насыпанную в бумажную оболочку навеску ВВ подпрессовы-вают, для чего в патрон вводят деревянный пуансон, на который на 2 мин. устанавливают груз весом 1 кг. После этого на поверхность ВВ накладывают деревянный кружок диаметром 40 мм и толщиной 5 мм с отверстием в центре диаметром 8 мм, через которое вводят капсюль-детонатор в углубление, сделанное в заряде перед подпрессовыванием
1 М. А. Садовский, Журнал физической химии, 20, 1371 (1946).
98
При взрыве свинцовый цилиндрик обжимается и приобретает форму гриба. Разность высот цилиндрика до и после взрыва служит мерой бризантности ВВ. Если применяются два свинцовых цилиндрика, то измеряют общую высоту обоих цилиндриков.
В табл. 20 приводятся значения бризантности, определенные по описанной пробе.
Таблица 20
Бризантность ВВ
Взрывчатое вещество
Величина обжатия, мм
I ремучий студень . . Гексоген (25 г) . . . . Тэн (25 г)......- .
Тетрил............	.
Пикриновая кислота Тротил . . . . • . . . Ксилил	.
Аммотол ............
26
16
14,5
18—19
15—16
12-13
7,5- 8,5 11-12
Результаты испытания зависят от плотности заряда ВВ и от положения капсюля-детонатора в патроне. Поэтому определение бризантности ведут часто при постоянной плотности ВВ, для чего навеску взрывчатого вещества в патроне уплотняют до плотности, равной 1,0, с одновременным образованием гнезда под капсюль-детонатор с помощью приспособления с ограничителем1.
Величина обжатия, получающаяся по этой пробе, не дает абсолютного значения бризантности, а служит только для относительной ее оценки. Тем не менее она является важной ха-рактеристикой, имеющей большое значение для практической оценки бризантности ВВ.
Осколочное действие ВВ. О бризантности взрывчатого ве-кы-ства часто судят по результатам испытания снаряженных им боеприпасов, причем критерием бризантности служит число осколков снаряда, отнесенное к 1 кг ВВ. Эту величину обычно называют «числом Л». Очевидно, что чем больше число А, тем бризантнее взрывчатое вещество.
Литература по вопросам теории
взрывчатых веществ
К. К. Снитко, Взрывчатые вещества, ч. I, изд. Арт. академии, 1939.
К. К. Снитко, Теория взрывчатых веществ, ч. I и II. Изд. Арт. академии, 1936.
Н. А. Соколов, Теория взрывчатых веществ, Госхимиздат, 1937.
Н. А. Шиллинг, Взрывчатые вещества и снаряжение боеприпасов. Оборонгиз, 1946.
Сборник статей по .теории ВВ под ред. проф. К. К. Андреева и про \ Ю. Б. Харитона. Оборонгиз, 1940.
ГЛАВА VII
БРИЗАНТНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Бризантные взрывчатые вещества применяются для снаряжения боеприпасов, для подрывных работ и для промышленных взрывных работ. Мы здесь остановимся лишь на важнейших представителях, применяемых для военных целей.
Взрывчатые вещества, применяемые для снаряжения артиллерийских снарядов, должны обладать, помимо достаточного бризантного и фугасного действия, еще и малой чувствительностью к механическим воздействиям.
Такое требование обусловлено тем, что в момент выстрела из орудия происходит очень быстрое нарастание давления на дно снаряда от нуля до величины порядка нескольких тысяч кг! см2. Вследствие инерции происходит некоторая осадка заряда взрывчатого вещества, причем в ближайшем ко дну слое заряда получается тем большее напряжение, чем больше длина заряда по оси (или, иначе говоря, чем больше поперечная нагрузка) и чем больше начальная скорость, сообщаемая снаряду при выстреле.
Для снаряжения снарядов к орудиям ближнего боя могут применяться немного более чувствительные к механическим воздействиям взрывчатые вещества, так как начальные скорости этих снарядов при выстреле значительно меньше, чем у артиллерийских снарядов.
Наконец еще легче могли бы быть требования к взрывчатым веществам, применяемым для снаряжения авиабомб и ручных гранат. Однако здесь приобретает значение чувствительность к прострелу пулей; желательно, чтобы разрывной заряд авиабомбы или ручной гранаты не давал взрыва при простреле пулей.
Давление взрывчатого вещества в момент выстрела на единицу площади дна снаряда определяется по формуле
R" со
- Рт J
г2 7
100
где сш — величина осевого напряжения во взрывчатом веществе (давление взрывчатого вещества на единицу площади дна);
рт — наибольшее давление в орудии;
R и г—радиусы снаряда и его каморы;
со — вес разрывного заряда;
q — вес корпуса снаряда.
Приводим вывод этой формулы2(фиг. 23). Обозначим через:
ГСн — силу, действующую на снаряд;
а — ускорение поступательного движения, вызываемого силой Р\
т—масса корпуса снаряда;
g — ускорение силы тяжести.
Тогда имеем
Гсн — яш и Гсв — pm^R2-
Отсюда
а = рт---g-
Я
При ускорении движения снаряда в момент выстрела верхняя часть снаряда давит на нижнюю с силой
Фиг. 23. Разрез снаряженного фугасного снаряда.
Я\ 71	~R2	71
1 = --а - —рт —— g = Pm^R2 ~ ,
g Я	7
где 71 — вес части металла корпуса снаряда, лежащей выше данного сечения АВ.
Аналогично считая, что снаряд наполнен взрывчатым веществом одинаковой плотности, определим силу F t с- которой часть взрывчатого вещества, лежащая выше сечения АВ, давит на нижнюю:
Л», = PmnR2— 
7
Разделив силу на площадь рассматриваемого сечения, найдем выражение для напряжений, которые разовьются в массе заряда под действием силы рШ1
R2 ,
%. ~ Pm »	•
1 г2 q
Из этого выражения видно, что напряжение увеличивается ко дну снаряда и является наибольшим при = ш, т. е.
= Рт г2 д •
Наибольшие давления, допускаемые для того или иного взрывчатого вещества, определяются опытным путем. Напри
101
мер, в практике приняты следующие максимальные значения напряжений:
для пикриновой кислоты.............. 500 кг'см-
„ тротила........................ 1000—1100 кг^см*
При ударе снаряда о броню во взрывчатом веществе возникают значительные напряжения; поэтому для снаряжения бронебойных снарядов применяют флегм авизированный тротил; однако в некоторых странах бронебойные снаряды снаряжают чистым тротилом.
1. АЗОТНОКИСЛЫЕ ЭФИРЫ (НИТРАТЫ)
Пироксилин. Пироксилин представляет собой азотнокислый эфир клетчатки. Химические свойства и способ изготовления см. гл. X.
Пироксилин применялся некоторое время в виде прессованных шашек (лекальный пироксилин) для снаряжения артиллерийских снарядов (преимущественно для морских и береговых орудий крупного калибра) и для изготовления подрывных патронов. В настоящее время пироксилин для снаряжения боеприпасов не применяется.
Нитроглицерин. Нитроглицерин представляет собой азотнокислый эфир глицерина. Свойства и способ получения — см. гл. X. Применяется в виде динамитов для подрывных работ и в виде примеси в аммиачноселитренных ВВ. Для снаряжения боеприпасов не применяется из-за большой, чувствительности к удару и трению взрывчатых веществ, приготовленных на его основе. По этой же причине нитроглицерин и в чистом виде не применяется и даже не разрешен к перевозке.
Тэн. В последние 15 лет заметное значение приобрел азотнокислый эфир пентаэритрита — тетранитропентаэритрит, или тэн
CH2ONOp
I
O2NOH2C —С - CH2ONO2
ch2ono2
Тэн получается нитрованием четырехатомного спирта пентаэритрита, который в свою очередь получается конденсацией ацетальдегида СН3СОН с формальдегидом НСОН. Эти альдегиды, как и применяемая для нитрования азотная кислота, получаются синтетическим путем из легко доступных исходных веществ (воздуха, воды и угля).
(Тэн представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 141°. Температура вспышки 200 .
Тэн сравнительно с другими азотнокислыми эфирами химически очень стоек. Чувствительность к удару немного больше.
102
чем у гексогена; дает взрывы при падении груза весом 2 кг с высоты 30 см. Расширение в свинцовой бомбе 470 см3.
При испытании по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков тэн дает полную деформацию столбика; при весе заряда 25 г тает обжатие 14,5 мм (пикриновая кислота при нормальном заряде 50 г дает 15—16 мм). Скорость детонации 8440 м/сек при плотности 1,62. При флегматизации тэна уменьшаются чувствительность к удару, плотность, работоспособность и скорость детонации.
В табл. 21 показано влияние примеси флегматизатора на чувствительность к удару (груз 2 кг) и на работоспособность тэна.
Таблица 21
Влияние флегматизатора на чувствительность тэна
Флегматизатор	Чувствительность к удару см	Работоспособ ность по расширению свин цовых бомб см%
Без флегматизатора ....	30	470
Парафин 5% ......	-	35	415
„	10%		60	340
Динитротолуол 5% ....	1	450
.	10% .....	57	425
20%		1	355
Отсюда видно, что при добавлении к тэну 10% парафина или 20% динитротолуола работоспособность смеси равна таковой тетрила (340 см2).
Тэн применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов и малокалиберных снарядов; для снаряжения снарядов среднего или крупного калибра он непригоден вследствие большой чувствительности к механическим воздействиям.
2. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ
Нитросоединения представляют собой важнейший класс бризантных взрывчатых веществ; многие представители этого класса характеризуются значительным фугасным и бризантным действием при малой чувствительности к механическим воздействиям сравнительно с взрывчатыми веществами других классов. Поэтому эти вещества являются особенно пригодными для снаряжения 'артиллерийских снарядов и других боеприпасов. Смеси ряда нитросоединений (например, тротила, димитронаф-
103
талина) с аммиачной селитрой хотя и несколько более чувствительны к механическим воздействиям, чем чистые нитросоединения, но они тем не менее пригодны для снаряжения снарядов среднего калибра.
Исходными веществами для производства нитросоединений ароматического ряда служат ароматические углеводороды и фенолы: бензол C6HG, толуол С6Н5СН3, ксилол СеН4(СН3)2, нафталин С10Н8 и фенол CGH5OH.
Эти вещества получаются из каменноугольной смолы, которая в свою очередь получается при коксовании каменного угля (каменноугольные бензол, толуол и ксилол); кроме того, большие количества ароматических углеводородов получаются при производстве нефтяного газа при пиролизе нефти (нефтяные бензол, толуол и ксилол); наконец некоторое количество толуола получается непосредственно при разгонке нефти (то-луол-бензин).
Фенол получается главным образом из бензола сульфированием серной кислотой с последующей заменой сульфогруппы на гидроксильную группу.
Для получения нитросоединений действуют на углеводороды или фенол смесью азотной и серной кислот.
Тротил. Важнейшим представителем класса нитросоединс-
сн3
ний является тринитротолуол, или тротил °2N
NOq
Температура затвердевания химически чистого тринитротолуола 80,85°. Температура затвердевания 1 технического продукта является критерием его чистоты.
1 Различают температуру плавления и температуру затвердевания. Температура плавления определяется в капилляре; та температура, при которой медленно нагреваемый в капилляре образец полностью расплавляется, носит название температуры плавления.
Иначе определяется температура затвердевания. Для этого определения берут в пробирку около 15 г вещества, нагревают выше температуры плавления и охлаждают расплавленное вещество, наблюдая по вставленному в пробирку термометру за характером понижения температуры. При этом вначале наблюдается плавное понижение температуры охлаждаемого вещества, затем остановка и подъем температуры, достижение максимума и новая остановка и, наконец, новое падение температуры. Та максимальная температура, которая достигается при этом, носит название температуры затвердевания.
Теоретически температуры плавления и затвердевания должны совпадать. Однако, по условиям опыта, при определении температуры плавления неизбежно наблюдается температура немного перегретой жидкости, а при определении температуры затвердевания также имеет место небольшое переохлаждение жидкости. Поэтому температура плавления получается приблизительно на 1—1,5° выше температуры затвердевания.
104
Плотность тринитротолуола 1,663. Гравиметрическая плотность тротила около 0,9; тротил довольно хорошо прессуется; при давлении 4000 кг!см2 ему можно придать плотность ^1,6. Плотность тротила в малокалиберных снарядах, запрессованного под давлением 3000 кг/см2, колеблется в пределах 1,58—1,60.
Зависимость объемной плотности тротила от давления прессования характеризуется следующими данными:
Давление прессования, кг/см2 ................. 275	685 1375 200Э 2750 3435 4125
Объемная плотность
(средняя) . • ....	1,320 1,456 1,558 1,584 1,599 1,602 1,61)
Объемная плотность литого тротила зависит от условий заливки и колеблется в пределах 1,54—1,59.
Тринитротолуол не образует солей с металлами. Чувствительность тринитротолуола к механическим воздействиям и, в частности, к удару значительно меньше, чем у пикриновой кислоты, что является основным преимуществом его перед последней. Чувствительность тротила к удару (вес груза 10 кг, высота падения 25 см) 4—8%, пикриновой кислоты 30—32%.
Поэтому тротил является незаменимым пока взрывчатым веществом для снаряжения снарядов к морским и береговым орудиям, в частности, для снаряжения бронебойных снарядов. Для снаряжения бронебойных снарядов применяется тротил, флегматизироваиный динитробензолом, нафталином, динитронафталином, парафином или другими примесями. Например, применялся бронебойный состав, состоящий из 95% тротила, 4'% нафталина и ' Г% динитробензола. В Германии бронебойные снаряды снаряжались нефлегматизиро*ванным тротилом.
Чувствительность к детонации у тротила ниже, чем у тетрила и пикриновой кислоты, и выше, чем у ксилила (табл. 22).
Таблица 22
Чувствительность ВВ к детонации
Взрывчатое вещество	Предельный инициирующий заряд, г/см2	
	гремучей ртути	азида свинца
Тетрил			0,36	0,03
Пикриновая кислота ....	0,36	0,05
Тротил ..... 		0,38	0,15
Ксилил ..... 		/-0,62	/—0,45
105
Данные табл. 22 относятся к прессованному веществу. Восприимчивость к детонации литого тротила значительно меньше, чем прессованного. Для взрывания литого тротила необходим промежуточный детонатор, тогда как для взрывания прессованного тротила достаточен капсюль-детонатор.
Скорость детонации тротила в зависимости от плотности характеризуется следующими данными:
Плотность.......	0,81 0,94 1,31 1,40 1,50 1,54 1,59 1,61
Скорость детонации
Mjcex.......... 4400	4700 5800 6200 6500 6700 6700 6700
Расширение в свинцовой бомбе 280 см3.
Бризантность по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков: при плотности 1,0. .. .	13 мм
1,2-	- .	16-18 „
Требования к тротилу, применяемому для снаряжения снарядов. Тротил, полученный промывкой продукта после отделения кислот, имеет температуру затвердевания 77—78° и носит название некристаллизованного тротила или тротила-сырца. Этот тротил содержит около 6% различных примесей, а именно, несимметрические изомеры тринитротолуола и динитротолуола. Примесь этих веществ ухудшает взрывные качества тротила, например, заметно понижает чувствительность к детонации; кроме того, снаряды, снаряженные таким тротилом, текут в теплое время года, т. е. из них вытекает жидкость, так называемое тротиловое масло L
Вытекание масла из разрывного заряда сопровождается следующими явлениями:
1.	Разрыхление взрывчатого вещества. ВВ делается менее плотным, рыхлым, ноздреватым. При вытекании масла через дно (например, через нарезы ввинтного дна) слой взрывчатого вещества, прилегающий ко дну, становится более рыхлым. В результате этого возможно смещение заряда при выстреле, воспламенение заряда от удара и преждевременный разрыв.
2.	В снарядах с ввинтным дном тротиловое масло, несущее в растворенном виде тротил, остается частично в нарезах.
При ударе (в момент выстрела) металлических поверхностей, между которыми масло заключено в нарезке снаряда, может произойти взрыв; может также произойти воспламенение пороховыми газами — передачей огня по маслу, заключенному в нарезах дна снаряда (как по стопину).
3.	Тротиловое масло, выделяющееся из тротила, иногда собирается в гнездо под взрывателем (или детонатором). В этом случае, если детонатор не включен в металлическую герметически закрытую оболочку (таковы, например, английские тро-
1 Тротиловое масло представляет собой смесь тротила с указанными примесями.- несимметрическими изомерами тринитротолуола и динитротолуола и другими веществами. Температура плавления этой смеси около 30—35°.
106
тилевые детонаторы в шелковых мешочках), он пропитывается маслом, отчего теряет восприимчивость к детонации. В результате бывают неполные взрывы или отказы. Иногда наблюдалось и проникновение масла во взрыватель, где оно попадало в капсюль-детонатор и флегматнзировало гремучую ртуть, что также имело следствием неполные взрывы или отказы при стрельбе.
Вследствие всех этих причин тротил-сырец не допускается к снаряжению снарядов, а предварительно подвергается очистке. Очищенный тротил должен иметь температуру затвердевания не ниже 80°. Очистка производится путем промывки не-кристаллизованного тротила водным раствором сульфита натрия.
Применение тротила. Тротил является основным бризантным взрывчатым веществом из числа применяющихся для снаряжения боеприпасов. Он применяется в чистом виде для снаряжения боеприпасов, предназначенных для длительного хранения, а также для изготовления подрывных шашек.
Кроме того, тротил применяется в виде смесей с аммиачной селитрой, носящих название ам мото лов. Аммотолы являются важнейшими суррогатными бризантными ВВ, широко применяемыми для снаряжения боеприпасов в военное время.
Тротил применяется в сплаве Л, состоящем из 95% тротила и 5% ксилила, свойства которого описаны ниже при описании ксилила. Кроме того, тротил применяется в смеси с гексогеном для снаряжения кумулятивных боеприпасов.
Пикриновая кислота. Химическая формула
о И
ОлфмО,
I I
no2
Литая пикриновая кислота носит название -мелинита. Температура затвердевания химически чистой пикриновой кислоты 121,9°.
Температура затвердевания применяемой для снаряжения боеприпасов пикриновой кислоты должна быть не ниже 119,5°.
Удельный вес пикриновой кислоты 1,813; гравиметрическая плотность кристаллической пикриновой кислоты 0,9—1,0.
П;ри прессовании пикриновой кислоты она получается следующей плотности в зависимости от давления:
Давление прессования
кгкм-.......................................... 275	685 1375 2000 2750 3435 4125
Плотность . 1,315 1,489 1,615 1,672 1,714 1,731 1,740
В производстве при прессовании в целях безопасности не переходят давления 2000 кг!см2 и при этом получается плотность около 1,63.
Чувствительность пикриновой кислоты к удару около 32% при весе груза 10 кг и высоте падения 25 см. Температура вспышки 300—310°. Чувствительность к детонации: для запрес-
107
сованной при давлении 1500 кг!см2 и плотности 1,58 необходим капсюль с 0,4 г гремучей ртути; для запрессованной при давлении 2900 кг/см2 и плотности 1,68 — капсюль с 0,68 г гремучей ртути; наконец для литой пикриновой кислоты — капсюль с За гремучей ртути. Расширение в свинцовой бомбе 305 см3. Скорость детонации 7100 м/сек.
Большим недостатком пикриновой кислоты является ее способность образовывать соли при соприкосновении с металлами в присутствии хотя бы небольшого количества влаги. Соли пикриновой кислоты называются пикратами. Некоторые из этих солей обладают большой чувствительностью к удару. Наиболее чувствителен к удару пикрат свинца. Чувствительность пикрата окисного железа, высушенного при 100°, немного выше чувствительности тетрила. Однако пикрат окисного железа, содержащий кристаллизационную воду, менее чувствителен, чем пикриновая кислота.
До первой мировой войны для предупреждения возможности образования пикратов в снаряженных мелинитом снарядах внутреннюю полость лудили оловом. Однако при колоссальном расходе снарядов, выявившемся во время первой мировой войны, такое лужение оказалось практически невозможным. Поэтому стали ограничиваться тщательной лакировкой внутренней поверхности снаряда. В этом случае ограничивают срок хранения таких снарядов, так как даже при вполне исправной лакировке происходит, хотя и очень сильно замедленное, взаимодействие между пикриновой кислотой и металлом снаряда. При футлярном снаряжении заряд помешают в папковую оболочку, чем устраняется возможность непосредственного соприкосновения пикриновой кислоты с металлом. Вообще же следует заметить, что опасения возможности образования пикратов железа, а равно представления о чувствительности к механическим воздействиям могущих образоваться в снаряженных боеприпасах пикратов железа были сильно преувеличены.
Для снаряжения авиабомб и мин, а также для изготовления подрывных средств пикриновая кислота может применяться в чистом виде или в виде сплавов, преимущественно с ди нитро-нафталином. Применяются два сплава: «русская смесь», содержащая 51,5% пикриновой кислоты и 48,5% динитронафталина, и «французская смесь», содержащая 80% пикриновой кислоты и 20% динитронафталина. Чем выше содержание динитронафталина в сплаве, тем меньше его чувствительность к механическим воздействиям.
Пикрат аммония. Химическая формула
onh4
OaN^^NOa
NOa
108
Этот пикрат обладает меньшей чувствительностью к удару, чем даже тротил, вследствие чего он применяется в США е 1900 г. для снаряжения бронебойных снарядов, начиная е 10-дюймового калибра, а позже там стали применять его и для снаряжения авиабомб.
Ликрат аммония получается насыщением водного раствора пикриновой кислоты аммиаком. В зависимости от условий получения могут образоваться две модификации — желтый и красный пикрат аммония. Из этих двух модификаций желтый пикрат аммония менее чувствителен к механическим воздействиям. Поэтому он и применяется в качестве взрывчатого вещества; примесь красного пикрата аммония не допускается.
Пикрат аммония при нагревании не плавится, а при температуре 300—320° взрывается. Поэтому снаряжение не может вестись заливкой, а только механическими методами, например, прессованием.
Тетрил. Химическое название —1 тринитрофенилметилнитроамин; формула	сн nq2
N
ОзЫ/фьЮз
NO2
Температура затвердевания чистого вещества 128,7°; по техническим условиям температура затвердевания тетрила должна быть не ниже 127,7°.
Прессованием тетрила достигается плотность 1,68. Чувствительность к удару 60э/о при весе груза 10 кг и высоте падения 25 см. Расширение в свинцовой бомбе 340 см?\ бризантность по пробе на свинцовых цилиндриках 19 мм. Скорость детонации при плотности 1,63 7200 м!сек\ при достигаемой прессованием предельной плотности 1,68 тетрил детонирует еще от капсюля-детонатора с 0,54 г гремучей ртути. Как видно из этих данных тетрил значительно бризантнее всех ранее описанных нитросоединений; его чувствительность к детонации выше, а достижимая при прессовании объемная плотность больше. Эти преимущества делают тетрил особенно пригодным для изготовления детонаторов и капсюлей-детонаторов. Чувствительность тетрила к механическим воздействиям выше, чем у пикриновой кислоты; отсюда видно, что он непригоден для снаряжения снарядов.
Гексоген. Химическое название — циклотриметилентринитро-триамин; химическая формула
СН2
O2N.N/XN'NO2
н2сх/сн2
N.NO2
109
Динитробензол. Химическая формула
NOj
Af-динитробензол.
Динитробензол получается нитрованием бензола серно-азотной кислотной смесью. Температура затвердевания метадинитро-бензола 89,9°; температура затвердевания технического динитробензола ниже вследствие наличия в нем примеси изомеров: орто- и пара-динитробензола. По техническим условиям существуют два сорта: 1-й сорт с температурой затвердевания не ниже 88° и 2-й сорт с температурой затвердевания не ниже 81,5°.
Применение чистого динитробензола для снаряжения снарядов затруднительно вследствие его пониженной чувствительности к детонации; это возможно лишь при применении значительно более мощного детонатора, чем при обычных взрывчатых веществах. Динитробензол не может применяться и в виде сплавов с тротилом, так как эти сплавы обладают слишком низкими температурами плавления; исключением являются сплавы тротила с малым количеством динитробензола (несколько процентов) для снаряжения бронебойных снарядов.
Во время первой мировой войны в Германии широко применялись смеси динитробензола с аммиачной селитрой.
Недостатком динитробензола является его ядовитость, затрудняющая его применение.
3.	ВЗРЫВЧАТЫЕ СМЕСИ
Взрывчатые смеси состоят из окислителей и горючих веществ. В качестве окислителей служат соединения, освобождающие при горении кислород,— аммиачная селитра, хлорат калия и перхлораты. Во взрывчатых смесях с жидкими окислителями применяются жидкий кислород, жидкая двуокись азота и др.
По роду окислителя взрывчатые смеси делятся на следующие категории.
•Е Аммиачноселитренные взрывчатые вещества, в которых окислителем является аммиачная селитра.
2.	Хлоратные или перхлоратные взрывчатые вещества, в которых окислителями служат соли хлорноватой или хлорной кислот.
3.	Смеси с жидкими окислителями; сюда относятся:
а)	оксиликвиты, в которых окислителем является жидкий кислород;
б)	панкластаты, в которых окислителем служит двуокись
азота.
1
Аммиачноселитренные взрывчатые вещества. Аммиачно-селитренные взрывчать^е вещества представляют собой важнейшую категорию класса взрывчатых смесей.
А м м ото л ы представляют собой смеси, содержащие от 80 до 40% аммиачной селитры и соответственно от 20 до 60% тротила.
Вначале применяли смеси с содержанием от 40 до 60% тротила, которые получались смешением расплавленного тротила с нагретой, предварительно измельченной аммиачной селитрой. При этом получалась кашеобразная смесь, которая допускала снаряжение заливкой. Такой способ снаряжения отличается простотой и не требует сложного оборудования. Только при более совершенных методах снаряжения — прессовании и шнеко-вании -— перешли на снаряжение более выгодным в смысле использования тротила аммотолом, состоявшим из 80 вес. ч. аммиачной селитры и 20 вес. ч. тротила. Эта смесь готовится измельчением исходных компонентов с последующей меткой их в барабанах тем или иным способом.
При добавлении к тротилу аммиачной селитры несколько уменьшается бризантность и увеличивается фугасное действие, причем тем в большей мере, чем больше в смеси содержится аммиачной селитры (см. табл. 23).
Таблица 23
Сравнительная характеристика тротила и аммотолов
Взрывчатое вещество
Бризантность по обжатию свинцовых цилиндриков мм
Расширение в свинцовой бомбе
СМ3
Тротил ......
Аммотол 40/60* . .
285
350
430
80/20* . .
Из данных табл. 23 видно, что для разрушения земляных, деревоземляных и аналогичных укреплений, где требуется большое фугасное действие, выгодно применение аммотола. Напротив, при стрельбе по прочным массивам, например, по броневым сооружениям, где требуется бризантное действие, выгоднее применение тротиловых снарядов.
* В числителе показано процентное содержание аммиачной селитры, в знаменателе—тротила.
8 а. Г. Горст
ИЗ
Температура плавления гексогена 203,5°; удельный вес 1,82. Чувствительность к удару немного меньше, чем тэна. Расширение в свинцовой бомбе 475 см* (для тэна 470, для тетрила 340). При испытании во пробе обжатием на свинцовых цилиндриках гексоген аналогично тэну дает полную деформацию столбика; при заряде 25 г получается обжатие 16 мм. Скорость детонации при плотности 1,70 равна 8370 м/сек (для тэна 8440 м/сек при плотности 1,62, а для тетрила 7200 ьпсек при плотности 1,63).
Гексоген и ранее описанный тэн являются сильнейшими и наиболее бризантными из всех химически однородных твердых взрывчатых веществ. Гексоген применяется для изготовления капсюлей-детонаторов и для снаряжения малокалиберных и кумулятивных снарядов. Для уменьшения чувствительности к удару его флегм авизируют парафином, воском, канифолью и другими веществами, а также, ди- и тринитротолуолом и другими
гюлинитросоединениями.
Гексо-ген плавится с разложением; кроме того, при высокой температуре плавления (203,5°) сильно повышена чувствительность его к удару и трению. Поэтому снаряжение им боеприпасов не может производиться заливкой, а только прессованием. Однако вследствие большой чувствительности к механическим воздействиям он может быть спрессован лишь в количестве до 10 г. При большом заряде вероятность взрыва при прессовании иь разрушительное действие при взрыве резко увеличиваются. Поэтому в настоящее время чистый гексоген аналогично тэну применяется только для изготовления капсюлей-детонаторов или для снаряжения малокалиберных снарядов с зарядом диаметром до 2 см. Для больших зарядов применяется гексоген, флегматизированный менее чувствительными нитросоединениями, например, тротилом, динитротолуолом, реже тетрилом.
Однако при флегматизации уменьшается не только чувствительность к удару, но также плотность, работоспособность и с к орост ь де тон а ц и и.
При снаряжении малокалиберных снарядов гексогеном, флег-матизированным тротилом, он запрессовывается в снаряд, находящийся в водяной бане при температуре 85°. При этой температуре тротил плавится и заполняет воздушные промежутки между кристаллами гексогена. Этим достигается хорошее плотное снаряжение.
Гексил. Химическое название — гексанитродифениламин; фор-
мула
NO. O..N
Температура плавления тельности к механическим
гексила 240°. По силе и чувстви-воздействиям занимает промежуточ-
но
ное положение между пикриновой кислотой и тетрилом. За границей применяется в смеси с тротилом для снаряжения морских мин; эта смесь, называемая «новит», содержит 40% тротила и 60% гексила. Во время первой мировой войны гексил изучался в США с целью применения его вместо тетрила для снаряжения детонаторов.
Ксилил. Химическое название — тринитроксилол; формула
NOo
Технический продукт содержит в зависимости от степени очистки при его производстве большее или меньшее количество изомерных тринитросоединений — орто- и параксилола. Температура затвердевания очищенного ксилила 170—178°. Ксилил представляет собой нейтральное вещество, не образующее солей с металлами. Чувствительность к удару больше, чем тротила, и близка к таковой пикриновой кислоты. Чувствительность к детонации заметно меньше. Расширение в свинцовой бомбе 270 сж3. Ксилил применяется для снаряжения боеприпасов в виде смесей с аммиачной селитрой.
Кроме того, ксилил применяется в виде сплава с тротилом, предложенного Я. И. Лейгманом, носящего название сплава Л. Этот сплав содержит 95% тротила и 5% ксилила. Его температура затвердевания 74°. Сплав Л не отличается заметным образом по своим взрывчатым свойствам от тротила, но характеризуется значительно лучшей чувствительностью к детонации, обусловленной его мелкокристаллической структурой. Для его детонирования в литом виде достаточен капсюль-детонатор, содержащий лишь 0,6 г тетрила; для детонирования литого тротила требуется детонатор в 8 г тетрила.
Динитронафгалин. Химические формулы
1,5- динитрона фтал ин
o2n no2
1,8-АИВитронафталин
Технический динитронафталин состоит из двух изомеров: 1,5- и 1,8-динптрснафталина. Чувствительность динитронафталина к детонации очень мала. Поэтому он не может применяться в чистом виде в качестве взрывчатого вещества, но применяется в больших количествах в смеси с аммиачной селитрой, а также в виде сплава с пикриновой кислотой (французская и русская смеси).
Пониженное бризантное действие ам могол а обусловлена меньшей скоростью детонации, а именно порядка 4700— 6000 м/сек в зависимости от содержания аммиачной селитры. Чем больше содержится аммиачной селитры, тем меньше скорость детонации.
Недостатком аммоголов, как и всех аммиачноселитренных взрывчатых веществ, является их гигроскопичность и взаимодействие аммиачной селитры с металлом при длительном хранении снаряженных ими снарядов. Поэтому ни аммотол, ни снаряженные им снаряды нельзя готовить для длительного хранения. Они изготовляются только* в военное время, когда снаряды быстро расходуются.
Шнейдер нт содержит 88'°/о или 78% аммиачной селитры и соответственно 12% или 22% динитронафталина. Это вещество, как п большинство порошкообразных аммиачноселитренных взрывчатых веществ, получается измельчением предварительно высушенной аммиачной селитры и нитросоединения с последующей меткой в барабанах. Иногда мешку производят под бегунами, причем одновременно с меткой получается тонкое измельчение смеси. Обработка под бегунами значительно увеличивает скорость детонации и бризантность шнейдерита. Недостатком шнейдерита, изготовленного смешением в барабанах, является пониженная чувствительность к детонации. Этот недостаток усугубляется тем, что при хранении снаряженных шней-деритом снарядов вследствие слеживания чувствительность к детонации еще больше падает.
Вообще следует заметить, что шнейдерит является одним из худших среди аммиачноселитренных взрывчатых веществ, применявшихся для снаряжения снарядов.
Громовой, или м а и с и т, состоящий из 71,5% аммиачной селитры и 28,5% пикрата аммония. Недостатком этого вещества является значительно меньшее фугасное и бризантное действие сравнительно с аммотолом 80/20.
Хлоратные и перхлоратные ВВ. Хлоратные и перхлоратные взрывчатые вещества состоят из смеси солей хлорноватой кислоты НС1О3 или хлорной кислоты НС1О4 с горючим. Преимущественно применяются КС1О3, КС1О4 и XILC1CX.
Хлоратные взрывчатые вещества привлекают к себе внимание потому, что содержащийся в них окислитель, главным образом бертолетова соль, могут быть легко получены в больших количествах из недефицитного сырья. Однако возможность их применения для снаряжения боеприпасов сильно ограничена из-за их большей чувствительности к механическим воздействиям. Поэтому они применялись во время первой мировой войны во Франции и Англии только для снаряжения минометных и бом-бометных снарядов. При стрельбе такими снарядами вследствие малых начальных скоростей их получаются лишь незначительные напряжения во взрывчатом веществе; это допускает при
114
менение для их снаряжения некоторых хлоратных и перхлоратных взрывчатых веществ.
Взрывчатые смеси на основе жидких окислителей. К этой категории взрывчатых смесей относятся оксиликвиты и смеси на основе двуокиси азота или дымящей азотной кислоты.
Оксиликвиты представляют собой напитанные жидким кислородом патроны из горючего компонента-поглотителя. Напитывание оксиликвитных патронов для военно-инженерных или промышленных взрывных работ производится непосредственно перед применением патронов. Жизнедлительность таких патронов около 15—20 мин., после чего сила их в результате энергичного испарения жидкого кислорода начинает быстро падать вплоть до полной потери патроном взрывчатых свойств. Быстрое испарение жидкого кислорода затрудняет применение оксиликвитов в авиабомбах.
Взрывчатые смеси на основе двуокиси азота применялись во Франции во время первой мировой войны для снаряжения авиабомб. В качестве горючего применяли нитробензол или жидкие углеводороды предельного ряда. Оба компонента располагались в авиабомбе раздельно и смешение их производилось с помощью специального механизма после сбрасывания авиабомбы с самолета.
Литература
Н. А. Шиллинг, Взрывчатые вещества и снаряжение боеприпасов, Оборонгиз, 1946.
А. Г. Горст, Химия и технология нитросоединений. Оборонгиз, 1940,
8*
ГЛАВА УШ
ИНИЦИИРУЮЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
устойчивая скорость взрывчатого
бриг. С 8 s\—----
2_______/ I Вниц. В В
£—Zi	_	---1---
[\ [ I	/ I Иииц.ВВ
I[
Фиг. 24. Нарастание скорости взрыва.
Важнейшим отличием инициирующих взрывчатых веществ от бризантных является их способность детонировать от простого начального импульса (луча пламени, удара, накола, трения). Это объясняется тем, что у них скорость взрывчатого превращения быстро нарастает до скорости детонации.
При действии на взрывчатое вещество начальным импульсом скорость возникающего при этом взрывчатого превращения достигает своего предельного для данных условий значения не сразу, а лишь спустя некоторый промежуток времении, который называется периодом нарастания скорости взрыва. Скорость этого процесса может быть охарактеризована также толщиной слоя ВВ, по прохождении которого достигается предельная превращения, которая согласно определению является скоростью детонации. Эта толщина слоя ВВ называется участком разгона скорости взрыва. Следовательно, величины периода нарастания скорости взрыва и участка разгона скорости взрыва определяют одну и ту же величину, но в разных единицах измерения.
На фиг. 24 в схематическом виде показан ход на-
растания скорости взрывчатого превращения одного бризантного и двух инициирующих ВВ. На абсциссе отложены значения продолжительности т процесса или длины I пути, пройденного границей между ВВ и участком взрывчатого превращения, а на ординате — значения мгновенной скорости взрыва. Величины и т3 представляют собой периоды нарастания скорости взрыва, а 1г, 12, 13— соответствующие значения участков разгона скорости взрыва.
116
Инициирующие ВВ должны обладать бризантностью, достаточной для возбуждения детонации вторичных взрывчатых веществ.
Известно очень большое число инициирующих ВВ, однако лишь немногие из них нашли практическое применение. Из числа последних мы познакомимся кратко со следующими: гремучей ртутью, азидом свинца, тринитрорезорцинатом свинца и тетразеном.
Гремучая ртуть. Гремучая ртуть Hg(ONC)2 получается растворением металлической ртути в азотной кислоте (с содержанием 60—62% HNO3) и добавлением этого раствора к этиловому спирту. При этом получается серая гремучая ртуть.
При растворении ртути в азотной кислоте образуется азотнокислая ртуть Hg(NO3)2. При взаимодействии раствора азотнокислой ртути с этиловым спиртом протекает ряд реакций» приводящих к образованию гремучей ртути.
Если при изготовлении азотнокислого раствора ртути добавить к нему небольшое количество меди и соляной кислоты, то при последующей реакции со спиртом образуется белая гремучая ртуть.
Осадок гремучей ртути отделяется от жидкости и тщательно промывается водой.
Гремучая ртуть получается в виде белого или серого кристаллического порошка уд. веса 4,42. Она легко- взрывается от незначительного удара. Пределы чувствительности при испытании на копре 55—85 мм при весе груза 0,69 кг.
Вода сильно ослабляет взрывчатые свойства и уменьшает чувствительность гремучей ртути к механическим воздействиям и к другим видам начального импульса. При содержании 10% воды небольшое количество гремучей ртути может сгореть на открытом воздухе без взрыва; при содержании же 30% воды она даже не загорается, но может быть взорвана капсюлем-детонатором.
При прессовании выше определенного предела чувствительность гремучей ртути к лучу пламени падает. Вместе с тем при увеличении давления прессования понижается чувствительность гремучей ртути и к механическим воздействиям. Вследствие этого уменьшается вероятность воспламенения капсюля, снаряженного гремучей ртутью, от сотрясений, имеющих место в момент выстрела. Чтобы обеспечить безотказное инициирующее действие капсюля-детонатора лучевого действия, прессование ведут при давлении 250—350 кг!см2.
Запрессованная при давлении 500 кг[см2 гремучая ртуть дает 3% неполной детонации от луча пламени, при 600—650кг/аи2— 5% неполной детонации при воспламенении огнепроводным шнуром (стр. 149) и 2% — при воспламенении лучом пламени во взрывателе; наконец, при давлении прессования порядка 3000 к,г[см? получается почти 100% отказов.
117
Иначе ведет себя гремучая ртуть при воспламенении наколом жала. В пределах до 750 кг/см? с увеличением давления прессования чувствительность к наколу возрастает; при давлении прессования 700—750 кг!см2 наблюдается оптимальная чувствительность к наколу. При дальнейшем увеличении давления прессования восприимчивость к детонации от накола снижается; при давлении прессования 2000 кг!см2 гремучая ртуть теряет чувствительность и к наколу.
Запрессованная при давлении 250—350 кг/см' гремучая ртуть имеет объемную плотность около 3,3.
Капсюли-детонаторы прежнего типа для взрывателей к бронебойным снарядам прессовались при давлении 2000 и 3000 ат\ для их детонирования требовалось совокупное действие накола и пламени, но зато они были очень стойки при стрельбе по броне.
Температура вспышки гремучей ртути 160—165°.
Гремучая ртуть в присутствии влаги энергично взаимодействует с алюминием; поэтому гремучертутные капсюли-детонаторы не изготовляются с алюминиевой оболочкой. I ремучая ртуть в присутствии влаги реагирует очень медленно с медью, причем образуется очень чувствительный к сотрясениям и уда-, рам фульминат меди (гремучая медь). Поэтому гремучую ртуть в капсюле предохраняют от влаги лакировкой поверхности заряда после снаряжения, а от соприкосновения с медью — лакировкой внутренней поверхности оболочки перед снаряжением. С никелем гремучая ртуть практически не взаимодействует.
Вследствие большой чувствительности сухой гремучей ртути к механическим воздействиям она допускается к перевозке только в снаряжениях изделиях; длительное хранение гремучей ртути в заводских (цеховых) складах допускается только под водой.
Гремучая ртуть применяется для изготовления ударных и накольных составов, капсюлей-воспламенителей, а также для снаряжения некоторых типов капсюлей-детонаторов.
Азид свинца. Азид свинца PbN6 получается по следующей схеме:
2Na4-2NH3
2NaNH,+H2
амид натрия
NaNH2 + N2O -> NaN34-H.aO закись	азид
азота	натрия
Выделяющаяся вода энергично взаимодействует с амидом натрия по реакции
NaNHs + H,0 -> NaOH + NH,
118
Поэтому суммарная реакция, происходящая при азидирова-иии, выражается уравнением
2NaNH.-LN.O — ХаХ. жМаОНЧ-NH. rJ	1	,	• J	t j
Реакцией обменного разложения азида натрия с азотнокислым свинцом получается азид свинца
2NaN3 + Pb(NO3\ -> PbN6 + 2NaNO3 азял
Полученный азид свинца промывают последовательно водой, спиртом, бензолом.
Обычно получают азид свинца смешиванием чистых водных растворов азида натрия и азотнокислого свинца (осаждение по способу А. А. Солонины). При этом азид свинца получается в виде мелкокристаллического, несыпучего и потому непригодного для снаряжения (дозировки) порошка. Поэтому азид свинца после промывки бензолом гранулируют. Предварительно азид свинца флегмагизируют введением в него от 0,6 до 2% парафина (обработкой раствором парафина в бензоле). Затем гранулируют, сушат и сортируют (для удаления больших комков и пыли). Гранулированный азид свинца ссыпают в пайковые или резиновые коробки и направляют на снаряжение.
Удельный вес азида свинца 4,8: объемная плотность прессованного 3—3,5; цвет белый; чувствительность к лучу пламени и наколу нс зависит от плотности, которая в свою очередь зависит от давления прессования, но чувствительность флегмати-зцрованного азида свинца к лучу пламени и наколу зависит от давления и потому давление прессования не должно превышать 700 кг! см2. Обычно флегматизированный азид свинца запрессовывают в гильзу капсюля-детонатора под давлением 500— 600 кг!см2.
Температура вспышки 345°. Скорость детонации 5000 м!сек.
В капсюлях-детонаторах достаточно 0,15—0,2 г азида свинца, в то время как гремучей ртути требуется 0,5 а.
Вследствие недостаточной чувствительности азида свинца к лучу пламени и наколу он не воспламеняется безотказно во взрывателях от луча пламени капсюлей-воспламенителей или от накола жала. Равным образом он не воспламеняется безотказно от луча пламени огнепроводного шнура. Поэтому в азидных капсюлях-детонаторах сверх слоя азида свинца запрессовываются специальные вспомогательные составы, чувствительные к лучу пламени (в азидных капсюлях лучевого действия) или к наколу (в азидных капсюлях накольного действия).
Азид свинца при увлажнении не теряет чувствительности к механическим воздействиям. Он легко взаимодействует с медью, особенно в присутствии влаги и углекислоты; при этом образуются очень чувствительные к механическим воздействиям соли азида меди. С алюминием не взаимодействует.
119
Азид свинца применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов.
Тринитрорезорцинат свинца, или ТНРС. Тринигрорезорцинат свинца C6H(O2Pb)(NO2)3 получается обменным разложением натриевой соли стифниновой кислоты 1 с азотнокислым свинцом в водном растворе.
Удельный вес ТНРС 3,1; объемная плотность запрессованного 2,9; цвет желтый. Температура вспышки 276°. Чувствителен к пламени; при воспламенении дает сильный луч пламени. Чувствительность к удару значительно меньше, чем у азида свинца. Применяется для воспламенения азида свинца в капсюлях-детонаторах, а также в ударных составах, применяемых для снаряжения капсюлей-воспламенителей.
Тетразен. Тетразен C2HSON10 представляет собой мелкокристаллический порошок с желтоватым отливом. Удельный вес 1,65. гравиметрическая плотность 0,5. В воде практически нерастворим и мало гигроскопичен.
Бризантность тетразена мала, поэтому он непригоден в качестве возбудителя взрыва вторичных ВВ. По чувствительности к трению и удару близок к гремучей ртути.
Примесь 2—3% тетразена к азиду свинца резко повышает чувствительность последнего к наколу. Тетразен применяется в .смеси с ТНРС в ударных составах для снаряжения капсюлей-воспламенителей и капсюлей-детонаторов (накольный состав). Он играет здесь роль сенсибилизатора для ТНРС.
1 Стифниновая кислота, или ни ем резорцина по реакции
тринитрорезорцин, получается нитрова-
1	4-3HNO8 ->
\/°Н
Ч-ЗН2О
тринитрорезорцин
резорцин
При взаимодействии натриевой соли тринитрорезорцина с азотнокислым свинцом получается тринитрорезорцинат свинца
ONa
O2n/\nO2
X//ONa NO,
+ Pb(NO8)2
no8
тринитрорезорцинат свинца
тринитрорезорцинат натрия
120
Тетразен не усиливает бризантности ударных составов, поэтому он пригоден для создания капсюлей-воспламенителей, не разрушающих своим взрывом пороховых замедлителей.
Реакция газообразных продуктов взрыва тетразена сильно щелочная вследствие присутствия большого количества аммиака. Поэтому тетразен применяется в патронных капсюлях-воспламенителях с неоржавляющим составом.
1
СРЕДСТВА ИНИЦИИРОВАНИЯ
К средствам инициирования относятся следующие изделия, служащие для воспламенения или детонирования и действующие от простого начального импульса:
1.	Капсюли-воспламенители и средства воспламенения орудийных зарядов.
2.	Капсюли-детонаторы.
3.	Электрозапалы и электродетонаторы.
4.	О гне п ров од н ы й ш н у р.
5.	Детоштрующий шнур.
6.	Стопин.
7.	Фитиль.
1.	КЛАССИФИКАЦИЯ КАПСЮЛЕЙ
Капсюли делятся на две группы по роду создаваемого ими начального импульса:
I группа. Капсюли, предназначенные для создания теплового импульса, называются капсюлями-воспламенителями.
II группа. Капсюли, предназначенные для детонирования вторичного взрывчатого вещества, называются капсюлями-детонаторами.
I группа. Капсюли-воспламенители. По назначению капсюли -воспламенители делятся на два класса:
1-й класс. Патронные капсюли-воспламенители, применяемые для воспламенителя порохового заряда в патронах (ружейных и некоторых орудийных).
2-й класс. Трубочные капсюли-воспламенители, применяемые для воспламенения запрессованного состава в трубках или взрывателях, либо непосредственно капсюля-детонатора во взрывателях.
По характеру службы трубочные капсюли-воспламенители делятся на дистанционные, действующие в момент выстрела (в дистанционных трубках и дистанционных взрывателях), и ударные, действующие в момент встречи снаряда преградой.
По способу воспламенения капсюли-воспламенители делятся на:
1)	капсюли, действующие от удара (патронные);
2)	капсюли, действующие от накола (трубочные);
3)	капсюли, действующие от электрического тока (патронные и трубочные).
Условия действия патронных и трубочных капсюлей-воспламенителей различны; соответственно различным условиям службы различны конструкции этих капсюлей.
Группа II. Капсюли-детонаторы. По назначению капсюли -детонаторы делятся на два класса:
1-й класс. Капсюли-детонаторы подрывные (для подрывных работ)'.
2-й класс. Капсюли-детонаторы артиллерийские (применяемые в боевых припасах).
По способу воспламенения капсюли-детонаторы делятся на:
1)	капсюли-детонаторы накольного действия, инициируемые наколом жала, применяемые во взрывателях для авиабомб, для некоторых артиллерийских взрывателей и др.;
2)	капсюли-детонаторы лучевого действия, инициируемые лучом пламени,— подрывные капсюли-детонаторы и основная часть артиллерийских взрывателей.
2.	КАПСЮЛИ ВОСПЛАМЕНИТЕЛИ И СРЕДСТВА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ОРУДИЙНЫХ ЗАРЯДОВ
Патронные капсюли-воспламенители
Патронный капсюль-воспламенитель (фиг. 25) состоит из оболочки, представляющей собой металлический колпачок, в который запрессован ударный состав, покрытый фольговым кружком. При воспламенении от удара бойка патронный капсюль-воспламенитель должен дать луч пламени, обеспечивающий надежное воспламенение порохового заряда.
Требования к патронным капсюлям-воспламенителям. К патронным капсюлям-воспламенителям предъявляются следующие основные требования:
1.	Безотказность действия при ударе бойка.
2.	Безотказность воспламенения порохового заряда.
3.	Однообразие действия. Действие капсюля-воспламенителя зависит от его воспламеняющей способности. При недостаточной воспламеняющей способности капсюля-воспламенителя но обеспечивается одновременное воспламенение всей поверхности пороховых зерен, замедляется процесс сгорания порохового заряда и получается так называемый затяжной выстрел. При быстрых темпах стрельбы стрелок, приняв затяжной выстрел за отказ, преждевременно открывает затвор винтовки или ружья, вследствие чего пламя вырывается из казенной части оружия и обжигает стрелка.
123
4.	Стойкость при хранении.
5.	Безопасность в обращении и транспортировке.
6.	Механическая прочность оболочки; оболочка не должна разрушаться при выстреле во избежание прорыва газов к стреляющему приспособлению.
Кроме того, как и во всех других случаях, требуется наличие отечественного сырья для производства капсюлей.
Оболочка капсюля. Оболочки патронных капсюлей-воспламенителей изготовляются из следующих материалов: латуни (состоит из 66,5—70,0% меди и 32,5—29,5% цинка), меди (содержит до 0,5% примесей), томпака (содержит 94,5—95,5% меди и 5,5—4,5% цинка) и железа.
Фиг. 25. Патронные капсюли-воспламенители.
а-винтовочный капсюль-воспламенитель (материал колпачка—латунь) б —охотничий капсюль-воспламенитель (материал колпачка —красная медь); I—колпачок;
2 — покрытие ударного состава; 3 —ударнйй состав.
Для капсюлей-воспламенителей винтовочных, револьверных и к малокалиберной артиллерии применяют латунь, как обладающую значительной механической прочностью, необходимой для устранения прорыва пороховых газов.
Для капсюлей, предназначенных для охотничьих ружей и капсюльных втулок, применяют медь, как более мягкий металл, обеспечивающий большую чувствительность капсюля к удару. Требование большей чувствительности вызывается тем, что в охотничьих ружьях применяется более слабая пружина ударника, чем, например, в винтовках и револьверах; в капсюльных же втулках удар бойка передается не непосредственно капсюлю-воспламенителю, а через латунное дно капсюльной втулки. Прорыв газов в этих случаях не имеет места.
Томпак применяется в капсюлях к малокалиберным патронам.
Железо применяют в капсюлях для охотничьих ружей в целях удешевления и сокращения расхода меди. Для предохранения от коррозии железные оболочки покрывают тонким слоем олова или меди.
От оболочки патронного капсюля-воспламенителя требуется, чтобы она при выстреле осталась неповрежденной и не допу
124
скала прорыва газов во избежание ранения стрелка или порчи бойка оружия. Дно оболочки не должно пробиваться от удара бойка оружия. Это достигается приданием оболочке надлежащей механической прочности.
Ударные составы. Требования к ударным состава м. К ударным составам, применяемым для снаряжения капсюлей-воспламенителей, предъявляются следующие требования:
1)	они должны давать продолжительное, длинное и горячее пламя, достаточное для безотказного зажигания порохового заряда;
2)	они должны быть достаточно чувствительны к удару; вместе с тем эта чувствительность не должна переходить определенных пределов;
3)	они должны быть стойки при хранении;
4)	они не должны вызывать коррозию материала оболочки;
5)	продукты горения ударного состава не должны вызывать коррозию канала ствола оружия.
К ударным составам предъявляются также экономические требования: они должны быть дешевы и изготовляться из недефицитных материалов.
Кроме этих, могут предъявляться дополнительные требования, обусловленные назначением капсюля-воспламенителя, специфическими условиями его службы.
Компоненты ударных составов. В чистом виде известные в настоящее время однородные инициирующие взрывчатые вещества непригодны для применения в качестве ударных составов: они либо слишком бризантны, либо дают слишком слабое пламя (например, тетразен), либо недостаточно чувствительны к удару или наколу (например, ТНРС). Поэтому они непригодны для воспламенения пороха.
Азид свинца слишком бризантен и дает очень короткое и недостаточно горячее пламя; больше того, он гасит пламя. Поэтому он непригоден для применения в капсюлях-воспламенителях ни в чистом виде, ни в смеси с другими компонентами.
Гремучая ртуть хотя pi менее бризантна, чем азид свинца, но все же ее бризантность слишком велика. Кроме того, она дает при взрыве недостаточно интенсивное пламя. Поэтому и она непригодна в чистом виде для снаряжения капсюлей-воспламенителей.
Для понижения бризантности и увеличения температуры, длины и продолжительности пламени к гремучей ртути добавляют различные примеси, состоящие из окислителя и горючего компонента.
В качестве горючего компонента надо брать такие вещества, которые при сгорании дают большое количество твердых или
125
жидких частиц. Так как теплоемкость таких частиц больше, чем газообразных, то и концентрация теплоты в единице объема твердых продуктов больше; поэтому получается более продолжительное пламя.
Наиболее употребительными компонентами являются бертолетова соль, азотнокислый барий (окислители) и трехсернистая сурьма 1 (горючее).
В ударных составах, состоящих из гремучей ртути, бертолетовой соли и антимония, компоненты имеют следующее назначение: гремучая ртуть вследствие ее большой чувствительности к удару обеспечивает безотказное воспламенение состава при ударе бойка; бертолетова соль — окислитель, освобождающий при горении состава свободный кислород; за счет этого кислорода сгорает антимоний. При горении антимония образуется жидкий при температуре горения ударного состава окисел 1 2, имеющий большую теплоемкость; поэтому получается продолжительное пламя, которое способно зажечь порох в оружии.
В первый период применения ударных составов они содержали в качестве горючего компонента не антимоний, а серу. Однако сера сообщает составу большую чувствительность к механическим воздействиям, что делает такие составы опасными в производстве. Кроме того, сера всегда содержит следы сернистой и серной кислот, которые при хранении могут взаимодействовать с ударным составом, в результате чего возможно самовоспламенение.
В качестве цементаторов (при получении гранулированного сыпучего состава) и для понижения чувствительности в ударный состав вводят иногда связующие вещества: шеллак, канифоль и др.
Чувствительность ударных составов может быть повышена добавлением к составу стеклянного порошка. Часто чувствительность регулируют степенью измельчения антимония. Примесь антимония, зерна которого обладают значительной механической прочностью и имеют острые края, повышает чувствительность, причем, до известного предела, чувствительность повышается тем более, чем больше размер зерен.
В табл. 24 приведены примеры ударных составов.
Качество ударных составов зависит в первую очередь от химической природы и весового соотношения компонентов. Этим руководствуются при их подборе для отдельных видов капсюлей-воспламенителей.
1 Трехсернистая сурьма применяется для изготовления ударных составов в виде минерала сурьмяного блеска SbaSa, называемого также антимонием. Сурьмяный блеск, нагретый до соответствующей температуры, сгорает по реакции 2Sb2S3 + 9O2^2Sb2O3 + 6SO2.
2 Температура плавления окиси сурьмы 8Ь20з 656°; уд. вес 5,3.
126
Ударные составы, %
Таблица Т4
,	Капсюль	Гоему-чая ртуть 1	Бертолетова соль	1	i |Антимо-  । ” । 	НИИ ; ।	Стекло
Винтовочный и револьверный	i .	;	16,5	I..O l: 3 Ю	j 28,0 !	—
Трубочный . - . 		  .	. . !	25 [	37,5	! 37,5 *	—
	-Ж 50	25	i 25	|	—
Германский винтовочный I . .	. J 25	4 г' ч-и	1 28	!	1
II  -	. . i 17	48	' 28		i
Д е й с т в и с продуктов горения ударных с о-ставов на о р у ж к е. Вскоре после введения капсюлей-воспламенителей для огнестрельного оружия было замечено, что стволы корродируют сильнее, чем прежде, в кремневых ружьях. Еще более сильная коррозия была замечена после введения для стрельбы бездымного пороха.
Изучение причин этого явления показало, что оно вызывается как газообразными продуктами горения пороха, так и продуктами горения капсюльного состава.
При горении ударного состава, состоящего из гремучей ртути, бертолетовой соли и антимония, протекают следующие реакции:
Hg(ONC)e + О2 = Mg - 0,5N2 + 2С(Х;
КСЮ3-КС14-1,5О2;
2SUS34-90o - 2Sb.,O3 + 6SO>
Выделяющаяся при горении ударного состава металлическая ртуть осаждается (температура кипения ртути 356,9°) и амальгамирует медные и латунные гильзы, вызывая их растрескивание, вследствие чего срок службы гильз сокращается.
Частицы хлористого калия неполностью удаляются при чистке оружия. При последующем осаждении влаги на поверхности канала ствола образуется водный раствор хлористого калия. Ионы хлора, образующиеся в этом растворе, вызывают интенсивнее окисление железа, т. е. происходит ржавление.
Сернистый газ образует с парами воды при охлаждении продуктов горения сернистую кислоту
SO2 + Н2О = H2SO3, которая действует разъедающе на канал ствола.
127
На скорость выгорания канала ствола влияет также бризантность ударного ствола. Чем больше бризантность состава, тем больше скорость частиц продуктов его горения, тем больше их механическое действие на стенки канала ствола, тем больше разгар этих стенок.
Некорродирующие ударные составы. Из сказанного следует, что для уменьшения корродирующего действия продуктов горения ударного состава на канал ствола оружия необходимо заменить его компоненты другими, не вызывающими коррозии. Например бертолетова соль может быть заменена азотнокислым барием. Так как азотнокислый барий труднее разлагается, чем бертолетова соль, то для обеспечения безотказности воспламенения состава при ударе бойка пришлось бы увеличить содержание гремучей ртути, что в свою очередь приводит к увеличению бризантности состава. Поэтому еще острее стал вопрос о замене гремучей ртути.
Это удалось сделать вначале заменой гремучей ртути смесью тетразена и ТНРС. ТНРС дает сильный луч пламени и потому обладает хорошей воспламеняющей способностью. Однако он непригоден для замены гремучей ртути в капсюльных составах вследствие его малой чувствительности к удару. Наоборот, тетразен легко воспламеняется от удара (по чувствительности к удару приближается к гремучей ртути), но он дает слабое, холодное пламя. При добавлении к ТНРС около 10% тетразена получается смесь, достаточно чувствительная к уда-• ру, обладающая хорошей воспламеняющей способностью, а потому пригодная для замены ртути в ударных составах.
Приводим примеры некорродирующих ударных составов (в %):
Мелкокалиберные патроны Монтекристо
Гремучая ртуть............................... 67,8
Бариевая селитра............................. 29,6
Антимоний..................................... 2,6
Мелкокалиберные патроны Лонграйфль
Гре.мучая ртуть..............................   50
Бариевая селитра .............................. 30
Антимоний..............   .	.................. 20
Н е о р ж а в л я ю щи й состав „оксид* для револьверных патронов (Чехословакия)
ТНРС........................................... 45
Тетразен................................    .	.	5
Бариевая селитра.............-..............  .	25
Антимоний..................................   .	20
Сплав алюминия с магнием.......................  5
128
Германский в и н т о в о ч н ый
ТНРС • •..............-	* . •.................. 35
Тетразен.................................. 1 —2
Бариевая селитра.........•	. .	............. .	50
Сплав ....................................  .	.	13—14
В состав сплава вход ат кремний, железо, кальций и магний,
Величина заряда ударного состава. Вес заряда 1 для ружейных капсюлей-воспламенителей 0,03 г, для револьверных — 0,02 г.
Вес заряда ударного состава влияет на воспламеняющую способность капсюля-воспламенителя. При слишком малом весе пороховой заряд может либо не воспламениться (получится отказ), либо воспламенение произойдет очень медленно (получится затяжной выстрел).
В зависимости от характера ударного состава и величины его заряда получается более слабое или более сильное баллистическое действие порохового заряда (давление в канале ствола и начальная скорость). Колебания в величине заряда и в его составе могут привести к неоднообразному действию порохового заряда, отчего в первую очередь ухудшится кучность стрельбы.
При слишком большом весе ударного состав'-а возможны разрушение оболочки и прорыв газов в сторону стрелка, наконец, дальнейшее увеличение веса заряда может вызвать при стрельбе опасные давления, способные привести к разрыву оружия.
Запрессовка ударного состава. Для прочного закрепления в оболочке, а также для однообразия действия капсюля-воспламенителя и безопасности в применении и обращении ударный состав запрессовывается в оболочку при определенном давлении прессования.
1 Наименьший заряд требуется для воспламенения дымного пороха (0,018—0,020 г); больший заряд требуется для воспламенения пироксилинового пороха (0,028—0,03 а); наибольший заряд требуется для воспламенения нитроглицериновых порохов.
Эти соотношения справедливы для порохов с одинаковой величиной зерна. Так как с уменьшением величины зерна воспламеняемость пороха увеличивается, то для воспламенения револьверного пороха (пластинчатого) достаточен заряд ударного состава весом 0,02 а, т. е. как для дымного пороха. Наоборот, при увеличении размеров порохового зерна воспламеняемость пороха уменьшается, и, начиная с определенного размера, необходимо пламя капсюльной втулки, а при дальнейшем увеличении зерна требуется добавочный воспламенитель.
9 а. г. Горст	129
Величина давления прессования влияет на чувствительность капсюля к удару бойка и на воспламеняющую способность.
Для однообразия действия капсюля-воспламенителя запрессовка производится при строго определенном давлении, назна^* часмом в пределах от 1000 до 1200 кг/см2.
Покрытие ударного состава имеет целью предохранить его от выпадания и от небольших механических воздействий при обращении с капсюлем-воспламенителем.
Покрытие изготовляется из металлической фольги или растительного пергамента. Иногда покрытие заменяется одной лакировкой поверхности запрессованного' ударного состава и стыка между составом и оболочкой.
Для военных капсюлей применяется оловянная фольга, для охотничьих — свинцовая фольга, плакированная слоем олова. Применяется фольга толщиной 0,05—0,06 мм. Толщина фольги влияет на чувствительность капсюля к удару бойка.
Растительный пергамент применяется в качестве покрытия для понижения чувствительности и удешевления капсюлей.
Испытание патронных капсюлей-воспламенителей. Партии патронных капсюлей-воспламенителей подвергаются следующим испытаниям Г
1.	Наружный осмотр производят для определения видимых дефектов капсюлей.
2.	Проверка габаритных размеров. Микрометром поверяют высоту запрессованного ударного состава, а калибрами — наружный диаметр капсюля и его высоту.
3.	Чувствительность к удару определяют на специальном вертикальном копре (фиг. 26). Этот копер состоит из чугунной плиты, на которой укреплены отполированные железные стойки, служащие направляющими для груза при его падении. На стойке нанесены деления в миллиметрах, по которым отсчитывают высоту падения груза. Груз закрепляют на заданной высоте с помощью спускового крючка; при нажатии на крючок груз освобождается и падает.
Испытуемый патронный капсюль-воспламенитель помещают в патронную гильзу, которую вставляют в специальную матрицу, установленную на чугунной плите копра точно против падающего груза. В крышку матрицы устанавливают ударник так, чтобы боек стал в центре дна капсюля. Ударник для испытания изготовляют точно по чертежу ударника соответствующего оружия.
1 Более детальные сведения о приборах и методах испытания см. П. Ф. Бубнов и И. П. Сухов, Средства инициирования, _Оборон-гиз, 1945. И. П. Карпов, Средства инициирования, Оборонгиз, 1945.
130
Пользуясь этим копром, определяют нижнии и верхний предел чувствительности патронных капсюлей-воспламенителей. Периодически (не для каждой партии капсюлей) определяют так называемые кривые чувствительности.
Построение кривых чувствительности производят следующим образом.
Начиная с некоторой минимальной высоты, при которой груз
установленного техническими условиями веса еще не вызы
вает воспламенения, испытывают капсюли на копре, повышая затем высоту падения груза на определенную величину (0,5 или 1 см). При каждой высоте падения груза испытывают одинаковое число капсюлей, порядка 100 шт. Испытания ведут до получения 100'% воспламенений капсюлей при одной и той же высоте падения груза.
По полученным данным строят кривую, откладывая по оси абсцисс высоту падения груза, а по осп ординат процент воспламенений.
На фиг. 27 показаны кривые чувствительности капсюлей-воспламенителей к удару. По этим кривым устанавливают нижний и верхний предел чувствительности. На рисунках сплошной линией показаны кривые нормальной чувствительности изготовляемых заводом капсюлей.
Если , по результатам испытания получается кривая, параллельная нормальной кривой (пунктирная линия на фиг. 27,^), то это указывает на изменение чувствительности капсюлей. На фиг. 27,6 пунктиром показан вид кривой, указывающей на понижение точности изготовления капсюлей.
Описанный здесь метод определения качества капсюлей-воспламенителей по кривой чувствительности разработан Б. Л. Кондрацким.
4.	Определение воспаме-няющей способности. Лабораторное испытание воспламеняющей способности капсюля-воспламенителя
состоит в определении максимального
Фиг. 26. Копер для определения чувствительное!и к удару патронных капсюлей-воспламенителей.
1 — чугунная плита; 2 — железные стойки; З-спусковой крючок; 4-груз; С-матрица для установки патронной гильзы и ударника.
расстояния, при котором
9
131
капсюль-воспламенитель еще безотказно воспламеняет зерно коллоидного пороха или петарду дымного пороха.
Этот метод окончательно не разработан, и в практике определение выполняется различно в разных лабораториях. Поэтому единственным надежным методом является боевая стрельба из соответствующего оружия боевыми патронами со штатным пороховым зарядом. При этом испытании определяют наибольшее давление пороховых газов и начальную скорость пули. Не допускаются отказы в воспламенении пороха п затяжные выстрелы.
При этом испытании проверяют прочность оболочки капсюля по отсутствию прорывов газов через дно и стенки оболочки. Точность размеров оболочки и достаточную эластичность ее материала устанавливают по отсутствию прорывов газов по окружности оболочки.
Фиг. 27. Кривые чувствительности капсюлей-воспламенителей.
5.	Определение стойкости к изменению температуры и влажности имеет целью проверить стойкость капсюлей при изменении климатических условий их хранений.
Для этой цели хранят капсюли-воспламенители в эксикаторе при определенных, установленных техническими условиями условиях влажности (например, при относительной влажности 80%, при 18° в течение 3 час.). Для определения влияния температурных колебаний выдерживают капсюли в термостатах при температурах 50 и —50°.
Требуется, чтобы после этих испытаний капсюли сохранили чувствительность к удару и воспламеняющую способность, которые вновь проверяются испытанием на копре и боевой стрельбой.
6.	Определение безопасности в обращении производится испытанием тряской с помощью специального прибора (фиг. 28).
Один конец доски шарнирно скреплен со столом. На другом конце доски укреплен ящик для помещения испытуемых капсюлей. От действия двух кулачков, насаженных на махови
132
ке, конец доски с ящиком поднимается на высоту 15 см и затем освобождается. При скорости вращения 30 об/мин конец доски с ящиком падает и ударяется о стол 60 раз в минуту.
Для испытания коробку патронных капсюлей-воспламенителей помещают в ящик, закрепляют ее ветошью или пустыми коробками и прочно прикрепляют крышку ящика.
Фиг. 28. Прибор для испытания капсюлей тряской.
1 стол; 2-доек,'i; 3 ящик; 4—маховик; 5—кулачки.
Продолжительность тряски устанавливается техническими условиями (4—8 мин.). При этом испытании капсюли не должны воспламеняться, не должно быть выпадения покрытия и удар
ного состава.
Ввиду возможности взрыва большого числа капсюлей-вос-
пламенителей при этом испытании 1 изолированной кабинке. Во время работы прибора находиться в кабинке никому не разрешается.
Капсюли-воспламенители с наковальней. Для воспламенения капсюля-воспламенителя при ударе по нему бойка необходим упор по
прибор устанавливают в
крытия ударного состава в наковальню патрона или запального стержня (у некоторых видов охотничьих ружей). Существуют, одна
Фиг. 29. Капсюль типа Нор-деифельдта.
колпачок; 2-наковальня; 3 — капсюль-воспламенитель.
ко, специальные конструкции кап-
сюлей, объединенных с наковальней. К таким конструкциям
относится капсюль-воспламенитель типа Норденфельдта и капсюль-воспламенитель системы Жевело.
1 В коробке помещается 1000 винтовочных капсюлей-воспламенителей, 400 пистолетных, 300 для 12,7-лл и 14,5-жщ патронов и 400 для 26-шп
Капсюль типа Норденфельдта (фиг. 29) состоит
из колпачка с наковальней, в который вставлен капсюль-воспла-
м е н и тел ь об ы ч него
типа, удерживаемый от выпадания обжатием краев колпачка. В дне колпачка имеются три запальных отверстия для луча пламени. Эти капсюли предназначаются для патронов к мало-калибериым пушкам.
Капсюль системы Жевело (бит. 30) состоит из гильзочкп с шляпкой. В гильзочку вставлен капсюль-воспламени-толь обычного типа, удерживаемый упирающейся в покрытие его ударного состава наковальней. Наковальня закрепляется в
гильзочке обжатием краев последней, От-
Флг 30. Кепсюль системы Жевело.
1 — гильзочка; 2 —колпачок капе юля - воспламенителя обычного типа: 3—ударный состав; 4- наковал ьпя: 5 — фольговый или бумажный кружок.
верстпе дульца гпльзочки закрывается фольговым или бумажным кружком. Эти капсюли предназначаются для охотничьих ружей и минометных патронов.
Капсюли-воспламенители с наковальней дороже обычных капсюлей, но они чувствительнее к удару бойка, так как в них
ударный состав всегда воспламеняется при ударе о новую на-
ковальню.
Трубочные капсюли-воспламенители
Требования к трубочным капсюлям-воспламенителям. К трубочным капсюлям-воспламенителям предъявляются следующие требования;
1.	Безотказность действия при наколе жалом.
2.	Воспламеняющая способность, значительно превышающая таковую патронных капсюлей-воспламенителей.
3.	Безопасность в обращении.
4.	Стойкость при хранении.
5.	Стойкость к сотрясениям при выстреле (только для ударных капсюлей-воспламенителей).
Особенности конструкции. Этими требованиями, а также особенностями условий службы трубочного капсюля-воспламенителя определяются его конструктивные особенности.
Конструкция трубочных капсюлей-воспламенителей показана на фиг. 31. Трубочный капсюль представляет собой колпачок из красной меди, большей частью никелированный. В колпачок запрессован ударный состав. Сверху состав покрыт чашечкой или кружком. Так как луч пламени, возникающий при воспламенении капсюля, должен большей частью действовать в направлении движения жала (а не в сторону жала), то либо дно колпачка должно быть образовано фольговым кружком, перекрывающим отверстие в дне колпачка, либо это дно при
134
изготовлении колпачка делается настолько тонким, чтобы оно безотказно пробивалось при срабатывании капсюля. В настоящее время колпачки трубочных капсюлей-воспламенителей изготовляются исключительно из красной меди. Для предохранения от коррозии п взаимодействия с ударным составом колпачки никелируются.
Фольга, обращенная к жалу, должна быть такой толщины, чтобы капсюль имел достаточную чувствительность к наколу жалом. Поэтому оба кружка (покрытие и кружок, образующий л ко капсюля) изготовляются из медной фольги; в мирное время
г

Фтг. В]. ТглДо’тиыс кзги'н.'.ги-Еосм.'ымеюгте.Н!.
.7 -icnncif’7’.-!?оспд.']vchiitx.iь, имеющий отге^стие и дне. псгекпчтос фольговым кружком; ула- нын со< тан покрыт Фольговой чс-инечкой: о-то же, но ударный состав покрыт фольгоиым кружком; в -капсюль со сплошным дном; г —капсюль с тонким фигурным дном.
их никелируют, в военное время — покрывают лаком. Толщина применяемой фольги в разных капсюлях колеблется от 0,06 до 0,14 мм.
Из четырех конструкций трубочных капсюлей-воспламенителей, указанных на фиг. 31, две последние обеспечивают большую прочность капсюля к сотрясению при выстреле.
Ударный состав. Ударный состав трубочного капсюля-воспламенителя должен быть достаточно чувствительным к наколу жалом и обладать воспламеняющей способностью, значительно превышающей таковую патронного капсюля. Это требование определяется тем, что луч пламени трубочного капсюля-воспламенителя должен, как правило, пройти значительный путь до воспламеняемого объекта. Кроме того, часть энергии горения ударного состава расходуется на прожигание дна капсюля (или фольгового кружка, перекрывающего отверстие в дне оболочки капсюля). По этой же причине бризантность ударного состава больше бризантности состава, применяемого в патронных капсюлях-воспламенителях.
Изменение чувствительности ударного состава достигается соответствующим изменением в нем содержания гремучей ртути. Для получения необходимой воспламеняющей способности вес заряда назначается от 0,08 до 0,2 г, т. е. в 4—10 раз больше зеса заряда патронных капсюлей.
135
Фиг. 32. Электрический копер Рдултовского. IW1
емыи капсюль
Испытание трубочных капсюлей-воспламенителей. Партии трубочных капсюлей-воспламенителей подвергаются следующим испытаниям L
1.	Наружный осмотр производят для определения видимых дефектов капсюлей.
2.	П р о в е р к а габаритных размеров. Калибрами поверяют наружный диаметр капсюля н его высоту. В случае необходимости высоту состава лове р я ют м 11 к ре м е т ром.
3.	Определение чувствительности к наколу жалом производят с помощью электрического копра Рдултовского (фиг. 32).
Копер состоит из закрепленной на чугунном основании вертикальной стойки с делениями. По стойке движется обойма с электромагнитом, которая может быть закреплена на желательной высоте. Электромагнит соединен двумя проводами с источником постоянного тока и через реостат — с контрольной лампой. При прохождении тока стержень электромагнита намагничивается и притягивает к себе груз, имеющий грушевидную форму, помещают в специальную сборку
(фиг. 33) и закрывают его крышкой, имеющей отверстие для жала. В это отверстие точно против центра капсюля устанавливают жало. Сборку устанавливают в специальное гнездо основания копра.
При размыкании тока груз падает и ударяет по жалу, которое производит накол капсюля-воспламенителя.
Определяют верхний и нижний пределы чувствительности, а через установленное число партий строят кривую чувствительности (например^ один раз на 5—10 партий).
Так как трубочный капсюль-воспламенитель имеет значительный заряд, а оболочка его разрушается, причем разлетаются осколки и, наконец, при взрыве ударного заряда образуются ядовитые газы, то электрический копер устанавливают в железном кожухе с дверками, вентилируемом при помощи специальной установки.
4.	Определение стойкости к сотрясениям при выстреле (для ударных капсюлей). Существует несколько способов такого испытания.
1 Подробные сведения об испытаниях трубочных капсюлей-воспламенителей см. в учебных пособиях, указанных на стр. 130.
136
Фиг. 33. Сборка~для испытания трубочных	кап с юл ей-вос-
пламенителей на электрическом копре
Рдултовского.
7—поддон; 2-плашка с гнездом для капсюля; 3 — капсюль - воспламенитель;
4~ крышка.
имеет 27 зубьев и
а)	Испытание в снаряде бросанием. Это испытание предусмотрено техническими условиями.
Испытуемый капсюль-воспламенитель вставляют в предназначенное для него гнездо в трубке или взрывателе, которые ввертывают в снаряд, доведенный до веса заливкой свинцом или засыпкой песком. Снаряженный таким образом снаряд сбрасывают вниз дном с высоты 1 или 2 м на чугунную плиту. В качестве направляющей служит железная или деревянная труба.
После этого трубку или взрыватель вывертывают из снаряда, разбирают и осматривают капсюль. Не должно быть воспламенения капсюлей, расстройства запрессованного ударного состава, вздутий или прорезов обоИХ фоЛЬГОВЫХ КРУЖКОВ (ПЛИ ОДНОГО1 фольгового кружка и дна колпачка).
б)	Испытание на специальном копре-молоте. Копер-молот (фиг. 34) состоит из деревянной (кизиловой, рябиновой или дубовой) палки, один конец которой вставлен в железный сектор, а на другой конец насажен стальной молоток. Молоток имеет гнездо с нарезкой, в которое ввинчивается сборка с помещенными в ней капсюлями-воспламенителями. Расстояние от оси вращения палки до молотка 80— 85 см.
Капсюли-воспламенители помещают в сборке так, чтобы в момент удара капсюль находился относительно действующих на него сил в таком же положении, как в момент действия капсюля при выстреле. Храповое колесо (закреплено неподвижно)
находится на одной оси с сектором, на который надет ремень с грузом (вес 37 кг). Рукоятка с молотком поднимается при испытании на определенный угол и закрепляется защелкой за соответствующий зуб. При освобождении защелки груз падает, поворачивает сектор и вместе с ним молоток, который ударяет по наковальне.
Очевидно, что сила сотрясения, испытываемого капсюлем при ударе молотка, зависит от угла подъема рукоятки с молотком, а угол подъема определяется зубом храпового колеса, за который закрепляется при испытании рукоятка молотка.
Условия испытания на копре-молоте заметно отличаются от условий, существующих в момент выстрела. Усилия, действующие на капсюль-воспламенитель в момент выстрела, нарастают значительно медленнее, чем действующие в момент удара молодка о наковальню. Этим определяется резкость удара на
137
приборе, a следовательно1, и более жесткие условия этого испытания. На фиг. 35 показана сборка, в которой испытываются капсюли-воспламенители на копре-молоте. Сборка представляет собой стальную та рель с нарезанным хвостом для ввертывания в молоток прибора. На тарели имеется 20 гнезд по размерам испытываемого капсюля-воспламенителя. На снаряженную капсюлями тарель накладывают кольцеобразную пластинку из красной меди с отверстиями, расположенными точно против гнезд тарели, но с диаметром вдвое меньшим наружного диаметра капсюля. С помощью гайки и пластинки закрепляют капсюли-воспламенители в гнездах тарели для устранения перемещения капсюля в гнезде в момент удара. Шпонка, жестко скрепленная
Фиг. 31. Копер-молот (схема).
I—железный сектор; 2-деренянгая палка; 3 -стальной молоток; rf—сборка; 5—храповое колесо; 6 -груз; 7-рукоятка; 8—защелка; 9-наковальня.
с пластинкой, служит для правильной установки отверстий строго против капсюлей-воспламенителей: при накладывании пластинки на тарель шпонка входит в гнездо.
После испытания сборку рг13бирают, соблюдая меры предосторожности, и осматривают капсюли. Не допускаются те же изменения, которые указаны для случая испытания бросанием с высоты на чугунную плиту.
в)	Испытание в сборках стрельбой. Это испытание является основным, наиболее надежным, и применяется при приемке партии капсюлей.
Для испытания снаряжают капсюлями-воспламенителями ударники трубок или взрывателей, которые затем вкладывают в алюминиевые цилиндрики. Несколько десятков таких цилиндриков вкладывают в пустой стакан снаряда и производят стрельбу при повышенном давлении пороховых газов.
138
После стрельбы снаряды собирают с поля, разряжают их и производят осмотр капсюлей.
г)	Испытание боевой стрельбой. Это испытание производится при введении нового1 капсюля на вооружение.
Стрельба ведется по фанерным щитам и по грунту и по результатам ее судят о стойкости капсюля при выстреле, о его чувствительности к наколу жала, о быстроте воспламенения им капсюля-детонатора и, наконец, о воспламеняющей способности.
Стрельба по фанерным щитам позволяет судить о быстроте передачи начального импульса от капсюля-воспламенителя к капсюлю-детонатору. Разрывы снарядов в щите указывают на мгновенную передачу начального импульса (мгновенное действие), а разрывы за шитом — на замедленную передачу (замедленное действие).
При стрельбе по грунту измеряют объем воронок, образовавшихся при взрыве снарядов, и сравнивают их с воронками, получаемыми при стрельбе испытанными и п р и з н а н н ы м и уде в ле т в ор и т с л ь н ы м и капсюлями-воспламенителями.
5.	Определение безопасности в обращении и при г р а н с п о р т и р о в к е производят
ному для патронных капсюлей-воспламенителей с тем отличием, что продолжительность тряски увеличивается до 2 час. (при испытании капсюлей-воспламенителей продолжительность тряски 4—8 мин.).
6.	Определение стойкости к изменению температуры и в л а ж н о с т и производится, как описано для патронных капсюлей.
Фиг . 35. Сбс рка для испытана н ь а пело л с й - во спл а мсп и т ел е й на конре-моло!с.
1 -стальная та г ель; 2 - гнездо для кап-сютя: 3—кольцеоЫ азпая пластинка из красной меди; 4- гайка; 5-шпонка.
й аналогично мказан-
Средства воспламенения орудийных зарядов
По способу приведения в действие средства воспламенения орудийных зарядов делятся на ударные, электрические и вытяжные.
Ударные средства воспламенения. Как раньше указывалось, легкость зажжения пороха зависит в значительной степени от величины поверхности пороха, т. е. от размеров порохового зерна. В соответствии с этим винтовочный порох легко и надежно воспламеняется от луча пламени патронного капсюля-воспламенителя. Однако для воспламенения пороховых элементов ору
139
дийных зарядов одного лишь капсюля-воспламенителя недостаточно-; в этом случае к капсюлю-воспламенителю необходимо добавить небольшой заряд дымного пороха для усиления пламени. Капсюль-воспламенитель соединяется с небольшим зарядом дымного пороха, служащего для усиления пламени в корпусе капсюльной втулки иля ударной трубки.
Капсюльная втулка (фиг. 36) состоит из корпуса со сплошным плоским дном, капсюля-воспламенителя, закрепленного на место втулочкой, наковальни, заряда из зерненого дым-
Фиг. 36. Капсюльная втулка.
1 — корпус; 2 — капсюль-воспламенитель; 3 —втулочка; 1- наковальня;; 5-заряд из зерненного дымного пороха; б-пороховые лепешки; 7—латунный фольговый кружок; 3—фланец корпуса с выемками для ключа.
9 Ъ
Фиг. 37. Электрокапсюльная втулка.
7 —корпус;	2—контактное	кольцо;
3—прижимная гайка; 4—дымный порох; 5—по[о:;овая лепешка; 6-пергаментный кружок; 7-фольговый кружок: 3—лак; 5—контактная втулка; 10 —электрозапал .
него пороха и двух пороховых лепешек. Сверху пороховой заряд закрыт латунным фольговым кружком. Вес всего- заряда дымного пороха в капсюльной втулке КВ-1 около 7 г.
Втулка ввинчивается в гильзу орудийного патрона. При спуске стреляющего приспособления орудия боек ударника вдавливает дно корпуса втулки и разбивает капсюль о наковальню.
Электрические средства воспламенения. Германская электрокапсюльная втулка показана на фиг. 37. Она состоит из латунного или стального корпуса, в который вставлена контактная втулка, изолированная пластмассой.
В контактной втулке находится запальная головка, устроенная следующим образом. Картонная прокладка оклеена с двух сторон фольгой из красной меди. С одного конца к фольге припаян мостик, вокруг которого образована твердокапельная головка запального состава, состоящего из смеси пикрата свинца, калиевой селитры и хлорноватокислого калия. Сверху головка покрыта нитролаком.
Запальная головка уложена на контактную втулку таким образом, что одна фольга соприкасается е оголенным от пластмассы металлом втулки.
140
Сверху запальной головки наложено контактное кольцо, прижимаемое прижимной гайкой к другой фольге запальной го-
ловки. Свободное пространство вокруг головки заполнено дым-поверх которого уложена пороховая петарда. На кружок и кружок
ным порохом,
петарду наложен тканевый или пергаментный из луженой жести; на последний закатаны
Вытяжные средства воспламенения. Вы-применя-орудий к вы-Вытяж-гильзы,
средства воспламенения некоторых систем ах картузного заряжания, на я трубка состоит из медной которая снаряжается пороховым зарядом, а сверху — специальным составом — фрикционным, или терочным. Через последний пропускается латунная терка, зазубренная во внутренней части; выходящий конец терки загнут кольцом. В зависимости от места нахождения запального отверстия — в теле оружия или в затворе — вытяжные трубки делались либо коленчатыми, либо прямыми.
Наиболее употребительный фрикционный
тяжные ются в стрелам
Фиг. 38. Прямая вытяжная трубка.
1 — медная гильза; 2—пороховой заряд; 3 терочный состав; 4—латунная терка.
состав (в %):
Бертолетова соль.............. 60
Сера....................•	. . .	10
Антимоний..................... 30

На фиг. 38 показана прямая вытяжная трубка, предназначавшаяся для орудий с запальным отверстием в затворе.
Ударные и электрические средства воспламенения находят применение во всех типах выстрелов и орудий. Особое значение электрические средства воспламенения имеют в танковой, авиационной и зенитной артиллерии, где они позволяют ускорить процесс производства выстрела. Они также применяются широко в орудиях морской и береговой артиллерии.
3.	КАПСЮЛИ-ДЕТОНАТОРЫ
Требования к капсюлям-детонаторам. К капсюлям-детонаторам предъявляются следующие основные требования:
1.	Безотказность действия от того вида начального импульса, который установлен для их воспламенения и детонации, т. е. либо от луча пламени, либо от накола жалом.
2.	Достаточная инициирующая способность, обеспечивающая нормальную детонацию разрывного заряда или детонатора, для которого капсюль-детонатор предназначен.
141
состав и вес
Фиг. 39. Капсюли-детонаторы, «-конструкция простого капеголя-де-тонатог а: 1 - гильза; 2 инициирую!! f е ТВ; 3 марлевый кружок; i —чаше ка; о -конструкция комбинированного капсюля; 2-гильза; 2-вторичное ЬВ; инициирующее ВВ; 4 — марлевый кружок; 5 —чашечка.
в осевом (а не боковом) ношении длины заряда к
3.	Безопасность в обращении.
4.	Стойкость к изменениям температуры и влажности.
К артиллерийским капсюлям, кроме того, предъявляется требование стойкости к сотрясениям при выстреле.
Этими требованиями определяется конструкция, капсюльный тего. От дополнительных требований, часто устанавливаемых при проектировании нового взрывателя, зависят особенности конструкции отдельных видов артиллерийских капсюлей-детонаторов.
Особенности конструкции. Устройство двух видов капсюлей-детО’-наторов показано на фиг. 39. Как видно из этого рисунка, капсюль-детонатор состоит из оболочки (гильзы) , капсюльного состава и чашечки.
Оболочка имеет форму гильзы, т. е. закрытой с одного конца трубочки. Это определяется тем, что детонирующее действие зависит не только от веса заряда взрывчатого вещества, но при одном и том же весе заряда и от формы заряда: максимальное действие получается направлении при определенном соот-щаметру. При увеличении этого соот
ношения до известного предела инициирующее действие капсюля-детонатора увеличивается.
При выборе материала оболочки учитывается возможность взаимодействия между взрывчатым веществом и оболочкой, указанная раньше при описании капсюлей-воспламенителей.
Для оболочек гремучертутных капсюлей применяют мельхиор и медь. Не рекомендуется железо, которое взаимодействует с гремучей ртутью; не допускается алюминий. Латунь не допускается вследствие возможного образования трещин в латунной оболочке при действии на нее гремучей ртути.
Для оболочек азидных капсюлей применяются алюминий и мельхиор. Мельхиоровые оболочки из-за наличия в них меди допускаются лишь при условии запрессовки азида свинца отдельно в алюминиевую чашечку, которая впрессовывается в мельхиоровую оболочку.
Чашечка (фиг. 40) цельнотянутая; материал чашечки, высота ее и толщина стенок влияют на свойства капсюля-детонатора. Инициирующая сила последнего до определенных пределов тем больше, чем прочнее материал чашечки, толще стенки и больше высота. Высокая чашечка, кроме того, делает капсюль-
142
детонатор более стойким к сотрясениям при выстреле. В настоящее время чашечки делают высотой 7—10 мм.
Чашечки делаются с отверстиями, прикрытыми кружочками из шелковой сетки или фольги. В капсюлях лучевого действия ставятся кружки из шелковой сетки, в капсюлях накольного действия — из фольги (или делают сплошную чашечку без отверстия) .
Величина отверстия также влияет на свойства капсюля-детонатора. Если отверстие слишком мало, то вследствие уменьшения поверхности воспламенения ослабляется действие капсюля-детонатора и гш даже возможен отказ. При слишком большом отверстии уменьшается проч-
ность чашечки, что в свою очередь &	Q
уменьшает инициирующую способность Фиг.4о. Чашечки капсюлей-капсюля-детонатора и его стойкость к	детонаторов:
СОТрЯСеНИЯМ При BblCi pe<, .-v.	«—лучевого действия; б — иаколь-
Капсюльный состав. Свойства кап-	ною действия,
сюля-детонатора определяются в основном капсюльным составом, а именно его химической природой, весом и степенью запрессовки.
Капсюльный состав должен быть достаточно чувствителен к заданному начальному импульсу (лучу пламени или наколу жалом); он должен обладать хорошей инициирующей способностью, быть в снаряженном изделии достаточно безопасным в обращении и применении; не должно происходить взаимодействия компонентов состава друг с другом и с материалом оболочки и колпачка; наконец его свойства нс должны изменяться при изменении условий хранения — температуры и влажности атмосферы.
В настоящее время для снаряжения капсюлей-детонаторов применяют преимущественно азид свинца. Но, как мы уже видели, азид свинца недостаточно чувствителен к наколу жалом и к лучу пламени огнепроводного шнура капсюля-воспламенителя или пороховых элементов взрывателя. Поэтому применение азида свинца в капсюлях-детонаторах возможно лишь при условии воспламенения его специальным воспламенительным составом, запрессованным непосредственно на азид свинца. В качестве такого воспламенительного состава в капсюлях накольного действия применяют смесь из ТНРС, тетразена, нитрата бария и антимония, а в капсюлях лучевого действия применяют ТНРС.
Из применяемых инициирующих веществ наиболее сильным инициирующим действием обладает азид свинца. Азид свинца сравнительно с гремучей ртутью имеет ряд важных преимуществ, а именно:
1)	его инициирующее действие значительно больше, поэтому его количество в капсюлях в 2—2,5 раза меньше, чем количество гремучей ртути;
143
ные материалы, тогда
Фиг. 41. Капсюль-детонатор ТАТ-1.
I—тетрил; 2—азид свинца; 3-ТНРС.
2)	он менее чувствителен к ’сотрясениям, что делает его особенно пригодным для применения в артиллерийских капсюлях-детонаторах и что позволило в некоторых случаях упростить конструкцию взрывателя;
3)	для производства азида свинца применяются недефицит-как для производства гремучей ртути требуется дорогая и дефицитная ртуть.
Безопасность в обращении и применении капсюлей-детонаторов повысилась еще больше введением так называемых комбинированных капсюлей.
Отличают простые и комбинированные капсюли-детонаторы. Простыми называются такие, которые снаряжены только инициирующими взрывчатыми веществами, например, гремучей ртутью (или ее смесью с 7—10% бертолетовой соли) или азидом свинца с запрессовкой из накольного состава и т. д. Комбинированными называются капсюли-детонаторы, заряд которых состоит из инициирующего и бризантного (вторичного) взрывчатых веществ. Применением таких бризантных ВВ, как тетрил и тэн, повысить не только инициирующую способ-и
• удалось значительно
ность капсюля-детонатора, но и безопасность в обращении стойкость к сотрясениям при выстреле. Последнее достигнуто значительным уменьшением заряда инициирующего взрывчатого вещества в капсюле. Например, в простых артиллерийских капсюлях заряд гремучей ртути был 0,6—1,5 г, тогда как заряд азида свинца в комбинированных капсюлях составляет 0,12— 0,25 г. Кроме того, чувствительность к механическим воздей-
ствиям тэна и тетрила значительно меньше, чем азида свинца.
Примеры. 1. Г ремучертутнотегр иловый капсюль-детонатор № 8.
Капсюльный состав:
Гремучая ртуть . . .	0,5 г
Тетрил............  -	1,0 „
Состав покрыт шелковой сеткой и поверх нее медной чашечкой с центральным отверстием.
Длина капсюля 46—48 мм, диаметр 6,5 мм.
2.	Азидотетриловый капсюль-детонатор № 8.
Гильза — алюминиевая с вогнутым дном.
Капсюльный состав:
ТНРС . . . Азид свинца Тетрил . . .
0,С8-0Л г
0,2 г
1,0 .
144
Состав покрыт алюминиевой чашечкой с центральным отверстием.
3.	Малогабаритный капсюль ТАТ-1 лучевого действия (фиг. 41) имеет следующий заряд:
ТНРС................ ...	0,06 г
Азид свинца............. 0,21 ,
Тетрил............... 0,12,
Фиг. 42. Копер Гронова (общий вид).
Испытание капсюлей-детонаторов. Партия капсюлей-детонаторов подвергается следующим испытаниям.
[.Проверка размеров. Проверяют высоту и наружный диаметр капсюля и высоту заряда.
2.	Определение чувствительности к лучу пламени и к наколу жалом. Чувствительностью капсюля-детонатора называется способность его безотказно воспламеняться от луча пламени определенной мощности или накола жала и давать при этом полный взрыв.
Практически считают чувствительность достаточной, если капсю-ли-детонаторы' безотказно воспламеняются от луча пламени огнепроводного шнура и от луча пламени капсюля-воспламенителя в собранном взрывателе.
Чувствительность к наколу определяется минимальной высотой падения груза определенного веса на жало, поставленное острием на фольгу капсюля (или на чашечку, если последняя сплошная), при которой детонируют все взятые для испытания капсюли. Эта высота носит название верхнего предела чувствительности капсюля к наколу.
Для всех капсюлей-детонаторов применяют при этом испытании пруз весом 52 г и стандартное жало (стандартные: металл, термическая обработка и форма жала).
Испытание чувствительности капсюлей-детонаторов к наколу и их инициирующего действия производится на копре Громова (фиг. 4-2 и 43).
Копер Громова (фиг. 43) состоит из стальной вертикальной трубки, служащей направляющей для груза. Стойка с трубкой укреплена на чугунном основании с двумя камерами. Верхняя, взрывная камера служит для помещения капсюля-детонатора при испытании. Она имеет отверстие в центре перегородки,
Ю А. Г. Горст
145
отделяющей ее от нижней камеры. В это отверстие ввинчена стальная труба, которая может быть по желанию опущена или поднята. Верхняя камера облицована внутри свинцом (не показано на рисунке) для защиты чугунных стенок камеры от осколков капсюлей-детонаторов. В верхней стенке камеры
Фиг. 43. Копер Гронова (разрез).
I—направляющая трубка для груза; 2-груз; 3 — стойка; 4 - верхняя камера; 5—нижняя камера; б-стальная труба: 7 —направляющая втулка для жала; 8-отверстие для выхода продуктов взрыва в вентиляционную систему; 9 —отверстие, закрываемое дверкой для очистки камеры от осколков; 10— свинцовая пластинка; 11—капсюль-детонатор; 12—дверца с винтовым затвором.
имеется отверстие для помещения направляющей втулки для жала. Передняя стенка камеры образована дверцей, снабженной специальным винтовым затвором.
Нижняя камера имеет отверстие для выхода продуктов взрыва в вентиляционную систему, а спереди — дверку для очистки камеры от осколков, образующихся при взрыве капсюля -детон атор а.
При опыте на верхний конец трубки укладывают свинцовую пластинку установленных размеров. На середине этой пластинки устанавливают капсюль-детонатор и закрывают верхнюю дверцу. Затем осторожно щипцами вставляют в направляющую втулку жало и осторожно опускают его на капсюль-детонатор. По величине пробоины в свинцовой пластинке судят о мощности капсюля-детонатора L
Очевидно, что этот способ не дает прямого определения инициирующей способности, а о ней судят по мощности капсюля, проявляемой в осевом направлении, причем совершенно не учитывается дополнительное действие в боковом направле-
нии. Положительными качествами испытания на свинцовой пластин-
1 Подробное описание копра Гронова и производства испытания см. П. Ф. Бубнов и И. П. Сухов, Средства инициирования. Обо-ронгиз, 1945.
Описанное здесь определение инициирующего действия является косвенным. Прямые способы определения инициирующей способности основаны на взрывании флегматизированных ВВ. Описание методики определения см. там же.
146
5
Фиг. 44. Чугунный муфель с установкой для испытания капсюлей-детонаторов на свинцовых пластинках.
I—муфель; 2 —кусок трубы; 3—свинцовая пластинка; 4 — капсюль-детонатор; 5 —огнепроводный шнур; б — втулка.
ке является простота и удобство сравнительно с рядом других предложенных способов. Эта проба, несмотря на ее недостатки, сохранилась до сих пор в технических условиях на капсюли-детонаторы.
Для определения инициирующего действия капсюлей-детонаторов лучевого действия пользуются той же пробой на пробитие свинцовых пластинок. Для выполнения этого испытания применяется чугунный внутри освинцованный муфель, показанный на фиг. 44. В камере, образованной стенками муфеля, устанавливается кусок трубы, на котором укладывается свинцовая пластинка. На последнюю ставят капсюль-детонатор и воспламеняют его ог не п ров од н ы м ш н у ром, п роп у ще н н ы м для закрепления капсюля в вертикальном положении через втулку в верхней стенке муфеля. Муфель необходим для защиты от разлета осколков.
3.	Определение безопасности в обращении производится тряской на том же приборе, который принят для капсюлей-воспламенителей. Тряска производится в течение 5 мин. 40 капсюлей помещают в штатную коробку (рассчитанную на 100 капсюлей), часть из них устанавливают дульцами вверх,
часть — дульцами вниз. Свободное пространство между капсюлями-детонаторами заполняют 60 гильзами (неснаряженными).
При испытании тряской не должно быть взорвавшихся капсюлей-детонаторов, выпавших чашечек, высыпания состава и заметного на-глаз опыления стенок гильз и покрытия.
4.	Определение стойкости к изменениям температуры и влажности выполняется аналогично указанному для капсюлей-воспламенителей. После испытания проверяют чувствительность капсюлей-детонаторов к начальному импульсу, инициирующую способность и стойкость к сотрясению при выстреле. Капсюли должны выдержать все эти испытания.
5.	О п р е д е л е н и е стойкости к сотрясениям при выстреле выполняется аналогично такому же испытанию капсюлей-воспламенителей следующими методами:
а)	бросанием в снаряде с высоты 3 м на чугунную плиту;
б)	ударом на копре-молоте;
в)	стрельбой из орудий в сборках;
г)	боевой стрельбой по щитам и по грунту.
В зависимости от условий применения капсюлей-детонаторов требования и способы испытания могут быть различными. Например, капсюли-детонаторы для взрывателей авиабомб, дей-
10*
147
Фиг. 45. Электрозапал (коллодийный).
7 —гил ьзочка; 2 —мастичная пробка; 3 -концы проводников с припаянным мостиком; 4-воспламенится ьн ы й	со-
став.
ствующих с замедлением, испытывают бросанием в снаряде на чугунную плиту, ударом на копре-молоте и бросанием с большой высоты авиабомбы со взрывателем, снаряженным испытываемым капсюлем-детонатором. Капсюль должен выдержать удар о землю.
4. ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛИ И ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОРЫ
Электровзрывание имеет перед огневым взрыванием ряд преимуществ: позволяет одновременно производить взрыв большого числа зарядов, оно удобнее, безопаснее и т. д.
Электровоспламенение приобретает все большее значение в трубках и взрывателях, где оно дает также ряд преимуществ.
Классификация электрозапалов. Электрозапалы бывают трех типов:
1.	Искровые электрозапалы. В искровых электрозапалах концы проводников разобщены. Воспламенение производится искрой, для чего необходим ток высокого напряжения от 1000 до 15 000 в.
2.	Щелевые электрозапалы. В щелевых электрозапалах концы проводников также разобщены, но щель между концами проводников заполняется легковоспламеняющимся составом. Вследствие того, что состав обладает некоторой электропроводностью, требуется ток меньшего напряжения, чем для искровых электрозапалов.
3.	Электрозапалы н а к а л! и в а н и я. В электрозапалах накаливания концы проводников соединены припаянной константановой или платиноиридиевой проволокой, называемой мостиком. Мостик покрыт легковоспламеняющимся составом.
Конструкция электрозапалов накаливания. Из указанных электрозапалов преимущественно применяются запалы накаливания. Конструкция электрозапала показана на фиг. 45.
Воспламенительный состав состоит из смеси растворимого пироксилина, железистосинеродистого свинца, бертолетовой соли и пороховой мякоти. Эти компоненты размешивают в спирто-эфирной смеси до кашицеобразной консистенции. При этом пироксилин образует со спирто-
эфирной смесью коллодий. В таком состоянии состав вводят в бумажные трубочки, которые надевают на концы проводников с припаянным мостиком. При подсыхании состав плотно скрепляется с мостиком.
В последнее время этот (так называемый коллодийный) воспламенитель заменен капельной головкой, изготовляемой из
148
смеси роданистого свинца и бертолетовой соли, размешанных на водном растворе столярного клея. Эту смесь доводят до определенной густоты и обмакивают в нее проводники с мостиком. При подсушивании смесь затвердевает в виде спичечных головок, или капель и прочно удерживается на
мостике.
Запал заключен в металлическую гильзоч-ку и укрепляется в ней при помощи мастичной
П
! t U i »
пробки.
При пропускании электрического тока мостик накаливается и зажигает воспламенительный состав; возникающий при этом луч пламени детонирует капсюль-детонатор.
Элект.родетонатор. Электродетонатором называется соединение эле к г роз а п а л а с к а пс юле м - д етон а -тором, смонтированных в одной обшей гильзе. Конструкция электро-детонатора показана на фиг. 46.
Фиг. 47. Огнепроводный шнур.
3.	ОГНЕПРОВОДНЫЙ ШИУ?
Фиг. 46.
Электроде-тонатор с капельным запалом.
«шнурового»
Огнепроводный шнур (фиг. 47) представляет собой медленно горящий огнепровод, состоящий из п л отно с п рессов ан ной сердцевины из зерен дымного (специального ) пороха, покрытой оболочкой. Эта
7—порох; 2 — двойная джутовая или льняная оплетка; 3—смола; хлопчатобумажная оплетка; 5-клееная краска; б-тальк.
оболочка сооб-
щает пороху способность медленно и равномерно гореть после
воспламенения и предохраняет сердцевину от механических повреждений; она должна обладать водоустойчивостью и предохранять сердцевину от проникновения влаги. Оболочка делается из льняных, хлопчатобумажных или джутовых нитей.
Порох должен быть тщательно изготовлен, чтобы обеспечить
одинаковую скорость горения.
Изготовление огнепроводного шнура заключается в том, что мелкий дымный порох, высыпающийся тонкой струей из воронки, быстро оплетается несколькими нитками, вращающимися со своими катушками в двух противоположных направлениях. Порох увлекается из воронки двумя направляющими хлопчатобумажными нитями; при этом достигается равномерное распределение и уплотнение пороха. Этот процесс идет непрерывно, поэтому можно получить шнур любой длины и без перерывов пороховой сердцевины. При всякой неполадке станок автоматически останавливается. Делаются три оплетки; для предо-
149
хранения от увлажнения вторая и третья оплетка покрываются водонепроницаемыми веществами (смолой, асфальтом, гуттаперчей и др.).
Диаметр огнепроводного шнура 5—5,8 мм, длина 8,5 мм.
В зависимости от назначения огнепроводный шнур изготовляется трех видов:
а)	белый, применяемый для работы в сухих местах;
б)	асфальтированный, применяемый для работы в сырых местах;
в)	гуттаперчевый, применяемый для работы под водой.
Огнепроводный шнур горит с постоянной скоростью около 1 см в секунду.
Огнепроводный шнур используется в качестве дистанционного элемента в боеприпасах (ручных гранатах, минах, некоторых пиротехнических средствах и т. д.).
6.	ДЕТОНИРУЮЩИЙ ШНУР
По устройству и размерам детонирующий шнур (фиг. 48) аналогичен огнепроводному шнуру, но снаряжается бризантным ВВ, а не порохом; он предназначен для одновременного взрыва серии зарядов.
Детонирующий шнур изготовлялся прежде с металлической оболочкой — оловянной или свинцовой. Ввиду большого веса и других недостатков таких оболочек детонирующие шнуры изготовляются в настоящее время исключительно с нитяной оплет-
Фиг. 48. Детонирующий шнур.
I —сердцевина; 2—внутренняя оплетка; 3-средняя оплетка; /-наружная оплетка; 5—мастика.
кой, наподобие огнепроводного шнура. Детонирующий шнур снаряжается смесью 25—28% гремучей ртути, 71—75%, тетрила и 0,5 г желатины на 100 вес. ч. взрывчатого вещества; желатина берется для флегматизации и в качестве склеивающего вещества при гранулировании этой смеси. Это детонирующий шнур образца 1934 г., обозначаемый сокращенно ДШ-34. Скорость детонации шнура 5000—5300 м!сек. Цвет шнура — красный в отличие от огнепроводного шнура.
Гремучертутнотетриловый шнур легко и безопасно режется ножом на доске или металлической пластинке; от сильных уда-150
ров и от винтовочной пули не взрывается. От огня или искры загорается, горит спокойно, без вспышек; прогорев 5—10 см, затухает.
Детонирующий шнур, снаряженный тэном (ДШ-43), обладает скоростью детонации 6000—6600 м/сек.
При обращении с детонирующим шнуром необходимо соблюдать меры предосторожности. Нацример, при резке шнура бухту располагают за щитом.
7.	СТОПИН
Стопин представляет собой несколько хлопчатобумажных нитей (реже употребляются льняные или пеньковые нити), пропитанных раствором калиевой селитры и обмазанных густой тестообразной массой из пороховой мякоти и раствора гуммиарабика. После обмазки снимают избыток теста, опудривают сухой пороховой мякотью и медленно сушат. Пороховая обмазка должна прочно держаться на стопине.
Нить стопина длиной 1 м должна гореть на воздухе около 30 сек. (3—5 см/сек).
При помощи стопина производят воспламенение пиротехнических составов.
8.	ФИТИЛЬ
Медленно тлеющий фитиль служит для зажигания огнепроводного шнура; он представляет собой пучок пеньковых или льняных нитей, пропитанных раствором, способствующим непрерывному и равномерному их тлению после зажигания. Этот пучок заключен в джутовую или пеньковую оплетку, пропитанную таким же раствором.
Фитиль может быть получен обработкой льняных или пеньковых нитей раствором уксуснокислого или азотнокислого свинца; после этого фитиль сушится. Скорость горения фитиля зависит от концентрации раствора и толщины фитиля; чем крепче раствор и тоньше фитиль, тем он быстрее горит. Изготовляются фитили со скоростью горения от 0,5 до 4 см в минуту.
Литература по инициирующим взрывчатым веществам и средствам инициирования
П. Ф. Бубнов и И. П. Сухов, Средства инициирования. Оборож-гиз, 1945.
И. П. Карпов, Средства инициирования. Оборонгиз, 1945.
П. Ф. Бубнов, Инициирующие взрывчатые вещества. Оборонгиз, 1940.
Н.	А. Шиллинг, Взрывчатые вещества и снаряжение боеприпасов. Оборонгиз, 1946.
ГЛАВА X
КОЛЛОИДНЫЕ ПОРОХА
1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Как уже указывалось, к группе метательных взрывчатых веществ, или порохов, относятся вещества, характеризующиеся быстрым горением и пригодные для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия или орудия. Со времени второй мировой войны пороха широко применяются также в реактивных боеприпасах и системах.
Очевидно, что не всякое взрывчатое вещество пригодно для метательных целей, а только такое, которое отвечает определенным условиям в отношении характера горения; для того чтобы взрывчатое вещество было пригодно для метательных .целей, оно должно гореть быстро (см. стр. 26) и в условиях выстрела горение не должно переходить в детонацию. Как уже указывалось выше, скорость горения пороха увеличивается с повышением давления. Тем не менее при стрельбе из орудия, где возможно повышение давления до 3000 ат, увеличение скорости горения пороха не представляет опасности в отношении повр ежд с ни я ствол а.
Иное наблюдалось бы, если вместо пороха зарядить орудие равным весовым количеством бризантного взрывчатого вещества. В. этом случае вследствие сильного увеличения скорости горения бризантного ВВ цри повышении давления последнее быстро повысилось бы до значения, при котором происходит раздутие или разрыв ствола.
На фиг. 49 представлены кривые давлений, развивающихся в канале ствола орудия при выстреле в зависимости от времени горения. Абсцисса показывает путь, пройденный снарядом под действием пороховых газов; на ординате отложено давление на единицу площади дна снаряда.
Кривая 1 соответствует горению практически мгновенно сгорающего взрывчатого вещества. В этом случае развиваются огромные давления порядка десятков и сотен тысяч атмосфер, в результате чего получается не метательное, а дробящее действие, приводящее к разрыву орудия.
152
Кривая 2 соответствует горению пороха.
Начало координат соответствует положению дна снаряда в момент начала горения заряда. По мере развития процесса горения давление в заснарядном пространстве будет возрастать и в некоторый момент заставит снаряд начать движение по каналу, преодолев инерцию и сопротивление врезанию ведущего пояска в нарезы.
В начальный период движения снаряда происходит быстрый рост давления до дос т к же н и я н е ко т о рот о м а ко и м у м а р 2. С этого
Р
момента давление начинает снижаться вследствие того, что объем заснарядного пространства начинает возрастать быстрее, чем приток пороховых газов. По окончании горения пороха скорость движения снаряда продолжает нарастать под действием расширяющихся пороховых газов.
Кривая 3—идеальная кривея дагггоний.
Одно из основных требований, предъявляемых к пороху, заключается в том, что он должен гореть закономерно; только в этом случае можно выбором (Роомы и
Фиг. 49. Кривые давлений, развивающихся в канале ствола при выстреле (схема).
размеров пороховых элементов управлять притоком газов и обеспечить получение необходимых баллистических результатов при выстреле из данного орудия. Очевидно, что при случайных скоростях горения, меняющихся от выстрела к выстрелу, нельзя получить однообразных баллистических результатов.
Закономерность горения имеет место в том случае, если порох горит параллельными, т. е. концентрическими слоями. Коллоидные пороха удовлетворяют этому требованию в полной мере, а дымный порох — лишь при плотности 1,8 и выше. Только прессованный дымный порох с такой плотностью горит па-паллельными слоями. Однако приготовление такого пороха представляет большие трудности. Изготовляемый заводами обычный дымный порох имеет плотность меньше 1,8 (около 1,5—1,65)..
2.	КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ ПОРОХОВ
Основой всех коллоидных бездымных порохов является пироксилин (см. ниже). В зависимости от природы растворителя, применяемого для желатинизации пироксилина, коллоидные пороха делятся на две основные группы:
1.	Пироксилиновые пороха, изготовляемые с применением летучего растворителя, который в дальнейшем процессе производства почти целиком удаляется из пороха.
2.	Пороха на труднолетучем или нелетучем растворителе, полностью остающемся в порохе.
К важнейшим представителям порохов на труднолетучем растворителе относятся: а) нитроглицериновые пороха, б) ди-гликолевые пороха.
Нитроглицериновые пороха делятся на 1) баллиститы и 2) кордиты.
К баллиститам относят пороха, изготовленные на основе растворимого (низкоазотного) пироксилина; желатинизатором для них является нитроглицерин.
К кордитам относят пороха, изготовленные на основе нерастворимого (высокоазотного) пироксилина; в этом случае для желатинизации, кроме нитроглицерина, вводится ацетон.
Со времени первой мировой войны появились пороха на нелетучем растворителе. Первым по времени представителем порохов этого типа является порох, изготовленный на основе смеси пироксилина и тротила. Смесь желатинируется при нагревании и под большим давлением; она хорошо прессуется. Позже появился тип пороха, промежуточный между баллиститом и порохом на нелетучем растворителе, а именно порох, содержащий одновременно нитроглицерин и нитропроизводные ароматического ряда (например, ди нитротолуол). Порох этого типа обладает существенными достоинствами: сравнительно низкой температурой горения и негигроскопичностью; производство такого пороха проще. Потому такой порох все больше начинают применять, в разных странах.
Во время второй мировой войны в Германии в связи с острым недостатком глицерина появились так называемые дн-гликолевые пороха, построенные по типу нитроглицериновых и сходные с ними по своим свойствам, но содержащие взамен нитроглицерина динитродиэтиленгликоль.
Химическая формула динитродиэтиленгликоля CXHsOfONCh)*; он представляет собой азотнокислый эфир, или нитрат диэтиленгликоля, получаемого синтетическим путем из легкодоступных, недефицитных исходных веществ.
Путем введения в дигликолевые пороха нитрогуанидина получили так называемые нитрогуанидиновые или гудолевые пороха. Химическая формула нитрогуанидина CN3H4NO2.
3.	ПИРОКСИЛИН
Клетчатка и нитроклетчатка. Как указывалось выше, основой всех бездымных коллоидных порохов является пироксилин. Он представляет собой азотнокислый эфир, или нитрат клетчатки, называемый также нитроклетчаткой или нитроцеллюлозой.
Для производства пироксилина применяется клетчатка, имеющая в природе весьма широкое распространение. Хлопок, древесина, лен, пенька, солома состоят в значительной своей части из клетчатки и содержат ее от 92—93% (хлопок) до 50— 60% (древесина). Для изготовления высококачественного пиро
154
ксилина необходима чистая клетчатка. Для выделения клетчатки из указанного выше растительного сырья последнее подвергают специальной химической обработке и полученную при этом волокнистую клетчатку — дополнительной химической очистке.
Чистая клетчатка, пригодная для получения пироксилина, наиболее легко получается из хлопка. Для этих целей применяется короткое хлопковое волокно (хлопковый пух, или линт), не пригодное для текстильной промышленности.
Для получения пироксилина очищенную клетчатку обрабатывают или, как говорят, нитруют смесью азотной и серной кислот.
Для того чтобы уяснить себе, что происходит при нитрации клетчатки, познакомимся с химическим строением клетчатки. По современным представлениям клетчатка состоит из большого количества одинаково построенных и связанных между собой так называемых глюкозных остатков:
СН2ОН I /СН —
... — сн	СН — О — ...
\сн-сн/
I I он он
Как видно из формулы, в каждом глюкозном остатке имеется по три гидроксильных группы ОН. При взаимодействии клетчатки с азотной кислотой реагируют именно эти гидроксильные группы:
R (ОН) 3 + 3HNOy = R (ONO2) 3+ЗН2О,
где буквой R обозначена вся остальная часть глюкозного остатка. В результате взаимодействия с азотной кислотой в молекуле клетчатки вместо групп ОН появляются группы ONO., называемые нитратными. Эти группы обусловливают взрывчатые свойства пироксилина. В зависимости от условий нитрации, т. е. обработки клетчатки кислотной смесью, главным образом в зависимости от крепости состава смеси, могут замещаться на нитратные группы не все гидроксильные группы, а только часть из них. По этой причине получается не один, а несколько пироксилинов разной степени нитрации и соответственно разной силы вследствие неодинакового содержания нитратных групп; чем больше нитратных групп, тем сильнее пироксилин.
Как указывалось, нитрование клетчатки ведут не чистой азотной кислотой, а ее смесью с серной кислотой. Это делается по следующим соображениям. По приведенному выше уравнению реакции взаимодействие клетчатки с азотной кислотой, приводящее к замещению гидроксильных групп на нитратные, сопровождается выделением воды. Эта вода разбавляет азотную ки-
155
слоту, в результате чего не получается пироксилин требуемой силы. Серная же кислота связывает выделяющуюся воду, которая уже не может препятствовать реакции нитрации.
Важнейшее значение имеет крепость кислотной смеси, другими словами — содержание в ней воды. Чем крепче кислотная смесь, т. е. чем меньше в лей воды, тем большей силы получается пироксилин. Соответствующим выбором состава кислотной смеси можно получить пироксилин с любым заранее заданны и числом нитратных групп, т. е. любой силы.
Зависимость степени нитрации клетчатки от состава кислотной смеси была подробно изучена А. В. Сапожниковым. Установленными им закономерностями до сих пор пользуются в практике пироксилинового производства.
Классификация нитратов клетчатки. Число глюкозных остатков в молекуле клетчатки, по данным разных исследователей, колеблется от трехсот до трех тысяч. Соответственно в широких пределах колеблется величина молекулы нитроклетчатки. Для удобства принято относить все степени нитрации клетчатки
к условному комплексу кз четырех остатков глюкозы, т. е. C6HJ0O5)4, или, что то же самое, к С2НГ;О_Э. Так как в каж
дом глюкозном остатке имеются три гидроксильные группы, го вещество состава (С0Н1,1Ог,)4 может иметь 12 степеней нитрации. На этом основана классификация нитроклетчаток (см. табл. 25, где приведены наиболее важные для практики типы нитроклетчаток) .
В настоящее время классификация, приведенная в табл. 25, устарела, однако она обладает преимуществом простоты; кроме
Классификация нитроклетчаток
Таблица 25
Содержание азота
Название
см3 NO в 1 г нитроклетчатки
Восьмиазотная	.	.	.	.
Девятпазотная	.	.	.	.
Десятиазотная	.	.	.	
Одиннадцатиазотная Двенадцатиазотная
Формула
177/2
190,7
203,3
215,2
226/с
того, она удобна в том отношении, что пять нитратов этой классификации обладают определенными четко выраженными свойствами. Восьмиазотный нитрат хорошо растворим в смеси спирта с эфиром. Девятиазотный нитрат полностью растворим в ацетоне, нитроглицерине и частично в спиртоэфирной смеси.
156
Одиннадцатиазотный нитрат растворим только в сильных рас-
гворителях, например в ацетоне, и плохо растворим в спирто-эфирной смеси. Двенадцати азотный нитрат растворим в ацетоне и не растворим в спиртозфирной смеси.
Нитроклетчатки низших степеней нитрации до
С2<НззО1::(ОХО2)7
включительно не имеют практического значения. Они растворимы в спирте. Нитроклетчатка, промежуточная между девяти- и десяти азотной, применяется в пороходелии под названием пироксилина № 2. Нитроклетчатка, средняя между десяти- и одиннадцатиазотной. применяется под названием пироксилина № 1 (нерастворимый пироксилин).
Особым образом приготовленная нитроклетчатка с содержанием азота 12,5—12,7% (промежуточная между девяти- и деся-
тиазотной нитроклетчаткой), почти нацело растворимая в спиртоэфирной смеси, носит название пироколлодия. Эта разновидность нитроклетчатки была впервые получена Д. И. Менделеевым, который приготовил из нее порох, называемый пироколлодийным.
Восьми- и девятиазотные нитроклетчатки, применяемые в производстве нитроглицериновых порохов (а также лаков, кинопленки, целлулоида и г. д.), называются коллоксилинами.
Производство пироксилина
Производство пироксилина состоит из следующих основных операций: 1) нитрование клетчатки; 2) промывка и стабилизация" пироксилина; 3) составление общих партий; 4) окончательная обработка пироксилина.
Нитрование клетчатки. Для получения пироксилина клетчатку погружают в смесь азотной и серной кислот и выдержи-веют в пей определенное время при заданной температуре.
При этом образуется нитроцеллюлоза по следующей реакции (для случая образования десятиазотной нитроклетчатки):
ЮНоО.
Промывка и стабилизация нитроклетчатки. По окончании нитрования кислоту вместе с образовавшимся пироксилином спускают в центрифугу для отжимания кислоты от пироксилина. Обычно после отжима в пироксилине остается примерно равное ему по весу количество отработанной кислоты.
Главная масса этой кислоты удаляется промывкой холодной водой. После этого в пироксилине остаются:
а)	примесь незначительного количества серной и азотной кислот (около 1%);
б)	различные малостойкие примеси, образовавшиеся во время нитрации.
Процесс удаления этих примесей называется стабилизацией.
Процесс стабилизации заключается в следующем.
157
а)	Горячая промывка в чанах. Сначала производят кислую промывку О,5°/о-ным раствором серной кислоты для ускорения разрушения малостойких примесей, затем щелочную (с добавлением соды) для нейтрализации кислоты. Все эти. промывки производятся при кипячении.
Фиг. 50. Схема голландера.
Т—ванна голландера; 2— продольная перегородка; 3—ножовый барабан; 4—ножи барабана; 5—неподвижные ножи; б—подъем дна ванны („горка").
б)	Измельчение в голландерах. Пироксилин состоит из отдельных волокон, представляющих собой узкие капилляры, которые во время нитрации заполняются кислотой. Эта кислота не может быть удалена из волокна промывкой; для ее удаления надо измельчить волокна и этим вскрыть их внутреннюю полость. Кроме того, измельченный пироксилин легче поддается обработке в пороховом производстве и порох получается более однородным.
Измельчение пироксилина производят в голландерах, где волокна измельчаются между ножами, укрепленными на вращающемся барабане, и неподвижными ножами, установленными в ванне голландера. Устройство голландера показано на Фиг. 50. л
158
в)	Горячая промывка в лаверах. Во время из* мельчения в голландерах из волокна выделяются не только остатки кислот, но и не разрушенные при горячих промывках малостойкие примеси. Для разрушения этих примесей, а также для удаления остатка кислот измельченный пироксилин под
вергают дополнительным горячим промывкам в так называемых лаверах. Устройство лавера показано на фиг. 51.
Составление общих партий. Отдельные партии пироксилина немного отличаются по своим свойствам. Для получения одно-
родного материала необходимо смешать несколько партий в одну большую партию, так называемую общую партию. Кро
ме того, такое смешение необходимо для получения из различных видов нитроклетчатки (например, из пироксилинов № 1 и 2) смесевого пироксилина.
Смешение партий пироксили-. на производится в железных или железобетонных смесителях.
3 V
| Вода
Масса
Окончательная обработка пи- Фиг. 51. Лавер (схема), роксилина. После смешения пироксилина необходимо удалить из него случайно попавшие примеси и значительную часть воды. Это достигается следующим образом.
а)	Просеивание. При этой операции отделяются различные посторонние примеси — щепки, песок, неизмельчен-иые волокна; взмученный в воде пироксилин пропускается через сито, где и задерживаются примеси.
б)	Пропускание через электромагниты. Для удаления мелких частиц железа, которые могли попасть в пироксилин случайно или вследствие истирания ножей в голландере, сильно разбавленную водой пироксилиновую массу про
пускают через электромагниты.
в)	Сгущение пироксилина и отжим воды. Поступающая с электромагнитов масса содержит до 90% воды; часть этой воды отделяют водоотливными барабанами (до содержания 80% воды) или чаще путем отстаивания пироксилина и сливания воды. После этого масса поступает на отжимную центрифугу; после отжима на центрифуге в пироксилине остается около 30'% воды. В таком виде пироксилин передается в по
роховое прои з в одство.
4. ПИРОКСИЛИНОВЫЕ ПОРОХА
Превращение бризантного пироксилина в закономерно горящий порох достигается желатинизацией; желатинизация производится обработкой пироксилина растворителями.
159
Материалы, применяемые для изготовления пироксилиновых порохов
Для изготовления пироксилиновых порохов требуются сле>-дующие материалы: 1) пироксилин; 2) растворители — этиловый спирт, этиловый эфир; 3) стабилизатор — дифениламин; 4) кроме того, для мелкозернистых винтовочных порохов требуются •флегматизатор (камфора) и графит.
1.	Пироксилин. Для получения пироксилиновых порохов применяют смесевой пироксилин, т. е. смесь пироксилинов № 1 и 2. Соотношение между этими сортами пироксилинов назначается в зависимости от заданной силы пороха. Для винтовочных порохов применяют смесевой пироксилин из 1 ч. пироксилина, № 1 и 1 ч. пироксилина № 2. Для орудийных порохов применяют смесевой пироксилин из 1 ч. пироксилина № 1 и 4 ч. пироксилина № 2.
2.	Р аствор ит е л и. Различные нитроклетчатки неодинаково желатинируются растворителями. Наибольшим сродством к растворителям из числа применяемых в пороходелия обладают восьми- и девятиазотные нитроклетчатки C2iH32O12 (ONO2)S и (ONOo)c, для этих нитроклетчаток имеется сравнительно большое число растворителей.
Для десятиазотной нитроклетчатки C24H30O10(ONO2)10 число растворителей меньше, а для высших степеней нитрации (одиннадцати- и двенадцатиазотной нитроклетчаток) оно очень ограничено.
Ацетон является наиболее мощным растворителем; он желатинирует все нитроклетчатки ст семиазотной до одиннадцатиазотной.
Нитроглицерин является растворителем для девятиазотной нитроклетчатки.
Этиловый спирт не является растворителем для применяемой в пороходелии нитроклетчатки — он вызывает только ее набухание.
Простые эфиры подобно спиртам не являются растворителями нитроклетчатки. Однако смесь этилового спирта с этиловым эфиром является хорошим раствори гелем для восьми- и девятиазотных нитроклетчаток.
Спиртоэфирная смесь широко применяется в пороходелии, так как это самый доступный и дешевый растворитель.
3.	Стабилизатор. В качестве стабилизатора в пироксилиновых, порохах применяют дифениламин, предложенный в конце прошлого столетия В. Н. Никольским и впервые введенный в пороха в России.
Дифениламин представляет собой мелкокристаллическое вещество от белого до темного цвета. Плохо растворяется в воде, а в этиловом спирте и эфире растворяется хорошо.
4.	Ф л е г м а т и з а т о р ы. В качестве флегматизатора применяется камфора.
160
Камфора представляет собой твердое очень летучее вещество крупнокристаллического строения с острым жгучим вкусом и специфическим запахом; трудно растворима в воде; хорошо растворяется в спирте.
5.	Графит. Графит, представляющий собой разновидность углерода, встречается в природе в виде залежей. В пороховом производстве он применяется для графитовки мелкозернистых порохов, имеющей целью устранение электризации пороха, слипания пороховых зерен; кроме того, графитовка повышает гравиметрическую плотность пороха.
Бездымный порох легко электризуется при пересыпании. Электризация представляет опасность вследствие возможности воспламенения пороха (или паров растворителей, имеющихся всегда в производственных помещениях) при возникновении электрической искры. Наибольшую опасность представляют в этом отношении мелкозернистые пороха.
Влияние графитовки на гравиметрическую плотность мелкозернистых порохов видно на примере винтовочного пороха. Гра-фитовкой удалось повысить гравиметрическую плотность этого пороха с 0,5 до 0,8; при этом вместимость гильзы увеличилась с 2,5 до 3,48 а пороха. Это позволило значительно повысить начальную скорость пули.
Производство пироксилиновых порохов
Производство пироксилиновых порохов состоит из следующих операций (для пушечных порохов): 1) обезвоживание пироксилина, 2) мешка пироксилина с растворителем, 3) прессование, 4) предварительное провяливание, 5) резка, 6) второе провяливание, 7) разымка (сортировка), 8) вымочка, 9) сушка, 10) мешка малых партий, 11) мешка общих партий, 12) укупорка, 13) физико-химические и баллистические испытания.
При производстве винтовочных порохов после сушки производится флегматизация, графитовка, разымка графитованного пороха, вторая сушка, мешка малых партий, мешка общих партий, укупорка, физико-химические и баллистические испытания.
Обезвоживание пироксилина. Вода препятствует желатинизации пироксилина, поэтому ее необходимо удалить из него до содержания не более 4%. Этого нельзя достичь простым высушиванием теплым воздухом вследствие опасности такой операции. Поэтому пироксилин обезвоживают спиртом, который легко вытесняет из пироксилина воду и становится на ее место; эта операция производится в центрифугах или на специальных прессах.
Обезвоживание пироксилина спиртом/ вместо сушки было предложено Дмитрием Ивановичем Менделеевым и впервые осуществлено И. Н. Захаровым в 1892 г., после чего было введено на всех пороховых заводах.
11 А. Г. Горст
161
4
Роль спирта в обезвоживании пироксилина не ограничивается вытеснением воды. Спирт растворяет низкоазотные нитраты клетчатки, а также нестойкие примеси, отчего повышается содержание азота в пироксилине и увеличивается его химическая стойкость.
Мешка пироксилина с растворителем и прессование. Основной фазой порохового производства, где бризантный пироксилин превращается в закономерно горящий порох, является процесс желатинизации, происходящий при смешивании пироксилина с растворителем и прессовании.
Процесс желатинизации протекает в две стадии.
В первой стадии процесса, протекающей при смешивании пироксилина с растворителем, частицы .пироксилиновой массы впитывают растворитель, вследствие чего они увеличиваются в объеме, происходит набухаНие.
Указанная операция производится в специальных метателях, в которые вводят обезвоженный спиртом пироксилин, соответствующее количество эфира (в случае надобности добавляют спирт) и стабилизатор и перемешивают. При этом образуется однородная масса.
Вторая стадия процесса желатинизации протекает при прессовании пороховой массы, которое состоит в том, что полученную после обработки в
метателях пороховую массу засыпают в изложницу пресса и продавливают через матрицы для получения пороховых трубок, шнуров, нитей, лент и т. д. заданного размера. Давление прессования применяется в пределах 300—500 да/об2.
При прессовании закапчивается процесс желатинизации пороховой массы; масса становится плотной и прозрачной.
Матрица. Матрица для прессования пороха трубчатой формы (фиг. 52) представляет собой стальной цилиндр с утолщенной вверху частью, которой матрица опирается на закраины обоймы. В верхней части матрицы имеется цилиндрическая камера, в которой находится иглодержатель; камера соединяется через конусную часть с нижней цилиндрической частью матрицы, по оси которой расположена игла.
Матрица для прессования пороха с семью каналами (фиг. 53) отличается от матрицы для прессования пороха трубчатой формы тем, что иглодержатель имеет вместо одной иглы семь. Кроме того, площадь сечения отверстия, через которое пороховая масса входит в конусообразную часть, должна быть значительно больше площади цилиндрической части матрицы. В противном случае пороховая масса, проходя из верхней части матрицы в

Фиг. 52. Матрица для прессования пороха трубчатой формы.
1—стальной	ци-
линдр; 2 —иглодержатель; 3—игла.
162
нижнюю, не будет сдавливаться от периферии к центру; разъединенная ипатками масса не склеится, и порох получится неодинаковой механической прочности.
Выпрессованный порох при дальнейших операциях претерпевает усадку, т. е. происходит уменьшение его первоначальных размеров. Величина усадки зависит главным образом от
содержания растворителя; кроме того, она зависит от качества пироксилина, от условий прессования и т. д. Практикой уста-
новлено, что по толщине усадка в среднем равна 30—35%.
Размеры матрицы для прессования пороха подбираются такими, чтобы порох после усадки имел заданные размеры.
Предварительное провяливание и резка пороха. При прессовании пороховой массе придается определенная геометрическая форма (шнуры, трубки, нити и т. п.); выходящий из матриц порох содержит окало 40% спирто-эфирного растворителя и поэтому легко де
Фиг. 53. Матрица для прессования пороха с семью каналами.
формируется; поэтому ему до резки надо придать некоторую механическую прочность частичным удалением растворителя, что достигается при так Называемой операции провя-
ливания пороха L После провяливания в по-
рохе остается значительное количество растворителя, необходи
мое, чтобы при резке не получились заусенцы, сколы, трещины и т. д. Резка лент или трубок для получения пороховых эле-
ментов производится на специальных резательных станках.
Пороховым элементом называется частица пороха установленной формы и размеров (пластинка, лента, трубка и т. д.). Пороховые элементы, обладающие сыпучестью, называются
зернами.
Второе провяливание и разымка пороха. После резки пороха в нем содержится еще значительное количество растворителя; во второй операции провяливания уменьшают содержание растворителя приблизительно до 15%, после чего производят ра-зымку (сортировку) пороха; при этом удаляются пороховые элементы неправильной фермы, пыль и т. д.
Вымочка. После разымки надо удалить растворитель до содержания его в порохе 0,2—6% (в зависимости от толщины порохового элемента). Однако при содержании в порохе мень-
1 Провяливанием пороха называется подсушивание его при невысоко!'; температуре (20—30°). Провяливание производят в атмосфере, содержаще!! пары растворителя. Если эту операцию производить на воздухе, не содержащем паров растворителя, то на поверхности пороха вследствие быстрого удаления растворителя образуется корка, которая замедлит дальнейшее удаление растворителя.
Продолжительность процесса провяливания в зависимости от толщины порохового элемента — примерно 24—48 час.
11*
163
ше 15% растворителя скорость сушки быстро падает. Наружные слои пороха высыхают быстрее, чем более глубокие слои. При этом поры поверхностных слоев закрываются, что препятствует дальнейшему выходу растворителя. Поэтому здесь взамен провяливания применяется вымочка в воде, предложенная А. В. Сухинским в 1892 г.; при вымочке поры поверхностных слоев не закрываются и растворитель быстро удаляется до содержания его, установленного по техническим условиям.
Сушка. После вымочки порох высушивается (при температуре около 50°) для удаления влаги, поглощенной порохом при вымочке.
Наконец после сушки порох увлажняют (выдерживанием во влажной атмосфере) с целью доведения в нем содержания влаги до нормы, установленной техническими условиями.
Составление общих партий. После этого полученный в отдельных аппаратах порох подвергают смешению с целью получения однородных общих партий.
Готовую партию пороха упаковывают в герметически закрывающиеся ящики с той целью, чтобы сохранить в порохе* постоянное содержание остаточного растворителя и влаги; это необходимо для сохранения постоянных баллистических свойств пороха.
Партия пороха подвергается приемным испытаниям для определения соответствия пороха установленным техническим условиям.
Физические свойства пироксилинового пороха
Удельный вес разных сортов пироксилинового пороха колеблется в пределах 1,54—1,63. Гравиметрическая плотность пороха зависит от его удельного веса, формы и размера поро«-ховых элементов. Гравиметрическая плотность винтовочных порохов 0,890, а пушечных от 0,640 до 0,825.
Пироксилиновый порох обладает значительной механической прочностью и эластичностью. Этими свойствами объясняется то, что бездымные пороха при горении в канале ствола при выстреле не рассыпаются, как дымный порох, а сгорают концентрическими слоями..
Гигроскопичность пироксилинового пороха небольшая: при хранении во влажном воздухе порох поглощает до 1,5% влаги, которая легко выделяется из него при хранении в сухом воздухе. При продолжительном открытом хранении порох теряет также часть растворителя.
Изменение содержания влаги и растворителя может отри-цательно отразиться на баллистических качествах пороха. Из-лишне увлажненный порох может давать при стрельбе остатки несгоревших пороховых элементов, выбрасываемых из канала орудия (неполное сгорание пороха). Наоборот, при порохе, со
164
держащем летучие вещества меньше нормы, получаются повышенные давления L
Применение пироксилиновых порохов
Пироксилиновые пороха до недавнего времени широко применялись в ряде стран для всех калибров, за исключением минометов. В минометах чаще применяют нитроглицериновый порох вследствие недостаточной потенциальной энергии пироксилиновых порохов.
В последнее время применялись нитроглицериновые и дигли-колевые пороха, обладающие рядом преимуществ сравнительно с пироксилиновыми порохами.
Bi реактивных системах пороха на летучем растворителе не применяются. Причина этого заключается в том, что невозможно практически удалить растворитель из толстостенных шашек, применяемых в реактивных системах, и размеры шашек вследствие усадки не могут быть соблюдены с достаточной точностью.
Недостатки пироксилиновых порохов
1.	Способность изменять при хранении содержание влаги, что отрицательно влияет на баллистические качества пороха.
2.	Способность терять так называемый остаточный легколетучий растворитель, что также отрицательно влияет на баллистические качества.
3.	Длительность процесса изготовления, которая для зерне-ных порохов составляет 6—10 дней, а для некоторых трубчатых порохов с большой толщиной горящего свода 1 2 свыше месяца.
Быстросгорающие пороха
Быстросгорающие пороха можно получить двумя способами.
1) Изготовление' пороховых зерен очень малой толщины (около 0,1 мм) с малым содержанием летучих веществ. Такой порох готовят из пироксилина с большим содержанием азота.
2) Изготовление пористых порохов. Для получения пористых порохов к пороховой массе во время обработки ее в мешателях добавляют калиевую селитру; эту соль удаляют из пороха (после резки) вымочкой его в горячей воде; после этого в порохе остается большое количество мелких пор.
В зависимости о«т заданной скорости горения селитру вводят в пороховую массу в количестве от 45 до 220 вес. частей на 100 вес. частей пироксилина.
1 При уменьшении количества летучих веществ увеличивается скорость горения и сила пороха, а следовательно, и давление в канале ствола и начальная скорость снаряда.
2 Определение понятия «толщина горящего свода» см. стр. 176.
165
Быстросгорающие пороха предназначаются для короткоствольного оружия и для холостых артиллерийских выстрелов. Чем меньше длина ствола, тем быстрее должен сгорать порох для получения необходимого давления при выстреле и для обеспечения полноты сгорания пороха.
Прогрессивногорящие пороха
Прогрессивным горением называется такое, при котором в каждую последующую единицу времени образуется все большее количество газообразных продуктов. Только при прогрессивно-горяще м порохе можно рассчитывать приблизиться в той или иной мере к идеальному типу кривой давлений.
Прогрессивногорящий порох обеспечивает наилучшую возможность использования энергии пороха в орудии. Из кривой 3 (фиг. 49), к которой по характеру приближается кривая горения прогрессивногорящего пороха, видно, что при таком развитии давления пороховых газов в канале ствола обеспечивается возможность получить наибольшую начальную скорость снаряда при наименьшем максимальном давлении пороховых газов , в оружии.
Последнее позволяет заметно уменьшить толщину стенок ствола оружия и облегчает проектирование лафета, что имеет большое практическое значение.
Наоборот, дегрессивным горением называется такое, при котором в каждую последующую единицу времени образуется все меньшее количество газообразных продуктов.
При дегрессивном горении пороха максимальное давление в орудии имеет значительно большую величину, а работа пороховых газов уменьшается; в результате этого уменьшается живая сила снаряда при вылете из канала ствола.
Прогрессивность горения может быть достигнута в порохах коллоидной природы.
Пути увеличения прогрессивности пороха. Рациональный подбор геометрической формы. Очевидно, что при горении пороха шаровой, кубической или призматической формы вследствие непрерывно уменьшающейся поверхности горения количество образующихся газов будет уменьшаться по мере сгорания пороха. Такие пороха являются де-грессивногорящими. Форма пороховых элементов, поверхность которых уменьшается при горении пороха, называется дегрессивной. Когда поверхность пороха увеличивается при горении, то форма пороховых элементов называется прогрессивной.
Ленточный порох (при большом значении величин отношения длины к толщине) по характеру горения приближается к пороху с постоянной поверхностью горения, что обусловливает постоянство газообразования во времени.
166
При горении пороха, имеющего форму длинных трубок (трубчатый порох), наружная поверхность трубок уменьшается, а внутренняя поверхность увеличивается, компенсируя убывание наружной поверхности (сумма наружного и внутреннего диаметров в любой момент горения пороха есть величина постоянная).
Вследствие малого влияния уменьшения длины трубки на величину поверхности можно принять поверхность горения таких порохов постоянной. Эта форма пороха стоит на грани между прогрессивной и дегрессивной.
Наконец зерно с семью каналами характеризуется увеличением поверхности горения пороха. Центральный канал, расположенный по оси пороха, компенсирует убывание наружной поверхности зерна, а при горении в остальных шести каналах, расположенных по окружности, поверхность горения увеличивается. Следовательно, здесь горение пороха прогрессивное. Однако в период горения происходит распад зерна на 12 призмочек: шесть внутренних меньших и шесть наружных большего размера; эти части распавшегося зерна горят, очевидно, дегрессивно. 80% зерна горит прогрессивно, 20% — дегрессивно.
Флегматизация пороха. Прогрессивное горение пороха может быть достигнуто введением в наружные слои порохового зерна веществ, называемых флегматизаторами, замедляющих скорость горения. Скорость горения наружных слоев, в которых содержится наибольшее количество флегматизатора, является наименьшей; скорость горения зерна увеличивается по мере горения пороха (соответственно уменьшению содержания флегматизатора) и является наибольшей в центральной части зерна, не содержащей флегматизатора.
Обработка пороха раствором флегматизатора производится во вращающихся барабанах, выложенных внутри медными листами. Раствор флегматизатора вводится пульверизацией через форсунки при давлении 2—2,5 ат. При этом происходит равномерное смачивание зерен раствором и, соответственно, равномерное распределение флегматизатора в поверхностных слоях пороховых зерен.
При такой обработке порохового зерна флегматизатор проникает в толщу пороха на глубину до 15% от толщины свода, причем достигается постепенное уменьшение концентрации флегматизатора от наружных слоев внутрь зерна.
Влияние флегматизации на баллистические качества винтовочного пороха иллюстрируется следующими данными:
	Заряд г	Начальная скорость м/сек	Ргпах кг/см*
До обработки . 		2,52	786	2840
После обработки . . . • . .	3,25	840	2840
167
Из этих данных видно, что применение флегматизации винтовочного пороха создает возможность увеличения веса заряда на 30% и увеличения начальной скорости без повышения давления в канале ствола винтовки. Влияние флегматизации видно также на примере флегматизированного одноканального пороха, который по прогрессивности равноценен семиканальным порохам.
Флегматизации подвергаются только винтовочные пороха и в исключительных случаях пушечные с тонким сводом (для малокалиберной артиллерии).
Бронирование порохов. Если в зерне, например, цилиндрической формы покрыть наружную поверхность и торцы слоем вещества, предупреждающего воспламенение, а поверхность цилиндрического канала оставить оголенной, то сгорание такого пороха, идущее только со стороны внутренней .поверхности, будет прогрессивным, приближаясь, очевидно, к идеальному прогрессивному горению. Этот способ получения про-грессивногорящего пороха не применяется вследствие трудностей подбора бронирующего слоя и трудностей при изготовлении таких порохов.
Беспламенные пороха
Дульное пламя. В продуктах горения, получающихся при стрельбе бездымным порохом, содержится значительное количество горючих газов, преимущественно окись углерода и водород, и некоторое количество метана, которые по вылете из канала ствола смешиваются с воздухом. Давление образовавшейся горючей смеси заметно выше атмосферного, а температура ее выше температуры воспламенения. Поэтому смесь воспламеняется, и впереди дула появляется яркое пламя, демаскирующее расположение батареи и тем позволяющее противнику пристреляться к ней. Это пламя называется дульным.
Длина дульного пламени у орудия среднего калибра примерно 3—5 м. В зависимости от времени суток, погоды и калибра дульное пламя видно на расстоянии от 1—2 км до 10— 15 км. Свечение увеличивается с повышением температуры и давления горящих газов. При ночной стрельбе яркое пламя выстрела на время ослепляет наводчиков.
Способы борьбы с пламенем. 1. Из сказанного выше о причине появления пламени следует, что пороха с нулевым или положительным кислородным балансом были бы беспламенными. Это может быть достигнуто введением в порох окислителей, например, калиевой селитры. Применение таких порохов приводит к повышению температуры пороховых тазов и быстрому износу орудия, а в некоторых случаях — к появлению дыма при стрельбе (например, при прибавке калиевой селитры).
168
2, Воспламенение смеси продуктов разложения пороха с воздухом происходит лишь в том случае, если температура этой смеси не ниже температуры ее воспламенения. Отсюда следует, что порох будет беспламенным, если температура смеси продуктов его разложения с воздухом окажется ниже, чем температура воспламенения этой смеси.
Температура пороховых газов может быть понижена добавлением примесей, понижающих кислородный коэффициент пороха. Для этой цели пригодны многие нитросоединения ароматического ряда, например, моно- и динитротолуолы, динитроанизол и др. Кроме нитросоединений, предлагали вводить вазелин, канифоль, камфору, мочевину и другие вещества.
Однако применение этого способа приводит к уменьшению силы пороха.
3. Наибольшее практическое значение имеет применение инертных веществ, повышающих температуру воспламенения горючих газовых смесей выше той температуры, которую они имеют в момент их образования перед дулом орудия. Такими веществами являются соли калия КС1, K2SO4, К2СО3, КНС2О4 и др. На основе этих солей изготовляются: а) беспламенные пороха, б) пламегасящие пороха и в) пламегасители.
Беспламенные пороха получаются введением в состав пороха пламегасящих веществ, т. е. солей калия. В некоторые пороха, кроме солей калия (повышающих температуру воспламенения горючих газовых смесей), вводят вещества, понижающие температуру горения пороха.
К таким порохам относится состав:
Пироксилин (13,5%	азота).................. 85
Динитротолуол...........................   10
Дибутилфталат ............................... 5
Дифениламин .................-............. 1
Сернокислый калий......................0,3	—0,5
вес. ч.
BI этом составе пороха динитротолуол и дибутилфталат понижают температуру продуктов сгорания, а сернокислый калий повышает температуру воспламенения смеси пороховых газов с воздухом.
Пламегасящие пороха содержат в своем составе до 5О°/о инертных пламегасящих солей, например, хлористого калия.
Такой пламегасящий порох добавляется к обыкновенному пороху при изготовлении заряда в количестве 10—20% от веса последнего.
Пламегасители состоят из инертных веществ, повышающих температуру воспламенения горючих смесей; применяются преимущественно соли калия.
Эти пламегасители вводятся в заряд перед заряжанием орудия. Пламегасители могут применяться лишь в орудиях раз-
169
2.	Быстрота изготовления (отсутствие операций удаления летучего растворителя, провялки, вымочки, рекуперации летучего растворителя и т. д.). Продолжительность изготовления — около 10 час., тогда как продолжительность производства пироксилинового пороха составляет от 6—10 дней до одного месяца.
3.	Отсутствие усадки порохового зерна, вследствие чего форма зерна правильнее.
4.	Возможность изготовления порохов с большей толщиной горящего свода, однородных по составу.
5.	Сила некоторых видов этих порохов больше, чем пироксилиновых.
Недостатком порохов типа- баллистита является большая опасность при производстве сравнительно с пироксилиновыми порохами, так как операции нитрации глицерина и прессования пороховой массы являются взрывоопасными, а вальцевание пороховой массы иногда сопровождается вспышками.
Существенным недостатком некоторых видов баллиститных порохов является вызываемый ими повышенный разгар канала ствола орудия.
Пороха типа кордита. Эти пороха либо содержат высоко-азотный пироксилин, не желатинирующийся нитроглицерином, и поэтому для желатинизации требуется применение летучих растворителей; либо они содержат коллоксилин и нитроглицерин в соотношениях, при которых коллоксилин не желатинируется нацело нитроглицерином и для* полноты желатинизации также требуется применение летучего растворителя. В качестве летучего растворителя чаще всего применяется ацетон или спирто-эфирная смесь, смотря по природе нитроклетчатки.
Приводим состав чехословацкого беспламенного кордита, (в %) :
Коллоксилин (11,8 — 12,11% азота) ... • . Нитроглицерин ..........................
Централит . ............................
Вазелин.....................•...........
Калиевая селитра .......................
Влага ..................................
2
По одной из схем производства кордитного пороха нитроклетчатку и нитроглицерин смешивают под водой, затем отжимают воду на вальцах, переносят отжатую массу в мешатель и добавляют компоненты и ацетон. После обработки в мешателе массу вальцуют и выпрессовывают через матрицы для получения трубок и нитей, кото-рые направляют на резательные станки. Нарезанные пороховые элементы сушат для удаления ацетона.
172
Вследствие необходимости удаления растворителя — ацетона изготовление кордитного пороха требует более длительного времени, чем производство баллиститного пороха.
Преимущество кордита — большая мощность. Недостатки его — разгар канала ствола больше, чем при баллиститных порохах, выделение (эксудация) нитроглицерина происходит легче и сильнее, чем у баллиститных порохов, и стоимость его выше.
Дигликолевые и нитрогуанидиновые (гудолевые) пороха. Дигликолевые и нитрогуанидиновые пороха, как раньше указывалось, представляют собой пороха на труднолетучем растворителе-— динитродиэтиленгликоле. Они относятся к типу балли-ститных порохов, т. е. изготовлялись на основе коллоксилина без применения летучего растворителя.
Примерный состав дигликолевых порохов (в %):
Нитроклетчатка (11,3— 11,7% азота)............ 65—65
Динитродиэтиленгликоль........................  24—25
Централит..................................... 3—5
Акардит....................................... 1—5
Вазелин....................................... 1
Графит ......................................... 1
Сернокислый калий .............................. 1
Окись магния .................................. 0,3
Состав
нитрогуанидинового
пороха
(в °/о):
Нитроклетчатка (11,8—11,9% азота) . . Динитродиэтиленгликоль ...........
Нитрогуанидин ......... .	.......
Централит ........................
Акардит ... ......................
Графит » .........................
Сернокислый калий ................
Окись магния . ...................
около 40
в 18
30
„ 1,2-4
1,6-3 0,4
1
0,3
Пороха повышенной силы. Стремление к увеличению могущества 1 артиллерийских систем заставляет наряду с применением прогрессивно торящих порохов допускать применение высоких давлений пороховых газов в канале орудия мля получения возможно больших начальных скоростей снаряда. Такое повышение давления может быть достигнуто либо повышением веса заряда, либо при неизменном весе заряда применением более мощного пороха.
1 Могущество системы слагается из дальнобойности, высокобойности (оба качества увеличиваются с увеличением начальной скорости снаряда); скорострельности, крутизны траекторий, кучности, меткости и эффективности действия снаряда.
173
дельного заряжания или в орудиях, снабженных специальными разъемными гильзами.
Недостатком всех применяющихся пламегасящих средств является дымность, демаскирующая расположение батарей в дневное время.
4. Беспламенность может быть достигнута применением надульников и дульных тормозов, служащих для охлаждения пороховых газов перед их смешением с наружным воздухом (физический способ гашения пламени).
Обратное пламя. При высоком темпе стрельбы наблюдается иногда так называемое обратное пламя, выходящее из казенной части орудия при открывании затвора и могущее привести к ожогам орудийного расчета.
Это явление особенно отмечается при стрельбе из орудий большого калибра. Причиной обратного пламени является присутствие в каморе ствола горючих газов, которые образуют с воздухом взрывчатую смесь, не загорающуюся самостоятельно, но могущую воспламениться от имеющихся внутри ствола тлеющих остатков картузной ткани или (стягивающих Пороховые пучки шнуров, не успевающих затухнуть при скорой стрельбе.
Замена в зарядных картузах шелковой ткани, оставляющей при горении тлеющие остатки, полностью сгорающей нитрованной тканью устраняет возможность появления обратного пламени.
5. НИТРОГЛИЦЕРИНОВЫЕ ПОРОХА
Нитроглицерин. Глицерин, применяемый в производстве нитроглицерина, получают омылением жиров или сбраживанием сахара. Глицерин нитруют смесью серной и азотной кислот. После отделения нитроглицерина от кислот его промывают водой до нейтральной реакции для получения химически стойкого продукта.
Удельный вес нитроглицерина 1,6 при 15°. Температура затвердения 13,2° (стабильная форма) и 2,1° (лабильная форма). В одном литре воды растворяется 1,8 а нитроглицерина при 20°.
Летучесть нитроглицерина при обыкновенной температуре чрезвычайно мала, что имеет важное значение в отношении физической стойкости пороха и постоянства его баллистических качеств .
Чувствительность нитроглицерина к удару высока; он дает взрывы при падении груза весом 2 кг с высоты 4 см.
Пороха типа баллистита. Эти пороха содержат коллоксилин и изготовляются без применения летучего растворителя.
В качестве добавочного растворителя, способствующего ускорению процесса желатинизации, применяются нелетучие вещества: центцалит, динитротолуол, динитроанизол и другие нитро-соеданения.
170
Вещества, способствующие желатинизации нитроклетчатки и остающиеся в составе готового пороха, называются пластификаторами. Централит является одновременно и пластификатором и стабилизатором.
В некоторые сорта баллиститов входит до 2% вазелина, облегчающего прессование пороха.
В качестве примера приведем состав германского трубчатого баллистита (в °/о):
Нитроклетчатка..........•................ 63
Нитроглицерин............................... .	27
Нитропроизводные.............................. 4,4
Централит...............*	....	......... 4,7
Влага......................................... 0,9
Производство нитроглицериновых порохов типа баллистита. В первый период производства нитроглицериновых порохов большие трудности представляло равномерное распределение нитроглицерина по всей массе нитроклетчатки. Вследствие энергично протекающего процесса первые порции пироксилина поглощают значительные количества нитроглицерина и очень быстро желатинируются; для остальной же массы пироксилина не остается необходимого для ее желатинизации нитроглицерина.
В настоящее время однообразное смешение компонентов достигается следующим образом. Нитроклетчатку взмучивают в нагретой до 30° воде путем энергичного перемешивания сжатым воздухом и медленно вливают в эту суспензию нитроглицерин при продолжающемся перемешивании.
Пороховую массу после отжатия воды и смешения с компонентами пропускают несколько раз через горячие вальцы. При этом происходит дальнейшее почти полное удаление воды, уплотнение и желатинизация пороховой массы.
Для получения пороха в виде трубок или нитей готовую массу выпрессовывают через соответствующие матрицы. Трубки и нити разрезают затем на куски нужной величины.
Для получения пластинчатого пороха массу пропускают через точно регулируемые вальцы (каландры). Получающиеся тонкие листы поступают на специальные станки, где разрезаются на пластинки заданных размеров.
Пороховые элементы нитроглицериновых порохов изготовляются в виде пластинок, лент, трубок, колец, дисков, нитей без
каналов.
Преимущества и недостатки пороха типа баллистита. Пороха типа баллистита обладают следующими преимуществами перед пироксилиновыми порохами:
1. Меньшая гигроскопичность (0,7—1%).
171
Проще всего было бы получить повышение давления пороховых газов увеличением веса заряда. Однако увеличение веса заряда требует увеличения размеров зарядной каморы, что в свою очередь ведет к увеличению веса всей артиллерийской системы (при прочих равных условиях вес артиллерийской системы тем больше, чем больше вес заряда и размеры гильзы), а с увеличением веса артиллерийской системы уменьшается ее подвижность. Это важно для полевой артиллерии. Кроме того, увеличение веса орудия связано, естественно, с увеличением его размеров, что важно для современной артиллерии, устанавливаемой на танках, бронепоездах, самолетах.
Отсюда ясно, что задача повышения давления пороховых газов при выстреле не может быть решена одним лишь увеличением веса заряда, а необходимо применение более мощного пороха.
Необходимость в порохе повышенной мощности вызывается также стремлением к дальнейшему увеличению скорострельности оружия. Скорострельность достигается применением автоматики. Большая длина патрона увеличивает пробег откатных частей оружия и этим вызывает большое число задержек и затрудняет работу автоматического оружия. Очевидно, что при применении более мощного пороха можно уменьшить длину патрона и тем самым облегчить конструирование автоматического оружия и работу этого оружия.
Пороха повышенной силы могут быть изготовлены с применением нитроглицерина (см. табл. 26);.
Таблица -6
(Характеристики основных компонентов бездымных
порохов
Компонент	<2а ккал1кг	Кислородный коэффициент	t’o Л; кг	кг дм!кг
Нитроглицерин . . .	1500	105,9	715	1,224-10»
Нитрогликоль ....	1581	100	735	1,265-10»
Пироксилин (13,48% N)	1045	67,2	860	0,97.10е
Из сравнения силы пироксилиновых и нитроглицериновых порохов (табл. 27) видно, что применением нитроглицерина можно повысить силу пороха не более чем на 25п/о.
Вопрос о мощности пороха не следует отделять от вопроса о прогрессивности его горения. Наиболее благоприятные результаты могут быть получены в том случае, когда мощный порох будет вместе с тем и прогрессивногорящий.
174
Таблица 27
Характеристики бездымных порохов
Пороха	к г дм 1кг	а л 1кг
Пироксилиновые 		0,77-10<5— 0,95- 1(Л	0,9-1,1
Нитроглицериновые ....	0,9-10®—1,2-10®	0,75-0,85
То обстоятельство, что мощные пороха позволяют получить определенный баллистический эффект при меньше^м весе заряда, делает применение их экономически более выгодным и в тех случаях, когда нет необходимости в значительном повышении начальной скорости снаряда. В некоторых случаях, когда вопрос о весе заряда приобретает первенствующее значение, может быть, и не следует считаться с несколько большим износом канала ствола при применении более мощного пороха. В качестве примера может быть взят винтовочный (не пулеметный) ствол, срок службы которого обусловливается не износом канала, а рядом других причин. Живучесть канала винтовки при обыкновенном порохе определяется примерно в 10—12 тысяч выстрелов1 ; в действительности в условиях боевого применения винтовочный ствол приходит в негодность через 2000 выстрелов по ряду причин, не связанных с износом.
В случаях же применения мощных порохов в дорогих артиллерийских системах только с целью экономии в весе заряда необходимо иметь полную уверенность в том, что экономия пороха перекроет расходы, связанные с возможным увеличением износа канала ствола.
В заключение заметим, что одна и та же начальная скорость снаряда может быть получена при различных весах заряда в зависимости от объема каморы. Слишком сильное увеличение объема каморы может повести к необходимости сильного увеличения веса заряда. Поэтому при проектировании артиллерийских систем необходимо обращать особое внимание на выбор наивыгоднейшего объема каморы.
6.	ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОХОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
В зависимости от вида огнестрельного оружия для него изготовляются пороха, отличающиеся формой и размерами порохового элемента, толщиной горящего свода, составом пороха и
1 Живучесть канала ствола выражается числом
выстрелов, после кото-
рых ствол приходит в полную негодность вследствие износа канала.
175
другими особенностями. По форме пороховых элементов различают пороха: а) зернение, б) ленточные, в) трубчатые, г) в виде колец, д) в виде спиралей.
Зернеными называются пороха в виде цилиндриков, брусков или пластинок, обладающие сыпучестью. Это свойство имеет большое практическое значение, так как оно позволяет автоматизировать снаряжение патронов и зарядов.
Важными характеристиками порохового зерна являются: толщина горящего свода, диаметр канала, наружный диаметр зерна и длина зерна.
Толщиной горящего свода называется наименьший размер порохового элемента; этот размер назначается таким, чтобы обеспечить полное сгорание порохового здряда в канале ствола.
Согласно этому определению толщина горящего свода есть толщина стенки у трубчатых порохов или толщина пластинки у пластинчатых порохов, а у зерен с семью каналами — расстояние по диаметру между наружной цилиндрической поверхностью зерна и окружностью канала, а также между окружностями каналов по диаметру и по прямым, соединяющим между собой центры каналов.
Выбор формы пороховых элементов. Стрелковое о р у-ж и е. Форма поро-ховых элементов для стрелкового оружия (револьверы, -пистолеты, винтовки, пулеметы) должна допускать автоматическое заряжание патронов, поэтому порох должен обладать хорошей сыпучестью. При малых размерах патрона и требовании большой дальности стрельбы порох должен обладать большой гравиметрической плотностью (не менее 0,7 кг!л).
Для короткоствольного стрелкового оружия (револьверы, пистолеты, пистолеты-пулеметы) берется форма с тонким сводом, обеспечивающим быстрое сгорание пороха (тонкие пластинки).
Для стрелкового оружия с длинным 'стволом (винтовки, пулеметы) берутся флегматизированные зерна с одним каналом.
Минометы. Для зарядов к минометам с коротким стволом чаще выбирают форму с тонким сводом (тонкие пластинки), обеспечивающую быстрое сгорание пороха; при большей длине ствола пригодны зерна с одним каналом.
Мортиры и гаубицы. Для зарядов к мортирам и гаубицам можно рекомендовать зерно с одним или с семью каналами. Эти формы допускают удобный подбор и автоматическое снаряжение пучков.
Пушки калибром от 20 до 76 мм. Для зарядов к пушкам калибра от 20 до 76 мм как унитарного, так и раздельного заряжания пригодны зерна с одним или семью каналами.
Пушки и пушки-гаубицы калибром выше 76 мм. Для этих орудий можно рекомендовать пороха трубча-176
той формы. Это обусловлено тем, что при длинных каморах этих орудий требуемая жесткость заряда лучше всего обеспечивается трубчатой формой; эта форма вместе с тем лучше всего обеспечивает одновременность воспламенения пороховых элементов. Применение зерненых порохов не позволит обеспечить жесткость заряда и одновременность воспламенения пороховых элементов.
Отметим, что вообще зерненая форма пороховых элементов представляет то неудобство и невыгоду, что она требует применения картузов из миткаля, шелка, нитроцеллюлозы и т. д.
В тех случаях, когда можно поступиться прогрессивностью пороха, применяют кольца, ленты, трубки. Пороховые заряды из таких элементов можно связать нитками. Недостаток такой формы пороховых элементов заключается в том, что снаряжение ими нельзя автоматизировать.
Марки порохов. Для отличия различных видов порохов каждому из них присвоена так называемая марка пороха.
В прежнее время марка пороха обозначалась преимущественно по начальной букве названия орудия или оружия, для которого порох предназначался. Например, винтовочному пороху под легкую пулю была присвоена марка «ВЛ», винтовочному пороху под тяжелую пулю — «ВТ» и т. д. Эти обозначения винтовочных порохов сохранились по настоящее время.
Ныне для обозначения марки пороха служат преимущественно характеристики, определяющие баллистические свойства пороха: природа пороха, его форма и толщина свода. В этой системе марка зерненого пороха обозначается дробью, числитель которой показывает толщину горящего свода в десятых долях миллиметра, а знаменатель — число каналов в зерне. Например, 9/7 означает зерно с семью каналами с толщиной свода 0,9 мм. Приведем несколько марок порохов: 4/1, 7/1, 7/7, 9/7, 12/7, 14/7, 15/7.
Для обозначения трубчатых пироксилиновых порохов после дроби, указывающей, подобно обозначению зерненого пороха, числовые характеристики зерна, добавляют буквы ТР. Напри-ю
мер, “ТР означает, что порох имеет форму трубки с толщиной свода около 1 мм.
При обозначении нитроглицериновых порохов буквы ТР не добавляются, так как они не изготовляются в виде зерненых порохов цилиндрической формы, хотя изготовление таких порохов вполне возможно. Поэтому марка_р Н означает трубчатый нитроглицериновый порох с толщиной горящего свода около 1 мм.
Пластинчатые пороха обозначаются буквами ПЛ с двумя числами, разделенными через тире: первое число показывает
12 а. г. Горст
177
толщину пластинки в сотых долях миллиметра, а второе — ширину пластинки в десятых долях миллиметра.
Пороха для морской и береговой артиллерии — преимущественно трубчатые и обозначаются дробью, в которой числитель показывает калибр орудия в миллиметрах, а знаменатель — длину нарезной части ствола орудия в калибрах.
Пример: 75/50 — порох к 75-лш пушке длиной в 50 калибров.
Партии готового пороха присваивается условное обозначение, включающее марку пороха, номер партии, год изготовления пороха, наименование завода. Например, условное обозначение ВТ винтовочный порох под тяжелую пулю, 2-я партия изготовления 1949 г. завода Ф.
7.	СУРРОГАТИРОВАНИЕ БЕЗДЫМНЫХ ПОРОХОВ
Недостаток сырья для изготовления бездымного пороха и стремление к удешевлению заряда привели во время войны 1914—1918 гг. к применению суррогатного пороха из смеси аммиачной селитры и угля.
Этот порох получил наименование селитроугольного добавка, или сокращённо СУД. Селитроугольный добавок готовился из-* мельчением предварительно подсушенной аммиачной селитры и угля, тесным их смешиванием и прессованием в шашки; объемная плотность шашек около 1,3.
Селитроугольные добавки применялись в пороховых зарядах в количестве от 25 до 5О°/о от веса заряда взамен соответствующего количества бездымного пороха.
Селитроугольные добавки близки по баллистическим качествам к бездымному пороху и образуют чрезвычайно мало дыма при выстреле. Серьезным недостатком этих добавок является их малая физическая стойкость при хранении, обусловленная свойствами аммиачной селитры, а именно,— большая гигроскопичность и слеж ив ае мосты Иногда, наоборот, имеет место вспучивание заряда, увеличение его объема и в результате — рассыпание в порошок. При таком изменении структуры пороха он становится не только негодным для стрельбы вследствие недопустимо большого рассеивания, но и опасным. Поэтому во время второй мировой войны селитроугольные добавки не применялись.
8.	ЗАРЯДЫ И ВОСПЛАМЕНИТЕЛИ
Зарядом для стрельбы из артиллерийских орудий и стрелкового оружия называется количество пороха, собранного в определенном порядке и предназначенного для производства одного выстрела.
178
Марка пороха и вес заряда подбираются баллистическим расчетом таким образом, чтобы обеспечить наивыгоднейшее использование заряда для достижения требуемой начальной скорости при установленном для данного орудия (оружия) наибольшем давлении пороховых газов.
Для производства артиллерийского выстрела, кроме заряда, требуются: воспламенитель, обтюратор (нормальная крышка), пробковый пыж или взамен его усиленная крышка, уплотнительное устройство, пламегаситель и противоомеднитель.
По роду стрельбы, для которой они предназначаются, заряды делятся на следующие категории: 1) боевые, употребляемые для боевой стрельбы, 2) практические, применяемые для практической стрельбы, 3) холостые, употребляемые для холостой стрельбы, 4) специальные, применяемые для опытной стрельбы.
Боевые заряды. Боевые заряды делятся на постоянные и переменные.
Постоянные боевые заряды имеют неизменный в условиях службы вес и предназначаются для сообщения снаряду одной определенной начальной скорости.
Переменные боевые заряды состоят из нескольких заранее навешанных частей, упакованных в отдельные мешочки, называемые картузами, а именно: из основного заряда, или пакета и пучков и довесков, служащих дополнением наименьшего заряда до полного. Это позволяет во время стрельбы изменять вес заряда отнятием от заряда или добавлением к нему требуемого числа пучков и довесков; таким путем изменяют начальную скорость снаряда, характер траектории и дальность стрельбы.
В зависимости от типа выстрела, к которому предназначаются боевые заряды, они подразделяются на три вида: 1) заряды к выстрелам патронного заряжания; 2) заряды к выстрелам раздельного гильзового заряжания и 3) заряды к выстрелам картузного заряжания.
Заряды к выстрелам патронного заряжа-и и я, как правило, являются постоянными. Они помещаются в гильзе россыпью или в картузе из бумажной ткани (фиг. 54). Если порох не заполняет всю камору гильзы, то обычно применяется уплотнительное устройство, одновременно служащее для устранения перемещения пороха внутри гильзы.
Уплотнительное устройство часто состоит из упоров в виде картонных цилиндров или трехгранных призм, которые помещаются между боевым зарядом и дном снаряда и удерживают порох от перемещения (фиг. 54).
Боевые заряды, состоящие из длинных трубок, лент или прутков, обычно связывают в один или два пакета, вкладываемые в гильзу, и реже помещают в гильзе россыпью (фиг. 55).
179
Постоянные боевые заряды обычно снабжаются картонной нормальной крышкой (обтюратором), помещаемой между снарядом и боевым зарядом (фиг. 55). Нормальная крышка предка^ значается для устранения прорыва пороховых газов в начальный момент воспламенения боевого заряда до вреза-	-ч
ния ведущего пояска в на-	/ \
резы.	m //> \
Фиг. 54-. Выстрелы патронного заряжания (унитарные патроны)
снаряд; 2—взрыватель или трубка; 3- боевой (пороховой) заряд; 4—гильза; 5—капсюльная втулка; ^—нормальная крышка (обтюратор); 7 —картонный цилиндрик; 5-кар-
тонный кружок; 9—картуз.
Фиг. 55. Выстрелы патронного заряжания (унитарные патроны) бывшей германской армии.
1 -сиаряд;2-взрыватель; 3—боевой заряд; 4—гильза; 5 -капсюльная втулка; 6—картонная крышка;
8 —воспламенитель; 9—картуз; 10 — противоомедни-тель.
Переменные боевые заряды к выстрелам патронного» заряжания применяются очень редко; для того чтобы обеспечить в этом случае доступ внутрь гильзы, необходимо делать ее или выстрел в целом разъемными (фиг. 55), иго усложняет их изготовление и обращение с ними во время стрельбы.
180
Заряды к выстрелам раздельного । н л ь з о-в ого заряжания в подавляющем большинстве бывают переменными; постоянные боевые заряды к выстрелам раздель
ного гильзового заряжания применяются только для стрельбы бронебойными и кумулятивными снарядами.
Пример боевого заряда к выстрелам раздельного гильзового заряжания показан на фиг. 56. Вес заряда изменяется во время стрельбы путем
Фиг. 57. Переменные боевые заряды к выстрелам картузного заряжания.
а—полный; б — уменыпенныйД — пакет; 2—пучки; 3—воспламенитель.
Фиг. 56. Переменные боевые заряды.
1—пакет; 2—пучки, 3—довесок: 4—нормальная крышка; 5—усиленная крышка.
удаления из гильзы требуемого числа пучков. Пучки могут быть равновесными и разновесными. Равновесные пучки широко применялись в артиллерии Советской Армии; разновесные пучки применялись в германской артиллерии.
Боевые заряды к выстрелам раздельного заряжания, вложенные в гильзы, закрываются нормальной и усиленной картонными крышками с закраинами, обращенными внутрь гильзы. Нормальная крышка служит для обеспечения однообразного положения заряда в гильзе при выстреле и для обтюрации пороховых газов до врезания ведущего пояска снаряда в нарезы. После удаления пучков из гильзы нормальная крышка вновь вкладывается ,в гильзу и досылается до упора в заряд. Пробковый пыж, или усиленная крышка служат для герметизации заряда в гильзе. Поэтому они при сборке заряда в гильзу заливаются снаружи герметизирующим составом.
181
Заряды к выстрелам картузного заряжания в подавляющем большинстве случаев бывают переменными. К материалу картузов этих зарядов, кроме прочности, предъявляется требование полного сгорания вместе с зарядом при выстреле. Этому требованию удовлетворяет ткань из коконных очесов (самый низкий сорт шелковой ткани). Для зарядов к выстрелам раздельного гильзового заряжания требование отсутствия в зарядной каморе орудия тлеющих остатков не обязательно; поэтому картузы для таких зарядов могут изготовляться и не из шелковой ткани. Основной заряд и пучки к зарядам к выстрелам картузного заряжания связываются продетой в петли картузов тесьмой из картузной ткани.
Пример устройства заряда к выстрелам картузного заряжания показан на фиг. 57.
Боевые заряды могут изготовляться из пороха одной марки или из порохов различных марок. В последнем случае заряды называются комбинированными. Пороха различных марок в комбинированных зарядах всегда помещаются в отдельных картузах.
В переменных зарядах в случае применения порохов различных марок основной заряд изготовляется из более быстро горящего пороха по сравнению с порохом дополнительных пучков.
Требования к боевым зарядам. К боевым зарядам предъявляются следующие общие требования.
1.	Обеспечение требуемой начальной скорости при максимальном давлении, не превышающем установленного предела. Это достигается подбором состава пороха, формы и размеров пороховых зерен, веса и устройства заряда.
2.	Полнота сгорания заряда при выстреле, обеспечиваемая соответствующим составом пороха и толщиной горящего свода порохового зерна.
3.	Могущество заряда, определяемое величиной работы, производимой при выстреле. Это требование обеспечивается выбором состава пороха, веса заряда, формы и размеров пороховых зерен.
4.	Возможно малый разгар канала ствола, обеспечиваемый выбором состава пороха или специальными добавками к заряду.’
5.	Стойкость при длительном хранении. Это требование обеспечивается герметической укупоркой зарядов и применением порохов, стойких при хранении.
Специальные, практические и холостые заряды. Для испытания артиллерийских орудий и боеприпасов применяются специальные заряды, вес которых устанавливается техническими условиями на прием соответствующих видов артиллерийского вооружения.
Практические заряды применяются в крупнокалиберных морских и береговых орудиях, имеющих постоянные бое-
182
для холостых
Фиг. 58. Холостой выстрел.
I—холостой заряд; 2— гильза; 3-пыж; 4—капсюльная втулка.
>ые заряды, при практических стрельбах. Эти заряды имеют меньший вес по сравнению с боевыми зарядами и развивают меньшее давление в канале ствола при выстреле. Этим достигается уменьшение разгара канала ствола.
Холостые заряды (фиг. 58) применяются преимущественно в орудиях среднего калибра и предназначают стрельб при маневрах (для имитации боевой стрельбы), для салютов и сигналов.
Воспламенители. Для воспламенения заряда применяются специальные средства — запальная трубка в орудиях раздельного картузного заряжания и капсюльная втулка в орудийных гильзах. Однако луч пламени, возникший при действии запальной трубки или капсюльной втулки, в большинстве случаев является недостаточным для быстрого и безотказного воспламенения всех зерен порохового заряда, в результате чего возможно появление затяжных выстрелов и даже осечек.
Быстрое и вполне надежное воспламенение заряда из бездымного пороха обеспечиваются тем, что к нему прибавляют воспламенитель из дымного или легко воспламеняющегося бездымного пороха, легко загорающегося от действия капсюльной втулки или запальной трубки.
Воспламенитель дает сразу большое количество газов высокой температуры, повышающих давление до 15—50 ат. В таких условиях порох загорается почти одновременно по всей поверхности, и дальше происходит процесс горения концентрическими слоями.
В зависимости от калибра орудия для изготовления воспла-• менителей к зарядам применяются дымные пороха: ружейный, артиллерийский, крупнозернистый или призматический. Последний применяется только в системах средних и крупных калибров береговой и морской артиллерии. Из бездымных порохов для воспламенителей употребляются нитроглицериновый и пористый пироксилиновый пороха.
Воспламенитель располагают в заряде так, чтобы луч пламени капсюльной или запальной трубки непосредственно попал в него. В длинных зарядах крупнокалиберных орудий могут применяться дополнительные воспламенители, располагаемые между частями заряда, либо по бокам отдельных частей заряда.
По способу присоединения к заряду воспламенители делятся на пришивные, привязные и вкладные.
Пришивные воспламенители применяются обыкновенно в зарядах к выстрелам раздельного заряжания и реже
183
патронного заряжания. Они состоят из определенной навески пороха, помещаемой между дном картуза и пришитым к нему кружком картузной ткани или нитроткани. Чтобы при горизонтальном положении заряда в каморе орудия порох не ссыпался в нижнюю часть мешочка воспламенителя и, таким образом, не ускользал от действия луча пламени средства воспламенения, ткань картуза воспламенителя часто прошивают концентрическими или параллельными швами.
Привязные воспламенители предназначаются к орудиям крупных калибров; во избежание перетирания дымного пороха такие воспламенители в старых образцах укупоривались отдельно от зарядов и привязывались ко дну заряда непосредственно перед стрельбой. В современных образцах такие воспламенители применяются в зарядах с безкартузным пакетом и подвязываются к последнему шнурками.
Вкладные воспламенители из призматического дымного или бездымного пороха применяются в зарядах картузного заряжания для морских и береговых орудий крупных калибров и в выстрелах гильзового заряжания для орудий малых и средних калибров. Воспламенители в картузах укладывают на дно гильзы и приклеивают к нему лаком или центруют прикрепленной к картузу картонной шайбой. В некоторых случаях такие воспламенители вкладывают в картузы с зарядом.
Воспламенители из призматического пороха вставляют в • углубления на обоих концах зарядов или полузарядов из трубчатого пороха, связанного в пакеты.
Вес воспламенителя колеблется от 1,3 до 2,Г9/о от веса полного боевого заряда.
Пламегасители. Пламегасители к выстрелам раздельного заряжания в виде навески пламегасящей соли насыпают в картуз кольцевой или круглой формы. Полученные таким образом пакеты пламегасителя возят в специальной укупорке отдельно от зарядов и добавляют в заряд только при ночной стрельбе.
Вес пламегасителя составляет от 5 до 1 Г9/о от веса заряда (бывшая германская армия).
9. РАЗГАР СТВОЛА ОРУДИЯ
Вопрос о разгаре ствола возник во всей своей остроте лишь после введения бездымного пороха.
Переход от дымного пороха к бездымному был проведен почти во всех крупных государствах в конце 80-х и в начале 90-х годов прошлого столетия, причем эти государства не произвели перевооружения своих армий, а лишь применили бездымный порох для стрельбы из состоявших на вооружении орудий.
Пороховые каморы в этих орудиях были рассчитаны для зарядов из дымного пороха, а прочность лафетов не позволила
184
более или менее значительно увеличить начальную скорость снаряда. Поэтому при переходе к бездымному пороху первоначально пришлось в большинстве систем оставить прежние величины давления на дно канала орудия. Только в весьма редких случаях стрельбы бездымным порохом в первые годы его применения величина давления на дно канала орудия превосходила 2200 ат, и при всем этом оказалось, что орудия начали выгорать при стрельбе из них бездымным порохом.
Выгорание сначала заметно понижает меткость стрельбы из огнестрельного оружия, а затем, после определенного числа выстрелов, делает его совершенно непригодным для дальнейшей стрельбы.
Первые признаки выгорания обозначаются появлением матовых пятен на полированной поверхности канала, преимущественно в зарядной каморе в том месте, где приходится поясок снаряда. Эти пятна вызываются появлением сетки чрезвычайно тонких и очень неглубоких трещин в металле. С течением времени отдельные трещины удлиняются, встречаются с соседними; при дальнейшей стрельбе глубина и ширина первоначальных трещин увеличивается. Это расширение и углубление в большей степени наблюдается в тех трещинах, направление которых более или менее совпадает с направлением оси орудия, следовательно, и с направлением движения пороховых газов.
При достаточном развитии этих продольных трещин пороховые газы и несгоревшие частички пороха начинают прорываться в зазорах, образуемых стенками снаряда с каналом, и постепенно увеличивают размеры их. По мере расширения каморы часть пороховых газов прорывается между ведущим пояском снаряда и выгоревшим каналом ствола. Далее получается вырывание металла и срывание полей.
Описанные явления, носящие название разгара ствола, сначала протекают медленно, но по мере увеличения числа выстрелов скорость выгорания все более увеличивается.
Разгар ствола приводит к понижению баллистических качеств орудия: уменьшается начальная скорость, снаряд плохо центруется при движении по каналу ствола и поэтому получает неправильное движение, что в свою очередь приводит к уменьшению дальности полета снаряда и уменьшению кучности. Практически принято считать, что если ствол дает потери в размере 10% от штатной скорости, то он непригоден для дальнейшей стрельбы.
На основании имеющихся многочисленных исследований можно сделать вывод, что разгар ствола является результатом действия ряда причин.
Действие теплоты на поверхностный слой металла. Известный ученый Д. К. Чернов объяснил явление деформации поверхностного слоя канала ствола (появление сетки трещин в металле) физическим действием теплоты на поверхностный слой металла.
185
Механизм теплового действия пороховых газов заключается в следующем. Пороховые газы успевают во время выстрела нагреть до высокой температуры тонкий поверхностный слой стенок канала ствола. При этом слой стремится расшириться, чему препятствуют близлежащие холодные слои металла. Поэтому в нагретом слое возникают большие напряжения, в результате которых на внутренней поверхности стенок появляются трещины.
Появлению трешин в сильной степени способствует одновременно происходящее явление закалки того же слоя. Эта закалка объясняется тем, что после вылета снаряда происходит быстрое охлаждение нагретого слоя вследствие большой теплопроводности стенок канала ствола. Скорость охлаждения еще увеличивается холодным воздухом, врывающимся в канал ствола при открывании затвора для последующего заряжания При этом происходит изменение механических качеств внутреннего слоя, подобное закалке.
Английский артиллерист Нобль, занимавшийся изучением главным образом нитроглицериновых порохов, заметил, что с увеличением содержания нитроглицерина в порохе усиливается выгорание канала ствола. Так как с увеличением содержания нитроглицерина в порохе увеличивается количество выделяемой при горении пороха теплоты и соответственно повышается температура пороховых газов при выстреле, то Нобль пришел к выводу, что главной причиной разгара является высокая температура пороховых газов. По мнению Нобля под влиянием высокой температуры пороховых газов внутренняя поверхность ствола приходит в состояние, весьма близкое к плавлению и как следствие этого — частицы металла уносятся пороховыми газами.
Теория, объясняющая выгорание канала ствола влиянием теплоты (температуры) пороховых газов, носит название термической теории.
Для уменьшения теплового действия пороховых газов на канал ствола необходимо применение пороха с возможно низкой температурой горения. Некоторые нитроглицериновые пороха имеют более высокую температуру горения, чем пироксилиновые. Очевидно также, что дегрессивногорящие пороха должны давать при выстреле более высокую температуру, чем про-грессивногорящие L Отсюда следует, что при применении про-грессивногорящих порохов разгар ствола должен быть меньшим, а срок службы орудия— большим.
Механическое действие пороховых газов на стенки канала ствола (эрозия). На основании ряда специально поставленных опытов был сделан вывод о механическом действии пороховых газов, прорывающихся из каморы через щели между наружной
1 Дегрессивногорящие пороха дают при выстреле наибольшие давления; а наибольшим давлениям газов отвечает наибольшая их температура.
186
поверхностью ведущего пояска и стенками канала ствола. Это действие, однако, не связывалось с температурой горения по-р ох а.
Этот вывод подтверждается тем, что износ канала ствола увеличивается вместе с увеличением давления пороховых газов и что наиболее сильное выгорание канала происходит у начала нарезов, т. е. в том месте, в котором ведущий поясок еще не успевает полностью войти в нарезы и где, следовательно, происходит прорыв газов между пояском и стенками канала. Очевидно, что вместе с увеличением давления в каморе орудия количество прорывающихся газов и скорость, с которой они движутся через щели, должны увеличиваться. Соответственно должно увеличиваться выгорание.
Эту работу газов можно сравнить с размыванием, производимым водным потоком. Расчеты показывают, что газовые частицы движутся в канале ствола со скоростью примерно 600 я! сек. Естественно, что при столь большой скорости раскаленные газовые частицы, ударяясь о металл, долбят его и образуют извилистые протоки, в основном направленные по образующей канала. Постепенно углубляясь, протоки эти захватывают и ту часть ската, в которой ведущий поясок снаряда уже полностью врезался в нарезы, и создают возможность прорыва и в таких местах. По мере увеличения числа произведенных из орудия выстрелов зона этих протоков постепенно удлиняется от начала нарезов к дулу и в сильно» изношенных каналах ширина этой полосы достигает нескольких калибров. В первые периоды износа канала эти протоки располагаются исключительно по дну нарезов; но по мере увеличения износа начинают захватывать боковые стенки и поля нарезов.
При сильном износе нарезы в начальных участках совершенно уничтожаются, вследствие чего в орудиях раздельного заряжания снаряд может быть дослан при заряжании на значительно большую длину вперед по сравнению с его положением в неизношенном орудии. Такое продвижение снаряда вперед при заряжании вызывает увеличение объема каморы, что влечет за собой уменьшение начальной скорости. В связи с порчей нарезов происходит и падение меткости.
Из сказанного о механическом действии пороховых газов можно заключить, что скорость разгара ствола может быть уменьшена любой мерой, устраняющей прорыв пороховых газов между ведущим пояском и поверхностью канала.
Опыт показал, что обтюраторы даже самого примитивного устройства, в виде чашечек из достаточно жесткого картона, вкладываемых в гильзу, уменьшают разгар канала ствола. Особое значение обтюраторы имеют для орудий патронного заряжания, так как положение снаряда в них при заряжании остается неизменным при любой степени износа канала. Будучи прочно соединен с гильзой, снаряд занимает в заряженном
187
орудии одно и то же положение, обусловливаемое длиной гильзы, продвижение которой вперед ограничено упором шляпки в поверхность своего гнезда.
По мере износа канала и уничтожения начала нарезов в орудиях раздельного заряжания снаряд досылается до упора б нарезы, хотя бы даже поврежденные. В патронных же орудиях с изношенным каналом снаряд уже не упирается в нарезы, вследствие чего при начале его движения должен получиться весьма сильный прорыв пороховых газов.
Из изложенного ясно значение обтюрирующих приспособлений, предупреждающих возможность прорыва пороховых газов из каморы и из снарядного пространства.
Кроме картонных обтюраторов, для устранения прорыва газов между поверхностью канала и ведущим пояском применяют обмазку поясков специальной мазью, которая в момент выстрела заполняет зазоры и, смазывая канал, предохраняет его от непосредственного действия газов.
Окклюзия пороховых газов. Увеличение допускаемого давления в канале ствола приводит к увеличению разгара ствола не только в связи с увеличением механического действия газовых струй, но и под влиянием окклюзии пороховых газов.
Окклюзией называется явление поглощения газов металлом. При окклюзии газ поглощается металлом, образуя с ним твердый раствор (фазу переменного состава), а иногда частью вступая с ним в химическое соединение. Скорость окклюзии увеличивается с повышением температуры и давления.
Количество поглощенных при выстреле пороховых газов и глубина их проникания в поры металла будут тем больше, чем выше давление, под которым пороховые газы находятся в момент выстрела. Когда после выстрела ствол принимает свое нормальное состояние, проникшие в его толщу газы остаются как бы закупоренными в порах и, производя давление на стенки пор, разрушают металл.
Вопросом окклюзии пороховых газов стали заниматься главным образом после введения бездымного пороха, когда было обнаружено, что каналы стволов (особенно в охотничьих ружьях) ржавеют через некоторый промежуток времени после стрельбы, несмотря на то, что непосредственно после стрельбы они были вычищены и смазаны. Такое явление объясняется тем, что окклюдированные газы постепенно выходят из пор металла ствола, в котором они оказались закупоренными после выстрела. Но так как в продуктах горения бездымного пороха имеются газы кислотного характера, то, соединяясь с влагой, они образуют кислоты, которые вызывают ржавление металла.
Однако окклюзия пороховых газов не только вызывает ржавление металла; она производит и разрыхление поверхностного слоя канала и тем способствует увеличению износа.
188
Так как явление окклюзии усиливается вместе с увеличением давления, то для уменьшения влияния окклюзии можно применить меры, позволяющие получить необходимые величины начальных скоростей при меньшем давлении в канале орудия. Такое уменьшение давления, как мы видели, может быть достигнуто применением прогресс ив ногорящих порохов.
Химическое воздействие продуктов горения пороха. Термическая теория оказалась недостаточной для объяснения быстрого износа канала ствола при стрельбе пироксилиновым порохом, так как температура горения этих порохов мало отличается от температуры горения дымного пороха.
Проведенные работы привели к выводу о химическом воздействии некоторых продуктов горения пороха на канал ствола. Было обнаружено, что поверхностные слои канала ствола подвергаются цементации и закалке, вследствие чего приобретают твердость. Это явление вызывается тем, что углерод, выделяющийся в результате диссоциации продуктов взрыва при соприкосновении их с сильно нагретыми стенками канала ствола, производит цементацию поверхностного слоя металла; при этом слой становится более твердым, а с другой стороны, понижается его температура плавления.
Пленка закаленного металла должна легко крошиться под влиянием пороховых газов, двигающихся со скоростью, значительно превышающей скорость движения снаряда, и потому просачивающихся в зазорах между стенками канала ствола и ведущим пояском снаряда вследствие недостаточной обтюрации этого пояска. Возникающая в результате этого эрозия должна проявляться сильнее в точках, где давление достигает максимума, а скорость снаряда незначительна по сравнению со скоростью газов. Этим можно объяснить тот факт, что разгар локализуется на протяжении первых двух калибров от начала нарезов.
Кроме цементации, наблюдается еще другой вид химического воздействия — образование нитридов железа, также повышающих твердость поверхностного слоя канала. Эти нитриды образуются при взаимодействии азота со сталью. Образованию нитридов способствуют компоненты сталей, применяемых для изготовления стволов, и температура, до которой доводятся стволы при быстрых темпах стрельбы.
Это обстоятельство указывает на то, что для уменьшения износа канала ствола необходимо стремиться к разработке порохов, содержащих минимальное количество азота.
В связи с явлением окклюзии и химическим действием продуктов горения порохов заметим еще следующее. Вместе с введением бездымного пороха оказалось возможным даже при стрельбе из старых систем увеличить темп ведения огня. Такая возможность представилась прежде всего в связи с тем, что в продуктах горения бездымного пороха не имеется твердых ча
189
стиц, вследствие чего отпала необходимость прочищать каналы '(пробанивать) после каждого выстрела. Увеличение же темпа огня привело к тому, что ствол орудия после ряда последовательно произведенных выстрелов зарядами из бездымного пороха может нагреться значительно сильнее, чем после такого же числа выстрелов зарядами из дымного пороха. При быстрых темпах стрельбы из современных орудий стволы нагреваются до 300—500°.
Влияние количества газов и калибра. Кроме перечисленных факторов, влияющих на износ ствола, надо отметить еще большое влияние количества газов, образующихся при сгорании заряда, и калибра.
Влияние количества газов, образующихся при сгорании пороха, видно на следующих примерах.
Представим себе две системы, стрельба из которых производится одним и тем же сортом пороха, одним и тем же снарядом и почти при одном и том же давлении пороховых газов; стволы этих систем отличаются один от другого только объемом каморы. Пусть вес заряда для одной из этих двух систем в полтора раза меньше, чем для другой. Опыт показывает, что живучесть ствола с меньшей каморой больше, чем ствола с большей каморой. В этом примере некоторую роль в отношении увеличения износа играет сравнительно большой вес заряда, образующего при сгорании большое количество пороховых газов.
Большое влияние количества газов, образующихся при сгорании заряда, на износ видно из того, что при стрельбе уменьшенными за/рядами разгар ствола уменьшается. Разгар возрастает быстрее веса заряда, как это видно по следующим данным о влиянии величины заряда на износ канала ствола английских гаубиц при одинаковом числе выстрелов:
Число пучков в заряде.................... 123	4	5	6
Износ канала ствола, %............... 6	9 14 27 48 100
Влияние величины калибра. 'Живучесть стволов резко падает с увеличением калибра. У однотипных орудий с увеличением калибра живучесть уменьшается. Эго видно из следующих данных о живучести стволов длинных пушек, состоящих на вооружении США:
Калибр орудия, мм...................  •
Живучесть ствола (число выстрелов) . • .
120 152 203 254 3G5
200 166 125 100 83
Можно добавить, что пушка калибром менее 100 мм выдерживает тысячи выстрелов, а стволы пулеметов калибром менее 10 мм выдерживают более десяти тысяч выстрелов.
в) При одном и том же калибре стволы орудий, предназначенных для стрельбы на сравнительно малые дальности (гауби
190
ца), имеют большую живучесть, чем стволы орудий, предназначенных для стрельбы на большие дистанции (длинные пушки).
Установлено, что разгар ствола уменьшается с увеличением температуры плавления металла ствола. Отсюда следует, что соответствующим изменением состава этого металла можно увеличить живучесть ствола. Однако возможности в этом отношении ограничены.
Резкое уменьшение износа канала ствола возможно при изменении конструкции его нарезной части.
Литература
Т. С. Егоров, Производство бездымного пироксилинового пороха. Г осхимиздат, 1935.
По вопросу о зарядах: Г. М. Третьяков, Боеприпасы артиллерии.. Военное издательство, 1947
ГЛАВА XI
ДЫМНЫЙ ПОРОХ
1.	СОСТАВ ДЫМНОГО ПОРОХА И НАЗНАЧЕНИЕ ЕГО КОМПОНЕНТОВ
Дымный, или черный порох представляет собой механическую смесь калиевой селитры, серы и угля. Средний состав дымного» пороха: 75% селитры, 15% угля, 10% серы.
При горении пороха селитра разлагается с выделением кислорода, необходимого для горения серы и угля. Сера играет роль цементирующего вещества и понижает гигроскопичность пороха. Кроме того, она облегчает процесс воспламенения пороха, так как ее температура воспламенения меньше, чем угля. При горении серы выделяется значительно меньше теплоты, чем при горении угля.
Калиевая селитра. Калиевая селитра мало гигроскопична; это важное качество, обеспечивающее физическую стойкость (отсутствие увлажняемости) изготовленного из нее пороха.
Натриевая селитра богаче кислородом, чем калиевая, однако она непригодна для изготовления военных сортов порохов вследствие ее большой гигроскопичности.
Сера — твердое кристаллическое вещество светложелтого цвета, не растворимое в воде, удельный вес кристаллической серы 2,045, температура плавления 114°.
Уголь. Для производства пороха применяется древесный уголь из мягких пород дерева, чаще крушинный или ольховый. Большое значение для качества угля имеет метод его изготовления, в первую очередь степень обжига.
Степень обжига влияет на воспламеняемость пороха: порох воспламеняется тем легче, чем меньше степень обжига угля. Наоборот, теплотворная способность угля растет с увеличением степени обжига, т. е. с увеличением содержания углерода в угле. Поэтому сила пороха увеличивается с увеличением степени обжига угля. Гигроскопичность угля, следовательно, и изготовленного на нем пороха уменьшается с увеличением степени обжига угля. Соответственно этому черный уголь менее гигроскопичен, чем другие сорта.
192
В пороходелии различают три сорта угля:
Температура обжига °C
Содержание углерода 7о
Черный . .
Бурый . . Шоколадный
350-450 280-320 НО—175
80—85
70-75
52-54
Кроме того, различают ряд промежуточных сортов угля, соответствующих промежуточным степеням обжига.
В настоящее время применяют преимущественно уголь с содержанием углерода 74—78%.
2.	СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ ДЫМНОГО ПОРОХА
Производство дымного пороха состоит из ряда операций, имеющих целью:
а)	тонкое измельчение и тесное смешение трех компонентов дымного пороха;
б)	получение из приготовленной таким образом смеси, называемой пороховой мякотью, зерен заданной величины, формы и т. д.
Тонкое измельчение и тесное смешение компонентов достигается длительной обработкой последних в ряде аппаратов •— в дезинтеграторах, бочках, на бегунах и т. д.
Для получения зерен пороховая мякоть прессуется под бегунами или в прессах; образующиеся так называемые пороховые лепешки зернятся в специальных зернильных машинах, полируются в барабанах для обламывания острых краев зерен и образования гладкой поверхности; последующей сортировкой на ситах получают зерна однообразного размера.
Военные пороха насыпают по 50 кг в мешки (резиновые или из равендука), которые укупоривают в железные коробки, а . последние помещают в деревянные ящики.
3.	СВОЙСТВА ДЫМНОГО ПОРОХА
Дымный порох имеет аспидносерый цвет и матовый глянец; большие зерна часто бывают от сине-черного до серо-черного цвета с металлическим блеском.
Удельный вес пороха колеблется от 1,5 до 1,65.
Гравиметрическая плотность ружейного пороха колеблется от 0,900 до 0,980.
Удовлетворительно изготовленный порох не пачкает рук, не оставляет пыли на бумаге и сопротивляется раздавливанию между пальцами.
Содержание влаги по техническим условиям должно быть не больше 1°/о- При содержании 15% влаги порох теряет способность к воспламенению.
13 А. Г. Горст	1 93
По чувствительности к удару дымный порох относится к числу безопасных в обращении ВВ (отказ при высоте падения груза с высоты 35 см при весе груза 10 кг, взрывы при высоте падения груза 45 см).
Попадание ружейной пули в ящики с дымным порохом вызывает его взрыв.
Большая чувствительность дымного пороха к пламени и даже к незначительной искре, возникшей при ударе между металлическими предметами, является причиной большой опасности при обращении с ним.
При взрыве в толстостенных трубках диаметром 35 мм скорость взрыва составляет 420 м/сек, при взрыве в тонкостенных газовых трубках диаметром 41 мм скорость взрыва равна 380 м/сек.
Характер горения дымного пороха зависит от его плотности. Пороховые элементы, изготовленные из дымного пороха и имеющие плотность 1,65 и ниже, горят незакономерно. При производстве выстрела зарядом из такого пороха последний рассыпается, и потому время сгорания в канале ствола при выстреле не зависит от размеров пороховых зерен.
Пороховые элементы, изготовленные из дымного пороха с плотностью 1,8 и выше, не рассыпаются при больших давлениях, развивающихся при выстреле, и горят закономерно, т. е. параллельными слоями.
Свойство дымного пороха, имеющего плотность 1,8 и выше, гореть параллельными слоями; чувствительность его к лучу пламени, а отсюда безотказное воспламенение, например, от луча пламени капсюля-воспламенителя; хорошее заживающее действие пламени дымного пороха, обусловленное, с одной стороны, высокой температурой пламени, а с другой — наличием в продуктах горения до 50% твердых или жидких частиц; удобство прессования дымного пороха, например, в тарели дистанционных трубок, в виде столбиков — пороховых замедлителей или усилителей и др.,— совокупность этих свойств делает во многих случаях дымный порох незаменимым и по настоящее воемя. А
4.	СОРТА ДЫМНОГО ПОРОХА
В настоящее время дымные пороха применяются:
1)	для снаряжения дистанционных трубок (так называемые трубочные пороха);
2)	для изготовления шрапнельных столбиков, служащих для передачи огня вышибному заряду в шрапнелях;
3)	в качестве вышибного заряда в шрапнелях, зажигательных и осветительных снарядах;
4)	для изготовления замедлителей и усилителей луча пламени в трубках и взрывателях;
194
5)	для изготовления пороховых лепешек в капсюльных вггулка'х;
6)	для изготовления воспламенителей зарядов из бездымных порохов и для ряда пиротехнических изделий;
7)	для изготовления огнепроводного шнура, сердцевина которого состоит из дымного пороха.
Кроме того, дымный порох применяется в виде охотничьего пороха и для некоторых видов горных работ.
Дымные пороха подразделяются на обыкновенные и фигурные пороха.
К обыкновенным порохам относятся: крупнозернистый артиллерийский (ружейный № 1), ружейный (шрапнельный, или ружейный № 2), мелкий (ружейный № 3) и бессерный. Эти пороха, кроме бессерного, отличаются один от другого, главным образом, размерами зерна.
К ф и г у р н ы м порохам относятся: призматический (с одним каналом) и кубический.
Все сорта военных порохов, кроме бессерного, имеют состав (в %):
Селитра калиевая . .................  75
Уголь древесный...................... 15
Сера рафинированная.................. 10
Составов бессерного пороха (в %):
Селитра калиевая.................. .	80
Уголь древесный....................   20
Колебания в содержании отдельных компонентов допускаются для всех сортов не более I10/©.
Трубочные пороха. В начале XX века для снаряжения дистанционных трубок применялся дымный порох, по составу ана-логичный обычным сортам дымных порохов, но отличавшийся тем, что в отношении его предъявлялись дополнительные требования к качеству компонентов и к способу производства. Этот порох получил наименование обыкновенного трубочного пороха. Максимальное время горения этого пороха в применявшейся в то время двухъярусной дистанционной трубке было 22 сек.
Однако в связи с увеличением дальности стрельбы появилась потребность в увеличении времени горения дистанционной трубки, что при сохранении двухъярусной трубки могло быть достигнуто применением пороха, горящего медленнее, чем обыкновенный трубочный порох. Такой порох получил название медленно-горящего трубочного пороха.
Замедление горения пороха может быть достигнуто разными путями. Сюда относятся: 1) покрытие поверхности пороховых зерен флегматизирующей пленкой, 2) введение в порох веществ, так называемых замедлителей, понижающих скорость его горения, 3) применение низкообожженного угля.
13*
195
В качестве замедлителей предложены шеллак, парафин, канифоль, искусственные смолы — идитол, бакелит, эбонит и др.
Общим недостатком всех трубочных порохов является то, что скорость их горения очень сильно зависит от атмосферного давления. Это особенно сказывается при стрельбе по зенитным целям. 'Влияние атмосферного давления на скорость горения тем меньше, чем меньше газообразных продуктов образуется при горении пороха. Наконец скорость горения составов, сгорающих без образования газообразных продуктов, практически не зависит от давления. Отсюда возникает вопрос о целесообразности применения специальных безгазовых составов, построенных по типу термитных составов (смеси порошкообразных алюминия и окислов железа).
Трубочные пороха должны удовлетворять следующим основным требованиям:
1)	точное соответствие отдельных партий пороха заданному времени горения в трубках при стрельбе;
2)	однообразие горения в дистанционных трубках в пределах установленных норм по рассеиванию;
3)	незатухаемость при стрельбе снаряженными им трубками;
4)	высокая стабильность, т. е. способность сохранять постоянство скорости горения после более или менее длительного хранения при переменных атмосферных условиях (температура •и влажность).
Шнуровой порох применяется для изготовления огнепроводного шнура. Он имеет следующий состав (в %):
Селитра калиевая ....	......... . 80
Сера.............. .	 . . . .	. . 10
Уголь древесный ....	. . 10
В 1 г этого пороха должно содержаться от 4 000 до 7 000 зерен; скорость горения пороха в огнепроводном шнуре •— 1 см/сек.
5.	ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ ДЫМНОГО ПОРОХА ОТ КОЛЛОИДНЫХ ПОРОХОВ
1.	Серьезным недостатком дымного пороха при стрельбе им является образование большого количества дыма, т. е. твердых частиц, тонко распределенных в газообразных продуктах (см. табл. 28).
Таблица 28
Дымность порохов
Порох
Количество продуктов горения на 1 вес. ч. пороха
газообразных
твердых
Дымный .................
Нитроглицериновый.......
0,5296
0,9861
0,4704
0,0139
196
1
2.	По своим баллистическим качествам дымный порох значительно уступает коллоидным порохам (табл. 29).
Таблица 29
Характеристики порохов
Порох	<2, ккал/кг	т, вк	^0 л/кг	кгдм/кг
Дымный 		585	2400	280	0,29-106
Пироксилиновый . . .	800-900	2500-2800	900-970	0,76-106—0,9с-10®
Нитроглицериновый . .	1100-1200	3000-3500	800-860	0,9-106—1,2-108
3.	Дымный порох при обычных плотностях 1,65 и ниже горит незакономерно, т. е. не параллельными слоями.
Литература
Н.	А. Шиллинг, Дымный порох. Оборонгиз, 1940.
Ф. А. Баум, Трубочные пороха и дистанционные составы. Оборон -гиз, 1940.*
ГЛАВА XII
ПИРОТЕХНИКА
Пиротехникой называется наука, в которой изучаются составы, применяемые для изготовления следующих изделий: осветительных, фотоосветительных, сигнальных, трассирующих, зажигательных, маскирующих и имитационных. Эти изделия называются пиротехническими средствами.
Огонь применялся как боевое средство еще в глубокой древности. За несколько веков до нашей эры китайцы применяли зажигательные составы, содержащие селитру. Эти зажигательные составы древних были прямыми предшественниками ‘ открытого в конце XIII в. дымного пороха, в сам дымный порох явился результатом чрезвычайно медленного развития зажигательных составов на протяжении около 15 веков.
Большую роль в развитии пиротехнических составов сыграло открытие в конце XVIII в. бертолетовой соли, на основе которой стали изготовлять многочисленные новые составы.
Роль пиротехнических средств выросла после первой мировой войны. С этого времени началась усиленная разработка более совершенных пиротехнических изделий, быстро росло как производство, так и применение этих средств.
К этому времени относится, в частности, начало массового применения эффективных зажигательных средств. С 1915 по 1918 гг. во время налетов германской авиации на Лондон было сброшено 922 авиабомбы общим весом 300 т, причем в числе их было 355 зажигательных. Но эти цифры меркнут перед количеством зажигательных авиабомб, сбрасывавшихся при налетах авиации в период второй мировой войны.
Равным образом сильно выросла во время второй мировой войны роль всех других пиротехнических средств.
1.	КОМПОНЕНТЫ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
Пиротехнические составы представляют собою механические смеси; они содержат в качестве основных компонентов окислители и горючие вещества; кроме того, они содержат примеси 198
специального назначения, сообщающие составам ряд дополнительных специальных свойств: вещества, окрашивающие пламя, уменьшающие чувствительность состава (флегматизаторы), вещества, увеличивающие механическую прочность запрессованного состава (цементаторы) и др.
Окислители. В качестве окислителей применяются нитраты, хлораты, перхлораты и окислы металлов.
Из солей азотной кислоты применяются чаще всего нитраты бария, калия, натрия, стронция. Из солей хлорноватой кислоты в пиротехнике применяются соли калия и бария КС1О5 и Ва(С1О3)2. Из солей хлорной кислоты применяется соль калия (перхлорат калия КС1О4). Из окислсв металлов применяются способные сравнительно легко отдавать свой кислород перекись бария ВаО2, двуокись марганца МпО2, двуокись свинца РЬО2, сурик PbsO4, окись железа Fe2O3 и некоторые другие.
Горючее. В качестве горючих в пиротехнике применяются как неорганические, так и органические вещества.
Из числа неорганических горючих часто применяются высококалорийные металлы — алюминий, магний, а также сплавы алюминия с магнием. ' При горении алюминия выделяется 7000 юСал/кг, при горении магния 6000 ккал! кг.
Температура горения этих металлов и их сплавов выше температур горения других горючих, как неорганических, так и органических. Магний обладает большой реакционной способностью; он легче воспламеняется и горит быстрее, чем алюминий.
Алюминий применяется в зажигательных и осветительных составах; магний применяется в осветительных и трассирующих составах и в специальных составах для освещения при фотографировании. Иногда добавляют небольшое количество магния в сигнальные составы для увеличения яркости.
Алюминий обладает большой ковкостью и это сильно затрудняет его измельчение. Легко измельчаются магнийалюминиевые сплавы, содержащие 30—70% магния.
Сплав AM, содержащий 50% магния, по сравнению с другими составами коррозионно-устойчив и обладает большой хрупкостью, что позволяет его легко измельчать. Удельный вес этого сплава 2,15; температура плавления 463°. Сплав, состоящий из 92% магния и 8% алюминия, называется электроном и применяется для изготовления зажигательных средств. При содержании 8—40% алюминия облегчается механическая обработка магнийалюминиевых сплавов.
К числу органических горючих относятся: а) углеводороды: бензин, керосин, нефть, мазут, бензол, скипидар и др.; б) углеводы: крахмал, сахар, древесные опилки и др.
199
К горючим веществам относятся также смолы* : канифоль, шеллак, бакелиты, идитол, а также олифа, служащие одновременно цементаторами.
Роль горючих часто выполняют также некоторые дымооб-разователи (нафталин и др.), о которых будет сказано ниже. Горючее выбирается с учетом задачи получения наибольшего специального эффекта, требующегося от заданного пиротехнического состава.
Например, в зажигательных, осветительных, трассирующих и фотосоставах наилучший эффект достигается при высокой температуре их горения. Поэтому в них применяется горючее с большой теплотворной способностью. Наоборот, в дымовых составах не требуется высокая температура, а нередко она даже нежелательна; поэтому в них вводят горючие с малой теплотворной способностью, например углеводы, древесный уголь, и не применяются (или применяются в очень малом количестве) алюминий и магний.
Цементаторы. Цементаторы служат для связывания состава и придания ему или изготовляемым из него полуфабрикатам (звездкам, сегментам и т. д.) механической прочности.
В качестве цементаторов применяются естественные и искусственные смолы, олифа, декстрин !.
К естественным смолам относятся канифоль, шеллак. Из искусственных смол применяются идитол и бакелит.
Вещества, окрашивающие пламя. Получение окрашенного пламени основано на том, что при высокой температуре, развиваемой при горении составов, галоидные соединения некоторых металлов дают спектр излучения, обусловливающий окраску пламени. При этом соединения ряда металлов окрашивают пламя в особый, характерный для них цвет.
1 Канифоль представляет собой остаток, получающийся в перегонное кубе при отгонке от живицы скипидара с помощью водяного пара; при отгонке скипидара на голом огне (без применения водяного пара) канифоль получается черного цвета.
Шеллак выделяется в виде налета на ветвях некоторых тропических растений при уколе насекомых. Температура размягчения шеллака обычно бывает 70—100°.
Идитол представляет собой синтетическую смолу, получаемую конденсацией фенола с формальдегидом. Температура размягчения не ниже 90—97°. Не растворим в воде.
Бакелит — другой вид синтетической смолы; получается из тех же веществ, что идитол, ио при других условиях реакций. Бакелит придает пиротехническим составам большую механическую прочность, чем многие другие цементаторы.
Олифа получается нагреванием льняного или конопляного масла при температуре 220—280°. Для ускорения высыхания масла к нему добавляют так называемые сиккативы. В пиротехнических составах применяется олифа без сиккативов. Олифа хорошо обволакивает частицы составов; образующаяся при ее затвердевании пленка защищает эти частицы от действия влаги воздуха и других атмосферных влияний.
Декстрин — продукт гидролиза крахмала; легко растворяется в воде.
200
Соединения стронция окрашивают пламя в красный цвет, соединения бария — в зеленый, соединения меди — в синий. Соли натрия диссоциируют при температуре 1000° и выше, причем происходит атомарное излучение паров натрия, которое используется для получения желтого пламени.
Для получения цветных дымов применяются органические красители, возгоняющиеся при температуре горения состава (см. стр. 212), реже применяются неорганические красители.
Флегматизаторы. Флегматизаторами называются вещества, уменьшающие чувствительность пиротехнических составов к механическим воздействиям; как правило, они уменьшают также скорость горения состава. К флегматизаторам относятся смолы, парафин, масла.
2.	ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПИРОТЕХНИЧЕСКИМ СОСТАВАМ И ПИРОТЕХНИЧЕСКИМ СРЕДСТВАМ
К пиротехническим составам предъявляются следующие общие требования:
1.	Заданный пиротехнический эффект (сигнальный, осветительный, зажигательный и т. д.) в течение определенного промежутка времени.
2.	Минимальная чувствительность к механическим воздействиям и безопасность при изготовлении и применении.
3.	Достаточная физико-химическая стойкость при длительном хранении.
4.	Устойчивость по отношению к внешним тепловым воздействиям (невоспламеняемость от попадания искры и т. д.),
5.	Простота технологического процесса изготовления.
6.	Недефицитность исходных материалов и наличие достаточной сырьевой базы.
Пиротехнические составы применяются для снаряжения пиротехнических средств, например, осветительных, зажигательных и других снарядов, сигнальных патронов, осветительных, зажигательных и других авиабомб, маскирующих средств, пуль и т. д.
К пиротехническим средствам предъявляются следующие общие требования:
1.	Наличие требуемого пиротехнического эффекта при применении.
2.	Безопасность при обращении с ними и при их хранении.
3.	Нечувствительность к прострелу пулей.
4.	Неизменность пиротехнического эффекта при длительном хранении средств (порядка нескольких лет)„
5.	Простота и безопасность изготовления.
201
3. СВОЙСТВА И ИСПЫТАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
Многие пиротехнические составы, при горении которых образуются газы или пары, обладают взрывчатыми свойствами и подобно взрывчатым веществам под влиянием того или иного импульса способны к воспламенению, взрыву, детонации; они могут быть физически и химически нестойкими.
Кроме того, пиротехническим составам присущи специальные свойства, например, яркое свечение, окраска пламени, фотоэффект, зажигательная способность, дымообразование и т. д.
Пиротехнические составы во многих случаях строятся на •основе отрицательного кислородного баланса, потому что горение этих составов, как правило, происходит на воздухе, причем в процессе горения участвует кислород воздуха.
Чувствительность к механическим воздействиям. Чувствительность к удару определяется аналогично таковой бризантных ВВ.
Опытом установлено, что наибольшей чувствительностью к удару обладают хлоратные составы, менее чувствительны перхлоратные составы, наименее чувствительны нитратные составы.
Чувствительность к трению определяется количественно в приборе, действие которого заключается в растирании пиротехнического состава между двумя пуансонами. Верхний пуансон вращается вокруг своей оси, а нижний неподвижен. При этом чувствительность к трению характеризуется весом груза, прижимающего один пуансон к другому, при котором происходит взрыв исследуемого образца.
Наибольшей чувствительностью к трению обладают составы, содержащие хлораты совместно с серой, антимонием Sb2S3, многими органическими веществами. Сравнительно мало чувствительны к трению смеси, содержащие нитраты.
Чувствительность к тепловому начальному импульсу характеризуется температурой вспышки, а также воспламеняемостью от луча пламени (специальная проба с применением огнепроводного шнура).
Стойкость имеет большое значение при хранении готовых изделий.
Например, если компоненты состава будут реагировать между собой с выделением тепла, то при этом будет происходить изменение свойств состава; кроме того, возможно самовоспламенение. Если состав содержит компоненты, способные поглощать влагу из окружающей среды, то состав способен увлажняться и окажется нестойким.
Для определения гигроскопичности состава пользуются гигростатом, чаще всего в виде эксикатора, на дно
202
которого налит насыщенный раствор соли, содержащий некоторое количество кристаллов той же соли. Обычно пользуются насыщенным раствором калиевой селитры или поваренной соли. В пространстве над насыщенным раствором калиевой селитры устанавливается постоянная относительная влажность (при данной температуре); при 20° С она равна 92,5%; над насыщенным раствором поваренной соли при той же температуре относительная влажность равна 77,5%.
Испытуемое вещество помещают в эксикаторе на подставке.
В зависимости от условий испытание состава на гигроскопичность может длиться от 5—10 дней до 1—2 месяцев. В течение этого времени испытуемое вещество периодически взвешивают. По окончании испытания на основании полученных данных строят кривую зависимости степени увлажнения состава от времени выдержки его в эксикаторе.
4. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
Осветительные составы служат для освещения местности. Для лучшей видимости освещенной местности от источника света требуется большая интенсивность излучения; кроме того, спектральный состав излучаемого света должен быть по возможности ближе к тому, к которому больше всего приспособлен наш глаз.
Интенсивность излучения зависит от двух основных факторов: а) от наличия в пламени, служащем для освещения, твердых и жидких частиц; б) от температуры пламени.
Как известно из физики, излучение твердых и жидких частичек, нагретых до высокой температуры, в основном подчиняется законам излучения абсолютно черного тела. Излучение абсолютно черного тела прямо пропорционально четвертой степени абсолютной температуры. Поэтому интенсивность излучения быстро увеличивается с увеличением температуры. Такое излучение, обусловленное колебательным движением молекул твердых и жидких тел, нагретых до 500° и выше, называется температурным или тепловым излучением. Сравнительно с твердыми и жидкими веществами температурное излучение газов и паров очень незначительно.
Из сказанного следует, что для получения при горении осветительных составов наибольшей интенсивности излучения: а) они должны содержать компоненты, при сгорании которых образуются вещества, твердые или жидкие при температуре горения, б) необходима возможно высокая температура горения состава.
Второе условие видимости освещенной местности состоит в том, что излучаемый при горении осветительного состава свет по характеру спектра должен быть возможно ближе к солнеч-
203
кому свету, к которому приспособлен наш глаз. Так как солнечный свет содержит больше всего желтых и близких к ним по длине волны зеленых лучей, то осветительные составы следует составлять таким образом, чтобы при их горении излучался преимущественно желтый и зеленый свет.
Для составления осветительных составов необходимы следующие компоненты: 1) окислители, 2) горючее, 3) цементаторы, 4) люминесцентные добавки, служащие для увеличения яркости пламени.
При выборе этих компонентов руководствуются следующими соображениями.
Так как хлораты придают составам повышенную чувствительность к удару и трению и тем увеличивают опасность обращения с ними, то они (хлораты) не применяются в осветительных составах, несмотря на то, что дают большую температуру горения, чем другие окислители. Поэтому в осветительных составах применяются преимущественно нитраты; чаше других применяется негигроскопичная соль — нитрат бария.
Так как на силу света влияет в первую очередь температура горения состава, то в качестве горючего применяют алюминий и магний или их смеси (или сплавы), при горении которых выделяется больше теплоты, чем при горении любого другого •горючего компонента из числа применяемых в практике. Получающиеся при горении алюминия и магния окиси этих металлов находятся при температуре горения состава в твердом или жидком состоянии и поэтому дают температурное излучение.
Цементаторы снижают силу света состава, поэтому содержание их в составе ограничивают пределом в 5—6д/о. Применяются вещества, которые при незначительном их содержании обеспечивают достаточную механическую прочность спрессованного осветительного состава. К таким веществам относятся идитол, бакелит, раствор канифоли в олифе (олифа затвердевает при хранении спрессованного состава, причем сообщает ему механическую прочность).
Цементаторы также замедляют процесс горения осветительных составов.
Однако содержание цемента тор а в составе не может превосходить 6'%, а это дает недостаточное замедление. Поэтому в тех случаях, где требуется большее замедление горения, часть горючего вводят в виде крупнозернистого металлического порошка. Скорость горения зависит и от давления прессования; поэтому в случае надобности уменьшают скорость горения увеличением давления прессования.
Большая сила света осветительных составов достигается применением в качестве горючего металлов — алюминия и магния. Соли натрия, излучающие желтые лучи, значительно увеличивают яркость пламени, но многие из них сильно гигроско
204
пичны; поэтому применение таких солей связано с необходимостью хорошей герметизации осветительных изделий.
Барий .вводится в виде азотнокислой соли, в которой совмещаются окислитель и добавка, усиливающая видимость пламени.
Из сказанного понятно построение применяемых осветительных составов, которое может быть охарактеризовано примерами, приведенными в табл. 30.
Таблица 30
Осветительные составы, %
! Компоненты !	J	II	III	IV
Азотнокислый барий . . • .	66	68	г* /О	80
Алюминий • . •	•	.	—	28	18	15
Магний •		30		4	—.—
Шеллак 				4	4	’—	—
Олифа 					— —	о О	6 (сверх 100%)
Пороховая мякоть 		——		—	5
Состав, приведенный в последнем столбце таблицы, применяется в снарядах системы Погребняков а; он содержит 5% пороховой мякоти, предназначенной для облегчения воспламенения состава.
Осветительные составы, применяемые для снаряжения пиротехнических средств, обычно спрессовываются в оболочку под давлением 500—J ООО кг!см\ Осветительные «звездки» прессуются по давлением 2000—3000 кг/см2. Величина давления прессования выбирается в зависимости от свойства состава и потребной скорости горения.
Обычно при прессовании составу придают форму цилиндра; с одного конца цилиндра при прессовании добавляют воспламенительный состав с нитью стопина, служащие для зажигания.
Важнейшей характеристикой осветительных составов является сила света, излучаемая при их горении. Для определения силы света существуют два способа:
а)	Субъективный, когда наблюдатель сравнивает на глаз две непосредственно граничащие друг с другом освещенные поверхности. Одна из них освещается эталонным источником света, сила которого известна, а другая — исследуемым источником света.
Источники света передвигают на различные расстояния от
2о5
освещаемых поверхностей до получения одинаковой освещен-пости. Искомую силу света исследуемого источника находят вычислением на основании того, что сила света исследуемого источника и сила света эталона обратно пропорциональны квадратам расстояний от точки равенства освещенностей до исследуемого источника и до эталона. На этом принципе построены различные приборы для определения силы света — фотометры.
Однако субъективная фотометрия дает весьма неточные результаты, зависящие от индивидуального восприятия наблюдателем и обусловленные кратковременностью действия источника света.
б)	При объективном методе фотометрирования сила света определяется с помощью фотоэлемента.
Фотоэлемент преобразует световую энергию в электрическую» и о силе света состава судят по силе тока, возникающего в цепи фотоэлемента. Между силой света и возникающим в цепи фотоэлемента электрическим током существует прямая пропорциональность 1.
Наблюдатель во время испытания регистрирует только показания стрелки высокочувствительного гальванометра, соединенного с фотоэлементом.
Осветительные средства. Осветительными составами снаряжают, осветительные бомбы, осветительные снаряды, 26-лш осветительные патроны, осветительные мины и др.
Осветительные снаряды предназначаются для освещения в ночное время местности и наблюдения за результатом стрельбы своей артиллерии. Все современные осветительные снаряды — дистанционного действия, с выбрасыванием осветительных звездой назад, т. е. в направлении, обратном полету снаряда.
На фиг. 59 представлен 122-леи снаряд такой конструкции с одной звезд-кой. Для предотвращения скручивания строп парашюта снаряд снабжен вращающимся на шарикоподшипниках вертлюгом.
На полете снаряда газы вышибного заряда, 'воспламененного лучей пламени от дистанционной трубки, выбрасывают и воспламеняют факел. Факел и парашют помещены в полуцилиндры, защищающие их от повреждения в момент выбрасывания. По вылете из корпуса снаряда полуцилиндры распадаются и освобождают парашют, на котором и повисает горящий факел.
122-лаг снаряд обеспечивает на местности освещение площади диаметром до 1000 м в течение 50—55 сек. при высоте разрыва снаряда около 500 м. Скорость падения факела достигает 5—8 м!сек, а полное освещение наступает через 3—5 сек. после разрыва снаряда.
Фотоосветительные составы (фотовспышка). Для освещения местности при аэрофотосъемке в ночное время применяются специальные пиротехнические составы — фотосмеси.
От фотосмесей требуется создание большой освещенности в течение малого промежутка времени порядка сотых долей секунды. При фотосъемке с самолета с высоты 1000 м и более необходимая освещенность достигается при силе света сгораю
1 Подробное описание способа определения силы света осветительных мзделий см. Быстров, Краткий курс пиротехники.
206
щей фотосмеси порядка сотен миллионов или нескольких миллиардов свечей.
Фотографические материалы обладают разной чувствительностью к лучам волн разной длины. Поэтому фотосмеси должны при горении излучать свет такого спектрального состава, который соответствует спектральной чувствительности фотографической пленки.
Из сказанного вытекают следующие требования к фотосмесям, li) Фотосмеси должны при горении излучать большое количество световой энергии; 2) они должны сгорать с большой скоростью; 3) в получающихся при их сгорании продуктах должно присутствовать большое количество тугоплавких твердых или труднолетучих жидких частичек, хорошо излучающих свет; 4) пламя должно иметь возможно высокую температуру.
Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют смеси магниевого порошка или сплава AM с разными окислителями. Алюминий не применяется в фотосмесях, так как скорость горения таких смесей недостаточна.
В качестве окислителя применяют нитраты, а не хлораты по тем же соображениям, которые лежат в основе выбора окислителя для осветительных составов.
Чаше всего применяются фотосмеси, состоящие из порошка магния и нитрата стронция или бария.
5. СИГНАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ НОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ
Сигнальные составы служат для связи путем подачи сигналов на расстоянии. Они подразделяются на составы ночного и дневного действия.
Сигнальные составы ночного действия дают при горении цветное пламя. Приме-меняют трехцветную, четырехцветную или пятицветную систему сигнализации. Лучшей является трехцветная система, так как применяемые в этом случае цвета — красный, желтый и зеленый — лучше всего различаются глазом.
Фиг. 59. 122-мм однозвездчатый парашютный осветительный снаряд дистанционного действия с выбрасыванием осветительных звездок через дно.
7—корпус; 2—верхняя диафрагма; 3—полуцилиндры факела; оболочка факела; 5 - осветительный факелы-полуцилиндры парашюта; 7—парашют; 8 -войлочная прокладка; 9-картонная прокладка; 10—свинцовое обтюрирующее коль, цо; 11—дно; 12—вышибной заряд; 13—привинтная головка; 14—втулка; 15—прижимной винт для крепления головки; 16-прижимной винт для крепления дистанционной трубки; 77— дистанционная трубка.
207
При четырехцветной и пятицветной сигнализациях, кроме названных трех, применяются синий или белый цвет или оба эти цвета, различимоость которых на дальних расстояних становится недостаточно надежной (у нас синий цвет не применяется).
Излучение пламени составов сигнальных огней должно быть в основном люминесцентным, при котором пламя имеет наиболее резкую цветнутб окраску.
Люминесцентное излучение дают вещества, находящиеся в паро- или газообразном состоянии. При температурном излучении получается преимущественно белое или не резко окрашенное .пламя; поэтому в сигнальных составах такое излучение может играть лишь второстепенную роль.
Люминесцентному излучению предшествует переход атомов в возбужденное состояние или ионизация их. Причиной люминесцентного излучения является перескок электронов в атоме с внешней орбиты на внутреннюю.
При температурном излучении, свойственном преимущественно твердым и жидким веществам, излучение получается по совершенно другому механизму. Постоянные соударения и взаимодействие частиц, получающиеся в результате быстрого и беспорядочного движения отдельных молекул и атомов, приводят к беспрерывным и неправильным изменениям скоростей входящих в состав частиц вещества электрических зарядов и к возникновению колебаний этих зарядов, что в свою очередь вызывает появление электромагнитных волн всевозможных частот.
При назначении компонентов состава сигнальных огней исходят из следующих требований, вытекающих из указанных выше соображений.
1.	Теплота горения состава должна быть не меньше 800 ккал/кг; этого количества теплоты достаточно для возбуждения или ионизации атомов или молекул, находящихся в пламени в парообразном состоянии.
2.	Получающиеся при горении состава элементы или соединения, сообщающие пламени окраску, должны уже при температуре 1000—1200° полностью переходить в парообразное состояние. Так, например, для получения цветного пламени часто используют излучение хлоридов щелочноземельных металлов, представляющих собой легколетучие соединения.
3.	Компоненты состава должны давать при горении состава лишь небольшое количество твердых продуктов реакции.
4.	Пламя, получающееся при горении состава, должно иметь резкую окраску, исключающую возможность смешивания с сигналом другого цвета.
5.	Сила света, излучаемого пламенем горящего состава, должна выражаться в тысячах и, желательно, даже в десятках тысяч свечей.
Составы красного огня. Для получения красной окраски пламени в составы вводят соединения стронция, преимуще-.208
ственно в виде углекислых или щавелевокислых солей. В качестве окислителя применяется бертолетова соль. При нагревании составов, содержащих углекислый или щавелевокислый стронций и бертолетову соль, образуется хлористый стронций, который при температуре горения состава диссоциирует по схеме
2S1C1. :_r2SrCl + CL.
< Монохлорид стронция излучает красный цвет.
Пример состава красного огня (в %):
Бертолетова соль .............. 60
Щавелевокислый стронций . *........ 25
Идитол...........................   15
Щавелевокислый стронций в присутствии бертолетовой соли .хорошо окрашивает пламя, но он дороже углекислого стронция, поэтому более дешевым является такой состав (в %):
Бертолетова соль ..............  .	.	60
Углекислый стронций................ 25
Идитол  ..........................  15
Чувствительность составов красного огня к механическим воздействиям можно понизить введением в них хлорорганиче-ских соединений (например, гексахлорэтана С2С16) и заменой хлоратов нитратом стронция Sr(N0:,)2.
Составы зеленого огня. Для получения зеленого пламени применяются соединения бария, причем наиболее выгоден хлорат бария, являющийся одновременно и окислителем; недостатком составов с хлоратом бария является большая их чувствительность к механическим воздействиям.
При горении состава, содержащего хлорат бария, образуется хлористый барий ВаС12, который при температуре горения состава диссоциирует с образованием монохлорида ВаС1г излучающего зеленые лучи.
Примерные составы зеленого огня (в %):
I	II
Хлорат бария ......	........	89	85
Идитол ......................... 11	—
Шеллак ..........................  ~	15
Часть хлората бария может быть заменена азотнокислым барием; при этом снижается чувствительность состава к механическим воздействиям, но вместе с тем несколько ухудшается цвет пламени. К этому типу сигнальных составов относится следующий (в е/о):
Хлорат бария....................... 63
Нитрат бария ....................... 25
Идитол .................. .........	12
Составы желтого огня. Для получения желтого пламени в сигнальных составах широко используются натриевые соли — щавелевокислый натрий, фтористый натрий и некоторые другие
14 А. г. Горст	209
соли натрия. Соли должны быть негигроскопичными и легко диссоциировать при высоких температурах.
Желтое пламя получается при атомарном излучении натрия. Примерный состав желтого огня (в %):
Бертолетова соль......................... 60
Щавелевокислый натрин.................... 25
Идитол . . ......................... ....	15
В составы цветных огней для увеличения яркости иногда вводят небольшое количество алюминия (до SVo) или сплав алюминия с магнием.
Составы синего огня. Для получения синего пламени пользуются преимущественно солями меди. Однако до сих пор нет составов синего огня, дающих достаточно яркое пламя резко выраженного синего цвета. Кроме того, атмосфера рассеивает коротковолновые лучи, вследствие чего на больших расстояниях цвет таких составов приближается к желтому. Поэтому ими можно пользоваться только для сигнализации на близких расстояниях.
Так как синее излучение дает монохлорид меди, то в состав синего огня должны входить хлорсодержащие соединения.
В табл. 31 приведены примерные составы синего огня.
Таблица 31
Составы синего огня, %
Компоненты	I	II
Бертолетова соль 		56	64
Сера	  *	.	22	14
Медная лазурь 2CuCO3Cu(OH)2 . .	22	—
Полусернистая медь CuS 			2‘)
Присутствие серы необходимо для образования монохлорида меди, хотя сера увеличивает чувствительность составов к механическим воздействиям'.
Составы белого огня. Лучшие составы белого огня получаются на основе солей бария и калия. Соли бария сообщают пламени зеленоватый оттенок, нитрат калия — розоватый. Сложение этих двух цветов дает неяркую белую окраску пламени.
Пример состава белого огня (в ’/о): Нитрат бария	 ...................... 35
Нитрат калия	..... ................... 45
Магний или алюминий..................... 10
Идитол................................   10
210
женля дымовых снарядов чаще всего применяются вещества, образующие белый дым. К таким веществам относятся белый фосфор, трехокись серы (серный ангидрид) и хлорное олово.
При горении фосфора образуется фосфорный ангидрид, который взаимодействует с влагой воздуха с образованием мета-и ортофосфорной кислот
Р305+Н2О-2НР03,
Р2О5 + ЗН2О-2Н3РО4, образующих белый дым.
Трехокись серы образует с влагой воздуха серную кислоту SO34-H2O-H2SO4.
Серная кислота энергично абсорбирует влагу из воздуха, образуя гидраты типа H2SO.1-/zH2O. Эти гидраты образуют мельчайшие капельки, обладающие светорассеивающими свойствами, и поэтому образуется туман, окрашенный в белый цвет.
Хлорное олово в тонко распыленном состоянии реагирует с влагой воздуха:
SnCI4 + 4Н2О = Sn(OH)4 + 4НС1.
Ортооловянная кислота вместе с хлористым водородом об разует белый дым.
К дымообразующим относится состав Ершова (в ‘%):
Бертолетова соль ...........	20
Уголь	...	...... 10
Нафталин .........	 20
Хлористый аммоний...............  50
При горении состава Ершова происходит возгонка хлористого аммония и части нафталина, которые образуют дым.
Смеси типа Ершова применяются в дымовых шашках, служащих для маскировки своих войск и других объектов У Вследствие того, что эти смеси рассчитаны на неполноту сгорания, кислородный коэффициент их должен быть резко снижен.
Так как продукты горения при этом содержат много окиси углерода, водорода, продуктов неполного сгорания и даже возогнанный углеводород, которые легко горят на воздухе, тс для устранения воспламенения продуктов горения при смешении их с воздухом в дымовые составы вводят пламегасители. В качестве таковых применяют углекислые соли — соду, мел, углекислый магний. На их разложение расходуется значительное количество теплоты, вследствие чего понижается температура горения состава. Кроме того, образующийся при их раз-
1 Описание дымовой шашки см. А. А. Шидловский, Основы пиротехники. Оборонгиз, 1943.
213
ложении углекислый газ разбавляет продукты горения, вследствие чего понижается температура воспламенения последних.
В составах Ершова роль пламегасителя выполняет хлористый аммоний.
8.	ТРАССИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ
Трассирующие составы служат для обозначения пути полета пули или снаряда (образование следа, трассы).
Прежде применялись огневые трассирующие составы (ночного действия) и дымовые (дневного действия). Опыт показал, что дымовые трассирующие составы не обеспечивают необходимой видимости траектории полета пули или снаряда на всем ее протяжении. Поэтому в настоящее время применяются только огневые трассирующие составы.
Принципы построения трассирующих составов (особенно составов белой трассы) и их свойства весьма близки к таковым осветительных составов. Это вытекает из требований, предъявляемых к ним, во многих отношениях совпадающих с требованиями к осветительным составам и сводящихся в основном к следующему. Трассирующие составы должны:
1)	при горении выделять максимально достижимое количество световой энергии;
2)	в изделиях гореть с определенной скоростью;
3)	в запрессованном виде иметь максимально достижимую прочность и допускать прессование под большим давлением до (0 000 кг!см2. Этим исключается возможность выгорания состава в канале ствола. При выгорании же состава не получается нормальная трасса и, кроме того, выгорание способствует износу канала ствола оружия;
4)	безотказно воспламеняться от установленного для них воспламенительного состава;
5)	образовать максимально возможное количество шлака, остающегося в гнезде пули или снаряда, в которое состав запрессован. Это необходимо для максимального уменьшения изменения веса пули или снаряда, влияющего на правильность траектории.
В табл. 32 приведены примеры огневых трассирующих составов.
Таблица 32
Огневые трассирующие составы, %
Компоненты
Азотнокислый барий . Перекись бария . . . Магний .............
Цементатор .........
35
10 шеллак
214
Перекись бария вводится в некоторые составы с целью повышения чувствительности к тепловому импульсу.
Трассирующие средства. Трассирующими составами снаряжают:
а) трассеры к осколочно-трассирующим, осколочно-зажигательно-трае-сирующим, бронебойно-трассирующим, кумулятивно-трассирующим снарядам;
б)	трассирующие пули; бронебойно-трассирующие пули; пристрелочные пули ударного и дистанционного действия.
Германский кумулятивно-трассирующий снаряд к 149 мм тяжелому пехотному орудию представлен на фиг. 61.
1
Фиг. 61. Германский кумулятивно-трассирующий снаряд к 149-.ЩЦ тяжелому пехотному орудию.
1—стаканчик; 2—диафрагма; 3 - трассер.
Трассирующая пуля состоит из стальной плакированной томпаком обо Дочки, свинцового сердечника, латунного или стального плакированного томпаком стаканчика с запрессованным в него основным трассирующим и воспламенительным составами.
Свинцовый сердечник, изготовляемый из сплава свинца (98—99;|/с) с сурьмой (1—2%) предназначается для придания пуле веса, одинакового с весом боевой пули. В отверстие стаканчика вставляется колечко, служащее для того, чтобы получить луч пламени в осевом направлении и тем самым обеспечить правильность полета пули.
Трассирующий состав воспламеняется при выстреле гагами боевого заряда и дает при полете пули видимый огневой след (трассат) белого или красного цвета. Время гл нщ л состава 3—5 сек.
9.	ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
Зажигательные составы делятся на две группы:
1.	Зажигательные составы, содержащие окислители.
2.	Зажигательные составы без окислителя.
Зажигательные составы первой группы делятся на следующие подгруппы:
1. Термиты, в состав которых в качестве окислителей входят окислы металлов.
2. Составы, в которых в качестве окислителя применяют кислородсодержащую соль.
Зажигательные составы второй группы делятся на следующие подгруппы:
1.	Электрон.
2.	Органические вещества.
3.	Самовоспламеняющиеся вещества.
Вещества второй группы могут гореть и производить зажигающее действие только в присутствии и при свободном доступе кислорода воздуха.
Зажигательные составы, содержащие окислители. Термиты. В термитных составах окислителем служит окисел металла, а горючим, — металл.
Горение железоалюминиевого термита (содержащего окисел железа и порошкообразный алюминий) протекает по следующему уравнению:
Fe2O3H-2Al = Al2O3 + 2Fe+198 ккал.
Термитные реакции отличаются от других пиротехнических реакций следующими особенностями:
а)	высокая температура горения— в пределах 2000— 2800° С;
б)	при горении не образуются газообразные продукты, поэтому горение является беспламенным;
в)	при горении образуются нагретые до высокой температуры шлаки; при растекании этих шлаков увеличивается радиус зажигательного действия.
Наиболее пригодным горючим, главным образом по большой калорийности, для термитных реакций является алюминий.
Из возможных окислителей для практического использования наиболее пригодны окислы железа. Они содержат относительно большое количество кислорода, имеют большой удельный вес, дешевы и легко доступны. Обычно применяют не окись железа (Fe.O3), а железную окалину (Fe3O4 — окись-закись железа).
Термит состоит обычно из смеси 25% алюминия с 75% оки-слов железа. Температура горения этого термита около 2500\ Термиты применяются для сварки металлов.
216
Недостатком термитов является то, что их зажигательное действие ограничивается небольшим радиусом непосредственно около очага горения состава. Поэтому в военной технике термит в чистом виде почти не применяют, а для снаряжения зажигательных средств применяют термитные составы, содержащие, помимо термита, ряд добавок, например, селитру и органические горючие, облегчающие воспламенение состава и увеличивающие зажигательное действие (вследствие образования пламени).
Для снаряжения русских 76-лы? снарядов употреблялся следующий термитный зажигательный состав (в '%):
Бариевая селитра  ....................  -	44
Калиевая селитра . .	  6
Окись железа Fe2Os......................  21
Алюминии .....	  13
Магний................................... 12
Цементатор.......................... ....	4
Термитные составы применяются в военной технике для зажигания трудновоспламеняющихся объектов, а также для повреждения металлических объектов (орудий, танков и т. п.).
Зажигательные составы с кислородсодержащими солями. Эти составы дают высокую температуру горения и сравнительно легко воспламеняются. В качестве окислителей служат нитраты, хлораты, в качестве горючего — алюминий, уголь и др. Цементаторами служат органические вещества — пек, шеллак и др.
Зажигательные составы на основе кислородсодержащих солей применяются преимущественно для снаряжения малокалиберных снарядов и пуль, предназначенных главным образом для воспламенения жидких горючих.
Горение зажигательных составов с кислородсодержащими солями, в отличие от других видов зажигательных составов или веществ, протекает в течение долей секунды.
Зажигательные вещества, не содержащие окислителей. Сплав электрон1, состоящий из 90'% магния и 1 С’% алюминия, приобрел большое значение со времени первой мировой войны. Температура горения электрона около 2000° С. Он обладает хорошими механическими качествами. Поэтому электрон весьма пригоден для изготовления корпусов зажигательных бомб и других изделий. Электронные (изготовленные целиком из электрона) бомбы и термитные бомбы с электронной оболочкой лишены мертвого груза (содержимое и корпус являются зажигательными веществами).
Органические горючие вещества — нефть, керосин, бензин, смолы и др., обладают высокой теплотворной спо-
1 Уд. вес электрона 1,8; температура плавления 630—635°.
217
собностыо. Например, при сгорании на воздухе 1 кг керосина освобождается 10 000 ккал, тогда как при горении 1 кг термита выделяется только 800 ккал. При горении нефтепродуктов образуется большое пламя; поэтому радиус зажигательного действия таких веществ значительно больше, чем у термитных составов; но температура горения нефтепродуктов низка (700—900° С). К числу недостатков нефтепродуктов относятся: слишком большая подвижность и растекаемость и слишком большая скорость испарения.
Положительными качествами нефтепродуктов являются: 1) большое пламя, образующееся при их горении, чем создается большой очаг пожара; 2) малая скорость их горения; 3) наличие широкой сырьевой базы и дешевизна сравнительно с другими зажигательными составами.
Органические горючие вещества применяются для действия по легковоспламеняющимся объектам, а также для борьбы с живой силой противника.
Отвержденное горючее. Недостатки органических горючих веществ могут быть в значительной мере уменьшены или даже устранены применением горючего в так называемом отвержденном виде, причем в комбинации с термитом.
Способ приготовления отвержденного горючего основан на желатинировании его мылом, т. е. солями высших органических кислот жирного ряда. Для этого в нефтепродукте при подогревании (до 75—80° С) растворяют органическую кислоту и добавляют эквивалентное количество спиртового раствора едкого натра.
При взаимодействии стеариновой кислоты с едким натром происходит реакция
С17НГ1СООН -b\aOH-CI7H35COONa-!-H.,O с г е а р и н о п а я	мыло
кислота
По охлаждении смесь затвердевает в виде студня.
Отвержденное горючее применяется в комбинации с термитом в авиационных бомбах. В головной части бомбы помещается заряд термита, отделенный от остальной части бомбы металлической диафрагмой. Остальная часть бомбы заливается указанной выше горячей жидкостью, которая по охлаждении превращается в студнеобразную массу (отвержденное горючее).
Самовоспламеняющиеся вещества. Из самовоспламеняющихся веществ наибольшее значение имеет белый фосфор, воспламеняющийся на воздухе1 при 30°. Зажигающее действие фосфора невелико; температура его горения около 1000°; поэтому он зажигает только легковоспламеняющиеся предметы: ^сено, солому, бензин и т. д.
1 Поэтому белый фосфор .хранят под водой.
213
Снаряженные фосфором мины и ручные гранаты применяются в окопной войне. При взрыве таких боеприпасов образуется большое количество дыма, который деморализует противника.
Горящие капли фосфора прожигают одежду и наносят тяжелые накожные поражения, трудно залечивающиеся.
Для улучшения зажигательных свойств фосфора к нему прибавляют горючие вещества — нефтемасла, смолы и др.
Французы применяли следующую смесь (в |О/о):
Фосфор ...................................   23
Сероуглерод  ................. ....	. 60
Погоны каменноугольной смолы	.....	17
V1
Зажигательные средства. Описанные зажигательные составы находят ши рокое применение для снаряжения:
а)	в наземной артиллерии; 1) бронебойио-зажигателыю-трассирующих снарядов; 2) зажигательных снарядов дистанционного действия.
б)	в зенитной артиллерии: 1) осколочно-зажигательно-трассирующих снарядов; 2) бронебойно-зажигательно-трассирующих снарядов;
в)	зажигательных авиационных бомб;
г)	в стрелковом оружии: 1) пристрелочно-зажигательных пуль; 2) бронебойно-зажигательных пуль; 3) бронебойно-зажигательно-трассирующих пуль.
Бронебойно-зажигательно-трассирующие снаряды снаряжаются раздельным методом — шашками взрывчатого вещества и зажигательного состава. Последний помещают в головной части снарядной каморы, а шашку взрывчатого вещества — в донной части снаряда. Шашки ставят на парафине. Для приготовления шашки ВВ применяются тэн, гексоген или сплав последнего с нитроароматическими ВВ.
Выбрасывание горящего зажигательного состава иа поражаемую цель происходит при взрыве снаряда после пробития брони.
Дистанционный зажигательный снаряд по конструкции и действию сходен со шрапнелью. Свободный объем оболочки между диафрагмой и головкой вместо пуль заполнен уложенными в несколько
элементами. Каждый элемент (фиг. 62) представляет собой оболочку из листового железа с запрессованным в нее зажигательным веществом. Проход для луча пламени от дистанционной трубки к вышибному заряду образуется желобками. Концы стопинов укладываются в эти желобки. Пороховой замедлитель служит для замедления взрыва вышибного заряда на время, необходимое для воспламенения состава зажигательных элементов.
При передаче огня из дистанционной трубки порсжовому замедлителю воспламеняются стопины и воспламенительный состав элементов. После выгорания порохового замедлителя огонь передается вышибному заряду, газами которого отрывается головка от стакана и выталкиваются элементы в направлении оси снаряда.
Зажигательная бомба с комбинированным горючим (ЗАБ-50-ТГ) представлена на фиг. 63. Вес комбинированного горючего 50 кг. Корпус бомбы разделен диафрагмой на две части. Головная часть заполнена термитным составом, а донная — отвержденным горючим, заливаемым через донную пробку. Высота пламени при горении бомбы достигает 5 м.
Фиг. 62. Зажигательный элемент.
1— стопин; 2--желобок.
рядов зажигательными
Бронебойно-зажигательно-трассирующая пуля (БЗТ) состоит из стальной оболочки, плакированной томпаком, зажигательного состава, стального сердечника, стаканчика, трассирующего состава и колечка с центральным отверстием.
Во время выстрела пороховые газы зажигают воспламенительную смесь, запрессованную в нижнюю часть трассирующего стаканчика; зажженный
Фиг. 63. Зажигательная бомба с комбинированным горючим (ЗАБ-50-ТГ),
J -корпус: 2--воспламенительная звездкя; ’ - переходный состав; 4 — термитно-зажигательный основной состав: 5 -диафрагма: б— отверз; денное горючее; 7—донная пробка:	Я—стабилизатор:
9—газоотводные отверстия; 10 — очко г;од взрыватель
ею основной трассирующий состав начинает гореть, когда пуля, покинув канал ствола, находится от него на расстоянии 100—150 ж.
При встрече пули с броней зажигательный состав, помещенный между бронебойным сердечником и оболочкой, от динамического сжатия взрывается, давая луч пламени, который, проникая сквозь отверстие, пробитое сердечником, зажигает легковоспламеняющееся горючее.
10. ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
Некоторые пиротехнические составы легко и надежно воспламеняются стопином. Но многие составы трудно воспламеняются и для их зажигания применяются специальные воспламенитель-220
ные составы, а для еще труднее зажигающихся веществ необходимы дополнительные переходные составы.
Воспламеняемость пиротехнического состава зависит от входящих в его состав компонентов и от степени их запрессовки. Легче всего воспламеняются смеси, содержащие хлораты и органическое горючее или же нитраты вместе с магнием. Такие составы в порошкообразном виде надежно воспламеняются стопином. Но те же составы в спрессованном виде требуют для зажжения специального воспламенителя.
Фиг. 64. Схема устройства для воспламенения трудновоспламеняюшихся основных пиротехнических составов.
1- пороховая мякоть: 2-воспламенительный состав; 3-первый переходный состав, содержащий 75% воспламенительного состава и 25% зажигательного состава. 4—второй переходный состав, содержащий 50% воспламенительного состава и 50% зажигательного состава,- 5 - зажигательный состав.
Очень трудно зажигаются термиты. Для них недостаточно запрессовки из воспламенительного состава, а требуется применение переходного состава, состоящего из смеси воспламеняющего и зажигаемого составов. В случае когда и этого недостаточно, вводят еще один переходный состав с большим содержанием зажигаемого состава и располагают его в сторону последнего, например, по схеме фиг. 64.
Число компонентов в переходном составе и соотношение их устанавливаются в каждом случае опытным путем.
Примеры. Для зажигания осветительных составов, содержащих магний, применяется воспламенительный состав типа дымного пороха (сера заменена идитолом):
Нитрат калия..........................  75%
Древесный уголь	. .	. . -............ 15%
Идитол ................................ 10%
Для труднее воспламеняющихся осветительных составов, содержащих алюминий, следует в рецепте воспламенительного состава заменить древесный уголь магнием. Наконец, при еще труднее воспламеняющихся пиротехнических составах рекомендуют применение переходных составов, составленных по описанному способу.
П. ИСПЫТАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
На заводе готовые пиротехнические средства формируются в партии и предъявляются к сдаче работникам технического контроля.
Прием партий последними начинается с отбора отдельных образцов из партий и их внешнего осмотра.
Правильность изготовления изделий проверяется путем вскрытия части образцов и анализа содержащегося в них состава. Затем производится испытание специального эффекта приведением остальных образцов в действие. На основании полученных данных судят о качестве изготовления изделий и пригодности их.
Для каждого вида изделий разработана отдельная методика испытаний и анализа состава. Например, патроны ночного действия после внешнего осмотра и анализа содержащегося в них состава подвергаются отстрелу. При этом проверяется продолжительность действия, высота подъема в воздухе, различимость с разных расстояний и т. д.
Затем упакованные изделия подвергаются испытанию тряской. Испытание производится на приборе, аналогичном описанному для испытания тряской капсюлей-воспламенителей и капсюлей-детонаторов. После испытания изделия осматривают и проверяют возможность их дальнейшего применения.
Литература
И. В. Быстров, Краткий курс пиротехники. Оборонгиз, 1940.
А. А. Фр ей май, Краткий курс пиротехники. Оборонгиз, 1940.
А. А. Ш идловский, Основы пиротехники. Оборонгиз, 1943.
Н. А. Шиллинг, Взрывчатые вещества и снаряжение боеприпасов. Оборонгиз. 1946.
Н.	Ф. Жиров, Свечение пиротехнического пламени. Оборонгиз, 1939.
О Г Л А В Л Е Н И Е
Стр.
Предисловие.....................................................   3
Исторический очерк..............•................................  5
Глава I. Общая характеристика взрывчатых систем.................. 22
1-	Определения ............................................ 22
2.	Условия, определяющие возможность химического взрыва . 23
3.	Сравнение энергии взрывчатых веществ с энергией топлива 25
4.	Классификация явлений взрывчатого превращения.......	26
5.	Классификация взрывчатых веществ ....................... 27
Глава IL Чувствительность взрывчатых веществ и начальный импульс . ................................................. 31
1.	Определения............................................. 31
2.	Причина чувствительности взрывчатых веществ............. 31
3.	Виды начального	импульса ..............................  34
4.	Факторы, влияющие на чувствительность взрывчатых веществ 41
Г лаба П1. Стойкость взрывчатых веществ и методы ее определения 45
1.	Изменения во взрывчатых веществах при хранении ....	45
2.	Физическая и химическая стойкость взрывчатых веществ .	46
3.	Факторы, определяющие химическую стойкость взрывчатых веществ ............................................  .	47
4.	Определение химической стойкости ....................... 48
5.	Значение химической стойкости взрывчатых веществ ....	51
Глава ZV. Скорости взрывчатых превращений • . «................. 52.
1.	Процесс сгорания пороха................................. 52
2.	Возникновение и распространение взрыва в газообразных системах................................................... 55
3.	Возникновение и распространение взрыва в конденсированных системах..............................................  58
4.	Ударная волна........................................... 62
5.	Понятие о гидродинамической теории детонации............ 65
6.	Влияние различных факторов на устойчивость детонации . .	65
7.	Влияние различных факторов на скорость детонации ....	68
8.	Детонация через влияние................................. 71
9.	Разрушительное действие ударной волны и безопасные расстояния ..................................................  72
10.	Кумулятивное действие и кумулятивные снаряды........	73
Глава V. Удельный объем продуктов взрыва. Теплота, температура и давление взрыва ...................................... *	75
1. Кислородный баланс и кислородный коэффициент........	75
2» Составление уравнения реакции разложения взрывчатого вещества ........................................   76
223-
Стр.
3. Объем газообразных продуктов разложения взрывчатых ве-
ществ .............................................   82
4,	Теплота взрывчатого	превращения.....................  83
5.	Температура взрыва................................    85
6.	Давление взрыва..................................  .	83
Глава VI. Работоспособность и бризантность взрывчатых веществ 95
1. Работоспособность взрывчатых веществ................. 95
2. Бризантность взрывчатых веществ...................... 97
Глава VII. Бризантные взрывчатые вещества.....................100
1.	Азотнокислые эфиры (нитраты).................. . . . 102
2.	Нитросоединения............................. .......	103
3.	Взрывчатые смеси..............................   ...	112
Г лаг а VIII. Инициирующие взрывчатые вещества..............  116
Глава IX. Средства инициирования.............•	. . ...........122
1.	Классификация капсюлей...............................122
2.	Капсюли-воспламенители и средства воспламенения орудийных зарядов ... ........... . .............. 123
3.	Капсюли-детонаторы..............................  .	. 141
4.	Электровоспламенители и электродетонаторы ...........148
5.	Огнепроводный шнур ..................................149
6.	Детонирующий шнур...............  •..................150
7.	Стопин.......................................... . . . 151
8.	Фитиль • . -............................:..........  151
Глава X. Коллоидные пороха..................... ’. 152
1.	Общие сведения..................... . . . 152
2.	Классификация коллоидных порохов .'Г/. . : . ... . .. . 153
3.	Пироксилин..........................	. . . . . . . . . 154
4.	Пироксилиновые пороха..............................  159
5.	Нитроглицериновые пороха..........	•	. 170
6.	Характеристика пороховых элементов . . . .. 175
7.	Суррогатирование бездымных порохов.......... •<:'/. - 178
8.	Заряды и воспламенители..............‘А . ' .•/. 178
9.	Разгар ствола орудия................•	.A--vAr-< .... 184
Глава. XI. Дымный порох-................................ ....	192
1.	Состав дымного пороха и назначение его компонентов . . . 192
2.	Сведения о производстве дымного пороха...............193
3,	Свойства дымного пороха..............................193
4.	Сорта дымного пороха .............................   194
5.	Основные отличия дымного пороха от коллоидных порохов 196
Глава XII. Пиротехника........................................198
1.	Компоненты пиротехнических составов............- . . 198
2.	Общие требования к пиротехническим составам и пиротехническим средствам .................•................201
3.	Свойства и испытание пиротехнических составов........202
4.	Осветительные составы................................203
5.	Сигнальные составы ночного действия..................207
6.	Сигнальные составы дневного действия................ 211
7.	Маскирующие дымы . ..................................212
8.	Трассирующие составы................................ 214
9.	Зажигательные составы .............................  216
10.	Воспламенительные составы..........................  220
11.	Испытание пиротехнических средств.................’	. 222
 " у-
А
'*У
. !.	J-‘-Л •'" ;.?!	<-'-Рп. '•#..
". < ' - -?;?« - Л • •
-l. . а .'
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ОБОРОНГИЗ 1Q49