А. Г. ГОРСТ докт, хим, наук проф.
ПОРОХА
И ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ ПЕРЕРАБОТАННОЕ
Допущено Министерством высшего образования СССР е качестве учебника для технологических специальностей высших учебных заведений
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО ОБОРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Москва 1957
Книга содержит краткие сведения о теории взрывчатых веществ, о взрывчатых веществах (бризантных и инициирующих), средствах воспламенения и инициирования, порохах и пиротехнике в объеме, предусмотренном учебными программами технологических специальностей вузов.
Книга может быть полезна также для студентов техникумов, учащихся военных училищ, для работников конструкторских бюро и заводов, изготовляющих артиллерийское вооружение и боеприпасы.
Рецензенты—коллеитивы кафедр
проф. Л. И, Багала, проф, С. Н. Данилова и проф, А. Е. Переверзева
Редактор канд. техн, наук А. И. Гольбнидер
Зав. редакцией инж, А. Я. Соколов
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Положительный прием, оказанный, изданной в 1949 г, книге «Пороха и взрывчатые вещества», побудил автора подготовить второе издание. Автор стремился при этом сохранить малый объем книги и повысить ее научный уровень без ущерба для ясности изложения и доходчивости.
IB книгу введены новые современные сведения вместо устаревших. В некоторых разделах текст построен на основе более совершенной Классификации, что должно облегчить усвоение материала, предусмотренного программой.
► В учебнике кратко изложены сведения о порохах, взрывчатых веществах и пиротехнике, необходимые конструктору артиллерийских систем, стрелкового оружия и боеприпасов, а также химикам и механикам, работающим по производству порохов и взрывчатых ^Веществ или снаряжению боеприпасов.
Ду Характер сведений, необходимых указанным специалистам, мож-Шо уточнить, рассматривая кратко элементы боеприпасов в порядке ^Процессов, сопровождающих явление выстрела от момента воспла-fЩенения порохового заряда до момента действия снаряда у цели.
• 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 (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. Сведения об этом даны в разделах; «Инициирующие ВВ», «Средства воспламенения и инициирования» и «Дымный порох».
Явления, происходящие в канале ствола орудия (оружия) при горении пороха, рассматриваются в специальной дисциплине — «Внутренняя баллистика». Для изучения внутренней баллистики необходимо знание порохов и некоторые сведения, которые даются в разделах «Теория взрывчатых веществ» и «Коллоидные пороха».
Законы движения снаряда после вылета его из канала ствола изучаются в дисциплине «Внешняя баллистика».
3
В современной войне широко применяют фугасные, осколочные, кумулятивные и бронебойные снаряды, снаряжаемые бризантными взрывчатыми веществами. Необходимые сведения о снарядах излагаются в разделе «Бризантные взрывчатые вещества»,
 Конструктору необходимы также сведения о пиротехнических составах, которыми снаряжают зажигательные, осветительные, сигнальные и трассирующие снаряды. Эти сведения даны в разделе «Пиротехника».
Для приведения снарядов в действие служат специальные механизмы — трубки и взрыватели, наиболее ответственными частями которых являются элементы огневой или детонационной цепи, К ним относятся капсюли-воспламенители, капсюли-детонаторы, пороховые усилители и замедлители, детонаторы, специальные дистанционные составы и пр.
Краткие сведения об элементах огневой или детонационной цепи даны в разделах «Инициирующие взрывчатые вещества», «Средства воспламенения и инициирования» и «Дымный порох».
Сведения по теории взрывчатых веществ, изложенные в первом разделе книги, необходимы для изучения остальных глав.
Составление краткого учебника по такой комплексной дисциплине, как «Пороха и взрывчатые вещества», является нелегкой задачей. С тем большим вниманием автор прислушивался к мнению товарищей по работе, взявших на себя труд прочесть рукопись, рецензентов и редактора, сообщивших многие полезные рекомендации. Это побуждает автора выразить свою благодарность рецензентам профессорам Л. И. Багалу. А. Е. Переверзеву, С. Н. Данилову и участникам рецензирования по отдельным разделам рукописи: доцентам Д. С. Аванесову, В. Г. Павлышину, М. К. Бандурину, А. Н. Держав-цу, М. П. Дынькину, а также прочитавшим рукопись доцентам Г. Г. Ремпелю, В. Д. Хазову и В, А, Ариничеву, Автор с чувством признательности отмечает большой труд по подготовке рукописи к печати редактора кандидата технических наук А. И. Гольбиндера.
Автором с благодарностью учтены также некоторые добавления и замечания, сделанные редакторами и переводчиками первого издания книги на польский, чешский и китайский языки.
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
Целую эпоху охватывает длительный период развития культуры от открытия способа добывания огня до изобретения пороха. За этот период человеческое общество в большинстве стран прошло последовательно формации первобытного коммунизма и рабства и вступило в эпоху феодализма. В период развития и гибели этих общественных формаций человек медленно познавал окружающую природу, мед-ленно учился использовать в своих интересах ее богатства, соответ-tcTBeHHO медленно развивалась техника. Так, от открытия лука и стрел до изобретения пороха и огнестрельного оружия прошло много тысячелетий.
Открытие селитры и изобретение пороха. В глубокой древности, за сотни лет до нашей эры, в Китае была открыта селитра. Китайцы / впервые обнаружили способность селитры поддерживать горение и ^использовали ее в зажигательных составах, а позже для изготовле-jf ния ракет, служивших для метания стрел.
В течение многих столетий происходил процесс постепенного совершенствования селитросодержащих составов, подбора для них различных компонентов в различных соотношениях, улучшения спо-. ;боба их обработки, в результате чего пришли к веществу с неизвестными до этого взрывчатыми свойствами — пороху, который мы называем, теперь дымным, или черным, порохом.
Примерно в 600 г, н. э. китайский ученый Сунь-Сы-мяо в своем труде «Даньцзин» описал состав и рецепт приготовления пороха.
Сведения о селитре и ее применении перешли от китайцев в Индию, а затем к арабам и грекам.
Появление огнестрельного оружия. Появление пороха было необходимой предпосылкой для возникновения огнестрельного оружия. Такая возможность, с другой стороны, была подготовлена развитием метательного оружия в доогнестрельную эпоху. Созданные в процессе развития лука и метательных машин аркбалиста, арбалет и аркебуз по многим признакам напоминают огнестрельное оружие '. Для метания стрел (арбалет и аркебуз) и пуль (аркебуз) служила упругая сила натянутой тетивы. Потребовалась творческая деятельность не одного поколения, чтобы заменить работу натянутой тетивы работой пороховых газов и создать огнестрельное оружие, пригодное Для практического применения,
1 В арбалете стрела движется при выстреле по желобу. В аркебузе желоб заменен трубкой, что позволило метать не только Стрелы, но и пули.
5
В 1132 г. в Китае было изобретено огнестрельное оружие, ствол которого был сделан из длинной бамбуковой трубки, В 1259 г. в Китае было изобретено огнестрельное оружие «тухоцян», из которого-можно было стрелять снарядами. Это оружие также имело длинный ствол из бамбука, В эти годы (XII и XI11 вв.) порох уже широко применяли в Китае в военном деле, тогда как в Европе он стал применяться только в XIV в, В Западной Европе огнестрельное оружие появилось в первой половине XIV в, В Московской Руси порох и огнестрельные орудия появились до 1382 г., ибо известно, что в этом году порох был применен для артиллерийской стрельбы при обороне Москвы.
Дымный порох. Со времени появления огнестрельного оружия и примерно до середины XIX в., т. е. на протяжении почти 500 лет, кроме дымного пороха, не было найдено ни одного нового взрывчатого вещества, практически пригодного для метательных целей, для снаряжения гранат или для взрывных работ. Вследствие рутины и косности феодального строя, господства церкви в духовной жизни наука и техника развивались крайне медленно. Лишь с возникновением и развитием капитализма ускоряется процесс развития естественных паук, в том числе химии, физики, и создаются условия для открытия новых взрывчатых веществ.
Крупнейшую роль в развитии дымного пороха сыграли работы М. В. Ломоносова, на основе которых в конце XVI11 в. было установлено рациональное соотношение между компонентами этого пороха, сохранившееся по настоящее время; тогда же была усовершенствована технология производства дымного пороха.
Способы воспламенения пороха. Начиная с первых образцов стрелкового оружия и до начала XIX в., т, е. в течение 500 лет, огонь сообщали пороху через «затравку». Оружие имело запальное отверстие, которое расширялось наружу и заканчивалось полкой для затравочного пороха. Вначале затравочный порох воспламеняли с помощью кусочков тлеющего угля, в дальнейшем — раскаленным прутом, еще позже — с помощью фитиля; с XV1 в. появляются искровые замки, из которых наиболее совершенным был кремневый замок, введенный в русских войсках Петром I в 1701 г. и служивший в военном оружии около 150 лет, до Крымской войны включительно.
Кремневый замок обладал рядом серьезных недостатков. Поэтому уже с конца XVIII в. были начаты изыскания более совершенного способа воспламенения порохового заряда в оружии.
Возможность решения этой задачи была подготовлена предшествовавшим развитием химии, в частности, открытием бертолетовой соли. Спустя несколько лет после открытия этой соли шотландец Форсайт предложил хлоратные смеси, легко взрывающиеся при ударе и дающие луч пламени, достаточный для воспламенения пороха. Из таких смесей, получивших название ударных составов, готовили шарики величиной с горошину, зерна пли лепешки, которые затем покрывали воском. Был изобретен специальный замок, курок которого имел боек, ударявший в затравочное углубление, куда клади взрывчатую лепешку или шарик,
6
В 1815 г. английский оружейник Игг предложил запрессовать ударный состав в металлическую оболочку — колпачок; так был изобретен капсюль-воспламенитель.
Производство капсюлей-воспламенителей, причем с применением гремучей ртути в ударных составах, началось в России с 1843 г. на Охтенском пороховом заводе.
Поиски мощного пороха. Во второй половине XVI1I в, в связи с развитием промышленного капитализма возникла потребность в более мощном порохе по сравнению с дымным, применявшимся в горлом деле и для военных целей, и были начаты изыскания такого пороха.
Первая попытка в этом направлении была сделана французским химиком Бертолле. Он предложил готовить порох, состоявший из смеси бертолетовой соли (открытой им в 1786 г.), угля и серы. После нескольких непредвиденных взрывов с тяжелыми человеческими жертвами опыты были прекращены.
Неудача Бертолле объясняется тем, что в то время были заложены только основы неорганической химии, недостаточные для создания нового мощного пороха и новых взрывчатых веществ. Для этого, как показало дальнейшее развитие науки, необходимо было возникновение новой отрасли — органической химии. Между тем органическая химия начала развиваться только с конца 20-х годов XIX в.
Открытие пироксилина и нитроглицерина. На основе успехов орга. нической химии стали возможны два замечательных открытия: нитроцеллюлозы или пироксилина (Браконо, 1832 г.) и нитроглицерина (Собреро, 1846 г,). Эти два открытия явились фундаментом для дальнейшего развития порохов и бризантных взрывчатых веществ.
Открытие нитроцеллюлозы привело в дальнейшем к поворотному пункту в истории пороха — изобретению коллоидного пороха. Открытие же нитроглицерина в результате запросов сильно развивавшейся в XIX в. горной промышленности привело к открытию явления детонации и бризантных взрывчатых веществ.
Быстрое развитие промышленности и крупные успехи, достигнутые в XIX в. в области физики, химии, математики и механики, сопровождались значительными успехами и в развитии военной техники.
Почти одновременно (около I860 г.) в России и в ряде других европейских государств была введена нарезная артиллерия. Это привело к значительному увеличению дальности и повышению кучности стрельбы сравнительно с прежней гладкоствольной артиллерией. Вместе с тем стремление к дальнейшему повышению баллистических качеств артиллерии и ручного огнестрельного оружия потребовало скорейшего решения еще ранее поставленной задачи — изыскания пороха, более мощного, чем старый дымный порох.
Попытки применения пироксилина для стрельбы. В течение ряда лет после открытия пироксилина им нс занимались. В 1846—1848 гг. академик Г. И. Гесс и полковник Фадеев исследовали свойства пироксилина и показали, что он по мощности в несколько раз превосходит дымный порох.
7
В последующие годы в разных странах вели опыты с целью изучения возможности применения пироксилина для стрельбы вместо дымного пороха. Долгое время эти опыты были неудачны. 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 большому рассеиванию снарядов или даже разрывам орудий.
Возникновение потребности в бездымном порохе. В 70-х годах прошлого столетия для увеличения скорострельности ручного оружия в различных странах были разработаны магазинные винтовки. Однако при сравнительных испытаниях стрельбой магазинные винтовки не давали в отношении числа попаданий почти никакого преимущества перед однозарядными. Это объяснялось тем, что при частой стрельбе из магазинной винтовки дым не успевал рассеиваться и стрелкам были плохо видны мишени. В связи с этим со всей остротой была поставлена задача изыскания малодымного или бездымного пороха.
Изобретение бездымного пороха. После длительных опытов в 1884 г. французский химик Вьель получил впервые бездымный пироксилиновый порох. Его изобретение состояло в желатинизации пироксилина обработкой его спиртоэфирной смесью. Из полученной массы изготовляли мелкозернистый порох для винтовок и ленточные пороха для орудий.
Полученный таким образом порох благодаря сплошной структуре горит параллельными слоями, что позволяет управлять временем горения порохового заряда путем изменения размеров пороховых элементов.
В 1888 г. А. Нобель изобрел нитроглицериновый (баллиститный) порох, а в 1889 г. Нобль 1 и Абель изобрели в Англии нитроглицериновый порох другого типа (кордитный).
Применением бездымного пороха была разрешена проблема скорострельности магазинных винтовок. Одновременно удалось уменьшить калибр винтовки (вследствие облегчения очистки канала ствола, которая раньше была затруднена из-за большого количества нагара от дымного пороха), увеличить начальную скорость пули, соответственно дальность и кучность стрельбы, настильность траектории я пробивную способность пули.
Равным образом применение бездымных (коллоидных) порохов ознаменовало переворот в артиллерийской технике, где также резко возросла начальная скорость снаряда и соответственно дальность и точность стрельбы.
Бездымный порох явился также необходимой предпосылкой для создания автоматического оружия, в первую очередь пулеметов.
Роль русских ученых в развитии пороходелия. Работы руоских ученых и специалистов имели большое значение для развития пороходелия.
1 Альфред Нобель — шведский инженер, а А. Нобль — английский ученый-артиллерист.
8
Л. Н, Шишков впервые (в 50-х годах 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. Н. В. Маевский (1829—1892) и А. В. Гадо-лин предложили выгодную в баллистическом отношении форму зерна дымного пороха в виде шестигранной призмы с одним или семью каналами. Эти две формы вновь использованы в современных одно-и семиканальных зернах коллоидных порохов. Профессор Артиллерийской Академии Н. Н. Федоров и преподаватель С. В, Панпушко совместно с работниками Охтенского порохового завода А. В. Сухин-ским и 3. В. Калачевым разработали в начале 90-х годов прошлого века в очень короткий срок технологический процесс производства пироксилинового пороха и отработали два вида порохов — пластинчатый для винтовок и ленточный для орудий.
В 1891 г. Д. И. Менделеев разработал особый вид пироксилинового пороха — п прокол лодийный.
Д. И. Менделеев предложил также способ обезвоживания пироксилина спиртом, упростивший и обезопасивший эту операцию; он же предложил способ улавливания паров спйрта и эфира, который под его руководством был отработан В. Н. Никольским, В 1895 г. Никольский разработал метод удаления остаточного растворителя из пороха вымочкой.
Химическая стойкость пироксилинового пороха была значительно повышена в начале XX в. введением в состав пороха дифениламина, рекомендованного в качестве стабилизатора на основе исследований, выполненных под руководством Н. А. Голубицкого, В. Н. Никольского и др.
Выдающееся значение для пироксилинового производства имеет разработанная А. В. Сапожниковым теория нитрационных смесей и установленная им зависимость между составом нитрационных смесей и степенью нитрации клетчатки.
Достижения русских ученых и специалистов были использованы и на пороховых заводах за границей; в частности, лироколлодийный порох Д. И. Менделеева был принят в производстве в США.
Открытие бризантных взрывчатых веществ. В 1854 г. 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 разработал способ приготовления значительных количеств нитроглицерина и способ его взрывания. Петрушевским же был разработан первый порошкообразный динамит, названный «магнезиальным».
По ряду причин артиллерийское ведомство отказалось от применения нитроглицерина для снаряжения гранат, вследствие чего опыты были прекращены. Они были возобновлены позднее по инициативе военного инженера О. Б. Герна с целью применения нитроглицерина иля подрывных работ.
9
В 1867 г. нитроглицерин был впервые применен сотрудниками Петрушевского для взрывных работ в горной промышленности на золотых приисках в Восточной Сибири.
В 1865 г. сотрудник Н. Н. Зинина капитан Андриевский предложил гремучертутный капсюль-детонатор, применение которого резко увеличило бризантное действие взрывчатых веществ и привело к открытию явления детонации.
Введение нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, быстро приведшее к изобретению капсюля-детонатора и к открытию явления детонации, положило начало бурному развитию бризантных взрывчатых веществ. Оказалось, что очень много химических соединений и их смесей, о взрывчатых свойствах которых подчас ничего не было известно, детонируют под действием капсюля-детонатора с силой, во много раз превосходящей силу взрыва дымного пороха. К числу таких веществ относится, например, пикриновая кислота, которую в течение ста лет применяли в качестве красителя, це подозревая о возможности применения ее в качестве взрывчатого вещества.
Шведскому инженеру А. Нобелю принадлежит заслуга дальнейшего развития и практического использования замечательных работ русских ученых. Нобель усовершенствовал конструкцию капсюля-детонатора, изобрел ряд динамитов и нитроглицериновый порох (баллистит) .
Применение бризантных взрывчатых веществ в артиллерии. В России в 1876 г. было решено принять пироксилин для снаряжения артиллерийских снарядов, однако разработка способа снаряжения затянулась вследствие новизны 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.
Снаряжение боеприпасов пироксилином взамен дымного пороха явилось важным этапом в истории артиллерии. Однако вследствие большой чувствительности сухого пироксилина к механическим воздействиям его можно было применить в снарядах только при содержании 18—20% влаги; поддержание такой влажности требовало постоянного наблюдения за пироксилином. Приходилось также наблюдать и за его химической стойкостью.
. В связи с недостатками, свойственными пироксилину, после открытия Тюрпецом (Франция) в 1885 г. способности! литой пикриновой кислоты (мелинита) детонировать от промежуточного детонатора в конце 80-х годов в ряде стран было решено заменить ею пироксилин для снаряжения снарядов. В России приступили к изучению свойств этого вещества и к разработке снаряжения им снарядов н начале 90-х годов. Эту работу вел С. В. Панпушко. В 1894 г. было разработано снаряжение мелинитом снарядов к нескольким тяжелым орудиям. В этот же период разрабатывали снаряжение мелинитовых снарядов к полевым пушкам образна 1877 г. При испытании таких снарядов произошли разрывы двух пушек с человеческими жертвами. Эта неудача, причины которой были недостаточно исследованы в то
10
время, надолго затормозила введение бризантных взрывчатых ве-[цсств'для «наряжения 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 (1899— 1902 гг.) вследствие неудачной конструкции взрывателей получали 100% неполных рзрывов. Действие снарядов было совершенно неудовлетворительно, хуже, чем снарядов с дымным порохом.
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. Только Япония вооружила свою армию фугасными снарядами к 75-л».к полевым и горным пушкам, снаряженными 800 г пикриновой кислоты («шимоза»).
Развитие боеприпасов после русско-японской войны. Русско-японская война оказала большое влияние на развитие военной техники 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 нашло широкое распространение длительное нахождение войск с их техникой в хорошо1 оборудованных окопах и дерево-земляных сооружениях. Эти инженерные сооружения располагались не только на переднем крае обороны, но и в глубине; для их разрушения потребовались мощные фугасные снаряды и соответственно дальнобойная тяжелая полевая артиллерия. Во время войны выявилось также значение фугасных снарядов крупных калибров, содержавших заряд пикриновой кислоты весом до 40 ка (в 12-дюймовых снарядах) для борьбы с флотом. Такие снаряды не могли, конечно, пробить даже слабую броню, но их взрывы вызывали большие разрушения на корабле. Наконец, русско-японская война показала, что новые методы ведения войны требуют большого расхода боеприпасов, чего не наблюдалось в прежних войнах.
Все это привело к введению в ряде стран разнообразной и многочисленной артиллерии и к заготовке большого количества боеприпасов в промежутке между русско-японской и первой мировой войнами.
В это время (1909 г.) 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, что привело к дальнейшему количественному усилению артиллерии. Наряду с этим
11
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 стрельбы от 0,5 до 1 км, названные бомбометами и минометами. Впервые во время первой мировой войны в огромных количествах были применены ручные и ружейные гранаты, появились в большом количестве станковые, а позднее и ручные пулеметы.
Во-вторых, во время первой мировой войны оборона не только быстро совершенствовалась в инженерном отношении, но чрезвычайно усилилась благодаря возросшей огневой мощи артиллерии и стрелкового вооружения. Пехота оказалась не в состоянии прорвать оборону противника без предварительной подготовки прорыва специальными техническими средствами. Артиллерия получила решающее значение, так как до появления химических средств нападения, а позднее танков и авиации только ее мощным огнем можно было разрушить оборонительные сооружения противника, уничтожить или деморализовать их защитников, подавить их огонь и обеспечить наступающему возможность прорвать оборону с меньшими потерями.
Представляет интерес динамика роста расхода боеприпасов за сравнительно короткий исторический период 1870—1945 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. составил (в миллионах артиллерийских выстрелов всех калибров):
Россия.................. до 50
Австро-Венгрия.......... около	70
Германия................ около	275
Англия.................. около	170
Франция................. около	191 (калибры
75 и 155 мм)
Общий расход артиллерийских боеприпасов за время первой мировой войны превысил миллиард выстрелов стоимостью свыше 50 млрд. руб.
Показателен не только общий расход боеприпасов, но и огромный расход их на узких участках фронта в отдельных операциях. Так, например, артиллерийская подготовка перед наступлением пехотных частей и обеспечение наступления союзных армий под Верденом на фронте в 15 км за период с 13 по 26 августа 1917 г. потребовали расхода около 3 млн. 75-.мл и 1 млн. тяжелых снарядов общим весом около 120 000 т, что дало на I м фронта около 8 т снарядов, не считая мин.
Во вторую мировую войну расход боеприпасов возрос еще больше. Имело место исключительное массирование артиллерии в направлениях главного удара. Так, если в первую мировую войну при прорыве обороны противника число орудий на I км фронта не превыша-12
ло 160, то во время Великой Отечественной войны число орудий и миномётов 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 комплектов прочих боеприпасов.
Большой расход боеприпасов привел еще в первую мировую войну к тому, что для удовлетворения непредвиденного огромного спроса на-взрывчатые вещества пришлось вскоре после начала войны спешно разрабатывать и вводить на вооружение новые взрывчатые вещества. Из них основное значение приобрели) аммиачно-селитрен-пьге, представляющие собой смеси аммиачной селитры с тротилом, ксилилом и другими нитросоединениями, для изготовления которых имелась широкая сырьевая база основного их компонента — аммиачной селитры.
Этот класс взрывчатых веществ был впервые изучен в 80-х годах прошлого столетия И. М. Чельцовым, который в 1886 г. предложил для снаряжения мин и снарядов смесь из 72,5% аммиачной селитры и 27,5% пикрата аммония, названную им «громобоем». Позже, с организацией производства тротила, динитронафталина и др., стали производить аммиачно-селитренные ВВ, содержащие эти нитросоединения.
Бризантные взрывчатые вещества в СССР. В дореволюционной России производство бризантных ВВ было отсталым. Некоторые заводы взрывчатых веществ до первой мировой войны были в руках иностранцев. Естественно, что они не заботились о развитии технологии производства, а преследовали цели наживы.
Поэтому во время первой мировой войны пришлось ввезти значительное количество взрывчатых веществ ио-за границы. Большое значение имело предложение А. А. Солонина снаряжать снаряды аммотолом—смесью тротила с аммиачной селитрой, а ручные гранаты — аммоналом — смесью аммиачной селитры с алюминием и ксилилом.
В первый период применения бризантных взрывчатых веществ снаряжение ими боеприпасов (кроме пироксилина) вели заливкой расплавленным веществом. Введение порошкообразных аммиачно-селитренных взрывчатых веществ привело к разработке новых методов снаряжения, которые, однако, оставались весьма несовершенными в течение всей войны. После первой мировой войны методы снаряжения порошкообразными взрывчатыми веществами были усовершенствованы. Тем не менее наряду с новыми методами снаряжения значительное применение находил и старый метод заливки.
Из числа ученых и специалистов, оказавших решающее влияние па развитие у нас сн ар яжа тельного дела, следует прежде всего отметить заслуги пионера русского снаряжательного дела С. В. Панпуш-ко; во время первой мировой войны Е. Г. Гронов разработал аммо-тольное снаряжение,
В советское время Н. Т. Зверев ввел дальнейшие усовершенствования в тротиловое снаряжение. Крупнейший вклад внес Н. Т. Зверев
13
в технику снаряжения боеприпасов разработанным им в 1929— 1931 гг. способом шнекования. С помощью этого способа во время Великой Отечественной войны была разрешена проблема использования аммиачно-селитренных ВВ для снаряжения боеприпасов.
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. Поражающее действие такого снаряда должно было иметь место за броневой плитой, т. с. внутри танка. При необходимой скорострельности такой снаряд изготовляли в первый период только малокалиберным. Отсюда вытекало требование большой мощности взрывчатого вещества.
Поэтому после первой мировой войны было усилено изыскание и изучение мощных взрывчатых веществ. В качестве таковых нашли применение тэн и гексоген.
Появление таких быстродвижущихся целей, как танки и самолеты, потребовало возможности наблюдения за траекторией пули или малокалиберного снаряда, чтобы вести по этим целям прицельный огонь. Поставленная войсками задача была решена применением трассеров.
Дальнейшее развитие боеприпасов к противотанковым орудиям привело в период второй мировой войны к применению кумулятивных снарядов. Явление кумуляции было впервые обнаружено в 1864 г. М. М. Боресковым. В период Великой Отечественной войны советские ученые и артиллеристы создали теорию этого явления и разработали различные типы кумулятивных боеприпасов.
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, не появилось ни в одной из воевавших стран.
Работа заводов и научных лабораторий была, по-видимому, 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 н инициирования. В течение длительного периода из пушек стреляли ядрами, и только начиная е конца XVII и начала XVIII вв. появились разрывные шаровые снаряды, снаряженные порохом и снабженные деревянной дистанционной трубкой, набитой порохом.
Перевооружение артиллерии нарезными орудиями привело к разработке новых типов снарядов (цилиндрических) с ударными и дистанционными трубками с капсюлями-воспламенителями .
Для возбуждения детонации снарядов с бризантными взрывчатыми веществами был применен гремучертутный капсюль-детонатор. В 1900 г. были предложены комбинированные капскщи-детснаторы, в которых до % гремучей ртути было заменено тротилом или тетри-14
ом что обезопасило изготовление и применение капсюлей-детонаторов и увеличило их инициирующую способность.
В 1906 г. было предложено применить азид 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 и гексогеном.
В совершенствовании азидных капсюлей-детонаторов большое значение имели работы А. А. Солонины, который подробно изучил способы получения и свойства азида и тринитроцезорнината свинца и разработал способы их применения в капсюлях-детонаторах.
С. П. Вуколов и Р. В. Мусселиус еще во время первой мировой войны разработали несколько образцов азидных капсюлей-детонаторов для взрывателей к морским снарядам. В развитии капсюлей большую роль сыграли работы наших талантливых конструкторов Е. Г. Гронова, А. А. Дзержковича, В. И. Рдултовского, А. К. Юрве-линаи др.
Работы советских специалистов-капсюлыциков имели большое значение во время Великой Отечественной войны.
Развитие пиротехники. Выше было отмечено, что огонь примени-1 ли как боевое средство еще в глубокой древности и что за несколько веков до нашей эры китайцы применяли зажигательные составы.
Длительное время в России развитие пиротехники шло главным образом в направлении фейерверочных составов. С начала XIX в. русские ученые стали изучать составы военного назначения.
Много сделал для развития отечественной пиротехники К- И. Константинов (1819—1871), выполнивший большое число исследований, сконструировавший несколько ракет и поставивший их производство во время Крымской войны 1853—1854 гг. Видную роль в дальнейшем развитии пиротехники сыграли работы В. Н. Чиколева и Ф. Ф. Матю-кевича; вместе с другими учеными они заложили в середине прошлого века научные основы пиротехники. Работы этих ученых были продолжены П. С. Цытовичем (1883—1894) и Ф. В. Степановым (1821 — 1909).
Особо надо отметить значение для пиротехники работ выдающегося русского физико-химика Н. Н. Бекетова, открывшего в 60-х годах прошлого века реакцию алюминотермии. Замечательные исследования Н. Н. Бекетова привели к созданию новой отрасли металлур-' гни и нового вида весьма' эффективных зажигательных составов — термитов и малогазовых или безгазовых термитообразных смесей.
Видная роль в развитии пиротехнических средств до 1914 г. и во время первой мировой войны принадлежит Ершову, Санникову, Горбову, Погребнякову и др.
Бомбардировочная авиация и реактивные снаряды. 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 оказалась неэффективной и СЛИШКОМ дорогой.
15
Задача обстрела глубокого тыла противника была разрешена во время второй мировой войны применением бомбардировочной авиации. К концу войны появились дальнобойные управляемые реактивные снаряды, с помощью которых по-новому были разрешены вопросы сверхдальней стрельбы. Кроме того, реактивные снаряды приобрели большое значение как средство поражения живой силы противника, танков, самолетов и других целей.
Атомное оружие. 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.
Задача получения сверхмощного Взрывчатого вещества смогла быть разрешена только спустя примерно четверть века средствами современной ядерной физики. Об энергетических возможностях последней можно легко судить по данным о распаде урана, при котором освобождается свыше 18 млрд. ккал]кг. При взрывном распаде урана развивается температура порядка 10 млн. градусов (при взрыве взрывчатых веществ максимальная температура равна примерно 4000°). Открытие цепной реакции радиоактивного распада урана позволило к концу второй мировой войны создать оружие огромной мощности — атомную бомбу. Позднее были открыты еще более мощные источники энергии — термоядерные реакции, на основе которых создана водородная бомба.
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 пего новых идей, то позже, начиная с определенной стадии, оказывалась наиболее плодотворной коллективная работа. Именно такая работа наших ученых и инженеров, воодушевляемая советским патриотизмом, в сильнейшей мере способствовала выдающимся успехам советской науки и техники.
Советские ученые успешно продолжали работы своих талантливых предшественников, они внесли большой вклад в разработку широкого круга вопросов теории, производства и применения в боеприпасах взрывчатых веществ и порохов, что помогло обеспечить Вооруженные силы СССР во время Великой Отечественной войны всеми видами боеприпасов высокого качества и в потребных количествах.
РАЗДЕЛ I
ТЕОРИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
ГЛАВА I
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЗРЫВЕ
1. Определения. Взрывом называют очень быстрое проявление ме. канической работы, вызываемое внезапным расширением газов или паров. Причины внезапного расширения газов или паров могут быть различны. Укажем некоторые из них.
а)	Внезапное изменение физического состояния системы, например, разрыв сосуда со сжатым газом. При расширении газа совершается работа разрыва оболочки сосуда, сообщения скорости осколкам и разрушения или повреждения окружающих предметов. Взрывы, вызванные подобными физическими процессами, носят название физических взрывов.
б)	Быстрая химическая реакция с образованием газообразных или парообразных продуктов, сопровождающаяся выделением теплоты; примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу.
Взрывы, вызванные быстрой химической реакцией, носят название химических взрывов. Химическую реакцию, сопровождающуюся или способную сопровождаться взрывом, называют взрывчатым превращением.
Вещества, способные к взрывчатым превращениям, называют взрывчатыми веществами (сокращенно ВВ).
в)	Быстро протекающие ядерные или термоядерные реакции (реакции деления или соединения атомных ядер), при которых освобождается громадное количество теплоты. Продукты реакции, оболочка атомной или водородной бомбы и некоторое количество окружающей бомбу среды мгновенно превращаются в нагретые до очень высокой температуры газы, обладающие соответственно высоким давлением. Явление сопровождается громадной механической работой.
Взрывы, протекающие в результате таких реакций, носят название атомных взрывов.
2	186	U
Мы рассматриваем в этой книге только химические взрывы и соответствующие взрывчатые вещества.
2. Условия, определяющие возможность химического взрыва. Возможность химического взрыва определяется четырьмя условиями: экзотермичностью химической реакции, наличием газов или паров в продуктах реакции, большой скоростью химической реакции и способностью ее к самораспространению.
а)	Экзотермичность реакции. Для совершения при взрыве механической работы необходимо затратить эквивалентное количество энергии. При взрыве источником энергии является теплота химической реакции. Если для химического превращения вещества требуется приток энергии извне (эндотермическая реакция), то такое превращение не может сопровождаться взрывом. Взрывчатыми могут быть только такие вещества, при химическом превращении которых выделяется теплота.
б)	Наличие газообразных веществ в продуктах химического превращения. Как во всякой тепловой машине, при взрыве для превращения теплоты химической реакции в механическую работу необходимо рабочее тело—газы или пары; при отсутствии газов или паров такое превращение невозможно, а следовательно, невозможно и явление взрыва.
в)	Большая скорость химической реакции. Это условие, очевидно, связано с первыми двумя: экзотермичность реакции должна обеспечить быстрый подъем температуры, а наличие в продуктах реакции газов или паров требует завершения реакции раньше, чем последние начнут расширяться и разбрасывать непрореагировавшие частицы вещества.
г)	Способность реакции к самораспространению. Взрывчатое превращение обычно возникает на ограниченном участке вещества под влиянием внешнего импульса; оно возможно в том случае, если начавшаяся химическая реакция распространяется по веществу самопроизвольно. Это условие связано в известной мере с первыми тремя.
§ 2, ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
I.	Сравнение энергии взрывчатых веществ с энергией топлива. Общее количество энергии, выделяющееся при взрыве ВВ, меньше теплоты сгорания равного по весу количества смеси обычных горючих веществ с кислородом, как это видно из таблиц I и 2.
	Таблица I	Таблица 2
Взрывчатое	Теплота	Теплота сгорания смесей горючих
вещество	в ккал/кг	С газообразным кислородом
		1 Теплота
		Горючее	сгорания
Дымный порох	665	1 в ккал {кг
Тротил	950	
Пироксилин	1025	Углерод	2140 Бензол	2330
Нптроглицсрц[[	1500	Водород	3230
18
Другая картина получается при сравнении тех же величин, отнесенных не к единице веса, а к единице объема (табл, 3 и 4).
Таблица 3	
Взрывчатое вещество	Теплота взрыва в ккал 1л
Дымный порох	800
Тротил	1460
Пироксилин	1330
Нитроглицерин	2400
Таблица 4‘
Теплота сгорания смесей горючих с газообразным кислородом
Горючее	Теплота сгорания в ккал/л
Углерод	4,2
Бензол	4,4
Водород	1,7
Из сравнения таблиц 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 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.
2.	Зависимость мощности, развиваемой при взрыве, от скорости выделения энергии. Помимо высокой объемной концентрации энергии, для ВВ характерна большая скорость ее выделения.
Продолжительность взрывчатого превращения для различных зарядов ВВ составляет от нескольких сотых до стотысячных и миллионных долей секунды. Этим определяется большая мощность, развивающаяся при взрыве, Покажем это на примере тротила.
При взрыве I кг тротила выделяется 950 ккал. Принимая ввиду кратковременности процесса расширение продуктов взрыва адиабатным и считая коэффициент полезного действия равным 10%, найдем. что механическая работа, которая может быть произведена продуктами взрыва I кг тротила; равна 0,1 • 9501 427 = 41 000 кГм (127 кГм/ккал — механический эквивалент теплоты). При некоторых допущениях относительно формы и плотности заряда можно оценить продолжительность взрыва примерно в одну стотысячную долю секунды. Отсюда найдем мощность, реализуемую при взрыве 1 кг тротила (учитывая, что 102 кГм!сек равны 1 кет}-.
41 000	._ п
---г-— =40,2 млн. кет, 10~J-102
Известно, что не существует машины, способной развить такую колоссальную мощность. Этот пример показывает, что большая мощность взрывчатых веществ обусловлена не столько большим запасом 'путренней энергии, сколько чрезвычайно малой продолжительностью взрыва.
2’
19
3.	Классификация и общая характеристика явлений взрывчатого превращения. Химическое превращение, возникшее в каком-либо участке взрывчатого вещества, распространяется по последнему. При этом характерно наличие фронта превращения, т. е. узкой зоны интенсивной химической реакции, отделяющей в каждый момент продукты реакции от непрореагировавшего еще исходного ВВ. Расстояние, на которое перемещается фронт реакции в единицу времени, равное толщине слоя ВВ, претерпевшего взрывчатое превращение в единицу времени, характеризует скорость распространения взрывчатого превращения.
Самораспрострапяющееся химическое превращение ВВ может Происходить по двум различным механизмам.
А. Энергия, выделившаяся в зоне реакции, передается от горячих продуктов к ближайшим слоям исходного ВВ в форме тепла за счет процессов теплопередачи; температура вещества в этих слоях повышается и в них возникает реакция. В этом случае химическое превращение распространяется при атмосферном давлении со скоростью порядка миллиметров в секунду и скорость распространения сильно зависит от давления, под которым протекает процесс. Такое превращение называют горением.
Когда горение происходит в незамкнутом пространстве, оно не сопровождается ни характерным звуковым эффектом, ни механической работой. В замкнутом же пространстве, например, в зарядной каморе орудия, процесс происходит энергичнее: быстро поднимается давление, в связи с чем увеличивается скорость горения; под действием высокого давления происходит быстрое перемещение снаряда или пули, т. е. выстрел, сопровождаемый резким звуковым эффектом. Действие, состоящее в сообщении скорости предмету путем выбрасывания без его разрушения (раскалывания, дробления), называют метательным действием.
При горении дымного пороха в шпуре с забойкой 1 также имеет место повышение давления и соответственно увеличение скорости горения, в результате чего возникает разрушение окружающей среды, например, камня, горной породы и т. д. и перемещение разрушенных частей — происходит взрыв.
Для горения в замкнутом объеме, например, в зарядной каморе орудия или в шпуре, характерно более или менее быстрое, но не резкое нарастание давления газов до значений порядка нескольких тысяч атмосфер.
Б. Второй механизм распространения химического превращения взрывчатого вещества состоит в передаче энергии от слоя к слою волною сжатия (точнее говоря, ударной волной, с которой познакомимся ниже). В этом случае химическое Превращение распространяется по веществу со скоростью порядка тысяч метров в секунду, причем в отличие от горения скорость распространения не зависит
1 Терминам «шпур» обозначают искусственное цилиндрическое углубление в горной породе диаметром до 75 лиг и глубиной до 5 м. Шпур служит при взрывных работах для помещения в нем заряда ВВ. Свободная часть шнура над зарядом забивается инертным материалом, называемым забойкой.
20
от внешнего давления, под которым протекает химическое превращение.
Такое химическое превращение называют детонацией.
Детонация характеризуется резким скачком давления в месте взрывчатого превращения до 200—300 тысяч атмосфер и очень резким дробящим действием на окружающую среду.
Определив термины «горение» и «детонация» как характеристики механизма взрывчатого превращения, мы применяем термин «взрыв» как характеристику внешнего проявления взрывчатого превращения, выражающегося в очень быстро протекающей механической работе.
4.	Классификация взрывчатых веществ Г Все взрывчатые вещества, применяемые или применявшиеся в практике, можно разделить на следующие группы:
Группа 1 — метательные ВВ, или пороха.
Группа II — бризантные или дробящие (вторичные) взрывчатые вещества.
Группа III — инициирующие (первичные) взрывчатые вещества.
Группа IV—многие пиротехнические составы, которые удовлетворяют условиям, определяющим возможность химического взрыва; они, как правило, не предназначены для производства взрывов.
Основным признаком разделения ВВ на группы является характерный для каждой из них режим взрывчатого превращения (горение или детонация) и условия его возбуждения.
Группа I. Метательные ВВ, или пороха. Для веществ этой группы характерным видом взрывчатого превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела; эти вещества пригодны для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия и для сообщения движения реактивным снарядам.
По физической структуре пороха можно разделить на два класса:
1-й класс. Механические смеси. К этому классу относят содержащий калиевую селитру дымный, или черный, порох и различные смеси такого же типа с другими твердыми окислителями, например, смеси с натриевой селитрой.
2-й класс, Коллоидные пороха. Основой большинства видов коллоидных порохов является пироксилин, желатинированный тем или иным растворителем. В зависимости от природы растворителя коллоидные пороха делят на две категории:
I) пироксилиновые пороха, изготовляемые с применением летучего растворителя, в значительной мере удаляемого из пороха в последующих фазах производства;
2) пороха на труднолетучем или нелетучем растворителе, полностью остающемся в порохе.
Группа II. Бризантные или дробящие (вторичные) взрывчатые вещества. Для веществ этой группы
1 Изложенная здесь классификация включает лишь практически применяемое взрывчатые вещества. Поэтому в нее не входят такие взрывчатые вещества, как газообразные смеси, сверхчувствительные вещества и т. д,
21
характерным видом взрывчатого превращения является детонация; они способны также и гореть, но при повышении давления горение становится неустойчивым и может при некоторых условиях перейти в детонацию. Дробящие В В применяют для снаряжения снарядов и других видов боеприпасов и для взрывных ' работ. Вещества этой группы называют вторичными потому, что взрывчатое превращение их трудно возбудить простыми видами внешнего воздействия (пламя, трение, удар, накол и т. п.). Детонацию вторичных ВВ вызывают с помощью инициирующих взрывчатых веществ (см. ниже).
По химической природе и составу наиболее распространенные бризантные ВВ можно разделить на следующие классы:
1-й класс. Азотнокислые эфиры (нитраты) спиртов или углеводов.
Сюда относят, например, следующие вещества:
1. Азотнокислые эфиры углеводов; главным представителем этих ВВ является пироксилин или нитроцеллюлоза г.
2. Азотнокислые эфиры спиртов. Характерными представителями являются:
а)	глицеринтринитрат, или нитроглицерин, С3Н5(ОбЮ2)з, применяемый для производства порохов и динамитов;
б)	днэтиленгликольдинитрат, или нитродигликоль, (СН2)4 (ONO2)2, применяемый для производства* 1 каллоидных порохов;
в)	пентаэритриттстранитрат, или тэн, C(CH2ONO2)4, применяемый для снаряжения противотанковых снарядов, детонаторов, капсюлей-детонаторов, детонирующего шпура и др.
2-	й класс. Нитросоединения. Они представляют собой важнейший класс бризантных ВВ. К ним относятся.-
а) тринитротолуол, или тротил, С6Н2(СН3) (NO2)3;
6} тринитроксилол, или ксилил, СеН(СНз)2(?Ю2)з;
в)	динитробепзол CeH4(NO2)2;
г)	дпннтронафталин Ci0He(NO2)2;
д)	пикриновая кислота СбН2ОН (NO2}3;
е)	пикрат аммония C6H2(ONH4) (NO2)3;
ж)	триийтрофенилметилнигтроамин, или тетрил, C6H2(NO2hN^NO;;
з)	диклотриметилецтринитроамин, или гексоген, C3HeN3(NO2)3.
Значительное применение приобрели сплавы нитросоединений, например, тротила с дишгтронафталином, гексогеном или ксилилом и>
1 В литературе применяют два различных термина для аналогичных понятий: «подрывные» работы — военного назначения и «взрывные» работы—промышленного назначения для народнохозяйственных целей.
В данной книге в соответствии с рекомендациями Комитета технической терминологии АН СССР применяется во всех случаях второй из указанных терминов.
Е Азотнокислые эфиры или нитраты углеводов и спиртов по причинам, связанным с историческим развитием представлений об их строении, называют неправильно «нитроцеллюлозой» .«нитроглицерином» и т. д. вместо «нитрат целлюлозы», «глицернцтринитрат» и т. д., ,ю неправильные с точки зрения строения этих соединений названия сохранялись по настоящее время в научной к технической литературе.
22
механические смеси некоторых нитросоединений или их сплавов с порошкообразным алюминием или другими веществами.
3-й класс. Взрывчатые смеси, представляющие собой смеси оки-слнтеля с взрывчатым веществом и горючим. Сюда относят:
1)	аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, содержащие в качестве окислителя аммиачную селитру; например, аммотолы 80/20, 00/40, 50/50, 40/60 (числитель дроби показывает содержание аммиачной селитры, знаменатель — содержание тротила); зернений динафта лит—особым способом обработанная смесь 88% аммиачной селитры и 12% динитронафталина и др.;
2)	взрывчатые смеси на основе жидких азотнокислых эфиров (нитроглицериновые взрывчатые вещества). Большей частью азот-нокислый эфир входит в виде желатины (динамиты), но известны и составы, содержащие небольшие количества нежелатинированного нитроглицерина. Кроме нитратов спиртов, в состав смесей входят окислители (азотнокислые соли) и горючие вещества;
3)	хлоратные и перхлоратные ВВ, содержащие в качестве окислителей соли хлорноватой или хлорной кислот (хлораты или перхлораты) ;
4)	взрывчатые смеси на основе жидких окислителей, к которым относят оксиликвиты и смеси на основе двуокиси азота или концентрированной азотной кислоты.
Оксиликвиты представляют собой патроны из горючего компонента-поглотителя, пропитанные жидким кислородом.
Группа 111. Инициирующие (первичные) взрывчатые вещества. Инициирующие взрывчатые вещества характеризуются тем, что они легко взрываются от простых видов внешнего воздействия: пламени, накола, трения, и способны вызвать детонацию бризантных взрывчатых веществ. Горение инициирующих ВВ неустойчиво даже при атмосферном давлении, и при поджигании их практически мгновенно возникает детонация,- подобно бризантным ВВ они производят при Детонации дробящее и пробивное действие па близлежащие предметы.
Важнейшими представителями инициирующих веществ являются:
1)	гремучая ртуть Hg(ONC)a — ртутная соль гремучей кислоты CNOH;
2)	азид свинца Pb(N3)2— свинцовая соль азотисто-водородной кпедготы HN3;
3)	тринитрорезорцинат свинца, или ТНРС, CeH(OjPb) (ЫС^зНаО;
4)	тетразен C2HaONI0.
ГЛАВА 11
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И НАЧАЛЬНЫЙ импульс
§ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Для того чтобы взрыв начался, необходимо произвести на взрывчатое вещество внешнее воздействие, сообщить ему некоторое количество энергии. Это внешнее воздействие носит название начального импульса.
23
Способность претерпевать взрывчатое превращение под влиянием: того или иного внешнего воздействия называют чувствительностью взрывчатого вещества.
Минимальное количество энергии начального импульса, достаточное для возбуждения взрывчатого превращения, служит мерой чувствительности взрывчатого вещества к начальному импульсу данного вида.
§ 2. О ПРИРОДЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Прежде считали ВВ неустойчивыми системами. Образно сравнивали молекулу ВВ с конусом, стоящим на вершине, для которого достаточно ничтожного толчка, чтобы вывести его из равновесия. Еще лучше казалось сравнение ВВ с «батавскими слезками», которые получают при вливании расплавленного стекла в холодную воду. В таких слезках образуются сильные внутренние напряжения, вследствие чего они превращаются в пыль, если их слегка царапнуть чем-либо твердым. Однако если такое образное сравнение допустимо в случае высокочувствительных вешеств (иодистый азот и др.), не имеющих никакого практического применения, и если оно более или менее допустимо для некоторых инициирующих ВВ, то для бризантных ВВ и порохов, а также многих инициирующих ВВ оно неприемлемо.
Рассмотрим этот вопрос с точки зрения представлений об условиях химического взаимодействия и устойчивости молекул.
Для взаимодействия между двумя разными молекулами химических соединений, очевидно, необходимо их столкновение. Это — условие необходимое, но не достаточное. Число столкновений, как показывает опыт, 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 молекулы, обладающие запасом энергии, величина которого должна быть не меньше определенного предела. Реакционная способность молекулы возрастает с увеличением запаса ее энергии.
То минимальное количество энергии, которое надо сообщить молекулам для того, чтобы могла возникнуть реакция 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 АВ и CD, состоящих ив атомов А, В, С м D. Пусть сродство Л к Си В к D больше, чем А к В и С к D. Для того чтобы произошла перегруппировка (реакция): AB + CD=AC + BDt надо прежде всего уничтожить или заметно ослабить связь между Л и В и между С и D. Пусть для этого требуется затратить энергию Е. При столкновении молекул, обладающих избыточным запасом энергии Е, произойдет разрыв связей, 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.
24
Что при этом произойдет с другими молекулами вещества? Здесь возможны три случая.
1-й случай. Пусть начальное состояние реагирующих молекул (фиг. 1, а) характеризуется точкой Л. Для перевода системы в активное состояние L надо затратить количество теплоты, равное энергии активации Е; пусть, наконец, конечное состояние (продукты реакции) характеризуется точкой Af г. По оси ординат на1 схеме отложен запас энергии системы в соответствующем состоянии.
Из схемы видно, что в результате реакции освободится только часть сообщенной молекуле энергии активации и поглотится количество теплоты Qi. Реакция эндотермическая и поэтому данная система невзрывчата.
2-й случай. Пусть система характеризуется теми же состояниями — начальным К и промежуточным L, ио конечное состояние
Фиг. 1. Изменение энергии системы при химической реакции (схема).
другое — Mz. Из фиг. 1, б видно, что при этой реакции выделится не только вся сообщенная системе энергия активации Е, но и сверх того теплота реакции Q^; при переходе освободившейся энергии (E + Q2) к соседним непрореагировавшим молекулам некоторые из них сделаются реакционноспособными.
Энергия активации многих взрывчатых веществ колеблется в пределах 30—60 ккал/моль, а теплота взрывчатого превращения 200—300 ккал/моль. Следовательно, количество теплоты, освобождающееся при химическом превращении нескольких молекул взрывчатого вещества, достаточно для сообщения энергии активации новому и притом большему числу молекул этого вещества. Ясно, что Реакция такого типа способны к самораспространению, а соответствующие системы — взрывчаты.
3-й случай. Пусть система характеризуется теми же состояниями — начальным К и промежуточным Е и конечным состоянием — М3>
Из фиг. l.e видно, что при этой реакции выделится сверх энергии активации Е лишь небольшое количество теплоты Qj. Этого количества может оказаться недостаточно для активирования новых молекул, и реакция, несмотря на ее экзоте рмичность, не будет саморас-пространяющейся, а система, следовательно, не будет, взрывчатой.
2&-
Рассмотренные случав показывают, что нельзя объяснить чувствительность ВВ неустойчивостью их молекул.
Молекула вещества может быть относительно мало устойчива, но если при ее химическом превращении не выделится теплота или выделится количество теплоты, недостаточное для активирования нескольких новых молекул, то реакция не распространится и взрыва! ие произойдет. В другом случае молекула может быть устойчивой, но если при ее химическом превращении выделяется количество энергии, достаточное для активирования нескольких соседних молекул, го реакция является самораспространяющейся и произойдет взрыв.
Мерой устойчивости молекулы может служить количество энергии, необходимое для ее разложения, т. е. энергия активации!. Энергия активации многих взрывчатых веществ значительна и доходит в некоторых случаях до 60 кк.ал/моль-г известны лишь некоторые взрывчатые вещества, энергия активации которых составляет только 25 ккал!молъ и даже меньше. В то же время для всех типичных ВВ теплота реакции взрывчатого превращения значительно превышает энергию активации.
§ 3.	ВИДЫ НАЧАЛЬНОГО ИМПУЛЬСА
В качестве начального импульса могут служить различные формы энергии, например:
I)	тепловая — нагрев, луч пламени;
2)	механическая — удар, прострел пулей, трение, накол;
3)	энергия взрыва другого взрывчатого вещества.
I. Тепловой импульс. Основные сведения о термическом распаде ВВ. Подсобно невзрывчатым химическим системам ВВ способны претерпевать медленное разложение, которое в отличие от горения или детонации протекает не в узком фронте реакции, а во всей массе вещества. Для обычных ВВ скорость такого разложения при нормальной температуре неуловимо мала, по быстро растет с температурой. Большинство ВВ при повышенной температуре (ниже температуры вспышки — см. стр. 28) претерпевает медленный распад, скорость которого подчиняется закону мономолекулярной реакции.
А(а-х),	(1)
где V — скорость реакции;
а— начальная концентрация вещества;
х — количество вещества, претерпевшего распад к данному моменту;
о—х — концентрация вещества в данный момент.
Коэффициент k. называемый константой скорости реакции, зависит от температуры и энергии активации.
Во многих случаях термического разложения ВВ продукты реакции (азотная кислота, окислы азота; и др.) действуют как катализаторы и резко ускоряют распад. Такое ускорение реакции ее продукте
•гами называют автокатализом. В уравнение, определяющее скорость пеакпии, надо в этом случае ввести еще один член, характеризующий влияние катализатора:
1/= — = Л(а-х) + йкат(а-л)х"1	(2)
гче п—порядок реакции, идущей с участием катализатора.
На фиг. 2 показан характер изменения скорости реакции в зависимости от продолжительности процесса. Кривая I показывает чистый мономолекулярный распад (при отсутствии каталитического действия продуктов реакции), ско-
росгь сто уменьшается вследствие уменьшения количества вещества.
Кривая II показывает процесс при наличии автокатализа: вначале реакция идет по мономолекулярному закону. затем, по мере накопления продуктов распада, действующих каталитически, процесс ускоряется, а в дальнейшем, в связи с израсходованием реагирующего (исходного) вещества, скорость вновь уменьшается.
Кривая III, снятая при температуре Т£>Т^, лежит выше кривой II, так
Фиг, 2. Схема изменения скорости реакции разложения ВВ со временем при разных начальных температурах.
как скорость реакции растет с увеличением температуры ВВ. Кривые IV, V и VI сняты при повышающихся температурах (7’3<7’4<ТГ,<Г6). Особый характер этих кривых сравнительно с кривыми II и III объясняется тем, что в некоторый момент времени скорость разложения и соот
ветственно выделения теплоты реакции достигает значений, при
которых теплоприход превышает теплорасход (за счет теплопроводности, испарения и Других возможных процессов), и изотермичность процесса нарушается. Если к этому моменту осталось достаточное количество исходного вещества, то температура его начнет повышаться, что приведет к дальнейшему ускорению реакции, заканчивающейся вспышкой (явлением, сопровождающимся звуковым эффектом и пламенем). При более высоких температурах скорость процесса достигает критического значения, естественно, в более короткие промежутки времени, как это видно на фиг. 2: ряду I'j>Ts>T4 соответствует ряд тг>т2>тг. При дальнейшем повышении температуры Т промежутки времени т. называемые периодом задержки взрыва, будут уменьшаться. Можно представить себе такую температуру Т7, при которой начальная скорость процесса равна критическому значению, т. е. нарушение изотермичности и соответственно возникновение вспышки произойдет при неизмеримо малом Значении периода задержки. Разумеется, то же должно иметь место при любой температуре, большей, чем Гт-
27
ствующих каталитически,
Фиг. 3, Прибор для определения температуры вспышки, /—металлическая баня с алек-Тропологревом, 2—пробирка с на.
веской ВВ, J—термометр,
Та минимальная температура, при которой изотермичность нарушается, т. е. теплоприход становится больше теплоотвода и химическая реакция вследствие вызванного этим резкого ускорения принимает характер взрывчатого превращения, носит название тембра-туры вспышки.
Вспышка может иметь место и при относительно низких температурах. В этом случае время задержки зависит не только от температуры, но особое значение имеют примеси некоторых веществ, дей-например, минеральных кислот.
Нитроглицерин, например, в чистом виде (тщательно отмытый от кислот при его получении) может долгое время (месяцы, годы) храниться при температуре 4Г без каких-либо изменений. Но тот же нитроглицерин с добавкой 5% HNO3 при той же температуре 41° вспыхивает по прошествии 320 мин. Наблюдение за температурой вещества (с помощью термопары) показало, что она на протяжении почти всего опыта остается равной 4Г и лишь в последние минуты перед вспышкой начинает повышаться. Это указывает на то, что период задержки необходим не только для ускорения реакции путем саморазо-грева, но и для накопления продуктов реакции, ускоряющих ее течение.
2, Опытное определение температуры вспышки. Температуру вспышки ВВ практически определяют как наименьшую тем
пературу, до которой надо нагреть взрывчатое вещество для того, чтобы вызвать в нем химическое превращение со скоростью, достаточной для получения звукового эффекта и пламени.
Температура вспышки не является строго постоянной для каждого вещества, а зависит от ряда причин, в первую очередь от условий, определяющих соотношение между теплоприходом и теплоотводом, Чтобы получить сравнимые результаты, температуру вспышки определяют в строго определенных условиях Г
В специальной железной бане (фиг. 3) расплавляют легкоплавкий металлический сплав. По достижении заданной температуры, близкой к ожидаемой температуре вспышки, в баню погружают стеклянную или металлическую пробирку с навеской в 0,1 г (илр 0,05 г) испытуемого ВВ. Отмечают продолжительность выдержки до момента вспышки при этой температуре. Повторными опытами определяют с точностью до 5° минимальную температуру, ниже которой при выдержке в 5 мин. вспышки не наблюдаются.
Температуры вспышки важнейших ВВ приведены в табл. 5.
3.	Механический импульс. Действие механического импульса на взрывчатое вещество объясняется переходом кинетической энергии удара (трения) в теплоту, Однако при этом не происходит равномср-
* Для пиротехнических составов условия испытания определены ГОСТ 2040—43.
28
Таблица 5
Температура вспышки ВВ
Взрывчатое вещество	Температура вспышки в °C	Взрывчатое вещество	Температура ВСПЫШКИ в Х
Гремучая ртуть	175—180	Тетрил	195-200
Азид свинца	340	Пикриновая кислота	290-300
ТИРС	275	Тротил	290—295
Пироксилин	195	Аммониты	220-240
Нитроглицерин	200		
Тэн	215	Бездымные пороха	180—200
Гексоген	230	Дымный порох	290—310
пого нагревания всей массы взрывчатого вещества, а возникают мельчайшие местные участки разогрева, в которых температура поднимается до нескольких сот градусов. В этих очагах разогрева возникает взрывчатое превращение, которое на очень коротком начальном участке протекает в форме горения, но быстро ускоряется до взрыва.
По мнению английского ученого Боудена и его школы, очагами разогрева могут быть мельчайшие пузырьки воздуха, содержащиеся в ВВ (между его кристаллами). При ударе эти пузырьки быстро сжимаются и газ в них нагревается до значительной температуры, Нагретые пузырьки зажигают прилежащий к ним слой взрывчатого вещества, Точечные очаги разогрева могут, по Боудену, возникать также вследствие трения на поверхностях, между которыми находится ВВ, на частицах посторонних примесей, содержащихся в нем, и на самих кристаллах ВВ, Кроме того, по данным Н. А. Холево, разогрев возможен в результате вязкого течения ВВ, возникающего При ударе.
Вопрос о механизме возникновения разогрева при различных механических импульсах еще до конца не выяснен. Установлено, однако. что существенную роль играют не только напряжения, возникающие во взрывчатом веществе, но и перемещения вещества, при которых механическая энергия переходит в тепловую.
Существует много разновидностей механического импульса; из них наибольшее практическое значение имеют удар, Прострел пулей, трение и накол (для инициирующих ВВ).
Чувствительность ВВ к удару определяют испытанием на копр'е.
Испытание вторичных взрывчатых веществ производят на копре (фиг. 4), который состоит из Двух направляющих, закрепленных в вертикальном положении. Между направляющими свободно скользит стальной груз в 2; 5 или 10 кг. Верхняя часть груза снабжена головкой, зажимаемой между лапками пружинного выключателя. Последний может быть установлен на желаемой высоте, которую измеряют с помощью шкалы. Внизу на массивном фундаменте помещают массивное стальное основание копра; на основании устанавливают штемпельный приборчик (фиг. 5), в котором наковальней и бойком служат стальные ролики
29
(для подшипников) диаметром 10 мл. Навеску в 0,05 а испытуемого взрывчатого вещества равномерно распределяют между поверхностями наковальни и бойка роликового прибора.
Результаты определения чувствительности могут быть выражены тремя способами:
1. Проводят определенное число опытов при постоянной высоте падения и весе груза и определяют процент взрывов (отношение чис-
Фиг. 4. Копер для испытания вторичных ВВ.
Л—направляющие, 2—груз. 5— пружинный выключатель. 4— шкала, 5—приспособление для подъема груза. 6—трос с руч. кой для разжатия лапок выключателя, 7—бетонный фундамент, Я—стальная нако-ввльня, 5—штемпельный приборчик.
ла опытов, закончившихся взрывом, к числу всех проведенных опытов). Обычно применяют груз весом 10 кг, высоту падения 25 см, число испытаний не менее 25. Характеристики некоторых вторичных ВВ, полученные по этому методу, приведены в табл. 6.
2. Определяют минимальную высоту падения груза весом 2 кг, при которой происходит хотя бы один взрыв из определенного числа опытов. Этот критерий чувствительности установлен для промышленных ВВ '.
3. Чувствительность инициирующих ВВ характеризуют нижним и верхним пределами чувствительности, а именно:
а) максимальной высотой падения груза, при которой не
Фиг. 5. Штемпельный приборчик.
Л-* рол нк -йак о аал ьня, 2—ро-лнк-боек, 3—направляющая муфта, 4—наковальЕСя копрд.
получается ни одного взрыва из определенного числа опытов (нижний предел);
б) минимальной высотой падения того же груза, при которой получают 100% взрывов (верх-
нии предел).
Верхний предел служит условной мерой чувствительности (надежности действия) инициирующего
ВВ и изделий, содержащих его; нижний предел — мерой безопасности при обращении с инициирующим ВВ или изделиями.
Результаты испытаний, проведенных по этому способу, даны в табл. 7.
Испытание инициирующих ВВ производят на рычажном коире (фиг, 6), состоящем из плиты со стальной наковальней, измерительной дуги с делениями и
1 Подробное описание способа определения чувствительности к удару см, ГОСТ 4545—48 «Взрывчатые вещества. Метод определения чувствительности к удару».
30
Таблица б Чувствительность бризантных ВВ К удару		Таблица 7 Чувствительность инициирующих ВВ к удару			
Взрывчатое вещество	Процент взрывов	Взрывчатое	Груз	Пределы в см	
		вещество		нижний	верхний
					
Тротил	4—8				
Дммотолы	20—30	Гремучая ртуть	0,69	5,5	8,5
Пикриновая кислота Тетрил	24-32 50—60	Тетразен	0,69	7,0	12,5
Гексоген	70-80	Азид Свинца	0,98	7,0	23,0
Тэн Бездымный порох	100	ТНРС	1,43	14,0	25,0
	70-80				
рычага с грузом, вращающегося вокруг шарннра/Груз может быть закреплен на определенной высоте с помощью задержки с винтом.
Навеску ВВ в 0.02 г запрессрвывают в колпачок капсюля-воспламенителя, покрывают оловянной фольгой н помещают на наковальне копра. На колпачок с навеской устанавливают боек, по которому ударяет при падении груз от 0.5 до 1,8 кг.
Изучение чувствительности ВВ к удару привело к выводу, что взрывы и отказы распределяются статистически по закону случайных ошибок и что как нижний и верхний пределы, так и любая точка кривой чувствительности (см, фиг. 34 и ее описание на Стр. 119) являются результатом статистического разброса данных опыта.
Если бы при производстве опытов с одним и тем же ВВ при данном весе груза можно было соблюдать полную идентичность всех условий испытания — полное однообразие всех проб и характера удара, — то мы могли бы получить некоторую критическую высоту падения груза, ниже которой взрывы не наблюдались бы, а выше —число взрывов было бы равно 100%.
В действительности, однако, пробы отличаются от идеальной по форме, размерам, однородности и т, д., вследствие чего каждая проба имеет Свою собственную Критическую высоту, отличающуюся от идеальной в ту или другую сторону. Это значит, что одна часть проб при падении груза с критической высоты должна взрываться, а другая — давать отказы.
Если считать, что причины, приводящие к взрыву или отказу, равновероятны, то при достаточно большом числе ударов при критической высоте падения груза должно получаться равное количество взрывов и Отказов, т. е. по 50% от общего числа опытов. Следовательно, при условиях опыта критическая высота Падения груза соответствует 50% вероятности взрыва.
При изменении высоты падения груза на некоторую величину соответственно измеряется число взрывов или отказов по закону вероятности.
Чувствительность к прострелу пулей определяют стрельбой из винтовки по снаряженному испытуемым веществом объекту (например, ручной гранате, авиабомбе).
Чувствительность ВВ к трению определяют разными способами.. Наиболее распространен способ, основанный на растирании ВВ между двумя пуансонами, из которых один (верхний) вращается вокруг вертикальной оси со скоростью 20—150 об/мин. По
31
Фиг, 6. Копер для испытания инициирующих веществ.
/—плита» 2—стальная наиоаальня» J— измерительная дуга- 4—груз. 5—шарнир. б—рычаг. 7—винт для закрепления рычага.
этому способу чувствительность к трению характеризуют количест-1 вегшо весом груза, прижимающего пуансоны друг к другу, при кото-1 ром Происходит взрыв образца ВВ, и временем от начала опыта до! момента взрыва.	
Другой прибор для этого же определения, примененный Боуде-1 ном, показан на фиг. 7. Здесь тонкий слой ВВ, сжатый с определен-1 ной силой между роликом и пласти-1 ной, подвергается быстрому сдвигу; I когда пластина скользит при ударе по I ней грузом-маятником, падающим с | заданной высоты.	I
Чувствительность к н а- I колу инициирующих ВВ име- I ет большое значение для капсюльных ] изделий. Методы определении чув- I ствительности к наколу описаны в | главе IV.	1
4.	Чувствительность к детонации I другого ВВ. Чувствительность испытуемого вторичного взрывчатого вещества к детонации можно характеризовать весом минимального заряда инициирующего ВВ, обеспечивающего незатухающую детонацию испытуемого вещества в определенных условиях. Такой заряд называют '
предельным зарядом инициирующего ВВ по отношению к данному i вторичному ВВ (см. табл. 8).	]
Таблица 8
Чувствительность к детонации трех бризантных, ВВ, запрессованных в медную гильзу капсюля-детонатора при одинаковых давлениях
Взрывчатое вещество	Предельный заряд в г	
	гремучая ртуть	азид свинца
Тетрил	0,29	0,025
Пикриновая кислота	0,30	0,025
Тротил	0,36	0,09
Величина предельного заряда зависит от условий опыта — материала, размеров и формы оболочки, в которую запрессовано инициирующее ВВ, от плотности обоих зарядов —- инициирующего и вторичного ВВ, от величины кристаллов обоих ВВ и др.
Заряд инициирующего ВВ, служащий для возбуждения детонации бризантного ВВ, называют инициатором, а изделие, состоящее из
32
Фиг. 7. Прибор для определения чувствительности к трению,
/—нагрузочный винт, 5—стальной ролик, 5— взрывчатое вещество» 4—скользящей, пластинка» 5—маятниковый ударник.
гильзы с запрессованным в нее зарядом инициирующего ВВ, — кап-Сюлсм-детонатором. Некоторые заряды ВВ (например, литой тротил) це "детонируют от капсюля-детонатора; чтобы взорвать такие ВВ,
_IjMeK51 [от'капсюль-детонатор в соединении с дополнительным заря-том вторичного ВВ (например, тетрила), называемым промежуточным детонатором или просто де-тонатором,
5.	Детонация через влияние. При детонации заряда взрывчатого вещества второй заряд может взорваться не только при его расположении впритык к первому, но п тогда, когда он находится от него па некотором расстоянии. Такая передача детонации называется детонацией через влияние; первый заряд называют активным зарядом: второй, расположенный ца некотором расстоянии от первого, - - пассивным. Расстояние, на которое передается детонация, зависит от ряда факторов, из которых отметим главные:
а)	Бризантность, величина, расположение и форма активного заряда. Тэн -и гексоген передают детонацию на большее расстояние, чем менее бризантные тротил или пикриновая кислота; плотно спрессованное взрывчатое вещество передает детонацию дальше, чем то же вещество, но менее плотное; в направлении распро
странения детонации действие больше, чем в обратном или боковом 1см. стр. 86—87); дальность передачи детонации растет с увеличением веса активного заряда.
б)	Чувствительность ц детонации и плотность пассивного заряда. Вещества, более чувствительные к детонации, детонируют при большем расстоянии от активного заряда, чем менее чувствительные. Так так при увеличении плотности чувствительность к детонации, как правило, уменьшается, то при увеличении плотности пассивного за-РКда дальность передачи детонации через влияние также уменьшается. Вообще все факторы, изменяющие чувствительность пассивного заряда к детонации, изменяют дальность передачи детонации ясрез влияние.
в)	Общая оболочка. Дальность передачи увеличивается при ьмтючении зарядов в общую оболочку, например, в трубу.
г)	Характер среды, разделяющей заряды. Лучше всего детонация передается через воздух, хуже через воду, еще хуже через глину и 3	186	33
хуже всего — через сталь и порошкообразную среду, например рых лую землю, песок и т. д.
6. Передача детонации от патрона к патрону. При многих вида; взрывных работ взрывчатые вещества применяют в виде патронов из которых составляют заряды ’.
Очевидно, что при распространении детонации по заряду кажды! предыдущий патрон может рассматриваться как детонатор по отно шению к следующему патрону. Для обеспечения детонации всего за ряда необходимы достаточная инициирующая способность детонато ра и достаточная чувствительность к детонации следующего патрона При пониженных качествах В В (это относится главным образом I взрывчатым смесям) и изготовленных из него патронов детонация всего заряда может не произойти.
Для проверки надежности передачи детонации от патрона к патрону определяют максимальное расстояние между двумя патронами, при котором еще происходит передача детонации.
7, Действие на В В различных видов начального импульса. Простой начальный импульс. Описанные виды начального импульса, за исключением энергии другого взрывчатого вещества, носят название простого начального импульса. Сюда откосятся луч пламени, искра, удар,трение, накол и др.
Во многих случаях наблюдается отсутствие эквивалентности между различными видами начального импульса. Так, например, дымный порох более чувствителен к лучу огня, чем ароматические нитросо-единепия, но менее чувствителен к удару; азид свинца более чувствителен, чем трипитрорезорцинат свинца к механическим воздействиям, но менее чувствителен к тепловым.
§ 4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
1. Физическая структура и плотность заряда. Как правило, при увеличении давления прессования порошкообразного В В и соответ-
ственно его плотности чувствительность к удару и детонации уменьшается. Чувствительность к детонации литого вещества значительно меньше, чем того же, но прессованного вещества. Эти соотношения видны из табл. 9,
Влияние физической структуры на чувствительность к детонации наглядно видно у пироксилина и взрывчатых смесей с твердыми окислителями.
Прессованный пироксилин легко детонирует от капсюля-детонато ра; но сплошной зйряд из желатинированного пироксилина очей:
мало чувствителен к детонации. Равным образом трудно возбуди'
детонацию заряда, состоящего из крупных пороховых элементов — лент, трубок и т. д.; заряд из того же пороха, но надлежаще измель
ченного, легко детонирует от капсюля-детонатора.
* Зарядом называют количество ВВ, применяемое для производства одно! взрыва
34
Таблица 9
Рлияние физической структуры заряда иа чувствительность к детонации
	Тротил		Пикриновая кислота		
—— давление прессования в кГ1см'£	плотность в ?]см*	предельный заряд гре-, мучей ртути в г	давление прессования в	плотность в zjcM?	предельный заряд гремучей ртути в г
500	1,52—1,54	2	1500	1,58	0,4
3000	1,58—1,60	3	2900	1,68	0,68
Дитой	1,5-1,54	Неполный разрыв при 3 г гремучей ртути	Литая	1,58-1,60	3
При повышении плотности аммиачно-селитрейных ВВ их чувстви-					
дельность к детонации уменьшается; начиная с некоторой величины
плотности заряда чувствительность понижается настолько, что детонация может быть вызвана только мощным детонатором.
Своеобразное действие оказывает изменение плотности на некоторые инициирующие взрывчатые вещества, в частности, на гремучую ртуть: с ростом плотности чувствительность ее к лучу пламени увеличивается, достигая максимума при плотности, соответствующей давлению прессования 250—300 кГ!см2. При дальнейшем повышении плотности чувствительность постепенно снижается, и гремучая ртуть, запрессованная под давлением около 3000 кГ!см2, при поджигании сгорает, но не детонирует.
Аналогично изменяется чувствительность гремучей ртути и к наколу жалом, но оптимальная плотность, отвечающая наибольшей чувствительности к наколу, наблюдается при даалецни прессования 700—750 кГ[см\ а потеря чувствительности при давлении прессования — около 2000 кГ[см2. Увеличение давления прессования от 750 до 2000 кГ!см2 и выше уменьшает чувствительность гремучей ргути и к другим видам механического воздействия, например, к удару.
В то же время увеличение плотности не влияет на чувствительность гремучей ртути к детонации; запрессованная под давлением 3000 кГ[см2 и выше гремучая ртуть безотказно детонирует при инициировании ее, например, небольшим зарядом того же ВВ меньшей плотности.
Имеющиеся данные не позволяют пока установить единую, приходную для всех ВВ количественную характеристику влияния структуры вещества и плотности на чувствительность. Как более или менее общую качественную зависимость можно указать, что увеличение плотности и переход от пористой структуры к сплошной снижают чувствительность ВВ, хотя и не в одинаковой мере для разных видов начального импульса.
3*
35
В качестве вероятных причин этого явления можно указать следующее:
а)	с увеличением плотности одно и то же количество энергии начального импульса распределяется на большую массу вещества; менее-вероятной становится высокая концентрация энергии в отдельных точках;
б)	при увеличении плотности и переходе к сплошной структуре уменьшается возможность относительного перемещения Кристаллов и, следовательно, возникновения местных разогревов, приводящих к воспламенению и взрыву;
в)	с изменением плотности изменяется количество и величина воздушных пузырьков, что влияет на чувствительность;
г)	увеличение плотности и устранение пор затрудняют проникновение горячих продуктов горения между частицами ВВ, что влкясг на переход горения в детонацию (см. стр. 63) и затрудняет распространение детонации тю механизму «взрывного горения» (см. стр. 73).
2.	Форма и размеры кристаллов. Для некоторых взрывчатых веществ, например, азида свинца, Гремучей ртути и нитроглицерина, установлено заметное различие чувствительности различных кристаллографических модификаций. Так, стабильная форма иитро-Глошрииа (ромбическая) Значительно более чувствительна, чем лабильная форма (триклинная).
Азид свинка меже* быть получен в двух кристаллических формах — коротко-столбчатой и игольчатой. Обыкновенный азид свинца имеет кирснцсетолбчатую форму. Он менее чувствителен к удару и другим видам внешнего воздействия, чем кристаллы игольчатой формы. Образов a two крупных кристаллов игольчатой формы сопровождается щюгда самопроизвольными взрывами.
Для большинства ВВ чувствительность к механическим воздействиям возрастает при увеличении размеров кристаллов,
3.	Температура, С повышенпем темпера гуры увеличивается число актышщл молекул, соответственно уменьшайся количество энергии, необходимой для возбуждения взрывчатого превращения. Поэтому повышение температуры взрывчатого вещества увеличивает его чувствительность.
Нитроглицерин взрывается в определенных условиях,сели работа удара составляет и,2 к/ л,-Ди- при температуре 16J, 0,1	при
94°; при 182° взрывается уже от ничтожного толчка. Целлулоид при Обыкновенной температуре нечувствителен, а при 160—180° взрывается от удара,
4.	Примеси. Примеси влияют на чувствительность ВВ к механическим .воздействиям. Частицы с высокой температурой плавления, твердость которых больше твердости ВВ (например, песок, стекло, металлические порошки), повышают чувствительность к механическим воздействиям, Так, динитронафталин без примеси песка не взрывается при ударе па копре грузом в 2 кг, падающим с высоты 2 м; с добавкой 10% песка он дает частичные взрывы уже прд высоте 70 см. Чувствительность тротила к удару сильно возрастает уже
36
Таблица 10
Влияние примеси песка на чувствительность тротила к удару
Содержание песка в тротиле в %	Процент B3pi,ir;on при весе груза 1- кГ и высоте iiaaenioi 25 см
0,01-0,05	б
0,1 —0,15 ,	20
0,2 —0,25 \	29
Гри незначительных примесях песка (табл. 10). Причиной повышения чувствительности в этих случаях является местная концентрация энергии удара на острых краях твердых частиц примеси.
По данным Боудена, наряду с твердостью существенную роль играет та иже тем-поратура плавления частиц примеси. Примесь повышает чувствительность только в том случае, если температура се плавления выше некоторого минимума (400- -бОСЕ).
В противоположном направлении действуют примеси легкоплавких веществ, покрывающих кристаллы ВВ тонкой пленкой. Па нагрев
и расплавление этих примесей расходуется часть теплоты участков разогрева, возникших при механическом воздействии Eia ВВ; поэтому при наличии такой примеси работа удара, необходимая для возбуждения взрыва ВВ, больше, чем при ее отсутствии.
Вещества, которые в сравнительно небольших количествах заметно понижают чувствительность ВВ, называют флегматизатора-.и»; наоборот, вещества, повышающие эту чувствительность, называют сенсибилизаторами.
5.	Химические факторы. Наряду с описанными физическими факторами на чувствительность ВВ влияет также его химическое строение. Чувствительность азотнокислых эфиров спиртов и углеводов возрастает с увеличением числа нитратных групп в молекуле эфира.
В случае иитрососдиненця чувствительность к механическим воздействиям и к детонации тем выше, чем больше число цнтрогрупп в молекуле. Например, мононитрофенол не взрывается от двухграммового капсюля-детонатора, а для взрыва тркнитрофенола достаточно капсюля с 0.3 г гремучей р:утц_ В том же направлении увеличивается чувствительность к механическому и тепловому начальным импульсам.
ГЛАВА ill
СТОЙКОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
§ 1.	ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ ПРИ ХРАНЕНИИ
Рассмотрим на нескольких примерах явления, протекающие во-взрывчатых веществах при их хранении.
Очищенный тротил. При многолетнем хранении тротила в нормальных условиях не изменяются ни физические, ни химические его свойства. После многих лет хранения снаряд, снаряженный тротилом, пригоден для стрельбы, и не возникает сомнений от
37
носительно возможности его дальнейшего безопасного хранения. Тротил физически и химически стоек.
Неочищенный тротил. Тротил-сырец1 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 превращений в тротиле не наблюдается.
Неочищенный тротил представляет собой Вещество физически нестойкое, но стойкое химически.
Аммотол 80/20 при хранении увлажняется вследствие пигро-скопичности аммиачной селитры. В результате происходящих при хранении повторных процессов увлажнения и высушивания аммотол твердеет (слеживается), при соответствующих условиях могут измениться объем и форма заряда, но не происходит химических превращений, которые могли бы привести к самовоспламенению и взрыву.
Следовательно, аммотол физически нестоек, но стоек химически.
Гремучий студень (нитроглицерин, желатинированный небольшим количеством нитроклетчатки) может при хранении 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, которые могут в неблагоприятных условиях привести к самовоспламенению и взрыву.
Гремучий студень не только физически, но и химически нестоек.
Пироксилиновый порох также претерпевает при хранении ряд изменений: он теряет содержащийся в нем летучий растворитель, при этом изменяется структура пороха. Кроме того, в порохе, как и в гремучем студне, происходят химические превращения. Начавшееся разложение может привести к самовоспламенению пороха.
Следовательно, порох физически и химически нестоек.
§ 2.	ФИЗИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Приведенные примеры позволяют установить два вида стойкости — физическую и химическую.
Физической стойкостью называется способность ВВ сохранять свои физические свойства в практических условиях их хранения. Изменение этих свойств может иметь место либо в результате чисто физических процессов (испарение или поглощение влага и т. д.), либо физико-химических процессов (например, рекристаллизация, эксудация и т. д.).
1 Так называют тротил, полученный после нитрования толуола и отмывки продукта водой от кислот. Он содержит некоторое количество примесей диннтро-толуола и других веществ.
38
Химической стойкостью называется способность .ВВ не претерпевать при нормальных условиях хранения химических превращений, способных привести к самовоспламенению.
§ 3.	ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ХИМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Основными факторами, определяющими химическую стойкость взрывчатых веществ, являются химическое строение, присутствие примесей и условия хранения.
]. Химическое строение. Наименее стойкими из практически применяемых ВВ являются азотнокислые эфиры, в которых группа — \'О2 связана с атомом углерода через кислород. Весьма прочными являются нитросоединения, в которых нитрогруппа связана непосредственно с атомом углерода. Наиболее стойки^ азотнокислые зфпры значительно менее устойчивы, чем применяемые в технике нитросоединения.
Наблюдается следующая закономерность в изменении химической стойкости азотнокислых эфиров спиртов и углеводов:
а) стойкость полных азотнокислых эфиров многоатомных спиртов по мере увеличения атомности последних, вообще говоря, понижается, например, динитрогликоль более стоек, чем нитроглицерин;
б)низкоазотные эфиры целлюлозы более химически стойки, чем нысокоазотные.
2. Примесь катализаторов и стабилизаторов. Различные примеси могут значительно изменять химическую стойкость взрывчатых веществ.
Некоторые примеси играют роль катализаторов, ускоряющих процессы разложения ВВ. Наибольшее практическое значение из этой группы примесей имеют следы свободных кислот (точнее говоря, попы водорода).
При медленном разложении эфиров азотной кислоты образуются скислы азота NOa, NaO3, которые с влагой (содержащейся в ВВ, ь также выделяющейся при разложении) образуют азотистую и азотную кислоты. Постепенно увеличивается количество катализатора и соответственно ускоряется разложение.
Другие примеси (дифениламин, централит, анилин, ацетон и др.) -’цтко взаимодействуют с окислами азота с образованием химически стойких нитрозо- и нитросоединений. Таким образом, устраняется одна из наиболее значительных причин ускорения разложения ВВ. Примесь такого рода веществ увеличивает химическую стойкость ВВ.
Соединения, которые, будучи введены в состав взрывчатого вещества, увеличивают его химическую стойкость и соответственно срок его служебной пригодности, называют стабилизаторами. Процесс введения в ВВ стабилизатора или удаления примесей, катализирующих химическое разложение, называют стабилизацией.
3. Условия хранения взрывчатых веществ. Химическая стойкость сильно зависит от температуры, при которой хранятся взрывчатые вещества. Температура хранения в свою очередь зависит от климата
39
и от особых местных условий (например, хранение на кораблях, где температура при отсутствии искусственного охлаждения легко достигает 40°).. Чем выше температура, тем быстрее идут химические процессы разложения' в ВВ.
§ 4. ОПЫТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ
При обычных температурах процесс разложения ВВ идет чрезвычайно медленно, и очень трудно качественно или количественно оце-
Фиг. 8, Пробирка с ВВ, подго-товленная для
нить его скорость. Опытное определение стойкости ведут при повышенных температурах, когда скорость реакции разложения заметно повышается.
В основе методов определения химической стойкости лежит допущение, что если в одинаковых условиях испытания (повышенная температура) одно из двух ВВ оказалось менее стойким, чем другое, то первое будет менее стойким п при длительном хранении при обыкновенной температуре.
Ниже кратко описано несколько наиболее простых проб, применяемых для определения химической стойкости,
1, Проба Абеля. Эта проба основана на реакции взаимодействия окислов азота с водой и иодистым калием, при которой выделяется свободный иод, образующий с крахмалом окрашенное соединение.
Ход испытания1 (фиг, 8). Навеску испытуемого вещества помешают в пробирку, закрываемую пробкой. и которой по-
испытания по пробе Абеля,
/—стеклянная пробирка. 2—пробка со стеклянной па. лочкой, 3—нодо-крахмальнан бу. мажка. 4—нспы.
туеыое ВВ.
средством платинового или стеклянного крючка подвешена полоска иодокрахмальпоп бумажки. Бумажку до половины смачивают перед опытом водным раствором глицерина. Про-бирку вставляют в гнездо водяной бани, температуру которой поддерживают на определенном уровне (75° или другая установленная температура). За характеристику химической стойкости принимают время от начала опыта до появления легкого бурого окрашивания в месте перехода от смоченной части бу-
мажки к сухой.
Для динамитного нитроглицерина это время должно быть не менее 15 мин., для гремучего студня — не менее 10 мин. (при 75°),
Проба Абеля является первой предложенной для испытаугия стойкости ВВ и отличается простотой и быстротой выполнения. Вместе с тем она обладает рядом серьезных недостатков. Результаты испытания зависят от качества применяемой иодокрахмальпой бумаги, от летучести и влажности испытуемого вещества, от навыка исполнителя и других причин. Поэтому проба Абеля ныне считается недостаточно надежной; ее применяют только для определения химической стойкости нитроглицерина и динамитов.
2. Проба Вьеля (лакмусовая проба). Пробу Вьеля применяют для пироксилина и бездымных порохов, Она состоит в определении времени, в течение которого испытуемое вещество, помещенное в гер-
Устройство прибора для испытания по пробе Абеля см, ГОСТ 3566—47.
40
метически закрытом цилиндре в термостат1 при температуре 106,5°, окрашивает стандартную синюю лакмусовую бумажку в красный цвет, Изменение окраски связано с тем, что выделяющиеся при разложении пороха окислы азота образуют с водой азотистую и азотную кислоты.
Пироксилин, а также коллоидный порох должны давать красное окрашивание не ранее чем через 6 час.
3. Повторная проба Вьеля. Повторная проба состоит из последовательного ряда испытаний простой пробой С одной и той же навеской пороха. Каждый раз испытание ведут до появления красного окрашивания, но не более 7 час., после чего пробу хранят при обыкновенной температуре. На следующий день испытание повторяют. Повторные испытания продолжают до получения красного окрашивания через 1 час от начала нагревания, но не более 10 дней. Сумма часов нагревания характеризует стойкость порохах. Стойкие пороха дают следующие результаты:	'
пироксилиновые.........................60	час,
нитроглицериновые................  ...	40 час.
Пробы Вьеля (простая и повторная) также несовершенны, но все же значительно более надежны, чем проба Абеля. Общим их недо
статком является применение индикатора, оценка показаний которого зависит от наблюдателя (острота зрения, способность различать переходные цвета и т. д.),
4. Проба взвешиванием. К более точным методам относится определение химической стойкости взвешиванием. В этом случае навеску пороха или ВВ хранят в термостате при температуре 95° ч через каждые 24 часа взвешивают. Определяют убыль веса пороха, которую выражают в процентах от первоначального веса. Подученные данные наносят на диа-
Фиг, 9. Графическое изображение результа. тов испытания стойкости двух образцов пороха по пробе взвешиванием.
грамму (фиг. 9),
Испытание заканчивают, когда ясно обнаружился перегиб получаемой при этом кривой, который указывает начало ускоренного разложения пороха. Стойкость характеризуют временем от начала испытания до перегиба кривой (точки А и В на фиг. 9), выраженным в сутках.
Пробы Абеля и Вьеля позволяют обнаружить только начальную фазу разложения. Проба взвешиванием показывает ход разложения
Устройство термостата см. ГОСТ 7367—55.
41
не только в начальной его стадии, но и в фазе более глубокого разложения.
5. Манометрические и электрометрические пробы, Существуют другие точные пробы, основанные на измерении давления газов, образовавшихся при разложении определенного количества ВВ, определении количества выделившихся во время опыта1 окислов азота или иных принципах. .В первом случае скорость разложения пороха оценивают nQ нарастанию в закрытом объеме давления газообразных продуктов распада. Вещество нагревают при определенной температуре, измеряют через равные промежутки времени давление продуктов разложения и строят по полученным данным кривую. Стойкость характеризуют временем; потребным в определенных условиях для достижения некоторого заданного давления.
К электрометрическим пробам относится, например, проба Ган-' зека. Нагревают при 110° по 5 г вещества в восьми пробирках, вынимают через каждый час по одной пробе и определяют pH водной вытяжки. Кривая pH — время характеризует стойкость пороха1.
Электрометрические методы находят применение при определении химической стойкости некоторых нитросоединений, например, гексогена, тетрила и др. Эти пробы сложнее, чем пробы Абеля или Вьеля.
§ 5, ЗНАЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Вопрос о химической стойкости имеет особое значение для нитроглицериновых взрывчатых веществ и коллоидных порохов. Поскольку срок хранения нитроглицериновых ВВ, применяемых в горной промышленности, не больше одного года, а срок хранения пороха исчисляется многими годами (15—20 лет и более), то наибольшее значение химическая стойкость имеет именно для коллоидных порохов.
В начальный период применения коллоидные пороха обладали небольшой стойкостью и относительно быстро разлагались при хранении. Разложение иной раз протекало настолько бурно, что кончалось самовоспламенением пороха. Таким образом, малостойкие пороха не только невыгодны в экономическом отношении, требуя частого освежения боевого запаса, но и представляют значительную опасность. Известны случаи, когда самовоспламенение пороха сопровождалось человеческими жертвами, а иногда принимало 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 на Тулонском рейде, произошел сильный взрыв, имевший тяжелые последствия.
Со времени описанных двух катастроф проведено много крупных усовершенствований в производстве коллоидных порохов, повсюду
1 Подробное описание манометрических и электрометрических проб см, Г. К. Клименко. Методы испытания порохов, Оборонно, 1941.
42
приняты пороха, содержащие надежные стабилизаторы, как дифениламин и др.
Сроки безопасного хранения пороха со стабилизатором свыше op лет, без стабилизатора — около 10 лет; однако срок служебной пригодности пороха подчас в полтора-два раза меньше вследствие потери им баллистических качеств.
ГЛАВА IV
ТЕПЛОТА И ТЕМПЕРАТУРА ВЗРЫВА, СОСТАВ, УДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ И ДАВЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
К числу важнейших характеристик взрывчатых веществ, играющих большую роль в расчетах конструктора артиллерийских систем, стрелкового оружия и боеприпасов, относятся: теплота и температура взрыва, удельный объем продуктов взрыва и создаваемое ими давление.
§ 1.	ТЕПЛОТА ВЗРЫВЧАТОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
1.	Определения. Теплотой образования химического соединения называют количество энергии, которое, выделяется или поглощается при реакции образования из простых веществ одного моля или одного килограмма этого соединения.
Теплотой сгорания вещества' называют то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании одного моля или одного килограмма вещества в атмосфере кислорода.
Теплотой взрывчатого^ превращения или' теплотой взрыва называют то количество теплоты, которое выделяется при взрыве одного моля или одного килограмма взрывчатого вещества. Все три перечисленные величины выражают в ккал1гмоль или ккал[кг
2.	Закон Гесса. Тепловой эффект химического процесса не зависит от пути его (промежуточных стадий), а зависит только от начального и конечного состояния системы, при условии что превращение происходит при постоянном давлении или постоянном объеме.
Очевидно, этот закон является частным случаем закона сохранения энергии.
Пользуясь законом Гесса, можно вычислить тепловые эффекты 7лких превращений, при которых затруднительно или йевозможно
1 Как известно, тепловой эффект процесса, протекающего с участием газов или паров, может быть различен в зависимости от того, идет процесс в постоянном объеме или нет. При расчетах процессов детонации считают, что реакция успевает пройти раньше, чем начнется расширение ее продуктов; соответственно для этого случая вычисляют тепловой эффект при постоянном объеме (обозначается Qz,). Напротив, рассматривая процесс горения, рассчитывают тепловой ~'ффект при постоянном давлении (обозначается Qp). Далее, если при реакции образуются конденсирующиеся вещества (например, вода), то величина теплового эффекта будет меняться в зависимости от того, в каком состоянии получаются эти вещества — жидком или парообразном. В расчетах взрывных превращений, как правило, полагают, что вода и другие аналогичные вещества получаются в виде пара.
43
определить тепловой эффект непосредственно опытным путем. На-' пример, закон Гесса позволяет вычислить тепловые эффекты сложных реакций по экспериментально определенным тепловым эффектам более простых реакций.
3.	Определение теплоты образования В В из простых веществ по его теплоте сгорания. В качестве примера покажем, как определяется теплота образования тротила.
Система, состоящая из простых веществ, может перейти в состояние. соответствующее продуктам полного сгорания тротила двумя путями:
Q
1) 7С 2,5На + 1,5,\’, 4- 8-250..	7СОа + 2,5НаО +1,5N3
2) 7С 4- 2,5На4-1,5N2 4-8,250а --- СЙН2СН3 (N02)s 4-5,25Ог
-^7COa4-2,5HsO4-l,5Na
(величинами QT,tJI обозначены тепловые эффекты соответствующих реакций).
По закону Гесса можно написать
Q1.2 4* Qa.s ” Qi.31
откуда
Ql,l = Q1.3 Qi,S'
Теплоту сгорания тротила Q2,s определяют опытным путем, сжигая навеску вещества в калориметрической бомбе в атмосфере кислорода. Теплоту образования продуктов сгорания QI>3 находят по термохимическим таблицам. Таким образом можно определить QIj2.
Следовательно, теплота образования взрывчатого вещества равна разности между теплотой образования продуктов сгорания из простых веществ и теплотой сгорания взрывчатого вещества.
4. Вычисление теплоты взрывчатого превращения ВВ. Реакция взрывчатого превращения тротила происходит по уравнению
С3Н2СН3 (NO3)S = 2CO 4-1,2СОа 4-3.8С4- 0,6Н1 + 1,6Н2О 4- l,4Na 4-
4-0,2NH34-Q2.3.
Как и в предыдущем примере, можем написать
<?. г
7С4- 2,5На4- 8,25О34-1,5N3 С0Н2СН3 (NO2)34-5,25Оа
I	<4,а |
2СО 4-1,2СО2 4- 3,8С 4- 0,6На 4-1,6Н2О 4-1,4Na 4- 0,2NH3.
По закону Гесса
Qi.a = Qi,2"Г Qi.s И Qe.s^Qi.j Qj.a-
44
Теплота взрывчатого превращения равна разности между тепло-той образования продуктов взрыва и теплотой образования самого взрывчатого вещества.
5, Опытное определение теплоты взрывчатого превращения. Теп-ло"У взрывчатого превращения взрывчатых веществ, легко воспла-меияющнхся от накаленной проволоки и полностью сгорающих в щ-гертдон атмосфере, обычно определяют опытным путем в приборе, состоящем из калориметрической бомбы и калориметра1. К таким веществам относятся, например, пороха. Предложены экспериментальные методы определения теплоты взрыва и для детонирующих ВВ, но они еще широко не применяются.
§ 2.	ТЕМПЕРАТУРА ВЗРЫВА
Температурой взрыва называют максимальную температуру, которой достигают при взрывчатом превращении продукты разложения взрывчатого вещества.
Ввиду того что непосредственное определение температуры взрыва затруднительно л получающиеся результаты мало надежны, обычно определяют эту температуру вычислением.
В основе 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. При указанном предположении для вычисления может быть применена фор,мула
С? щТ,
где с-,. — средняя теплоемкость при постоянном объеме всех продуктов взрыва в интервале от 0 до i°;
t— искомая температура взрыва;
Qj— теплота взрывчатого превращения при постоянном объеме. Теплоемкость сама зависит от температуры. В приближенных расчетах эту зависимость выражают формулой
Cv^a + bt.
Тогда
Qt, (а bt) t,
Откуда
__— я-г)  a2+4t>Qp
~ 'Ъ
Значения коэффициентов а и Ь для различных газов приведены в табл. 11.
1 Описание калориметрической бомбы и калориметра см, К- К. Снитко,
Взрывчатые вещества. Изд. Арт. акад., 1939, а также в курсах теории ВВ.
45
Таблица 11
Газы	а кал}г-мал град	5-104 кал) г-мол град^
Двухатомные газы	4,8	4,5
Пары воды	4,0	21,5
Углекислый газ	9,0	5,3
Четырех а томные газы	10,0	4,5
Пары ртути	3,0	о,о
ккал
Атомная теплоемкость твердых веществ (простых) по Дюлонгу и Пти равна 6,4 кал/град г-атом. Теплоемкость твердых соединений можно определить по правилу Джоуля и Коппа, согласно которому молярная теплоемкость твердого соединения приблизительно равна ' сумме атомных теплоемкостей составляющих его элементов. Например, средняя молярная теплоемкость углекислого калия равна 6,4X6 = 38,4 кал!г-мол град, или 88=278 калонг град (138 — молекулярный вес углекислого калия).
Пример. Вычисление температуры взрыва тротила. Воспользуемся следующим уравнением взрывчатого превращения тротила:
CeHt (NOj)9 СНз = 2СО+1,2СОг+3.8С+0,6Н,+ 1.6Н,О + l,4Ns+0,2NH3.
Пользуясь термохимическими таблицами *, найдем теплоты образования продуктов взрыва:
2СО.................................. 26.4-2	= 52,8
1.2СО,	............................94,5-1.2=113.4
1,6Н3О	, . ......................... 57,7-1,6= 92,3
0,2NHs	.............................11,5'0,2= 2,3
Сумма теплот образования всех продуктов взрыва .
Теплота образования тротила ........ ..............
Теплота взрывчатого превращения Qv=260,8—13,0=247,8 ккал. Вычислим теплоемкость продуктов взрыва:
мол — (4,8+0,00045/) 4 = 19,2 + 0,00180/ кал
(9 0+0,00058/) 1.2= 10,8 р0,00070/ кал
6,4-3,8 = 24,3 кал
(4,0 + 0,00215/) 1,6 = 6,4 +0,00344/ кал (30,0 +0,00045/) 1,2 = 2,0 +0,00009/ , Теплоемкость всех продуктов взрыва равна 62,7+0,00603/ кал/град. Следовательно,
»
»
. 260,8 ккал
	13,0 »
СО, Нг-К2 —4
1,2СО2
3,8С
i ,6Н2О
0,2NHs
J — 62,7+^62 7а +4-0,00603-248000
i = -------------- 7~__ -------------- = 3040=
2-0,00603
Г=3313° К.
Так как значения теплоемкостей даны в малых калориях, то в выражение для t подставляем значение Qt, тоже в малых калориях.
1 Термохимические таблицы, в которых приведены теплоты образования ряда химических соединений, см. в курсах теории ВВ.
-46
Согласно новым воззрениям (Л. Д. Ландау, К- П. Станюкович) значительная часть теплоты реакции обращается в упругую энергию отталкивания молекул сильно сжатых продуктов детонации. В связи с этим температура продуктов детонации оказывается меньше, чем по приведенному расчету, и зависит от объемной плотности ВВ, уменьшаясь с увеличением последней.
§ 3. УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
1. Кислородный баланс. На состав продуктов разложения взрывчатого вещества сильно влияет относительное содержание в нем кислорода. Для оценки этого содержания применяют величину кисло-родного баланса ВВ, под которым разумеют избыток или недостаток кислорода во взрывчатом веществе против количества, необходимого для полного окисления содержащихся в Йем углерода и водорода в углекислоту и воду, выраженный в процентах от веса вещества.
Отсюда вытекает понятие о взрывчатых веществах с положительным, нулевым или отрицательным кислородным балансом.
Вместо кислородного баланса можно пользоваться также кислородным коэффициентом (предложен А. А. Шмидтом).
Кислородным коэффициентом называют содержание кислорода во взрывчатом веществе, выраженное в процентах от количества кислорода, необходимого для окисления содержащихся во взрывчатом веществе углерода и водорода в углекислоту и воду.
Примеры. Для полного окисления всего углерода и водорода, содержащихся в молекуле нитроглицерина CjHsfONOaJa, 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%, а кислород-
О, и
(9—8,5)16
ный баланс: -------- 100=4- 3,51% (227 — мол. вес нитроглицерина).
Для полного окисления углерода и водорода, содержащихся в ннтрогликоле QHi(ONOi)a. в углекислоту и воду требуется 6 атомов кислорода. В этом случае кислородный коэффициент равен 100%, а кислородный баланс равен нулю.
Для окисления тринитротолуола CeHsCHs(NOi)« в углекислоту и воду требуется 16,5 атома кислорода, а имеется в молекуле только 6 атомов. Следовательно, кислородный коэффициент тринитротолуола равен 36,4%, а кислородный баланс составляет —74%.
Уравнение реакции взрывчатого превращения проще всего составить, если В В имеет положительный или нулевой кислородный баланс. Когда кислородный баланс отрицателен, соответствующий расчет усложняется.
2. Уравнение реакции разложения ВВ с положительным иля нулевым кислородным балансом. Возможны различные реакции взаи
47
модействия между углеродом, кислородом, водородом и азотом, содержащимися во взрывчатом веществе. Главные из них приведены в табл. 12.
Таблица 12
Уравнения н тепловые эффекты важнейших реакций между углеродом, водородом, азотом и кислородом
Реакция	Тепловой эффект ккал
2С+О;—2СО	+52,8
с+о2-*со2	+94,5
2Н2 Т 0.2 -» 2Н2О (пар)	+ Н5.4
СО 4 Н3О-^Нз+СО4	+9,8
2Н»+СОа-*2НЮ + С	Ч 21,6
2СО + 2Н2^СН4 ? СО3	+59,1
СО +ЗН, - СН< + 1+0 (пар)	+ 57,8
2СО —СО2 + С	+ 41,2
Реакция	Тепловой эффект ккал
2Н2+О2+2С-СН4+СО,	—3,5
С+2Н,-СН(	+ 18,4
Н,+2С-С,Н2	- 57,1
2C+N2-i H,-»2HCN	-65,8
N, + 3H2-*2NHa	+ 21,0
N, + 0,-»2N0	—43,2
2N24- O,-»2iX3O	—35,4
N2+2O3-»2NO3	-8,2
Для решения задачи надо определить, какие из этих реакций и в каком соотношении протекают при взрывчатом разложении данного ВВ. Можно считать с достаточным для практики приближением, что реакция следует принципу наибольшей работы (Вертело), который гласит; «из ряда возможных для данной системы химических превращении наиболее вероятным является то, при котором выделяется наибольшее количество теплоты».
Из табл. 12 видно, что при взаимодействии между углеродом, водородом. кислородом и азотом наибольшее количество теплоты выделяется в случае сгорания углерода в углекислоту и водорода в воду. Следовательно, при, взрывчатом превращении ВВ с положительным или нулевым кислородным балансом можно в первом приближении принять, что весь углерод окисляется в углекислоту и водород в воду, а азот и кислород выделяются в элементарном состоянии.
Примеры.
1) С3Нй (ONO2)3 =-- ЗСО2 + 2,5Н2О + 3,5N2 +0,250,
2) С2Н4 (ONO,)3=2COi+2H20+Na
Между продуктами взрыва могут происходить некоторые вторичные реакции, например:
2СО2г->2СО+Оя
2Н2О^2Н24-О.
Ns + O,+*2NO
48
Однако содержание СО, Нг, Ог, NO и других второстепенных компонентов в продуктах взрыва незначительно, и во многих случаях эти реакции можно не учитывать.
3.	В В с отрицательным кислородным балансом — содержания кислорода достаточно для превращения всего углерода в газы, В продуктах разложения, кроме COs, НгО и Ns, появляются СО и Н2. В общем случае уравнение реакции может быть представлено в следующем виде:
= лсОСО 4- ПсогСОа 4- лн„На 4- ПщоНгО 4- riN2Na,
где индексы а, Ъ, л d обозначают число атомов соответствующего элемента в молекуле ВВ, лсо, Лео, - -  —число молей соответствующих компонентов продуктов взрывчатого превращения.
Очевидно, что
2Mn, = С
^СО 4~ Исо,= я;
2пН1, 4-2щ1,о=&*,
Лео 4" 2zico, 4" ящо=d.
Между продуктами разложения идет обратимая реакция (так называемая реакция водяного газа);
ЛсоСО 4- ^hsoHjO лсо,СОа 4_^H1Ha,
Выражая концентрации компонентов водяного газа через искомые величины (псоа> «со. Пн,о, пщ), согласно учению о химическом равновесии получим 1
лсопн2о _ щ
-А1,
лсо лн,
где Ki — константа равновесия реакции водяного газа.
1 Вывод этого и следующих выражений констант см. в курсах химии. Напомним, что константы равновесия могут быть выражены через равновесные концентрации реагирующих веществ (обозначаются К?) или через их равновесные парциальные давления (обозначаются Др). Здесь принят второй из указанных способов. Если считать продукты взрывчатого превращения идеальным газом, то для реакции аА ±ЬВ у» cC^dD легко вывести соотношения:
к = Ра-Р'в =	/ р \ ДЛ=; jRT\ йп
Р Pc-PD nC‘nD	ЛС‘ЛВ V V /
где Р — общее давление продуктов взрыва; о и Т — соответственно общее число молей, объем и температура этих продуктов, а Дл = (й-|-&)—(t-j-rf).
4	186	49
Константа равновесия для данной реакции зависит только от температуры. Аналитическое выражение этой зависимости сложно. При расчетах пользуются значениями констант, помещенными в соответствующих таблицах.
Для определения константы равновесия ио таблице надо знать температуру взрывчатого превращения; с другой стороны, чтобы вычислить температуру, нужно знать состав продуктов взрыва. Этот круг разрешается тем, что сначала задаются ориентировочным значением температуры Т, определяют величину Лч при этой температуре и решают уравнения. Определив значения Лео,, Лео, Лщо, Лщ и вычисляют температуру взрывчатого превращения (см, § 2).
Если полученная температура отличается от первоначально принятого значения больше чем на 50", то по расчетной температуре находят новую константу равновесия; далее повторяют расчет до получения удовлетворительного сближения между двумя1 температурами.
Для точных расчетов, помимо реакции водяного газа, учитывают и другие возможные реакции между продуктами разложения, а также диссоциацию последних.
Пример, Составить уравнение реакции разложения тэна:
С (CHjONOjh — псоСО	qH2O -f-2N2,
Зададимся температурой разложения тэна -4000° К- Прн этой температуре константа равновесия реакции водяного газа равна 8,418. Имеем следующую систему уравнений;
псо+лсог =5;
2flH+2nH?o — 8;
псО'И2пСОг4-лН1О = 12;
«со/н,
Решая эти уравнения, находим
«со = 1,758; ясо = 3,242;	0,242; nHj0 =3,758.
Искомое уравнение разложения примет вид
C(CHjONOs)j = 1.,758СО + 3,242СО2+0,242Ha+3,758H2O+2N!.
Температура взрыва, подсчитанная на основе этого уравнения, ранца 4304° К; константа равновесия при этой температуре равна 8,531, Вновь решаем четыре уравнения при новом Значении константы. Находим новое уравнение реакции разложения тэиа
С (CH2ONO2)4 = 1,76СО-ьЗ,24СО2-?0,24^+3,76^04-2^.
Температура взрыва, подсчитанная для этого уравнения, равна 4303е К- Сбли-жение удовлетворительное.
4.	ВВ с отрицательным кислородным балансом — содержания кислорода недостаточно для окисления всего углерода в СО (в продуктах взрывчатого превращения остается свободный углерод).
Уравнение реакции разложения может быть написано в следующем общем виде:
4~ ftcOjCOa Лн»оН2О 4- лнгН2 4*	4~ ^сС.
50
в этом случае, кроме реакции водяного газа, может протекать е111е так называемая реакция доменного газа:
2СО^СО2 + С.
Для определения неизвестных коэффициентов имеем аналогично' предыдущему следующие уравнения:	:
псо+псоД лс = д;
«со +2«со, +ян8о ~ d’,	«со«но
2«пг+2«нго —	псогпн,
Из выражения константы равновесия для реакции доменного газа получим
«со Р	«со ЯГ
— 1 • -----------= Лй>
«сог «s	«со, V
где /? — газовая постоянная, Г — температура продуктов взрыва, а с - объем, занимаемый продуктами взрыва. \
При решении этой системы уравнений также задаемся ориентировочно температурой и решаем задачу методом последовательных сближений.
5.	Уравнение реакции горения пороха. Задача осложняется прн необходимости точно рассчитать состав продуктов горения пороха, что особенно важно для пороховых реактивных двигателей. В этом случае из-за сравнительно низких давлений значительное развитие получают вторичные реакции и диссоциэ' пня. и приходится определять, кроме основных продуктов реакции СО, СО,, Н,, Н-0 и N,. следующие второстепенные (или часть их): О,, О, N, Н, ОН и NO.
которые образуются по реакциям:
СО, 5±С0+^~О;;	(I)
О,^±20;	(II)
N2^±2N;	(Ш)
Н,^±2Н;	(IV)
H,O^±-Lhs+0H;	(V)
“-N2+-^-Oa^NO.	(VI)
Сохраняя прежние обозначения, напишем химическое уравнение реакции горе-' пороха
СаН^МгО^ "	«со,СОоИ «н,^з-1-«н,оН1:О-|-л^Нд4-
+«xj^+«o,0,+ «о О +пн Н  |- n0H0H4-ffj4oNO.
Очевидно,
«со+«сог = й>	(1)
2«н,+2пн,о +. «н + «он = >	(2)
4*	5 В
2nN„ + nNTrtNO ~ c ’	<3
nco+2/1cos +пн,о+n o+2лог + лон +nN0 =	(**;
К этим четырем уравнениям баланса атомов химических элементов, входящих в состав пороха и продуктов горения, добавим семь уравнений, пользуясь выражениями для констант равновесия реакции водяного газа и обратимых реакций (I—VI);
=	(5)
f,COsnHi
	^со^о /	\— -	— 2 =/Сь	(6) п СО, \	/
где пЕ— общее число молей всех продуктов горения и Р — давление, под кото-
рым идет горение пороха:	„ -*п;	(7> лОг ПН Р „	„ -Кш;	(8) Пн ? -XIV;	(9) rtHs ] /J Т1 Ллст - ’ ~ — = Kv-	(Ю) лНгО -Xvi.	(11) „ 2 „ 1
Константы равновесия зависят от температуры пороховых газов, которая в свою очередь зависит от теплоты сгорания пороха и условий расширения продуктов горения:
T~P(Qv. Р, V}.	(12)
Давление Р обычно задается конструктором ракеты.
Мы получили систему из 12 нелинейных уравнений, аналитическое решение которой невозможно, а потому следует применить метод подбора либо метод последовательных приближений. Более удобным является второй из них, которым мы и воспользуемся.
Из уравнения (2) определяем
1 .	1	1
лн„о 2 лн,“ 2 пц—2" "ОН'
1 1 1 Положив — b — — пн — — пон
= А, напишем
%О=^-«и,-
52
Подставив в уравнение (4) значение nCOj из уравнения (1) и лно из уравнения (13), получим
ЛСО“	— nH, + no + 2rtOs +лон 4-ПК0.
Положив 2д+А— d+fig 4-	+Пмо =
напишем
nco=s“_/1HJ-	О4)
Из уравнения (1) имеем
Л,со2 = а — пс0 = а В— nHj.	(15)
Из уравнения (3) имеем
1 1 1
rtN3 — 2 й~ 2 Я№ 2 Лыо'
1 1 Положив —nN + ~nN0 —D, напишем

Величинами А, В и D задаемся предположительно. Мы получили четыре уравнения (13) —(16) с пятью неизвестными, Для решения системы имеем еще уравнение (5) константы реакции водяного газа. Значение константы найдем, задавшись температурой Т, ожидаемой в камере сгорания.
Подставляя в уравнение (5) значения псо, пн 0, лс0 из уравнений (13), (14) и (15), получим
(g = nH)(A-^H;) (a —B-nHj)nHs v
Отсюда
_ -|(д-Д)/(1+(Л + Д)]±/[(д-Д)?<,4(Л+Д)1г44(А,-1)ЛВ
Выбор знака корня производится из условия, что решение должно быть положительным.
Определив значение , найдем значения пн о, пс0, псо из уравнений (13)— (15); после этого уточним число молей остальных компонентов, пользуясь выражениями констант равновесия (6)— (11). Если полученные значения удовлетворяют выбранным значениям величин А, В и В с принятой в расчете степенью точности, то решение правильно. Если не удовлетворяют, то вносят поправки в значения А, S п В н повторяют расчет до получения заданной степени точности,
Для проверки правильности предположительно выбранной температуры пороховых газов определяют ее ранее описанным методом с учетом расширения продуктов горения в реактивной камере.
§ 4. ОБЪЕМ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Объем продуктов взрыва можно определить двумя способами:
1) расчетом ио реакции разложения ВВ;
2) опытным путем — измерением объема газов, образующихся при взрыве или горении определенной навески ВВ.
53
{.Вычисление объема продуктов взрывчатого превращения. Напишем реакцию разложения взрывчатого вещества в общей форме:
тМ = п1Л11 + п2Л12 +Л3М3+ ....
где М — молекулярный вес взрывчатого вещества; т — число молей этого вещества; Л1|г /М2, Л13 — молекулярные веса продуктов; nt, п2, iis — соответствующие числа молей этих продуктов. Тогда удельный объем газов, т. е, объем газов, образующихся при взрыве 1 кг ВВ:
ц, = (л> + п8+п|+ . .1^22 4. ] qqq л,кг qo 7б0 мм v	тМ
Продукты разложения, которые при температуре взрыва представляют собой газы, а. при 0° фактически находятся в жидком или твердом состоянии, условно считают газами и, следовательно, учитывают при вычислении объема. Объемом веществ, которые при температуре взрыва находятся в твердом или жидком состоянии, в расчете пренебрегают.
Пример. Вычислить объем продуктов взрывчатого превращения тротила.
На основании уравнения реакции разложения тротила (стр. 46)
(2+1,2+0,6 + 1,6+1,4+0 2).22 4-1000
v0 =----------------------'---—= 691 л/кг
°	2-227
при 0° и 760 .и,и (вода парообразная),
2. Опытное определение объема продуктов взрывчатого превращения. Для определения удельного объема продуктов взрывчатого превращения переводят газы, полученные при взрыве в замкнутом сосуде навески взрывчатого вещества, в газометр \
Так как в условиях опыта вода находится в жидком состоянии, тогда как в момент взрывчатого превращения она является паром (и в таком состоянии участвует в производимой продуктами взрыва механической работе), то расчетом определяют объем, который вода занимала бы, если бы она была в парообразном состоянии!, и этот объем прибавляют к измеренному объему газа.
§ 5. ДАВЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВЧАТОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
Вопрос о давлениях, возникающих при детонации ВВ, рассмотрен в главе VI (см, стр. 74—75). Ниже рассматриваются зависимости, определяющие давление продуктов взрывчатого превращения в условиях, когда динамические явления, связанные с распространением ударной волны, не имеют места. Эти зависимости справедливы для случая горения порохов и ВВ.
1.	Определения. В дальнейшем придется пользоваться понятиями о нескольких видах плотности. Ниже приведены соответствующие определения.
Плотность есть масса единицы объема сплошного вещества, т. е. без воздушных промежутков. Выражается в г/см*.
Объемная или кубическая плотность есть масса единицы объема, занимаемого веществом, включая могущие быть промежутки между частицами. Выражается в г/cat’.
1 Описание газометра и способа определения объема и состава продуктов взрыва см. К- К. Снитко, Взрывчатые вещества. Изд. Арт. акад. 1939 и в курсах теории ВВ.
54
Гравиметрическая плотность есть масса единицы объема свободно насыпанного (т. е. без встряхивания, трамбования, давления и г. д.) порошкообразного или зернистого вещества, включая промежутки между его зернами. Выражается в кг/дмг или г/см3.
Плотность заряжания есть масса вещества, отнесенная к объему пространства взрыва, например, зарядной каморы. Выражается в кг/<5л’.
В случае свободно насыпанного вещества значения гравиметрической и объемной плотности одинаковы.
В случае, когда взрывчатое вещество полностью занимает зарядную камору, значения объемной плотности и плотности заряжания одинаковы.
2.	Вычисление давления продуктов горения ВВ. Если бы газообразные продукты взрывчатого превращения подчинялись законам идеальных газов и все взятое количество ВВ обращалось нацело в разы, то давление, развиваемое при взрыве А1 кг ВВ в объеме V, можно бы было вычислить по уравнению
где п — число граммолекул газа, образовавшегося при взрыве 1 кг ВВ.	/
Л1	X
Величина — есть отношение массы заряда ДВ к объему, в котором происходит взрыв, т. е. плотность заряжания, которую обозначим через Л. Тогда
P—nRTk.	(1)
Произведение nRT называют силой взрывчатого вещества и обозначают буквой f. Теперь формула (1) примет вид
P=U-	(2)
Определим физический смысл величины f. Пусть 1 кг пороха претерпевает взрывчатое превращение, причем образующиеся газы расширяются при атмосферном давлении Рп= 1,033 кГ/см? и температуре Т=273° К до объема Уо. Очевидно, что работа расширения газов при этих условиях равна PqVq.
Р и
По уравнению Клапейрона »/?=——, т. е. величина nR ‘о
представляет собой работу, которую совершил бы газ при давлении Рй, охлаждаясь на 1°. Отсюда следует, что сила пороха / — nRT есть работа расширения 1 кг газа, охлаждающегося на 7° при атмосферном давлении Р9.
Увеличить силу пороха можно таким изменением его.состава, при котором растут Т и Ко-
Формула (2) применима только при весьма небольших плотностях заряжания и соответственно малых давлениях, когда можно считать, что продукты горения подчиняются уравнению состояния идеальных газов.
При больших плотностях заряжания и высоких давлениях продукты горения по своим свойствам далеки от идеальных газов. Их состояние может быть описано уравнением ван-дер-Ваальса
(P+p)(V—a)=n/?F.	(3)
55
Величина 3 есть внутреннее давление, обусловленное взаимным притяжением молекул, которое мало по сравнению с высоким давлением пороховых газов. Поэтому для продуктов горения пороха уравнение (3) применяют в форме
P(V^z)=nRT.	(4)
Величина а, называемая коволюмом, учитывает ту часть объема газа, которая представляет сумму сфер действия молекулярных сил и недоступна для движения молекул.
Величина коволюма согласно теоретическим расчетам приблизительно равна учетверенному объему самих молекул. Однако теоретический расчет объема молекул труден, а часто и невыполним. Поэтому при определении давления взрыва пользуются приближенной величиной коволюма газообразных продуктов, принимая ее равной 0,001 объема, который газы занимают при нормальных условиях.
Уравнение (4) удовлетворительно описывает свойства пороховых газов лишь при давлениях не выше 6000 ат.
Из уравнения (4) следует, что
1
____'—У-(5)
V— а ,	1	] —«Д
1-----я
V
Это есть основная формула внутренней баллистики.
Из уравнения (5) следует:
1)	давление тем больше, чем больше сила f и коволюм взрывчатого вещества;
2)	наибольшее давление дадут те вещества, которые способны образовать наибольший объем газов с малой теплоемкостью и выделить при этом относительно большое количество тепла.
3.	Опытное определение давления продуктов горения пороха. Для опытного определения давления газов, образующихся при горении порохов в постоянном объеме, служит манометрическая бомба.
В манометрической бомбе не только измеряют максимальное давление, но и определяют влияние свойств пороха, размера и формы пороховых элементов на закон нарастания давления во времени (зависимость Р, l)t на скорость горения и другие характеристики пороха, играющие большую роль во внутренней баллистике.
Бомба (фиг. 10) состоит из стального корпуса с двумя ввинчивающимися втулками: запальной и крсшерной. Запальная втулка снабжена приспособлением для воспламенения заряда, находящегося внутри бомбы. Внутренний объем бомбы бывает от 18 до 400 сж3 п более.
Давление определяют по величине сжатия медного цилиндрика, называемого Крешером. Кр&шер помещают во втулке, устройство которой показано на фиг. 11. В канале втулки ходит тщательно пришлифованный стальной поршень, передающий давление продуктов горения крешеру, который упирается в пробку. На головке поршня прикреплено стальное перо.
56
Бомбу зажимают в специальных тисках (фиг. 12) так, чтобы перо слегка касалось закопченной бумаги, укрепленной на поверхности вращающегося барабана.
До начала горения перо чертит на бумаге линию, параллельную основанию барабана (/—1, фиг. 13). В процессе горения перо чертит кривую деформации крешера, соответствующую характеру нараста-
Фиг. 10. Манометрическая бомба.
/—’Корпус бомбы, 2— запальная втулка, 3—креигерная вгул-ка, 4—изолированный стержень. 5—контакт для присоединения провода, d—контактные штифты, 7—поршень, 8—крё^ шер, 9—упорная пробка, Ю—центрирующее резиновое кольцо, ji—стальное перо. /2—Мастика, /5—кожаная прокладка* 14—медные обтюрирующие кольца.
пия давления в бомбе, а после достижения максимального давления—опять линию, параллельную основанию барабана (2—2). 1 Случается кривая, по которой можно установить закон нарастания давления во времени.
Фиг. 11. Крсшерная втулка.
1—iiDpiuetib, 2_крешер. 5—vnop*
кам пробка, резиновое кольцо, 5'—выступ |!>т головке поршня, 6— ста л i л ос перо, 7—сальниковая набивка.
Фиг, 12. Установка манометрической бомбы и регистрирующего устройства. 1—плита- 2—брраблп для регистрации обжатии крешера н масштаба времен^, 8—камертон с электромагнитным возбуждением, 4—ступенчатый шкив, 5—мотор, (5—мапомсг-рическая бомба, 7—зажим,
Масштаб времени определяют измерением длины волны синусоиды, которая получается на закопченной бумаге от прикосновения Другого пера, укрепленного на ветке камертона, колеблющегося с известной частотой. Эта синусоида видна в верхней части фиг. 13.
Для определения давления по обжатию крешера служат так называемые гаражные таблицы, которые составляют, определяя для партии крешеров зависимость между давлением и обжатием крешера.
57
Крешеры бывают цилиндрические (фиг. 14,а и б) и конические (фиг. 14, в).
Недостатком цилиндрического крешера является то, что он начинает обжиматься лишь при давлении около 200 кГ/см2. Цилиндрический крешер, будучи вполне пригоден для определения наибольших давлений, мало пригоден для определения хода нарастания давления. Эта задача разрешается применением предложенного М, Е. Серебряковым конического крешера, который начинает сжиматься при 5—7 к/ '/см2.
Если при помощи манометрической бомбы сделать два определения давлений, например, при плотностях заряжания Ai и А*, то по
Фиг. 13. Запись опыта в мало-метрической бомбе.
«—кривая для определения масштаба нремеин.
б—кгмбля деформации крешера
о—цилиндрический, 6—цилиндрический после обжатия, в—конический.
полученным данным можно вычислить величины а и f, входящие в формулу (5), а зная их, можно по тому же уравнению найти давления для любых других плотностей заряжания.
Для измерения давлений применяют, кроме крешеров, и другие приборы, из которых наиболее совершенны пьезоэлектрические манометры с точными приборами для измерения и регистрации переменных электрических напряжений.
ГЛАВА V
ГОРЕНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ И КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ СИСТЕМ
§ 1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГОРЕНИЯ В ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВАХ
Газообразные взрывчатые вещества не применяют в технике. Но процессы горения порохов и ВВ протекают через образование газовой фазы; поэтому изучение горения в газообразных системах должно предшествовать изучению того же явления в конденсированных В В. Кроме того, образование дульного пламени при выстреле связано с горением смеси пороховых газов и воздуха.
1,	Механизм самовоспламенения газовой смеси. При нагревании газовой смеси возникает реакция между горючими газами и кислородом, скорость которой быстро растет с повышением температуры. Соответственно увеличению скорости реакции увеличивается колпче-
сгво теплоты, выделяемое в единицу времени. Скорость отвода тепла в окружающую среду сравнительно слабо возрастает с увеличением температуры смеси.
При низких температурах теплота реакции успевает рассеяться, вследствие чего газ сохраняет практически такую же температуру, как окружающая среда. При нагреве газовой смеси теплоприход растет быстрее теплоотдачи и становится больше последней по достижении некоторой температуры. С этого момента температура газа быстро возрастает, что приводит в свою очередь к ускорению реакции. которая заканчивается взрывом.
Минимальную температуру газовой смеси, при которой теплоприход становится больше теплоотдачи и химическая реакция принимает характер взрывчатого превращения, называют температурой самовоспламенения ила вспышки.
Температура самовоспламенения, подобно тому как это было выше установлено для конденсированных 1 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, теплоприход — объему, т. е. кубу диаметра). Если газовая смесь находится под повЁтшенным давлением, то температура самовоспламенения будет ниже (давление увеличивает скорость реакции, но на теплоотдачу практически не. влияет).
2.	Задержка самовоспламенения. Опыт показывает, что при нагревании взрывчатой газовой смеси до температуры самовоспламенения вспышка возникает не мгновенно, а спустя некоторое время, называемое периодом задержки.
Период 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. Периоды задержки самовоспламенения смесей воздуха с окисью углерода или водородом значительно меньше, чем метановоздушных смесей.
Таблица 13
Период задержки самовоспламенения (в сек.) метановоздушных смесей .  >
Содержание метана I______________Температура сосуда в °C _________~
в объемных %	720	775	825	875	975	1075
6	6 4 1	1,08	0,58	0,35	0,12	0,039
9	—	1,30	0,65	0,39	0,14	0,044
12	—	1,64	0,74	0,44	0,16	0,055
' Конденсированными называют твердые н жидкие вещества в отличие от  азообразных.
59
Явление задержки самовоспламенения обусловлено теми же причинами, что и задержка вспышки у конденсированных взрывчатых веществ.
3.	Механизм распространения горения газовых смесей. В случае, когда не весь объем газовой смеси равномерно нагрет, а в некотором участке на него действуют источником тепла высокой температуры (накаленная проволока, пламя), интенсивная реакция возникает в тонком слое вещества, подвергшегося непосредственному воздействию высокой температуры, происходит воспламенение. От горячих продуктов горения этого слоя тепловая энергия путем теплопроводности передается ближайшему слою газа и, нагревая его, в свою очередь вызывает интенсивную реакцию. Если при этом теплота реакции новых слоев газа превышает теплопотери, то реакция распространяется от слоя к слою — происходит горение. В противном случае распространение реакции не имеет места.
Таким образом, механизм горения состоит в распространении по газу тепловой волны, сопровождаемой и поддерживаемой быстрой экзотермической химической реакцией.
Скорость горения газовых смесей зависит От давления, температуры и других факторов. Для метановоздушных смесей, например, при нормальной температуре и давлении она равна нескольким метрам в секунду.
§ 2. МЕХАНИЗМ ГОРЕНИЯ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВВ
1. Механизм горения ВВ и порохов по Беляеву. Беляев установил, что горение бризантных ВВ, обладающих заметной летучестью, имеет сложный характер: при нагревании ВВ источником теплоты
происходит плавление и испарение тонкого слоя вещества л нагрев образовавшихся паров до
Фиг. 15, Схема механизма горения ВВ по Беляеву.
Л—область конденсированной фазы, Б—область горячих продуктов реакции, я—зона горения парообразного вещества, Г—зона подготовки 1[аров к горению.
температуры самовоспламенения с последующей интенсивной химической реакцией. Продукты горения нагревают следующий слой ВВ, претерпевающий те же физические процес-
сы и химические реакции. На фиг. 15 показана схема механизма горения по Беляеву.
Пары, образовавшиеся
вследствие испарения конденсированной фазы, вспыхивают нс сразу, а лишь по прошествий некоторого времени, которое необходимо для их подогрева и развития в них реакции. В результате горение будет иметь место в зоне В, на некотором расстоянии от конденсированной фазы А, а междуЛ и В будет находиться зона Г подогрева и подготовки паров к горению. При горении взрывчатого вещества энергия доставляется конденси-
60
:рованной фазе путем теплопроводности через слой пара Г, подготовляющийся к реакции.
Очевидно, что при установившемся режиме горения количество вещества, испарившегося за 1 сек. на 1 см2 поперечного сечения, равняется количеству вещества, сгоревшего за 1 сек. на 1 см2,— другими словами, массовая скорость 1 испарения конденсированной фазы должна равняться массовой скорости горения пара. Что касается механизма горения паровой фазы, то он, очевидно, идентичен ранее рассмотренному механизму горения взрывчатых газообразных систем.
Основой коллоидных порохов является пироксилин, который не обладает летучестью. Зельдович допускает, что при горении пороха в прогретом поверхностном слое возникают реакции разложения, в результате которых образуются реакционноспособные летучие вещества (продукты неполного окисления). Эти вещества в дальнейшем реагируют между собой в газовой фазе с образованием конечных продуктов горения (СО2, СО, Н2О, N2) и выделением соответствующей теплоты реакции. Общая схема явлений при этом близка к показанной на фиг. 15 для летучих ВВ, только роль паров играют газообразные продукты первичных реакций.
В новейших работах советских и зарубежных ученых представление о том, что единственным процессом, определяющим скорость^ горения пороха, является реакция в газовой фазе, подвергается сомнению.	\
2. Условия устойчивости горения В В. К- К- Андреев и А.'Ф. Беляев в вопросе об устойчивости горения показали важное значение соотношения между газопритоком и г азооттоком. Представим себе, Что взрывчатое вещество, заполняющее цилиндрическую трубку, зажжено и горит по торцу. Образующиеся газы оттекают в направлении, противоположном направлению распространения горения, вследствие чего давление над поверхностью ВВ возрастает. Давление над поверхностью ВВ будет зависеть от соотношения между скоростью газолритока (зависящей от скорости горения взрывчатого вещества) и скоростью газооттока. Обе указанные величины растут с увеличением давления, но скорости такого роста могут быть различны.
Соотношение между газопритоком и газооттоком зависит от характера горения (при данном внешнем давлении) и его изменения с ростом давления.
В зависимости от свойств взрывчатого вещества и условий, в кото, рых идет горение, возможны два крайних случая:
1) скорость оттока газов равна скорости их образования; в этом случае имеем стационарный процесс горения, т. е. горение с установившейся (постоянной) скоростью;
2) скорость газопритока больше скорости газооттока; в этом случае давление во фронте горения будет непрерывно повышаться и скорость горения возрастать.
’ Массовая скорость горения (или испарения) равна массе вещества, сгорающего (или испаряющегося) в 1 сек. на 1 см1 поперечного сечения. Размерность массовой скорости г/сек см1.
61
Рассмотрим зависимости между газоприток ом и газоогтоком для разных случаев. Зависимость скорости горения В В от давления может быть выражена формулой и~а-\-ЬР'“ , Обозначим через S площадь заряда по фронту горения, 5 — плотность ВВ. Тогда газоприток rni=uSS; эта зависимость изображена графически на диаграммах тг (фиг. 16,а. бив). Зависимость газооттока от давления, определенная по законам газодинамики, показана на диаграммах т2 тех же фигур (размерность газопритока и газооттока г!см2сек.).
В случае '> < 1 (фиг. 16,«) в начале горения давление растет, так как газоприток больше газооттока. При Р^ газоприток равен газоот-току. При повышении давления (Р'^>Р-1} газоотток станет больше газопритока и давление снизится до Р\. Следовательно, при v<4 имеет место устойчивое горение ВВ.
% р, р рв 6	? Рц рг рг р
Фиг. 16. Зависимость газопритока и газооттока от давления.
По тем же причинам и при к = 1 (фиг. 16.в, кривые т2 и 1} горение по кривой 1 устойчиво. То же относится к кривой I, фиг. 16.в, при условии что давление меньше Р2.
Кривые II графиков б и в, соответствующие превышению газоприхода над газсютводом при любом давлении, и верхняя часть кривой I графика в. характеризуют неустойчивое ускоряющееся горение ВВ.
Из рассмотренных зависимостей следует, что если Для данного ВВ и условий опыта скорость газоприхода при росте давления остается всегда меньше скорости газоотвода, то давление во время горения будет оставаться постоянным. Напротив, в условиях, когда газоприход возрастает с давлением быстрее газоотвода. давление во фронте горения будет повышаться. Повышение давления ускоряет горение, т. е. увеличивает газоприход в единицу времени, что в сваю очередь приводит к новому повышению давления. В этом случае баланс газоприхода и газоотвода нарушается, давление и скорость горения прогрессивно растут и при благоприятных условиях горение переходит в детонацию.
Инициирующие взрывчатые вещества, как показывает опыт, не только имеют большую скорость горения даже при малых давлениях, но и характеризуются резким увеличением скорости горения с ростом давления. Этим объясняется характерная способность инициирующих взрывчатых веществ легко детонировать при воспламенении; большая скорость горения обусловливает значительный динамический подъем давления над поверхностью горящего ВВ. В свою очередь рост давления увеличивает скорость горения до значений порядка скорости детонации.
62
Вторичные взрывчатые вещества ведут себя при горении аналогично инициирующим только в случаях, когда действуют факторы, облегчающие переход горения в детонацию.
Рассмотрим процесс горения взрывчатого вещества с пористой структурой. Горячие газообразные продукты частично проникают в норы, т. е. в глубь вещества, и зажигают его по внутренней поверхности'. образованной порами; в результате этого фактическая поверхность горения возрастает по сравнению с площадью сечения заряда. Соответственно возрастает скорость газообразования, т. е. .оличество газов, образующихся в единицу времени, на единицу площади сечения. Вследствие этого во фронте горения наступает ускоряющееся повышение давления, горение становится самоуско-ряющимся и может при некоторых условиях более или менее быстро переходить в детонацию.
Описанный для пористых веществ процесс перехода горения в детонацию, очевидно, невозможен у жидких взрывчатых веществ. ! 1аблюдающийся здесь переход горения в детонацию объясняется тем, что при горении вещества поверхностный слой жидкости перестает быть плоским, на нем появляются «волны», фактическая поверхность горения становится значительно больше, чем площадь сосуда, и газоприход возрастает. Кроме того, при вскипании1 пары и брызги жидкости, попадая в зону горячих газов, быстро сгораТот, вследствие чего давление возрастает. Горение становится самоускб-ряющимся и может перейти в детонацию.
Литые взрывчатые вещества (например, литой тротил) имеют сплошную структуру. Известно, что горение таких веществ происходит лишь при условии подвода теплоты (в начале горения — извне, а в дальнейшем — за счет теплоты горения), достаточной для предварительного расплавления следующего слоя вещества. Поэтому здесь явление может протекать аналогично горению жидких ВВ, т. е. при горении пары и брызги жидкости поступают в зону горячих газов, где сгорают и тем ускоряют процесс дальнейшего горения, доводя иго при благоприятных обстоятельствах до детонации.
Устойчивость горения коллоидных порохов обусловлена, с одной стороны, их однородной сплошной структурой, а с другой,— тем, что основой пороха является не плавящийся и не испаряющийся при нагревании пироксилин. При горении пороха поверхность несгоревшей части зерна остается твердой и вследствие почти полного отсутствия вор не проницаемой для газов. Эти особенности чрезвычайно затрудняют переход горения пороха в детонацию.
§ 3. ГОРЕНИЕ ПОРОХОВ
В процессе сгорания пороха различают три стадии: зажжение, распространение горения по поверхности и горение в глубь порохового зерна.
Зажжением называют возникновение горения в более или менее ограниченном поверхностном слое пороха.
Зажжение происходит тем легче, чем мощнее вызывающий его тепловой импульс; кроме того, легкость зажжения зависит от состава
63
пороха, размеров пороховых элементов, характера их поверхности, структуры пороха (пористый, сплошной) и других факторов.
Ввиду того что условия зажжения существенно отличаются от условий, при которых определяют температуру вспышки, далеко не всегда наблюдается соответствие между значением температуры вспышки и легкостью зажигания. Например, температура вспышки дымного пороха равна 290—310°, а коллоидного 180—200J; вместе с тем дымный порох зажигается много легче, чем коллоидный. Зернений коллоидный порох зажигается легче, чем порох из той же пороховой массы, в виде лент, трубок, палок, т. е. крупных пороховых элементов. Равным образом пористое зерно легче зажечь, чем сплошное.
Рассмотрим причину влияния физической структуры на воспламеняемость ВВ на примере двух пороховых элементов, изготовленных из одной и той же пороховой массы, но одного пористого, другого — сплошного. Эти элементы отличаются величиной удельных поверхностей (т. е. поверхностей, приходящихся на единицу объема вещества), большой для пористого н малой для сплошного вещества; кроме того, теплопроводность пористого вещества значительно меньше, чем сплошного. Увеличение удельной поверхности и уменьшение теплопроводности облегчают зажигание пористого вещества лучом огня, действующего на ограниченный поверхностный слой вещества. Существенно отличны условия, при которых определяется температура вспышки: происходит равномерный и постепенный нагрев всей массы вещества, удельная поверхность и теплопроводность очень слабо влияют на результаты опыта, и температура вспышки оказывается одинаковой для пористого и сплошного вещества.
Для оценки зажигаемости пользуются приборами, в которых испытуемый порох подвергают действию луча пламени постоянной интенсивности. Определяют минимальную продолжительность воздействия луча пламени, необходимую для зажигания.
Опытом установлено, чю дымный порох в виде пыли (пороховая мякоть) зажигается легче, чем в виде зерен, дымный порох зажигается легче пироксилинового, пироксилиновые пороха зажигаются труднее высококалорийных нитроглицериновых и т. д.
Распространение горения по поверхности, называемое воспламенением, имеет место главным образом при горении пороха в воздушной атмосфере.
По мнению Андреева, большая скорость воспламенения (сравнительно со скоростью горения в глубь зерна) обусловлена тем, что при горении на воздухе содержащиеся в пороховых газах горючие вещества, смешиваясь с воздухом, догорают за счет его кислорода, причем повышается температура пламени. Вследствие этого поверхностные слои пороха по контуру фронта горения нагреваются пламенем с более высокой температурой. Поэтому на воздухе воспламенение пороха происходит быстрее, чем распространение горения в глубь зерна. Так, например, по данным Андреева, скорость воспламенения одного образца нитроглицеринового пороха составляла 16,7 cmImuh, а скорость горения того же пороха в глубь зерна только 4,5 см/мин.
«4
В замкнутом пространстве зарядной каморы, где горение пороха происходит без доступа воздуха, ускоренное распространение горения по поверхности пороха не играет такой роли, и, для того чтобы произошло практически одновременное воспламенение по всей поверхности всех пороховых зерен, необходимо обеспечить охват этой поверхности пламенем воспламенителя.
Вследствие того, что коллоидный порох при малых давлениях трудно зажигается, в первый период его применения для стрельбы из орудий наблюдались затяжные выстрелы и даже отказы. Для надежности воспламенения были введены дополнительные заряды, называемые воспламенителями. Воспламенители изготовляют из дымного пороха или из пористого пироксилинового пороха. При сгорании воспламенителя давление в канале ствола быстро поднимается до 60—100 ат, сильное пламя охватывает элементы пороха (трубки, зерна и т. п.) основного заряда, что обеспечивает быстрое его воспламенение по всей поверхности и устраняет затяжные выстрелы и отказы.
Горение пороха, или собственно горение, есть процесс распространения реакции разложения от поверхностных слоев в глубь зерна.
Скорость горения пороха зависит от его природы, физической структуры, внешнего давления (т. е. давления, под которым происходит горение) и в меньшей степени от начальной температуры пороха.
Наиболее важной для баллистики является зависимость скорости горения от давления. Для определения этой зависимости разными авторами были предложены формулы, носящие в баллистике общее название закона скорости горения.
Формула, предложенная Вьелем, имеет вид
где р—давление; и—скорость горения при давлении р; А и у — величины, зависящие от природы пороха.
Вьель принимал для обычных дымных порохов y = V2. По данным М. Е. Серебрякова, для медленногорящих дымных порохов y=Vs; Г. А. Забудский принимал для пироксилиновых порохов ?=0,93.
В настоящее время советские ученые рекомендуют в разных интервалах давлений пользоваться для определения скорости горения пороха различными формулами.
Для давлений до 100 ат предложены формулы
и =а + bp' и и — bp',
г,Че у для различных порохов составляет от 0,7 до 0,95.
Для давлений от 100 до 300 ат установлен закон скорости горения
и=а-\-Ьр‘,
величины а и b зависят от природы пороха.
5	186	65
Для давлений выше 300 ат обычно пользуются законом скорости горения
и=игр, где — коэффициент, зависящий от природы и в меньшей мере от температуры пороха.
Скорость горения пороха растет с увеличением удельной теплоты сгорания (калорийности), поэтому скорость горения пироксилиновых порохов увеличивается с повышением содержания азота в пироксилине, а скорость горения нитроглицериновых порохов повышается с увеличением содержания нитроглицерина и понижается с увеличением содержания инертных добавок (стабилизаторы, пластификаторы и др.).
ГЛАВА VI
ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ
§ I.	ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МЕХАНИЗМЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЕТОНАЦИИ
На примере горения взрывчатых веществ мы видели, что химическая реакция может распространяться по веществу подобно волне, бегущей по поверхности воды. В случае горения последовательность явлений включает в себя повторяющиеся процессы передачи тепла от реагирующего слоя к соседнему, разогрева и химической реакции с выделением энергии в очередном слое. Процесс горения распространяется со скоростью, значительно меньшей, чем скорость звука, поэтому давление во всем объеме, где находится ВВ, остается практически одинаковым.
Возможен, однако, существенно иной механизм взрывчатого превращения, связанный с прохождением по взрывчатой системе резкого скачка давления—ударной волны. При этом имеют место следующие явления: очередной слой ВВ (газообразного или конденсированного) подвергается очень резкому удару со стороны продуктов разложения предыдущего слоя, имеющих весьма высокое давление. Быстрое и сильное сжатие вызывает нагрев ВВ до высокой температуры, при которой реакция его разложения идет с большой скоростью. Теплота, выделяющаяся при этой реакции, обусловливает поддержание энергии ударной волны, которая сжимает следующий слой ВВ, и т. д. Таким образом, взрывчатое превращение распространяется как-совокупность последовательных явлений механических (удар), физических (нагрев) и химических (реакция разложения). Скорость распространения такого процесса по В В определяется скоростью ударной волны в данном веществе и составляет несколько километров в секунду. Такой вид взрывчатого превращения называют детонацией.
Для того чтобы понять явление детонации, необходимо познакомиться с характеристиками ударных волн. Эти сведения, кроме того, нужны для изучения в дальнейшем (см. главу VII) действия взрыва на окружающую среду.
66
§ 2.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УДАРНОЙ ВОЛНЕ
В акустике рассматриваются звуковые волны, в которых амплитуда смещения частиц' среды (жидкости или газа) очень мала по сравнению с длиной волны, а изменения давления и плотности, вызываемые волной, мдлы по сравнению с давлением и плотностью невозмущенного слоя. Амплитуды смещения частиц, изменения давления и плотности рассматриваются в акустике как бесконечно ?л а л ы е.
Если каким-либо источником в среде вызваны смещения частиц значительной амплитуды и соответственно изменения давления и плотности конечной величины по сравнению с звуковыми, то возникает волна, существенно отличающаяся по свойствам от звуковой.
«7	6}
Фиг. 17. Схема распространения волн сжатия в газе, а, б и в —распределение давлений во фронте волны в последовательные моменты.
Такие волны образуются, например, при движении самолетов и снарядов со скоростью, большей скорости звука, или при детонации ВВ.	.
Рассмотрим распространение в газе волн Сжатия конечной"’амплитуды. Пусть каким-либо способом, например, движением поршня в трубе, в газе создано местное повышение давления. Очевидно, что сжатый слой газа, расширяясь, будет сжимать прилегающие слои. От поршня пойдет волна сжатия. На фиг. 17 показаны схематически кривые распределения давления вдоль оси трубы. Волна давления распространяется вдоль трубы со скоростью, равной местной скорости звука. При сжатии газ нагревается и скорость звука в нем становится больше, чем в невозмущенном газе. Поэтому состояние, соответствующее точке а на фиг. 17,а, распространяется по газу быстрее, чем, например, состояние, соответствующее точке Ь. По мере распространения волны фронт ее становится все круче и, наконец, обращается в «поверхность разрыва» (см. фиг. 17,в). На этой поверхности имеет место резкое скачкообразное изменение параметров состояния газа (давление, плотность, температура, скорость движения). Такую волну, характеризующуюся наличием поверхности разрыва основных физических параметров среды, называют ударной волной.
Характерной особенностью ударной волны является движущийся позади нее поток среды, направленный в сторону движения волны.1 Возникающее при образовании ударной волны уплотнение среди получается за счет перемещения частиц газа из слоев, лежащих непосредственно за зоной сжатия, поэтому здесь образуется зона разрежения, в которой давление меньше начального (фиг. 18). л
5*	67
Расстояние от фронта волны до начала зоны разрежения называют длиной ударной волны.
Центр । взро/Ва
Зона атмосферного даВлемя
Фиг. 18. Схема распространения ударной волны, вызванной взрывом в воздухе.
А
DI  -----—>-j
Фиг. 19. Схема образования ударной волны в трубе движением поршня.
§ 3.	ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ УДАРНЫХ ВОЛН
Для количественной характеристики ударной волны надо определить следующие величины (параметры): скорость распространения ударной волны, скорость движения потока среды, давление, плотность и температуру возмущенной среды.
Рассмотри-м (фиг. 19) трубу с поперечным сечением 1 е.м2, заполненную покоящимся газом1, давление которого ро и плотность ро; в трубу вдвигается поршень с постоянной скоростью и. Если бы в трубе находилось несжимаемое вещество, то внезапное движение
поршня мгновенно передалось бы всей массе вещества, заполняющей трубу. В сжимаемом же газе возмущение, вызванное движением поршня, передается с конечной скоростью; поэтому впереди поршня образуется конечная зона газа, сжатого до давления р и плотности р. При движении системы поршень—сжатый газ все новые массы невозмущенного газа сжимаются до давления р и плотности р и приобретают скорость и, вследствие чего зона сжатого газа непрерывно увеличивается. Граница этой зоны (плоскость АА на фиг. 19) перемещается вдоль трубы с некоторой скоростью — D. Справа от АА — неподвижный газ с начальными параметрами (давление р0, плотность ро, температура Та), слева — газ, сжатый до давления р с плотностью р и двигающийся со скоростью поршня и. На границе раздела (фактически представляющей собой не плоскость, но некоторую область конечной, хотя и весьма малой ширины), называемой фронтом ударной волны, значения параметров, характеризующих состояние газа, изменяются очень резко, скачкообразно.
Если сжатие газа происходит настолько быстро, что можно пренебречь потерями энергии за счет теплопроводности, и если не учитывать внутреннее трение в газе и трение между движущимся
* Приводимые ниже соображения в принципе справедливы не только для газов, но и для конденсированных сплошных сред.
68
газом и поверхностью трубы, то легко получить уравнения, связывающие параметры ударной волны. Для этой цели используем основные законы механики и термодинамики:
]) уравнение сохранения массы (уравнение неразрывности),
2)	уравнение сохранения количества движения,
3)	уравнение сохранения энергии,
4)	уравнение состояния газа.
1.	Уравнение сохранения массы. За время / граница А А (фиг. 19) уйдет от начального положения поршня на расстояние Df. Масса вещества, которая подверглась сжатию за это время, равна р0Д/. Она равна массе газа, сжатого до плотности р между поршнем, продвинувшимся на расстояние ut, и плоскостью АА ?(D—u]t. По закону сохранения массы запишем
р(>О/ = р (D—«)/ или
р0Д=:р(Д—н).	(1)
2.	Уравнение сохранения количества движения. Указанная масса вещества приобрела скорость, равную скорости движения поршня и. Количество движения, приобретенное газом, заключенным между поршнем и фронтом волны, за время t, равно рД/ы. Это количество движения должно быть равно импульсу сил давления за то же время (р—ро) I. Поэтому
paDtu=(p—pa)t или
pflDu=p—р0.	(2)
3.	Уравнение сохранения энергии. Приращение энергии вещества при сжатии равно работе внешней силы, перемещающей поршень в течение времени I.
При давлении р на поршень (площадь которого, напомним, равна 1 сш2), прошедший путь н/, работа внешней силы равна put. Приращение энергии для единицы массы газа равно Д—— где Е—До — приращение внутренней энергии;
-—приращение кинетической энергии единицы массы вещества.
Для массы газа р0Р£, подвергающейся сжатию, приращение энергии составит
р0О^Д-Д0 + ^.
По закону сохранения энергии
psZ?t IE—Ео 4- A1)=pUf или
род (е—Ео + -у- ) = ри.	(3)
69
(4)
4.	Общие соотношения для ударных волн. Адиабата Гюгоньо. Преобразуем полученные уравнения.
Уравнение (!) можно представить в виде
? -w.
р —Ро
Так как при сжатии газа р>р0, то из (4) непосредственно следует, что Рим направлены в одну сторону, причем D^>w.
Из уравнений (1) и (2) определим D и и:
Р Р~-Рп.
Ро Р — Ро
/(Р —До) (Р — Ра)
РРо
(5)
(6)
Подставляя (5) и (6) в (3), получим после простых преобразовании £-£0='W-L-или £_£0=£±£° (^-г,),	(7)
2	\ ро р /	2
где v = — — удельный объем, р
Этому уравнению, показывающему, какие состояния могут получиться из данного начального состояния р0, v9 путем однократного сжатия при переходе через фронт ударной волны, соответствует в плоскости (р, о) кривая, называемая адиабатой Гюгоньо.
5.	Адиабата Гюгоньо для идеального газа. Считая, что к веществу, сжатому в волне, приложимо уравнение состояния идеального газа, можем написать
p-=pRT.	(8)
Как известно, для идеального газа с постоянной теплоемкостью

pv
~~R
1 Р
k — 1 р
где /?— газовая
постоянная, k — отношение
Следовательно,
Е-Ео = ~—
0 k-1
р _ Ро \
Р Ро/
теплоемкостей
(9)
Подставляя значения Е—из уравнения (9) в уравнение (7), получим
Р =	+ 1)Рп
Ро	(fe + 1) Ро+(Й —1)Д
(10)
70
Уравнение (10) связывает значения плотности и давления перед фронтом и позади фронта и характеризует процесс сжатия в ударной волне. В предельном случае, когда получим из (10)
р  ,fe — 1
Ро * —1
Таким образом, даже при неограниченном росте давления в ударной волне плотность газа сохраняет конечное значение. Это обстоятельство существенно отличает ударное сжатие от обратимого сжатия, например, по закону изоэнтропы (адиабаты Пуассона).
Непосредственно из уравнения (10) можно видеть, что сжатие в ударной волне является необратимым. Так, если из одного и того же начального состояния (р0, р0) газ сжимается в ударной волне в одном случае сразу до давления pi, а в другом сначала до некоторого давления pf(p<Zp'<ZPi), а затем, второй ударной волной до того же давления рь то конечные состояния сжатого газа будут различны (соответствующие вычисления могут быть проведены читателем).
Существенно, что необратимый характер процесса сжатия в ударной волне обусловлен не внешними потерями (теплопроводность, трение), которые мы не учитывали в предыдущих выводах, а присущ самому явлению. В связи с этим интенсивность ударной волны, распространяющейся в инертной среде, падает по мере удаления от источника, вызвавшего волну.
Из уравнений (5), (6) и (10) можно, задаваясь одним из пара-р
метров волны, например, отношением давлении — , определить Ра
остальные.
Вычисленные таким образом параметры ударных волн в воздухе даны в табл. 14.
Таблица Н
Параметры ударных волн в воздухе
р_ Рй	D м/сек	и	Т °К	Р Ро
2	452	175	336	1,63
10	978	725	705	3,88
100	3 020	2 590	3 860	7,06
500	6570	5980	12 200	10,40
1000	9 210	8 560	14 000	—
2000	12 900	12210	29 000	—
§ 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ДЕТОНАЦИИ
1.	Общие сведения о гидродинамической теории детонации. Согласно гидродинамической теории детонация распространяется по взрывчатому веществу в результате прохождения по нему ударной волны, возбуждающей взрывчатое превращение в каждом слое веще
71
ства, по которому она проходит. Скорость детонации есть та скорость распространения ударной волны по веществу, при которой скачок давления оказывается достаточным, чтобы вызвать взрывчатое превращение вещества в охваченном волной слое.
Детонация распространяется по заряду с постоянной скоростью вследствие того, что потери энергии ударной волны непрерывно восполняются энергией химического превращения новых частиц вещества.
2.	Механизм детонации газообразной смеси. При прохождении ударной волны по взрывчатой газообразной среде слой газа, охваченный волной, подвергается очень быстрому и сильному сжатию. Темпе, ратура этого слоя поднимается до десятков тысяч градусов, и в газе возникает интенсивная химическая реакция. Продукты реакции, нагретые за счет ее теплового эффекта до высокой температуры и находящиеся соответственно под большим давлением, поддерживают дальнейшее распространение ударной волны, компенсируя потери ее энергии подобно поршню в примере, рассмотренном в § 3.
Скорость этой ударной волны (зависящая только от природы и свойств взрывчатой среды), а-следовательно, и скорость детонации не зависят От интенсивности начального импульса, если только последняя достаточна для возбуждения устойчивой реакции.
3.	Механизм распространения детонации по конденсированным ВВ. Соображения, изложенные выше для газообразных взрывчатых систем, применимы и к конденсированным ВВ. Детонация в последних будет возникать и распространяться в том случае, если реакция в охваченном волной слое произойдет со скоростью, достаточной для того, чтобы ее энергия могла поддерживать распространение ударной волны. Иначе говоря, интенсивность ударной волны, возникающей при детонации слоя ВВ, должна быть достаточна, чтобы вызвать такой же процесс в соседнем слое.
В конденсированных ВВ возможны два различных механизма возбуждения реакции взрывчатого превращения. Реакция может, как и в газах, возникать в результате подъема температуры в слое вещества, сжатого ударной волной. Однако ввиду малой сжимаемости конденсированных веществ по сравнению с газами разогрев, достаточный для достижения высокой скорости реакции, может возникнуть только при очень высоких давлениях в детонационной волне, которые получаются при скорости детонации порядка 7—8 км/сек гсм. ниже уравнение (19)].
В случае ВВ, детонирующих с меньшей скоростью разогрев за счет описанного механизма гомогенного сжатия оказывается недостаточным для того, чтобы реакция разложения началась с большой скоростью. А. Я. Апиным была предложена гипотеза, объясняющая распространение детонации и в таких случаях.
По Апину детонация представляет собой своеобразное «взрывное горение» частиц взрывчатого вещества при высоком давлении в слое, охваченном волной сжатия. В случае порошкообразного или пористого вещества горячие газообразные продукты разложения данного слоя проникают между частицами ВВ и поджигают их с поверхности.
72
Частицы ВВ, окруженные горячими газами, при высоком давлении сгорают с большой скоростью, достаточной для поддержания интенсивной ударной волны.
По некоторым данным, источником 'поджигания могут явиться также включения воздуха или газа между частицами ВВ, нагреваемые при сжатии в ударной волне до высокой температуры,
В случае сплошных (литых или жидких) ВВ, по мнению Апина, продукты взрыва прорываются в виде отдельных струй в конденсированное вещество, пробивая его и разделяя на отдельные участки. По Апину, скорость струй одного порядка со скоростью ударной полны. Процесс сгорания в соответствующем слое, пробитом многими струями и охваченном поэтому интенсивной химической реакцией, протекает при высоком давлении со скоростью, необходимой для образования ударной волны и соответственно развития детонации.
Таким образом, по теории Апина, в конденсированных системах химическая реакция в отличие от гомогенных газообразных систем начинается с поверхности отдельных зерен. Этим объясняется большая чувствительность к детонации мелкокристаллических ВВ сравнительно с крупнокристаллическими,
4.	Зависимость между параметрами детонационной волны. Рассматривая распространение детонации как результат прохождения ударной волны по взрывчатому веществу, мы можем применить соотношения, выведенные в § 3. Очевидно, что уравнения (5) и (6), выражающие законы сохранения массы и количества движения, справедливы и для детонационной волны. Величина D з&есъ приобретает новый физический смысл —скорости детонации.
Уравнение (7) примет новый вид
—!—	(о - р0) + Qv,	(12)
РРо 2
где Qv —теплота взрывчатого превращения.
В случае детонации, как было строго доказано Я- Б. Зельдовичем, имеет место соотношение
(13)
где с — скорость звука в продуктах детонации за фронтом детонационной волны,
В качестве уравнения состояния, как показали Л. Д. Ландау и К. 11. Станюкович, для продуктов детонации, находящихся под давлением свыше 100 000 ат, служит зависимость
py*=const,	(14)
где k^3.
Используем полученные формулы для подсчета параметров во фронте детонационной волны.
Уравнение (14) можем написать в виде
p=5p*=BpS,	(15)
73
а из уравнения (5), возводя обе части в квадрат и пренебрегая начальным давлением ро по сравнению с давлением в детонационной волне, найдем
= —В?— Ро (р — Ро)
(16)
Подставляя (15) в (16), получим
d*=b——
Ро(р —Ро)
(17)
Как доказывается в курсах теории ВВ \ условие (13) означает, что на опыте осуществляется наименьшая возможная скорость детонации. Чтобы найти то значение р, при котором для данных В и р0 скорость детонации минимальна, дифференцируем (17) и приравняем производную нулю:
--------Д_[4р.о,-р,)-|х)-	0,
^Р Ро (₽ ~ Ро)2	Ро (р — Ро)’
откуда следует
4 P=VP«*
(18)
Далее, разрешая (16) относительно р и подставляя значение р из формулы (18), легко найдем
p=4p°D!-	(19)
Наконец, подставляя (18) и (19) в уравнение (6) и снова пренебрегая величиной ро по сравнению с р, получим
D и = ~— 4
(20)
Уравнения (18), (19) и (20) позволяют рассчитать основные параметры детонационной волны по легко определяемой опытным путем скорости детонации. Результаты таких расчетов для некоторых ВВ приведены в табл. 15.
1 См., например, Я. Б. Зельдович нА. С. Компа и ее ц, Теория детонации, М., 1955, стр. 71 и далее.
74
Таблица 15
Параметры детонационной волны некоторых ВВ
Название ВВ	Плотность в г /см-		Скорость детонации D в м/сек	Давление детонации Р в кГ/см2	Скорость потока среды за фронтом детонации ы в м/сек
	начальная Ро	в фронте детонационной волны Р			
Тротил	1,59	2,12	6900	193 000	1725
Тротил	1,45	1,93	6500	157 000	1625
Гексоген флегма-тизированный	1,62	2,16	8100	296 000	2025
Тетрил	1,61	2,15	7470	229 000	1865
Тэн	1,60	2,13	7900	255 000	1975
§ 5. ОПЫТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДЕТОНАЦИИ
Скорость детонации определяют с помощью специальных приборов — хронографов, которые описываются в курсах теории ВВ и внутренней баллистики. Широкое применение нашли в последнее время оптические методы определения скорости детонации с помощью фо т оре гистр ов.
Фнг. 20, Схема определения скорости детонации при помощи детонирующего шнура.
2—середина отрезка шнура, 2—точка встречи детонационных аолн.
Наиболее просто можно определить среднюю скорость детонации на некоторой длине заряда по способу Дотриша. Для этого необходимо иметь детонирующий шнур (см.стр. 129) с точно определенной скоростью детонации. Схема испытания дана па фиг. 20.
Испытуемое ВВ помещают в трубу, закрытую с обеих сторон пробками, в одной из которых имеется отверстие для капсюля-детонатора. Плотность ВВ должна быть равномерной по всей длине заряда. В стенке трубы делают два отверстия, через которые вводят концы отрезка детонирующего шнура.
75
Петлю детонирующего шнура располагают на свинцовой пластинке так, чтобы середина его совпала с меткой на одном из копцоа пластинки; свинцовую пластинку в свою очередь укладывают на стальной пластинке; все это устройство, называемое фиксирующим, скрепляют шпагатом и вставляют в защитную трубу Е
Концы детонирующего шнура введены в заряд в точках А и В на расстоянии I друг от друга. При взрыве заряда детонация распространяется по шнуру вначале от его конца А и немного позже от конца В. Поэтому место встречи детонационных волн сместится вправо от середины шнура на расстояние а. В этом месте на пластинке образуется углубление1 2. Если обозначим скорость детонации шнура через о, искомую скорость детонации взрывчатого вещества через X, длину отрезка шнура через L, то имеем вследствие равенства времени пробега детонационной волны от Л до углубления по двум направлениям
I
X ’
lv
откуда х = —
§ 6.	ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ ДЕТОНАЦИИ
. Скорость детонации зависит от природы взрывчатого вещества, его плотности, содержания и природы примесей и в известных пределах от размеров заряда.
Плотность ВВ. В табл. 16 приведены данные о зависимости между плотностью и скоростью детонации четырех бризантных ВВ.
В интервале плотностей от 1,0 до 1,6—1,7 г/см% зависимость скорости детонации от плотности для таких ВВ может быть выражена приближенной формулой D=An>
D ~ скорость детонации, о — плотность ВВ и А — некоторый коэффициент, зависящий от свойств ВВ.
Инертные примеси. Инертные примеси, как правило, уменьшают скорость детонации, хотя в некоторых случаях они оказывают обратное влияние. Приведем некоторые примеры:
а)	скорость детонации чистого нитроглицерина равна 7430 м/сек; скорость детонации гурдинамита (75% нитроглицерина и 25% кизельгура) составляет лишь 6630 м/сек. Характерно, однако, что чувствительность к детонации гурдинамита значительно больше, чем чистого нитроглицерина;
б)	при добавлении к взрывчатым ароматическим нитросоедине-ниям аммиачной селитры скорость детонации снижается, причем тем больше, чем больше добавлено селитры;
1 Подробное описание этого определения см. ГОСТ 3250—46 «Методы испытания. Определение скорости детонации (по Дотришу)».
2 Углубление получается более четким, если располагать шнур на расстоянии 2—4 мм от поверхности пластинки, как показано на фиг. 20.
76
Таблица 16
Зависимость скорости детонации от плотности ВВ
Тротил		Тетрил		Тэн		Гексоген флегма-тизнрованиый	
плотность в г/см3	скорость детона- ции в -w/cex	глот- 1 ость ч г/гл/3	скорость детонации в м/сек	плотность В 1/сМ3	скорость детонации в м/сек	плотность в ?/см^	скорость детона- ции в м/сек
го	4700	1,0	5480	0,65	4400	1,25	6660
1,29	5900	1,28	6510	0,80	4900	1,30	6875
1,46	6500	1,45	7220	1,0	5500	1,35	7125
1,59	6900	1,54	7350	1,20	6300	1,40	7315
		1,61	7470	1,40	7100	1,45	7470
				1,60	7900	1,50	7690
						1,55	7820
						1,60	7995
в)	сухой прессованный пироксилин имеет скорость детонации около 5320 м/сек, а при содержании 20% влаги скорость детонации повышается до 6097 л/сек;
г)	некоторые коллоидные пороха не детонируют в сухом состоянии, 'но устойчиво взрываются, если пространство между пороховыми элементами заполнено водой;
д)	заряд сухого порошкообразного тротила детонирует при плотности около 1,0 г/см^ со скоростью 4700 м/сек. Если.залить такой заряд водой, то скорость детонации составляет 5100 м/сек.
§ 7.	ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ДЕТОНАЦИИ
При возбуждении взрыва возможны следующие случаи:
1)	инициатор недостаточен для возбуждения детонации бризантного ВВ, При этом может возникнуть горение ВВ, которое в зарядной каморе проходит при повышенном давлении (такое явление называют «выгоранием»);
2)	инициатор вызовет на коротком участке детонацию заряда, которая дальше замедляется, а затем затухает;
3)	инициатор вызовет устойчивую незатухающую детонацию.
Важные для практики условия получения устойчивой детонации установлены в ряде работ советских ученых.
1.	Условия устойчивости детонации и критический диаметр заряда. Согласно теории Ю. Б. Харитона детонация может протекать устойчиво, если продолжительность реакции во фронте детонационной волны меньше, чем время, в течение которого давление во фронте той же волны успеет разбросать реагирующее вещество.
77
Иначе говоря, должно иметь место неравенство
где-с — время реакции, а 0 — время разброса взрывчатого вещества.
Величина -с зависит от свойств ВВ. Величина 0 определяется диаметром заряда ВВ и массой оболочки.
Время 0, необходимое для разлета частиц ВВ, убывает с уменьшением диаметра патрона, тогда как продолжительность реакции -от диаметра не зависит. При достаточно малых диаметрах заряда величина 0 настолько уменьшается, что условие x<J) окажется невыполненным, а детонация — невозможной, В этом случае вещество будет разбросано раньше, чем химическое превращение успеет пройти до конца.
Опыты, проведенные Харитоном и Ровингом с нитроглицерином, показали, что он детонирует в стеклянной трубке, когда диаметр ее больше 2 мм. При меньших диаметрах детонация не происходит. 12%-ный раствор метилового спирта в нитроглицерине детонировал в стеклянной трубке, когда диаметр последней был нс меньше 3,5 мм. Аналогичные результаты были в дальнейшем получены и для других ВВ. Для каждого из них существует некоторый критический диаметр заряда. Так назван минимальный диаметр, при котором взрывчатое вещество еще способно к устойчивой детонации.
2,	Влияние оболочки заряда на устойчивость его детонации. Наличие оболочки затрудняет разброс частиц взрывчатого вещества и действует подобно увеличению диаметра заряда. Например, сухая, хорошо измельченная аммиачная селитра при плотности 0,8 г/см3 в бумажной или тонкостенной стеклянной оболочке устойчиво детонирует лишь в том случае, когда диаметр заряда больше 80 мм и только при достаточно мощном детонаторе. Если 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 одним капсюлем-детонатором.
Действие оболочки определяется прежде всего ее массой, а прочность является лишь добавочным фактором. Например, при одинаковой толщине свинцовой и железной оболочек одинаковый заряд дает больший эффект в свинцовой оболочке, чем в железной, несмотря на значительно большую прочность последней,
3.	Влияние плотности на. критический диаметр однородных и неоднородных веществ (механических смесей). Критический диаметр однородных веществ уменьшается с увеличением плотности заряда. Критический диаметр смесей, в частности, аммиачно-селитренных ВВ, наоборот, увеличивается с увеличением плотности (см. табл. 17).
4.	Влияние величины частиц на критический диаметр. Критический диаметр уменьшается с уменьшением величины частиц как у однородных веществ, так и у смесей. Например, критический диаметр заряда тротила, кристаллы которого имеют размеры от 0,01 до 0,015 мм при плотности 0,85 г/см3, равен 5,5 мм, а при размере кристаллов 0,07—0.2 .ил и той же плотности он равен 11,0 мм, Критиче-
78
Таблица 17
Зависимость критического диаметра от плотности и степени измельчения компонентов для динамона Т
Плот-	Критический диаметр в мм
иость , Измельчение компонентов динамона
В	тонкое	среднее	грубое
. 0,70	. —	15	30
0,80	—	20	40
0,85	—	25	50
0,90	и	-—. '	
1,00	15	30	—
1,10	20	50	—
1.17	—	62,5	—
1,22	40	—	1—
склй диаметр аммонитов тем больше, чем крупнее частицы компонентов. В табл. 17 приведены результаты испытания динамона Т (смесь аммиачной селитры с торфом) разной степени измельчения.
Влияние степени измельчения на критический диаметр объясняется тем, что продолжительность химической реакции уменьшается с уменьшением величины частиц реагирующих компонентов.
5.	Влияние диаметра заряда на скорость детонации. Скорость детонации имеет наименьшее для данного ВВ значение, когда диаметр заряда равен критическому. С ростом диаметра до некоторого предела скорость детонации увеличивается, а затем дальнейшее увеличение диаметра не приводит к увеличению скорости детонации. Диаметр заряда, при котором скорость детонации достигает наибольшего значения, называют предельным диаметром. У однородных В В си уменьшается с увеличением плотности заряда; у смесей наблюдается обратная зависимость: предельный диаметр увеличивается с увеличением плотности.
ГЛАВА VII
ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
§ 1. О РАЗЛЕТЕ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Мы познакомились со способами определения начального физического состояния продуктов взрывчатого превращения. Для оценки Механического действия, производимого этими продуктами на окружающую среду, необходимо проследить их дальнейшее движение.
Как мы видели, давление детонации достигает у бризантных ВВ Десятков и сотен тысяч кГ/см-. Как только волна детонации достигнет
79
поверхности заряда, начинается разлет сильно сжатых газообразных продуктов взрыва. Вследствие сильного удара этих продуктов по окружающей среде в последней образуется ударная волна.
Рассмотрим разлет продуктов взрыва в воздухе; газы сильно сжимают и оттесняют окружающий воздух, и расширяющаяся поверхность облака продуктов взрыва оказывается окруженной слоем сжатого воздуха. Внешняя граница сжатого слоя воздуха представляет собой фронт воздушной ударной волны. На начальной стадии процесса скорость движения продуктов взрыва близка к скорости ударной волны, но по мере расширения первая из них быстро падает, тогда как скорость ударной волны уменьшается гораздо медленнее. Расчет показывает, что когда радиус облака продуктов взрыва достигает 10—15 радиусов заряда, давление в нем становится близким к атмосферному. Примерно к этому моменту ударная волна отрывается от поверхности облака газов и распространяется далее в окружающей среде. Разрушительное действие да малых расстояниях (до 10 радиусов заряда) вызывается главным образом продуктами взрыва, а на больших расстояниях от заряда — ударной волной.
§ 2. БРИЗАНТНОЕ И ФУГАСНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА
1. Определения. Различают две основных формы внешней работы взрыва — бризантное и фугасное действие.
Бризантным действием называют измельчение, пробивание или дробление при взрыве среды, соприкасающейся с зарядом ВВ. Это действие обусловлено ударом продуктов детонации, находящихся при очень высоком’ давлении, и проявляется лишь в непосредственной близости к заряду (на расстояниях, не превышающих 2—2,5 радиуса заряда).
Фугасное действие представляет собой виды работы взрыва, которые проявляются в форме раскалывания и отбрасывания среды, в которой происходит взрыв. Фугасное действие обусловлено расширением продуктов детонации до сравнительно невысоких давлений и прохождением ударной волны в окружающей среде.
За пределами золы фугасного действия лежит еще значительно более глубокая область распространения сравнительно слабых ударных волн. Наконец, за пределами области ударных волн лежит область звуковых волн.
2. Теоретическая оценка бризантного действия. Действие взрыва на какую-либо среду определяется количеством движения, которое приобретают частицы среды в результате удара по ней продуктов детонации. По второму закону механики это количество движения равно импульсу сил давления. Удельный импульс давления продуктов детонации i определяется по формуле
где рн — начальное давление продуктов детонации; рк—конечное давление, при котором действие этих продуктов на среду практически прекращается.
Бризантное действие обусловлено «головной» частью полного импульса, т. е. работой продуктов детонации при падении их давле-
ния в сравнительно узком интервале от давления детонации р4 до некоторого достаточно высокого конечного давления рк. Можно приближенно допустить, что величина этой головной части импульса
пропорциональна начальному давлению, и принять последнее в каче-
стве критерия бризантного действия. Как известно (см. стр. 74),
Таким образом, бризантное действие должно увеличиваться с ростом плотности ВВ и быстро возрастать с увеличением скорости детонации. Опыт подтверждает этот вывод.
3. Опытное определение бризантности по величине обжатия свинцового цилиндра. Для контро-
ля производства и при практическом применении ВВ бризантность оценивают по стандартной пробе— по величине обжатия свинцового цилиндра при взрыве на нем заряда (фиг. 21).
Фиг. 21, Установка для определения бризантности обжатием свинцового цилиндрика:
/—стальная плита, 2—свинцовый цилиндрик, стальная пластинка, 4—патрон с нспы» туемым ВВ» 5—электр о детонатор.
50 г испытуемого ВВ помещают в бумажную гиЛьзу внутренним диаметром 40 мм и закрывают сверху картонным кружком. В центре кружка делают отверстие для капсюля-детонатора. В специальной матрице прессованием доводят заряд до плотности 1 г/см3.
Подготовленный таким образом патрон ставят на стальной диск
я
диаметром 41 мм и толщиной 10 мм, который положен на цилиндр из чистого свинца диаметром 40 мм и высотой 60 мм, установленный на стальной плите. Всю систему центрируют и укрепляют на плите,
после чего производят взрыв.
При взрыве свинцовый цилиндр обжимается и приобретает форму гриба. Разность высот цилиндра до и после взрыва служит мерой бризантности ВВ Ч
В табл. 18 приведены значения бризантности некоторых ВВ.
Величина обжатия, получающаяся по этой пробе, не дает абсолютного значения бризантности, а служит только для относительной ее оценки. Тем не менее она имеет большое значение для практической оценки бризантности ВВ.
1 Подробное описание метода см. ГОСТ 5984—51 «Метод определения бри зантности».
6	186
81
В последнее время для оценки бризантности все большее значение приобретает прямое определение импульса взрыва при помощи баллистического маятника, Схема маятника приведена на фиг. 22. Испытуемый заряд взрывают в контакте с наконечником маятника. Величину импульса определяют по максимальной скорости, сообщенной маятнику, или по его отклонению.
4. Оценка бризантности взрывчатого вещества по осколочности снаряженных им боеприпасов. Оценка бризантности ВВ может быть произведена и по степени дробле-Таблица 18 ния металлической оболочки, _	окружающей заряд, или металли- р	ческой плиты, на которую он уста-	
Взрывчатое вещество	новлен. t$ артиллерийской практик-Обжатия ке издавна принято судить о бри-°ПЖД зантности ВВ и о качестве снаряжения по результатам определе-
Гремучий студень Гексоген (25 г)* Тэн (25 г) * Тетрил Пикриновая кислота Тротил Ксилил Аммотолы	ния осколочности снаряженных им 26	боеприпасов, Для этой цели бое- 18	припас устанавливают в бронеяме, 16	в ящике с песком или окружают ящиками с песком (для предохра-20—22	нения осколков от дробления при 17—19	ударе о стенки бронеямы). После 16—17	подрыва собирают все осколки, 12—13	взвешивают и подсчитывают число ., ,.	полезных осколков. Полезными 11—14 обычно считают осколки, вес кото-
рых равен или превышает 1 г.
Критерием бризантности служит число полезных осколков, отнесенное к 1 кг разрывного заряда. При заданных конструкции корпуса и взрывчатом веществе это число, называемое «числом А», служит критерием качества снаряжения боеприпаса. Наконец, при заданных ВВ и снаряжении число А служит для оценки осколочности боеприпаса.
Так как осколочность зависит не только от качества ВВ, но и от калибра и конструкции боеприпаса и качества металла, то результаты испытания нового вида снарядов сравнивают с результатами испытания известных боеприпасов.
5, Работоспособность (фугасность) и фугасное действие. Способность продуктов детонации производить при их расширении работу называют работоспособностью или фугасностью.
Теоретически работоспособность может быть определена как величина, пропорциональная потенциальной энергии ВВ. Для расчета потенциальной энергии допустим следующие идеальные условия взрыва: он производится в окруженном оболочкой пространстве,
* Так как при весе заряда гексогена илн тэна 50-г свинцовый столбик дробится на части, то при определении бризантности этих веществ применяют заряды в 25 а.
82
объем которого может безгранично расти, оболочка совершенно нетеплопроводна и, следовательно, явление взрыва происходит в условиях адиабатного процесса; расширение оболочки происходит без затраты теплоты. При таких условиях справедливо уравнение
где Q« — теплота взрыва; L — работа расширения газов к некоторому моменту времени; q — теплота взрыва, не израсходованная на работу расширения газов к тому же моменту времени; А — тепловой коэффициент работы.
Фиг. 22. Баллистический маятник, 7—корпус баллистического маятника, 3—натяжные приспсь соблеиия, 3—тросы подвеса, 4Г 5—детали подвеса, ^—защитная плнтй, /'—центрирующая плита. 8—центрирующая втулка, Р—наконечник маатнцка, /0—стойка измерителя отклонений, 27—стержень измерителя отклонений, /2—движок изме-ритх£тя отклонений.
Допустим, что продукты взрыва расширяются адиабатно до тех пор, пока их давление не уменьшится до атмосферного, а температура не понизится до 15° *; тогда <7=0 и Q» — AL или L~^=EQ1I, где Е — механический эквивалент теплоты.
Величина L=EQT„ представляющая собой максимально' возможную работу продуктов взрыва 1 кг ВВ, носит название потенциальной энергии или потенциала ВВ.
Величина полезной работы взрыва значительно меньше потенциала ВВ.
* Данные термохимических таблиц, на основе которых рассчитывается величина Qv обычно отнесены к 15°.
6*
83
По Беляеву, величина практической работоспособности пропорциональна работе адиабатного расширения продуктов взрыва при определенной степени этого расширения, зависящей от условий взрыва и характера производимой работы. Опред&чить работоспособность по принципу Беляева можно при взрыве заряда в баллистической мортире. Однако для практической оценки работоспособности наибольшее распространение имеет измерение расширения, образуемого взрывом в свинцовой бомбе.
Для этой цели применяют свинцовую бомбу (фиг. 23,о) с цилиндрическим гнездом; 10 г взрывчатого вещества помеща-
Фиг. 23. Свинцовая бомба для определения работоспособности ВВ.
ют в бумажную гильзу и прессуют в специальной
матрице в виде патрона с гнездом для капсюля-детонатора или электродетонатора. Патрон с капсюлем вводят в гнездо бомбы (фиг. 23,6). Свободный объем гнезда засыпают кварцевым песком. При взрыве гнездо бомбы расширяется и приобретает грушевидную форму (фиг. 23,в). Разность
между объемом гнезда до и после взрыва является практической мерой работоспособности испытуемого ВВ Эта величина характеризует только относительную работоспособность взрывчатых веществ, а не абсолютное ее значение.
В табл. 19 приведены некоторые значения работоспособности ВВ, измеренные по описанному методу.
6. Действие взрыва в грунте. При взрыве в грунте разлет газообразных продуктов ограничен по всем направлениям стенками шпура (скважины) и забойкой.
Если забойки нет, продукты
Таблица 19
Взрывчатое вещество	Рас шире ние в см'1
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
взрыва, произведя удар по стен-
кам, вырываются в атмосферу через открытую часть шпура, не участвуя дальше в работе взрыва. При наличии же забойки, продукты не могут быстро вырваться в атмосферу, а, раздвигая материал сте-
нок шпура, спрессовывают его и сами многократно отражаются от этих стенок. Образуется быстро увеличивающаяся полость. В ре-
’ Подробное описание методики испытания см. ГОСТ 4546—48 «Метод определения работоспособности (фугасяости) в свинцовой бомбе>.
84
зультате многократных отражений давление распределяется равномерно по различным направлениям, и первоначальные особенности движения продуктов взрыва; зависящие от формы заряда и положения детонатора, теряют свое значение.
Вокруг образовавшейся полости в грунте распространяется ударная волна (волна сжатия). Когда эта волна достигает поверхности грунта, то последняя начинает подниматься. Скорость движения грунта получается наибольшей по линии наименьшего сопротивления, т. е. там, где расстояние от заряда до поверхности грунта наименьшее. По мерс подъема грунта он становится неплотным, и через пего прорываются струи продуктов взрыва. Эти струи, увлекая за собой твердые частицы, образуют фонтан грунта, поднимающегося вверх и частично разлетающегося в стороны.
Продолжительность всего этого процесса во много раз больше, чем самого взрыва. Поэтому не имеет значения, насколько быстро происходит детонация заряда. Следовательно, для взрыва грунта могут быть применены ВВ с различными скоростями детонации, т. е. имеющие различную бризантность.
Возможен случай, когда энергии, переданной грунту, будет недостаточно для его выброса (образование воронки). Такой взрыв без выброса грунта называют камуфлетом.
Описанное здесь Действие взрыва, заключающееся в разрушении и выбросе плотной среды или в расширении объема, занимаемого ВВ при взрыве в замкнутом пространстве, представляет собой наиболее важный случай фугасного действия.
Фугасное действие артиллерийских снарядов. При взрыве снаряда в грунте происходит выброс последнего с образованием воронки.
Характеристикой фугасного действия боеприпаса служит объем воронки, отнесенный к 1 кг разрывного заряда.
Фугасное действие боеприпаса зависит главным образом от природы разрывного заряда, условий взрыва и свойств грунта.
Важнейшей характеристикой условий взрыва является расстоя^ ние от центра тяжести разрывного заряда до ближайшего участка свободной поверхности грунта, называемое линией наименьшего сопротивления (сокращенно ЛНС).
Проследим зависимость фугасного действия постоянного заряда от ЛНС. При взрыве снаряда на поверхности грунта (ЛНС равна нулю) фугасное действие мало. По мере углубления боеприпаса в землю фугасное действие растет, достигает при некотором значении ЛНС максимума, а при дальнейшем углублении уменьшается. Далее, начиная с определенного значения ЛНС выброс грунта отсутствует — получаются камуфлеты.
Глубина проникания снаряда в преграду к моменту его взрыва рсигающим образом влияет на фугасное действие; в свою очередь глубина проникания зависит от скорости' и угла падения снаряда, механических свойств преграды и конструкции взрывателя (мгновенного, инерционного или замедленного действия).
85
Наибольшее фугасное действие в грунте, получаемое при оптимальном значении ЛНС, составляет для обычных ВВ 2,2—2,5 м3/кг.
7. Действие взрыва на бетон, железобетон, кирпичную кладку и другие преграды. При действии взрыва на бетон последний сильно сжимается, и на некоторую глубину в нем распространяются трещины. По окончании действия давления сжатый бетон начинает расширяться. Это расширение продолжается по инерции и тогда, когда материал вернулся к своему первоначальному объему. В результате возникают новые трещины, и зона разрушения возрастает.
При взрыве заряда на поверхности бетонного перекрытия в глубь последнего распространяется волна сжатия. Когда она дойдет до противоположной поверхности бетонного массива, то частицы материала, расположенные у этой поверхности, не удерживаемые дальнейшими слоями, будут продолжать свое движение; здесь возникнут растягивающие усилия, в результате чего часть материала может отколоться и отлететь от массива в виде осколков, имеющих большие скорости. Откол может привести к уничтожению людей и техники, находящихся за бетонным укрытием, даже тогда, когда укрытие не пробито насквозь.
Аналогичные явления протекают при действии взрыва на железо, бетон, кирпичную и каменную кладку и Другие материалы, у которых Временное сопротивление растяжению значительно меньше, чем сжатию.
§ 3. ОБ АКТИВНОЙ ЧАСТИ ЗАРЯДА И НАПРАВЛЕННОМ ДЕЙСТВИИ ВЗРЫВА
Бризантное действие взрыва зависит при прочих равных условиях от формы заряда, места расположения детонатора и в общем случае неодинаково в разных направлениях от места инициирования детонации. Это происходит потому, что от указанных факторов зависит количество продуктов детонацигг, двигающихся в том или ином направлении. Для оценки динамического действия взрыва на близлежащую среду необходимо определить активную часть заряда, т. е. ту часть его, продукты взрыва которой разлетаются в заданном направлении. Схема разлета продуктов взрыва цилиндрического заряда, по Г. И. Покровскому, показана на фиг. 24. Как видно из схемы, доля продуктов, летящих в направлении распространения детонации, меньше, чем в противоположном. Тем не менее вследствие перераспределения энергии наибольшее действие взрыва имеет место в направлении распространения детонации. По данным Покровского, энергия продуктов, летящих в этом направлении, может приблизительно в четыре раза превзойти энергию, несомую более значительной массой продуктов, летящих в сторону детонатора.
В момент прихода детонационной волны в точку поверхности заряда образующаяся здесь частица продуктов взрыва получает одновременно ускорения по двум направлениям: по нормали к поверхности вследствие разлета сжатых продуктов в атмосферу и в направлении распространения детонации вследстние наличия потока продуктов за фронтом детонации. Складывая эти два вектора, полу-86
чин равнодействующую скорость. Продолжая тайне построения, найдем, что наибольшие скорости Приобретут частицы, летящие в направлении от детонатора к противолежащему основанию, и наименьшую— летящие в обратном направлении; против исходящих углов находится область, в которой концентрация частиц является минимальной (область пониженного действия взрыва), а против входящих углов —область с наибольшей концентрацией частиц (область повышенного действия взрыва). Эти выводы согласуются с опытом.
При увеличении длины цилиндра до двух диаметров действие взрыва в направлении от инициатора к противолежащему основанию увеличивается. Дальнейшее увеличение высоты не влияет на действие взрыва по этому направлению.
Фиг. 24. Схема разлета продуктов взрыва цилиндрического заряда по данным Г, И. Покровского.
Описанные особенности действия взрыва, обусловленные формой заряда-и местом расположения детонатора в заряде,, называют — направленным действием взрыва; действие, обусловленное выемкой в заряде и являющееся наиболее разрушительным сравнительно с другими видами направленного действия, называют кумуляцией.
§ 4. КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА
Схема действия кумулятивного заряда показана на фиг. 25. Детонатор -помещают в противоположной от кумулятивной выемки стороне для создания направленного действия в сторону выемки. Поток продуктов взрыва сжимается в месте выемки в весьма плотную струю. Эта струя Пробивает слой стали, не пробиваемый зарядом без выемки.
Действие кумулятивного заряда значительно (примерно в 2— 4 раза) увеличивается при облицовке выемки металлической оболочкой. Детонационная волна перемещается параллельно оси заряда и обжимает оболочку. Из внутренних ее слоев образуется металлическая струя, перемещающаяся в направлении от заряда к преграде со скоростью до 20 000 м/сек. Наружные слои металла облицовки Деформируются в стержень, движущийся также в направлении струи, но с относительно малой скоростью порядка 500—1000 м/сек. Разрушительное действие струи зависит от природы металла и толщины стенки облицовки. Диаметр пробоины получается значительно больше диаметра струи.
87
Кумулятивные заряды дают наибольшую глубину пробивания, когда они находятся на некотором оптимальном расстоянии от брони, называемом фокусным расстоянием.
Глубина пробивания зависит от относительных размеров кумулятивной выемки, которой обычно придают форму конуса. При правильном подборе величины и формы заряда, формы и размеров выемки, толщины оболочки и т. д. кумулятивным снарядом можно пробить броню, толщина которой в несколько раз превышает калибр снаряда.
Степень однородности структуры ВВ сильно влияет на правильное действие кумулятивного заряда: частичное разрыхление, пузыри, трещины понижают действие заряда в несколько раз. Вращение снарядов заметно ухудшает кумулятивное действие.
Фиг. 25. Схема действия кумулятивного заряда.
/—детонатор, 2—ВВ, .3—кумулятивная выемка.
х Действие кумуляции весьма эффективно, если за броней находится сравнительно небольшой объем, как, например, в танке.
§ 5. действие взрыва на расстоянии И БЕЗОПАСНЫЕ РАССТОЯНИЯ
1. Характеристика механического действия ударной волны. Разрушительное действие взрыва на значительных расстояниях связано с распространением в воздухе ударной волны. В качестве критерия механического действия ударной волны на преграду можно принять величину импульса, сообщаемого волной преграде. Садовский дал следующую зависимость удельного импульса ударной волны от веса заряда и расстояния от очага взрыва до преграды:
з
где I — величина, удельного импульса; А —коэффициент, зависящий от свойств ВВ; С — вес заряда ВВ; г — расстояние от преграды до места взрыва.
Величина полного импульса, действующего на преграду, очевидно, равна
Z=fS, '
где 5 — площадь Преграды в сечении, перпендикулярном направлению распространения ударной волны.
88
Зная величину полного импульса, подействовавшего на преграду, можно определить энергию, сообщаемую преграде при действии ударной волны. Обозначим через т массу преграды, приведенную в движение действием взрыва, и через и ее скорость. Очевидно, что mu’ 	_ J2
2 2m 2m
2. Различные виды действия взрыва на расстоянии. Безопасные расстояния. Ударная волна, распространяющаяся при взрыве в окружающем воздухе, может вызвать разрушение зданий или сооружений. В зависимости от природы В В и веса заряда, а также пас-сгояния до места взрыва интенсивность этих разрушений может быть различна.
Далее, при взрыве одного заряда возможен взрыв другого, расположенного на некотором расстоянии от первого. Это явление называют передачей детонации на расстояние. Наконец, возможно поражение людей воздушной ударной волной на значительном расстоянии от места взрыва.
Расстояния, на которых не имеют места те или иные разрушительные действия взрыва, называют безопасными расстояниями. Безопасные расстояния для различных видов воздействия определяют по формулам, имеющим одинаковый общий вид:
г=А/КС,
где г — безопасное расстояние в м- С — вес заряда в кг- k> — коэффициент, различный для разных видов воздействия и зависдщцй от рода ВВ, места нахождения заряда (на поверхности земли или углублен) и других факторов. Так, например, расчет безопасного расстояния по разрушительному действию ударной волны может быть произведен по формуле
r-k.VC.
Некоторые значения Ь.ъ для ВВ типа тротила даны в табл. 20.
Таблица 20
Значения коэффициента Лв для определения безопасных расстояний
Возможные разрушения	Расположение заряда	
	заряд открыт	заряд углублен в землю на свою высоту
Полное отсутствие повреждений Поражение людей воздушной волной Разрушение остекления, частичное повреждение рам, дверей и т. п, Разрушение внутренних перегородок зданий, сараев и других легких деревянных построек Разрушение каменных и деревянных зданий, опрокидывание ж.-д. составов	50-150 10 6-8 3—4 1,5-2	10—50 5 3-5 1,5—2 0,5-1
Коэффициенты для расчета безопасных расстояний по передаче детонации приведены в «Единых правилах безопасности при ведений взрывных работ».
РАЗДЕЛ Н
БРИЗАНТНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
§ 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВВ. ПРИМЕНЯЕМЫМ ДЛЯ СНАРЯЖЕНИЯ БОЕПРИПАСОВ
Фиг. 26. Разрезы снаряженных снарядов.
Для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, авиабомб) применяют бризантные ВВ. В зависимости от назначения боеприпасов устанавливают требования к фугасности и бризантности ВВ. Требования по чувствительности ВВ к механическим воздействиям устанавливаются в зависимости от условий служебного Применения и действия боеприпасов у цели. В этом отношении наиболее характерны артиллерийские снаряды, разрывной заряд котор ых пр етерп евает значительные механические воздействия при движении снаряда по каналу ствола и при пробивании брони (бронебойные снаряды).
В качестве характеристики степени механического
воздействия на разрывной заряд принято напряжение, развивающееся в опасном сечении разрывного заряда при выстреле или пробивании брони.
1. Расчет напряжений, возникающих в разрывном заряде при выстреле. При движении снаряда по каналу ствола он приобретает ускорение. Исходя из второго закона Ньютона определим силу инерции и напряжение, возникающие в разрывном заряде при выстреле.
Примем следующие обозначения (фиг. 26): р—давление пороховых газов (переменная величина); рт — наибольшее давление пороховых газов при выстреле; R — полукалибр, т. е. радиус корпуса, взятый по центрирующему утолщению; гг — радиус каморы у дна снаряда; гь—радиус каморы у головки снаряда (бронебойного); ш — вес разрывного заряда; G — вес снаряженного снаряда; g— ускорение силы тяжести; v — скорость движения снаряда.
При выстреле снаряд движется ускоренно под действием силы 7’тг/?2. Проведем в любом месте снаряда поперечное сечение. Часть заряда, лежащая вправо от этого сечения, давит на противолежащую часть с силой
g dt ’
•90
где «1 — вес части заряда, лежащей вправо от заданного сечения. Наибольшая сила инерции действует на слой заряда, прилегающий к дну снаряда; для этого сечения
,,	dv
Ускорение снаряда — определим
откуда — =р	Наибольшее
dt G
р=рт. Поэтому
J-Л	Vf UV
из уравнения =--------------t
g dt
ускорение имеет место при

(2)
Делением обеих частей этого уравнения на -к-г^ найдем максимальное напряи?ение, возникающее в опасном сечении разрывного заряда:
<3>
Формуле (3) можно придать Другой вид:
ш	1	{Л
°т~Рт^	G '	(4)
—поперечная нагрузка на ВВ в опасном сечении, а —— поперечная нагрузка на снаряд в том же сечении.
2. Расчет напряжений, возникающих в разрывном заряде при пробивании снарядом брони. Подсчитаем эти напряжения по приближенному методу Бринка, в основе которого лежат следующие допущения:
1.	В течение всего времени пробивания брони снаряд испытывает постоянную силу сопротивления.
2.	Путь снаряда, по которому совершается полное пробивание брони 1=Н-^Ь, где Н —длина головной части снаряда, ай — толщина брони.
Полагая, что вся кинетическая энергия снаряда идет полностью-па работу пробивания, можно написать
где гс — скорость снаряда перед ударом в броню.
По второму закону Ньютона
А=— — ,	(6)
Jc % dt
91
где ——ускорение (отрицательное, т, е. замедление), испытываемое снарядом при пробивании брони.
Подставляя выражение для fa в уравнение (5), получим до ц:
Сила, развиваемая в опасном сечении разрывного заряда,
j	2
г ш dv ш ^m==Tdt=~g^'
Отсюда определяем напряжение в том же сечении;
W	1
3m1 =	2~'
g 2! пг£
(7)
(8)
Так как в головной части диаметр каморы в опасном сечении мал, то напряжения могут быть большими.
Пример. Подсчитаем наибольшие напряжения, возникающие в разрывном заряде 45-.ад бронебойного снаряда при выстреле и при пробивании брони.
Исходные данные: <о=0,015 кГг G=0,8 лТ, Л=2,2 с.н, rj= 1,2 см, г2 = 1,0 см
Скорость снаряда перед ударом в броню ос=500 л/се«; рт«2500 кГ/см2; см.
Максимальное напряжение при выстреле
25С0-О,015-2,2’	г, „
а =----------2-----:----= 158 кГ см-.
т 0 8.1,2а
Максимальное напряжение при пробивании брони
я~ —
0,015500(ХР 981-2-6-3,14-1г
= 1015 кГ>см2.
Таким образом, напряжение в опасном сечении разрывного заряда 45-л л 1015
бронебойного снаряда прн пробивании брони в ——- =6 4 раза превышает на-158
пряжение при выстреле.
У многих боеприпасов современной артиллерии максимальное напряжение достигает 1100 кГ/см*. При проектировании боеприпасов необходимо знать критическое напряжение ВВ, т. е. наибольшее напряжение, которое разрывные заряды снарядов еще выдерживают без взрыва. Эту величину определяют опытными стрельбами раз бор
92
ными снарядами специальных конструкций. Конструкция такого снаряда, разработанная В. И. Рдултовским и примененная им для изучения стойкости разрывных зарядов при выстреле, дана на фиг. 27. По полученным опытным путем критическим напряжениям устанавливают допустимые напряжения, обеспечивающие безопасность стрельбы. Очевидно, что допустимое напряжение должно быть меньше критического. Ориентировочные значения критических и допустимых напряжений для некоторых ВВ даны в табл. 21.
Таблица 21
Критические и допустимые напряжения для некоторых ВВ
ВВ	акр, кГ/см2	®ДОПг
Тротил	1900	1100
Аммотол 80/20	1400	1100
Тетрил	850	—
Флегматизированный тэн	720	—
Следует отметить, что критическое напряжение является не абсолютной. а условной характеристикой чувствительности ВВ. Известно,
Что можно вызвать статическим давлением огромные напряжения в
заряде без всяких признаков его разложения. Фактически существенна не величина напряжений сама по себе, а вызванные этими напряжениями деформации заряда, при которых происходит перемещение отдельных его частей друг относительно друга или относительно корпуса заряда. При таком перемещении возможен переход механической энергии в тепловую и местный разогрев с образованием очага реакции. Условия образования такого очага зависят не только от фивико-хи-мических и механических свойств ВВ, но и от качества снаряжения, конструкции заряда и снаряда и других факторов. Опытные величины критических напряжений приближенно учитывают влияние этих факторов для определенных способов
снаряжения.
3.	Общие требования к ВВ, применяемым для снаряжения боеприпасов, в отношении чувствительности к механическим воздействиям.
Наиболее строгие требования в отношении чувствительности к механическим воздействиям должны предъявляться к ВВ, предназначенным для
Фиг. 27. Опытный снаряд для определения критического напряжения.
/—втулка с гнеадоы, 3—заряд ВВ, <3—ииер. ни о иное тело,	свинец,	5—деревянная
втулка.
93
снаряжения бронебойных снарядов. Для уменьшения напряжений в разрывном заряде бронебойных снарядов в головной части каморы ставятся пробки — деревянные, цементные или из пластмассы, что увеличивает площадь ВВ в опасном сечении.
Строгие требования предъявляются к ВВ, предназначенным для снаряжения пушечных фугасных снарядов большого калибра. Для уменьшения напряжения во взрывчатом веществе иногда в снарядах большого калибра ставят диафрагмы, разделяющие разрывной заряд на две части (итальянский 149-л<л£ и германский 615-льи снаряды).
Значительно меньше требования к чувствительности' В В, применяемых для снаряжения гаубичных снарядов среднего калибра (122 и 152 леи). Еще меньше эти требования к ВВ кумулятивных снарядов, для разрывных зарядов которых характерен относительно малый вес заряда.
Наконец, еще слабее, казалось бы, могли бы быть требования к ВВ, применяемым для снаряжения мин и ручных гранат. Однако здесь приобретает большое значение чувствительность ВВ к прострелу пулей; требуется, чтобы разрывной заряд не сработал при простреле его пулей.
§ 2.	АЗОТНОКИСЛЫЕ ЭФИРЫ (НИТРАТЫ)
1.	Пироксилин. Химические свойства и способ Приготовления см. стр. 133—136.
В настоящее время пироксилин применяют только для производства коллоидных порохов и динамитов.
2.	Нитроглицерин CHa(ONCb)CH(ONOj)CHsfONOa). Для получения нитроглицерина глицерин обрабатывают смесью серной и азотной кислот. После отделения нитроглицерина от кислот его Промывают до нейтральной реакции для получения химически стойкого продукта.
Нитроглицерин представляет собой маслообразную прозрачную Жидкость. Удельный вес 1,6 а/см3 при 15°. Температура затвердевания -413,2° (стабильная форма) и 4*2,1° (лабильная форма). В 1 л воды растворяется 1,8 г нитроглицерина при 20°.
Летучесть нитроглицерина при обыкновенной температуре очень мала, что имеет важное значение для физической стойкости нитроглицериновых порохов и постоянства их баллистических качеств.
Чувствительность нитроглицерина к удару высока; он дает взрывы при падении Груза весом 2 кг с высоты 4 см.
Нитроглицерин применяют для приготовления нитроглицериновых порохов и взрывчатых веществ. Нитроглицериновые взрывчатые вещества непригодны для снаряжения боеприпасов из-за большой чувствительности к удару и трению.
3.	Нигрогликоль (гликольдинитрат) CHjONOj—CH2ONO2. Исходным продуктом служит гликоль, получаемый синтетическим путем нз этилена. Нитрованием гликоля смесью азотной и серной кислот получают нитрогликоль, представляющий собой жидкость с температурой затвердевания —22 .
94
Нитрогликоль применяют для производства незамерзающих динамитов. Вследствие повышенной летучести он непригоден для приготовления порохов типа нитроглицериновых.
4.	Динитродигликоль (дигликольдинитрат) CHaONOa—СН2—О— —С На—CH2ONO2. Исходным продуктом служит диэтиленгликоль СН2ОН • С На—О—СН2—СН2ОН, сокращенно называемый диглико-лем, получаемый также синтетическим путем из этилена. Значительные количества дигликоля получают как побочный продукт при некоторых производствах химической промышленности. Нитрованием дигликоля смесью азотной и серной кислот получают динитродигликоль, представляющий собой жидкость с температурой затвердевания 11,3°; удельный вес при 15° равен 1,39 г/см3.
Вследствие малой летучести динитродигликоля и ряда свойств, близких к свойствам нитроглицерина, динитродигликоль применяют для приготовления порохов типа нитроглицериновых.
5.	Тэн. Со времени второй мировой войны заметное значение приобрел азотнокислый эфир пентаэритрита — пентаэритрнтетранитрат, или тэн
CHjONOj
I
OiNOH»C- С— CHjONOj
CHj-ONOa
Тэн получают нитрованием четырехатомного спирта пентаэритрита, который в свою очередь получают конденсацией ацетальдегида (СН9СНО) с формальдегидом (НОНО). Эти альдегиды, как и применяемая для нитрования азотная кислота, получают синтетически из легкодоступных исходных веществ.	v—
Тэн — белое кристаллическое вещество, плотность 1,77 г/см3. Хорошо прессуется до объемной плотности 1,60 г/см3. Негигроско-пичен. Температура плавления 141°. Температура вспышки 215°.
Тэн сравнительно с другими азотнокислыми эфирами химически стоек; он более чувствителен к удару, чем тротил, тетрил и даже гексоген (дает взрывы при падении груза весом 2 кГ с высоты 30 см, а при весе груза 10 кГ и высоте его падения 25 см взрывы получаются в 100% опытов). Чувствительность тэна к детонации несколько выше таковой гексогена и Других вторичных ВВ. Расширение в свинцовой бомбе 500 см3.
При стандартном испытании по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков тэн дает полную деформацию столбика; При весе заряда 25 г дает обжатие 16 мм. Скорость детонации 7900 м/сек при плотности 1,60 г/см3. Тэн большей частью флегматнзируют добавкой небольших количеств (до 5%) парафина, воска и т. п. веществ; при этом заметно уменьшается чувствительность к удару и незначительно снижаются работоспособность и скорость детонации.
Тэн применяют для снаряжения капсюлей-детонаторов, детонаторов и детонирующего шнура, а флегматизированный — для снаряжения детонаторов, кумулятивных и Других снарядов.
95
§ а. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ
1. Общие сведения. Митросоединения 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. Эти вещества особенно пригодны для снаряжения артиллерийских снарядов и других боеприпасов. Для снаряжения снарядов среднего калибра применяют смеси ряда нитросоединений (например, тротила, динитронафталина) с аммиачной селитрой.
Нитросоединения являются химически стойкими веществами. Их можно хранить без изменения физических или взрывных показателей в течение многих лет даже при неблагоприятных условиях.
Исходными веществами для производства нитросоединений ароматического ряда служат ароматические углеводороды и их производные: бензол СеН6, толуол СеНаСНз, ксилол С^НдСНз)?, нафталин С10Н8, фенол С6Н5ОН, диметиланвлин CcHsN (CHs)a и др.
Эти вещества подучают из продуктов (побочных) коксования каменного угля; коксового газа и смолы; кроме того, большие количества ароматических углеводородов образуются при пиролизе нефти (нефтяные бензол, толуол и ксилол); наконец, толуол получают непосредственно при разгонке некоторых сортов нефти (толуол-бен-зин). Фенол и другие производные ароматических углеводородов получают при дальнейшей химической переработке этих веществ.
Для получения нитросоединений действуют на углеводороды или их производные смесью азотной и серной кислот.
2. Тротил. Важнейшим представителем класса нитросоединений является тринитротолуол, или тротил
СН3 Ozn/^NOb
no2
Температура затвердевания химически чистого тринитротолуола 80,85°. Температура затвердевания 1 технического продукта является
1 Различают температуру плавления и температуру затвердевания. Температура, при которой медленно нагреваемый в капилляре образец полностью расплавляется, носит название температуры плавления.
Иначе определяется температура затвердевания. Для этого нагревают около 15 г вещества выше температуры плавления и охлаждают расплав, наблюдая за понижением температуры. Вначале наблюдается плавное понижение температуры охлаждаемого вещества, затем остановка и подъем температуры, достижение максимума, новая остановка н, наконец, дальнейшее падение температуры. Та максимальная температура, которая достигается после первого периода понижения, носит название температуры затвердевания.
Теоретически температуры плавления и затвердевания должны совпадать. Однако, по условиям опыта, температура плавления получается приблизительно на 1—1,5° выше температуры затвердевания.
96
критерием его чистоты; тротил, применяемый для снаряжения боеприпасов, должен иметь температуру затвердевания не ниже 80,2°; в военное время допускается с температурой не ниже 79° *.
Плотность тринитротолуола 1,663 г[см\ Гравиметрическая плотность около 0,9 г/c.w3; тротил довольно хорошо прессуется до плотности 1,6 а/сл13. Плотность литого тротила 1,55—1,59 г/см3.
Тринитротолуол практически не взаимодействует с металлами. Чувствительность тринитротолуола к механическим воздействиям и, в частности, к удару сравнительно невелика, что является основным его преимуществом перед многими другими нитросоединениями. При испытании на копре (вес груза 10 кГ, высота падения 25 сл) тротил дает 4—8% взрывов, а тетрйл, например, около 50%.
Чувствительность к детонации у тротила меньше, чем у тетрила и пикриновой кислоты, но больше, чем у ксилила.
Восприимчивость к детонации литого тротила значительно меньше, чем прессованного. Для детонирования литого тротила необходим промежуточный детонатор, тогда как для взрывания прессованного тротила достаточен капсюль-детонатор. Прессованные заряды из тротила служат иногда промежуточным детонатором для литого тро-твла. Чаще применяют для этой цели детонаторы из прессованного тетрила.
Расширение в свинцовой бомбе 285 см3. Скорость детонации 6900 м/сек при плотности 1,59 г/см?.
Бризантность по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков 16—17 мм.
Требования к тротилу, применяемому дкя снаряжения снарядов. Тротил, полученный промывкой продукта нитрования после отделения кислот, имеет температуру затвердевания 77—78° и носит название тротила-сырца. Он содержит около 6% различных примесей, а именно изомеры тринитротолуола и динитротолуол. Примесь этих веществ ухудшает взрывные качества тротила, например, заметно понижает чувствительность к детонации; кроме того, из снарядов, снаряженных таким веществом, в теплое время года вытекает жидкость, так называемое тротиловое масло *.
Вытекание масла из разрывного заряда сопровождается следующими явлениями:
1,	Разрыхление взрывчатого вещества, в результате чего возможно воспламенение заряда при выстреле и преждевременный разрыв.
2.	В снарядах с ввинтным дном тротиловое масло, несущее в растворенном виде тротил, остается частично в резьбе. При ударе (в момент выстрела) металлических поверхностей, между которыми заключено масло, может произойти взрыв; возможно также воспламенение заряда пороховыми газами путем передачи огня по маслу, заключенному в резьбе дна снаряда.
3.	Тротиловое масло, выделяющееся из тротила, может собираться в гнезде под взрывателем (или детонатором). В этом случае иногда возможно попадание масла во взрыватель или промежуточный детонатор, где оно действует как флегматизатор. В результате бывают неполные взрывы или отказы.
* Подробнее см. технические требования к Тринитротолуолу, ГОСТ 3471—46 н ГОСТ 4117—48 (тротил для аммонитов),
1 ТротНловое масло представляет собой смесь тротила с несимметрическими изомерами тринитротолуола, динитротолуолом и другими веществами. Температура плавления этой смеси около 30—35°.
7
186
97
Тротил-сырец не применяют для снаряжения боеприпасов, а пред, варительно очищают промывкой водным раствором сульфита натрия или другими способами.
Применение тротила. Тротил является основным бризантным взрывчатым веществом для снаряжения боеприпасов. Благодаря сравнительно малой чувствительности к механическим воздействиям при удовлетворительном бризантном и фугасном действии тротил является наилучшим пока взрывчатым веществом для снарядов к морским и береговым орудиям; для снаряжения бронебойных снарядов к этим орудиям применяли флегматизированный тротил, состоявший из 94% тротила, 4% нафталина и 2% динитробензола, но возможно применение и чистого тротила.
Тротил применяли в значительных количествах в сплавах с другими нитросоединениями: с гексогеном для снаряжения кумулятивных снарядов и снарядов малого калибра; с 20% динитронафталина под названием К-2; с 5% ксилила под названием сплава Л и др. Тротил применяли в военное время в смесях с аммиачной селитрой.
Из тротила готовят патроны и шашки для взрывных работ.
3.	Пикриновая кислота (тринитрофенол). Химическая формула
ОН
OsN/^NO,
'no,
Температура затвердевания химически чистой пикриновой кислоты 121,9°. Плотность пикриновой кислоты 1,813 г/сж3. Легко прессуется до плотности 1,63 г/слг3.
При испытании на копре с грузом 10 кг, падающим с высоты 25 см, пикриновая кислота дает 32% взрывов. Температура вспышки около 300°. Чувствительность к детонации больше, чем у тротила, и меньше, чем у тетрила. Скорость детонации 7210 м/сек при плотности 1,63 г/см?. Расширение в свинцовой бомбе 330 см?. Бризантность по пробе на обжатие свинцовых цилиндриков 17—19 мм.
Большим недостатком пикриновой кислоты является ее способность образовывать соли при соприкосновении с металлами (кроме олова) в присутствии хотя бы небольшого количества влаги. Некоторые из этих солен обладают большой чувствительностью к удару. В связи с этим необходимо защищать внутреннюю поверхность корпуса снаряда от контакта с пикриновой кислотой. Это достигали лакировкой, а также применением футлярного снаряжения (заряд в картонкой оболочке). Однако даже при этих условиях нужно было ограничивать срок хранения снарядов, так как и при наличии защитного покрытия происходит медленное взаимодействие между пикри-гговой кислотой и металлом корпуса. Применение пикриновой кислоты, главным образом в связи с указанным недостатком, в последние годы практически прекращено.
98
Пикриновую кислоту применяли как в чистом виде, так и в виде сплавов, например, с динитронафталином. Применяли два сплава: «русскую смесь», содержащую 51,5% пикриновой кислоты и 48,5% ди нитрона фтал ина, и «французскую смесь», содержащую 80% пикриновой кислоты и 20% динитронафталина. Во время Великой Отечественной войны применяли пикриновую кислоту в противотанковых минах с деревянной оболочкой.
4.	Пикрат аммония — аммонийная соль пикриновой кислоты, обладает меньшей чувствительностью к удару, чем даже тротил, вследствие чего его применяли в США с 1900 г. для снаряжения бронебойных снарядов калибра 10 дюймов и более, а позже там стали применять его и для снаряжения авиабомб.
5.	Тетрил, Химическое название — тринитрофенил мегилнитро-амин; формула	Ch3-N-NO2
O^/^NOb
NO,
Температуразатвердевания чистого вещества 128,7°; температура затвердевания технического тетрила должна быть не ниже 127,7°. Удельный вес 1,78 г/си3.
Прессованием тетрила достигают платности 1,68 г!см\ Температура вспышки около 19СР. Чувствительность к удару Около 50% при весе груза 10 кг и высоте падения 25 см. Расширение в--свинцовой бомбе 340 см8; бризантность по пробе на свинцовых цилиндриках 20—21 мм. Скорость детонации 7470 м[сек при плотности1 1,61 а/см3; чувствительность к детонации больше, чем у пикриновой кислоты; при плотности 1,68 г[см* 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 и достижимая при прессовании плотность больше, чем у тротила. Благодаря этим преимуществам тетрил особенно пригоден для изготовления детонаторов и капсюлей-детонаторов. Вследствие высокой чувствительности тетрила к механическим воздействиям он непригоден для снаряжения снарядов, кроме малокалиберных, в которых его применяют как в чистом, так и флег-матизированном виде; применяют также сплавы тетрила с тротилом или гексогеном для снаряжения некоторых боеприпасов.
6.	Гексоген. Химическое название — циклотриметилентринитро -амин; химическая формула
СН2
O2N-n/XN-NO2
Н2С\/СН2
N-NO, Получается нитрованием уротропина.
7*
99
Температура плавления гексогена 203,5°, плотность 1,82 г/см3. Температура вспышки 230°. Чувствительность к удару немного меньше, чем у тэна. Расширение в свинцовой бомбе 480 см3. При стандартном испытании на бризантность гексоген аналогично тэну дает полную деформацию свинцового столбика; при заряде 25 г получается обжатие 18 мм. Скорость детонации при плотности 1,70 г/см3 равна 8370 м/сек.
Гексоген и ранее описанный тэн являются сильнейшими и наиболее бризантными из всех применяемых в настоящее время химически однородных твердых взрывчатых веществ. Для уменьшения чувствительности к удару и трению его флегматизируют парафином, воском, церезином и другими веществами, а также ди- и тринитротолуолом и другими нитросоединениями. Флегматизированный гексоген прессуют до плотности 1,65 г/см2.
Гексоген плавится с разложением; кроме того, при высокой температуре плавления (203,5°) сильно повышена чувствительность его к удару и трению- Поэтому снаряжение им боеприпасов производят не заливкой, а только прессованием.
Вследствие высокой чувствительности чистого ВВ к механическим воздействиям для прессования применяют только флегмативирован-ный гексоген. В таком виде из него прессуют заряды детонаторов, кумулятивных и мелкокалиберных снарядов.
Чистый гексоген аналогично тэну применяют только для изготовления капсюлей-детонаторов.
Значительное применение находит гексоген в виде смеси с другими нитросоединениями, например, тротилом, для снаряжения различных боеприпасов. Такие смеси менее чувствительны, чем гексоген, и обладают большей мощностью, чем тротил. Их можно снаряжать заливкой (в виде взвеси гексогена в расплавленном тротиле).
7.	Ксилил (тринитроксилол)—формула
СвЩСНзИ (NO2)3.
Технический продукт содержит в зависимости от степени очистки большее или меньшее количество различных изомерных тринитро-производных — орто- и параксилола. Температура затвердевания очищенного ксилила 170—178°. Ксилил представляет собой нейтральное вещество, не образующее солей с металлами. Температура вспышки около 330°. Чувствительность к удару больше, а чувствительность к детонации заметно меньше, чем у тротила. Расширение в свинцовой бомбе 270 сзР. Обжатие свинцовых цилиндриков 12—13 мм. Ксилил применяют для снаряжения боеприпасов в виде смесей с аммиачной селитрой к в виде сплава с тротилом (сплава Л). Этот сплав содержит 95% тротила и 5% ксилила. Его температура затвердевания 74°. Сплав Л не отличается по взрывчатым свойствам от тротила, но характеризуется значительно лучшей чувствительностью к детонации, обусловленной его мелкокристаллической структурой.
100
8.	Динитронафталин. Химические формулы двух изомеров дини тронафталина
NO2	NOmNO2
/\/\ /\/\
1,5 динитронафталин
1,8 динитронафталин
Технический динитронафталин состоит из смеси этих изомеров. Чувствительность динитронафталина к детонации очень мала. Поэтому его не применяют в чистом виде, а только в смеси с аммиачной селитрой, называемой динафталитом. Такую смесь применяют как для снаряжения 'боеприпасов, так и для промышленных взрывных работ.
9.	Динитробензол. Химическая формула
NOi
NOa
Температура затвердевания метадинитробензола 89,9°; температура затвердевания технического динитробензола ниже вследствие наличия в нем примеси изомеров: орто- и парадинитробензола. Плотность 1,57 Скорость детонации 6100 м!сек, расширение в свинцовой бомбе 250 мл.
Применение чистого динитробензола для снаряжения снарядов затруднительно вследствие его малой чувствительности к детонации. Недостатком динитробензола является также его ядовитость. Прежде у нас для снаряжения бронебойных снарядов к морским и береговым орудиям применяли сплав тротила с 2% Дини-тробензола и 4% нафталина. Сплавы тротила с большим содержанием динитробензола не пригодны для снаряжения из-за низкой температуры плавления.
10.	Новые мощные ВВ. Тетрил, тэн и гексоген, которые по мощности заметно превосходят тротил и другие ароматические нитросоединения и аммиачно-селитренные ВВ, относят к «мощным» ВВ. В настоящее время, судя по литературным данным, ведутся изыскания других мощных ВВ. К наиболее интересным можно отнести октоген, эдну и дину.
101
О К т о г е н
СП,
O,N — N	N-NO,
I I
CH, CH,
I I O,N- N	N--NO,
CH, получается из уротропина действием на него крепкой азотной кислотой в присутствии уксусной кислоты. Стойкость при нагревании больше, чем у гексогена; по взрывчатым свойствам близок к гексогену.
СН,-NH-NO,
Этилендинитрамин или эдна )	, По си-
СН,-NH-NO, ле взрыва и чувствительности к механическим воздействиям равен тетрилу. По Сравнению с последним менее токсичен и не обладает красящими свойствами.
Динитроксидиэтилнитрамин или дина O,N—N (CH,CH,ON02),. Чувствительность к удару порядка тэна. По силе взрыва близок к тэну и гексогену. Хорошо желатинирует нитроклетчатку.
§ 4.	ВЗРЫВЧАТЫЕ СМЕСИ
Классификация и общая характеристика взрывчатых смесей даны на стр. 23.
1.	Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества. Определения1. Аммиачно-селитре иными взрывчатыми веществами (сокращенно АСВВ) называют взрывчатые смеси, основной составной частью которых является аммиачная селитра.
Окислителем в АСВВ является аммиачная селитра, а горючим —-различные вещества, как взрывчатые (тротил, ксилил и другие нитро-соединения), так и невзрывчатые (древесная или Другая органическая мука, алюминий, пек и т. Д.). В состав отдельных АСВВ входят Ч некоторые специальные добавки, например, хлористый натрий в АСВВ для газовых шахт и др.
Аммонитом называют АСВВ, в состав которого входит взрывчатое нитросоединение.
Динамоном называют АСВВ, содержащее, кроме аммиачной селитры, только невзрывчатые горючие материалы.
Аммоналом называют АСВВ, в состав которого входит алюминий.
Аммиачная селитра. Свойства АСВВ в значительной мере зависят от свойств основной составной части их — аммиачной
1 Сборник рекомендуемых терминов Комитета технической терминологии АН СССР, Терминология взрывных работ. Изд. АН СССР, Москва, 1953.
102
селитры, которая представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 169,9°.
Аммиачная селитра существует в виде нескольких кристаллических модификаций; наибольшее значение по их влиянию на свойства АСВВ имеют четыре, переходящие одна в другую при температурах — 16, +32 и+87° (точки перехода). При переходе изменяется не только форма кристаллов, но и их величина и удельный объем вещества.
Аммиачная селитра весьма гигроскопична. Водяные пары, поглощаемые из атмосферы, конденсируются на поверхности отдельных кристаллов и растворяют поверхностные слои соли с образованием насыщенного раствора. При испарении влаги (в случае уменьшения относительной влажности воздуха) из насыщенного раствора выделяются кристаллы, которые скрепляют соприкасавшиеся частицы селитры. В результате повторного увлажнения и высыхания кристаллы селитры все прочнее связываются, происходит процесс уплотнения, слеживания аммиачной селитры. После длительного хранения при переменной влажности селитра превращается в монолит, с трудом поддающийся дроблению.
Чувствительность аммиачной селитры к детонации очень мала; соответственно устойчивая детонация ее имеет место только при большом диаметре заряда или при помещении его в массивную оболочку (стр. 78).
Состав а м м и а ч н о - с ел и т р е н н ы х ВВ. Еще задолго до первой мировой войны были известны многочисленные составы (рецептуры) АСВВ и некоторые ценные их качества. Во время первой мировой войны, после того как обнаружился острый недостаток во взрывчатых веществах, быстро подобрали подходящие рецептуры АСВВ и освоили снаряжение ими боеприпасов. Наибольшее значение приобрели с самого начала и сохранили по настоящее время смеси аммиачной селитры с тротилом, получившие название а м м о-толов. Эти смеси содержат от 40 до 80% селитры и от 20 до 60% тротила.
Разработанное после первой мировой войны снаряжение методом шнекования позволило расширить ассортимент АСВВ, пригодных для боеприпасов; кроме аммотолов, для снаряжения стало возможно применять и другие АСВВ, в частности, из числа1 изготовлявшихся для промышленных взрывных работ,
В табл. 22 приводятся типичные представители АСВВ для промышленных взрывных работ.
Предохранительные ВВ, представитель которых указан в табл. 22, применяют для работы в угольных шахтах, опасных по газу и пыли; рецептура их подобрана таким образом, чтобы при взрыве не происходило воспламенение газо- и пылевоздушных смесей. Это достигается понижением бризантного и фугасного действия и температуры взрыва введением в состав хлористого натрия. От предохранительных, как и от других ВВ, допущенных для подземных работ, требуется, чтобы количество образующихся при взрыве ядовитых газов (NO2 и СО) не превосходило установленных норм.
103
Таблица 22
Типичные представители АСВВ для промышленных взрывных работ
	Состав в %		Плотн ость	Рас-	Бризант-	Ско-
Наименование сорта В В	аммиачная селит-	другие компоненты	в условиях применения ВВ	ш прение в Свинцовой	кость по сжатию свинцовых ци-	рость дето-Егации в
	ра		В	бомбе в мл	линдри-ков в мм	м/сек
Аммонит № 6 порошкообразный	79	Тротил 21	1,0—1,15	360	14	—
Аммонит № 6 прессованный	79	То же	1,25—1,35	360	20	3800
Аммонит Xs 7	81	Тротил 14. мука сосновой коры 5	1,0—1,1	350	13	4070
Зернений ди-	88	Динитронафта-	1,0-1,25	320	15	—
нафталит		лин 12				
Алюмит № 1	80	Тротил 12, алюминии 8	0,95—1,05	400	16	—
Дннамон	90-88	Органическая мука! Ю—12	0,9	330	11	2500
Предохранитель-	68	Тротил 10, пова-	1,0—1,15	240	И	2870
ный аммонит		ренная соль 20, му-				
		ка жмыховая или из сое новой коры 2				
f Измельченная сосновая кора или торф и т. п.
Производство АСВВ. Аммотолы с содержанием 40—60% тротила получают смешением расплавленного тротила с нагретой, предварительно просушенной и измельченной аммиачной селитрой. Тротил не образует сплавов с аммиачной селитрой; получается кашеобразная взвесь частиц аммиачной селитры в расплавленном тротиле, допускающая снаряжение боеприпасов заливкой. После охлаждения этой массы образуется конгломерат, состоящий из затвердевшего тротила со включенными частицами аммиачной селитры.
Если аммотол содержит менее 40% тротила, то он не образует смесь кашеобразной консистенции, пригодную для заливки в боеприпас; такие смеси снаряжают механическими методами (прессование, шнекование).
Порошкообразные АСВВ получают измельчением предварительно высушенной аммиачной селитры и горючих веществ с последующим смешением их в барабанах (шаровых мельницах). Иногда мешку производят под бегунами, чем одновременно достигается более тонкое измельчение смеси, увеличиваются плотность, скорость детонации и бризантность.
Свойства и применение АСВВ. Наличие в составе аммиачной селитры предопределяет гигроскопичность и слеживае-мость АСВВ, являющиеся их существенным недостатком.
104
Для уменьшения гигроскопичности применяют селитру, покрытую тонкой пленкой гидрофобных веществ. Слеживаемость удается снизить, вводя в состав АСВВ некоторые разрыхляющие добавки (например, жмыховую муку, пек и др.).
Взрывчатые свойства АСВВ зависят от природы компонентов, весового соотношения между ними, способа производства АСВВ, степени измельчения и смешения (см. табл. 17 на стр. 79), плотности заряда, степени слеживания.
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. Поэтому для разрушения земляных, дерево-земляных и аналогичных укреплений, где требуется большое фугасное действие, возможно применение аммотола. Напротив, при стрельбе по прочным массивам, например, по броневым сооружениям, где требуется бризантное действие, необходимо применение снарядов, снаряженных тротилом или более мощным ВВ.
Чувствительность АСВВ к детонации уменьшается по мере их слеживания. Поэтому нельзя готовить АСВВ для длительного (многолетнего) хранения, а боеприпасы снаряжают ими только в военное время, когда они быстро расходуются.
По сравнению с другими взрывчатыми смесями АСВВ характеризуются пониженной чувствительностью к механическим воздействиям; вследствие этого, а также низкой стоимости, удовлетворительного фугасного и бризантного действия их широко применяют для снаряжения многих видов боеприпасов; по тем же причинам они находят широкое, а в СССР почти исключительное применение для промышленных взрывных работ.
Во время Великой Отечественной войны наибольшие количества АСВВ расходовали для снарядов среднего калибра. Снаряды крупных калибров (кроме бронебойных к орудиям морской и береговой артиллерии), авиабомбы и морские мины заграждения снаряжали аммотолами 40/60, 50/50 и 60/40 методом заливки.
При снаряжении боеприпасов АСВВ последним придают плотность 1,45—1,55 г/см3, при которой чувствительность к детонации заметно понижается. Поэтому для инициирования необходимо применять более мощный детонатор, чем при инициировании заряда из гротила. Это обстоятельство учитывают при выборе взрывателей к боеприпасам, снаряжаемым в военное время АСВВ.
2.	Хлоратные и перхлоратные ВВ, Хлоратные и перхлоратные взрывчатые вещества состоят из смеси солей хлорноватой или хлор-вой кислот с горючими. Преимущественно применяют KC1OS, КС1О* и NH4C1O4.
Хлоратные взрывчатые вещества привлекают к себе внимание потому, что содержащийся в них окислитель, бертолетова соль, может быть легко получен в больших количествах из недефицитного сырья. Однако возможность их применения для снаряжения боеприпасов сильно ограничена из-за большой чувствительности к механическим воздействиям. Их применяли во время первой мировой войны
105
во Франции, Англии и Германии только для снаряжения минометных и бомбометных снарядов, для которых характерны малые начальные скорости и соответственно низкие напряжения в разрывном заряде,
3.	Взрывчатые смеси на основе жидких окислителей, К этой категории взрывчатых смесей относят оксиликвиты и смеси на основе двуокиси азота или дымящей азотной кислоты,
Оксиликвиты представляют собой патроны из горючего компонента — поглотителя, пропитанные жидким кислородом. Пропитывание оксиликвитных патронов для военно-инженерных или промышленных взрывных работ производится непосредственно перед их применением. Такие патроны в результате энергичного испарения жидкого кислорода сравнительно быстро теряют взрывчатые свойства. В зависимости от размеров патрона и условий применения «продолжительность жизни» его составляет от нескольких минут до 1 — 1,5 часа. Эта особенность оксиликвитов исключает их применение в боеприпасах.
Взрывчатые смеси на основе двуокиси азота обладают значительной мощностью, но вследствие высокой чувствительности, летучести и сильной ядовитости двуокиси азота их применение ограничено: они применялись во Франции во время первой мировой войны для снаряжения авиабомб. В качестве горючего применяли нитробензол, жидкие углеводороды и другие органические вещества. Оба компонента располагали раздельно, а смешивали их с помощью специального механизма после сбрасывания бомбы с самолета.
РАЗДЕЛ III
ИНИЦИИРУЮЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
бриз. 88
Пниц. 88
8ниц. 88

г, 28. Нарастание скорости взрывчатого превращения»
§ 1.	ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Важнейшим отличием инициирующих взрывчатых веществ от бризантных является их способность детонировать даже в очень малых зарядах от простого начального импульса (луча пламени, удара, накола, трения). Даже при малых давлениях инициирующие ВВ горят с большой скоростью, которая резко возрастает с увеличением давления. Этим определяется не- в возможность стационарного горения большинства инициирующих ВВ при обычных условиях. Уже при атмосферном давлении взрывчатое превращение таких веществ, начавшееся в форме горения, очень быстро переходит в детонацию.
При действии начального им- ф пульса на взрывчатое вещество скорость возникающего при этом
превращения достигает своего предельного для данных условий значения не сразу, а лишь спустя некоторый промежуток времени!. Нарастание скорости взрывчатого превращения можно характеризовать также толщиной слоя ВВ, при прохождении которого достигается предельная (устойчивая) скорость детонации. Толщину этого слоя ВВ называют участком разгона детонации.
На фиг. 28 схематически показано нарастание скорости взрывчатого превращения одного бризантного и двух инициирующих ВВ. По оси абсцисс отложены продолжительности т процесса или длины I пути, пройденного фронтом взрывчатого превращения, а по оси ординат.— скорости этого превращения. Величины и т., представляют собой периоды нарастания скорости взрывчатого превращения, a G, /2, 13 — соответствующие длины участков разгона. Для инициирующих ВВ характерны малые периоды нарастания и соответственно короткие участки разгона скорости взрывчатого превращения.
Помимо короткого участка разгона, инициирующие ВВ должны обладать бризантностью, достаточной для возбуждения детонации вторичных взрывчатых веществ.
Известно очень большое число инициирующих ВВ, однако лишь некоторые из них нашли практическое применение. Мы познакомимся
107
кратко с важнейшими веществами: гремучей ртутью, азидом свинца, ipинитрорезорцинатом свинца и тетразеном.
§ 2.	ГРЕМУЧАЯ РТУТЬ
Гремучую ртуть Hg(ONC)3 получают растворением металлической ртути в азотной кислоте и добавлением этого раствора к этиловому спирту.
Гремучая ртуть — белый или серый кристаллический порошок с плотностью 4,31 г/см?. Плотность запрессованной гремучей ртути 3,0—4,0 а/сл<3. Она легко взрывается от незначительного удара.
Вода уменьшает чувствительность гремучей ртути к механическим воздействиям и другим видам начального импульса. При содержании 10% воды небольшое количество гремучей ртути может сгореть на открытом воздухе без взрыва; при содержании 30% воды она даже не загорается от луча огня. В связи с этим гремучую ртуть обычно хранят под водой.
Температура вспышки гремучей ртути ]73—180^. Скорость детонации 5600 м/сек при максимальной плотности.
Гремучая ртуть в присутствии влаги энергично взаимодействует с алюминием; при этом алюминиевая оболочка разрушается, а за счет теплоты реакции может возникнуть взрыв; поэтому составы, содержащие гремучую ртуть, не должны в изделиях соприкасаться с алюминиевой оболочкой. В присутствии влаги гремучая ртуть реагирует, правда, очень медленно и с медью, причем образуется весьма чувствительная гремучая медь. Чтобы избежать этого, медные оболочки защищают лакировкой. С никелем гремучая ртуть практически не взаимодействует.
Гремучую ртуть применяют для изготовления ударных и напольных составов, для снаряжения капсюлей-воспламенителей и капсюлей-детонаторов. Ввиду высокой чувствительности гремучую ртуть, как и другие инициирующие ВВ, перевозят только в виде готовых изделий (капсюлей).
§ 3.	АЗИД СВИНЦА
Азид свинца Pb(N3)2 получают реакцией обменного разложения азида натрия 1 с азотнокислым свинцом, смешивая водные растворы этих солей:
2NaN3+Pb (NO3) 2=Pb (N3) 2+2NaNO3.
Азид свинца осаждается в виде мелкокристаллического, несыпу-чего и потому не пригодного для снаряжения (дозировки) порошка. Поэтому в азид свинца вводят небольшое количество парафина, декстрина или другого склеивающего вещества (которое одновременно является флегматизатором) и гранулируют. Гранул и сушат и сортируют для удаления крупных комков и пыли.
1 Сырьем для получения азида натрия служат металлический натрий, аммиак и аммиачная селитра.
108
Плотность кристаллов азида свинца 4,71 г/см3, прессованного — 3—3,5 г/см3. Чувствительность чистого азида свинца к лучу пламени и наколу не зависит от плотности (давления прессования), но чувствительность флегматизированного азида свинца уменьшается с увеличением плотности. Обычно флегматизированный азид свинца прессуют в гильзу капсюля-детонатора под давлением 500—600 кГ/см3.
Температура вспышки 340°. Скорость детонации при максимальной плотности 4500 м/сек.
Азид свинца недостаточно чувствителен к лучу пламени и наколу. Чтобы обеспечить безотказно детонацию от накола жала или луча пламени в азидных капсюлях-детонаторах, поверх слоя азида свинца запрессовывают специальные воспламенительные составы, более чувствительные к соответствующему импульсу.
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 меди. С алюминием азид свинца не взаимодействует; поэтому его прессуют в алюминиевые оболочки, но не в медные или мельхиоровые.
По сравнению с гремучей ртутью азид свинца имеет ряд важных преимуществ;
1)	его инициирующее действие значительно больше, поэтому количество азида свинца в капсюлях-детон а тор ах в 2—2,5 раза меньше, чем количество гремучей ртути;
2)	он менее чувствителен к сотрясениям, что особенно важно для применения в артиллерийских капсюлях-детонаторах;
3)	для получения азида свинца не нужны дефицитные или дорогие материалы, тогда как для производства гремучей ртути требуется дорогая ртуть.
§ 4. ТРЯНИТРОРЕЗОРЦИНАТ СВИНЦА ИЛИ ТНРС
Трипитрорезорцинат свинца CsH(O2Pb) (ЬЮг^НгО получают при взаимодействии натриевой соли стифпиновой кислоты1 с азотнокислым св1инцом в водном растворе по реакции
ON а
O2N/xNOa
О---—
O2N/'4NO2 рь
+ Pb(NO3)2 =
4- 2NaNOB
у ON а no2
„ ZO~—
NOa
Тринитрорезорцин ат натрия
Тринитрорезорцинат свинца
 Плотность ТНРС 3,12 г/см3, плотность запрессованного 2,9 г/см3, цвет желтый. Температура вспышки 275°. Чувствителен к пламени;
1 Стифвиновую кислоту или тринитрорезорцин получают из резорцина и азотной кислоты.
109
при воспламенении дает мощный луч огня. Чувствительность к удару меньше, чем у азида свинца. Применяется для воспламенения азида свинца в капсюлях-детонаторах, а также в ударных составах для снаряжения капсюлей-воспламенителей.
§ 5. ТЕТРАЗЕН
Тетразен C2H8ONi0 представляет собой мелкокристаллический порошок с желтоватым отливом. Плотность 1,65 г/см1. В воде практически нерастворим и мало гигроскопичен. Температура вспышки около 140°.
Бризантность тетразена мала; он не обладает достаточной инициирующей способностью для возбуждения детонации вторичных ВВ. По чувствительности к трению и удару близок к гремучей ртути.
Прнмесь 2—3% тетразена к азиду свинца резко повышает чувствительность последнего к наколу. Тетразен применяют также в смеси с ТНРС в ударных составах капсюлей-воспламенителей и на-кольных составах капсюлей-детонаторов. Он играет здесь роль, сенсибилизатора ТНРС.
Ударные составы на основе тетразена имеют низкую бризантность, капсюли-воспламенители с такими составами не разрушают своим взрывом пороховые замедлители.
Газообразные продукты взрыва тетразена содержат большое-количество аммиака, который нейтрализует кислые продукты взрыва ударных составов, яаляющиеся причиной коррозии канала ствола стрелкового оружия. Поэтому тетразен применяют для изготсаления некорродирующих составов некоторых патронных капсюлей-воспламенителей (см. стр. 115).
РАЗДЕЛ IV
СРЕДСТВА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ИНИИЦИРОВАНИЯ
ГЛАВА I
КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ИНИЦИИРОВАНИЯ
Средствами воспламенения и инициирования называют изделия, действующие от простого начального импульса и служащие для воспламенения пороховых зарядов или детонирования бризантных ВВ.
1.	Средства воспламенения для создания теплового начального импульса (луча пламени):
а)	капсюли-воспламенители и средства воспламенения орудийных зарядов;
б)	электровоспламенители, электрокапсюли, пиропатроны;
в)	огнепроводы: огнепроводный шнур, стопин.
2.	Средства инициирования для детонирования бризантных ВВ:
а)	капсюли-детонаторы;
б)	электродетонаторы;
в)	детонирующий шнур.
Классификация капсюлей-воспламенителей.
Капсюли-воспламенители по их назначению делят на два вида: 
1) патронные капсюли-воспламенители, применяемые для воспламенения порохового заряда в патронах (стрелкового оружия и некоторых орудий);
2) трубочные капсюли-воспламенители, применяемые для 'воспламенения усилителей, замедлителей и капсюлей-детонаторов в трубках и взрывателях.
По характеру службы трубочные капсюли-воспламенители делят на дистанционные, действующие в момент выстрела (в дистанционных трубках и дистанционных взрывателях),и ударные (действующие в момент встречи снаряда с преградой).
По род)' начального импульса различают капсюли-воспламенители:
а)	Ударного действия (патронные);
б)	накольного действия (трубочные);
в)	электрические капсюли-воспламенители (патронные).
Классификация капсюлей-детонаторов.
1.	По назначению:
а)	капсюли-детонаторы артиллерийские (применяемые в боеприпасах);
б)	капсюли-детонаторы для взрывных работ-
2.	По способу приведения в действие:
111
а)	капсюли-детонаторы напольного действия, инициируемые накалом жала, Применяются во взрывателях для авиабомб и некоторых артиллерийских снарядов:
б)	капсюли-детонаторы лучевого действия, инициируемые лучом огня от капсюля-воспламенителя, порохового замедлителя, огнепроводного шнура и т, п. Такие капсюли применяют для взрывных работ и в большинстве артиллерийских взрывателей.
ГЛАВА И
СРЕДСТВА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
§ 1. КАПСЮЛИ-ВОСПЛАМЕНИТЕЛИ
1. Патронные капсюли-воспламенители. Патронный капсюль-воспламенитель (фиг. 29) состоит из оболочки, представляющей собой цельнотянутый металлический колпачок, в который запрессован ударный состав, покрытый фоль- j
фиг, 29. Патронные капсюли-воспламе-
фиг.' 30, Положение капсюля-вос-
пламенителя в патроне.
нители.
а—вивтовочный капсюль воспламенитель (материал колпачка—латунь). б—охотничий палею л ь-воспламените ль (материал колпачка — краевая медь), /—колпачок, 2—покрытие ударного состава, 3—ударный состав.
/—корпус гильзы, 2—наковальня, <J—кап. тюль-воспламенитель, 4—затравочные отверстия.
На фиг. 30 приведена типичная схема расположения патронного капсюля-воспламенителя в патроне. При ударе бойка дно капсюля прогибается, а покрытие ударного состава упирается в наковаленку патрона (или в запальный стержень у некоторых видов охотничьих ружей) и состав воспламеняется.
Капсюли-воспламенители с наковаленкой. Существуют специальные конструкции капсюлей-воспламенителей с наковаленкой. К таким конструкциям относится, например, капсюль-воспламенитель типа КЕМ (фиг. 31), который состоит из гиль-зочки со шляпкой. В гильзочку вставлен капсюль-воспламенитель обычного типа, а в покрытие его ударного состава упирается наковаленка. Наковаленка закреплена в гильзочке обжатием краев последней. Отверстие дульца гильзочки закрыто фольговым или бумажным кружком. Капсюли-воспламенители с наковаленкой дороже обычных капсюлей, но они чувствительнее к удару бойка.
Требования к патронным капсюлям-воспламените л ям. К патронным капсюлям-воспламенителям предъявляют следующие основные требования;
112
Фиг. 31. Капсюль-иоспламенитель к минометному патрону (КВМ),
а)	безотказность действия при ударе бойка;
б)	безотказность воспламенения порохового заряда;
в)	однообразие действия. Действие порохового заряда зависит от воспламеняющей способности’ капсюля. При недостаточной воспламеняющей способности не обеспечивается одновременное воспламенение всей поверхности пороховых зерен, процесс сгорания порохового заряда замедляется, получается так называемый затяжной в ы с т р ел. При быстрой стрельбе стрелок, приняв затяжной выстрел за отказ, преждевременно открывает затвор, вследствие чего пламя вырывается из казенной части оружия и может обжечь стрелка;
г)	стойкость при хранении;
д)	безопасность в обращении и транспортировке;
е)	механическая прочность оболочки, которая не должна разрушаться при выстреле во избежание прорыва газов к стреляющему приспособлению; при прорыве газов ухудшается баллистическое действие оружия.
Конструкция патронных капсюлей-воспламенителей. Оболочка капсюля. Оболочки патронных капсюлей-воспламенителей изготовляют из меди, латуни, томпака (содержит 94,5—95,5% меди и 5,5—4,5%
цинка) или железа.
Оболочки капсюлей-воспламенителей винтовочных, револьверных и патронов малокалиберной артиллерии делают из латуни, обладающей значительной механической прочностью.
Л* гклъзочк а. 2—-кол -Па чок к а осюл я-воспламенителя. ударный состав, 4—наковальня, 5—фольговый или бумажный кружок. 6— слой лака.
Капсюли, предназначенные для охотничьих ружей, капсюльных втулок и минометных патронов, изготовлю? из меди как более мягкого металла, обеспечивающего большую чувствительность капсюля к удару. Требование большей чувствительности вызывается тем, что в охотничьих ружьях пружина ударника слабее, чем, например, в винтовках и револьверах; в капсюльных же втулках удар бойка передается не непосредственно капсюлю-воспламенителю, а через латунное дно капсюльной втулки,
Томпак применяют в капсюлях к малокалиберным патронам. Из железа штампуют оболочки капсюлей-воспламенителей для охотничьих ружей в целях их удешевления и сокращения расхода меди. Для предохранения от коррозии железные оболочки покрывают тон-
ким слоем олова или меди.
Ударные составы. Ударные составы патронных капсюлей-воспламенителей должны отвечать следующим основным требова-
ниям*.
а)	давать длинное и горячее пламя, достаточное для безотказного зажигания порохового заряда;
б)	быть достаточно чувствительными к удару, вместе с тем эта чувствительность не должна превосходить определенных пределов;
в)	быть стойкими при хранении;
8	186
ИЗ
г)	не вызывать коррозию материала оболочки;
д)	продукты горения ударного состава не должны вызывать коррозию канала ствола оружия (только для патронных капсюлей-воспламенителей).
Ударные составы должны быть дешевы и изготовляться из недефицитных материалов.
Компоненты ударных составов. Известные в настоя- , шее время однородные инициирующие взрывчатые вещества в чистом виде непригодны для применения в качестве ударных составов; они либо слишком бризантны (например, гремучая ртуть), либо дают слишком слабое пламя (например, тетразен), либо недостаточно чувствительны к удару или наколу (например, ТНРС).
Для понижения бризантности и увеличения температуры, длины и продолжительности пламени к инициирующему ВВ добавляют различные примеси, состоящие из окислителя и горючего компонента.
В качестве горючего компонента выбирают вещества, которые при сгорании дают большое количество твердых или жидких частиц, увеличивающих воспламеняющее действие состава.
Наиболее употребительными компонентами ударных составов являются бертолетова соль, азотнокислый барий и трехсернистая сурьма* 1 (антимоний).
В ударном составе, состоящем, например, из гремучей ртути, бертолетовой соли и антимония, компоненты имеют следующее назначение: гремучая ртуть вследствие ее большой чувствительности обеспечивает воспламенение состава при ударе бойка; бертолетова воль — окислитель, освобождающий при горении состава свободный кислород; за счет этого кислорода сгорает антимоний. Антимоний образует окисел2, жидкий при температуре гор,ения ударного состава.
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. 23 приведены примеры ударных составов.
Действие продуктов горения ударных составов на оружие. Вскоре после введения капсюлей-воспламенителей для стрелкового оружия было замечено, что стволы корродируют сильнее, чем Прежде в кремневых ружьях. Еще более сильная
1 Трея серн истую сурьму для изготовления ударных составов применяют в виде минерала—сурьмяного блеска, Sb-S3r называемого также антимонием.
1 Температура плавления окиси сурьмы Sb2Oa 656°; плотность 5,3 г/слО.
114
Таблица 2&
Ударные составы патронных капсюлей-воспламенителей (содержание компонентов в и)
Капсюль	Гремучая ртуть	Бертолетова соль	Антимоний
Винтовочный и револьверный	16,7	55,5	27,8
Пистолетный и к капсюльным втулкам	25	37,5	37,5
Минометный	35,0	40,0	25,0
коррозия была замечена после введения бездымного пороха. Это явление вызывается как газообразными продуктами горения пороха, так и продуктами горения капсюльного состава.
При горении ударного состава протекают следующие реакции:
КС1О3 = КС1 + 1,5О8;
Hg(ONC), + = Hg + N, + 2СО; 2SbS3 + 9O2 = 2Sb2O3 + 6SO2; 2CO + O2 = 2CO2,
Металлическая ртуть осаждается на медных и латунных гильзах и амальгамирует их, вызывая растрескивание, что сокращает срок службы гильз.
Частицы хлористого калия неполностью удаляются при чистке оружия; в дальнейшем они поглощают влагу из воздуха, и на поверхности капала ствола образуется водный раствор хлористого калия. Ионы хлора, присутствующие в этом растворе, вызывают интенсивную коррозию канала ствола.
Бризантность ударного состава влияет на скорость выгорания канала ствола. Чем больше бризантность, тем больше скорость частиц продуктов горения, тем сильнее их механическое действие на стенки канала ствола и тем больше разгар этих стенок.
Некорродирующие ударные составы. Корродирующее действие продуктов горения на канал ствола оружия можно уменьшить, подбирая компоненты ударного состава. Например, бертолетову соль можно заменить азотнокислым барием. Однако последний разлагается труднее, чем бертолетова соль, а улучшить воспламеняемость состава увеличением содержания гремучей ртути нельзя,, так как это приведет к росту бризантности. Необходимо поэтому заменить также и гремучую ртуть. Заменой гремучей ртути может служить смесь тетразена и ТНРС. ТНРС дает сильный луч пламени, ноне может сам по себе заменить гремучую ртуть вследствие его малой чувствительности к удару. Наоборот, тетразен легко воспламеняется от удара, но дает слабое холодное пламя. При добавлении к. ТНРС около 10% тетразена получается смесь, достаточно чувствительная к удару, обладающая хорошей воспламеняющей способ-
ft»	И5
нсстью, а поэтому пригодная для замены гремучей ртути в ударных составах.
В табл. 24 приведены Примеры некорродирующих ударных составов.
Таблица 24
Некорродирующие ударные составы
(содержание компонентов в %)
Компоненты ударного состава	Для капсюлей-воспламенителей малокалиберных патронов		Состав воксид“ для револьверных патронов (Чехословакия)	Для капсюлей-воспламенителей к германскому винтовочному патрону
	монтекристо	лонгрейфль		
Гремучая ртуть	67,8	50	—	
ТНРС		—	45	35
Тетразен	—	—	5	1—2
Бариевая селитра	29,6	30	25	50
Антимоний	2,6	20	20	—
Сплав		—	5 (сплав алюминия с магнием)	13—14 (сплав магния, кальция, кремния н железа)
Величина заряда. Вес заряда для ружейных капсюлей-воспламенителей 0,03 г, для револьверных 0,02 г 1.
Количество ударного состава влияет на воспламеняющую способность капсюля-воспламенителя. При слишком малом его весе порох может либо не воспламениться (отказ), либо воспламенение произойдет очень медленно (затяжной выстрел).
В зависимости от свойств ударного состава и величины его заряда изменяется баллистическое Действие порохового заряда (давление в канале ствола и начальная скорость). Колебания в величине заряда капсюля-воспламенителя могут привести к неоднообразному действию пороха в орудии, отчего в первую очередь ухудшится кучность стрельбы.
Запрессовка ударного состава. Для прочного закрепления в оболочке, а также для однообразия действия капсюля-воспламенителя и безопасности применения ударный состав запрессовывают в оболочку. Давление прессования влияет на
1 Наименьший заряд требуется для воспламенения дымного пороха, несколько больший—для пироксилинового пороха; наибольший заряд требуется для воспламенения нитроглицериновых порохов. Эти соотношения справедливы для порохов с одинаковой величиной зерна. С уменьшением величины зерна воспламеняемость пороха увеличивается. Наоборот, при увеличении размеров порохового зерна воспламеняемость пороха умеЕгьшается, и начиная с определенного размера необходимо пламя капсюльной втулки, а при дальнейшем увеличении зерна требуется добавочный воспламенитель.
11в
чувствительность капсюля к удару бойка и на воспламеняющую способность. Для однообразия действия капе юля-воспламенителя запрессовку производят при строго определенном давлении, назначаемом в пределах от 1000 до 1200 кГ/см?.
Покрытие ударного состава имеет целью предохранить его от выпадания к механических воздействий при обращении с капсюлем-воспламенителем. В качестве покрытия для военных капсюлей применяют оловянную фольгу, для охотничьих — свинцовую, плакированную слоем олова. Толщина фольги (обычно 0,05—0,06 мм) влияет на чувствительность капсюля к удару бойка. Для понижения чувствительности и удешевления в некоторых капсюлях применяют в качестве покрытия растительный пергамент.
Испытание патронных капсюлей-воспламенителей. Партии патронных капсюлей-воспламенителей проходят следующие испытания.
1.	Наружный осмотр для определения видимых дефектов.
2.	Проверка габаритных размеров. Микрометром проверяют высоту запрессованного ударного состава, а калибрами — наружный диаметр капсюля и его высоту.
3.	Чувствительность к удару определяют на специальном копре.
Копер (фиг. 32) состоит из чугунной плиты, на которой укреплены направляющие для груза. На одной из них нанесены деления, по которым отсчитывают высоту падения груза. Испытуемый капсюль-воспламенитель помещают в патронную гильзу, которую вставляют в матрицу, установленную на чугунной плите копра точно против падающего груза. В крышку матрицы устанавливают ударник. изготовленный по чертежу ударника соответствующего оружия. При испытании определяют нижний и верхний пределы чувствительности.
Пределы чувствительности к удару патронных капсюлей-воспламенителей по техническим условиям даны в табл. 25,
Таблица 25
Чувствительность к удару патронных капсюлей-воспламенителей
Назначение капсюля	Вес груза в г	Верхний предел		Нижний предел в см
		в см	допускается осы чек и отказов в %	
К 7,62-,иж винтовочным патронам	307±1	35	0,5	10
К 7,62-лж пистолетным патронам	200±1	20	0,5	4
К 12,7-яг.и и 14,5-.члг патронам	307±1	45	0	10
К 26-мм патронам	307±1	14	0,5	3
Для охотничьих ружей центрального боя	307 ±1	26	1,0	3
Периодически (не для каждой партии капсюлей) определяют кривые чувствительности, которые строят следующим образом. Испытывают капсюли на копре начиная с некоторой мини-
117
мальиой высоты, при которой еще не происходит воспламенения, повышая затем высоту падения груза на 1—2 см. При каждой высоте
падения груза испытывают одинаковое число капсюлей, порядка 100 шт. Испытания ведут до получения 100% воспламенений при некоторой высоте падения.
По полученным данным строят кривую, откладывая по оси абсцисс высоту падения груза, а по оси ординат— процент воспла-
Фиг, 32. Копер для определения чувстви. тельности к удару пат. ровных капсюлей-воспламенителей.
менений.
На фиг. 33 показаны характерные кривые чувствительности капсюлей-воспламенителей. Сплошной линией нанесены кривые нормальной чувствительности штатных капсюлей.
Если получается кривая, параллельная нормальной кривой (пунктирная линия на фиг. 33,а), то это указывает на изменение чувствительности капсюлей. На фиг. 33,6 пунктиром показан вид кривой, указывающий на изменение точности изготовления капсюлей. Метод определения качества капсюлей-воспламенителей по кривой чувствительности разработан Б. Л, Кондрацким.
4. Воспламеняющую способность капсюля-воспламенителя проверяют определением максимального расстояния, при котором капсюль-воспламенитель еще безотказно воспламеняет зерно коллоидного пороха или шашку дымного пороха. Этот метод окончательно не разработан, и определение выполняют различно в разных лабораториях.
Наиболее надежным методом является боевая стрельба из соответствующего оружия. При этом испытании определяют наибольшее давление пороховых газов и начальную скорость пу-
/—чугунная плита. 2—направляющие стойки. 3—спусковой	крючок,
-/—груз. 5—матрица для установки патронной гильзы н ударника, 6—ударник.
ли или снаряда, наличие отказов и затяжных выстрелов, прочность оболочки капсюля и точность ее размеров.
5. Определение стойкости к изменению температуры и влажности.
Чтобы определить стойкость к увлажнению, капсюли-воспламенители хранят в эксикаторе при определенной влажности, установленной техническими условиями (например, при относительной влажности 80% при 18° в течение 2 час.). Для определения влияния температурных колебаний выдерживают капсюли в термостатах при температуре +50 и —50- в течение определенного времени.
Требуется, чтобы после этих испытаний капсюли сохранили нормальную чувствительность к удару и воспламеняющую способность, которые вновь проверяют испытанием на копре и боевой стрельбой.
6. Безопасность в обращении определяют испытанием тряской с помощью специального прибора (фиг. 34).
Один конец доски шарнирно скреплен со столом, а на другом конце укреп-Дей ящик для испытуемых капсюлей, Под действием двух кулачков, насаженных на ось маховика, конец доски с ящиком поднимается па высоту 15 см и за-
118
тем освобождается. При скорости вращения 30 об/мин ящик падает и ударяется о стол 60 раз в минуту.
Коробку капсюлей-воспламенителей помещают н ящик и закрепляют в нем. Продолжительность тряски установлена техническими условиями (4—8 мни.).' При этом испытании капсюли не должны воспламеняться, не должно быть ныпа-
Фнг. 33, Кривые чувствительности капсюлей-воспламенителей,
Орудийные капсюли-воспламенители испытывают дополнительно многократной досылкой в патронник орудия гильз, снаряженных испытуемыми капсюлями. При этом не должно быть вспышек.
Фиг. 34. Прибор для испытания капсюлей-воспламенителей тряской.
У—стол. 5—доска. 3— ящик, 4—маховяк. 5—кулачки.
2. Трубочные капсюли-воспламенители. К трубочным капсюлям-воспламенителям предъявляют следующие основные требования:
1.	Безотказность действия при наколе жалом.
2.	Более высокая воспламеняющая способность, чем у патронных капсюлей-воспламенителей.
3.	Безопасность в обращении.
4.	Стойкость при хранении.
5.	Стойкость к сотрясениям при выстреле (только для ударных капсюлей-воспламенителей) .
Особенности конструкции. Конструкции трубочных капсюлей  воспламенителей показаны на фиг. 35. Трубочный* капсюль представ
ляет собой колпачок из красной меди. В колпачок запрессован ударный состав, покрытый сверху чашечкой или кружком. Так как луч пламени от капсюля должен большей частью действовать в направлении движения жала, то либо в дне колпачка делают отвер
119
стие, перекрываемое фольговым кружком, либо это дно утоньшают настолько, чтобы при срабатывании капсюля оно могло быть легко пробито. Для предохранения от коррозии и.взаимодействия с ударным составом колпачки никелируют.
Фольговый кружок, обращенный к жалу, должен быть такой толщины, чтобы капсюль имел достаточную чувствительность к наколу. Поэтому оба кружка (покрытие и кружок, образующие дно капсюля) изготовляют из тонкой (от 0,06 до 0,14 ш<) медной фольги; в мирное время их никелируют, в военное время — покрывают лаком.
Из четырех конструкций трубочных капсюлей-воспламенителей, показанных на фиг. 35, две последние обеспечивают большую прочность капсюля к сотрясению при выстреле.
Фиг. 35. Трубочные капсюли-воспламенители.
о—капсюлЬ'Воспламеннтель, имеющий отверстие в дне, перекрытое фольговым кружком, ударный состав покрыт фольговой чашечкой, б—то же, но ударный состав покрыт фольговым кружком, в—капсюль со сплошным дном, е-г-капсюль с фигурным дном.
Ударный состав. Ударный состав трубочного капе юля-воспламенителя должен обладать значительно большей воспламеняющей способностью, чем состав патронного капсюля, так как в первом случае луч пламени должен, как правило, пройти значительный путь до воспламеняемого объекта. Кроме того, часть энергии горения ударного состава расходуется на пробивание дна капсюля или фольгового кружка. По этой же причине бризантность ударного состава должна быть больше, чем у состава, применяемого в патронных капсюлях-воспламенителях.
Чувствительность ударного состава подбирают соответствующим изменением содержания в нем гремучей ртути. Вес заряда составляет от 0,13 до 0,2 г, т. е. в 4—10 раз больше веса заряда патронных капсюлей. Примеры ударных составов для трубочных капсюлей-воспламенителей даны в табл. 26.
Таблица 26
Ударные составы для трубочных капсюлей-воспламенителей
Тип капсюля	Гремучая ртуть в %	Хлорат калия в %	Антимоний 8 %
КТМ	25	37,5	37,5
РГМ	50	25	25
120
Испытание трубочных к а п с ю л е й - в ос п л а м е н и. гелей. Трубочные капсюли-воспламенители подвергают следующим испытаниям:
1.	Наружный осмотр для определения видимых дефектов.
2.	Проверка габаритных размеров.
3.	Определение чувствительности к наколу жалом с помощью электрического копра Рдултовского (фиг. 36).
Копер состоит из закрепленной на чугунном основании вертикальной стойки с делениями. По стойке движется обойма с электромагнитом, которая может быть закреплена на желаемой высоте. При прохождении тока электромагнит удерживает груз грушевидной формы весом 100 или 200 г.
Испытуемый капсюль помещают в специальную сборку (фиг. 37) н закрывают его крышкой с отверстием, В это отверстие точно против центра капсюля устанавливают жало. Сборку ставят в специальное гнездо основания копра. При размыкании тока груз падает и ударяет по жалу, которое производит накол капсюля.
Фиг, 36. Электрокопер Рдултовского.
Д
По НВ
Фиг, 37. Сборка тля испытавн я трубочных капсюлей-воспламенителей на электрокопре
Рдултовского, * ‘-поддон, З—плашка с гнездом для капсю* ’’я, ‘3—капсюль^оспла-^скнтель, 4—крышка.
Для каждой партии капсюлей определяют верхний и нижний пределы чувствительности, а периодически Строят кривую чувствительвости (например, один раз на 5—10 партий), У трубочных, капсюлей-воспламенителей верхний предел чувствительности при грузе 200 г равен 4—6 см, нижний — около 0,5 см.
4.	Определение стойкости к сотрясениям при выстреле (для ударных капсюлей). Существует несколько способов такого испытания.
а)	Испытание в снаряде бросанием. Испытуемый капсюль-воспламенитель вставляют в предназначенное для него гнездо в трубке или взрывателе, который ввертывают в снаряд нормального веса, по с инертным снаряжением. Снаряд сбрасывают на чугунную плиту вниз дном с высоты 1 или 2 л. Не должно быть воспламенения капсюлей, расстройства запрессованного ударного состава, вздутий или прорезов фольговых кружков или дна капсюля.
б)	Испытание на специальном копре-молотке. КопеР' молоток (фиг. 38) состоит из деревянной палки, один конец которой вставлен в железный сектор, а на другом конце укреплен стальной молоток. Молоток имеет гнездо с резьбой, в которое ввинчивается сборка с капсюлями-воспламенителями. Расстояние от оси вращения палки до молотка от 80 см до 1 м.
Сборка (фиг. 39) представляет собой Стальную тарель с 20 гнездами по размерам испытуемого капсюля. Снаряженную капсюлями тарель закрывают медной пластинкой с отверстиями, расположенными точно против гнезд таре-лн; диаметр отверстий меньше наружного диаметра капсюля. Капсюли-воспламенители помещают в сборку так, чтобы в момент удара они находились относительно действующих сил в таком же положении, как в снаряде при выстреле. На сектор с молотком надет ремень с определенным грузом (37 кГ). При испытании поднимают рукоятку с молотком на установленную высоту и закреп
121
ляют 8 этом положении защелкой. При освобождении защелки груз падает, поворачивает сектор и вместе с ним молоток, который ударяет по наковальне. Сила
сотрясения, испытываемая капсюлем при ударе, зависит от угла подъема рукоятки с молотком. Этот угол характеризуют номером зуба храпового колеса, за
Фиг. 38. Копер-молоток (схема).
/—железный сектор, 2—деревянная палка. 3—стальной молоток. 4—сборка, 5—храповое колесо. 6— груз, 7—рукоятка. 8— защелка, 9—наковальня.
который был закреплен моло-' ток перед сбрасыванием.
Усилия, действующие на капсюль-воспламенитель в момент выстрела, нарастают медленнее, чем при ударе молотком о наковальню. Резкость удара на приборе определяет более жесткие условия испытания.
в)	Испытание стрельбой в сборках. Это испытание является основным при приемке партии капсюлей.
Для испытания снаря
жают капсюлями-воспла-
менителями трубки или взрыватели, которые затем вкладывают в алюминиевые цилиндрики. Не-
сколько десятков таких цилиндриков помещают в корпус снаряда и
производят стрельбу при повышенном давлении пороховых газов. После стрельбы снаряды разряжают и осматривают капсюли.
г)	Испытание боевой стрельбой. Это испытание производят при введении нового капсюля на вооружение.
Стрельбу ведут по фанерным щитам и по грунту. По результатам ее судят о стойкости капсюля при выстреле, о его чувствительности к наколу жала, о быстроте и надежности воспламенения им капсюля-детонатора.
Стрельба по фанерным щитам позволяет судить о быстроте передачи начального импульса от капсюлй-воспламенителя к капсю-
лю-детонатору. Разрывы снарядов в щите указывают на быструю передачу начального импульса (мгновенное действие), а разрывы за щнтом — на замедленную передачу (замедленное действие).
При стрельбе по грунту измеряют объем воронок, образовавшихся при взрыве снаря-
Фнг. 39. Сборка для испытания трубочных капсюлей-воспламенителей на копре-молотке.
/—стальная тарель. 3—гнездо для Капсюля. 3—пластинка из красной медн, 4—гайка, 5—шпонка.
дов, и сравнивают их с воронками, получаемыми при стрельбе ранее испытанными и признанными удовлетворительными капсюлями-воспламенителями.
д)	Безопасность в обращении и при транспортировке определяют тряской аналогично указанному для патронных капсюлей-воспламе-
122
цителей с тем отличием, что продолжительность тряски увеличивается до 2 часов.
е)	Стойкость к изменению температуры и влажности определяют так же, как для патронных капсюлей.
§ 2. ЭЛЕКТРОВОСПЛАМЕНИТЕЛИ
Электровоспламенители служат для взрывания капсюля-детонатора с помощью электрического тока. Электровоспламенение позволяет одновременно производить взрыв большого числа зарядов; оно удобнее и безопаснее, чем огневое воспламенение (с помощью огнепроводного шнура).	___
Электровоспламенение приобретает все боль-	’
шее значение и в артиллерийских капсюлях-вос-
пламенителях.
Конструкция электровоспламенителей. Как видно из фиг. 40, концы проводников соединены тонкой константановой, нихромовой или платино-иридиевой проволокой, образующей мостик накаливания. На мостик нанесена капелька воспламенительного состава. Один цз наиболее распространенных составов представляет собой смесь роданистого свинца и бертолето-
вой соли, размешанных на водном растворе столярного клея. При просушивании смесь затвердевает и прочно удерживается на мостике. Запал заключен в металлическую или картонную гиль-зочку и укреплен в ней при помощи мастичной, резиновой или пластмассовой пробки.
Фиг. 40. Электро-
воспламенитель с
При пропускании электрического тока мостик накаливается и зажигает воспламенительный состав; возникающий при этом луч пламени детонирует соединенный с электровоспламенителем капсюль-детонатор.
капельным запалом.
/—проводники. 2—МО* стик накаливания, J— носпламен. состав, 4— гильза, 5—пробка.
§ 3. ОГНЕПРОВОДЫ
1. Огнепроводный шнур. Огнепроводный шнур (фиг. 41) представляет собой медленно горящий огнепровод; сердцевина его состоит из плотно спрессованных зерен дымного пороха, а оболочка — из льняных или хлопчатобумажных нитей и влагоизолирующего состава. Эта оболочка' предохраняет сердцевину от механических повреждений и проникновения влаги. Огнепроводный шпур применяют для воспламенения капсюлей-детонаторов и зарядов дымного пороха, а также в качестве дистанционного элемента (замедлителя) в некоторых боеприпасах (ручные гранаты, пиротехнические средствами др.).
Изготовление огнепроводного шнура заключается в том, что мелкий дымный порох (специальная марка — «шнуровой»), высыпающийся тонкой струей из воронки, быстро оплетается несколькими ни-гками. Порох увлекается из воронки направляющей хлопчатобу
123
мажной нитью; при этом достигается равномерное распределение и уплотнение пороха, обеспечивающее медленное и равномерное горение шнура. Процесс изготовления шнура идет непрерывно. Обычно шнур выпускают отрезками (бухтами) длиной по 10 м,
В зависимости от типа оболочки различают три марки огнепроводного шнура В ОШП— с оболочкой из пластиката (пластифицированный полихлорвинил), ОША—с асфальтированной оболочкой и ОШДА — с двойной асфальтированной оболочкой.
Шнур ОША имеет две нитяные оболочки, покрытые влагоизолирующей мастикой (каменноугольная или древесная смола, пек
каменноугольный, нефтебитум ит. п.), и предназначен для работ в сухой и влажной среде. Диаметр его 4,8—5,8 мм. Шнур ОШДА имеет три нитяных оболочки, пропитанные мастикой, а шнур ОШП — поверх оболочки из хлопчатобумажной пряжи пленку пластиката. Диаметр шнуров этих марок 5,0—6,0 мм, Оба типа шнура пригодны для работы во влажной атмосфере и под водой. Время горения отрезка шнура длиной 60 см при атмосферном давлении должно быть в пределах 60—70 сек.
Для зажигания огнепроводного шнура при взрывных работах служит тлеющий зажигательный фитиль. Сердцевина фитиля состоит из льняных или хлопчатобумажных нитей, пропитанных
Фиг. 41. Огнепроводный шнур.
f—направляющая нить, 2—порохоаая сердЦе-вння, 8 к 4—нитяные оплетки, 5—наружная оплетка с вод он з о л и ру ющей м а * стикой.
раствором селитры, а наружная оплетка — из крученой пряжи. Время горения (тления) отрезка фитиля длиной 25 см на воздухе 25—50 мин. в случае льняной сердцевины и 37-—62 мин. — хлопчатобумажной.
2. Стопин. Стопин состоит из нескольких хлопчатобумажных, реже льняных или пеньковых нитей, пропитанных раствором калиевой селитры и обмазанных тестообразной массой из пороховой мякоти и раствора гуммиарабика. После обмазки стопин опудривают сухой пороховой мякотью и медленно сушат.
Нить стопина длиной 1 лг должна гореть на воздухе около 30 сек. (3—5 см/сек). Стопин служит для воспламенения пиротехнических составов и передачи огня в некоторых боеприпасах.
ГЛАВА III
СРЕДСТВА ИНИЦИИРОВАНИЯ
§ 1. КАПСЮЛИ-ДЕТОНАТОРЫ
Капсюли-детоцаторы служат для возбуждения детонации бризантных (вторичных) взрывчатых веществ.
Классификация капсюлей-детонаторов по устройству заряда. Различают простые и комбинированные
1 Технические требования к огнепроводному шнуру регламентированы ГОСТ 3470—55.
124
капсюли-детонаторы, Простыми называют 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 называют капсюли-детонаторы, заряд которых состоит из инициирующего и вторичного взрывчатого вещества. Часть заряда капсюля-детонатора, состоящую только из инициирующего ВВ (одного или нескольких), называют первичным зарядом; другую часть, состоящую из бризантного ВВ, называют вторичным зарядом. Комбинированные капсюли обладают более сильным инициирующим действием, чем простые, а также большей стойкостью к сотрясениям при выстреле и менее опасны в обращении.
Требования к капсюлям-детонаторам. К капсюлям-детонаторам Предъявляют следующие основные требования;
а)	безотказность действия от соответствующего вида начального импульса (луча пламени, накола жалом);
б)	достаточная инициирующая способность, обеспечивающая нормальную детонацию заряда вторичного ВВ или промежуточного детонатора, для которого предназначен капсюль-детонатор;
в)	безопасность в обращении;
г)	стойкость к изменениям температуры и влажности.
К артиллерийским капсюлям, кроме того, предъявляют требование стойкости к сотрясениям при выстреле и ударе о преграду.
Конструкциякапсюлей-детонаторов. Конструкция двух видов капсюлей-детон а торов показана на фиг. 42. Капсюль-детонатор состоит из оболочки (гильзы), капсюльного состава и чашечки.
Оболочка имеет форму гильзы, т. е. трубочки, закрытой с одного конца. Детонирующее действие зависит не только от веса заряда взрывчатого вещества, но и от его формы; максимальное действие получается в осевом направлении и зависит от соотношения длины заряда к диаметру. С увеличением этого соотношения до известного предела инициирующее действие капсюля увеличивается. При выборе материала оболочки учитывают возможность его взаимодействия со' взрывчатым веществом, так же как в случае капсюлей-воспламенителей.
Для оболочек азидных капсюлей применяют мельхиор (артиллерийские капсюли-детонаторы) и алюминий (капсюли-детонаторы для взрывных работ). Мельхиоровые оболочки из-за наличия в них меди допускают в азидных капсюлях-детонаторах лишь при условии запрессовки азида свинца отдельно в алюминиевую чашечку, которая впрессовывается в мельхиоровую оболочку. Для гремуче-ртутных капсюлей применяют медные или бумажные оболочки (для промышленных взрывных работ).
Оболочку артиллерийского капсюля-детонатора зачастую изготовляют с буртиком (фиг, 43) для более прочного крепления капсюля во взрывателе.
Инициирующая сила капсюля-детонатора до определенных пределов тем больше, чем прочнее материал чашечки, толще ее стенки
125
и больше высота. Высокая чашечка, кроме того, делает капсюль--детонатор более стойким к сотрясениям при выстреле. В различных капсюлях высота чашечки равна 7—10 мм. Чашечки (фиг. 44) делают с отверстиями, прикрытыми кружочками из шелковой сетки (в капсюлях лучевого действия) или фольги (в капсюлях накольного действия). Величина отверстия в чашечке также влияет на свойства капсюля-детонатора лучевого действия. Если отверстие слишком мало, то вследствие уменьшения поверхности воспламенения действие капсюля-детон а тор а ослабляется и даже возможен отказ. При слишком большом отверстии уменьшается прочность чашечки, что в свою очередь снижает инициирующую способность капсюля и его стойкость к сотрясениям при выстреле.
Капсюльные составы. Свойства капсюля-детонатора определяются в основном составом заряда, его весом и давлением прессования.
В настоящее время для снаряжения артиллерийских капсюлей-детонаторов в качестве первичного заряда применяют преимущественно азид свинца с воспламенительным составом. В капсюлях накольного действия воспламенительным составом является смесь из ТНРС, тетразена, нитрата бария и антимония, а в капсюлях лучевого действия — ТНРС.
В табл. 27 приведены данные о зарядах некоторых капсюлей-детонаторов.
Таблица 27
Заряды некоторых капсюлей-детонаторов
Компоненты капсюльных составов и вес их в г
Наименование капсюля-детонатора
гремучая ртуть
№ 8Б и № 8М*
№ 8А
ТАТ-1** и ТАТ-2 (фиг. 43)
М-1
нако.|ь-ный
состав
ТНРС
азн д свинца
вторичный заряд
Назначение капсюля-детонатора
0.5
—	—	—	1,02 тетрила 1,0 тэна или гексогена	ИЛИ 1.0	Для взрывных работ
—	0,10	0,20	1,02 тетрила 1,0 тэна илн гексогена	ИЛИ 1,0	То же
—	0,06	0,21	0,11 тетрила		Для взрывателей
0,1	—	0,20	0,10 тетрила		То же
Испытание капсюлей-детонаторов. Капсюли-де-тонатопы подвергают следующим испытаниям:
а)	Проверка размеров.
* Буквами Б, М и Л обозначен материал оболочки, соответственно: бумажная, медная или алюминиевая. См. ГОСТ 6254—54 .Капсюль-детонатор № 8*.
*♦ Марка ТАТ обозначает капсюльный состав: ТНРС, азид свннца, тетрил.
126
б)	Определение чувствительности к лучу пламени или наколу жалом и инициирующего действия.	3
Чувствительность капсюлей-детонаторов лучевого действия считается достаточной, если они безотказно воспламеняются от луча пламени огнепроводного шнура или капсюля-воспламенителя в собранном взрывателе и дают при этом полную детонацию.
Чувствительность капсюлей-детонаторов накольного действия характеризуют верхним и нижним пределами по результатам испытания на копре Гронова. При этом испытании для всех капсюлей-дето-наторов применяют груз весом 52 г и стандартное жало.
Фиг, 43. Капсюль детонатор лучевого действия с буртиком.
/—тетрил, 2— азид севЕща, 3—ТНРС.
Фиг, 44. Чашечки капсюлей -детон а торон.
д—лучевого действия, б— на» кольного действия.
Фиг, 42, Капсюли-дето-
наторы.
я—жростой,	б—комбиниро-
ванный
/—гильза, 2—инициирующее
ВВ, 5—вторичное ВВ, 4— марлевый кружоки 5—чашечка,
Копер Гронова (фиг, 45} состоит из стальной вертикальной трубки, служащей направляющей для груза и укрепленной на чугунном основании с двумя камерами, Верхняя камера служит для помещения капсюля-детонатора. В перегородке, отделяющей ее от нижней камеры, имеется отверстие, в которое ввинчена стальная трубка. В верхней стенке камеры есть отверстие с направляющей втулкой для жала. Нижняя камера имеет отверстие для отвода продуктов взрыва в вентиляционную систему, а спереди — дверку для очистки камеры от осколков, образующихся при взрыве капсюля-детонатора.
При опыте на верхний конец трубки укладывают свинцовую пластинку установленных размеров, на середине которой устанавливают капсюль-детонатор. Вставляют жало в направляющую втулку и осторожно опускают его на капсюль-детонатор. На жало сбрасывают груз с определенной высоты.
По величине пробоины в свинцовой пластинке судят о полноте детонации капсюля-детонатора и косвенно об его инициирующем действии. Способ испытания по пробитию свинцовой пластинки, будучи весьма прост, не дает прямого определения инициирующей способности, а лишь условно оценивает мощность действия капсюля в осевом направлении.
Для определения инициирующего действия лучевых капсюлей-детонаторов пользуются такой же пробой на пробитие свинцовых пластинок. Это испытание проводит в чугунном муфеле (фиг. 46),. В камере муфеля устанавливают кусок стальной трубы, на который положена свинцовая пластинка. На последнюю ставят капсюль-детонатор и воспламеняют его огнепроводным шнуром, пропущенным
127
через втулку в верхней стенке муфеля. Инициирующее действие капсюлей-детонаторов для артиллерийских взрывателей проверяют также боевой стрельбой.
в)	Безопасность в обращении капсюлей-детонаторов к ручным гранатам, взрывателям авиабомб мгновенного действия, а также кап
сюлей-детонаторов для взрывных работ определяют тряской на том же приборе, который принят для капсюлей-воспламенителей (см. стр. 118). Тряску капсюлей-детонаторов для взрывных работ производят в течение 5 мин,, а капсюлей-детон а торов к ручным гранатам —2 часа.
При испытании тряской не должно быть взрыва капсюлей-детонаторов, выпадания чашечек. высыпания состава или заметного на глаз опыления им стенок гильз.
Фиг. 45, Цопер Гронова.
/—паппавляющяя трубка, 2—груз,	-стойка.
4—верхняя камера, 5—цнжкяя камеру. t>— стальная труба, /“направляющей втулка для жала, 5“Отверетие для выхода' продуктов нарыва в вентиляционную систему, у— отверстие, закрываемое дверкой для очнеткн камеры от осколков, /0—свинцовая пластинка, П—капеюль-детоиатор, /2—дверца с затвором.
Фиг, 46. Чугунный муфель для испытания лучевых капсюлей-детонаторов иа свинцовых цилиндриках, /—муфель, 2—кусок трубы. З-Ьсввицовая пластинка, 4— капенхль-детондтор. 5—огнепроводный шнур, С—втулка,
г)	Стойкость к изменениям температуры и влажности определяют так же, как для капсюлей-воспламенителей. После испытания проверяют чувствительность капсюлей-детонаторов к начальному импульсу, инициирующую способность и стойкость к сотрясению при выстреле.
д)	Стойкость к сотрясениям при выстреле определяют аналогично такому же испытанию капсюлей-воспламенителей следующими методами:
1)	бросанием в снаряде на чугунную плиту;
2)	ударами на копре-молотке (см. стр. 121);
128
3)	стрельбой из орудия в сборках или снарядами инертного снаряжения с боевыми взрывателями;
4)	боевой стрельбой по щитам, грунту или бронеплитам.
В зависимости от условий применения капсюлей-детонаторов требования и способы испытания могут быть различными.
§ 2.	ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОРЫ
Электродетонатором называют соединение электровоспламени-теля с капсюлем-детонатором в одной общей гильзе (фиг. 47). Электродетонаторы применяют для взрывных работ.
§ 3.	ДЕТОНИРУЮЩИЙ ШНУР
Детонирующий шнур предназначен для быстрой передачи детонации при одновременном взрыве серии зарядов ВВ. По конструкции (фиг. 48) детонирующий шнур подобен огнепроводному, отличаясь от него сердцевиной, состоящей из бризантного ВВ.
По стандарту1 изготовляют детонирующий шнур трех марок: ДШ-А, ДШ-Б и ДШ-В. Оболочку шнура марок ДШ-А и ДШ-Б пропитывают водоизолирующей мастикой, а шнур ДШ-В покры
Фиг. 47.
Электроде тонатор.
Фиг. 48, Детонирующий шнур.
/—бризантное ВВ, 2—внутренняя оплетка. 3—средняя оплетка. 4—наружная оплетка. 5—настнка.
вают полихлорвиниловым пластикатом. Шнуры всех марок водо- и влагоустойчивы, а шнур ДШ-В можно применять даже при подводных работах на большой глубине.
Сердцевина детонирующего шнура состоит из кристаллического или гранулированного тэна и двух направляющих хлопчатобумажных нитей. В качестве детонирующего состава применяют также смесь из 97—90% тэна и 3—10% нитрата свинца, с добавкой 0,1—0,2% свинцового сурика.
Скорость детонации шнура должна быть не менее 6500 м/сек. При зажигании шнура открытым пламенем он не должен давать вспышек и детонации. Шнур марок ДШ-Б и ДШ-В не должен детонировать
1 ГОСТ 6196—54. Детонирующий шнур.
9	186	129
н воспламеняться при прямом попадании в него винтовочных пуль. Цвет оболочки шнура ДШ-А — от белого до красноватого с двумя отличительными красными нитками по третьей оплетке, шнуров ДШ-Б и ДШ-В — красный различных оттенков.
При обращении с детонирующим шнуром необходимо соблюдать меры предосторожности. Например, при резке шнура бухту располагают за щитом.
Пр именение детон и р у-ющего шнура. Современные промышленные ВВ детонируют непосредственно при детонации вве-
Фиг. 49. Примеры сетей детонационного шнура, подготовленных для взрывания зарядов ВВ,
а—последовательное соединение, б—параллельно-пучковое соединение, 1—заряд ВВ. 2—детонирующий шнур.
денного в них отрезка шнура. Для безотказности в конце отрезка шнура, вводимом в заряд, завязывают два или несколько узлов, что усиливает инициирующее действие, или присоединяют капсюль-детонатор. Примеры соединения детонирующего шнура с зарядами показаны на фиг. 49,а и б: Детонацию шнура возбуждают капсюлем-детонатором.
130
РАЗДЕЛ V
КОЛЛОИДНЫЕ ПОРОХА
Фиг. 50, Кривые давлений, развивающихся в канале ствола при выстреле.
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Характерным видом взрывчатого превращения порохов является горение, ие переходящее в детонацию в условиях выстрела. Известно, что скорость горения пороха увеличивается с повышением давления. Тем не менее даже при стрельбе из орудия, где возможно повышение давления до 3000 ат, увеличение скорости горения пороха не представляет опасности' в отношении повреждения ствола.
Иное наблюдалось бы, если бы вместо пороха зарядить орудие равным количеством бризантного взрывчатого вещества, В этом случае произошел бы быстрый подъем давления и горение перешло бы в детонацию, при которой ствол орудия оказался бы разрушен.
Возможность устойчивого горения при высоких давлениях обусловлена физической структурой пороховых элементов — их плотностью, прочностью и
отсутствием пор (или малым количеством их). В связи с этим горение идет только по поверхности пороха, который сгорает параллельными слоями. Это позволяет управлять процессом горения пороха в орудии соответствующим подбором размеров и формы пороховых элементов. На фиг, 50 представлены кривые изменения давлений, развивающихся в канале ствола орудия при выстреле. Абсцисса показывает путь, пройденный снарядом; на ординате отложено давление в канале ствола.
Начало координат соответствует начальному положению дна снаряда, По мере развития 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 достижения некоторого максимума С этого момента давление начинает снижаться вследствие того, что объем заснаряд-ного пространства возрастает быстрее, чем приток пороховых газов. По окончании горения пороха скорость движения снаряда продолжает нарастать под действием расширяющихся пороховых газов.
Работа расширения пороховых газов, от которой зависит начальная скорость снаряда, равна произведению силы, движущей
9*
131
снаряд, на путь, проходимый снарядом по каналу ствола, т. е.
L=S J pdl, где S — сечение снаряда, на которое давят пороховые о
газы, 1а—длина канала ствола (расстояние от начала нарезов до дульного среза). Одинаковая работа может быть в зависимости от закона газообразования при горении пороха получена при разных значениях максимального давления Рт, как это видно из сравнения кривых 1 и 2 фиг. 50. Кривая 2, для которой при постоянной величине /о значение Рт минимально, является идеальной кривой давлений.
Одно из основных требований, предъявляемых к пороху, заключается в том, что он должен гореть параллельными слоями; только в этом случае можно выбором формы и размеров пороховых элементов управлять притоком газов и обеспечить получение необходимых баллистических показателей выстрела. Очевидно, что при случайных скоростях горения, меняющихся от выстрела к выстрелу, нельзя получить однообразных баллистических результатов. Коллоидные пороха удовлетворяют этому требованию в полкой мере, а дымный порох — лишь при плотности 1,8 г/см3 и выше. Однако приготовление такого пороха представляет большие трудности.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ ПОРОХОВ
Основой коллоидных порохов являются нитраты целлюлозы — пироксилин (см. ниже). В зависимости от природы растворителя, применяемого для желатинизации пироксилина, коллоидные пороха делят на две основные группы:
1. Пироксилиновые пороха на летучем растворителе, который в процессе производства почти целиком удаляется из пороха.
2. Пороха на труднолетучем растворителе, полностью остающемся в порохе.
К важнейшим представителям порохов на труднолетучем растворителе относятся нитроглицериновые и дигликолевые пороха.
Нитроглицериновые пороха в свою очередь делят на баллиститы и кордиты.
Баллиститы — пороха, изготовленные на основе растворимого в нитроглицерине пироксилина с низким содержанием азота, называемого коллоксилином.
К кордитам относят пороха, изготовленные на основе пироксилина с высоким содержанием азота либо содержащие большое количество коллоксвлина. В обоих случаях входящий в состав пороха нитроглицерин не обеспечивает полной желатинизации нитроцеллюлозы. Для полноты желатинизации применяют дополнительный летучий раство-SHTMb, удаляемый из пороха в последующих стадиях производства.
качестве летучего растворителя применяют для высокоазотного пироксилина ацетон, для коллоксилина — спирто-эфирную смесь.
Со времени второй мировой войны в разных странах начали применять дигликолевые пороха, сходные с нитроглицериновыми баллиститами по составу и свойствам, но содержащие вместо нитроглицерина динитрат диэтиленгликоля.
132
§ 3. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОЛЛОИДНЫХ ПОРОХОВ
Свойства и способ получения нитроглицерина и динитрогликоля см. на стр. 94—95.
1. Пироксилин — азотнокислый эфир, или нитрат целлюлозы, называемый также нитроклетчаткой или нитроцеллюлозой.
Для производства пироксилина применяют целлюлозу, которая содержится в хлопке, древесине, льне, пеньке, соломе и т. д. в количестве от 92—93% (хлопок) до 50—60% (древесина). Для изготовления высококачественного пироксилина применяют чистую целлюлозу, получаемую из указанного растительного сырья специальной химической обработкой.
Молекула целлюлозы состоит из большого числа одинаково построенных и связанных между собой глюкозных остатков СвНюО5:
СН.ОН I
СН----
но-сн
\н--СН
I I он он
СН3ОН	СН2ОН
I	I
СН--Оч	/СН---Оч
СН—О—СН	СН-О—СН	сн-он
\н— сн
[ 1
_ он он
\н------CHZ
л-з он он
Поэтому общая формула целлюлозы имеет вид (СеНюО3)п, где п — число глюкозных остатков. Целлюлоза состоит не из одинаковых молекул определенной длины, а из смеси молекул с разным числом глюкозных остатков, которое, по данным разных исследователей, колеблется от нескольких сот до нескольких тысяч. При написании химических реакций условно принято выражать целлюлозу формулой глюкозного остатка СвНщОг.
В каждом глюкозном остатке имеется по три гидроксильных группы ОН. Именно эти гидроксильные группы реагируют с азотной кислотой по схеме
. C6H7O2(OH)3+mHNO3=C6H7O2(OH)3^l(ONO2)m4-mH2O, где ш=1, 2 или 3.
В результате реакции группы ОН замещаются группами ONO2, называемыми нитратными. В зависимости от условий на нитратные группы могут замещаться не все гидроксильные группы, а только часть из них. По этой причине получается не один, а несколько пироксилинов разной степени этерификации.
Нитрование целлюлозы ведут не чистой азотной кислотой, а ее смесью с серной кислотой. Взаимодействие целлюлозы с азотной кислотой сопровождается выделением воды. Вода разбавляет азотную кислоту, что ослабляет ее нитрующее действие. Серная же кислота связывает выделившуюся воду, которая уже не может препятствовать этерификации.
Чем крепче кислотная смесь, т. е. чем меньше в ней воды, тем больше степень этерификации целлюлозы. Соответствующим выбо-
133
ром состава кислотной смеси можно получить пироксилин с заданной степенью этерификации.
Виды нитратов целлюлозы. Строение целлюлозы нельзя выразить какой-либо определенной формулой вследствие того, что она неоднородна по величине молекул. Еще в большей мере это относится к нитратам целлюлозы, которые к тому же состоят из молекул, неоднородных по степени этерификации.
Поэтому нитроцеллюлозу характеризуют по содержанию в ней азота, определяемому химическим анализом, или по степени этерифи. кации (число нитратных групп, приходящихся в среднем на один глюкозный остаток).
Практически различают следующие виды нитроцеллюлоз, применяемых в производстве порохов:
а)	Коллоксилин. Содержание азота 11,5—12,0%. Полностью растворим в смесях спирта с эфиром.
б)	Пироксилин № 2, Содержание азота 12,05—12,4%. Растворяется в смеси спирта и эфира не менее 90%.
в)	Пироколлодий Д. И. Менделеева. Содержит азота 12,45%. Растворяется в смеси спирта и эфира не менее 95%.
г)	Пироксилин № 1. Содержание азота 13,0—13,5%. Растворимость в смеси спирта и эфира — 5—10%.
д)	Смесевые пироксилины — состоят из смеси пироксилинов № 1 и 2 и содержат от 12,7 до 13,1 % азота. Растворимость в смеси спирта и эфира 25—50%. Соотношение между двумя сортами пироксилина в смеси различно для разных порохов.
Производство пироксилина. Производство пироксилина состоит из следующих основных операций: нитрование целлюлозы; промывка и стабилизация пироксилина; составление общих партий; окончательная обработка пироксилина.
Нитрование целлюлозы. Целлюлозу погружают в смесь азотной и серной кислот и выдерживают в ней при перемешивании определенное время при заданной температуре.
Промывка и стабилизация нитроцеллюлозы. По окончании нитрования отделяют кислоту от образовавшегося пироксилина в центрифуге. 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:
1 а) незначительное количество серной и азотной кислот (около
б) различные малостойкие примеси, образовавшиеся во время нитрования (сернокислые эфиры целлюлозы и азотнокислые эфиры сахаристых веществ).
Процесс удаления этих примесей, называемый стабилизацией, заключается в следующем:
а)	Горячая промывка в чанах. Сначала производят кислую промывку 0,5%-ным раствором серной кислоты для ускорения разрушения малостойких примесей, затем щелочную (с добавлением соды) 134
для нейтрализации кислоты. Все эти промывки производят при кипячении.	г
б)	Измельчение в голландерах. Пироксилин состоит из отдельных волокон, представляющих собой узкие капилляры, которые во время нитрования заполняются кислотой. Эту кислоту очень трудно удалить из волокна промывкой; для ее удаления надо измельчить волокна, чтобы вскрыть их внутреннюю полость. Кроме того, измельченный пироксилин легче поддается обработке в пороховом производстве, и порох получается более однородным.
J—ванна голландера, 2—продольная перегородка. 5—ножовый барабан, 4—ыожи барабана» 5—неподвижные ножи, 6—подъем дна нанны («горка>).
Измельчение пироксилина производят в голландерах, между ножами, укрепленными на вращающемся барабане, и неподвижными ножами, устаноаленными в ванне голландера. Устройство голландера схематически показано на фиг. 51.
в)	Горячая промывка в лаверах. Во время измельчения в голландерах из волокна выделяются не только остатки кислот, но и не разрушенные при горячих промывках малостойкие примеси. Измельченный пироксилин подвергают поэтому дополнительным горячим промывкам в лаверах. Устройство лавера показано на фиг. 52.
Описанный сложный и длительный процесс промывки, измельчения и новой промывки нужен для получения химически стойкого
135
Пар
। Вода Масса
Фиг. 52. Лавер (схема).
пироксилина, что является одним из основных условий получения в дальнейшем химически стойкого пороха, пригодного для длительного хранения.
Составление общих партий. Отдельные партии пироксилина немного отличаются по свойствам. Для получения однородного материала необходимо смешать несколько партий в одну большую, называемую общей партией. Кроме того, такое смешение необходимо для получения из различных видов нитроцеллюлозы (например, из пироксилина № 1 и 2) смесевого пироксилина.
Партии пироксилина смешивают в железных или железобетонных смесителях.
Окончательная обработка пироксилина. После смешения пироксилина необходимо удалить из него случайно попавшие примеси и значительную часть во-'ды. Этого достигают следующим образом:
а)	взмученный в воде пироксилин пропускают через сито для отделения от неметаллических примесей и через магнитное поле электромагнита — для удаления железной пыли и осколков;
б)	поступающая с электромагнитов масса содержит до 90% воды, которую отделяют сначала водоотливными барабанами или чаще путем отстаивания пироксилина и сливания воды, а затем на центрифуге, где содержание воды в
пироксилине снижается примерно до 30%. В таком виде пироксилин передают в пороховое производство.
2.	Растворители нитроцеллюлоз. Растворителями нитроцеллюлоз называют вещества, образующие с ними пластичные коллоидные системы. Этиловый спирт и простые эфиры не являются растворителями для применяемой в пороходслии нитроцеллюлозы — они вызывают только ее набухание.
Смесь этилового спирта с диэтиловым эфиром (слиртоэфирная смесь) является хорошим растворителем для коллоксилинов, пироксилина № 2 и пироколлодия. Эту смесь широко применяют в пороходелии.
Ацетон является наиболее эффективным растворителем; он желатинирует все нитроцеллюлозы от коллоксилинов до пироксилинов с наивысшей степенью этерификации.
Нитроглицерин и д и г л и ко л ь д и н нт р а т являются растворителями для коллоксилинов.
3.	Стабилизаторы. В качестве стабилизатора в пироксилиновых порохах применяют дифениламин ((СвН;;)гМН).
Стабилизирующее действие дифениламина основано на том. что он легко взаимодействует с первичными продуктами разложения нитроцеллюлозы—окислами азота, азотистой и азотной кислотой, образуя химически стойкие нитрозо- и нитросоединения.
136
Дифениламин действует омыляюще на нитроклетчатку, еще сильнее на нитроглицерин и ди нитроди гликоль. Он допускается в пироксилиновых порохах в количестве не свыше 2%. а в порохах на труднолетучем растворителе вовсе не допускается.
' В порохах на труднолетучем растворителе в качестве стабилизатора применяют производные мочевины—централиты, которые также легко взаимодействуют с окислами азота, азотистой и азотной кислотой с образованием химически стойких нитрозо- и нитросоединений. Централиты представляют собой белые кристаллические вещества, растворимые в нитроглицерине,
4.	Пластификаторы. При изготовлении порохов на труднолетучем растворителе обычно .применяют добавочные растворители, способствующие ускорению процесса желатинизации и остающиеся в составе готового пороха. Такие вещества называют пластификаторами. В качестве пластификаторов применяют нелетучие вещества; динитротолуол, динитроанизол и др. Централит является одновременно и пластификатором и стабилизатором.
5.	Флегматизаторы — вещества, уменьшающие скорость горения пороха. В качестве флегматизатора применяют, например, камфору.
Камфора представляет собой твердое летучее вещество со специфическим запахом; трудно растворима в воде, хорошо растворяется в спирте.
6.	Графит. Мелкозернистые и пластинчатые пороха покрывают тонким слоем графита, чтобы устранить электризацию пороха и слипание пороховых зерен; кроме того, графитовка повышает гравиметрическую плотность. Так, например, графитов кой удалось повысить гравиметрическую плотность винтовочного пороха с 0,5 до 0,7 Ka/tJjn3; при этом вместимость гильзы увеличилась с 2,5 до 3,48 г пороха.
§ 4. ПРОИЗВОДСТВО ПИРОКСИЛИНОВЫХ ПОРОХОВ
Производство пироксилиновых порохов состоит из следующих операций (для пушечных порохов): 1) обезвоживание пироксилина, 2) смешивание пироксилина с растворителем. 3) прессование, 4) предварительное провяливание, 5) резка, 6) второе провяливание, 7) разымка (сортировка), 8) вымочка, 9) сушка, 10) составление малых партий, 11) составление общий партий, 12) укупорка, 13) физико-химические и баллистические испытания.
При производстве винтовочных порохов после сушки производится флегматизация, графитовка, разымка графитованного пороха, вторая сушка, смешение малых и общих партий, укупорка, физико-химические и баллистические испытания.
Обезвоживание пироксилина. Вода препятствует набуханию пироксилина, поэтому содержание ее необходимо уменьшить до определенного предела (не более 4%). В данном случае нельзя просто сушить тепаым воздухом вследствие опасности воспламенения и взрыва. Пироксилин обезвоживают спиртом который легко вытесняет воду.
Роль спирта при обезвоживании пироксилина не ограничивается вытеснением воды. Спирт растворяет низкоазотные нитраты целлю
137
лозы, а также нестойкие примеси, отчего повышается содержание азота в пироксилине и увеличивается его химическая стойкость.
Смешивание пироксилина с растворителем и прессование. Основной фазой производства, где пироксилин превращается в порох, является процесс желатинизации, происходящий при смешивании пиро
ксилина с растворителем и прессовании.
В первой стадии частицы пироксилина впитывают растворитель, происходит набухание. Эту операцию проводят в специальных меша-
телях, в которые загружают
Фиг. 53. Матрица для прессования пороха трубчатой формы.
Фиг. 54. Матрица для прессования пороха с семью каналами.
/—стальной цилиндр г J-иглодер-жатель, 3—игла.
г
обезвоженный спиртом пироксилин, соответствующее количество эфира (в случае надобности добавляют спирт) и стабилизатор; образуется более или менее однородная студнеобразная масса.
Полученную в мешатслях пороховую массу помещают в изложницу пресса и продавливают через матрицы для получения пороховых трубок, шнуров, нитей, лент и т. д. заданного размера. Давление прессования применяют в пределах 300—500 кГ!см2, При прессовании заканчивается процесс желатинизации пороховой массы. она становится плотной и прозрачной.
Матрица для прессования пороха трубчатой формы (фиг. 53) представляет собой стальной цилиндр, в верхней части которого имеется ка
мера иглодержателя. Камера коническим переходом соединена с ци-
линдрическим соплом, по оси которого расположена игла.
Матрица для прессования пороха с семью каналами (фиг. 54) имеет вместо одной иглы семь. Площадь сечения отверстий, через которые пороховая масса входит в конусообразную часть, должна быть значительно больше площади сечения цилиндрического сопла матрицы. В противном случае пороховая масса не будет доста-
точно уплотняться; разъединенная иголками масса не склеится, порох получится неодинаковой механической прочности.
и
Выпрессованный порох при дальнейших операциях претерпевает усадку, т. е. уменьшение первоначальных размеров. Величина усадки зависит главным образом от содержания растворителя; кроме того, она зависит от качества пироксилина, от условий прессования и т. д. Практикой установлено, что усадка по толщине в среднем рав-ыа 30—35%. Размеры матрицы подбирают с учетом последующей усадки пороха.
Предварительное провяливание и резка пороха. Выходящий из матрицы порох содержит около 40% спирто-эфирного растворителя и поэтому легко деформируется; до резки ему надо придать некоторую механическую прочность частичным удалением растворителя,
138
что достигается при так называемом провяливании После провяливания в порохе остается еще значительное количество растворителя, ' необходимое для того, чтобы при резке не получались заусенцы, сколы, трещины и т. д. Резку лент или трубок для получения пороховых элементов производят на специальных станках.
Пороховым элементом называют частицу пороха установленной формы и размеров (пластинка, лента, трубка и т. д.). Пороховые элементы, обладающие сыпучестью, называют зернами.
Второе провяливание и разымка пороха. После резки порох содержит еще значительное количество растворителя, которое уменьшают приблизительно до 15% при второй операции провяливания, а затем производят разымку (сортировку) пороха; при этом удаляют пороховые элементы неправильной формы или размера, пыль и т. д.
Вымочка; В готовом порохе содержание растворителя должно быть снижено до 0,5—5% (в зависимости от толщины свода). Однако достичь этого сушкой весьма трудно, так как при содержании растворителя меньше 15% скорость сушки быстро падает. Наружные слон пороха высыхают быстрее, поры в них закрываются, что препятствует дальнейшему выходу растворителя из толщи. Поэтому применяют вымочку в воде; при вымочке поры поверхностных слоев не закрываются и растворитель удаляется быстро. При недостаточно тщательной вымочке получают порох с пониженной плотностью, что ухудшает его баллистические качества.
Сушка. После вымочки порох высушивают при температуре около 50° для удаления влаги, поглощенной при вымочке.
Наконец, после сушки, при которой порох обычно пересушивают, слегка увлажняют его (выдерживанием во влажной атмосфере), чтобы довести содержание влаги до нормы, установленной техническими условиями.
Составление общих партий. Полученный в отдельных аппаратах сухой порох смешивают для получения однородных общих партий. Готовую партию упаковывают в герметически закрывающиеся ящики (короба из оцинкованного железа), чтобы сохранить в порохе постоянное содержание остаточного растворителя и влаги; это необходимо для сохранения постоянных баллистических свойств.
§ 5. ПОРОХА НА ТРУДНОЛЕТУЧЕМ РАСТВОРИТЕЛЕ
В табл. 28 приведены в качестве примера составы четырех марок порохов на труднолетучем растворителе.
1 Подсушивание пороха при невысокой температуре (20—30°) в атмосфере, содержаний пары растворителя. Если эту операцию производить в воздухе, не содержащем паров растворителя, то на поверхности пороха вследствие быстрого испарения образуется корка, которая замедлит дальнейшее удаление растворителя из глубинных Слоев.
Продолжительность процесса провяливания в зависимости от толщины порохового элемента примерно 24—48 час.
139
Таблица 28
Примеры порохов на труднолетучем растворителе
Наименование компонентов	Содержание компонентов в %			
	кордит	баллистит	дигликоле-вый порох	нитрогуани-диновый порох
Пироксилин смесевой	65	—		
Коллоксилин	—	58,5	66	42
Нитроглицерин	29,5	30	—	—
Д и и итро ди г л ико ль	—		23,0	18,3
Нитрогуанидин	—	—		30,0
Нейтрал ит	2	3	5,7	1,1
Другие стабилизаторы	—	—	1,5	0,5
Другие пластификаторы	—	—	4,1	7,7
Динитропроизаодные	—	7,5	—	—
Вазелин	3,5	1	—	
Ацетон (свыше 100%)	1,5	—	—	—
Влага (свь|ше 100%)	0,5	0,5		—
Графит (свыше 100%)	«—		0,1	0,1
Сернокислый калий	—•»	—	1	—
Окись магния		— •	0,1	0,1
Элементы порохов на труднолетучем растворителе изготовляют в виде пластинок, лент, трубок, колец, дисков или нитей без каналов.
1.	Нитроглицериновые пороха типа баллистита. Компоненты поро* хов типа баллистита смешивают в теплой воде; при этом происходит набухание нитратов целлюлозы в растворителях.
После отжатия воды пороховую массу многократно пропускают через горячие вальцы. Происходит дальнейшее почти полное удаление воды, уплотнение и желатинизация пороховой массы. Получающееся полотно скатывают в рулоны и прессуют через соответствующие матрицы для получения трубок или нитей. Трубки и нити разрезают затем па куски нужной величины.
Для получения пластинчатого пороха массу пропускают через вальцы (каландры) с точно регулируемым зазором. Получающиеся . тонкие листы разрезают на пластинки заданных размеров.
2.	Ди гликолевые пороха типа баллистита. Способ производства аналогичен таковому нитроглицериновых порохов типа баллистита. Введением в состав дцгликолсвого пороха нитрогуанидина (см. табл. 28) можно увеличить скорость горения. Такой порох применяли в основном пакете некоторых переменных зарядов немецкой артиллерии (см.стр. 151).
3.	Нитроглицериновые пороха типа кордита. По одной из схем производства кордитного пороха нитроцеллюлозу и нитроглицерин 140
вмешивают под водой, затем отжимают воду на вальцах, переносят отжатую массу в мешатель, добавляют другие компоненты пороха « ацетон. После обработки в мешателе массу вальцуют и прессуют через матрицы для получения трубок и нитей, которые направляют на резательные станки. Нарезанные пороховые элементы сушат для удаления ацетона.
§ 6, свойства коллоидных порохов
1.	Физические свойства. Плотность пороха, имеющая большое практическое значение, зависит главным образом от состава и для разных сортов пироксилиновых порохов колеблется от 1,56 до 1,65 г/см3. Нитроглицериновые пороха имеют плотность от 1,54 до 1,62 г/см3.
Гравиметрическая плотность зерненых пироксилиновых порохов колеблется от 0,6 до 0,9 кг/дм3. Она зависит от плотности пороха, размеров и формы пороховых зерен. От гравиметрической плотности зависит возможный максимальный заряд при заданных размерах гильзы или каморы орудия,
Незериеные пороха (ленточные, трубчатые и т. д.) не обладают сыпучестью; для них определяют не гравиметрическую плотность, а предельную вместимость, т. е. наибольший вес пучка трубок или лент, без усилия помещаемого в единице объема (длг) гильзы. Предельная вместимость для трубчатых и ленточных порохов достигает 0,8 кг/дм3.
2.	Содержание влаги и остаточного растворителя. Большое практическое значение имеет содержание летучих веществ в пироксилиновых порохах и воды — в нитроглицериновых. Летучими веществами в пироксилиновых порохах являются остаточный растворитель (спирт, эфир) и вода. Содержание воды в пироксилиновых порохах обычно бывает в пределах от 1 до 1,5%, а содержание остаточного растворителя в зависимости от величины порохового зерна — от 0,5 до 5%.
Вследствие трудности раздельного определения остаточного растворителя и воды определяют общее содержание летучих веществ и содержание летучих веществ, удаляемых шестичасовой сушкой пороха при 95°. При шестичасовой сушке удаляется вся вода и незначительное количество остаточного растворителя. Содержание влаги в нитроглицериновых порохах в 2—3 раза меньше, чем в пироксилиновых.
3.	Баллистические свойства порохов. Баллистические свойства порохов оценивают по начальной скорости 1 снаряда, максимальному давлению пороховых газов и вероятному отклонению начальных скоростей в серии выстрелов.
Способность пороха сохранять постоянство этих трех величин при длительном хранении его называют баллистической стойкостью пороха.
1 Начальной (дульной) называют скорость, которую имеет снаряд при вылете из орудия в момент прохождения дном снаряда дульного среза ствола.
141
Вероятное отклонение начальных скоростей снаряда при стрельбе из одного и того же орудия зависит от качества (однородности) пороха. от точности навески и устройства заряда. Следовательно, при точных навесках и правильном устройстве заряда вероятное отклонение характеризует способность данного пороха обеспечивать однообразие начальных скоростей, т. е. кучность стрельбы
4.	Электризация коллоидных порохов. Практическое значение с точки зрения техники безопасности имеет способность пороховых зерен легко электризоваться при пересыпании, когда может возникнуть напряжение статического электричества до 10 000 в. При таком высоком напряжении может возникнуть электрическая искра, которая не воспламеняет пороховые зерна вследствие кратковременности разряда, но способна воспламенить пороховую пыль. Горение пыли может зажечь порох.
Опасность, связанную с электризацией, устраняют заземлением металлических частей аппаратов, в которых ведут работы с порохом, удалением пороховой пыли из рабочего помещения и из самого пороха (просеиванием) и графитовкой пороховых зерен.
5.	Сравнение свойств порохов на летучем и труднолетучем растворителе. а) Пироксилиновые пороха в заметно большей мере, чем нитроглицериновые, способны изменять содержание влаги и терять часть остаточного растворителя. Оба эти фактора снижают баллистическую стойкость пироксилиновых порохов по сравнению с нитроглицериновыми.
б)	Процесс изготовления пироксилиновых порохов имеет большую длительность, которая для зерненых порохов составляет б—10 дней, а для некоторых форм пороховых элементов с большой толщиной горящего свода свыше месяца. Напротив, для порохов баллиститного типа характерна быстрота изготовления (вследствие отсутствия операции удаления летучего растворителя, провялки и вымочки продолжительность их изготовления около 6 час.).
в)	Усадка элементов порохов на летучем растворителе значительно больше, чем для порохов баллиститного типа. Поэтому форма пороховых элементов баллиститного пороха правильнее, чем пироксилиновых порохов.
г)	Элементы порохов баллиститного типа можно изготовить с большей толщиной горящего свода, чем элементы пироксилиновых порохов.
д)	Соответствующим подбором рецептуры нитроглицериновых порохов можно изменять их калорийность в пределах от 650 до 1300 ккал/кг, тогда как в пироксилиновых порохах изменение
1 Для определения вероятного отклонения начальных скоростей снаряда производят 5—10 выстрелов с определением каждый раз начальной скорости. Вероятное отклонение вычисляют по формуле
У п-1
где — вероятное отклонение начальной скорости; и;—начальная скорость каждого отдельного выстрела; оср—среднее значение начальной скорости для серин выстрелов; п — число выстрелов в серии.
142
калорийности возможно лишь в сравнительно узких пределах 700—1000 ккал/кг.
е)	Сила некоторых порохов баллиститного типа и всех кордит* ных порохов больше, чем пироксилиновых.
ж)	Стоимость порохов баллиститного типа на 20—30% меньше стоимости пироксилинового пороха.
з)	Существенным недостатком некоторых рецептур порохов баллиститного типа и всех кордитных порохов является повышенный разгар канала ствола орудия.
и)	Нитроглицерин при некоторых условиях способен выпотевать из пороха (это явление называют эксудацией), причем изменяются баллистические свойства и обращение с порохом становится опасным. Эксудация кордитных порохов происходит легче и сильнее, чем порохов баллиститного типа. Продолжительность изготовления кордитных порохов та же, что и пироксилиновых.
к)	Недостатком нитроглицериновых порохов является большая опасность при производстве сравнительно с пироксилиновыми порохами: операции нитрования глицерина и прессования пороховой массы яалякхгся взрывоопасными, а вальцевание пороховой массы иногда сопровождается вспышками.
§ 7.	ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОХОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МАРКИ ПОРОХОВ
1.	Форма пороховых элементов. В зависимости от вида огнестрель. ного оружия для него изготовляют пороха, отличающиеся составом, формой и размерами порохового элемента. По форме пороховых элементов различают пороха зернение, ленточные, трубчатые, в виде колец, в виде спиралей.
Важными характеристиками порохового элемента являются: толщина горящего свода, диаметр канала, наружный диаметр и длина порохового элемента. Толщиной горящего свода называют наименьшую толщину стенки порохового элемента; этот размер назначают таким, чтобы обеспечить полное сгорание порохового заряда при выстреле. Толщина горящего свода есть талщийа 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 окружностями каналов по диаметру и по прямым, соединяющим между собой центры каналов (фиг, 55).
В зависимости от формы порохового элемента его горение может быть прогрессивным или дегрессивным.
Прогрессивным называют такое горение, при котором скорость газообразования растет по мере сгорания пороха. Прогрессивное горение обеспечивает наилучшие условия для использования энергии пороха в орудии, позволяя достигнуть наибольшей начальной скорости снаряда при наименьшем максимальном давлении пороховых газов в орудии. Последнее позволяет уменьшить толщину стенок ствола орудия я облегчить лафет.
143
Наоборот, дегрессивным горением называют такое, при котором скорость газообразования по мере сгорания пороха уменьшается.
При дегрессивном горении пороха максимальное давление в орудии имеет значительно большую величину, а работа пороховых газов уменьшается; в результате уменьшается и живая сила снаряда при вылете из канала ствола.
Прогрессивности горения можно достигнуть в коллоидных порохах выбором формы пороховых элементов. Форму пороховых элементов, поверхность которых уменьшается при горении пороха, называют дегрессивной. Когда поверхность пороха увеличивается при горении, то форму элементов называют прогрессивной.
Очевидно, что при горении пороха шаровой, кубической или призматической формы вследствие непрерывного уменьшения по-
Фиг. 55, Разрезы пороховых зерен.
а—одноканальное зерно (трубка 1, б—семиканальное зерно, 2е1— толщина гонящего свода*
верхности горения количество газов, образующихся в единицу времени, будет уменьшаться по мере сгорания пороха. Эти формы являются дегрессивными.
При горении пороха, имеющего форму длинных трубок (фиг. 55,а), наружная поверхность трубок уменьшается, а внутренняя увеличивается, компенсируя убывание наружной поверхности (сумма наружного и внутреннего диаметров в любой момент горения пороха есть величина постоянная). Вследствие малого влияния уменьшения длины трубки поверхность горения таких порохов остается почти постоянной. Эта форма пороха стоит на грани между прогрессивной и дегрессивной.
Ленточный порох (при большой величине отношения длины к толщине) приближается к пороху с постоянной поверхностью горения.
Наконец, зерно с семью каналами (фиг. 55,6) характеризуется увеличением поверхности по мере сгорания пороха, т. е. является прогрессивной формой. Центральный капал компенсирует убывание наружной поверхности зерна, а за счет горения в остальных шести каналах, расположенных по окружности, поверхность горения увеличивается, Однако в конце горения происходит распад зерен на 12 призмочек: шесть внутренних меньших и шесть наружных боль
J44
шего размера (на фиг. 55 эти призмочки заштрихованы); эти частесоставляющие около 20% от веса зерна, горят, очевидно, дегрессивно.
Форма пороховых элементов для стрелкового оружия (револьверы, пистолеты, винтовки, пулеметы) должна допускать автоматическое заряжание патронов; поэтому порох должен обладать ховошей сыпучестью. При малых размерах патрона и требовании большой дальности стрельбы порох должен обладать большой гравиметрической плотностью (не менее 0,7 кг/дм?).
Для короткоствольного стрелкового оружия (револьверы, пистолеты, пистолеты-пулеметы) применяют зерна с тонким сводом (тонкие пластинки), обеспечивающим быстрое сгорание пороха. Для стрелкового оружия с длинным стволом (винтовки, пулеметы) берут флегматизированные (см. стр. 147) зерна с одним каналом, обеспечивающие прогрессивное горение.
Для зарядов к минометам с коротким стволом чаще выбирают форму с тонким сводом (топкие пластинки); при большей длине ствола пригодны зерна с одним каналом.
Для зарядов к мортирам и гаубицам находят применение зерна с одним или с семью каналами. Эти формы допускают удобный подбор и автоматическое снаряжение пучков.
Для зарядов к пушкам калибра от 20 до 76 мм как унитарного, так и раздельного заряжания пригодны зерна с одним или семью каналами.
Для пушек и пушек-гаубиц калибром выше 76 мм применяют главным образом пороха трубчатой формы. Эта форма позволяет обеспечить одновременность воспламенения и жесткость заряда, необходимые при значительных длинах зарядных камор в орудиях данного типа.
Отметим, что зерненая форма пороховых элементов для орудий раздельного заряжания представляет то неудобство, что приходится Применять картузы (оболочки) из миткаля, шелка, нитроцеллюлозы н т. д. В тех случаях, когда можно поступиться прогрессивностью горения пороха, применяют кольца, ленты, трубки. Пороховые заряды из таких элементов можно связать нитками. Недостаток такой формы пороховых элементов заключается в том, что снаряжение ими трудно автоматизировать.
Для реактивных систем широко распространены трубчатые пороха с большой толщиной горящего свода.
2.	Марки порохов. Для отличия различных видов порохов каждому из них присвоена определенная марка.
В прежнее время марку пороха обозначали преимущественно по начальной букве названия орудия или оружия, для которого порох Предназначен. Например, винтовочному пороху под легкую пулю была присвоена марка «ВЛ», винтовочному пороху под тяжелую пулю — «ВТ» и т. д. Эти обозначения винтовочных порохов сохранились до настоящего времени.
Ныне для обозначения марки пороха служат преимущественно характеристики, определяющие его баллистические свойства: состав, форма элементов и толщина свода. В этой системе марку зерненого
10	186	145
пороха обозначают 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 те же характеристики, что и для зерненого пороха, добавляют буквы ТР. Например, 10/1 ТР означает, что порох имеет форму трубки с толщиной свода 1 мм.
При обозначении нитроглицериновых порохов буквы ТР не добавляются, так как они не изготовляются в виде зерен цилиндрической формы, хотя изготовление таких зерен вполне возможно. Поэтому марка 10/1 Н означает трубчатый нитроглицериновый порох с толщиной горящего свода 1 мм.
Пластинчатые пороха обозначаются буквами ПЛ с двумя числами, отделенными через тире: первое число показывает толщину пластинки в сотых долях миллиметра, а второе — ширину пластинки в десятых долях миллиметра.
Ленточные пороха обозначают буквой Л с числом, показывающим толщину горящего свода в сотых долях миллиметра.
Пороха для морской и береговой артиллерии -—преимущественно трубчатые; их марки обозначают дробью, в которой числитель показывает калибр орудия в миллиметрах, а знаменатель —длину нарезной части ствола в калибрах. Пример: 75/50 — порох к 75-мм пушке длиной в 50 калибров.
Партии готового пороха присваивается условное обозначение, включающее марку пороха, номер партии, год изготовления, наименование завода. Например, условное обозначение ВТ 2/49 ф: винтовочный порох под тяжелую пулю. 2-я партия изготовления 1949 г. завода ф.
§ 8.	ПРИМЕНЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ ПОРОХОВ
Пироксилиновые пороха до недавнего времени широко применяли в ряде стран для всех калибров, за исключением минометов. В минометах чаще применяли нитроглицериновый порох вследствие недостаточной потенциальной энергии пироксилиновых порохов.
В последнее время значительно расширена область применения нитроглицериновых и дигликолевых порохов, обладающих рядом преимуществ сравнительно с пироксилиновыми порохами (см. § 6).
В реактивных системах пороха на летучем растворителе не применяют, так как практически невозможно удалить растворитель из толстостенных шашек реактивных порохов и размеры шашек вследствие усадки не могут быть соблюдены с достаточной точностью,
§ 9.	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ПИРОКСИЛИНОВЫХ ПОРОХОВ
1.	Быстросгорающие пороха. Быстросгорающие пороха можно получить двумя способами:
а)	изготовить пороховые зерна очень малой толщины (около 0.1 мм) с малым содержанием летучих веществ. Такой порох готовят из пироксилина с большим содержанием азота;
146
б)	изготовить пористый порох. Для получения пористых порохов к массе во время обработки ее в мешателях добавляют калиевую селитру; эту соль удаляют ив пороха (после резки), вымачивая его 15 горячей воде. После растворения селитры в порохе остается большое количество мелких пор. В зависимости от заданной скорости юрения селитру вводят в пороховую массу в количестве от 45 до 220 вес. частей на 100 вес. частей пироксилина.
Быстросгорающие пороха предназначены 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.
2.	Флегматнзированные пороха. Прогрессивности горения пороха можно достигнуть введением в наружные слои порохового зерна флегматизаторов. Порох обрабатывают флегматизатором во вращающихся барабанах. Раствор флегматизатора вводят 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 овода, причем постепенно уменьшается концентрация флегматизатора от наружных слоев внутрь зерна. Соответственно скорость горения пороха растет по мерё того, как фронт горения перемещается от наружного слоя в глубь зерна.
Таблица 29
Влияние флегматизации на баллистические качества винтовочного пороха
Состояние пороха	Заряд г	Начальная скорость м/сек	Pm кГ;смг
Нефлегматизированный	2,52	786	28 0
флегма тизи ревенный	3,25	840	2840
Из табл. 29 видно, что флегматизация винтовочного пороха позволяет увеличить вес заряда на 30% и начвльную скорость на 8% без повышения максимального давления в канале ствола. Влияние флегматизации видно также на примере флегматизированного одно-канального пороха, который по прогрессивности равноценен семиканальным порохам.
Флегматиэации подвергают только винтовочные пороха и в исключительных случаях пушечные с тонким сводом (для малокалиберной артиллерии).
3.	Беспламенные пороха. В продуктах горения коллоидных поре-’ хов содержатся значительные количества горючих газов, преимуще
10*
147
ственно окиси углерода и водорода, которые по вылете из канала ствола смешиваются с воздухом. Температура образовавшейся горючей смеси выше температуры воспламенения, поэтому смесь воспламеняется, и впереди Дула появляется яркое пламя, демаскирующее в темноте расположение батареи. Это пламя называют дульным.
С целью устранения этого недостатка применяют специальные беспламенные пороха, которые получают введением в состав пороха добавок, повышающих температуру воспламенения газовых смесей или понижающих температуру горения пороха.
Наибольшее значение имеют добавки, повышающие температуру воспламенения газовых смесей. В качестве таковых применяют соли калия: КО, K2SO4, КаСО3, КНС2О4.
На основе этих солей изготовляют беспламенные и пламегасящие пороха, а также пламегасители.
Пример беспламенного пороха:
пироксилин (13,5% азота)..................85	вес.	ч.
диннтротолуол.............................10	,	.
дибутилфталат............................  5	,	,
дифениламин.............................-	1 .
сернокислый калий........................0,3—0,5 вес, ч.
В этом составе диннтротолуол и дибутилфталат понижают температуру продуктов сгорания, а сернокислый калий повышает температуру воспламенения смеси пороховых газов с воздухом; дибутилфта-лат, кроме того, понижает гигроскопичность пороха.
Пламегасящие пороха содержат в своем составе до 50% инертных солей, например, хлористого калия. Такой пламегасящий порох при изготовлении заряда добавляют к обыкновенному пороху в количестве 10—20% от веса последнего.
Пламегасители состоят из инертных веществ, повышающих температуру воспламенения горючих смесей; в качестве таковых применяют главным образом соли калия. Эта пламегасители вводят в заряд перед заряжанием орудия; их можно применять лишь в орудиях раздельного заряжания или в орудиях, снабженных специальными разъемными гильзами.
Недостатком пламегасящих средств является дымность, демаскирующая расположение батареи в дневное время.
4.	Обратное пламя. При высоком темпе стрельбы, особенно из орудий крупного калибра, наблюдается иногда так называемое обратное пламя, выходящее из казенной части орудия при открывании затвора и могущее привести к ожогам орудийного расчета.
Причиной обратного пламени является присутствие в каморе ствола горючих газов, которые образуют с воздухом взрывчатую смесь, могущую воспламениться вследствие недостаточного охлаждения при интенсивной стрельбе или от имеющихся внутри ствола тлеющих остатков картузной ткани или шнуров, стягивавших пороховые пучки. Появление обратного пламени по второй причине устраняют, применяя в зарядных картузах нитрованную ткань, полностью сгорающую при выстреле.
148
§ 10.	ЗАРЯДЫ И ВОСПЛАМЕНИТЕЛИ
1	.Определения и классификация. Зарядом для стрельбы из артиллерийских орудий или стрелкового оружия называют количество пороха, собранное в определенном порядке и предназначенное для производства одного выстрела.
Марку пороха и вес заряда подбирают баллистическим расчетом и стрельбой таким образом, чтобы обеспечить достижение требуемой начальной скорости при установленном для данного оружия наибольшем давлении пороховых газов.
По роду Стрельбы, для которой они предназначены, заряды делят на боевые, практические, холостые и специальные, применяемые для опытной стрельбы.
2	. Боевые заряды. Боевые заряды делят на постоянные и переменные.
Постоянные боевые заряды имеют неизменный в условиях службы вес и предназначены для сообщения снаряду одной определенной начальной скорости.
Переменные боевые заряды состоят из нескольких заранее навешанных частей, упакованных в отдельные мешочки, называемые кар, тузами, а именно: из навески пороха, называемой основным пакетом или просто пакетом, и добавочных навесок пороха, называемых пучками. Пакет обеспечивает получение минимальной для данной артиллерийской системы дальности огня. Полный заряд, состоящий из пакета и всех пучков, обеспечивает получение наибольшей начальной скорости для данной системы. Переменные боевые заряды позволяют во время стрельбы изменять вес заряда добавлением к пакету или отнятием от полного заряда требуемого числа пучков; таким путем изменяют начальную скорость снаряда, характер траектории и дальность стрельбы.
Боевые заряды подразделяют на три типа: заряды к выстрелам патронного заряжания, заряды к выстрелам раздельного гильзового заряжания и заряды к выстрелам картузного заряжания.
Заряды к выстрелам патронного заряжания, как правило, являются постоянными. Их помещают в гильзе россыпью или в картузе из бумажной ткани (фиг. 56 и 57). Если порох [.с заполняет всю камору гильзы, то обычно применяют уплотнительное устройство, чтобы устранить перемещение пороха внутри гильзы. Уплотнительное устройство состоит из упоров в виде картонных цилиндриков или трехгранных призм, которые помещают между боевым зарядом и дном снаряда.
Боевые заряды, состоящие из длинных трубок, лент или прутков, обычно связывают в один (фиг. 57,6) или два (фиг. 57,в) пакета, вкладываемые в гильзу, и реже помещают в гильзе россыпью (фиг. 57,а). Постоянные боевые заряды снабжают картонной нормальной крышкой (обтюратором), помещаемой между снарядом и боевым зарядом. Крышка предназначена для устранения прорыва пороховых газов в начальный момент воспламенения заряда до врезания ведущего пояска в нарезы.
149
Переменные боевые заряды к выстрелам патронного заряжания применяют очень редко. Для того чтобы обеспечить в этом случае доступ внутрь гильзы, необходимо делать ее или выстрел в целом разъемными, что усложняет их изготовление и обращение с ними во время стрельбы.
Заряды к выстрелам раздельного гильзового заряжания в подавляющем большинстве бывают переменными; постоянные боевые заряды к выстрелам раздельного гильзового заряжания применяют только для стрельбы бронебойными и кумулятивными снарядами.
фиг. 56. Выстрелы патронного заряжания.
/—снаряд.	S—взрыватель нли
трубка, 3—боевой (пороховой) ааряд. 4—гильза, 5— капсюльная втулка, 5—нормальная крышка (обтюратор), 7—картонный Цилиндрик, З-'КартонныЙ кружок, картуз.
Фиг, 57. Выстрелы патронного заряжания бывшей германской армии.
/—снаряд, 2—взрыватель. 3—боевой заряд, 4—гильза, 5— капсюльная втулка, картонная крышка, 7—картонный цнлнндр, 5—roc-пд аменител ь, 5—ка р туз, Ю—п роти воомод н н -тель.
Пример боевого заряда к выстрелу раздельного гильзового заряжания показан на фиг, 58. Вес заряда изменяют при стрельбе путем удаления из гильзы требуемого числа пучков. Пучки могут быть одинакового или разного веса. Равновесные пучки широко применялись в артиллерии Советской Армии, разновесные — в германской артиллерии.
Боевые заряды к выстрелам раздельного заряжания, вложенные в гильзы, закрывают нормальной и усиленной картонными крышками с закраинами, обращенными внутрь гильзы. Нормальная крышка
150
служит для обеспечения однообразного положения заряда в гильзе и для обтюрации пороховых газов до врезания ведущего пояска снаряда в нарезы. Пробковый пыж или усиленная крышка служат для герметизации заряда в гильзе; при сборке заряда их заливают снаружи герметизирующим составом.
Заряды к выстрелам картузного заряжания в подавляющем большинстве случаев бывают переменными. К мате
риалу картузов, кроме прочности, предъявляют требование полного сгорания вместе с зарядом при выстреле (см. стр. 148).
Основной пакет и пучки связывают продетой в ‘ петли картузов тесьмой из картузной ткани. Пример устройства заряда к выстрелам картузного заряжания показан на фиг. 59.
Фиг. 59. Переменные боевые заряды к выстрелам картузного заряжания, а—полный, б—уменьшенный, /—пакет, 2— гпчкк, 3— воспламенитель.
Фиг. 58. Переменный боевой заряд к выстрелу раздельного гильзового заряжания.
/—пакет, 2—пучки, 3—довесок, /—нормальная крышка, й—усиленная крышка.
Боевые заряды готовят из пороха одной марки или из порохов различных марок. В последнем случае заряды называют комбинированными. Пороха различных марок в комбинированных зарядах всегда помещают в отдельных картузах, причем основной пакет изготовляют либо из пороха с меньшей толщиной горящего свода, либо из более быстро горящего пороха по сравнению с порохом пучков,
К боевым зарядам предъявляют следующие основные требования:
а)	обеспечение требуемой начальной скорости при максимальном давлении, не превышающем установленного предела;
б)	могущество заряда, определяемое величиной работы, производимой при выстреле;
г) возможно малый разгар канала ствола;
д) стойкость при длительном хранении.
151
Фиг. 60, Холостой выстрел.
у—пороховой заряд, 2—гильза, 5—пыж„ 4— капсюльная втулка.
3. Специальные, практические и холостые заряды. Для испытания артиллерийских орудий и боеприпасов применяют специальные заряды, вес которых устанавливается техническими условиями на прием соответствующих видов артиллерийского вооружения.
Практические заряды применяют в крупнокалиберных морских и береговых орудиях, при практических (учебных) стрельбах. Эти заряды имеют меньший вес по сравнению с боевыми и развивают меньшее давление при выстреле, что уменьшает разгар канала ствола.
Холостые заряды (фиг. 60) применяют преимущественно в орудиях среднего калибра для холостых стрельб при маневрах, для салютов и сигналов.
4. Воспламенители. Для воспламенения заряда применяют специальные средства — запальные трубки в орудиях раздельного картузного заряжания и капсюльные втулки в орудийных гильзах, Однако луч пламени, возникший при действии! запальной трубки или капсюльной втулки, в большинстве случаев недостаточен для быстрого и одновременного воспламенения всех зерен порохового заряда. Воспламенение обеспечивают применением воспламенителя из дымного или пористого пироксилинового пороха, легко загорающегося от луча пламени капсюльной втулки или запальной трубки.
Воспламенитель располагают в заряде так, чтобы луч пламени капсюльной втулки или запальной трубки непосредственно попал в него. В длинных зарядах крупнокалиберных орудий могут
применяться дополнительные воспламенители, располагаемые между частями заряда'.
Вес воспламенителя составляет от 0,5 до 2,5% веса полного боевого заряда.
§ 11. РАЗГАР СТВОЛА ОРУДИЯ
Вскоре после перехода от дымного пороха к коллоидному было замечено разрушительное действие пороховых газов на канал ствола орудия (выгорание). Выгорание сначала заметно понижает кучность стрельбы, а затем, после определенного числа выстрелов, делает оружие совершенно непригодным.
Первыми признаками выгорания являются матовые пятна на полированной поверхности канала, преимущественно в зарядной каморе. Эти пятна вызываются появлением сетки тонких и неглубоких трещин в металле. При дальнейшей стрельбе отдельные трещины удлиняются, одновременно растет их глубина и ширина. Особенно быстро увеличиваются те трещины, 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 между 152
ведущим пояском снаряда и выгоревшим участком поверхности канала. Далее получается вырывание металла и срывание полей нарезов.
При сильном износе нарезы в начальных участках совершенно уничтожаются, вследствие чего в орудиях раздельного заряжания снаряд может быть дослан при заряжании значительно дальше, чем в неизношенном орудии. Такое продвижение снаряда вперед при заряжании вызывает увеличение объема каморы, что влечет за собой уменьшение начальной скорости и дальности стрельбы. В связи с порчей нарезов происходит и падение кучности.
Описанные явления, носящие название разгара ствола, сначала протекают медленно, но по мере увеличения числа выстрелов скорость выгорания все более увеличивается. Практически принято считать, что если начальная скорость снаряда снизилась за счет разгара ствола на 10%, то такой ствол непригоден для дальнейшей стрельбы.
Разгар ствола является результатом действия ряда причин.
Действие теплоты на поверхностный слой металла. По Д. К. Чернову, пороховые газы успевают во время выстрела нагреть до высокой температуры тонкий поверхностный слой стенок канала ствола. Этот слой стремится расшириться, чему препятствуют близлежащие холодные слои металла. В нагретом слое возникают напряжения, в результате которых на внутренней поверхности стенок появляются трещины.
Появлению трещин способствует закалка поверхностного слоя, которая имеет место вследствие быстрого охлаждения нагретого слоя после выстрела. Скорость охлаждения еще увеличивается холодным воздухом, врывающимся в канал ствола при открывании затвора для последующего заряжания. Происходит изменение механических качеств металла внутреннего слоя, подобное закалке,
Нитроглицериновые пороха вызывают больший разгар, чем пироксилиновые, даже при равной калорийности, а пироксилиновые пороха, изготовленные на смесевом пироксилине,— больший, чем нироколлодийные. Для уменьшения теплового действия пороховых газов на канал ствола необходимо применять пороха с возможно низкой температурой горения.
Механическое воздействие пороховых газов на стенки канала ствола (эрозия). На основании ряда опытов был сделан вывод о влиянии также и механического действия пороховых газов, прорывающихся из каморы через щели между ведущим пояском и стенками канала ствола. Износ канала ствола увеличивается с ростом давления пороховых газов, и наиболее сильное выгорание канала происходит у начала нарезов, т. е. в том месте, в котором ведущий ||Оясок еще не успевает полностью войти в нарезы и где, следова-тельно, легче происходит прорыв газов.
Работу газов можно сравнить с размыванием, производимым иодным потоком. Расчеты показывают, что газы движутся в канале ствола со скоростью примерно 600 м/сек. Естественно, что при столь большой скорости раскаленные газовые частицы, ударяясь о металл,
153
разрушают его и образуют извилистые протоки, направленные в основном по образующей канала. Постепенно углубляясь, протоки эти захватывают и ту часть ствола, в которой ведущий поясок снаряда уже полностью врезался в нарезы. По мере увеличения числа произведенных из орудия выстрелов зона протоков постепенно удлиняется от начала нарезов к Дулу; в сильно изношенных каналах ширина этой зоны достигает нескольких калибров. В первые периоды износа канала протоки располагаются исключительно по дну нарезов, но по мере увеличения износа начинают захватывать боковые стенки и поля нарезов.
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 орудии одно и то же положение, обусловли-ваемое длиной гильзы, продвижение которой вперед ограничено упором шляпки в поверхность гнезда. По мере износа канала и уничтожения начала нарезов в орудиях раздельного заряжания снаряд досылается до упора в нарезы, хотя бы даже поврежденные. В патронных же орудиях с изношенным каналом снаряд уже не упирается в нарезы, вследствие чего в начальный момент должен получиться весьма сильный npopbiBi пороховых газов.
Кроме картонных обтюраторов, для устранения прорыва газов применяют обмазку ведущих поясков специальной мазью, которая в момент выстрела заполняет зазоры и, смазывая канал, предохраняет его от непосредственного действия газов.
Окклюзия пороховых газов. Увеличение давления в канале приводит к увеличению разгара ствола не только в связи с усилением механического действия газовых струй, но и под влиянием окклюзии пороховых газов.
Окклюзией называют явление поглощения газов металлом. Газ поглощается металлом, образуя в нем твердый раствор (фазу переменного состава), а иногда частью вступая в химическое соединение, Скорость окклюзии и глубина проникания газов в металл увеличиваются с повышением температуры и давления.
К°гда после выстрела ствол принимает нормальное состояние, проникшие в его толщу газы остаются как бы закупоренными в порах и, производя давление на стенки, разрушают металл.
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, в котором они оказались закупоренными после выстрела. В продуктах горения бездымного пороха 154
имеются газы кислотного характера; взаимодействуя с влагой, они образуют кислоты, которые вызывают ржавление металлов.
Окклюзия пороховых газов вызывает не только ржавление металла, но и разрыхление поверхностного слоя канала.
Для уменьшения влияния окклюзии можно применить меры, позволяющие получить необходимые начальные скорости при меньшем давлении в канале Орудия. Такое уменьшение давления, как мы видели, может быть достигнуто применением прогрессивногорящих порохов.
Химическое воздействие продуктов горения пороха. Наряду с термическим и механическим имеет место также химическое воздействие некоторых продуктов горения пороха на канал ствола. Было обнаружено, что в поверхностных слоях металла увеличивается содержание углерода за счет углерода, выделяющегося в результате диссоциации продуктов горения при соприкосновении их с сильно нагретыми стенками канала ствола. При этом слой металла становится более твердым и хрупким, а с другой стороны, понижается его температура плавления.
Влияние химических факторов увеличивается при быстрых темпах стрельбы, когда стволы нагреваются до 300—500°.
Влияние величины порохового заряда. На износ ствола влияет также количество газов, образующихся при сгорании заряда; это видно из того, что при стрельбе уменьшенными зарядами 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 , , износ канала ствола в И
3	4	5	6
14	27	48	100
I 2
6	9
Влияние величины калибра. Износ стволов однотипных орудий быстро растет с увеличением калибра. Это видно из следующих данных о живучести стволов длинных пушек, состоявших на вооружении США:
калибр орудия в мм...............,	120	152	208	254	305
живучесть ствола (число выстрелов) 200	166
125	100
83
Можно добавить, что пушка калибром менее 100 мм выдерживает шепчи выстрелов, а стволы пулеметов калибром менее 10 мм выдерживают более десяти тысяч выстрелов.
При одном и том же калибре стволы орудий, предназначенных для стрельбы на сравнительно малые дальности (гаубица), имеют большую живучесть, чем стволы орудий для стрельбы на большие дистанции (длинные пушки).
Разгар ствола можно уменьшить, применяя некоторые специальные стали, а также рациональную конструкцию нарезной части.
РАЗДЕЛ VI
ДЫМНЫЙ ПОРОХ
§ 1.	СОСТАВ И КОМПОНЕНТЫ ДЫМНОГО ПОРОХА
Средний состав дымного пороха: 75% селитры (большей частью-калиевой), 15% угля, 10% серы.
Калиевая селитра. Калиевая селитра малогигроскопична; это-важное качество обеспечивает физическую стойкость (отсутствие увлажняем ости) изготовленного из нее пороха. Температура плавления 334°.
Натриевая селитра непригодна для изготовления военных порохов вследствие ее большой гигроскопичности.
Сера — твердое кристаллическое вещество светложелтого цвета, не растворимое в воде, температура плавления 114,5°.
Уголь. Для производства пороха применяют 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. Поэтому сила пороха увеличивается с увеличением степени обжига угля. Гигроскопичность угля, следовательно, и изготовленного из него пороха уменьшается с увеличением Степени обжига угля.
В пороходелии различают три основных сорта угля:
Сорт угля	Т м тература обжига в °C	Содержание углерода в %
Черный	350-450	80-85
Бурый	280-320	70—75
Шоколадный	140—175	52-54
В настоящее время применяют преимущественно уголь с содержанием углерода 74—78%.
О механизме взрывчатого превращения дымного пороха. Реакция между твердыми веществами протекает очень медленно. Исследова,-ние Боудена показало, что в начальной стадии процесса воспламенения дымного пороха происходит расплавление серы. Возникающий при этом тесный контакт жидкой серы с азотнокислым калием и 156
органическими веществами, содержащимися в угле, приводит к увеличению скорости реакции до значений, характерных для взрывчатого превращения. По достижении нормальной скорости горения пороха выделяется количество теплоты, при котором становится возможным непосредственное окисление углерода азотнокислым калием.
Более трудная зажигаемость бессерного пороха объясняется тем, что жидкая фаза в таком порохе может возникнуть только при условии расплавления более высокоплавкой селитры (температура плавления калиевой селитры 334°).
§ 2.	свойства дымного пороха
Дымный порох имеет аспидно-серый цвет и матовый глянец, большие зерна часто бывают от сине-черного до серо-черного цвета с металлическим блеском.
Плотность зерен пороха колеблется от 1,5 до 1,93 г/слР. Гравиметрическая плотность ружейного пороха от 0,900 до 0,980 кг/дм5.
Удовлетворительно изготовленный порох не пачкает рук, не оставляет пыли на бумаге и сопротивляется раздавливанию между пальцами.
Содержание влаги по техническим условиям должно быть не более 1%. При содержании влаги свыше 2% порох трудно воспламеняется.
По чувствительности к удару дымный порох относится к числу безопасных в обращении ВВ (отказ при падении груза в 10 кГ с высоты 35 смг взрывы при высоте падения груза 45 елг).
Попадание ружейной пули в ящики с дымным порохом вызывает его взрыв.
Чувствительность дымного пороха к пламени и даже к незначительной искре, возникшей при ударе между металлическими предметами, является причиной большой опасности при обращении с ним.
Скорость воспламенения заряда дымного пороха (т. е. скорость распространения пламени от зерна к зерну), по Боудену, равна при атмосферном давлении 60 cjm/cck, а под давлением до 30—50 ат скорость воспламенения возрастает до 2000 см/сек. Скорость горения порохового зерна равна 0,4 мм/сек, & под давлением до 30—50 ат она возрастает до 9 см/сек.
По данным Андреева, скорость горения огнепроводного шнура (в котором зерна дымного пороха спрессованы по возможности однообразно по длине шнура) при атмосферном давлении составляет 0,9 см/секг а под давлением 31,3 ат—2,4 см/сек.
Характер горения дымного пороха зависит от его плотности. Пороховые элементы, изготовленные из дымного пороха и имеющие плотность 1,65 г/сл13 и ниже, не горят параллельными слоями. При выстреле зарядом из такого пороха зерна рассыпаются, и потому время сгорания в канале ствола равных зарядов из одинаковых элементов может сильно колебаться.
Чувствительность дымного пороха к лучу пламени и хорошее Зажигающее действие, обусловленное, с одной стороны, высокой температурой пламени, а с другой,— наличием в продуктах горения
157
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 время.
§ 3.	СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ ДЫМНОГО ПОРОХА
Производство дымного пороха состоит из ряда операций, имеющих целью:
а)	тонкое измельчение и тесное смешение компонентов дымного пороха;
б)	получение из приготовленной таким образом смеси, называемой пороховой мякотью, зерен заданной величины и формы.
Измельчение и смешение компонентов достигается длительной обработкой последних в ряде аппаратов — в дезинтеграторах, бочках (шаровых мельницах), на бегунах и т. д.
Для получения зерен пороховую мякоть прессуют под бегунами или в прессах; пороховые лепешки зернят в специальных зерниль-ных машинах, полируют® барабанах для обламывания острых краев зерен и образования гладкой поверхности; последующей сортировкой на ситах получают зерна однообразного размера.
§ 4, СОРТА ДЫМНЫХ ПОРОХОВ
Дымные пороха подразделяют на обыкновенные, фигурные, трубочные, шнуровой, охотничьи, пороха для горных работ.
К обыкновенным порохам относят крупнозернистый артиллерийский (ружейный № I), ружейный (шрапнельный, или ружейный № 2), мелкий (ружейный № 3) и бессерный. Эти пороха, кроме бес-серного, отличаются один от другого главным образом размерами зерна.
Состав бессерного пороха: 80% калиевой селитры, 20% древесно. го угля.
К фигурным порохам относят призматический (с одним каналом) и кубический.
Трубочные пороха. В начале XX века для снаряжения дистанционных трубок применяли дымный порох, по составу аналогичный обычным сортам, но отличающийся тем, что к нему предъявлялись дополнительные требования в отношении качества компонентов и способа производства. Этот порох получил наименование обыкновенного трубочного пороха. Максимальное время горения такого 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 трубоч. ный порох. Такой порох получил название медленногорящего трубочного пороха.
158
Замедление горения пороха может быть достигнуто разными путями. Сюда относятся: покрытие поверхности пороховых зерен флегматизирующей пленкой; введение в порох веществ, понижающих скорость его горения; применение низкообоженного угля.
В качестве веществ, уменьшающих скорость горения, предложены шеллак, парафин, канифоль, искусственные смолы — идитол, бакелит и др.
Общим недостатком всех трубочных порохов является то, что скорость их горения 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. Скорость горения составов, сгорающих без образования газов, практически не зависит от давления. В связи с этим были разработаны составы, сгорающие с образованием небольшого количества газов. Такие составы характеризуются малой зависимостью скорости горения от внешнего давления и малой чувствительностью к начальным температурам; их применяют в дистанционных трубках и взрывателях зенитной артиллерии и для изготовления замедлителей.
Трубочные пороха должны удовлетворять следующим основным требованиям:
а)	однообразие отдельных партий и постоянство времени горения в трубках при стрельбе;
б)	незатухаемость при стрельбе;
в)	высокая стабильность, т. е. способность сохранять постоянство скорости горения после более или менее длительного хранения при переменных атмосферных условиях (температура и влажность).
Шнуровой порох применяют для изготовления огнепроводного шнура. Он имеет следующий состав: 80% калиевой селитры, 10% серы и 10% угля.
§ 5. ПРИМЕНЕНИЕ ДЫМНОГО ПОРОХА
В настоящее время дымные пороха применяют:
а)	для снаряжения дистанционных трубок (трубочные пороха);
б)	для изготовления столбиков, служащих для передачи огня вышибному заряду в шрапнелях;
в)	в качестве вышибного заряда в шрапнелях, зажигательных и осветительных снарядах;
г)	для изготовления замедлителей и усилителей луча пламени в трубках и взрывателях;
д)	для изготовления пороховых лепешек в капсюльных втулках;
е)	для изготовления воспламенителей зарядов из коллоидных порохов и пиротехнических изделий;
ж)	для изготовления огнепроводного шнура.
Кроме того, дымный порох применяют в охотничьем оружйи и для некоторых видов горных работ (добыча штучного камня).
РАЗДЕЛ VII
ПИРОТЕХНИКА
Вещества и смеси, дающие при горении световые, тепловые, дымовые и звуковые эффекты, используемые в военном деле или народном хозяйстве, называют пиротехническими.
В военной технике пиротехнические составы применяют для изготовления и снаряжения осветительных, фотоосветительных, сигнальных, трассирующих, зажигательных, маскирующих и имитационных изделий. Эти изделия служат для снаряжения боеприпасов. Снаряженные пиротехническими изделиями боеприпасы объединяют общим наименованием пиротехнические средства.
Кроме того, пиротехнические составы применяют для снаряжения некоторых деталей трубок 'или взрывателей и для воспламенения пороховых зарядов.
Наука, в которой изучаются перечисленные составы и средства, называется пиротехникой !.
§ 1. КОМПОНЕНТЫ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
Пиротехнические составы представляют собой механические смеси; они состоят в основном из окислителей и горючих веществ и содержат добавки, сообщающие составам дополнительные специальные свойства: окрашивающие пламя, образующие цветной дым, уменьшающие чувствительность состава (флегматизаторы), увеличивающие механическую прочность запрессованного состава (цементаторы) и др.
Окислители. В качестве окислителей применяют нитраты, хлораты, перхлораты, окисли и перекиси металлов и некоторые Хлоропроизводные.
Из солей азотной кислоты чаще всего применяют нитраты бария, калия, натрия, стронция. Из солей хлорноватой кислоты в пиротехнике применяют соли калия и бария Ва(СЮэ)2Н2О. Из солей хлорной кислоты применяют соль калия (перхлорат калия КС1О4). Из кислородных соединений металлов применяют те, которые способны сравнительно легко отдавать кислород: перекись бария ВаО2, двуокись марганца МпО2, двуокись свинца РЬО21 сурик РЬ3О4, окнсь-закись железа Fe3O4 (окалина) и некоторые другие. Кроме кислородосодержащих веществ, в качестве окислителя применяют гексахлор-этан C2Cls.
1 Слово пиротехника происходит от днух греческих слов: «пирос» — огонь и «техвос»—искусство и означает «искусство производить огонь».
160
Горючее. В качестве горючих в пиротехнике применяют как неорганические, так и органические вещества.
Из числа неорганических горючих часто применяют высококалорийные металлы — алюминий, магний, сплавы алюминия с магнием и др. При горении алюминия выделяется 7000 ккал/кг, при горении магния — 6000 ккал/кг. Температура горения этих металлов и их сплавов выше температуры горения других горючих, как неорганических, так и органических. Магний обладает большой реакционной способностью; он легко воспламеняется и горит быстрее, чем алюминий.
Алюминий применяют в зажигательных и осветительных составах; магний — в осветительных, фотоосветительных и трассирующих составах. Иногда добавляют небольшое количество магния в сигнальные составы для увеличения яркости пламени.
Алюминий обладает большой ковкостью и это сильно затрудняет его измельчение. Легко измельчаются алюминиевомагниевые сплавы, содержащие 30—70% магния.
Сплав AM, содержащий 50% магния, по сравнению с другими сплавами коррозионноустойчив и обладает большой хрупкостью, что позволяет легко измельчать его. Удельный вес этого сплава 2,15 г/см?. Алюминиевомагниевые сплавы, содержащие не менее 90% магния, называемые электронами, применялись для изготовления оболочек зажигательных авиабомб малого калибра. При содержании 8—10% алюминия облегчается механическая обработка алюминиевомагние-вых сплавов.
К числу органических горючих относятся углеводороды (бензин, керосин, нефть, мазут, бензол, скипидар и др.), углеводы (крахмал, сахар, древесные опилки и др.) и смолы (канифоль, шеллак, бакелит, пдитол, олифа), служащие одновременно цементаторами. Роль горючих часто выполняют также некоторые дымообразователи (нафталин и др.). Горючее выбирают с учетом задачи получения наибольшего специального эффекта, требуемого от данного пиротехнического состава.
Например, в зажигательных, осветительных, трассирующих и фотосоставах наилучший эффект достигается при высокой температуре горения. Поэтому в них применяют горючее с большой теплотворной способностью. Наоборот, в дымовых составах не требуется высокая температура, а нередко она даже нежелательна; в них вводят горючие с малой теплотворной способностью, например, углеводы, древесный уголь, и не применяют (или применяют в очень малом количестве) алюминий и магний.
Цементаторы, Цементаторы служат для связывания состава и придания ему или изготовляемым из него полуфабрикатам (звезд-кам, сегментам и т. д.) механической прочности. Цементаторы оказывают влияние на скорость горения, свойства и действие составов. Поэтому для разных составов применяют различные цементаторы и в разных количествах. Многие цементаторы одновременно предохраняют составы от увлажнения.
11	186	161
В качестве цементаторов применяют олифу, декстрин1 * * * и естественные и искусственные смолы,
К естественным смолам относятся канифоль, шеллак®. Из искусственных смол применяют идитол, бакелит и поливинилхлорид s.
Вещества, окрашивающие пламя. Получение цветного пламени основано на том, что при высокой температуре некоторые элементы (например, Na. Ba, Sr, Си) окрашивают пламена в определенный цвет.
Соединения стронция окрашивают пламя в красный цвет, соединения бария — в зеленый, соединения меди — в синий. Некоторые соли натрия диссонируют при температуре 1000° и выше, причем происходит атомарное излучение паров натрия, которое используется для получения желтого пламени.
Цветные дымообразователи. Для получения цветных дымов применяют полупродукты и красители, являющиеся окрашенными органическими соединениями, переходящими при горении состава в парообразное состояние. Реже применяют неорганические цветные соединения.
Флегматизаторы. Флегматизаторами называют вещества, уменьшающие чувствительность пиротехнических составов к механическим воздействиям: как правило, они уменьшают также скорость горения. К флегматизаторам относятся смолы, парафин, масла.
§ 2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПИРОТЕХНИЧЕСКИМ СОСТАВАМ И ПИРОТЕХНИЧЕСКИМ СРЕДСТВАМ
К пиротехническим составам предъявляют следующие общие требования:
а)	заданный пиротехнический эффект (сигнальный, осветительный, зажигательный и т. д.) ;
б)	минимальная чувствительность к механическим воздействиям и безопасность при изготовлении и применении;
в)	достаточная физико-химическая стойкость при длительном хранении;
г)	устойчивость по отношению к внешним тепловым воздействиям (невоспламеняемость от попадания искры и т. д.);
1 Продукт гидролиза крахмала; легко растворяется в воде. Декстрин — слабый цементатор, применяется редко.
! Недостатком канифоли является низкая температура ее размягчения
(60—80°). Поэтому и некоторых составах применяют продукт взаимодействия канифоли с гашеной известью (резинат кальция), температура размягчения которого составляет 120—150°. Шеллак выделяется в виде налета на яетвях некоторых тропических растений. Температура размягчения шеллака обычно 70—100°.
а Идитол представляет собой синтетическую смолу, получаемую конденсацией фенола с формальдегидом и присутствии кислых катализаторов. Температура размягчения не ниже 90—97°. Не растворим в воде Бакелит — другой вид синтетической смолы; получается из тех же веществ, что идитол, но при других условиях реакции. Бакелит придает пиротехническим составам большую механическую прочность, чем многие другие цементаторЫ. Поливинилхлорид или, как его принято называть, полихлорвиниловая смола, представляет собой продукт полимеризации винилхлорида; его вводят в составы, в пламени которых необхо-
димо присутствие хлора.
162
Д) простота технологического процесса изготовлений;
е) недефицитность исходных материалов и наличие достаточной сырьевой базы.
К пиротехническим средствам предъявляют следующие основные требования;
а)	наличие требуемого пиротехнического эффекта;
б)	безопасность при обращении с ними и при их хранении;
в)	нечувствительность к прострелу пулей;
г)	неизменяемость пиротехнического эффекта при длительном хранении средств (порядка нескольких лет);
д)	простота и безопасность изготовления.
$ 3. СВОЙСТВА И ИСПЫТАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
1,	Свойства пиротехнических составов. Большая часть спрессованных пиротехнических составов характеризуется устойчивым горением. Во многих случаях в горении может участвовать кислород воздуха, поэтому большинство составов имеет отрицательный кислородный баланс, чем обеспечивается лучший пиротехнический эффект при данном весе.
Большое значение имеет скорость горения пиротехнических составов: она зависит от природы окислителя и горючего, от степени измельчения компонентов, плотности состава и др. Большая часть хлоратных составов горит быстрее нитратных. Нитратные составы, содержащие магний, наоборот, горят быстрее хлоратных и перхлоратных.
Объем продуктов сгорания, теплоту и температуру горения можно определить расчетным путем, как у взрывчатых веществ. Температуру горения можно установить опытным путем (термопарой, оптическим пирометром, спектроскопическим методом) только у некоторых 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 взрыву и детонации.
Кроме того, пиротехническим составам присущи специальные свойства, например, яркое свечение, окраска пламени, зажигательная способность, дымообразование и т. д.
2.	Испытание пиротехнических составов. Чувствительность к механическим воздействиям. Чувствительность к удару и трению определяют аналогично таковой бризантных ВВ (см, стр. 28—32).
Наибольшей чувствительностью к удару обладают хлоратные составы, менее чувствительны перхлоратные составы, наименее — нитратные.
Наибольшей чувствительностью к трению обладают составы, содержащие хлораты совместное серой, антимонием (Sb2S3), многими органическими веществами. Сравнительно мало чувствительны к трению смеси, содержащие нитраты.
11*
163
Чувствительность пиротехнических составов к тепловому начальномуимпульсу характеризуют тремя величинами: температурой самовоспламенения, температурой вспышки и воспламеняемостью от луча огня.
Физическая природа и способ определения температуры самовоспламенения пиротехнических составов аналогичны описанным в разделе «Теория взрывчатых веществ» для температуры вспышки ВВ.
Температурой вспышки пиротехнических составов, по предложению Н. Ф. Жирова, называют предельное значение температуры самовоспламенения, при которой период задержки (см. стр. 27) равен нулю. Ее находят экстраполяцией по периодам задержки, определенным при разных температурах самовоспламенения, как это видно из фиг. 61.
Воспламеняемость пиротехнического состава от луча огня характеризуют наибольшим расстоянием между срезом
Таблица 39
Чувствительность пиротехнических составов к лучу огня
(по данным И. И. Вернидуба и В, А .Сухих)1
Состав	Верхний предел в см	Нижний предел в см
Дымный порох № 1	2	15
Воспламенительный	3	13
Красного огня	0	2
Осветительный	0	3
огнепроводного шнура и поверхностью состава, при котором происходит безотказное воспламенение (верхний предел), и наименьшим расстоянием между срезом огнепроводного шнура и поверхностью состава, при котором происходит 100% отказов (нижний предел). Примерные данные о чувствительности некоторых составов к лучу огня приведены в табл, ЭЮ.
Стойкость имеет большое значение при хранении готовых изделий. Если компоненты состава взаимо
действуют с выделением теплоты, возможно самовоспламенение состава, Если состав содержит компоненты, способные поглощать влагу из окружающей среды, то он способен увлажняться и окажется физически, а иногда и химически нестойким.
Для определения гигроскопичности состава пользуются гигростатом, чаще всего в виде эксикатора, на дно которого палит насыщенный раствор соли, содержащий некоторое количество кристаллов той же соли. Обычно пользуются насыщенным раствором калиевой селитры или поваренной соли, В пространстве над насыщенным раствором устанавливается постоянная относительная влажность (при данной температуре). Испытуемое вещество помещают в эксикатор над слоем жидкости.
В зависимости от условий испытание состава на гигроскопичность может длиться от 1 — 10 дней до 1—2 месяцев. В течение этого времени испытуемое вещество периодически взвешивают. По окончании
1 Заимствовано из книги А. А. Шидловского ,Основы пиротехники', Оборои-гиз, 1954, стр. 94,
164
испытания на основании полученных данных строят кривую зависимости степени увлажнения состава от времени выдержки его при данной относительной влажности.	р
3.	Вычисление плотности запрессованного состава. При проектировании пиротехнических средств иногда необходимо знать плотность прессованного пиротехнического состава. Если нет соответствующих опытных данных, то можно получить приближенное значение следующим расчетом.
Определяем теоретическое значение истинной плотности состава, т. е. сплошного вещества, без промежутков, по следующей формуле:
d =..._________100
жст	*
Ле	ал
— г" + - .  +— ^1	4п
где dlt dz, ...dn — истинные плотности компонентов;
olf а,,... ап — процентное содержание этих компонентов в составе.
Фиг 6k График для определения температуры вспышки.
Полученное значение надо умножить на коэффициент уплотнения, представляющий собой отношение величины практически достижимой (т. е, искомой) плотности состава к величине d^. Коэффициент уплотнения для большинства пиротехнических составов колеблется в пределах 0,7—0,8, для трассирующих 0,9—0,95.
§ 4. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
1, Световые характеристики осветительных составов и средств. Для освещения местности служат осветительные средства, снаряженные изделиями (факелами, звездками), изготовленными из осветительных составов. От факелов и звездой требуется большая сила света. Излучаемый при их горении свет должен обеспечить, кроме достаточной четкости наблюдения, еще и правильное различение цветов. Последнее возможно, если излучение горящего осветительного состава по спектральному составу близко к таковому солнечного излучения, к которому привык и приспособлен человеческий глаз.
165
Кроме требования большой силы света н определенного сйек!-рального состава излучения, к изделиям предъявляется третье основное требование: линейная скорость горения должна составлять единицы миллиметров в секунду. Сила света и скорость горения являются важными характеристиками осветительных составов и изделий из иих.
Осветительные составы характеризуют удельной светосуммой, т. е. количеством световой энергии, выделяющейся при сгорании 1 г осветительного состава:
Lt —— св. сек[1, т
где т — вес изделия в граммах; / — сила света в свечах; t — время горения изделия в секундах.
Пример. Спрессованная из осветительного состава звездка весом 50 Г горж в течение 9 сек., развивая при этом силу света, равную 100 000 свечей. Удельная светосумма этого состава
,	100 000.9	,г
La=——— = 18000 св. сек/Г,
Осветительные средства характеризуют силой света, излучаемого при их горении, и достигаемой освещенностью местности. Силу света определяют фотоэлектрическим люксметром, состоящим из фотоэлемента и прибора для измерения фототока. Между силой света и величиной фототока существует (при соблюдении правил, установленных для фотометр ирова ния осветительных составов) прямая пропорциональность У Необходимая освещенность местности осветительными средствами должна быть порядка 1—2 люкса, продолжительность освещения — не менее 10 сек.
2. Выбор компонентов осветительных составов с высокими световыми показателями. При выборе компонентов осветительного состава, удовлетворяющего требованию высокой удельной светосуммы, руководствуются известным из физики положением, что излучение твердых и жидких частичек, нагретых до высокой температуры, в основном подчиняется законам излучения абсолютно черного тела. Интенсивность излучения абсолютно черного тела по закону Стефана—Больцмана прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры. Такое излучение, обусловленное колебательным движением электронов и ионов, сопровождающим движение 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.
1 Описание прибора н способа определения силы света осветительных изделий, см. 1) А. А. Шидловский, Основы пиротехники,
166
Механизм возникновения температурного излучения состоит в следующем. Постоянные соударения н взаимодействие твердых и жидких чзстип, получающиеся в результате быстрого н беспорядочного колебательного движения, приводят к беспрерывным и неправильным изменениям скоростей движения электрических зарядов (электронов н ионон), входящих в состав частиц вещества; возникающие колебания зарядов в свою очередь вызывают появление электромагнитных волн всевозможных частот, вследствие чего образуется сплошной спектр (об излучении, близком к монохроматическому, см, стр. 173).
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.
Этим требованиям удовлетворяют составы, содержащие в качестве горючего алюминий, магний и их сплавы, Сгорая, металлы образуют окислы, находящиеся при температуре горения в твердом или жидком состоянии, и выделяют большое количество теплоты, за счет чего достигается высокая температура горения,
Так как человеческий глаз наиболее чувствителен в желто-зеле пой части спектра, то осветительные составы подбирают так. чтобы при их горении излучался преимущественно желтый и зеленый свет. Это достигается применением в качестве окислителя нитрата бария, который сравнительно легко разлагается при повышенной температуре; образующаяся при его разложении окись бария дает сплошной спектр с преобладанием желто-зеленой части (см, также стр. 173).
Соли натрия, распадающиеся при горении с выделением атомов натрия, излучающих желтые лучи, увеличивают силу света осветительных составов, содержащих нитрат бария.
3.	О чувствительности осветительных составов к механическим воздействиям и выборе окислителя. К осветительным составам предъ являют особые требования в отношении чувствительности к механическим воздействиям, вытекающие из условий службы осветительных средств. Применение артиллерийских осветительных снарядов (преимущественно к гаубицам среднего калибра) станит требования, ограничивающие чувствительность составов к удару допустимыми напряжениями при выстреле, установленными для взрывчатых веществ, Равным образом применение осветительных авиабомб и фотобомб требует ограничения чувствительности применяемых в них составов к прострелу пулей, к ударам и пробитию бомбы осколками.
Эти обстоятельства исключают возможность применения хлоратных составов в названных боеприпасах и привели к необходимости применения менее чувствительных составов на основе нитрата бария;
4.	Влияние цемеитаторов на свойства осветительных составов. Цементаторы снижают яркость пламени, поэтому содержание их в составе ограничивают пределом в 5—6%. В качестве цемеитаторов применяют вещества, которые при незначительном их содержании обеспечивают достаточную механическую прочность спрессованного изделия. К таким веществам относятся идитол, бакелит, раствор канифоли в олифе,
167
Цементаторы играют также роль замедлителей горения. Если при содержании дементатора до 6% скорость горения еще остается велика, то часть горючего вводят в виде крупнозернистого металлического порошка, что также замедляет горение. В случае надобности уменьшают скорость горения увеличением давления прессования (т- е. увеличением плотности изделия).
5.	Рецептуры осветительных составов. Примеры осветительных составов приведены в табл. 31.
Таблица 31 Осветительные составы в И
Компоненты	I	11	Ill	IV
Азотнокислый барий	66	68	75	80
Алюминий	—	28	18	15
Магний	30		4	—
Идитол или шеллак	4	4	—	—
Олифа	—	—	3	6 (сверх 100%)
Пороховая мякоть	—	—	—	5
Состав, приведенный в последнем столбце табл. 31, применяли в снарядах Погребнякова; пороховая мякоть в нем предназначена для
Фиг. 62. 122-лл гаубичный осветительный снаряд дистанционного действия.
/—корпус. 2—верхняя диафрагма, =3—полуцилиндры факела, 4— оболочка Факела, 5— осветительный факел, &—полуцилиндры па* раитюта, 7—парашют, войлочная проклад-
ка, 9—картонная прокладка, /Я^свинцовоз обтю р и р уюте е коль -по, //—дно,	/2--вы*
гцнбттой заряд, /<5— прнвянтная головка, /^—втулка, /5—прижимной винт для кпеплення головки, /б1—прижимной винт пдя крепления дистаъ. ггиогтцой трубки, 1~— инстанционная трубка.
облегчения воспламенения.
6.	Условия прессования осветительных составов, Осветительные составы, применяемые для снаряжения пиротехнических средств, обычно прессуют в оболочку под давлением 500— 1000 кг! см2. Осветительные «звез-дки» прессуют под давлением 2000—3000 кг/см2. Величину давления прессования выбирают в зависимости от свойств состава и потребной скорости горения. Обычно изделию придают форму цилиндра, с одного торца при прессовании добавляют воспламенительный состав с нитью стопина, служащий для зажигания.
7.	Пример осветительного снаряда. На фиг. 62 показан 122-лем гаубичный осветительный снаряд, обеспечивающий на местности ос-
вещение площади диаметром до 1000 м в течение 50—55 ген. г.ри высоте разрыва снаряда около 500 м. Сила света до 50Q ООО свечей.
168
При полете снаряда газы вышибного заряда, воспламененного лучом 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 повиснет горящий факел. Для предотвращения скручивания строп парашюта факел снабжен вертлюгом, вращающимся на шарикоподшипниках.
§ 5. ФОТООСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ (ФОТОСМЕСИ)
Для освещения местности при аэрофотосъемке в ночное время применяют специальные пиротехнические составы — фотосмеси.
От фотосмесей требуется создание большой освещенности в течение мвлого промежутка времени порядка сотых долей секунды. При фотосъемке с самолета с высоты 1000 м и более необходимая освещенность достигается при силе света порядка сотен миллионов или нескольких миллиардов свечей.
Фотографические материалы обладают разной чувствительностью к лучам волны разной длины. Поэтому фотосмеси должны при горении излучать свет спектрального состава, соответствующего спектральной чувствительности фотографической пленки.
Из сказанного вытекают следующие основные требования к фотосмесям; а) фотосмеси должны при горении излучать большое количество световой энергии; б) они должны сгорать с большой скоростью; в) в получающихся при их сгорании продуктах должно присутствовать большое количество тугоплавких твердых или труд-иолетучих жидких частичек, хорошо излучающих свет; г) пламя должно иметь возможно высокую температуру.
Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют смеси магниевого порошка или сплава AM с разными окислителями. Алюминий без добавки магния не применяют в фотосмесях, так как скорость их горения была бы недостаточна.
В качестве окислителя применяют нитраты, а не хлораты по тем же соображениям, что и при выборе окислителя для осветительных составов. Чаще всего применяют фотосмеси, состоящие из порошка .магния и нитрата стронция или бария.
§ 6. ТРАССИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ
Трассирующие составы служат для обозначения пути полета пули или снаряда (образование следа, трассы).
Прежде применяли 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 применяют только огневые трассирующие составы.
Принципы построения трассирующих составов (особенно составов белой трассы) и их свойства весьма близки к таковым осветительных 186	169
составов. Это вытекает из требований, предъявляемых к ним, во многих отношениях совпадающих с требованиями к осветительным составам. Трассирующие составы должны:
а)	при горении выделять максимально достижимое количество световой энергии;
б)	гореть с определенной скоростью;
в)	иметь большую прочность и допускать прессование под большим давлением (от 3000 до 8000 кГ/слс2); этим исключается возможность частичного или полного выгорания состава в канале ствола;
г)	безотказно воспламеняться от установленного для них воспламенительного состава;
д)	оставлять максимально возможное количество шлака в гнезде Пули или снаряда. Это необходимо для минимального изменения веса пули или снаряда, влияющего на правильность траектории. Такое требование предъявляют для тех боеприпасов, в которых вес трассирующего состава значителен сравнительно с общим весом.
В качестве окислителей в трассирующих составах белого огня преимущественно применяют нитрат бария, в составах красного огня — нитрат стронция. В табл. 32 приведены примеры огневых трассирующих составов.
Таблица 32
Трассирующие составы
Компоненты	Белый огонь	Красный огонь
Азотнокислый барий	55	
Азотнокислый стронций	—	60
Магний	35	30
Смолы	10	10
Трассирующие составы, состоящие из смесей нитратов с магнием и смолами, запрессованные под большим давлением, ненадежно воспламеняются от пороховых газов при выстреле, для их зажигания применяют воспламенительные смеси. Последние во время прохождения снарядом или пулей канала ствола горят под большим давлением, поэтому, чтобы избежать быстрого выгорания, применяют малогазовые составы (например, смесь перекиси бария, нитрата бария и магния с минимальным количеством цементатора). Добавление к этим смесям перекиси бария увеличивает их чувствительность к тепловому начальному импульсу и обеспечивает безотказное воспламенение от пороховых газов в момент выстрела. Приведем два гримера воспламенительных составов для трассеров: 1) 80% BaOi, 18% Mg и 2% цементатора; 2) 48% Ва(ЬЮз)г, 30% ВаОг, 13% Mg и 9 % идитола.
Применение трассирующих составов. Трассирующими составами снаряжают трассеры к осколочным, осколочно-зажигательным, бро
170
небойным, кумулятивным снарядам, а также к бронебойным и пристрелочным пулям.
Трассирующий состав воспламеняется при выстреле либо непосредственно пороховыми газами, либо с помощью капсюля -воспламенителя, приводимого в действие ударным приспособлением.
Преимущество первого трассера — простота устройства; недостатки.' а) возможность корродирующего действия продуктов горения
Фнг. 65. Оскол очно-тр ас-сирующий снаряд с самоликвидацией.
Фиг. 63. Трассер к взрывателю МД-5.
/—гайка»	стакан*
чнк4 Л—трассирующий состав. 4—целлулоидный кружок.
Фиг. 64. Трассер.
1 — корпус тпассеря (стальвой). 2—трассирую-щий состав, J—воспламенительный состав, «— кольцо, 5—гайка, в—цел-лулондвый квужок.
/—воспламенительный состав, 5—трассирующий состав. 3— корпус. 4—взрыватель. 5—разрывной заряд» tf—ликвидатор, 7—стержень, Я—детонатор-
на канал ствола; б) демаскировка стреляющего; в) под давлением пороховых газов в период прохождения по каналу ствола возможна деформация заряда трассирующего состава и его быстрое сгорание, в результате чего получается «короткая трасса»; г) недостаточная герметизация трассирующего заряда.
Трассы с ударным приспособлением лишены этих недостатков, но они значительно сложнее, вследствие чего их применяют редко.
Устройство трассера первого вида, представляющего собой металлический стаканчик, в который запрессован трассирующий состав,
1 -	171
Фиг. 66. Трассер с ударным приспособлением.
/—корпус трассера, 2—стальная прокладка, 3—трассирующий состав, 4—иосплаиеин-тельвый состав, прокладка.
—капсюльная нтулка, 7— капсюль-носплаиенитель, S— иредокрвннтельная	гильза,
Й—ударвик. /Й—втулка с по-роковым замедлителем. Н— саакцоное кольцо.
ложения стреляющего.
показано на фиг. 63. Для герметизации запрессованного состава стаканчик гакрьтвгют целлулоидным кружком. Трассер вставляют в гайку, которую прикрепляют к взрывателю или вставляют непосредственно в корпус снаряда. На фиг. 64 изображен трассер, представляющий собой массивную металлическую втулку, в которую запрессован трассирующий состав. На фиг. 65 изображен осколочно-трассирующий снаряд с самоликвидацией; по истечении определенного времени трассирующий состав передает огонь взрывателю и вызывает разрыв снаряда, чтобы избежать падения на землю невзорвавшихся зенитных снарядов.
Устройство трассера с ударным приспособлением понятно из фиг. 66. В момент вы
стрела ударник накалывает капсюль-воспламенитель. луч огня передается через пороховой замедлитель трассирующему составу, а образующиеся газы ио вылете снаряда ив канала ствола выбрасывают втулку, освобождая отверстие для выхода пламени. Ви-
димое пламя (трасса) появляется на расстоянии 150—200 м от орудия, что скрывает от противника место распо-
§ 7. СИГНАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ НОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ
1.	Общие сведения о сигнальных средствах. Сигнальные средства-служат для связи путем подачи сигналов, видимых на расстоянии-Они подразделяются на средства ночного и дневного действия.
Сигнальные средства ночного- действия дают цветное пламя. Применяют трехцветную, четырехцветную или пятицветную систему сигнализации. Лучшей является трехцветная, так как ее цвета — желтый, красный и зеленый — лучше всего различаются глазом. При четырехцветной и пятицветной сигнализациях, кроме названных трех, применяются синий или белый цвета, различимость которых па дальних расстояниях становится недостаточно надежной.
2.	Светотехническая характеристика сигнальных составов. Сигнальные средства снаряжаются изделиями (звездками), изготовленными из сигнальных составов. Основное требование к сигнальным-составам в отношении характера излучения пламени отличается ог соответствующего требования к осветительным составам; излучение* должно быть возможно ближе к монохроматическому. Важнейшая, характеристика составов, применяемых для изготовления сигнальных, звездок — чистота цвета пламени, которую оценивают отношением: интенсивности монохроматического излучения к интенсивности! всего-вндимого излучения. Это отношение обычно выражается в процентах:
172
и1 должно быть не меньше 70% для возможности отчетливого различения глазом цвета пламени.
3.	Выбор компонентов сигнальных составов. Наиболее резкая цветная окраска пламени горящего состава получается вследствие свечения газовой фазы; атомы и молекулы этой фазы излучают энергию в узкой области видимого спектра. Например, при атомарном излучении натрия получаются желтые лучи; при горении составов, содержащих нитраты бария или стронция и хлорсодержащие вещества (поливинилхлорид, гексахлорэтан, хлораты), окислы стронция и бария переходят в легко летучие монохлориды SrCl и ВаС1; первый излучает красный, второй — зеленый цвет.
Заметим, что парообразные окислы бария и стронция также излучают: первый — зеленые, второй — красные лучи. Однако концентрация парообразных окислов в пламени очень мала вследствие малой упругости их паров. Поэтому интенсивное свечение твердых п жидких окислов бария или стронция, имеющее сплошной спектр, заглушает слабое свечение парообразных окислов. Излучение твердых веществ (окислов металлов), дающих сплошной спектр, не должно иметь места в сигнальных составах или по сравнению с излучением газовой фазы должно быть незначительным.
В качестве окислителей в сигнальных составах применяют хлораты и нитраты. Смеси хлората калия с горючим горят интенсивней, чем смеси с нитратами.
Удельная светосумма сигнальных составов должна выражаться величиной не меньшей, чем несколько тысяч св. секЛ\ Сила света, излучаемого пламенем горящей звездки, должна выражаться в тысячах и желательно даже в десятках тысяч свечей. Горение запрессованного состава должно протекать со скоростью нескольких миллиметров в секунду.
4.	Составы красного огня. Для получения красной окраски пламени в составы вводят соединения стронция, преимущественно в виде углекислых или щавелевокислых солей. В качестве окислителя применяют бертолетову соль. При горении таких составов образуегся хлористый стронций, который при высокой температуре диссоциирует по реакции
SrCl2z±2SrCl+Cl2.
Монохлорид стронция излучает красные лучи. Пример состава красного огня: 60% КС1ОЯ. 25% SrCj>04, 15% идитола.
Применяют также составы, содержащие нитрат стронция, В этом случае, кроме органического горючего, вводят магний, а для перевода окиси стронция, образующейся при горении, в монохлорид вводят хлорсодержащие вещества.
5.	Составы зеленого огня. Для получения зеленого пламени применяют 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 диссонирует с образованием монохло
186	173
рида BaCl, излучающего зеленые лучи, Составы зеленого огня приведены в табл, 33.
фиг. 67, 26-л(л( патрон
ночной сигнализации.
Г—картонный пыж» 2—иойлоЧ' иэя набивка, 3—’‘бумажная гильза, 4—сигнальная звездна, 5-^-иойлочный пыж, 6— картонный пыж, 7—марлевый кружок, 8— вьшгябной заряд, 5—бумажное кольцо, /0—наковаленка, //—капсюль-нос, плпменнтель,	J 2—железная
трубка, /Я—латунная шляпка» 14^-эахояияа, /5—воспламенительный состав, 16—стопин.
Таблица 33
Примерные составы зеленого огня в %
Компоненты	I	II
Хлорат бария	89	85
Идитол	11	—
Шеллак		15
Хлорат бария может быть заменен нитратом; при этом снижается чувствительность состава к механическим воздействиям, но вместе с тем несколько ухудшается цвет пламени. К этому типу сигнальных составов относится следующий: 63% КСЮз, 25% Ba(NO3)2, 12% идитола. Составы зеленого огня
готовят и на основе нитрата бария и хлор органических соединений.
6.	Составы желтого огня. Для получения желтого пламени используют натриевые соли — щавелевокислый натрий, фтористый натрий и некоторые другие. Соли должны быть негигроскопичными и легко диссоциировать при высоких температурах.
Примерный состав желтого огня: 60% КСЮз, 25% NasC2O4, 15% идитола.
В составы цветных огней для увеличения яркости пламени иногда вводят небольшое количество алюминия (до 5%) или сплава алюми-
ния с магнием.
7.	Применение сигнальных составов ночного действия. Сигнальные составы ночного действия применяют в 26-лгл< патронах, винтовочных гранатах и мощных сигналах.
26-леи сигнальные патроны применяют для ночной сигнализации на расстоянии до 7 км\ конструкция их приведена на фиг. 67. Время горения сигнальных «звездок» около 6,5 сек,, сила света — не выше 10 000 свечей.
§ 8.	СИГНАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ ДНЕВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Для сигнализации в дневное время применяются так называемые составы дневного действия, дающие при горении окрашенные (цветные) дымы. Цветные дымы применяют также в артиллерийских
174
снарядах в виде небольшого добавочного заряда, окрашивающего продукты взрыва для облегчения пристрелки.
Дым представляет собой коллоидную систему, состоящую из взвешенных в воздухе (дисперсионной среде) тонко раздробленных твердых частиц (дисперсной фазы). Если дисперсной фазой является жидкое вещество, то систему называют туманом. Применяют окрашенные дымы пяти цветов: красные, желтые, синие, зеленые и черные.
Для получения цветных дымов —красного, желтого, синего, зеленого — пользуются окрашенными полупродуктами и красителями, которые за счет теплоты реакции переходят в парообразное состояние,
В качестве окислителей в дымовых составах применяют бертолетову соль, реже хлорат натрия, иногда добавляют нитраты.
Температура горения составов цветных дымов с органическими красящими веществами должна быть достаточной для испарения дымообразователя и в то же время не слишком высока, чтобы не вызвать его разложения, Поэтому металлические порошки непригодны здесь в качестве горючего, Применяют, например, смеси бертолетовой соли с молочным сахаром, рассчитанные на сгорание горючего только до окиси углерода. Хотя температура горения такой смеси находится в пределах 800—1200°, но вследствие большой скорости горения дымообразователь не успевает разложиться, а только возгоняется.
Пример состава синего дыма; 35% КС1О3, 25% мод очного сахара, 40% индиго.
Применение сигнальных составов дневного действия. Сигнальные средства дневного действия по устройству и действию аналогичны описанными выше средствам ночного действия. Разница заключается в том, что «звездка» в средствах дневного действия представляет собой мешочек из суровой ткани, наполненный составом цветного дыма. При горении состава оболочка из ткани препятствует доступу воздуха и внутри мешочка происходит неполное сгорание, обеспечивающее испарение дымообразователя.
При выстреле из 26-.юя патрона дневного действия «звездка» поднимается на высоту до 70 м. Облако дыма различимо на расстоянии до 2 км в течение 10 сек, при ветре и 30 сек. в тихую погоду.
§ 9.	МАСКИРУЮЩИЕ ДЫМЫ
Маскирующие дымы служат для образования дымовых завес, которые применяют для ослепления огневых позиций батареи противника, огневых точек, наблюдательных и командных пунктов, а также для прикрытия своих войск и тыловых объектов.
Белые дымы лучше скрывают очертания предметов, чем черные. Поэтому для снаряжения дымовых снарядов чаще всего применяют вещества, образующие белый дым. К таким веществам относятся белый фосфор, сериый ангидрид и хлорное олово.
При горении фосфора образуется фосфорный ангидрид, который взаимодействует с влагой воздуха с образованием мета- и ортофос-форпой кислот, образующих белый дым (туман).
175
Серный ангидрид, являющийся весьма летучим веществом, легко переходит в парообразное состояние и взаимодействует с влагой воздуха, образуя серную кислоту.
Пары серной кислоты, обладающие при обычной температуре весьма малой упругостью, пересыщают пространство; одновременно влага воздуха энергично взаимодействует с серной кислотой, образуя гидраты; при конденсации отдельные молекулы, сцепляясь между собой, образуют коллоидные частицы, составляющие дисперсную фазу. Образуется белый туман.
Хлорное олово в токкораспыленном состоянии реагирует с влагой воздуха по реакции
SnCU+3H2O=HgSnOs+4Ha.
Ортооловянная кислота вместе с хлористым водородом образует белый дым.
К дымообразующим относятся также составы Ершова (20% КС1О3, 10% угля, 50% NH+C1, 20% нафталина), При горении! состава Ершова происходит возгонка хлористого аммония и части нафталина, которые образуют дым.
Смеси типа Ершова рассчитаны на неполноту сгорания, и продукты их горения содержат много окиси углерода, водорода, углеводов и других горючих. Для устранения воспламенения их при смешении с воздухом в дымовые составы вводят пламегасители (углекислые соли — соду, мел, углекислый магний). На их разложение расходуется значительное количество теплоты, вследствие чего понижается температура продуктов горения. Кроме того, образующийся углекислый газ разбавляет продукты горения, повышая температуру воспламенения последних. Роль пламегасителя выполняет и хлористый аммоний.
Во время второй мировой войны широко применяли дымовые составы на основе гексахлоратана и цинковой пыли, образующие серый дым, так как наряду с белыми частацами хлористого цинка выделяются черные частицы углерода по реакции
3Zn4-C2Cle=3ZnCl24-2C.
Для устранения образования углерода в эту смесь вводят дополнительный окислитель, например, хлорат натрия. В этом случае горение идет по реакции
9Zn-h3C2Cle4-2NaClOa^9ZnClr4-6CO+2NaCl
и образуется белый дым.
§ 10.	ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВЫ
I. Классификация. Зажигательные вещества и составы делят на две группы: составы, содержащие окислитель, и зажигательные вещества без окислителя.
Составы первой группы можно далее разделить на следующие подгруппы:
176
а)	термиты и термитные составы, которые в качестве окислителей содержат окисли металлов, а в качестве горючих — металлы;
б)	составы, в которых в качестве окислителя применяют кислородосодержащие соли.
К зажигательным веществам второй группы относятся: электрон, органические горючие и самовоспламеняющиеся вещества. Вещества второй группы могут гореть и производить зажигающее действие только в присутствии и при свободном доступе кислорода воздуха.
2.	Термиты и термитные составы. Горение, например, железо-ал юминиевого термита (содержащего окисел железа и порошкообразный алюминий) протекает по следующему уравнению:
РезОН-2Al=Al2Os+2Fe-H 98 ккал.
Термитные реакции отличаются следующими особенностями:
а)	высокая температура горения (2400—2800°С);
б)	горение является беспламенным, так как практически не получаются газообразные продукты;
в)	образуются нагретые до высокой температуры жидкие шлаки, растекание которых увеличивает радиус зажигательного действия.
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 нс окись железа (Ре20з), а железную окалину (РезОд) — окись-закись железа.
Термит состоит обычно из смеси 25% алюминия и 75% окисло® железа. Температура горения такого состава 2500°.
Недостатком термитов является то, что их зажигательное действие ограничено небольшим радиусом непосредственно около очага горения, кроме того, термиты трудно воспламеняются. Поэтому для снаряжения зажигательных средств применяют обычно не термит, а термитные составы, содержащие ряд добавок, например, селитру и органические горючие, облегчающие воспламенение и увеличивающие зажигательное действие (вследствие образования пламени).
В термитные составы вводят иногда магний, увеличивающий их зажигательное действие (вследствие низкой температуры кипения магния— 1107° он испаряется при горении состава и сгорает в пламени).
Для снаряжения 7б-лш снарядов употребляли, например, следующий зажигательный состав: 44% Ba(NO3)2, 6% KNOS, 21 % Fe3O3, 13% Al, 12% Mg, 4% цементатора. Для снаряжения зажигательных авиабомб применяли термитный состав, содержащий дополнительный окислитель — нитрат бария; 24% А1, 50% FeaC%, 26% Ва(МО3)г.
Термитные составы применяют для зажигания трудновосплвменяемых объектов, а также для повреждения металлических объектов (орудий, танков мт. п.).
3.	Зажигательные составы с кислородосодержащими солями. Эти составы дают высокую температуру горения ю сравнительно легко воспламеняются. В качестве окислителей служат нитраты, хлораты, в качестве горючего — металлы: магний, алюминий, сплав AM и Др-12	186	177
Зажигательные составы на основе кислородосодержащих солей применяют преимущественно для снаряжения малокалиберных снарядов и пуль, предназначенных главным образом для воспламенения жидких горючих (легковоспламеняющихся материалов). Горение зажигательных составов с кислородосодержащими солями в отличие от других видов зажигательных составов или веществ протекает в течение долей секунды.
4.	Зажигательные вещества, не содержащие окислителей. Алю-миниевомагниевый сплав электрон, содержащий не менее 90% магния, применяли во время второй мировой войны для изготовления корпусов зажигательных авиабомб мелкого калибра, снаряжаемых термитом. Такие бомбы лишены мертвого груза; при сгорании корпуса из электрона образуется пламя, чем обусловлено его хорошее зажигательное действие. Температура горения около 2000°.
Органические горючие — нефть, керосин, бензин, смола и др. обладают высокой теплотворной способностью. Например, при сгорании на воздухе 1 кг керосина освобождается около 10 000 ккал, тогда как при горении 1 кг термита выделяется только 800 ккал. При горении нефтепродуктов возникает большое пламя, поэтому радиус зажигательного действия таких веществ значительно больше, чем у термитных составов; но температура горения нефтепродуктов низка (700—900°). К числу недостатков нефтепродуктов относятся слишком большая подвижность и растекаемость и слишком большая скорость испарения.
Органические горючие вещества применяют 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 отвержденном виде, в комбинации с термитом, или в загущенном виде.
Для отверждения горючее желатинируют мылами, т. е. солями высших органических кислот жирного ряда. В нефтепродукте при подогревании! (до 75—80° С) растворяют органическую кислоту и добавляют эквивалентное количество спиртового раствора' едкого натра или другого основания. По охлаждении смесь затвердевает, приобретая консистенцию твердого мыла, режется ножом и сохраняет приданную ей форму.
Отвержденное горючее Применяют в комбинации с термитом в авиационных бомбах. В головной части бомбы помещают заряд термита, а отделенную от нее металлической диафрагмой часть бомбы заливают отвержденным горючим.
На фиг. 68 показана конструкция зажигательной бомбы с комбинированным горючим. Вес горючего 50 кг. Высота пламени при горении бомбы достигает 5 м.
Загущенное горючее представляет собой вязкую, текучую коллоидную массу; иногда специальными добавками сообщают загущенному горючему липкость, вследствие чего при попадании 178
горящей массы на те или иные объекты она прилипает к ним Загущенное горючее получают путем смешения жидкого горючего с алю-
миниевыми солями нафтеновых и высокомолекулярных жирных кислот. Такая смесь получила название напалма.
Напалм приобрел печальную известность со времени варварского применения его войсками США в авиабомбах большого веса против мирного народа Кореи, Этот напалм содержал горючие металлические порошки, преимущественно магний, вследствие чего получалась повышенная температура горения и увеличивалась зажигательная способность.

5.	Самовоспламеняющиеся зажигательные вещества. Из самовоспламеняющихся веществ наибольшее значение имеет белый фосфор, легко воспламеняющийся на воздухе. Зажигающее действие фосфора невелико; температура его горения около 1000°; поэтому он зажигает только легковоспламеняющиеся предметы: сено, солому, бензин и т. д.
Снаряженные фосфором мины и ручные гранаты применяли в окопной войне. При взрыве таких боеприпасов образуется большое количество дыма. Горящие капли фосфора прожигают одежду и наносят тяжелые
Фиг. 68. Зажигательная бомба с комбинированным горючим.
/—корпус, 2—воспламенительная звеэдкз» <5—переходный состав, 4—тсрмптяо-эзжнга-тельный основной состав. 5— диафрагма, б—отперждениое горючее, 7—доннзя пробка. 5—стабилизатор» 5—газоот-водное отверстие. 10—очко
под взрыватель»
накожные поражения, трудно залечиваемые. Для улучшения зажигательных свойств фосфора к нему прибавляют горючие вещества — нефтемасла, смолы и др.
6. Применение зажигательных составов и веществ. Зажигательные составы применяют в боеприпасах авиации, наземной и зенитной артиллерии и стрелкового оружия.
§ 11. ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
Некоторые пиротехнические составы легко и надежно воспламеняются стопином. Но многие составы трудно воспламеняются, и для их зажигания применяют специальные воспламенительные составы, а для веществ, зажигающихся еще труднее, необходимы дополнительные переходные составы.
Легче всего воспламеняются смеси, содержащие хлораты и органическое горючее или нитраты вместе с магнием. Такие составы в порошкообразном виде надежно воспламеняются стопином. Но те же составы в спрессованном виде требуют для зажжения специального воспламенителя.
12*
179
Очень трудно зажигаются термиты. Для них недостаточно запрессовки из воспламенительного состава, а требуется применение
Фиг. 69. Схема воспламенения трудно-воспл а меняющихся пиротехнических составов.
/—пороховая мякоть, 2— воспламенительный со-став, 3—первый переходный состав, содержащий 75« воспламенительного состава и 25% основного состава. 4—второй переходный состап, содержащий 50% воспламени-тельного состава я 50 X основного состава, 5— основной состав,
переходного состава, состоящего из смеси воспламеняющего и зажигаемого состава. Если и этого недостаточно, вводят еще один переходный состав с большим содержанием зажигаемого состава и располагают его. например, по схеме фиг. 69.
Число компонентов в переходном составе и соотношение их устанавливают в каждом случае опытным путем.
Примеры. Для зажигания осветительных составов, содержащих магний, применяют воспламенительный состав типа дымного пороха (сера заменена идцтолом): 75% нитрата калия, 15% древесного угля и 10% идитола.
Для труднее воспламеняющихся осветительных составов, содержащих алюминий, в воспламенительном составе заменяют древесный уголь магнием. Наконец, при еще
труднее воспламеняющихся пиротехнических составах применяют переходные составы.
ЛИТЕРАТУРА
i	Общая
Будников М. А,, Левкович Н, А., Быстров И. В.. Сиротин-ский В. Ф,, Шехтер Б, И., Взрывчатые вещества и пороха. Оборонгиз, 1955.
Клименко Г. К-, Методы испытания порохов, Оборонгиз, 1941.
Шиллинг Н. А., Взрывчатые вещества я снаряжение боеприпасов, Оборонгиз, 1946,
К разделу I «Теория взрывчатых веществ»
Андреев К, К-, Взрыв и взрывчатые вещества. Научно-популярная библиотека солдата и матроса, Восниздат, 1956
Андреев К- К,, Термическое разложение и горение взрывчатых веществ, Госэнергоиздат, 1957,
Боуден, Иоффе, Возбуждение и развитие взрыва в твердых и жидких веществах. Перевод с английского под ред. А. И. Гольбиндера, Йздат. иностр, литер ат,, 1955.
Власов О. Е. Основы динамики взрыва, Изд. ВИА. 1945.
Зельдович Я- Б., Теория ударных волн и введение в газодинамику, Изд. АН СССР, 1946.
Зельдович Я-Б„ Компанеец А. С., Теория детонации. Техтеорет-яздат, 1955.
Красильников В. А,, Звуковые волны. Техтеоретиздат, 1954.
Сборник статей по теории взрывчатых веществ под ред. проф, Андреев а К- К. и проф. Харитона Ю. Б,, Оборонгиз, 1940.
Снитко К. К, Теория взрывчатых веществ, ч, 1 и II, изд. Артиллерийской академии, 1934 и 1936.
Снитко К- К., Взрывчатые вещества, Краткий курс, ч. 1, изд. Артиллерийской академии, 1939.
Соколов Н. А., Теория взрывчатых веществ, ОНТИ, 1937.
К разделу fl «Бризантные взрывчатые вещества»
Гольбнндер А. И. и Андреев К, К-, Антигризутные взрывчатые вещества, Углетехиздат, 1947.
Горст А. Г., Химия и технология нитросоединений, Оборонгиз, 1940.
Снитко К. К. и Будников М. А., Взрывчатые вещества. Краткий курс, ч. II, изд. Артиллерийской академии, 1939.
Urbanski Т., Chemi а г technologia materialow wybuchowicb, тома I, II и Ill. Warszawa, 1954.
К разделу Ш «Инициирующие взрывчатые вещества»
Бубнов П, ф., Инициирующие взрывчатые вещества, Оборонгиз, 1940.
К разделу IV «Средства воспламенения и инициирования»
Бубнов П. Ф. и С у х ов И. П., Средства инициирования, Оборонгиз, 1945.
К а р п о в И. П., Средства инициирования, Оборонгиз, 1945.
181
К разделу V «Коллоидные пороха*
Егоров Т. С., Производство бездымного пироксилинового пороха, Госхим-издат, 1935,
Закощнков А, П., Нитроцеллюлоза, Оборонгиа, 1950.
Крылов И. А., Изучение разгорания каналов огнестрельного оружия, Госиздат, 1922.
Тишу нив И.' В., Краткий курс порохов, изд. Артиллерийской академии, 1939.
Третьяков Г. М., Боеприпасы артиллерии, Воепиздат, 1946.
К разделу VI «Дымный порох»
Баум ф. А., Трубочные пороха н дистанционные составы, Оборонгиз, 1940. Шиллинг Н. А., Курс дымных порохов, Оборонгиз, 1940.
К разделу VII «Пиротехника»
Быстров И. В., Краткий курс пиротехники, ч- I, Оборонгиз, 1940. Жиров Н. Ф,, Свечение пиротехнического пламени, Оборонгиз, 1939. 111 и д л о в с к и й А. А., Основы пиротехники, Оборонгиз, 1954.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие ко второму изданию......................................... 3
Исторический очерк..................................................... 5
Раздел 1. Теория взрывчатых веществ
Глава I. Общая характеристика взрывчатых веществ и их классификация
§ 1. Общие сведения о взрыве. 1. Определения. 2. Условия, определяющие возможность химического взрыва..................................... 17
§ 2. Взрывчатые вещества, как источник энергии и их классификация,
1. Сравнение энергии ВВ с энергией топлива, 2. Зависимость мощности, развиваемой при взрыве, от скорости выделения энергии. 3. Классификация и общая характеристика явлений взрывчатого превращения.
4. Классификация взрывчатых веществ..............................  18
Глава II. Чувствительность взрывчатых веществ и начальный импульс
§ 1.	Определения...................................................... 23
§ 2.	О природе чувствительности взрывчатых веществ.................... 24
§ 3.	Виды начального импульса. 1. Тепловой импульс. Основные сведения о термическом распаде ВВ. 2. Опытное определение температуры вспышки. 3. Механический импульс. 4. Чувствительность к детонации другого ВВ. 5. Детонация через влияние. 6. Передача детонации от патрона к патрону. 7. Действие на ВВ различных видов начального импульса. Простой начальный импульс................................... 26
§ 4.	Факторы, влияющие на чувствительность взрывчатых веществ. I. Физическая структура и плотность заряда. 2. Форма и размеры кристаллов. 3, Температура. 4. Примеси, 5. Химические факторы ......	34
Глава III. Стойкость взрывчатых веществ и методы ее определения
§ 1.	Изменения во взрывчатых веществах при хранении................... 37
§ 2.	Физическая и химическая стойкость взрывчатых веществ............  38
§ 3.	факторы, определяющие химическую стойкость взрывчатых веществ.
1.	Химическое строение. 2. Примесь катализаторов и стабилизаторов.
3. Условия хранения ВВ............................................ 39
§ 4. Опытное определение химической стойкости, 1. Проба Абеля. 2. Проба Вьеля. 3. Повторная проба Вьеля. 4, Проба взвешиванием. 5. Манометрические и электрометрические пробы............................. 40
§ 5, Значение химической стойкости взрывчатых веществ................. 42
183
Стр.
Глава IV. Теплота и температура взрыва, состав, удельный объем и давление продуктов взрывчатых превращений
§ 1. Теплота взрывчатого превращения. 1. Определения. 2. Закон Гесса.
3. Определение теплоты образования ВВ из простых веществ по его теплоте сгорания. 4. Вычисление теплоты взрывчатого превращения ВВ.
5.	Опытное Определение теплоты взрывчатого превращения............ 43
§ 2.	Температура взрыва............................................... 45
§ 3.	Уравнение реакции разложения взрывчатых веществ. 1. Кислородный баланс. 2. Уравнение реакции разложения ВВ с положительным или нулевым кислородным балансом. 3. ВВ с отрицательным кислородным балансом — содержания кислорода достаточно для превращения всего углерода в газы. 4. ВВ с отрицательным кислородным балансом —содержания кислорода недостаточно для окисления всего углерода в СО (в продуктах взрывчатого превращения остается свободный углерод).
5, Уравнение реакции горения пороха .............................. 47
§ 4.	Объем газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ.
1.	Вычисление объема продуктов взрывчатого превращения. 2. Опытное определение объема продуктов взрывчатого превращения ....	53
§ 5.	Давление продуктов взрывчатого превращения. 1. Определения. 2. Вычисление давления продуктов горения ВВ. 3. Опытное определение давления продуктов горения пороха .................................... 54
Глава V. Горение газообразных и конденсированных взрывчатых систем
§ 1.	Возникновение и распространение горения в газообразных веществах.
1.	Механизм самовоспламенения газовой смеси. 2. Задержка самовоспламенения. 3. Механизм распространения горения газовых смесей .	58
§ 2.	Механизм горения конденсированных ВВ. 1. Механизм горения ВВ и порохов по Беляеву. 2. Условия устойчивости горения ВВ................ 60
§ 3.	Горение порохов.................................................. 63
Глава VI. Возникновение и распространение детонации
§ 1.	Общее представление о механизме распространения детонации ....	66
§ 2.	Общие сведения об ударной волне.................................. 67
§ 3.	Основные параметры ударных волн. 1. Уравнение сохранения массы.
2. Уравнение сохранения количества движения. 3. Уравнение сохранения энергии. 4. Общие соотношения для ударных волн. Адиабата Гю-гоньо. 5. Адиабата Гюгоньо для идеального газа.................... 68
§ 4.	Гидродинамическая теория детонации. 1. Общие сведения о гидродинамической теории детонации. 2. Механизм детонации газообразной смеси. 3. Механизм распространения детонации по конденсированным ВВ. 4. Зависимость между параметрами детонационной волны . .	71
§ 5.	Опытное определение скорости детонации........................... 75
§ 6.	Влияние различных факторов на скорость детонации................. 76
§ 7.	Влияние различных факторов на устойчивость детонации. 1. Условия устойчивости детонации и критический диаметр заряда. 2. Влияние оболочки заряда на устойчивость его детонации. 3. Влияние плотности на критический диаметр однородных и неоднородных веществ (механических смесей). 4. Влияние величины частиц на критический диаметр. 5. Влияние диаметра заряда на скорость детонации ......	77
Глава VII. Действие взрыва на окружающую среду
§ 1.	О разлете продуктов взрыва....................................... 79
184
Стр.
§ 2.	Бризантное и фугасное действие взрыва. 1. Определения. 2. Теоретическая оценка бризантного действия. 3. Опытное определение бризантности по величине обжатия свинцового цилиндра. 4. Оценка бризантности взрывчатого вещества по осколочности снаряженных им боеприпасов. 5. Работоспособность (фугасность) и фугасное действие. 6. Действие взрыва в грунте. 7. Действие взрыва на бетон, железобетон, кирпичную кладку и другие преграды..................................... 80
§ 3	Об активной части заряда и направленном действии взрыва ....	86
§ 4.	Кумулятивное действие взрыва................................... 87
§ 5.	Действие взрыва на расстоянии и безопасные расстояния. 1. Характеристика механического действия ударной волны. 2, Различные виды действия взрыва на расстоянии. Безопасные расстояния................ 88
Раздел II. Бразаншные взрывчатые вещества
§ I.	Общие требования к ВВ, применяемым для снаряжения боеприпасов. 1. Расчет напряжений, возникающих в разрывном заряде при выстреле. 2. Расчет напряжений, возникающих в разрывном заряде при пробивании снарядом брони. 3. Общие требования к ВВ, применяемым для снаряжения боеприпасов, в отношении чувствительности к механическим воздействиям .'............................................ 90
§ 2.	Азотнокислые эфиры (нитраты). 1. Пироксилин. 2. Нитроглицерин.
3. Нитрогликоль. 4. Динитродигликоль. 5. Тэн.................... 94
§ 3. Нитросоединения, 1. Общие сведения. 2. Тротил. 3. Пикриновая кислота. 4. Пикрат аммония. 5. Тетрил. 6. Гексоген. 7. Ксилил. 8. Динитро-нафталин. 9. Динитробецзол. 10. Новые мощные В В................ 96
§ 4. Взрывчатые смеси. 1. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества.
2. Хлоратные и перхлоратные ВВ. 3. Взрывчатые смеси на основе жидких окислителей............................................. 102
Раздел III. Инициирующие взрывчатые вещества
§ 1.	Определения и общая	характеристика..........................   107
§ 2.	Гремучая ртуть................................................ 108
§ 3.	Азид свинца.................................................... Ю8
§ 4.	Тринитрорезорцннат	свинца	или	ТНРС............................ 109
§ 5.	Тетразен....................................................... НО
Раздел 11'. Средства воспламенения а инициирования
Глава 1. Классификация средств воспламенения и инициирования
Глава II. Средства веспламенения
§ 1. Капсюли-воспламенители. 1. Патронные капсюли-воспламенители.
2.	Трубочные капсюли-воспламенители............................ 112
§ 2.	Электровоспламенители......................................... 123
§ 3.	Огнепроводы. 1. Огнепроводный шнур. 2. Стопин................. 123
Глава 111. Средства инициирования
§ 1.	Капсюли-детонаторы............................................ 124
§ 2.	Электродетонаторы ............................................ 129
§ 3.	Детонирующий шнур............................................. 129
185
Стр, Раздел V. Коллоидные пороха
§ 1.	Общие сведения . . ............................................ 131
§ 2.	Классификация коллоидных порохов............................... 132
§ 3.	Материалы, применяемые в производстве коллоидных порохов. 1. Пироксилин. 2. Растворители нитроцеллюлоз, 3. Стабилизаторы, 4. Пластификаторы. 5. Флегматизаторы, 6. Графит........................... 133
§ 4	Производство пироксилиновых порохов............................. 137
§ 5,	Пороха на труднолетучем растворителе, 1. Нитроглицериновые поро-
ха типа баллистита. 2. Дигликолевые пороха типа баллистита. 3. Нитроглицериновые пороха типа кордита ............................ 139
§ 6.	Свойства коллоидных порохов. 1. Физические свойства, 2. Содержание влаги и остаточного растворителя. 3. Баллистические свойства порохов. 4. Электризация коллоидных порохов. 5. Сравнение свойств порохов на летучем и труднолетучем растворителе ........................ 141
§ 7.	Характеристика пороховых элементов и марки порохов. 1, Форма пороховых элементов. 2, Марки порохов................................. 143
§ 8.	Применение коллоидных порохов.................................. 146
§ 9.	Специальные виды пироксилиновых порохов. 1. Быстросгорающие по-
роха. 2, Флегматизпрованные пороха. 3. Беспламенные пороха. 4. Обратное пламя.................................................... 146
§ 10.	Заряды и воспламенители. 1. Определения и классификация. 2. Боевые заряды. 3. Специальные, практические и холостые заряды 4. Воспламенители ........................................................ 149
§11.	Разгар ствола орудия . ....................................... 152
Раздел VI. Дымный порох
§ 1.	Состав и компоненты дымного пороха............................. 156
§ 2.	Свойства дымного пороха ....................................... 157
§ 3.	Сведения о производстве дымного пороха......................... 158
§ 4.	Сорта дымных порохов........................................... 158
§ 5.	Применение дымного пороха...................................... 159
Раздел VII. Пиротехника
§ 1.	Компоненты пиротехнических составов........................... 160
§ 2.	Общие требования к пиротехническим составам и пиротехническим средствам........................................................... 162
§ 3	Свойства и испытание пиротехнических составов. 1. Свойства пиротехнических составов. 2. Испытание пиротехнических составов. Чувствительность к механическим воздействиям. 3. Вычисление плотности запрессованного состава............................................. 163
§ 4.	Осветительные составы. 1. Световые характеристики осветительных составов и средств. 2. Выбор компонентов осветительных составов с высокими световыми показателями. 3. О чувствительности осветительных составов к механическим воздействиям и выборе окислителя. 4. Влияние иементаторов на свойства осветительных составов. 5. Рецептуры осветительных составов. 6. Условия прессования осветительных составов. 7. Пример осветительного снаряда................	165
§ 5, Фо то осветительные составы (фотосмеси.)....................... 169
§ 6, Трассирующие составы ...	............................... 169
§ 7. Сигнальные составы ночного действия, 1. Общие сведения о сигнальных средствах. 2. Светотехническая характеристика сигнальных со-
186
Стр.
ставов. 3. Выбор компонентов сигнальных составов, 4. Составы красного огня, 5. Составы зеленого огня. 6. Составы желтого огня, 7, Применение сигнальных составов ночного действия................ 172
§ 8. Сигнальные составы дневного действия........................ 174
§ 9, Маскирующие дымы............................................ 175
§ 10. Зажигательные вещества и составы, 1. Классификация. 2. Термиты и термитные составы. 3. Зажигательные составы с кислородосодержа-щнми солями, 4. Зажигательные вещества, не содержащие окислителей. 5. Самовоспламеняющиеся зажигательные вещества. 6. Применение зажигательных составов и веществ........................... 176
§ 11. Воспламенительные составы . . .'........................... 179
Литература....................................................... 181
Замеченные опечатки
1 Стр.	Строка	Напечатано	Должно быть	По чьей вине
44	5 снизу	+ 8,250s +	+ зо^ +	Авт.
46	В табл. 11 колонка 3	5,3	5,8	Авт.
		Р	/ р V	Авт-
52	Формула (10)	Пт	\ /	
62	14 сверху	(фиг. 16,в,...	(фиг. 16,6,...	Авт.
115	6 сверху, после таблицы	Hg(ONC)s +	Hg(ONC)2	Авт.
Заказ 186/1597
Август Георгиевич Горст
ПОРОХА И ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Издательский редактор М. Ф. Богомолова Тех к. редактор В. П. Рожин
Г-31845 Подписано н печать 29/VII 1957 г, Учетно-изд. л. 12,60 Формат бумаги 60*924^=5,88 бум. л.—11,75 печ. л.
Цена 5 р. 70 к.	Тираж 8000 экз.	Заказ 186/1597
Типография Оборон г иза
ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА SHEBA.SPBPU/ZA
Хочу всё знать (теория) ЮНЫЙ ТЕХНИК (ПРАКТИКА) ДОМОВОДСТВО (УСЛОВИЯ)