Порох

Фитильное огнестрельное оружие, Китай, династия Мин (1368—1644)

Ранние китайские ракеты

Первым представителем взрывчатых веществ был дымный порох — механическая смесь калиевой селитры, угля и серы, обычно в соотношении 15:3:2. Существует устойчивое мнение, что подобные составы появились ещё в древности и применялись главным образом в качестве зажигательных и разрушительных средств. Однако материальных или надёжных документальных подтверждений этого не найдено. В природе месторождения селитры встречаются редко, а калиевая селитра, необходимая для изготовления достаточно стабильных составов, особенно редко, в Индии и Чили

С изобретением нитроцеллюлозных порохов, а затем и индивидуальных мощных взрывчатых веществ дымный порох в значительной мере утратил своё значение.

В 30-х годах XX века в СССР впервые были созданы заряды из баллиститного пороха для реактивных снарядов, успешно применявшихся войсками в период Великой Отечественной войны (реактивные системы залпового огня). Смесевые пороха для ракетных двигателей были разработаны в конце 1940-х годов.

Дальнейшее совершенствование порохов ведётся в направлении создания новых рецептур, порохов специального назначения и улучшения их основных характеристик.

Различают два вида пороха: смесевые (в том числе самый распространенный — дымный, или черный порох) и нитроцеллюлозные (т. н. бездымные). Порох, применяемый в ракетных двигателях, называют твёрдым ракетным топливом. Основу нитроцеллюлозных порохов составляют нитроцеллюлоза и пластификатор. Помимо основных компонентов, эти пороха содержат различные добавки.

Дымный (чёрный) порох[править | править вики-текст]

Дымный порох российского производства по ГОСТ-1028-79, марка ДОП (охотничий).

Пороховой ящик и совок для пороха XVIII—XIX вв.

Основная статья: Дымный порох

Современные дымные, или чёрные пороха производятся по строгим нормативам и точной технологии. Все марки чёрного пороха делятся на зернистые и пороховую пудру (т. н. пороховая мякоть, ПМ). Основными компонентами дымного пороха являются калия нитрат, сера и древесный уголь; нитрат калия является окислителем (способствует быстрому горению), древесный уголь горючим (окисляемым окислителем), а сера — добавочным компонентом (так же, как и уголь, являясь топливом в реакции, она из-за невысокой температуры воспламенения улучшает поджигаемость). Во многих странах пропорции, установленные нормативами, несколько отличаются (но не сильно).

Эффективность горения дымного пороха во многом связана с тонкостью измельчения компонентов, полнотой смешения и формой зёрен в готовом виде.

Сорта дымных порохов (% состав KNO3, S, C.):

ружейный (для воспламенителей к зарядам из нитроцеллюлозных порохов и смесевых твёрдых топлив, а также для вышибных зарядов в зажигательных и осветительных снарядах);

крупнозернистый (для воспламенителей);

медленногорящий (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателях);

минный (для взрывных работ) (75 %, 10 %, 15 %);

охотничий (76 %, 9 %, 15 %);

спортивный.

Реакция горения:

2 K N O 3 + 3 C + S ⟶ K 2 S + N 2 + 3 C O 2 + Q ↑ {\displaystyle \mathrm {2KNO_{3}+3C+S\longrightarrow K_{2}S+N_{2}+3CO_{2}+Q\uparrow } } {\displaystyle \mathrm {2KNO_{3}+3C+S\longrightarrow K_{2}S+N_{2}+3CO_{2}+Q\uparrow } }

Алюминиевый порох применяется в пиротехнике и состоит из смешанных в определенной пропорции сильно измельченных нитрата калия/натрия (окислитель), алюминиевой пудры (горючее) и серы. Этот порох отличается большей температурой, скоростью горения и большим выделением света. Применяется в разрывных элементах и флеш-составах (производящих вспышку). Пропорции (селитра: алюминий: сера):

яркая вспышка — 57:28:15

взрыв — 50:25:25.

Состав практически не отсыревает, не комкуется, но сильно мажется

Порох (Pyrodex)

Порошок нитроцеллюлозы различных сортов

Основная статья: Бездымный порох

Порох был первым известным «топливом» для огнестрельного оружия и ракет. В отличие от долгое время использовавшегося дымного (чёрного) пороха на основе угля, сегодня получили широкое распространение нитроцеллюлозные пороха, так называемый бездымный порох; главным преимуществом этого вида пороха является бо́льший КПД и отсутствие дыма, мешающего обзору после выстрела.

По составу и типу пластификатора (растворителя) нитроцеллюлозные пороха делятся на: пироксилиновые, баллиститные и кордитные. Они применяются для изготовления современных взрывчатых веществ, порохов, пиротехнических изделий и для подрыва (инициирования) других взрывчатых веществ, то есть в качестве детонаторов. Таким образом, в современных образцах вооружения в качестве топлива в основном используют бездымный порох (порошок нитроцеллюлозы, NC).

Дополнительные сведения: Пироксилин

В состав пироксилиновых порохов обычно входит 91-96 % пироксилина, 1,2-5 % летучих веществ (спирт, эфир и вода), 1,0-1,5 % стабилизатора (дифениламин, централит) для увеличения стойкости при хранении, 2-6 % флегматизатора для замедления горения наружных слоев пороховых зёрен и 0,2-0,3 % графита в качестве добавок. Такие пороха изготовляются в виде пластинок, лент, колец, трубок и зёрен с одним или несколькими каналами; применяются в стрелковом оружии и в артиллерии. Основными недостатками пироксилиновых порохов являются: невысокая энергия газообразных продуктов сгорания (относительно, например, баллиститных порохов), технологическая сложность получения зарядов большого диаметра для ракетных двигателей.

Дополнительные сведения: Динитроцеллюлоза

Основу баллиститных порохов составляют нитроцеллюлоза и неудаляемый пластификатор, поэтому их иногда называют двухосновными. В зависимости от применяемого пластификатора они называются нитроглицериновыми, дигликолевыми и так далее. Обычный состав баллиститных порохов: 40-60 % коллоксилина (нитроцеллюлоза с содержанием азота менее 12,2 %) и 30-55 % нитроглицерина (нитроглицериновые пороха) или диэтиленгликольдинитрата (дигликолевые пороха) либо их смеси. Кроме того, в состав этих порохов входят ароматические нитросоединения (например, динитротолуол) для регулирования температуры горения, стабилизаторы (дифениламин, централит), а также вазелиновое масло, камфора и другие добавки. Также в баллиститные пороха могут вводить мелкодисперсный металл (сплав алюминия с магнием) для повышения температуры и энергии продуктов сгорания, такие пороха называют металлизированными. Порох изготовляются в виде трубок, шашек, пластин, колец и лент. По применению баллиститные пороха делят на ракетные (для

Дополнительные сведения: Пироксилин и Нитроглицерин

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

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

Основная статья: Твёрдое ракетное топливо

Смесевый порох на основе синтетических полимеров (твёрдое ракетное топливо) содержит примерно 50-60 % окислителя, как правило перхлората аммония, 10-20 % пластифицированного полимерного связующего, 10-20 % мелкодисперсного порошка алюминия и другие добавки. Это направление пороходелания впервые появилось в Германии в 30-40-е годы XX века, после окончания войны активной разработкой таких топлив занялись в США, а в начале 50-х годов - и в СССР. Главными преимуществами перед баллиститным порохом, привлёкшие к ним большое внимание, явились: более высокая удельная тяга ракетных двигателей на таком топливе, возможность создавать заряды любой формы и размеров, высокие

Горение параллельными слоями, не переходящее во взрыв, обусловливается передачей тепла от слоя к слою и достигается изготовлением достаточно монолитных пороховых элементов, лишённых трещин. Скорость горения порохов зависит от давления по степенному закону, увеличиваясь с ростом давления, поэтому не стоит ориентироваться на скорость сгорания пороха при атмосферном давлении, оценивая его характеристики. Регулирование скорости горения порохов - очень сложная задача и решается использованием в составе порохов различных

Величина поверхности пороховых элементов определяется их формой, геометрическими размерами и может в процессе горения увеличиваться или уменьшаться. Такое горение называется соответственно прогрессивным или дегрессивным. Для получения постоянной скорости газообразования или её изменения по определённому закону отдельные участки зарядов (например ракетных) покрывают слоем негорючих материалов (бронировкой). Скорость горения порохов зависит от их состава, начальной температуры и давления.

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

Формально к огнестрельному оружию относятся и реактивные системы залпового огня[1].

Первое огнестрельное оружие (бамбуковое «огненное копьё» — прототип ручной пищали) появилось в Китае, хроники зафиксировали его применение в 1132 году[2].

Официально считается, что в Европе огнестрельное оружие возникло в XIV веке, когда развитие техники позволило использовать энергию пороха. Это знаменовало новую эру в военном деле — появление артиллерии, в том числе отдельной отрасли артиллерии — ручной артиллерии.

Первые образцы ручного огнестрельного оружия представляли собой сравнительно короткие железные или бронзовые трубы, глухо запаянные с одного конца, который иногда заканчивался стержнем (целиком металлическим или переходящим в древко). Трубы без стержней прикреплялись к ложам, представлявшим собой грубо обработанные деревянные колоды.

В XV веке огнестрельное оружие уже широко применялось в Европе (Осада Орлеана, Битва при Кастийоне, Штурм Константинополя). В XVI веке в России появляются специализированные подразделения солдат, вооруженные огнестрельным оружием (стрельцы).

Следующий этап развития стрелкового оружия-появление казнозарядных образцов стрелкового оружия, использующих унитарные патроны, первым создателем

«Убийца». Французская кулеврина, 1410 г.

Основная статья: Кулеврина

Кулеври́на (от фр. couleuvre — «уж» и couleuvrine — «змеевидный», что в свою очередь восходит к лат. colubrinus — «змеевидный») — огнестрельное оружие, бывшее предком аркебузы, мушкета и лёгкой пушки. Название, вероятно, произошло от конструкции, в которой для прочности ствол, выкованный из железных или медных полос, прикреплялся к деревянному ложу посредством колец, числом обычно не превышавших пять. Ложе для облегчения веса, могло делаться с продольными желобками на прикладе и шейке.

Аркебуза XVI в. с колесцовым замком

Основная статья: Аркебуза

Аркебу́за (фр. arquebuse) — гладкоствольное, фитильное дульнозарядное ружьё, один из первоначальных образцов ручного огнестрельного оружия, появившийся в 1379 году в Германии.

Первоначально аркебуза представляла собой арбалет особой конструкции (известный как аркебуз) с закрытым ложем, который заряжался металлическими шариками (отсюда и название — arque + buse)- потом стали использовать порох и фитиль — так появилось первое ручное огнестрельное оружие.

Затинная и завесная пищали

Русские пищали 1563, 1577 и 1581 годов.

Основная статья: Пищаль

Пища́ль — общее русскоязычное название ранних образцов средне- и длинноствольного огнестрельного оружия с прямым стволом. Пищали, появившиеся в последней четверти XIV века, использовались для прицельной стрельбы по живой силе и укреплениям. Само слово «пищаль» означает «дудка» и известно в славянских источниках с XI века; применительно к огнестрельному оружию этот термин впервые упоминается около 1399 года[3].

Первоначально конструкция пищалей была очень схожей. Отличия в конструкции появились в конце XV века с изобретением фитильных замков.

Приблизительно в то же время (начало XVII века) в Европе появляется искровый ударно-кремнёвый замок. В нём искры, воспламенявшие заряд, высекались из ударявшегося о стальную пластину кусочка кремня, закрепленного на курке. В XVI веке появились ручные кремнёвые