Pyrotechnická chemie: Střelný prach a výbušniny - Gorst A.G. Bezdýmný prášek: historie vynálezu, složení, použití

Kolem bezdýmný prach

Člověk žije v hledání.
Robert Walser

Nebudeme mluvit o těch lidech, jejichž osud byl spojen s používáním střelných zbraní, ale o těch, kteří vytvořili střelný prach a hledali nové oblasti jeho použití.

Nejstarší vynález

Nejprve vzdejme hold předchůdci bezdýmného prášku - jeho kouřovému „bratři“. Černý prášek (také nazývaný černý prášek) je důkladně promíchaná směs dusičnanu draselného KNO 3, dřevěného uhlí a síry. Hlavní výhodou střelného prachu je, že může hořet bez vzduchu. Spalitelnými látkami jsou uhlí a síra a kyslík nezbytný ke spalování dodává ledek. Další důležitou vlastností střelného prachu je, že při spalování produkuje velké množství plynů. Chemická rovnice hořící střelný prach:

2KNO3 + S + 3C = K2S + 3CO2 + N2.

První zmínka o receptu na přípravu hořlavé směsi ledku, síry a uhlí (získaného z bambusových pilin) ​​se nachází ve starověkém čínském pojednání z 1. století. n. e. v té době byl střelný prach používán k výrobě ohňostrojů. Rozšířené používání černého prachu jako vojenské výbušniny začalo v Evropě na konci 13. století. Hořlavé složky střelného prachu, uhlí a síry, byly docela dostupné. Ledek byl však nedostatkovým zbožím, neboť jediným zdrojem dusičnanu draselného KNO 3 byl takzvaný dusičnan draselný neboli indický. V Evropě nebyly žádné přírodní zdroje dusičnanu draselného, ​​byl přivezen z Indie a používán pouze k výrobě střelného prachu. Protože každým stoletím bylo potřeba stále více střelného prachu a dovážený ledek, který byl také velmi drahý, nestačil, byl nalezen další zdroj - guano (ze španělštiny. guano). Ty jsou rozložené přirozeně zbytky ptačího a netopýřího trusu, které jsou směsí vápenatých, sodných a amonných solí fosforečné, dusičné a některých organických kyselin. Hlavním problémem při výrobě střelného prachu z takových surovin bylo, že guáno neobsahuje draslík, ale převážně dusičnan sodný NaNO 3. Nedá se z něj vyrobit střelný prach, protože přitahuje vlhkost a takový střelný prach rychle zvlhne. K přeměně dusičnanu sodného na dusičnan draselný byla použita jednoduchá reakce:

NaN03 + KCl = NaCl + KNO3.

Každá z těchto sloučenin je rozpustná ve vodě a nesráží se z reakční směsi, takže výsledný vodný roztok obsahuje všechny čtyři sloučeniny. Separace je však možná, pokud se s rostoucí teplotou použijí různé rozpustnosti sloučenin. Rozpustnost NaCl ve vodě je nízká a navíc se velmi málo mění s teplotou a rozpustnost KNO 3 ve vroucí vodě je téměř 20x vyšší než ve vodě studené. Proto se smíchají nasycené horké vodné roztoky NaNO 3 a KCl a poté se směs ochladí, výsledná krystalická sraženina obsahuje dosti čistý KNO 3.

Ne všechny problémy se však podařilo vyřešit. Většina složek guana je rozpustná ve vodě a deštěm je snadno smyje. Proto bylo možné v Evropě nahromadění guana nalézt pouze v jeskyních, kde dříve hnízdily kolonie ptáků nebo netopýrů. Jeskyně obsahující nahromaděné guano byly nalezeny například v podhůří Krymu, což umožnilo v Sevastopolu během anglo-francouzsko-ruské války v letech 1854–1855 zorganizovat malou továrnu na střelný prach využívající „jeskynní suroviny“.

Všechny evropské zásoby byly přirozeně malé a rychle se spotřebovaly. Na pomoc přišly obrovské zásoby guana podél tichomořského pobřeží Jižní Ameriky. Miliony kolonií rybožravých ptáků – racků, kormoránů, rybáků a albatrosů – hnízdily na skalnatých březích podél pobřeží Peru, Chile a na pobřežních ostrovech (obr. 1). Protože do oblasti téměř neprší, guano se na pobřeží nahromadilo po mnoho staletí a vytvořilo na některých místech nánosy silné i desítky metrů a dlouhé přes 100 km. Guano bylo nejen zdrojem ledku, ale také cenným hnojivem a poptávka po něm neustále rostla. V důsledku toho v roce 1856 Spojené státy dokonce přijaly zvláštní „zákon o ostrovech Guano“ (někdy nazývaný „zákon o Guano“). Podle tohoto zákona byly ostrovy guan považovány za majetek Spojených států, což přispělo k urychlenému zabavení takových ostrovů a vytvoření kontroly nad zdroji cenného zdroje.

Poptávka po guanu dosáhla takového rozsahu, že na počátku 20. stol. jeho export činil miliony tun, všechny prokázané zásoby se začaly rychle vyčerpávat. Vznikl problém, který chemie vždy dokázala vyřešit, vznikl zásadně jiný střelný prach, ledek k jeho výrobě vůbec nebyl potřeba.

Všechno to začalo polymery

Lidstvo se již dávno naučilo používat přírodní polymery (bavlna, vlna, hedvábí, zvířecí kůže). Tvary výsledných produktů - vláken pro výrobu látek nebo vrstev kůže - závisí na výchozím materiálu. Pro zásadní změnu tvaru bylo nutné nějakým způsobem chemicky upravit výchozí materiál. Právě celulóza otevřela cestu k takovým přeměnám, které nakonec vedly ke vzniku polymerní chemie. Celulóza se skládá z vaty, dřeva, lněných nití, konopných vláken a samozřejmě papíru, který se vyrábí ze dřeva.

Polymerní řetězec celulózy je sestaven z cyklů spojených kyslíkovými můstky, vzhledem připomíná kuličky (obr. 2).

Protože celulóza obsahuje mnoho hydroxylových HO skupin, byly podrobeny různým transformacím. Jednou z prvních úspěšných reakcí je nitrace, tzn. zavedení nitroskupin NO 2 působením kyseliny dusičné HNO 3 na celulózu (obr. 3).

Pro navázání uvolněné vody a tím urychlení procesu se do reakční směsi přidává koncentrovaná kyselina sírová. Pokud je vata ošetřena uvedenou směsí a poté omyta od stop kyselin a vysušena, bude vzhledově vypadat úplně stejně jako původní, ale na rozdíl od přírodní bavlny se taková vata snadno rozpouští v organických rozpouštědlech, např. jako éter. Této vlastnosti se okamžitě využilo, laky se začaly vyrábět z nitrocelulózy - tvoří skvostný lesklý povrch, který se snadno leští (nitrolaky). Dlouhou dobu se nitro laky používaly na potahování karoserií automobilů, nyní je nahradily laky akrylové. Mimochodem, lak na nehty se vyrábí také z nitrocelulózy.

Neméně zajímavé je, že první plast v historii polymerní chemie byl vyroben z nitrocelulózy. V 70. letech 19. století. Termoplast byl poprvé vytvořen na bázi nitrocelulózy smíchané se změkčovadlem kafrem. Takový plast dostal při zvýšené teplotě a pod tlakem určitý tvar a při ochlazení hmoty byl daný tvar zachován. Plast byl pojmenován celuloid, začaly se z něj vyrábět první fotografické a filmové filmy, kulečníkové koule (nahradily tak drahou slonovinu), ale i různé předměty do domácnosti (hřebeny, hračky, rámy na zrcadla, brýle atd.). Nevýhodou celuloidu bylo, že byl snadno hořlavý a velmi rychle hořel a zastavit hoření bylo téměř nemožné. Proto byl celuloid postupně nahrazován jinými, požárně méně nebezpečnými polymery. Ze stejného důvodu bylo rychle opuštěno umělé hedvábí vyrobené z nitrocelulózy.

Na kdysi oblíbený celuloid se dnes nezapomíná. Slavná rocková kapela Tequilajazz vydala album s názvem „Celluloid“. Album obsahuje některé melodie napsané pro filmy a slovo „celuloid“ odkazuje na materiál, ze kterého byl film dříve natočen. Pokud chtěli autoři dát albu modernější název, mělo by se jmenovat „acetát celulózy“, protože je méně požárně nebezpečné a nahradilo tedy celuloid, a ultramoderní název by byl „Polyester“, což je začíná úspěšně konkurovat acetátu celulózy při výrobě filmu.

Existují výrobky, kde se stále používá celuloid, který se ukázal jako nepostradatelný při výrobě míčků pro stolní tenis; Nejlepší zvuk podle kytaristů vydávají celuloidové mediátory (plektra). Iluzionisté používají malé tyčinky tohoto materiálu, aby demonstrovali jasné, rychle slábnoucí plameny.

Hořlavost nitrocelulózy, která přerušila její „kariéru“ v r polymerní materiály, otevřela širokou cestu úplně jiným směrem.

Oheň bez kouře

Zpátky ve 40. letech 19. století. výzkumníci si všimli, že když jsou dřevo, lepenka a papír ošetřeny kyselinou dusičnou, vznikají rychle hořící materiály, ale nejvíce dobrá cesta výroba nitrocelulózy byla objevena náhodou. V roce 1846 švýcarský chemik K. Schonbein při práci rozlil na stůl koncentrovanou kyselinu dusičnou a odstranil ji bavlněným hadrem, který pak pověsil na sucho. Po vysušení plamen látku okamžitě spálil. Schonbein studoval chemii tohoto procesu podrobněji. Byl to on, kdo se jako první rozhodl přidávat při nitraci bavlny koncentrovanou kyselinu sírovou. Nitrocelulóza hoří velmi efektivně. Pokud si na dlaň položíte kousek „nitrované“ vaty a zapálíte, vata se spálí tak rychle, že vaše ruka neucítíte žádné pálení (obr. 4).

Francouzskému inženýrovi P. Vielovi se v roce 1884 podařilo vyrobit střelný prach na bázi tohoto hořlavého materiálu. Bylo nutné vytvořit kompozici, která by byla snadno recyklovatelná, navíc bylo požadováno, aby byla stabilní při skladování a manipulace s ní. Rozpuštěním nitrocelulózy ve směsi lihu a éteru získal Viel viskózní hmotu, která po rozemletí a následném vysušení poskytla vynikající střelný prach. Byl mnohem silnější než černý prach a při hoření neprodukoval kouř, proto se mu říkalo bezdýmný. Poslední jmenovaná vlastnost se ukázala jako velmi důležitá pro bojové operace. Při použití bezdýmného střelného prachu nebyla bojiště zahalena oblaky dýmu, což dělostřelectvu umožňovalo vést cílenou palbu. Po výstřelu také nebyl žádný výmluvný oblak kouře, který předtím prozrazoval nepříteli polohu střelce. Na konci 19. stol. všechny vyspělé země začaly vyrábět bez Černý prášek.

Legendy a realita

Každý chemický produkt prochází složitou cestou od laboratorních experimentů až po průmyslovou výrobu. Bylo potřeba vytvořit různé druhy střelného prachu, některé vhodné pro dělostřelectvo, jiné pro střelbu z pušek, střelný prach musí být kvalitativně stálý, stálý při skladování a jeho výroba musí být bezpečná. Proto se objevilo několik způsobů výroby střelného prachu najednou.

D.I. Mendělejev sehrál významnou roli v organizaci výroby střelného prachu v Rusku. V roce 1890 podnikl turné po Německu a Anglii, kde se seznámil s výrobou střelného prachu. Existuje dokonce legenda, že před touto cestou Mendělejev určoval složení bezdýmného střelného prachu pomocí informací o množství surovin, které byly týdně dodávány do závodu na výrobu střelného prachu. Lze předpokládat, že pro chemika tak vysoké třídy nebylo obtížné na základě obdržených informací porozumět obecnému schématu procesu.

Po návratu z cesty do Petrohradu začal podrobně studovat nitraci celulózy. Před Mendělejevem mnozí věřili, že čím více je nitrovaná celulóza, tím vyšší je její výbušná síla. Mendělejev dokázal, že tomu tak není. Ukázalo se, že existuje optimální stupeň nitrace, při kterém se část uhlíku obsaženého ve střelném prachu oxiduje nikoli na oxid uhličitý CO 2, ale na oxid uhelnatý CO. Díky tomu se na jednotku hmotnosti střelného prachu tvoří největší objem plynu, tzn. střelný prach má maximální produkci plynu.

Při výrobě nitrocelulózy se důkladně promyje vodou, aby se odstranily stopy kyseliny sírové a dusičné, a poté se vysuší, aby se odstranily stopy vlhkosti. Dříve se to dělalo pomocí proudu teplého vzduchu. Tento proces sušení byl neúčinný a také výbušný. Mendělejev navrhl vysušení vlhké hmoty promytím alkoholem, ve kterém je nitrocelulóza nerozpustná. Voda byla poté spolehlivě odstraněna. Tato metoda byla následně přijata po celém světě a stala se klasickou technikou při výrobě bezdýmného prachu.

Díky tomu se Mendělejevovi podařilo vytvořit chemicky homogenní a zcela bezpečný bezdýmný střelný prach. Pojmenoval svůj střelný prach pyrokollodium- požární lepidlo. V roce 1893 byl testován nový střelný prach při střelbě z dálkových námořních děl a Mendělejev obdržel blahopřejný telegram od slavného oceánografa a pozoruhodného námořního velitele, viceadmirála S.O. Makarova.

Bohužel výroba pyrokolódiového střelného prachu, navzdory jeho zjevným výhodám, nebyla v Rusku zavedena. Důvodem byl obdiv předních představitelů dělostřeleckého ředitelství ke všemu cizímu, a tedy nedůvěra k ruskému vývoji. Výsledkem bylo, že v továrně Okhtinsky byla veškerá výroba střelného prachu prováděna pod kontrolou pozvaného francouzského specialisty Messen. Nebral v úvahu ani názor Mendělejeva, který si všiml nedostatků ve výrobě, a věc řídil přísně podle jeho pokynů. Ale Mendělejevův pyrokollodiový střelný prach byl přijat americkou armádou a během první světové války se vyráběl v obrovských množstvích v amerických továrnách. Američanům se navíc pět let poté, co jej vytvořil Mendělejev, dokonce podařilo získat patent na výrobu pyrokollodiového střelného prachu, ale tato skutečnost nevzrušila ruské vojenské oddělení, které pevně věřilo v přednosti francouzského střelného prachu.

Na začátku dvacátého století. Výroba několika druhů bezdýmného prachu byla zavedena po celém světě. Nejrozšířenější mezi nimi byl Mendělejevův pyrokollodiový střelný prach, navíc Vielův pyroxylinový střelný prach, který se mu složením blížil, ale měl jinou technologii a kratší trvanlivost (byl popsán dříve), stejně jako prášková směs tzv. cordite S výrobou korditu je spojen jeden neobvyklý příběh, o kterém bude řeč níže.

Chemik-prezident

H. Weizmann (1874–1952)

Od počátku dvacátého století. Vojenský průmysl Anglie byl zaměřen na korditový střelný prach. Obsahoval nitrocelulózu a nitroglycerin. Ve fázi formování byl použit aceton, který dodal směsi zvýšenou plasticitu. Po formování se aceton odpaří. Potíž byla v tom, že na začátku první světové války Anglie dovážela většinu acetonu ze Spojených států po moři, ale v té době již německé ponorky měly moře plně pod kontrolou. V Anglii byla naléhavá potřeba vyrábět aceton samostatně. Na pomoc přišel málo známý chemik Chaim Weizmann, který nedávno emigroval do Anglie z vesnice Motol (nedaleko města Pinsk v Bělorusku).

Při práci na katedře chemie na univerzitě v Manchesteru publikoval práci popisující enzymatické štěpení sacharidů. To vedlo ke směsi acetonu, ethanolu a butanolu. Britské ministerstvo války pozvalo Weizmanna, aby zjistil, zda je možné pomocí procesu, který objevil, zorganizovat výrobu acetonu v množstvích nezbytných pro vojenský průmysl. Podle Weizmanna by taková výroba mohla vzniknout, pokud by byla malá technické problémy. Jednoduchá destilace je docela vhodná pro separaci acetonu kvůli znatelnému rozdílu v bodech varu přítomných sloučenin. Při organizaci výroby však nastala úplně jiná složitost. Zdrojem sacharidů ve Weizmannově procesu bylo obilí, ale anglická vlastní produkce obilí byla zcela spotřebována potravinářským průmyslem. Další obilí se muselo dovážet ze Spojených států po moři a v důsledku toho německé ponorky, které ohrožovaly dovoz acetonu, ohrožovaly i dovoz obilí. Zdálo se, že se kruh uzavřel, ale přesto se našlo východisko z této situace. Jako dobrý zdroj sacharidů se ukázaly jírovce, které mimochodem neměly žádnou nutriční hodnotu. Díky tomu byla v Anglii zorganizována masivní kampaň na sběr jírovců, do které se zapojili všichni školáci v zemi.

Lloyd George, který byl britským premiérem během první světové války, vyjádřil svou vděčnost Weizmannovi za jeho úsilí o posílení vojenské síly země a představil ho ministru zahraničí Davidu Balfourovi. Balfour se zeptal Weizmanna, jaké ocenění by chtěl získat. Weizmannova touha se ukázala být zcela nečekanou, navrhl vytvořit židovský stát na území Palestiny - historické vlasti Židů, která byla v té době již mnoho let pod kontrolou Anglie. V důsledku toho se v roce 1917 objevila Balfourova deklarace, která vešla do dějin, v níž Anglie učinila návrh na přidělení území pro budoucí židovský stát.

Toto prohlášení sehrálo svou roli, ale ne hned, ale až o 31 let později. Když se celý svět dozvěděl o zvěrstvech nacistů během druhé světové války, nutnost vytvořit takový stát se stala zřejmou. V důsledku toho byl v roce 1948 vytvořen Stát Izrael. Jeho prvním prezidentem se stal Chaim Weizmann jako muž, který tuto myšlenku jako první navrhl světovému společenství. Jeho jméno nyní nese výzkumný ústav v izraelském městě Rehovot. Vše začalo výrobou bezdýmného střelného prachu.

Návrat starověkého „profese“

Po dlouhou dobu bylo použití střelného prachu ve válce omezeno na dva úkoly: prvním bylo uvést do pohybu kulku nebo projektil umístěný v hlavni zbraně, druhým bylo, aby bojový náboj umístěný v hlavě střely měl explodovat, když zasáhl cíl a vyvolat destruktivní účinek. Bezdýmný střelný prach umožnil na nové úrovni oživit další, zapomenutou možnost střelného prachu, pro kterou byl ve skutečnosti ve staré Číně stvořen – odpalování ohňostrojů. Postupně vojenský průmysl dospěl k myšlence použít bezdýmný střelný prach jako palivo k pohonu rakety kvůli tahu trysky generovaného při uvolňování plynů z trysky rakety. První takové experimenty byly provedeny v první polovině 19. století a nástup bezdýmného střelného prachu posunul tato díla na novou úroveň – vznikla raketová technika. Nejprve vznikaly rakety na tuhá paliva na bázi práškových náloží a brzy se objevily rakety využívající kapalné palivo - směs uhlovodíků s oxidanty.

Do této doby se složení střelného prachu mírně změnilo: v Rusku místo vysoce těkavých rozpouštědel začali používat přídavek TNT. Nový pyroxylin-trotylový střelný prach(PTP) hořel absolutně bez kouře, s enormní produkcí plynu a celkem stabilně. Začal se používat v podobě lisované dámy, trochu připomínající hokejový puk. Je zajímavé, že první takové dámy byly vyrobeny právě na lisech, které Mendělejev používal při své vášni pro střelný prach.

Jedna z prvních neobvyklých aplikací raket na tuhá paliva založená na protitankových střelách byla navržena ve 30. letech 20. století. – použijte je jako posilovače letadel. Na zemi to umožnilo prudce zkrátit délku rozjezdu letadla a ve vzduchu zajistilo krátkodobé prudké zvýšení rychlosti letu, když bylo potřeba dostihnout nepřítele nebo se s ním vyhnout. . Dokážete si představit pocity prvních testerů, když z boku pilotova kokpitu vyšlehla pochodeň šíleného ohně.

Domácí raketová věda ve 30. letech 20. století. v čele prominentní postavy v oblasti raketové techniky - I.T. Kleimenov, V.P. Glushko, G.E. Langemak a S.P. Korolev (budoucí tvůrce vesmírných raket), kteří pracovali ve speciálně vytvořeném Ústavu pro výzkum proudění (RNII).

Právě v tomto ústavu vznikl na základě myšlenek Gluška a Langemaka projekt vícenábojové instalace pro salvové odpalování raketových projektilů, později tato instalace vešla ve známost pod legendárním názvem „Kaťuša“.

V těchto letech již setrvačník stalinských represí nabíral na síle. V roce 1937 byli na základě falešné výpovědi zatčeni a brzy zastřeleni vedoucí ústavu Kleimenov a jeho zástupce Langemak a v roce 1938 byli zatčeni a odsouzeni Glushko (8 let) a Korolev (10 let). . Všichni byli později rehabilitováni, Kleimenov i Langemak posmrtně.

V těchto dramatické události Nehezkou roli sehrál A.G.Kostikov, který v ústavu pracoval jako řadový inženýr. Stál v čele odborné komise, která rozhodovala o sabotážní činnosti hlavních řídících pracovníků ústavu. Vynikající specialisté byli zatčeni a odsouzeni jako nepřátelé lidu. V důsledku toho Kostikov převzal pozici hlavního inženýra, poté se stal vedoucím ústavu a zároveň „autorem“ nového typu zbraně. Za to byl na začátku války štědře oceněn, přestože s vytvořením Kaťuše neměl nic společného.

To, že úřady uznaly Kostikovovy zásluhy při vytváření nových zbraní, stejně jako jeho úsilí identifikovat „nepřátele lidu“ v ústavu, ho nezachránilo před represí. V červenci 1942 dostal ústav, který vedl, od Výboru pro obranu úkol: do osmi měsíců vyvinout stíhačku s proudovým pohonem. Úkol byl extrémně obtížný a nebylo možné jej splnit včas (letoun byl vytvořen pouze šest měsíců po uplynutí stanovené doby). V únoru 1943 byl Kostikov zatčen a obviněn ze špionáže a sabotáže. Jeho další osud však nebyl tak tragický jako osud těch, které sám obvinil ze sabotáže, o rok později byl propuštěn.

Vrátíme-li se k příběhu o Kaťušách (obr. 5), připomínáme, že účinnost nových raketových zbraní byla prokázána na samém počátku války. července 1941 pokryla první salva pěti raket Kaťuša soustředění německých jednotek v oblasti železniční stanice Orsha. Poté se na Leningradské frontě objevily Kaťuše. Do konce Velké vlastenecké války operovalo na jejích frontách více než deset tisíc Kaťušů, které odpálily asi 12 milionů raket různých ráží.

Mírumilovná povolání střelného prachu

Zajímavé je, že střelný prach může zachraňovat životy nejen v důsledku jeho použití v střelné zbraně k ochraně před agresivním útokem, ale i k jeho zcela pokojnému použití.

Intenzivní rozvoj automobilového průmyslu vyvolal řadu problémů, především bezpečnost řidiče a cestujících. Nejrozšířenější jsou bezpečnostní pásy, které chrání před zraněním při náhlém brzdění auta. Takové pásy však nemohou zabránit nárazu hlavy do volantu, palubní desky nebo čelního skla nebo zadní části hlavy při prudkém pohybu těla dozadu. Nejmodernějším způsobem ochrany je airbag, jde o nylonový vak určitého tvaru, který se ve správnou chvíli naplní stlačeným vzduchem ze speciální plechovky (obr. 6).

Rýže. 6. Test airbagu na figurínach

Polštář má malé průduchy, kterými se plyn pomalu uvolňuje poté, co „stlačí“ cestujícího. Airbag se naplní plynem za 0,05 s, ale tato doba stále nestačí v případech, kdy se vůz pohybuje rychlostí nad
120 km/h. Na pomoc přišel bezdýmný prášek. Okamžitě hořící malá prášková náplň umožňuje nafouknout polštář produkty spalování desetkrát rychleji než stlačený vzduch. Vzhledem k tomu, že se po nafouknutí polštáře pomalu uvolňují plyny, bylo vyvinuto speciální složení střelného prachu, které při hoření nevytváří škodlivé produkty, jako je oxid dusíku a oxid uhelnatý.

Bezdýmný střelný prach našel další mírové využití tam, kde se to nejméně čekalo – k boji s ohněm. Malá prášková náplň umístěná v hasicím přístroji umožňuje téměř okamžité „vystřelení“ hasicí směsi ve směru šířícího se plamene.

Nezapomínejme také, že dodnes nám radostnou náladu o svátcích vytváří dávná „profese“ střelného prachu – odpalování ohňostrojů (obr. 7).

Střelný prach je hnací výbušná látka, skládající se z více složek, schopná hořet bez přístupu kyslíku zvenčí, uvolňovat velké množství tepelné energie a plynných látek, sloužící k vrhání projektilů, pohonu raket a dalším účelům.

Vynález střelného prachu

Podle moderního obecně uznávaného názoru byl střelný prach vynalezen ve středověku v Číně jako výsledek pokusů čínských alchymistů, kteří hledali elixír nesmrtelnosti a náhodou na něj narazili.

Vynález střelného prachu vedl v Číně k zavedení ohňostrojů a použití střelného prachu pro vojenské účely, v podobě plamenometů, raket, bomb, primitivních granátů a min.

Číňané po dlouhou dobu používali střelný prach k výrobě zápalných projektilů, které nazývali „huo pao“, což v čínštině znamená „ohnivá koule“. Speciální vrhací stroj vrhal tuto zapálenou střelu, která explodovala ve vzduchu, rozmetala kolem sebe hořící částice a vše zapálila.

O něco později se tajemství výroby střelného prachu dostalo z Číny přes Indii k Arabům, kteří zdokonalili technologii jeho výroby a egyptští mamlúkové začali střelný prach ve svých dělech průběžně používat.

Vzhled střelného prachu v Evropě

První výskyt střelného prachu v Evropě je spojen se jménem byzantského Marka Řeka, který ve svém rukopisu popsal složení střelného prachu; stalo se tak kolem roku 1220. Anglický vědec Roger Bacon byl první, kdo se ve svém vědeckém pojednání v roce 1242 zmínil o střelném prachu v Evropě.

Sekundární vynález střelného prachu v Evropě je spojen se jménem alchymistického mnicha Bertholda Schwartze, který při provádění svých pokusů náhodou získal směs ledku, uhlí a síry, začal ji drtit ve svém hmoždíři, směs se zapálila jiskra, která na něj náhodou spadla. Byl to Berthold Schwartz, kdo se zasloužil o myšlenku vytvoření první dělostřelecké zbraně. I když je to možná jen legenda.

V roce 1346, v bitvě u Crecy, Britové použili litá bronzová děla střílející salvy proti Francouzům. Do kanónu byla umístěna nálož střelného prachu, vytažena zápalnice a do kanónu bylo umístěno jádro, které bylo obyčejným kamenem, nebo mohlo být z olova či železa. Roznětka byla zapálena, střelný prach uvnitř zbraně se zapálil a práškové plyny vyhodily jádro ven. Vzhled a bojové použití střelného prachu v Evropě radikálně změnily povahu válčení.

V roce 1884 byl vynalezen první bezdýmný střelný prach, byl to pyroxylinový střelný prach, poprvé ho získal francouzský vědec P. Viel. O čtyři roky později, v roce 1888, Alfred Nobel vynalezl balistický střelný prach ve Švédsku; korditový střelný prach byl poprvé vyroben ve Velké Británii Frederickem Abelem a Jamesem Dewarem v roce 1889.

K vývoji nového střelného prachu přispěli i ruští vědci, slavný ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendělejev vytvořil v letech 1887-1891 pyrokollodiový střelný prach.

Vývoj střelného prachu stále pokračuje, vznikají nové receptury na přípravu střelného prachu a pracuje se na zlepšení jejich základních vlastností.

Střelný prach v Rusku

Střelný prach se poprvé objevil v Rusku v roce 1389. V 15. století se v Rusku objevily první továrny na střelný prach.

Velký rozvoj obchodu se střelným prachem nastal za vlády Petra I., který platil velká pozornost rozvoj vojenských záležitostí a průmyslový rozvoj, za jeho vlády byly vybudovány tři velké továrny na střelný prach v Petrohradě, Sestroretsku a Ochtě.

Ruští vědci Michail Jurijevič Lomonosov a Dmitrij Ivanovič Mendělejev provedli své experimenty se studiem a tvorbou nového střelného prachu.

Druhy střelného prachu

Všechny střelné prachy jsou rozděleny do dvou velkých skupin:

• směsné prášky, mezi ně patří zakouřený nebo Černý prášek, hliníkový prášek
• nitrocelulóza ( bezdýmný prach), Tyto zahrnují pyroxylinový prášek, balistický prášek, korditový prášek

Černý prášek

Celá historie střelného prachu začala vytvořením černého střelného prachu, všechny ostatní střelné prachy vznikly mnohem později.

Černý prášek je směs drcených částic uhlí, síry a ledku, smíchaných v určitých poměrech. Každá ze složek černého prachu plní svou vlastní funkci. Při zahřátí na teplotu 250 stupňů se nejprve vznítí síra, která zapálí ledek. Při teplotě asi 300 stupňů začne ledek uvolňovat kyslík, díky kterému dochází ke spalování. Uhlí ve střelném prachu je palivo, při jehož spalování vzniká velké množství plynů, které vytvářejí obrovský tlak nutný pro výstřel.

Černý prášek má zrnitou strukturu a ovlivňuje velikost zrna velký vliv na vlastnostech střelného prachu, rychlosti jeho hoření a tlaku, který vytváří.

Při výrobě černého prachu prochází pět fází:

• Rozmělnění komponentů (ledek, uhlí a síra) na prášek
• Míchání
• Lisování do disků
• Drcení na granule
• Leštění

Kvalita černého prachu a účinnost jeho spalování závisí na:

• jemnost mletých součástí
• úplnost promíchání
• tvar a velikost zrna

V závislosti na zrnitosti černého prášku je to:

• velký (0,8 – 1,25 mm);
• střední (0,6 – 0,75 mm);
• malé (0,4 – 0,6 mm);
• velmi malé (0,25 – 0,4 mm).

Černý prach se používá nejen pro lov, ale také pro jiné účely:

• šňůra (pro požární šňůry)
• puška (používá se jako zapalovač bezdýmných prachových náloží)
• hrubý černý prášek (do zapalovačů)
• pomalu hořící černý prášek (pro zesilovače a moderátory v trubicích a rozněcovačích)
• důl (na odstřel)
• lov
• sportovní

V důsledku dlouhých experimentů bylo vyvinuto optimální složení černého prachu pro lov:

• 76% dusičnan draselný
• 15 % uhlí
• 9% síry

Pro lovce je důležité správně určit kvalitu a stav černého prachu, který používá k nabíjení nábojnic.

• Barva černého prášku by měla být černá nebo lehce hnědá, bez jakýchkoliv cizích odstínů
• Zrna černého prášku by neměla mít bělavý odstín
• Při drcení zrnka černého prášku mezi prsty by se nemělo rozpadat, ale rozbít na samostatné částice
• Při nalévání by černý prášek neměl tvořit hrudky ani zanechávat prach.

Pokud černý prach tyto vlastnosti nesplňuje, jeho použití při nabíjení nábojnic může být nebezpečné pro samotného lovce, takový prach může způsobit prasknutí hlavně zbraně.

Výhody černého prášku

Nevýhody černého prachu

• Černý prášek je velmi hygroskopický, při obsahu vlhkosti nad 2 % se velmi špatně zapaluje. Proto je nesmírně důležité jej skladovat ve správných podmínkách.
• Vysoká koroze sudů, při hoření černého prachu vznikají kyseliny sírové a siřičité, které způsobují silnou korozi sudů.
• Hustý kouř při výstřelu, který často ztěžuje vystřelení druhého výstřelu.
• Černý prach nelze použít v poloautomatických zbraních.
• Nebezpečná manipulace. Černý prášek má nízkou teplotu vznícení, snadno se vznítí a může být nebezpečný, zvláště při hoření velké hmoty, protože dochází k silné explozi.
• Má přibližně třikrát nižší sílu než bezdýmný prach, poskytuje nízkou rychlost letu, s poměrně silným zpětným rázem a hlasitým výstřelem.

Hliníkový prášek

Hliníkový střelný prach se nepoužívá k lovu ani střelbě, ale používá se v pyrotechnice. Skládá se ze tří složek: dusičnan, hliník a síra. Hliníkový prášek má vysokou teplotu a rychlost hoření a vyzařuje velké množství světla. Používá se ve výbušných směsích a směsích, které vytvářejí záblesk. Hliníkový prášek se prakticky nebojí vlhkosti a netvoří hrudky.

Bezdýmný prášek

Bezdýmný prášek byl vynalezen mnohem později než černý prach. V současné době téměř zcela nahradil černý prach z použití při lovu.

Bezdýmný střelný prach se velmi liší od kouřového střelného prachu ve složení, vlastnostech a základních vlastnostech, má své výhody a nevýhody.

Podle složení jsou bezdýmné prášky:

• jednosytná (hlavní složka nitrocelulóza)
• dvojsytná (hlavní složky: nitrocelulóza a nitroglycerin)
• tribazické (hlavní složky: nitrocelulóza, nitroglycerin a nitroguanidin)

Kromě hlavních složek zahrnují bezdýmné prášky stabilizátory, balistické modifikátory, změkčovadla, pojiva, měděné redukce, tlumiče plamene, přísady snižující opotřebení hlavně, katalyzátory spalování a grafit. Právě tyto přísady vytvářejí požadovanou kvalitu střelného prachu.

Nitrocelulóza se časem rozkládá, zejména při skladování velké množství střelného prachu nebo skladování střelného prachu při teplotách nad 25 stupňů, rozkladem vzniká teplo, které může vést k samovznícení střelného prachu. Jednosložkové nitrocelulózové prášky jsou zvláště náchylné k rozkladu. Aby se tomuto jevu zabránilo, přidávají se do střelného prachu stabilizátory, z nichž hlavním je difenylamin. Stabilizátory se přidávají v malých množstvích, asi 0,5-2 % z celkové hmotnosti střelného prachu, ale velká množství mohou zhoršit balistický výkon střelného prachu.

Pro omezení záblesku při výstřelu se přidávají hasicí prostředky, které střelce demaskují a při výstřelu ho oslepí.

Ke zvýšení rychlosti hoření střelného prachu se přidávají katalyzátory.

Grafit se přidává do bezdýmného prášku, aby se zabránilo slepování granulí prášku a aby se zabránilo samovznícení prášku z výbojů statické elektřiny.

Jedno- a dvousložkové bezdýmné prachy nyní tvoří většinu střelného prachu používaného k lovu. Jsou tak běžné, že když říkají „střelný prach“, myslí tím bezdýmný prach.

Vlastnosti bezdýmného prášku do značné míry závisí na velikosti a tvaru jeho granulí. Povrch granulí ovlivňuje změnu jejich tvaru a rychlost hoření střelného prachu. Změnou tvaru granulí můžete změnit tlak a rychlost hoření střelného prachu.

Rychle hořící prášky produkují větší tlak a v důsledku toho dávají střele nebo výstřelu větší rychlost, ale současně produkují vyšší teplotu, což zvyšuje opotřebení hlavně.

Barva bezdýmného prášku může být od žluté po černou, všechny možné odstíny.

Výhody bezdýmného prachu

• Má nízkou hygroskopičnost, neabsorbuje vlhkost ze vzduchu a nemění své vlastnosti; pokud je bezdýmný prášek vlhký, lze jej sušit, po vysušení zcela obnoví své vlastnosti
• Silnější než černý prach
• Produkuje méně produktů spalování, způsobuje menší zanášení hlavně a lze jej použít v poloautomatických zbraních.
• Produkuje méně kouře a tišší zvuk výstřelu

Nevýhody bezdýmného prachu

• Díky vyšší teplotě spalování způsobuje větší opotřebení hlavně zbraně
• Vyžaduje správné podmínky skladování, pokud tyto podmínky nejsou splněny, mění své vlastnosti
• Kratší trvanlivost než černý prášek
• Méně odolný vůči teplotním výkyvům než černý prášek

Jak si vybrat střelný prach

Při srovnání černých a bezdýmných prachů padá volba na bezdýmný prach. Bezdýmný střelný prach výrazně převyšuje kouřový střelný prach ve všech jeho kvalitách a vlastnostech.

Pyroxylinový střelný prach umožnil úspěšně řešit problémy se střelbou ze všech dělostřeleckých systémů až do konce první světové války. Další rozvoj domácího dělostřelectva si naléhavě vyžádal vývoj a použití balietitového střelného prachu.

Hlavními složkami balistických prášků jsou nitráty celulózy s nízkým obsahem dusíku (koloxyliny), málo těkavé rozpouštědlo - změkčovadlo, stabilizátor chemické odolnosti a různé přísady. V USA se v balistických prášcích používají pyroxpleiny obsahující 13,15 % a 13,25 % dusíku.

Nitroglycerin a nitrodiglykol jsou nejrozšířenějšími rozpouštědly při výrobě balistických prášků.

Nitroglycerin je produktem zpracování glycerinu se směsí kyseliny dusičné a sírové a je silnou trhavinou, která je vysoce citlivá na vnější vlivy. Nitroglycerin je za normálních podmínek kapalina a slouží jako dobré změkčovadlo pro nitráty celulózy s nízkým obsahem dusíku. Během výrobního procesu střelného prachu se nitroglycerin z práškové hmoty neodstraňuje a je jednou z hlavních složek hotového střelného prachu, což do značné míry určuje jeho fyzikálně-chemické a balistické vlastnosti.

Nitrodiglykol je produkt zpracování diethylenglykolu směsí kyseliny dusičné a sírové. Diethylenglykol se získává synteticky z ethylenu. Stejně jako nitroglycerin je nitrodiglykol kapalina s dobrými plastifikačními vlastnostmi.

Během druhé světové války začalo Německo používat střelný prach na bázi nitrodiglykolu, který obsahoval až 30 % nitroguanidinu, což je bílá krystalická látka s výbušnými vlastnostmi. Takový střelný prach se nazývá guanidin nebo gudol.

Střelný prach obsahující nitroguanidin se používá v USA a říká se jim tribazické prášky, na rozdíl od pyroxylinových prášků, nazývaných jednosložkové, a nitroglycerinu, nazývaných dvojsytné. Centrality, krystalické látky, se nejvíce používají jako stabilizátor pro chemickou odolnost balistických prášků. bílý. Hotový střelný prach obsahuje od 1 do 5 % centralitu. Obsah vlhkosti v balistických prášcích obvykle není vyšší než 1 %.

V závislosti na účelu prášků se do jejich složení zavádějí různé přísady. Pro snížení teploty spalování za účelem snížení intenzivního účinku střelného prachu se do jeho složení zavádějí tzv. chladící přísady, ke kterým se používá dinitrotoluen, dibutylftalát a některé další látky. Dinitrotoluen a dibutylftalát jsou také další změkčovadla pro coloxylin. Jejich obsah v hotovém střelném prachu může být od 4 do 11 %.

Do složení střelného prachu lze zavést tzv. technologickou přísadu, která usnadňuje proces výroby práškové hmoty. Vazelína je široce používána jako technologická přísada, její obsah ve střelném prachu je do 2 %.

Pro odstranění jevů přerušovaného a nestabilního spalování v proudových motorech se do práškové kompozice zavádějí katalytické a stabilizační přísady. Jejich obsah ve střelném prachu je malý: od 0,2 do 2-3%. Sloučeniny olova se používají jako katalyzátory spalování a křída, oxid hořečnatý a další žáruvzdorné látky se používají jako stabilizační přísady.

Složení některých domácích a zahraničních balistických prášků je uvedeno v tabulce. 10.

Stůl10

Balistický střelný prach se používá pro střelbu z děl, minometů a raketometů.

Střelný prach jsou vyráběny převážně ve formě trubek 1 (obr. 12) různých délek a s různou tloušťkou hořícího oblouku.

Maltové prášky připravené ve formě desek, 2 stuh, 3 spirál a kroužků.

Rýže. 12. Forma balistických prášků:

1-trubka (trubkový střelný prach); g-tape (na bázi pásky)

roh); 3- prsten; 4 - dáma

Raketové pohonné hmoty jsou vyráběny ve formě silnostěnných jednokanálových bloků 4 válcových a složitějších geometrických tvarů.

Moderní technologie umožňuje vyrábět práškové bomby s tloušťkou hořící koruny až 300 mm i více.

Výrobní proces balistických prášků se provádí následovně.

Složky prášku se smíchají v teplé vodě. Při tomto míchání koloxylin v rozpouštědlech bobtná.

Po předběžném odstranění vlhkosti hmota opakovaně prochází horkými válci. Válce dále odstraňují vlhkost, zhutňují a plastifikují práškovou hmotu. Z práškové hmoty se získají práškové prvky požadovaného tvaru a velikosti.

Aby se získaly trubky, pás prášku za válci je svinut do rolí a protlačen vhodnými matricemi. Trubky jsou nařezány na práškové prvky určité délky. Pro získání lamelárního, pásového a prstencového prášku se prášková hmota vede přes válce s přesně řízenou mezerou. Vzniklé plátno se rozřeže na pláty nebo se z něj vystřihnou stuhy daných velikostí nebo kroužky.

Technologický proces výroby balistických prášků je méně časově náročný a ekonomičtější než pyroxylinové prášky, umožňuje široké využití automatizace, ale je výbušnější.

Podle účelu, chemického složení, tvaru a velikosti práškových prvků se rozlišují prášky balistického typu. Symboly značek střelného prachu jsou velmi rozmanité. Trysková pohonná látka má označení, která označují pouze účel pohonné látky a její přibližné složení. Označení tryskových prášků neobsahuje žádný údaj o tvaru a velikosti prvků. Například H, HM 2 znamená tryskový prášek, ve kterém je jako změkčovadlo použit nitroglycerin, druhý střelný prach obsahuje přídavek oxidu hořečnatého (2 %).

Střelné balistické střelné prachy jsou označeny následovně: za písmeny označujícími přibližné složení střelného prachu je přes pomlčku umístěno číslo označující kalorickou skupinu střelného prachu a poté je velikost trubky označena zlomkem, podobně jako u pyroxylinu. střelný prach. Na rozdíl od pyroxylinových prášků nejsou při označování tubulárních balistických prášků písmena TP připojena, protože balistické prášky nejsou vyráběny ve formě válcovitých zrn. Například třída NDT-3 18/1 znamená, že nitroglycerinový střelný prach obsahující jako chladicí přísadu dinitrotoluen, který patří z hlediska kalorického obsahu do třetí skupiny, má tvar jednokanálové trubice s tloušťkou hořícího oblouku 1,8 mm. Vločkovité prášky se označují písmeny a čísly: NBPl 12-10 - nitroglycerinový balistický maltový vločkový prášek s tloušťkou koruny 0,12 mm a šířkou desky 1 mm.

Pásový střelný prach se označuje písmenem L a číslem odpovídajícím tloušťce hořícího oblouku v setinách milimetru, například NBL-33. Prstencové prášky jsou označeny písmenem K následovaným zlomkovým číslem: čitatel je vnitřní průměr prstenu v milimetrech, jmenovatel je vnější průměr. Za zlomkem přes pomlčku je číslo udávající tloušťku hořící klenby v setinách milimetru, například NBK 32/64-14.

Balistické prášky se vyznačují rozmanitým chemickým složením a geometrickými tvary, a proto se liší svými fyzikálně-chemickými a balistickými vlastnostmi.

Balistické prášky jsou méně hygroskopické než pyroxylinové prášky.

Pozitivní vlastností balistických prášků, široce využívaných v praxi, je schopnost výrazně měnit své energetické charakteristiky změnou obsahu málo těkavého výbušného rozpouštědla v dosti širokém rozsahu a zaváděním různých přísad do jejich složení. To nám umožňuje výrazně rozšířit rozsah praktické aplikace této skupiny nitrocelulózových prášků. Spalné teplo balistických prášků se v závislosti na jejich složení může pohybovat od 650 do 1500 kcal/kg. Na základě spalného tepla se balistické prášky dělí na vysokokalorické (1000-1500 kcal/kg), středně kalorické (800-1000 kcal/kg) a nízkokalorické (650-800 kcal/kg). Nízkokalorické prášky se často nazývají studené nebo nízkoerozní.

U balistických prášků se rychlost hoření, síla prášku a další charakteristiky mohou měnit v širokém rozmezí.

Plán:

Úvod

• 1 Historie střelného prachu
• 2 druhy střelného prachu
  • 2.1 Směsné prášky
    • 2.1.1 Černý prach
  • 2.2 Nitrocelulózové prášky
    • 2.2.1 Pyroxylin
    • 2.2.2 Balistické
    • 2.2.3 Kordit
    • 2.2.4 Tuhé raketové palivo
• 3 Spalování prášku a jeho regulace
• 4 Charakteristika střelného prachu
Literatura

Úvod

Nitrocelulózový bezdýmný prášek N110

Zásobník na bezdýmný prášek

Prášek- vícesložková pevná látka schopná pravidelného spalování v paralelních vrstvách bez přístupu kyslíku zvenčí, uvolňující velké množství tepelné energie a plynných zplodin sloužící k vrhání projektilů, pohonu raket a k dalším účelům. Střelný prach patří do třídy hnacích výbušnin.

1. Historie střelného prachu

Prvním zástupcem výbušnin byl Černý prášek- mechanická směs dusičnanu draselného, ​​uhlí a síry, obvykle v poměru 15:3:2. Existuje silný názor, že takové sloučeniny se objevily ve starověku a byly používány hlavně jako zápalné a destruktivní prostředky. Nebyly však o tom nalezeny žádné věcné ani spolehlivé listinné důkazy. V přírodě jsou ložiska dusičnanů vzácná a dusičnan draselný, nezbytný pro výrobu dostatečně stabilních kompozic, se nevyskytuje vůbec.

V Číně se recept na střelný prach objevil v roce 1044, ale střelný prach možná existoval již dříve; Někteří věří, že vynálezcem střelného prachu nebo předzvěstí vynálezu byl Wei Boyang ve 2. století. Pro údajný vynález střelného prachu středověkými Číňany viz Čtyři velké vynálezy.

Výroba dusičnanu draselného vyžaduje vyvinuté technologické postupy, které se objevily až s rozvojem chemie v r XV-XVI století. Výroba uhlíkových materiálů s vysoce vyvinutým specifickým povrchem, jako je dřevěné uhlí, také vyžaduje pokročilou technologii, která se objevila až s rozvojem metalurgie železa. Nejpravděpodobnější je použití různých přírodních směsí obsahujících dusičnany s organickými látkami, které mají vlastnosti vlastní pyrotechnickým složkám. Mnich Berthold Schwartz je považován za jednoho z vynálezců střelného prachu.

Pohonná vlastnost černého prachu byla objevena mnohem později a posloužila jako impuls pro vývoj střelných zbraní. V Evropě (včetně Ruska) je znám od 13. století; do poloviny 19. století zůstala jedinou trhavinou a do konec XIX století - vrhací zbraň.

S vynálezem nitrocelulózových prášků a poté jednotlivých silných výbušnin černý prášek do značné míry ztratil svůj význam.

Pyroxylinový střelný prach poprvé vyrobil ve Francii P. Viel v roce 1884, balistický střelný prach ve Švédsku Alfred Nobel v roce 1888 a corditový střelný prach ve Velké Británii na konci 19. století. Přibližně ve stejné době (1887-91) v Rusku Dmitrij Mendělejev vyvinul pyrokolódiový střelný prach a skupina inženýrů z Ochtinského prachového závodu vyvinula pyroxylinový střelný prach.

Ve 30. letech 20. století SSSR jako první vytvořil balistické prachové náplně pro rakety, které byly úspěšně používány vojáky během Velké vlastenecké války (vícenásobné odpalovací raketové systémy). Směsné pohonné hmoty pro raketové motory byly vyvinuty koncem 40. let 20. století.

Další zdokonalování střelného prachu se provádí ve směru vytváření nových receptur, speciálních střelných prachů a zlepšování jejich základních vlastností.

2. Druhy střelného prachu

Existují dva druhy střelného prachu: smíšený (včetně kouřového) a nitrocelulózový (bezdýmný). Střelný prach používaný v raketových motorech se nazývá pevná raketová paliva. Základ nitrocelulóza Střelný prach se skládá z nitrocelulózy a změkčovadla. Kromě hlavních složek obsahují tyto prášky různé přísady.

Střelný prach je hnací výbušnina. Za vhodných podmínek iniciace je střelný prach schopen detonace podobným způsobem jako trhaviny, čímž vzniká černý prach na dlouhou dobu používá se jako trhavina. Na dlouhodobé skladování déle než je doba stanovená pro daný střelný prach nebo při skladování v nevhodných podmínkách dochází k chemickému rozkladu složek střelného prachu a ke změně jeho provozních vlastností (režim spalování, mechanické vlastnosti raketových pum atd.). Provoz a dokonce skladování takových prášků je extrémně nebezpečné a může vést k výbuchu.

2.1. Smíšené prášky

2.1.1. Černý prášek

Prachovka a naběračka na střelný prach z 18.-19. století.

Moderní zakouřený střelný prach se vyrábí ve formě zrn nepravidelný tvar. Základem pro výrobu střelného prachu je směs síry, dusičnanu draselného a uhlí. Mnoho zemí má své vlastní poměry pro míchání těchto složek, ale příliš se neliší, v Rusku je přijato následující složení: 75% KNO 3 (dusičnan draselný), 15% C (dřevěné uhlí) a 10% S (síra). Roli oxidačního činidla v nich hraje dusičnan draselný (dusičnan draselný), hlavním palivem je uhlí. Síra je cementová látka, která snižuje hygroskopičnost střelného prachu a usnadňuje jeho vznícení. Účinnost spalování černého prášku do značné míry souvisí s jemností mletí složek, úplností promíchání a tvarem hotových zrn.

Druhy černého prášku (% složení KNO 3, S, C.):

• šňůrové (pro požární šňůry) (77 %, 12 %, 11 %);
• puška (pro zapalovače pro náplně nitrocelulózových prášků a směsných pevných paliv, jakož i pro vyhazování náloží v zápalných a osvětlovacích nábojích);
• hrubozrnné (pro zapalovače);
• pomalé hoření (pro zesilovače a moderátory v elektronkách a zápalkách);
• mina (pro odstřel) (75 %, 10 %, 15 %);
• lov (76 %, 9 %, 15 %);
• sportovní.

Černý prach je vysoce hořlavý pod vlivem plamene a jiskry (bod vzplanutí 300 °C), manipulace s ním je proto nebezpečná. Skladováno v hermeticky uzavřené nádobě odděleně od ostatních druhů střelného prachu. Hygroskopický, s obsahem vlhkosti nad 2 % se špatně zapaluje. Proces výroby černého prášku zahrnuje smíchání jemně mletých složek a zpracování výsledné práškové buničiny, aby se získala zrna specifikovaných velikostí. Koroze sudů s černým prachem je mnohem horší než u nitrocelulózových prachů, protože vedlejším produktem spalování jsou kyseliny sírové a siřičité. Černý prach se v současnosti používá v ohňostrojích. Zhruba do konce 19. století se používal ve střelných zbraních a výbušném střelivu.

2.2. Nitrocelulózové prášky

Podle složení a typu změkčovadla (rozpouštědla) se nitrocelulózové prášky dělí na: pyroxylin, balistit a kordit.

2.2.1. Pyroxylin

Část pyroxylin střelný prach obvykle obsahuje 91-96 % pyroxylinu, 1,2-5 % těkavých látek (alkohol, éter a voda), 1,0-1,5 % stabilizátoru (difenylamin, centrolyt) pro zvýšení stability při skladování, 2-6 % flegmatizéru pro zpomalení hoření vnějších vrstvy práškových zrn a 0,2-0,3 % grafitu jako přísady. Takový střelný prach se vyrábí ve formě desek, pásků, prstenů, trubek a zrn s jedním nebo více kanály; používané v ručních palných zbraních a dělostřelectvu. Hlavní nevýhody pyroxylinových prášků jsou: nízká energie plynných zplodin hoření (ve srovnání např. s balistickými prášky), technologická náročnost získávání velkoprůměrových náplní pro raketové motory. Hlavní čas technologický cyklus se vynakládá na odstranění těkavých rozpouštědel z práškového polotovaru. Podle účelu kromě obvyklých pyroxylinových prášků existují speciální prášky: nehořlavé, málo hygroskopické, s nízkým gradientem (s nízkou závislostí rychlosti hoření na teplotě vsázky); nízká eroze (se sníženým vysokoerozním dopadem na vývrt hlavně); flegmatizované (se sníženou rychlostí hoření povrchových vrstev); porézní a další. Proces výroby pyroxylinových prášků zahrnuje rozpuštění (plastifikaci) pyroxylinu, lisování výsledné práškové hmoty a řezání za účelem získání práškových prvků určitého tvaru a velikosti, odstranění rozpouštědla a sestává z řady po sobě jdoucích operací.

2.2.2. Balistický

Základ balistický Prášky se skládají z nitrocelulózy a neodstranitelného změkčovadla, proto se někdy nazývají dvojsytné. Podle použitého změkčovadla se nazývají nitroglycerin, diglykol apod. Obvyklé složení balistických prášků: 40-60 % colloxylin (nitrocelulóza s obsahem dusíku méně než 12,2 %) a 30-55 % nitroglycerin (nitroglycerinové prášky) popř. diethylenglykoldinitrát (diglykolový střelný prach) nebo jejich směsi. Kromě toho tyto prášky obsahují aromatické nitrosloučeniny (například dinitrotoluen) pro regulaci teploty spalování, stabilizátory (difenylamin, centralit), dále vazelínu, kafr a další přísady. Do balistických prášků lze také přidat jemně rozptýlený kov (slitina hliníku a hořčíku), aby se zvýšila teplota a energie produktů spalování; takové prášky se nazývají metalizované. Střelný prach se vyrábí ve formě trubek, bloků, destiček, prstenů a stuh. Podle použití se balistické prachy dělí na raketové (pro náplně raketových motorů a plynových generátorů), dělostřelecké (pro pohonné náplně pro dělostřelecká děla) a minometné (pro pohonné náplně pro minomety). Balistické střelné prachy se oproti pyroxylinovým práškům vyznačují nižší hygroskopicitou, rychlejší výrobou, schopností vyrábět velké nálože (až 0,8 metru v průměru), vysokou mechanickou pevností a pružností díky použití změkčovadla. Nevýhodou balistických prášků oproti pyroxylinovým práškům je velké nebezpečí při výrobě kvůli přítomnosti v jejich složení silné trhaviny – nitroglycerinu, který je velmi citlivý na vnější vlivy, a také nemožnost získat nálože o průměru větším než 0,8 m, na rozdíl od směsných střelných prachů na bázi syntetických polymerů . Technologický postup výroby balistických prášků zahrnuje vmíchání komponentů do teplá voda aby se rovnoměrně rozprostřely, vymačkejte vodu a opakovaně válejte na horkých válcích. Tím se odstraní voda a změkčí nitrát celulózy, který získá vzhled rohoviny. Dále se střelný prach protlačí matricemi nebo se rozvine na tenké pláty a nařeže.

2.2.3. Cordit

Cordit střelný prach obsahuje pyroxylin s vysokým obsahem dusíku, odstranitelné (směs alkohol-ether, aceton) a neodstranitelné (nitroglycerin) změkčovadlo. Tím se technologie výroby těchto střelných prachů přibližuje výrobě pyroxylinového střelného prachu. Výhoda cordites- větší výkon, způsobují však zvýšené hoření sudů vlivem vyšší teploty zplodin hoření.

2.2.4. Tuhé raketové palivo

Směsné střelné prachy na bázi syntetických polymerů (tuhá raketová paliva) obsahují přibližně 50-60 % oxidačního činidla, obvykle chloristanu amonného, ​​10-20 % plastifikovaného polymerního pojiva, 10-20 % jemného hliníkového prášku a různé přísady. Tento směr výroby prášku se poprvé objevil v Německu ve 30-40 letech 20. století, po skončení války začal aktivní vývoj těchto paliv v USA a na počátku 50. let v SSSR. Hlavní výhody oproti balistickým práškům, které na ně přitahovaly velkou pozornost, byly: vyšší měrný tah raketových motorů využívajících takové palivo, schopnost vytvářet nálože libovolného tvaru a velikosti, vysoké deformační a mechanické vlastnosti kompozic a schopnost regulovat rychlost hoření v širokém rozsahu. Tyto výhody umožnily vytvořit strategické střely s dosahem více než 10 000 km, pomocí balistického střelného prachu se S. P. Koroljovovi spolu s výrobci střelného prachu podařilo vytvořit střelu s maximálním dosahem 2 000 km. Směsná pevná paliva však mají ve srovnání s nitrocelulózovými prášky značné nevýhody: velmi vysoké náklady na jejich výrobu, trvání cyklu výroby vsázky (až několik měsíců), složitost likvidace a uvolňování chloristanu amonného do atmosféry během spalování. kyseliny chlorovodíkové.

3. Spalování střelného prachu a jeho regulace

Spalování v paralelních vrstvách, které nepřechází v explozi, je způsobeno přenosem tepla z vrstvy do vrstvy a je dosaženo výrobou poměrně monolitických práškových prvků bez trhlin. Rychlost hoření střelného prachu závisí na tlaku podle mocenského zákona, který se zvyšuje s rostoucím tlakem, takže byste se při posuzování jeho vlastností neměli zaměřovat na rychlost hoření střelného prachu při atmosférickém tlaku. Regulace rychlosti hoření střelného prachu je velmi složitý úkol a řeší se použitím různých spalovacích katalyzátorů v práškové kompozici. Spalování v paralelních vrstvách umožňuje regulovat rychlost tvorby plynu. Tvorba plynu střelného prachu závisí na velikosti povrchu nálože a rychlosti jejího hoření.

Plocha povrchu práškových prvků je určena jejich tvarem, geometrickými rozměry a může se během procesu spalování zvětšovat nebo zmenšovat. Takové spalování se nazývá podle toho progresivní nebo degresivní. Pro dosažení konstantní rychlosti tvorby plynu nebo jeho změny podle určitého zákona jsou jednotlivé sekce náloží (například raketové nálože) pokryty vrstvou nehořlavých materiálů ( rezervace). Rychlost hoření střelného prachu závisí na jeho složení, počáteční teplotě a tlaku.

4. Charakteristika střelného prachu

Hlavní charakteristiky střelného prachu jsou: spalné teplo Q - množství tepla uvolněného při úplném spálení 1 kilogramu střelného prachu; objem plynných produktů V uvolněných při spalování 1 kilogramu střelného prachu (zjištěno po přivedení plynů do normální podmínky); teplota plynu T, stanovená při spalování střelného prachu za podmínek konstantního objemu a absence tepelných ztrát; hustota prášku p; Síla střelného prachu f je práce, kterou by mohl vykonat 1 kilogram práškových plynů, expandujících při zahřátí o T stupňů při normálním atmosférickém tlaku.

Charakteristika hlavních druhů střelného prachu

Literatura

• Mao Tso-ben Byl vynalezen v Číně / Překlad z čínštiny a poznámky A. Klyshko. - M.: Mladá garda, 1959. - S. 35-45. - 160 s - 25 000 výtisků.
• Sovětská vojenská encyklopedie, M., 1978.

Člověk učinil mnoho objevů, které měly velký význam v té či oné oblasti života. Jen velmi málo z těchto objevů však ve skutečnosti ovlivnilo běh dějin.

Střelný prach a jeho vynález jsou právě z tohoto výčtu objevů, které přispěly k rozvoji mnoha oblastí lidstva.

Příběh

Pozadí vzhledu střelného prachu

O době jeho vzniku se vědci dlouho dohadovali. Někteří tvrdili, že byl vynalezen v asijských zemích, jiní naopak nesouhlasí a dokazují opak, že střelný prach byl vynalezen v Evropě a odtud se dostal do Asie.

Všichni souhlasí s tím, že Čína je rodištěm střelného prachu.

Existující rukopisy hovoří o hlučných svátcích, které se konaly v Říši středu s velmi hlasitými explozemi, které Evropané neznali. Nešlo samozřejmě o střelný prach, ale o bambusová semínka, která při zahřátí s velkým hlukem praskají. Takové exploze donutily tibetské mnichy přemýšlet o praktické aplikaci takových věcí.

Historie vynálezu

Nyní již není možné určit s přesností na jeden rok dobu vynálezu střelného prachu Číňany, nicméně podle dodnes dochovaných rukopisů panuje názor, že v polovině 6. stol. obyvatelé Nebeské říše znali i složení látek, s jejichž pomocí se dal získat oheň s jasným plamenem. Nejdále k vynálezu střelného prachu pokročili taoističtí mniši, kteří nakonec vynalezli střelný prach.

Díky nalezené práci mnichů z 9. století, která obsahuje seznamy všech určitých „elixírů“ a jak je používat.

Velká pozornost byla věnována textu, který naznačoval připravenou kompozici, která se hned po výrobě nečekaně vznítila a způsobila mnichům popáleniny.

Pokud by oheň nebyl okamžitě uhašen, alchymistův dům by shořel do základů.

Díky takovým informacím byly ukončeny diskuse o místě a době vynálezu střelného prachu. No musím říct, že po vynálezu střelného prachu to jen hořelo, ale neexplodovalo.

První složení střelného prachu

Složení střelného prachu vyžadovalo přesný poměr všech složek. Mnichům trvalo další rok, než určili všechny podíly a složky. V důsledku toho byla získána směs, která dostala název „ohnivý lektvar“. Lektvar obsahoval molekuly uhlí, síry a ledku. V přírodě je ledek velmi málo, s výjimkou území Číny, kde se ledek vyskytuje přímo na povrchu země v několikacentimetrové vrstvě.

Komponenty střelného prachu:

Mírové využití střelného prachu v Číně

Když byl střelný prach poprvé vynalezen, používal se hlavně ve formě různých zvukových efektů nebo pro barevné „ohňostroje“ při zábavních akcích. Místní mudrci však pochopili, že bojové použití střelného prachu je také možné.

Čína v těch vzdálených dobách neustále válčila s kočovníky kolem ní a vynález střelného prachu byl v rukou vojenských velitelů.

Střelný prach: První vojenské použití Číňany

Existují rukopisy čínských mnichů, které prohlašují použití „ohnivého lektvaru“ pro vojenské účely. Čínská armáda obklíčila nomády a vylákala je do hornaté oblasti, kde byly po nepřátelském tažení předem nainstalovány a zapáleny nálože střelného prachu.

Silné výbuchy paralyzovaly kočovníky, kteří se hanbou dali na útěk.

Když čínští císaři pochopili, co je střelný prach, a uvědomili si jeho schopnosti, podpořili výrobu zbraní pomocí ohnivé směsi, včetně katapultů, prachových koulí a různých projektilů. Vojska čínských velitelů díky použití střelného prachu neznala porážku a všude dala nepřítele na útěk.

Střelný prach opouští Čínu: Arabové a Mongolové začínají vyrábět střelný prach

Podle obdržených informací kolem 13. století získali informace o složení a proporcích pro výrobu střelného prachu Arabové, neexistují přesné informace o tom, jak se to dělo. Podle jedné legendy Arabové zmasakrovali všechny mnichy kláštera a dostali pojednání. Ve stejném století byli Arabové schopni sestrojit dělo, které dokázalo střílet granáty se střelným prachem.

"Řecký oheň": byzantský střelný prach

Další informace od Arabů o střelném prachu a jeho složení v Byzanci. Mírnou změnou složení kvalitativně a kvantitativně byl získán recept, který se nazýval „řecký oheň“. První testy této směsi na sebe nenechaly dlouho čekat.

Při obraně města byla použita děla nabitá řeckou palbou. V důsledku toho byly všechny lodě zničeny požárem. Přesné informace o složení „řeckého ohně“ nedosáhly naší doby, ale pravděpodobně se používaly - síra, olej, ledek, pryskyřice a oleje.

Střelný prach v Evropě: kdo ho vynalezl?

Po dlouhou dobu byl Roger Bacon považován za viníka za výskytem střelného prachu v Evropě. V polovině třináctého století se stal prvním Evropanem, který v knize popsal všechny recepty na výrobu střelného prachu. Ale kniha byla zašifrovaná a nebylo možné ji použít.

Pokud chcete vědět, kdo vynalezl střelný prach v Evropě, pak odpovědí na vaši otázku je příběh Bertholda Schwartze. Byl mnichem a provozoval alchymii ve prospěch svého františkánského řádu. Na počátku 14. století pracoval na stanovení podílů látky z uhlí, síry a ledku. Po dlouhém experimentování se mu podařilo rozdrtit potřebné komponenty v hmoždíři v poměru dostatečném k tomu, aby způsobil výbuch.

Tlaková vlna málem poslala mnicha na onen svět.

Vynález znamenal začátek éry střelných zbraní.

První model „střeleckého minometu“ vyvinul stejný Schwartz, za což byl poslán do vězení, aby neprozradil tajemství. Mnich byl ale unesen a tajně převezen do Německa, kde pokračoval ve svých experimentech se zdokonalováním střelných zbraní.

Jak zvídavý mnich ukončil svůj život, se dodnes neví. Podle jedné verze byl vyhozen do povětří na sudu se střelným prachem, podle jiné bezpečně zemřel ve velmi vysokém věku. Ať je to jak chce, střelný prach dával Evropanům velké příležitosti, kterých se neopomněli využít.

Vzhled střelného prachu v Rusku

Neexistuje žádná přesná odpověď o původu střelného prachu v Rusku. Existuje mnoho příběhů, ale za nejpravděpodobnější se považuje to, že složení střelného prachu zajistili Byzantinci. Poprvé byl střelný prach použit ve střelné zbrani při obraně Moskvy před náletem vojsk Zlaté hordy. Taková zbraň nezpůsobila pracovní sílu nepřítele, ale umožnila vystrašit koně a zasít paniku v řadách Zlaté hordy.

Recept na bezdýmný prášek: kdo to vymyslel?

Blíží se více moderní staletíŘekněme, že 19. století bylo dobou zdokonalování střelného prachu. Jedním ze zajímavých vylepšení je vynález pyroxylinového prášku, který má pevnou strukturu, Francouzem Vielem. Jeho první použití ocenili zástupci resortu obrany.

Jde o to, že střelný prach hořel bez kouře a nezanechal žádné stopy.

O něco později vynálezce Alfred Nobel oznámil možnost použití nitroglycerinového střelného prachu při výrobě projektilů. Po těchto vynálezech byl střelný prach pouze zdokonalen a jeho vlastnosti se zlepšily.

Druhy střelného prachu

V klasifikaci se používají následující typy střelného prachu:

• smíšený(takzvaný černý prášek (černý prášek));
• nitrocelulóza(respektive bezdýmné).

Pro mnohé to může být objev, ale tuhé raketové palivo používané v kosmických lodích a raketových motorech není nic jiného než nejsilnější střelný prach. Nitrocelulózové prášky se skládají z nitrocelulózy a změkčovadla. Kromě těchto částí se do směsi přimíchávají různé přísady.

Velmi důležité jsou podmínky skladování střelného prachu. Při nálezu střelného prachu nad rámec možné doby skladování nebo při nedodržení technologických podmínek skladování je možný nevratný chemický rozklad a zhoršení jeho vlastností. Skladování má proto velký význam pro životnost střelného prachu, jinak může dojít k výbuchu.

Černý prášek

Černý prášek se vyrábí na území Ruské federace v souladu s požadavky GOST-1028-79.

V současné době je výroba kouřového nebo černého prachu regulována a vyhovuje regulační požadavky a pravidla.

Druhy střelného prachu se dělí na:

• zrnitý;
• práškový prášek.

Černý prášek se skládá z dusičnanu draselného, ​​síry a dřevěného uhlí.

• dusičnan draselný oxiduje a umožňuje rychlé hoření.
• dřevěné uhlí je palivo (které se oxiduje dusičnanem draselným).
• síra- součást, která je nezbytná k zajištění zapalování. Požadavky na poměry stupňů černého prachu v rozdílné země různé, ale rozdíly nejsou velké.

Tvar zrnitých druhů střelného prachu po výrobě připomíná zrno. Výroba se skládá z pěti fází:

1. Rozemlete na prášek;
2. Míchání;
3. Nalisované na disky;
4. Dochází k drcení zrna;
5. Zrna jsou leštěná.

Nejvíc nejlepší odrůdy Střelný prach lépe hoří, pokud jsou všechny složky zcela rozdrceny a důkladně promíchány, důležitý je i výstupní tvar granulí. Účinnost spalování černého prášku do značné míry souvisí s jemností mletí složek, úplností promíchání a tvarem hotových zrn.

Druhy černého prášku (% složení KNO 3, S, C.):

• šňůrové (pro požární šňůry) (77 %, 12 %, 11 %);
• puška (pro zapalovače pro náplně nitrocelulózových prášků a směsných pevných paliv, jakož i pro vyhazování náloží v zápalných a osvětlovacích nábojích);
• hrubozrnné (pro zapalovače);
• pomalé hoření (pro zesilovače a moderátory v elektronkách a zápalkách);
• mina (pro odstřel) (75 %, 10 %, 15 %);
• lov (76 %, 9 %, 15 %);
• sportovní.

Při manipulaci s černým práškem musíte přijmout opatření a držet prášek mimo něj open source oheň, protože se snadno vznítí, stačí k tomu záblesk při teplotě 290-300 °C.

Na balení jsou kladeny vysoké požadavky. Musí být uzavřen a černý prach musí být skladován odděleně od zbytku. Velmi náročný na obsah vlhkosti. Pokud je obsah vlhkosti vyšší než 2,2 %, tento prášek se velmi obtížně zapaluje.

Před začátkem 20. století byl vynalezen černý prach pro použití při střelbě ze zbraní a v různých vrhacích granátech. Nyní se používá při výrobě ohňostrojů.

Odrůdy střelného prachu

Hliníkové druhy střelného prachu našly své uplatnění v pyrotechnickém průmyslu. Základem je dusičnan draselný/sodný (potřebný jako okysličovadlo), hliníkový prášek (ten je hořlavý) a síra, zredukované do stavu prášku a smíchané dohromady. Vzhledem k velkému uvolňování světla při hoření a rychlosti hoření se používá ve výbušných prvcích a zábleskových kompozicích (produkujících záblesk).

Poměry (ledek: hliník: síra):

• jasný záblesk - 57:28:15;
• výbuch - 50:25:25.

Střelný prach se nebojí vlhkosti a nemění svou tekutost, ale může se velmi zašpinit.

Klasifikace střelného prachu

Jedná se o bezdýmný prášek, který byl vyvinut v moderní době. Na rozdíl od černého prášku má nitrocelulóza vysokou účinnost. A není tam žádný kouř, který by šíp mohl vydávat.

Nitrocelulózové prášky zase kvůli složitosti složení a široké uplatnění lze rozdělit na:

1. pyroxylin;
2. balistický;
3. cordite.

Bezdýmný prach je střelný prach, který se používá v moderních typech zbraní a různých výbušných produktech. Používá se jako rozbuška.

Pyroxylin

Složení pyroxylinových prášků obvykle obsahuje 91-96 % pyroxylinu, 1,2-5 % těkavých látek (alkohol, éter a voda), 1,0-1,5 % stabilizátoru (difenylamin, centralit) pro zvýšení stability při skladování, 2-6 % flegmatizéru pro zpomalení spalování vnějších vrstev práškových zrn a 0,2-0,3 % grafitu jako přísad.

Pyroxylinové prášky se vyrábějí ve formě desek, pásků, prstenců, trubiček a zrn s jedním nebo více kanálky; Hlavní použití jsou pistole, kulomety, děla a minomety.

Výroba takového střelného prachu se skládá z následujících fází:

• Rozpouštění (plastifikace) pyroxylinu;
• Lisování kompozice;
• Řezané z hmoty s různými tvary prvků střelného prachu;
• Odstraňování rozpouštědla.

Balistický

Balistické prachy jsou střelný prach umělého původu. Největší procento má následující složky:

• nitrocelulóza;
• neodstranitelné změkčovadlo.

Vzhledem k přítomnosti přesně 2 součástí odborníci nazývají tento typ střelného prachu 2-základní.

Pokud dojde ke změnám v procentech obsahu změkčovadla střelného prachu, dělí se na:

1. nitroglycerin;
2. diglykol.

Struktura složení balistických prášků je následující:

• 40-60 % colloxylin (nitrocelulóza s obsahem dusíku méně než 12,2 %);
• 30-55 % nitroglycerinu (nitroglycerinové prášky) nebo diethylenglykoldinitrátu (diglykolové prášky) nebo jejich směs;

Zahrnuty jsou také různé komponenty, které mají malé procento obsahu, ale jsou nesmírně důležité:

• dinitrotoluen– nezbytné pro možnost regulace teploty spalování;
• stabilizátory(difenylamin, centralit);
• vazelínový olej, kafr a další přísady;
• Jemný kov lze také přidávat do balistických prášků(slitina hliníku a hořčíku) pro zvýšení teploty a energie zplodin hoření se takový střelný prach nazývá metalizovaný.

Kontinuální technologické schéma výroby práškové hmoty vysokoenergetických balistických prášků

Vzhled vyrobeného střelného prachu je ve formě trubiček, kostek, destiček, prstenů a stuh. Střelný prach se používá pro vojenské účely a podle použití se dělí:

• raketa(pro náplně pro raketové motory a generátory plynu);
• dělostřelectvo(pro pohonné náplně pro dělostřelectvo);
• minomet(pro náplně pohonných hmot pro minomety).

Balistické střelné prachy se oproti pyroxylinovým práškům vyznačují nižší hygroskopicitou, rychlejší výrobou, schopností vyrábět velké nálože (až 0,8 metru v průměru), vysokou mechanickou pevností a pružností díky použití změkčovadla.

Nevýhody balistických prášků ve srovnání s pyroxylinovými prášky zahrnují:

1. Velké nebezpečí ve výrobě kvůli přítomnosti silné výbušniny - nitroglycerinu, který je velmi citlivý na vnější vlivy, a také nemožnosti získat náboje o průměru větším než 0,8 m, na rozdíl od směsných střelných prachů na bázi syntetických polymerů;
2. Složitost technologický postup Výroba balistické prášky, což zahrnuje smíchání složek v teplé vodě za účelem jejich rovnoměrného rozložení, vytlačení vody a opakované válcování na horkých válcích. Tím se odstraní voda a změkčí nitrát celulózy, který získá vzhled rohoviny. Dále se střelný prach protlačí matricemi nebo se rozvine na tenké pláty a nařeže.

Cordit

Prášky Cordite obsahují pyroxylin s vysokým obsahem dusíku, odstranitelné (směs alkohol-ether, aceton) a neodstranitelné (nitroglycerin) změkčovadlo. Tím se technologie výroby těchto střelných prachů přibližuje výrobě pyroxylinového střelného prachu.

Výhodou korditů je větší výkon, ale způsobují zvýšené hoření sudů díky vyšší teplotě zplodin hoření.

Tuhé raketové palivo

Směsná pohonná látka na bázi syntetického polymeru (tuhé raketové palivo) obsahuje přibližně:

• 50-60% oxidační činidlo, obvykle chloristan amonný;
• 10-20 % plastifikovaného polymerního pojiva;
• 10-20% jemný hliníkový prášek a další přísady.

Tento směr výroby prášku se poprvé objevil v Německu ve 30-40 letech 20. století, po skončení války začal aktivní vývoj těchto paliv v USA a na počátku 50. let - v SSSR. Hlavní výhody oproti balistickému střelnému prachu, který k nim přitahoval velkou pozornost, byly:

• vysoký specifický tah raketových motorů používajících takové palivo;
• schopnost vytvářet náboje jakéhokoli tvaru a velikosti;
• vysoké deformační a mechanické vlastnosti kompozic;
• schopnost regulovat rychlost hoření v širokém rozsahu.

Tyto vlastnosti střelného prachu umožnily vytvořit strategické střely s dosahem více než 10 000 km. Pomocí balistického střelného prachu se S. P. Koroljovovi spolu s výrobci střelného prachu podařilo vytvořit raketu s maximálním doletem 2000 km.

Směsná pevná paliva však mají ve srovnání s nitrocelulózovými prášky značné nevýhody: velmi vysoké náklady na jejich výrobu, trvání cyklu výroby vsázky (až několik měsíců), složitost likvidace, uvolňování kyseliny chlorovodíkové do atmosféry během spalování. chloristanu amonného.

Spalování prášku a jeho regulace

Spalování v paralelních vrstvách, které nepřechází v explozi, je způsobeno přenosem tepla z vrstvy do vrstvy a je dosaženo výrobou poměrně monolitických práškových prvků bez trhlin.

Rychlost hoření střelného prachu závisí na tlaku podle mocenského zákona, který se zvyšuje s rostoucím tlakem, takže byste se při posuzování jeho vlastností neměli zaměřovat na rychlost hoření střelného prachu při atmosférickém tlaku.

Regulace rychlosti hoření střelného prachu je velmi obtížný úkol a řeší se použitím různých spalovacích katalyzátorů v práškové kompozici. Spalování v paralelních vrstvách umožňuje regulovat rychlost tvorby plynu.

Tvorba plynu střelného prachu závisí na velikosti povrchu nálože a rychlosti jejího hoření.

Plocha povrchu práškových prvků je určena jejich tvarem, geometrickými rozměry a může se během procesu spalování zvětšovat nebo zmenšovat. Takové spalování se nazývá progresivní nebo degresivní.

Pro získání konstantní rychlosti tvorby plynu nebo jeho změny podle určitého zákona jsou jednotlivé sekce náloží (například střely) pokryty vrstvou nehořlavých materiálů (pancíř).

Rychlost hoření střelného prachu závisí na jeho složení, počáteční teplotě a tlaku.

Charakteristika střelného prachu

Vlastnosti střelného prachu jsou založeny na parametrech, jako jsou:

• spalné teplo Q- množství tepla uvolněného při úplném spálení 1 kilogramu střelného prachu;
• objem plynných produktů V uvolněné při spalování 1 kilogramu střelného prachu (stanoveno po uvedení plynů do normálních podmínek);
• teplota plynu T, určené spalováním střelného prachu za podmínek konstantního objemu a bez tepelných ztrát;
• hustota prášku p;
• síla střelného prachu f- práce, kterou by mohl vykonat 1 kilogram práškových plynů, expandujících při zahřátí o T stupňů při normálním atmosférickém tlaku.

Charakteristika nitroprášků

Nevojenské použití

Konečným hlavním účelem střelného prachu jsou vojenské účely a použití k ničení nepřátelských cílů. Složení sokolského střelného prachu však umožňuje jeho použití pro mírové účely, jako jsou ohňostroje, stavební nářadí (stavební pistole, šídla) a v oblasti pyrotechniky – šmejdy. Vlastnosti střelného prachu Bars jsou vhodnější pro použití ve sportovní střelbě.

(5 hodnocení, průměr: 5,00 z 5)