Barut nedir: çeşitleri, özellikleri, uygulamaları. Piroteknik kimya: Barut ve patlayıcılar - Gorst A.G.

Barut, dışarıdan oksijene erişmeden yanabilen, büyük miktarda termal enerji ve gaz halindeki maddeleri serbest bırakabilen, mermileri fırlatmak, roketleri itmek ve diğer amaçlar için kullanılan, birkaç bileşenden oluşan itici patlayıcı bir maddedir.

Barutun icadı

Modern genel kabul gören görüşe göre barut, Çin'de Orta Çağ'da, ölümsüzlük iksirini arayan ve tesadüfen baruta rastlayan Çinli simyacıların deneyleri sonucunda icat edildi.

Barutun icadı, Çin'de havai fişeklerin tanıtılmasına ve barutun alev püskürtücüler, roketler, bombalar, ilkel el bombaları ve mayınlar şeklinde askeri amaçlarla kullanılmasına yol açtı.

Çinliler uzun bir süre barutu, Çince'de "ateş topu" anlamına gelen "huo pao" adını verdikleri yangın çıkarıcı mermiler yapmak için kullandılar. Özel bir fırlatma makinesi, havada patlayan, yanan parçacıkları kendi etrafına saçarak her şeyi ateşe veren bu ateşlenmiş mermiyi fırlattı.

Bir süre sonra barut yapmanın sırrı Çin'den Hindistan yoluyla barut üretim teknolojisini geliştiren Araplara geldi ve Mısır Memlükleri barutu toplarında sürekli kullanmaya başladı.

Avrupa'da barutun ortaya çıkışı

Barutun Avrupa'da ilk ortaya çıkışı, el yazmasında barutun bileşimini anlatan Bizanslı Mark Yunan'ın adıyla ilişkilendirilir; bu, 1220 civarında olmuştur. İngiliz bilim adamı Roger Bacon, 1242 yılında yazdığı bilimsel eserinde Avrupa'da baruttan söz eden ilk kişi olmuştur.

Barutun Avrupa'daki ikinci icadı, deneylerini yaparken tesadüfen güherçile, kömür ve kükürtten oluşan bir karışım elde eden ve bunu harcında öğütmeye başlayan simyacı keşiş Berthold Schwartz'ın adıyla ilişkilidir; karışım bir gaz ocağından ateşlenmiştir. yanlışlıkla üzerine düşen kıvılcım. İlk topçu silahını yaratma fikrinin sahibi Berthold Schwartz'dı. Her ne kadar belki bu sadece bir efsane olsa da.

1346'da Crecy Muharebesi'nde İngilizler, Fransızlara karşı yaylım ateşi açan döküm bronz toplar kullandılar. Topa bir miktar barut yerleştirildi, fitil çıkarıldı ve topun içine sıradan bir taş olan veya kurşun veya demirden yapılabilen bir çekirdek yerleştirildi. Fitil ateşlendi, silahın içindeki barut ateşlendi ve toz gazlar çekirdeği dışarı fırlattı. Barutun Avrupa'da ortaya çıkışı ve savaşta kullanımı, savaşın doğasını kökten değiştirdi.

1884'te ilk olmadan Siyah toz piroksilen barutuydu, ilk kez Fransız bilim adamı P. Viel tarafından elde edildi. Dört yıl sonra, 1888'de Alfred Nobel İsveç'te balistik barutu icat etti; kordit barut ilk olarak 1889'da Frederick Abel ve James Dewar tarafından Büyük Britanya'da üretildi.

Rus bilim adamları da yeni barutun geliştirilmesine katkıda bulundu; ünlü Rus kimyager Dmitry Ivanovich Mendeleev, 1887-1891'de pirokollodion barutunu yarattı.

Barutun gelişimi halen devam ediyor, barut hazırlamak için yeni tarifler oluşturuluyor ve temel özelliklerinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar sürüyor.

Rusya'da barut

Barut ilk kez 1389'da Rusya'da ortaya çıktı. 15. yüzyılda Rusya'da ilk barut fabrikaları ortaya çıktı.

Barut işinde büyük gelişme, askeri işlerin gelişmesine ve sanayinin gelişmesine büyük önem veren Peter I döneminde meydana geldi; onun altında St. Petersburg, Sestroretsk ve Okhta'da üç büyük barut fabrikası inşa edildi.

Rus bilim adamları Mikhail Yuryevich Lomonosov ve Dmitry Ivanovich Mendeleev, yeni barutların incelenmesi ve yaratılması üzerine deneylerini gerçekleştirdiler.

Barut türleri

Tüm barutlar iki büyük gruba ayrılır:

• karışık tozlar, bunlar şunları içerir: dumanlı, veya Siyah toz, alüminyum tozu
• nitroselüloz ( dumansız toz), Bunlar şunları içerir: piroksilin tozu, balistik toz, kordit tozu

Siyah toz

Barutun tüm tarihi, siyah barutun yaratılmasıyla başladı; diğer tüm barutlar çok daha sonra yaratıldı.

Karabarut, belirli oranlarda karıştırılmış, ezilmiş kömür, kükürt ve güherçile parçacıklarının bir karışımıdır. Kara barutun bileşenlerinin her biri kendi işlevini yerine getirir. 250 dereceye ısıtıldığında önce kükürt tutuşur ve bu da güherçileyi tutuşturur. Yaklaşık 300 derecelik bir sıcaklıkta güherçile, yanma işleminin meydana gelmesi nedeniyle oksijeni serbest bırakmaya başlar. Baruttaki kömür, yanması, atış için gerekli olan muazzam basıncı yaratan büyük miktarda gaz üreten bir yakıttır.

Karabarut taneli bir yapıya sahiptir ve tanenin boyutu etkiler büyük etki barutun özelliklerine, yanma hızına ve yarattığı basınca bağlıdır.

Karabarut üretilirken beş aşamadan geçer:

• Bileşenlerin (güherçile, kömür ve kükürt) toz haline getirilmesi
• Karıştırma
• Disklere basmak
• Granüllere kırma
• Parlatma

Karabarutun kalitesi ve yanma verimliliği şunlara bağlıdır:

• öğütme bileşenlerinin inceliği
• karıştırmanın tamlığı
• tane şekli ve büyüklüğü

Kara barutun tane büyüklüğüne bağlı olarak:

• büyük (0,8 – 1,25 mm);
• orta (0,6 – 0,75 mm);
• küçük (0,4 – 0,6 mm);
• çok küçük (0,25 – 0,4 mm).

Kara barut sadece avcılık için değil başka amaçlar için de kullanılır:

• kablolu (yangın kabloları için)
• tüfek (dumansız barut şarjları için ateşleyici olarak kullanılır)
• kaba siyah toz (ateşleyiciler için)
• yavaş yanan kara barut (tüpler ve sigortalardaki yoğunlaştırıcılar ve moderatörler için)
• mayın (patlatma için)
• avcılık
• Spor Dalları

Uzun deneyler sonucunda avlanma için en uygun kara barut bileşimi geliştirildi:

• %76 potasyum nitrat
• %15 kömür
• %9 kükürt

Bir avcının fişek yüklemek için kullandığı kara barutun kalitesini ve durumunu doğru tespit etmesi önemlidir.

• Siyah tozun rengi, herhangi bir yabancı renk tonu olmadan siyah veya hafif kahverengi olmalıdır.
• Siyah barut taneleri beyazımsı bir renk tonuna sahip olmamalıdır
• Bir kara barut tanesini parmaklarınız arasında ezerken parçalanmamalı, ayrı parçacıklara ayrılmalıdır.
• Kara barut döküldüğünde topaklanmamalı veya toz bırakmamalıdır.

Kara barut bu özellikleri karşılamıyorsa, fişekleri doldururken kullanılması avcının kendisi için tehlikeli olabilir; bu tür barut, silah namlusunun parçalanmasına neden olabilir.

Siyah tozun avantajları

Kara barutun dezavantajları

• Kara barut çok higroskopiktir ve nem içeriği% 2'den fazladır, çok zayıf tutuşur. Bu nedenle doğru koşullarda saklanması son derece önemlidir.
• Varillerin yüksek korozyonu; siyah barut yandığında, varillerin şiddetli korozyonuna neden olan sülfürik ve sülfürik asitler oluşur.
• Ateşlendiğinde yoğun duman oluşur ve bu genellikle ikinci bir atış yapmayı zorlaştırır.
• Yarı otomatik silahlarda kara barut kullanılamaz.
• Elleçlenmesi tehlikeli. Kara barutun tutuşma sıcaklığı düşüktür, kolayca tutuşur ve özellikle büyük bir kütle yakıldığında güçlü bir patlama meydana geldiğinde tehlikeli olabilir.
• Dumansız barutun gücünden yaklaşık üç kat daha düşüktür, oldukça güçlü bir geri tepme ve yüksek bir atışla düşük atış uçuş hızı sağlar.

Alüminyum tozu

Alüminyum barut avcılık veya atış için kullanılmaz, ancak piroteknikte kullanılır. Üç bileşenden oluşur: nitrat, alüminyum ve kükürt. Alüminyum tozu yüksek sıcaklığa ve yanma oranına sahiptir ve büyük miktarda ışık yayar. Patlayıcı bileşimlerde ve parlama oluşturan bileşimlerde kullanılır. Alüminyum tozu pratikte nemden korkmaz ve topaklar oluşturmaz.

Dumansız toz

Dumansız barut, kara baruttan çok daha sonra icat edildi. Şu anda, avcılıkta kullanılan kara barutun neredeyse tamamen yerini almıştır.

Dumansız barut, bileşimi, özellikleri ve temel özellikleri bakımından dumanlı baruttan çok farklıdır; kendine has avantajları ve dezavantajları vardır.

Bileşimlerine göre dumansız tozlar şunlardır:

• monobazik (ana bileşen nitroselüloz)
• dibazik (ana bileşenler: nitroselüloz ve nitrogliserin)
• tribazik (ana bileşenler: nitroselüloz, nitrogliserin ve nitroguanidin)

Dumansız tozlar, ana bileşenlere ek olarak stabilizatörler, balistik değiştiriciler, yumuşatıcılar, bağlayıcılar, bakır azaltıcılar, alev tutucular, namlu aşınmasını azaltan katkı maddeleri, yanma katalizörleri ve grafit içerir. Barutun istenilen kalitesini yaratan bu katkı maddeleridir.

Nitroselüloz, özellikle depolama sırasında zamanla ayrışır büyük miktar Barutun 25 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda depolanması veya barutun 25 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda depolanması, ayrışma barutun kendiliğinden yanmasına yol açabilecek ısı üretir. Tek bazlı nitroselüloz tozlar özellikle ayrışmaya karşı hassastır. Bu fenomeni önlemek için, barutun ana maddesi difenilamin olan stabilizatörler eklenir. Stabilizatörler, toplam barut kütlesinin yaklaşık% 0,5-2'si kadar küçük miktarlarda eklenir, ancak büyük miktarlar barutun balistik performansını kötüleştirebilir.

Bir atıştan kaynaklanan parlamayı azaltmak için, atıcının maskesini düşüren ve ateşlendiğinde onu kör eden alev söndürücü maddeler eklenir.

Barutun yanma hızını arttırmak için katalizörler eklenir.

Toz granüllerinin birbirine yapışmasını önlemek ve tozun statik elektrik deşarjından dolayı kendiliğinden yanmasını önlemek için dumansız toza grafit eklenir.

Tek ve çift bazlı dumansız barutlar artık avlanmada kullanılan barutların büyük kısmını oluşturuyor. O kadar yaygınlar ki “barut” denince dumansız barut kastediliyor.

Dumansız barutun özellikleri büyük ölçüde granüllerin boyutuna ve şekline bağlıdır. Granüllerin yüzeyi, barutun şeklinin değişmesini ve yanma hızını etkiler. Granüllerin şeklini değiştirerek barutun basıncını ve yanma hızını değiştirebilirsiniz.

Hızlı yanan tozlar daha fazla basınç üretir ve buna bağlı olarak mermiye veya saçmaya daha fazla hız verir, ancak aynı zamanda daha yüksek bir sıcaklık üretirler, bu da silah namlusundaki aşınmayı artırır.

Dumansız barutun rengi sarıdan siyaha kadar tüm olası tonlarda olabilir.

Dumansız tozun avantajları

• Düşük higroskopikliğe sahiptir, havadaki nemi emmez ve özelliklerini değiştirmez; dumansız toz nemliyse kurutulabilir, kuruduktan sonra özelliklerini tamamen eski haline getirir.
• Kara baruttan daha güçlü
• Daha az yanma ürünü üretir, daha az namlu tıkanmasına neden olur ve yarı otomatik silahlarda kullanılabilir.
• Daha az duman ve daha sessiz atış sesi üretir

Dumansız tozun dezavantajları

• Yanma sıcaklığının yüksek olması nedeniyle silah namlusunun daha fazla aşınmasına neden olur.
• Doğru saklama koşulları gerektirir; bu koşullar sağlanmadığı takdirde özelliklerini değiştirir.
• Siyah tozdan daha kısa raf ömrü
• Sıcaklık dalgalanmalarına karşı kara baruttan daha az dirençli

Barut nasıl seçilir

Siyah ve dumansız tozları karşılaştırırken seçim dumansız barut üzerine düşüyor. Dumansız barut, tüm nitelikleri ve özellikleri bakımından dumanlı baruttan önemli ölçüde üstündür.

Plan:

giriiş

• 1 Barutun tarihi
• 2 çeşit barut
  • 2.1 Karışık tozlar
    • 2.1.1 Kara toz
  • 2.2 Nitroselüloz tozları
    • 2.2.1 Piroksilin
    • 2.2.2 Balistik
    • 2.2.3 Kordit
    • 2.2.4 Katı roket yakıtı
• 3 Toz yanması ve düzenlenmesi
• 4 Barutun özellikleri
Edebiyat

giriiş

Nitroselüloz dumansız toz N110

Dumansız toz kartuşu

Pudra- Dışarıdan oksijene erişim olmaksızın paralel katmanlarda düzenli olarak yanabilen, büyük miktarda termal enerji ve mermileri fırlatmak, roketleri itmek ve diğer amaçlar için kullanılan gazlı ürünleri açığa çıkarabilen çok bileşenli bir katı madde. Barut itici patlayıcılar sınıfına aittir.

1. Barutun tarihi

Patlayıcıların ilk temsilcisi Siyah toz- genellikle 15:3:2 oranında potasyum nitrat, kömür ve kükürtten oluşan mekanik bir karışım. Bu tür bileşiklerin eski zamanlarda ortaya çıktığına ve esas olarak yangın çıkarıcı ve yıkıcı ajanlar olarak kullanıldığına dair güçlü bir görüş var. Ancak buna dair hiçbir maddi veya güvenilir belgesel kanıt bulunamadı. Doğada nitrat birikintileri nadirdir ve yeterince kararlı bileşimlerin üretimi için gerekli olan potasyum nitrat hiç oluşmaz.

Çin'de barutun tarifi 1044'te ortaya çıktı, ancak barut daha önce de mevcut olabilir; Bazıları barutun mucidinin veya icadın habercisi olanın 2. yüzyılda Wei Boyang olduğuna inanıyor. Barutun ortaçağ Çinlileri tarafından icat edildiği iddiası için bkz. Dört Büyük İcat.

Potasyum nitrat üretimi, yalnızca kimyanın gelişmesiyle ortaya çıkan gelişmiş teknolojik yöntemleri gerektirir. XV-XVI yüzyıllar. Kömür gibi oldukça gelişmiş spesifik yüzey alanına sahip karbon malzemelerin üretimi de, ancak demir metalurjisinin gelişmesiyle ortaya çıkan ileri teknolojiyi gerektirir. En muhtemel olanı, piroteknik bileşimlerin doğasında bulunan özelliklere sahip olan çeşitli doğal nitrat içeren organik karışımların kullanılmasıdır. Keşiş Berthold Schwartz, barutun mucitlerinden biri olarak kabul edilir.

Kara barutun itici özelliği çok daha sonra keşfedildi ve ateşli silahların geliştirilmesine ivme kazandırdı. Avrupa'da (Ruslar dahil) 13. yüzyıldan beri bilinmektedir; 19. yüzyılın ortalarına kadar tek yüksek patlayıcı ve 19. yüzyılın sonuna kadar da itici gaz olarak kaldı.

Nitroselüloz tozlarının ve ardından bireysel güçlü patlayıcıların icadıyla kara barut önemini büyük ölçüde yitirdi.

Pyroxylin barutu ilk olarak 1884 yılında Fransa'da P. Viel tarafından, balistik barut 1888 yılında İsveç'te Alfred Nobel tarafından, kordit barutu ise 1888 yılında Büyük Britanya'da üretilmiştir. XIX sonu yüzyıl. Aynı sıralarda (1887-91) Rusya'da Dmitry Mendeleev piro-kolodyum barutunu geliştirdi ve Okhtinsky Toz Fabrikasından bir grup mühendis piroksilin barutunu geliştirdi.

SSCB'de 20. yüzyılın 30'lu yıllarında, Büyük Vatanseverlik Savaşı sırasında birlikler tarafından başarıyla kullanılan roketler için ilk kez balistik barut patlayıcıları oluşturuldu. Vatanseverlik Savaşı(çoklu fırlatma roket sistemleri). Roket motorları için harmanlanmış yakıtlar 1940'ların sonlarında geliştirildi.

Barutun daha da iyileştirilmesi, yeni formülasyonlar, özel amaçlı barutlar oluşturulması ve temel özelliklerinin iyileştirilmesi yönünde gerçekleştirilmektedir.

2. Barut çeşitleri

İki tür barut vardır: karışık (dumanlı dahil) ve nitroselüloz (dumansız). Roket motorlarında kullanılan barutlara katı roket yakıtları denir. Esas, baz, temel nitroselüloz Barut nitroselüloz ve plastikleştiriciden oluşur. Bu tozlar ana bileşenlerin yanı sıra çeşitli katkı maddeleri de içerir.

Barut itici bir patlayıcıdır. Uygun ateşleme koşulları altında barut, yüksek patlayıcılara benzer şekilde patlama yeteneğine sahiptir ve kara barut oluşturur. uzun zamandır yüksek patlayıcı olarak kullanılır. Belirli bir barut için belirlenen süreden daha uzun bir süre depolandığında veya uygun olmayan koşullarda depolandığında, barut bileşenlerinin kimyasal ayrışması meydana gelir ve çalışma özelliklerinde (yanma modu, roket bombalarının mekanik özellikleri vb.) ). Bu tür tozların çalıştırılması ve hatta depolanması son derece tehlikelidir ve patlamaya yol açabilir.

2.1. Karışık tozlar

2.1.1. Siyah toz

18. ve 19. yüzyıllardan kalma barut kutusu ve barut kepçesi.

Modern dumanlı Barut düzensiz şekilli taneler şeklinde yapılır. Barut üretiminin temeli kükürt, potasyum nitrat ve kömür karışımıdır. Birçok ülkenin bu bileşenleri karıştırmak için kendi oranları vardır, ancak bunlar çok fazla farklılık göstermez; Rusya'da aşağıdaki bileşim benimsenmiştir: %75 KNO3 (potasyum nitrat), %15 C (odun kömürü) ve %10 S (kükürt). İçlerindeki oksitleyici maddenin rolü potasyum nitrat (potasyum nitrat) tarafından oynanır, ana yakıt kömürdür. Kükürt, barutun higroskopikliğini azaltan ve tutuşmasını kolaylaştıran çimentolu bir maddedir. Kara barutun yanma verimliliği büyük ölçüde bileşenlerin öğütülmesinin inceliğine, karışımın bütünlüğüne ve bitmiş tanelerin şekline bağlıdır.

Kara toz türleri (% bileşim KNO 3, S, C.):

• kablolu (yangın kabloları için) (%77, %12, %11);
• tüfek (nitroselüloz tozları ve karışık katı yakıtların yanı sıra yangın çıkarıcı ve aydınlatıcı mermilerdeki patlayıcıları dışarı atmak için ateşleyiciler için);
• iri taneli (ateşleyiciler için);
• yavaş yanma (tüpler ve sigortalardaki yoğunlaştırıcılar ve moderatörler için);
• mayın (patlatma için) (%75, %10, %15);
• avcılık (%76, %9, %15);
• Spor Dalları.

Kara barut, alev ve kıvılcımın etkisi altında oldukça yanıcıdır (parlama noktası 300 °C), dolayısıyla elleçlenmesi tehlikelidir. Diğer barut türlerinden ayrı olarak hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kapta saklanır. Higroskopiktir, nem içeriği% 2'den fazla olduğunda iyi tutuşmaz. Kara barut üretme işlemi, ince öğütülmüş bileşenlerin karıştırılmasını ve elde edilen toz hamurunun belirli boyutlarda taneler elde etmek için işlenmesini içerir. Yanmanın yan ürünü sülfürik ve sülfürik asitler olduğundan, kara barutlu varillerin korozyonu nitroselüloz tozlarından çok daha kötüdür. Şu anda havai fişeklerde siyah barut kullanılıyor. 19. yüzyılın sonlarına kadar kullanıldı ateşli silahlar ve patlayıcı mühimmat.

2.2. Nitroselüloz tozları

Bileşime ve plastikleştiricinin (çözücü) tipine bağlı olarak nitroselüloz tozları şu şekilde ayrılır: piroksilin, balistit ve kordit.

2.2.1. Piroksilin

Parça piroksilin barut genellikle %91-96 piroksilin, %1,2-5 uçucu maddeler (alkol, eter ve su), depolama stabilitesini arttırmak için %1,0-1,5 stabilizatör (difenilamin, sentrolit), dış kısmın yanmasını yavaşlatmak için %2-6 flegmatizer içerir. katkı maddesi olarak toz taneleri ve% 0,2-0,3 grafit katmanları. Bu tür barutlar, bir veya daha fazla kanala sahip plakalar, şeritler, halkalar, tüpler ve taneler şeklinde yapılır; hafif silahlarda ve toplarda kullanılır. Piroksilin tozlarının ana dezavantajları şunlardır: gaz halindeki yanma ürünlerinin düşük enerjisi (örneğin balistik tozlara göre), roket motorları için geniş çaplı yükler elde etmenin teknolojik zorluğu. Ana saat teknolojik döngü uçucu solventlerin toz yarı mamul üründen uzaklaştırılması için harcanır. Amaca bağlı olarak, olağan piroksilin tozlarına ek olarak özel tozlar da vardır: alev geciktirici, düşük higroskopik, düşük gradyan (yanma hızının şarjın sıcaklığına düşük bağımlılığı ile); düşük erozyon (namlu deliği üzerindeki yüksek erozyon etkisi azaltılmıştır); flegmatize edilmiş (yüzey katmanlarının yanma oranının azalmasıyla); gözenekli ve diğerleri. Piroksilin tozları üretme işlemi, piroksilinin çözülmesini (plastikleştirilmesini), elde edilen toz kütlesinin preslenmesini ve toz elementlere belirli bir şekil ve boyut kazandırmak için kesilmesini, çözücünün çıkarılmasını içerir ve bir dizi ardışık işlemden oluşur.

2.2.2. Balistik

Esas, baz, temel balistik Tozlar nitroselüloz ve çıkarılamayan bir plastikleştiriciden oluşur, bu yüzden bazen dibazik olarak adlandırılırlar. Kullanılan plastikleştiriciye bağlı olarak nitrogliserin, diglikol vb. olarak adlandırılır. Balistik tozların olağan bileşimi: %40-60 kolloksilin (%12,2'den az nitrojen içeriğine sahip nitroselüloz) ve %30-55 nitrogliserin (nitrogliserin tozları) veya dietilen glikol dinitrat (diglikol barut) veya bunların karışımları. Ek olarak, bu tozlar yanma sıcaklığını düzenlemek için aromatik nitro bileşikleri (örneğin dinitrotoluen), stabilizatörler (difenilamin, merkezit), ayrıca vazelin, kafur ve diğer katkı maddelerini içerir. Ayrıca, yanma ürünlerinin sıcaklığını ve enerjisini arttırmak için balistik tozlara ince dağılmış metal (bir alüminyum ve magnezyum alaşımı) eklenebilir; bu tür tozlara metalize denir. Barut tüpler, bloklar, plakalar, halkalar ve şeritler şeklinde yapılır. Balistik tozlar, uygulamalarına göre roket (roket motorları ve gaz jeneratörleri için yükler için), topçu (topçu silahları için itici yükler için) ve havan (havan topları için itici yükler için) olarak ikiye ayrılır. Balistik barutlar, piroksilin tozlarıyla karşılaştırıldığında, daha düşük higroskopiklik, daha hızlı üretim, büyük yükler üretme yeteneği (0,8 metre çapa kadar), yüksek mekanik mukavemet ve plastikleştirici kullanımına bağlı esneklik ile karakterize edilir. Balistik tozların piroksilin tozlarına kıyasla dezavantajı, bileşimlerinde dış etkenlere karşı çok hassas olan güçlü bir patlayıcı - nitrogliserin bulunması ve ayrıca çapı daha büyük olan yüklerin elde edilememesi nedeniyle üretimde büyük tehlikedir. Sentetik polimer bazlı karışık barutların aksine 0,8 m. Teknolojik süreç Balistik tozların üretimi, bileşenlerin eşit şekilde dağıtılması için ılık suda karıştırılmasını, suyun sıkılmasını ve sıcak silindirler üzerinde tekrar tekrar yuvarlanmasını içerir. Bu, suyu uzaklaştırır ve boynuz benzeri bir tabaka görünümü alan selüloz nitratı plastikleştirir. Daha sonra barut kalıplardan preslenir veya ince tabakalar halinde yuvarlanır ve kesilir.

2.2.3. Kordit

Kordit barut, yüksek nitrojenli piroksilin, çıkarılabilir (alkol-eter karışımı, aseton) ve çıkarılamayan (nitrogliserin) plastikleştirici içerir. Bu, bu barutların üretim teknolojisini piroksilen barut üretimine yaklaştırıyor. Avantaj korditler- daha fazla güç, ancak yanma ürünlerinin daha yüksek sıcaklığı nedeniyle varillerin daha fazla yanmasına neden olurlar.

2.2.4. Katı roket yakıtı

Sentetik polimerlere (katı roket yakıtları) dayalı karışık barutlar, yaklaşık %50-60 oksitleyici, genellikle amonyum perklorat, %10-20 plastikleştirilmiş polimer bağlayıcı, %10-20 ince alüminyum tozu ve çeşitli katkı maddeleri içerir. Bu toz üretimi yönü ilk olarak Almanya'da XX yüzyılın 30-40'lı yıllarında ortaya çıktı; savaşın bitiminden sonra, bu tür yakıtların aktif gelişimi ABD'de ve 50'li yılların başında SSCB'de başladı. Balistik tozlara göre çok fazla ilgi çeken ana avantajlar şunlardı: bu tür yakıt kullanan roket motorlarının daha yüksek spesifik itme gücü, herhangi bir şekil ve boyutta yük oluşturma yeteneği, bileşimlerin yüksek deformasyonu ve mekanik özellikleri ve Yanma hızını geniş bir aralıkta düzenler. Bu avantajlar, balistik barut kullanarak 10.000 km'den fazla menzile sahip stratejik füzeler oluşturmayı mümkün kıldı; S.P. Korolev, barut üreticileriyle birlikte maksimum 2.000 km menzile sahip bir füze oluşturmayı başardı. Ancak karışık katı yakıtların nitroselüloz tozlarına kıyasla önemli dezavantajları vardır: üretimlerinin çok yüksek maliyeti, şarj üretim döngüsünün süresi (birkaç aya kadar), bertarafın karmaşıklığı ve amonyum perkloratın hidroklorik atmosfere salınması. Yanma sırasında asit.

3. Barutun yanması ve düzenlenmesi

Patlamaya dönüşmeyen paralel katmanlardaki yanma, ısının katmandan katmana aktarılmasından kaynaklanır ve oldukça yekpare, çatlaksız toz elemanların üretilmesiyle sağlanır. Barutun yanma hızı, güç yasasına göre basınca bağlıdır ve basınç arttıkça artar, bu nedenle özelliklerini değerlendirirken barutun atmosfer basıncındaki yanma hızına odaklanmamalısınız. Barutun yanma hızının düzenlenmesi çok karmaşık bir iştir ve toz bileşimindeki çeşitli yanma katalizörlerinin kullanılmasıyla çözülür. Paralel katmanlardaki yanma, gaz oluşum hızını düzenlemenizi sağlar. Barutun gaz oluşumu, şarj yüzeyinin büyüklüğüne ve yanma hızına bağlıdır.

Toz elemanların yüzey alanı şekillerine, geometrik boyutlarına göre belirlenir ve yanma işlemi sırasında artabilir veya azalabilir. Böyle bir yanma buna göre adlandırılır ilerici veya azaltıcı. Sabit bir gaz oluşumu veya belirli bir yasaya göre değişimini elde etmek için, yüklerin ayrı bölümleri (örneğin roket yükleri) yanıcı olmayan bir malzeme tabakasıyla kaplanır ( rezervasyon). Barutun yanma hızı, bileşimine, başlangıç ​​sıcaklığına ve basınca bağlıdır.

4. Barutun özellikleri

Barutun temel özellikleri şunlardır: yanma ısısı Q - 1 kilogram barutun tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı; 1 kilogram barutun yanması sırasında açığa çıkan gazlı ürünlerin hacmi V (gazlar normal koşullara getirildikten sonra belirlenir); sabit hacim ve ısı kaybının olmadığı koşullar altında barutun yanması sırasında belirlenen gaz sıcaklığı T; toz yoğunluğu ρ; barut kuvveti f, normal atmosfer basıncında T derece ısıtıldığında genişleyen 1 kilogram toz gazın yapabileceği iştir.

Ana barut türlerinin özellikleri

Edebiyat

• Mao Tso-benÇin'de icat edildi / Çince'den çeviri ve A. Klyshko'nun notları. - M.: Genç Muhafız, 1959. - S. 35-45. - 160 sn. - 25.000 kopya.
• Sovyet askeri ansiklopedisi, M., 1978.

Dumansız barutun etrafında

İnsan arayış içinde yaşar.
Robert Walser

Kaderi ateşli silah kullanımına bağlı olan insanlardan değil, barut yaratan ve bunun için yeni alanlar arayanlardan bahsedeceğiz.

En eski buluş

İlk olarak, dumansız barutun öncülüne - dumanlı "kardeşine" saygılarımızı sunalım. Kara barut (kara barut olarak da bilinir), potasyum nitrat KNO3, odun kömürü ve kükürtün iyice karıştırılmış bir karışımıdır. Barutun en büyük avantajı hava olmadan yanabilmesidir. Yanıcı maddeler kömür ve kükürttür ve yanma için gerekli oksijen güherçile ile sağlanır. Barutun bir diğer önemli özelliği de yanma sırasında büyük miktarda gaz üretmesidir. Kimyasal denklem yanan barut:

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

Güherçile, kükürt ve kömürden (bambu talaşından elde edilen) yanıcı bir karışım hazırlamak için bir tarifin ilk sözü, 1. yüzyılın eski bir Çin incelemesinde bulunur. N. yani o dönemde havai fişek yapımında barut kullanılıyordu. Kara barutun askeri patlayıcı olarak yaygın kullanımı Avrupa'da 13. yüzyılın sonlarında başladı. Barut, kömür ve kükürt gibi yanıcı bileşenler oldukça erişilebilirdi. Ancak güherçile az bulunan bir üründü, çünkü potasyum nitrat KNO3'ün tek kaynağı potasyum veya Hint nitratıydı. Avrupa'da doğal potasyum nitrat kaynağı yoktu; Hindistan'dan getirildi ve yalnızca barut üretiminde kullanıldı. Her yüzyılda daha fazla baruta ihtiyaç duyulduğundan ve yine çok pahalı olan ithal güherçile de yeterli olmadığından, başka bir kaynak bulundu - guano (İspanyollardan. guano). Bunlar ayrıştırılmış doğal olarak fosforik, nitrik ve bazı organik asitlerin kalsiyum, sodyum ve amonyum tuzlarının bir karışımı olan kuş ve yarasa dışkısı kalıntıları. Bu tür hammaddelerden barut üretmenin ana zorluğu, guano'nun potasyum değil, ağırlıklı olarak sodyum nitrat NaNO 3 içermesiydi. Barut yapımında kullanılamaz çünkü nemi çeker ve bu tür barut hızla nemlenir. Sodyum nitratı potasyum nitrata dönüştürmek için basit bir reaksiyon kullanıldı:

NaN03 + KCl = NaCl + KNO3.

Bu bileşiklerin her biri suda çözünür ve reaksiyon karışımından çökelmez, dolayısıyla elde edilen sulu çözelti dört bileşiğin tümünü içerir. Ancak artan sıcaklıkla birlikte bileşiklerin farklı çözünürlükleri kullanılırsa ayırma mümkündür. NaCl'nin sudaki çözünürlüğü düşüktür ve ayrıca sıcaklıkla çok az değişir ve KNO3'ün kaynar sudaki çözünürlüğü soğuk suya göre neredeyse 20 kat daha fazladır. Bu nedenle, NaN03 ve KCl'nin doymuş sıcak sulu çözeltileri karıştırılır ve daha sonra karışım soğutulur, elde edilen kristal çökelti oldukça saf KNO3 içerir.

Ancak sorunların tamamı çözülmedi. Guano bileşenlerinin çoğu suda çözünür ve yağmurla kolayca yıkanır. Bu nedenle Avrupa'da guano birikimleri yalnızca kuş veya yarasa kolonilerinin daha önce yuva yaptığı mağaralarda bulunabiliyordu. Örneğin Kırım'ın eteklerinde guano birikimleri içeren mağaralar bulundu ve bu, 1854-1855 İngiliz-Fransız-Rus Savaşı sırasında Sevastopol'da "mağara hammaddeleri" kullanılarak küçük bir barut fabrikasının kurulmasını mümkün kıldı.

Doğal olarak Avrupa'nın tüm rezervleri küçüktü ve hızla tükendi. Güney Amerika'nın Pasifik kıyısındaki devasa guano rezervleri imdada yetişti. Milyonlarca balık yiyen kuş kolonisi (martılar, karabataklar, sumrular ve albatroslar) Peru, Şili kıyıları boyunca ve açık denizdeki adalardaki kayalık kıyılarda yuva yaptı (Şekil 1). Bölgeye neredeyse hiç yağmur yağmadığı için, yüzyıllar boyunca kıyıda guano birikmiş ve bazı yerlerde onlarca metre kalınlığında ve 100 km'den uzun birikintiler oluşmuştur. Guano sadece güherçile kaynağı değil, aynı zamanda değerli bir gübreydi ve ona olan talep sürekli artıyordu. Sonuç olarak, 1856'da Amerika Birleşik Devletleri özel bir "Guano Adaları Yasası" (bazen "Guano Yasası" olarak da adlandırılır) bile kabul etti. Bu yasaya göre, guan adaları Amerika Birleşik Devletleri'nin mülkü olarak kabul edildi ve bu, bu adaların hızla ele geçirilmesine ve değerli bir kaynağın kaynakları üzerinde kontrolün yaratılmasına katkıda bulundu.

Guanoya olan talep 20. yüzyılın başında öyle bir ölçeğe ulaştı ki. ihracatı milyonlarca tona ulaştı ve kanıtlanmış rezervlerin tümü hızla tükenmeye başladı. Kimyanın her zaman çözebildiği bir sorun ortaya çıktı; temelde farklı bir barut yaratıldı; üretimi için güherçile hiç gerekli değildi.

Her şey polimerlerle başladı

İnsanlık uzun zaman önce doğal polimerleri (pamuk, yün, ipek, hayvan derileri) kullanmayı öğrendi. Ortaya çıkan ürünlerin şekilleri (kumaş veya deri katmanları yapmak için kullanılan elyaflar) kaynak malzemeye bağlıdır. Şekli temelden değiştirmek için kaynak malzemeyi bir şekilde kimyasal olarak değiştirmek gerekiyordu. Bu tür dönüşümlerin yolunu açan ve sonuçta polimer kimyasının yaratılmasına yol açan selülozdu. Selüloz pamuk yünü, ahşap, keten iplikleri, kenevir lifleri ve tabii ki ahşaptan yapılmış kağıttan oluşur.

Selülozun polimer zinciri, oksijen köprüleriyle birbirine bağlanan döngülerden oluşur; görünüm olarak boncuklara benzer (Şekil 2).

Selüloz çok sayıda hidroksil H2O grubu içerdiğinden çeşitli dönüşümlere maruz kalmıştır. İlk başarılı reaksiyonlardan biri nitrasyondur, yani. nitrik asit HNO 3'ün selüloz üzerindeki etkisi ile nitro grupları NO 2'nin eklenmesi (Şekil 3).

Açığa çıkan suyu bağlamak ve böylece süreci hızlandırmak için reaksiyon karışımına konsantre sülfürik asit eklenir. Pamuk yünü belirtilen karışımla muamele edilirse ve daha sonra asit izleri ile yıkanır ve kurutulursa, görünüşte orijinaliyle tamamen aynı görünecektir, ancak doğal pamuktan farklı olarak, bu tür pamuk yünü, organik çözücüler içinde kolayca çözülür. eter olarak. Bu özellik hemen kullanıldı; nitroselülozdan vernikler yapılmaya başlandı - cilalanması kolay, muhteşem parlak bir yüzey oluştururlar (nitrovernikler). Uzun bir süre araba gövdelerini kaplamak için nitro vernikler kullanıldı, ancak artık bunların yerini akrilik vernikler aldı. Bu arada oje de nitroselülozdan yapılıyor.

Polimer kimyası tarihindeki ilk plastiğin nitroselülozdan yapılmış olması da daha az ilginç değil. 1870'lerde Termoplastik ilk olarak plastikleştirici kafur ile karıştırılmış nitroselüloz esas alınarak oluşturuldu. Bu tür plastiğe yüksek sıcaklıkta ve basınç altında belirli bir şekil verildi ve madde soğuduğunda verilen şekil korundu. Plastiğin adı verildi selüloitİlk fotoğraf ve film filmleri, bilardo topları (böylece pahalı fildişinin yerini aldı) ve çeşitli ev eşyaları (tarak, oyuncak, ayna çerçeveleri, gözlük vb.) ondan yapılmaya başlandı. Selüloidin dezavantajı ise kolay tutuşabilmesi ve çok çabuk yanabilmesi ve yanmayı durdurmanın neredeyse imkansız olmasıydı. Bu nedenle selüloit yavaş yavaş diğer, daha az yangın tehlikesi olan polimerlerle değiştirildi. Aynı nedenden dolayı nitroselülozdan yapılan yapay ipek de hızla terk edildi.

Bir zamanlar popüler olan selüloit bugün unutulmadı. Ünlü rock grubu Tekilajazz"Selüloit" adlı bir albüm çıkardı. Albümde filmler için yazılmış bazı şarkılar yer alıyor ve "selüloit" kelimesi filmin daha önce yapıldığı malzemeyi ifade ediyor. Yazarlar albüme daha modern bir isim vermek isteselerdi, yangına daha az zarar verdiği ve dolayısıyla selüloitin yerini aldığı için "Selüloz Asetat" olarak adlandırılması gerekirdi ve ultra modern isim de "Polyester" olurdu. film üretiminde selüloz asetatla başarılı bir şekilde rekabet etmeye başlıyor.

Selüloidin hala kullanıldığı ürünler var; top üretiminde vazgeçilmez olduğu kanıtlandı; masa Tenisi; Gitaristlere göre en iyi ses selüloit aracılar (mızrap) tarafından üretilir. İllüzyonistler, parlak, çabuk sönen alevleri göstermek için bu malzemeden küçük çubuklar kullanırlar.

Nitroselülozun yanıcılığı, “kariyerini” sekteye uğrattı polimer malzemeler, tamamen farklı bir yönde geniş bir yol açtı.

Dumansız ateş

1840'larda. araştırmacılar, ahşap, karton ve kağıdın nitrik asit ile muamele edildiğinde hızla yanan malzemelerin oluştuğunu, ancak nitroselüloz üretmenin en başarılı yönteminin tesadüfen keşfedildiğini fark ettiler. 1846'da İsviçreli kimyager K. Schonbein çalışırken masaya konsantre nitrik asit döktü ve çıkarmak için pamuklu bir bez kullandı ve daha sonra kuruması için astı. Kuruduktan sonra alev kumaşı anında yaktı. Schonbein bu sürecin kimyasını daha ayrıntılı olarak inceledi. Pamuğu nitratlarken konsantre sülfürik asit eklemeye ilk karar veren oydu. Nitroselüloz çok etkili bir şekilde yanar. Avucunuza bir parça “nitratlı” pamuk koyup ateşe verirseniz, pamuk o kadar çabuk yanar ki, elinizde herhangi bir yanık hissetmezsiniz (Şek. 4).

Fransız mühendis P. Viel, 1884 yılında bu yanıcı maddeden barut üretmeyi başardı. Kolayca geri dönüştürülebilen bir bileşim oluşturmak gerekiyordu; ayrıca depolama sırasında stabil olması ve taşınmasının güvenli olması gerekiyordu. Nitroselülozun bir alkol ve eter karışımı içinde çözülmesiyle Viel, öğütme ve ardından kurutmanın ardından mükemmel barut veren viskoz bir kütle elde etti. Kara baruttan çok daha güçlüydü ve yandığında duman çıkarmıyordu, bu yüzden dumansız olarak adlandırılıyordu. İkinci özelliğin savaş operasyonları için çok önemli olduğu ortaya çıktı. Dumansız barut kullanıldığında, savaş alanları duman bulutlarıyla örtülmüyordu, bu da topçuların hedefe yönelik ateş etmesine izin veriyordu. Ayrıca atıştan sonra, düşmana ateş eden kişinin yerini gösteren herhangi bir duman bulutu da yoktu. 19. yüzyılın sonunda. Gelişmiş ülkelerin tamamı dumansız barut üretmeye başladı.

Efsaneler ve gerçeklik

Her kimyasal ürün, laboratuvar deneylerinden endüstriyel üretime kadar karmaşık bir yoldan geçer. Bazıları topçulara, bazıları tüfek atışlarına uygun farklı barut türleri yaratmak gerekiyordu, barutun kalitesi istikrarlı olmalı, depolama sırasında stabil olmalı ve üretimi güvenli olmalıdır. Bu nedenle, barut üretmenin birkaç yöntemi aynı anda ortaya çıktı.

D.I. Mendeleev, Rusya'da barut üretiminin organize edilmesinde önemli bir rol oynadı. 1890'da Almanya ve İngiltere'yi gezerek barut üretimiyle tanıştı. Mendeleev'in bu geziden önce, barut üretim tesisine haftalık olarak teslim edilen hammadde miktarı hakkındaki bilgileri kullanarak dumansız barutun bileşimini belirlediğine dair bir efsane bile var. Bu kadar yüksek sınıftaki bir kimyager için, alınan bilgilere dayanarak sürecin genel şemasını anlamanın zor olmadığı varsayılabilir.

St.Petersburg gezisinden döndüğünde selülozun nitrasyonunu ayrıntılı olarak incelemeye başladı. Mendeleev'den önce birçok kişi, selülozun nitratı ne kadar fazlaysa patlayıcı gücünün de o kadar yüksek olduğuna inanıyordu. Mendeleev bunun böyle olmadığını kanıtladı. Barutta bulunan karbonun bir kısmının karbondioksit C02'ye değil, karbon monoksit CO'ya oksitlendiği optimal bir nitrasyon derecesinin olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak, barutun birim kütlesi başına en büyük gaz hacmi oluşur, yani. barut maksimum gaz üretimine sahiptir.

Nitroselüloz üretimi sırasında, sülfürik ve nitrik asit izlerini gidermek için suyla iyice yıkanır ve ardından nem izlerini gidermek için kurutulur. Daha önce bu, sıcak hava akımı kullanılarak yapılıyordu. Bu kurutma işlemi etkisizdi ve aynı zamanda patlayıcıydı. Mendeleev, ıslak kütlenin nitroselülozun çözünmediği alkolle yıkanarak kurutulmasını önerdi. Daha sonra su güvenilir bir şekilde uzaklaştırıldı. Bu yöntem daha sonra tüm dünyada benimsendi ve dumansız barut üretiminde klasik bir teknik haline geldi.

Sonuç olarak Mendeleev, kimyasal olarak homojen ve kullanımı tamamen güvenli, dumansız bir barut yaratmayı başardı. Baruta adını verdi pirokollodyum- ateş tutkalı. 1893 yılında, uzun menzilli deniz silahlarından ateş ederken yeni barut test edildi ve Mendeleev, ünlü oşinograf ve olağanüstü deniz komutanı Koramiral S.O. Makarov'dan bir tebrik telgrafı aldı.

Ne yazık ki, bariz avantajlarına rağmen pirokollodion barut üretimi Rusya'da kurulmamıştır. Bunun nedeni Topçu Müdürlüğü'nün önde gelen yetkililerinin yabancı olan her şeye hayranlığı ve buna bağlı olarak Rusya'daki gelişmelere olan güvensizliğiydi. Sonuç olarak, Okhtinsky fabrikasında tüm barut üretimi, davet edilen Fransız uzman Messen'in kontrolü altında gerçekleştirildi. Üretimdeki eksiklikleri fark eden Mendeleev'in görüşünü bile dikkate almadı ve konuyu kesinlikle onun talimatlarına göre yürüttü. Ancak Mendeleev'in pirokollodion barutu Amerikan ordusu tarafından kabul edildi ve Birinci Dünya Savaşı sırasında ABD fabrikalarında büyük miktarlarda üretildi. Üstelik Amerikalılar, Mendeleev tarafından yaratıldıktan beş yıl sonra pirokollodion barut üretimi için patent almayı bile başardılar, ancak bu gerçek, Fransız barutunun avantajlarına sıkı sıkıya inanan Rus askeri departmanını heyecanlandırmadı.

Yirminci yüzyılın başlarında. Dünya çapında çeşitli dumansız barut türlerinin üretimi kurulmuştur. Bunlar arasında en yaygın olanı Mendeleev'in pirokollodion barutu, ayrıca bileşim olarak ona yakın olan ancak farklı bir teknolojiye ve daha kısa raf ömrüne sahip olan (daha önce anlatıldığı gibi) Viel'in piroksilin barutu ve adı verilen bir toz karışımıydı. kordit Aşağıda tartışılacak olan kordit üretimiyle ilgili olağandışı bir hikaye var.

Kimyager-Başkan

H.Weizmann (1874–1952)

Yirminci yüzyılın başından beri. İngiltere'nin askeri endüstrisi kordit barutuna odaklanmıştı. Nitroselüloz ve nitrogliserin içeriyordu. Kalıplama aşamasında, karışıma daha fazla esneklik kazandıran aseton kullanıldı. Kalıplamadan sonra aseton buharlaştı. Buradaki zorluk, Birinci Dünya Savaşı'nın başlangıcında İngiltere'nin asetonun büyük kısmını Amerika Birleşik Devletleri'nden deniz yoluyla ithal etmesiydi, ancak o zamanlar Alman denizaltıları zaten denizin tam kontrolünü elinde tutuyordu. İngiltere'de asetonun bağımsız olarak üretilmesine acil bir ihtiyaç vardı. Yakın zamanda Motol köyünden (Belarus'un Pinsk şehri yakınında) İngiltere'ye göç eden az tanınan kimyager Chaim Weizmann kurtarmaya geldi.

Manchester Üniversitesi Kimya Bölümü'nde çalışırken karbonhidratların enzimatik parçalanmasını anlatan bir makale yayınladı. Bunun sonucunda aseton, etanol ve bütanolden oluşan bir karışım elde edildi. İngiliz Savaş Bakanlığı, Weizmann'ı, keşfettiği süreci kullanarak askeri sanayi için gerekli miktarlarda aseton üretimini organize etmenin mümkün olup olmadığını öğrenmeye davet etti. Weizmann'a göre küçükse böyle bir üretim yaratılabilir teknik problemler. Basit damıtma, mevcut bileşiklerin kaynama noktalarındaki gözle görülür fark nedeniyle asetonun ayrılması için oldukça uygundur. Ancak üretimi organize ederken tamamen farklı bir karmaşıklık ortaya çıktı. Weizmann sürecinde karbonhidratın kaynağı tahıldı ancak İngiltere'nin kendi tahıl üretiminin tamamı gıda endüstrisi tarafından tüketiliyordu. ABD'den deniz yoluyla ilave tahıl ithal edilmesi gerekiyordu ve bunun sonucunda aseton ithalatını tehdit eden Alman denizaltıları, tahıl ithalatını da tehdit etti. Çember kapanmış gibi görünüyordu ama yine de bu durumdan bir çıkış yolu bulundu. Bu arada besin değeri olmayan at kestanesinin iyi bir karbonhidrat kaynağı olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak İngiltere'de at kestanesi toplamak için büyük bir kampanya düzenlendi ve ülkedeki tüm okul çocukları buna katıldı.

Birinci Dünya Savaşı sırasında İngiltere Başbakanı olan Lloyd George, ülkenin askeri gücünün güçlendirilmesine yönelik çabalarından dolayı Weizmann'a şükranlarını sunarak onu Dışişleri Bakanı David Balfour ile tanıştırdı. Balfour, Weizmann'a hangi ödülü almak istediğini sordu. Weizmann'ın arzusunun tamamen beklenmedik olduğu ortaya çıktı; o zamana kadar uzun yıllar İngiltere'nin kontrolü altında olan Yahudilerin tarihi vatanı olan Filistin topraklarında bir Yahudi devleti kurmayı önerdi. Sonuç olarak, 1917'de İngiltere'nin gelecekteki Yahudi devletine toprak tahsis etme teklifinde bulunduğu, tarihe geçen Balfour Deklarasyonu ortaya çıktı.

Bu deklarasyon rolünü oynadı, ancak hemen değil, yalnızca 31 yıl sonra. Tüm dünya, İkinci Dünya Savaşı sırasında Nazilerin zulmünü öğrendiğinde, böyle bir devletin yaratılmasının gerekliliği ortaya çıktı. Bunun sonucunda 1948'de İsrail Devleti kuruldu. Chaim Weizmann, bu fikri dünya toplumuna ilk öneren kişi olarak ilk başkanı oldu. İsrail'in Rehovot kentindeki araştırma enstitüsü artık onun adını taşıyor. Her şey dumansız barut üretimiyle başladı.

Eski bir “mesleğin” geri dönüşü

Uzun bir süre barutun savaşta kullanımı iki görevle sınırlıydı: Birincisi, silahın namlusuna yerleştirilmiş bir mermiyi veya mermiyi harekete geçirmek, ikincisi ise merminin kafasında bulunan muharebe patlayıcısını harekete geçirmekti. hedefi vurduğunda patlayıp yıkıcı bir etki yaratması gerekiyordu. Dumansız barutun yeni bir seviyede canlanmasına izin verildi bir tane daha, aslında Eski Çin'de yaratıldığı için barutun unutulmuş olasılığı - havai fişek fırlatma. Yavaş yavaş, askeri endüstri, roket nozulundan gazlar salındığında oluşan jet itme kuvveti nedeniyle bir roketi itmek için yakıt olarak dumansız barut kullanma fikrine geldi. Bu tür ilk deneyler 19. yüzyılın ilk yarısında gerçekleştirildi ve dumansız barutun ortaya çıkışı bu çalışmaları yeni bir seviyeye getirdi - roket teknolojisi ortaya çıktı. İlk başta, toz yüklerine dayalı katı yakıtlı roketler oluşturuldu ve kısa süre sonra sıvı yakıt kullanan roketler (hidrokarbonlarla oksitleyicilerin bir karışımı) ortaya çıktı.

Bu zamana kadar barutun bileşimi biraz değişmişti: Rusya'da yüksek derecede uçucu çözücüler yerine TNT ilavesi kullanılmaya başlandı. Yeni piroksilin-trotil barut(PTP) kesinlikle dumansız, muazzam gaz üretimiyle ve oldukça stabil bir şekilde yandı. Biraz hokey diskini andıran preslenmiş dama şeklinde kullanılmaya başlandı. İlginçtir ki, bu tür ilk kareler Mendeleev'in barut tutkusu sırasında kullandığı baskı makinelerinde yapılmıştı.

Tanksavar füzelerine dayalı katı roketlerin ilk alışılmadık uygulamalarından biri 1930'larda önerildi. – bunları uçak iticileri olarak kullanın. Bu, yerde, uçağın kalkış koşusunun uzunluğunu keskin bir şekilde azaltmayı mümkün kıldı ve havada, düşmanı yakalamak veya onunla buluşmaktan kaçınmak gerektiğinde uçuş hızında kısa süreli keskin bir artış sağladı. . Pilot kokpitinin yanından çılgın bir ateş meşalesi patladığında ilk testçilerin duygularını hayal edebilirsiniz.

1930'larda yerli roket bilimi. başlı Tanınmış figürler roket teknolojisi alanında - özel olarak oluşturulan Jet Araştırma Enstitüsü'nde (RNII) çalışan I.T. Kleimenov, V.P. Glushko, G.E. Langemak ve S.P. Korolev.

Glushko ve Langemak'ın fikirlerine dayanarak, roket mermilerinin salvo ateşlemesi için çok şarjlı bir kurulum projesi ilk kez bu enstitüde oluşturuldu; daha sonra bu kurulum, efsanevi "Katyuşa" adı altında tanındı.

Bu yıllarda volan zaten ivme kazanıyordu Stalin'in baskıları. 1937'de asılsız bir ihbara dayanarak enstitü başkanı Kleimenov ve yardımcısı Langemak tutuklandı ve kısa süre sonra vuruldu ve 1938'de Glushko (8 yıl) ve Korolev (10 yıl) tutuklanarak mahkum edildi. . Hepsi daha sonra rehabilite edildi, Kleimenov ve Langemak ölümünden sonra.

Bunların içinden dramatik olaylar Enstitüde sıradan bir mühendis olarak çalışan A.G. Kostikov çirkin bir rol oynadı. Enstitünün ana yönetim kadrosunun sabotaj faaliyetlerine ilişkin karar veren uzman komisyonuna başkanlık etti. Seçkin uzmanlar tutuklandı ve halkın düşmanı olarak mahkum edildi. Sonuç olarak Kostikov baş mühendis pozisyonunu aldı, ardından enstitünün başına geçti ve aynı zamanda yeni bir silah türünün "yazarı" oldu. Katyuşa'nın yaratılışıyla hiçbir ilgisi olmamasına rağmen, savaşın başında bunun için cömertçe ödüllendirildi.

Yetkililerin Kostikov'un yeni silahlar yaratma konusundaki erdemlerini kabul etmesi ve enstitüdeki "halk düşmanlarını" tespit etme çabaları onu baskıdan kurtarmadı. Temmuz 1942'de liderliğini yaptığı enstitü, Savunma Komitesi'nden bir görev aldı: sekiz ay içinde jet motorlu bir avcı uçağı geliştirmek. Görev son derece zordu ve zamanında tamamlanması mümkün değildi (uçak, belirtilen sürenin bitiminden yalnızca altı ay sonra yaratıldı). Şubat 1943'te Kostikov tutuklandı ve casusluk ve sabotajla suçlandı. Ancak onun sonraki kaderi, kendisinin sabotaj yapmakla suçladığı kişilerinki kadar trajik değildi; bir yıl sonra serbest bırakıldı.

Katyuşalar hakkındaki hikayeye dönersek (Şekil 5), yeni füze silahlarının etkinliğinin savaşın en başında kanıtlandığını hatırlıyoruz. 14 Temmuz 1941'de, beş Katyuşa roketinin ilk salvosu, Orsha tren istasyonu bölgesindeki Alman birliklerinin yoğunlaşmasını kapsıyordu. Sonra Katyuşalar Leningrad Cephesinde ortaya çıktı. Büyük Vatanseverlik Savaşı'nın sonunda cephelerinde on binden fazla Katyuşa faaliyet göstererek çeşitli kalibrelerde yaklaşık 12 milyon füze ateşledi.

Barutun barışçıl meslekleri

İlginçtir ki barut, yalnızca ateşli silahlarda saldırgan bir saldırıya karşı korunmak için kullanıldığında değil, aynı zamanda tamamen barışçıl bir şekilde kullanıldığında da hayat kurtarabilir.

Otomotiv sektörünün yoğun gelişimi, başta sürücü ve yolcuların güvenliği olmak üzere birçok sorunu gündeme getirdi. En yaygın olanı, ani araç freni sırasında yaralanmaya karşı koruma sağlayan emniyet kemerleridir. Ancak bu tür kemerler, vücut geriye doğru keskin bir hareket yaptığında başın direksiyon simidine, gösterge paneline veya ön cama veya başın arkasına çarpmasını engelleyemez. En modern koruma yöntemi hava yastığıdır; doğru zamanda özel bir kutudan basınçlı hava ile doldurulan belirli bir şekle sahip bir naylon torbadır (Şekil 6).

Pirinç. 6. Hava yastığı testi mankenler üzerinde

Minderde, yolcuyu "sıkıştırdıktan" sonra gazın yavaşça salındığı küçük havalandırma delikleri bulunur. Hava yastığı 0,05 saniyede gazla dolar ancak aracın yukarıdaki hızlarda hareket ettiği durumlarda bu süre yine de yeterli değildir.
120 km/saat. Dumansız barut kurtarmaya geldi. Anında yanan küçük bir toz yükü, yastığı yanma ürünleriyle basınçlı havadan on kat daha hızlı şişirmenize olanak tanır. Yastığı şişirdikten sonra gazlar yavaşça açığa çıktığı için, yandığında nitrojen oksit ve karbon monoksit gibi zararlı ürünler oluşturmayan özel bir barut bileşimi geliştirildi.

Dumansız barut, en az beklendiği yerde, ateşle mücadelede başka bir barışçıl kullanım alanı buldu. Bir yangın söndürücüye yerleştirilen küçük bir toz şarjı, söndürme karışımının neredeyse anında yayılan alev yönünde "fışkırtılmasına" olanak tanır.

Şunu da unutmayalım ki, barutun kadim "mesleği" - havai fişek fırlatmak (Şekil 7) - tatillerde bizim için neşeli bir ruh hali yaratır.

Barut, kartuşları yüklemek için kullanılan ayrılmaz bir unsurdur. Bu maddenin icadı olmasaydı insanlığın ateşli silahlardan haberi olmayacaktı.

Ancak çok az insan barutun tarihine aşinadır. Ve tamamen tesadüfen icat edildiği ortaya çıktı. Ve sonra uzun bir süre sadece havai fişek fırlatmak için kullanıldılar.

Barutun ortaya çıkışı

Bu madde Çin'de icat edildi. Kesin tarih Siyah olarak da adlandırılan kara barutun görünümünü kimse bilmiyor. Ancak bu 8. yüzyılda gerçekleşti. M.Ö. O günlerde Çin imparatorları kendi sağlıkları konusunda çok endişeliydi. Uzun yaşamak istiyorlardı ve hatta ölümsüzlüğün hayalini kuruyorlardı. Bunu başarmak için imparatorlar, sihirli bir iksir keşfetmeye çalışan Çinli simyacıların çalışmalarını teşvik ettiler. Elbette hepimiz insanlığın mucizevi sıvıyı asla elde edemediğini biliyoruz. Ancak Çinliler ısrarlarını göstererek çeşitli maddeleri karıştırarak birçok deney yaptılar. İmparatorluk emrini yerine getirme umutlarını kaybetmediler. Ancak bazen testler hoş olmayan olaylarla sonuçlandı. Bunlardan biri simyacıların güherçile, kömür ve diğer bazı bileşenleri karıştırmasından sonra meydana geldi. Tarihte bilinmeyen bir araştırmacı, yeni bir maddeyi test ederken alev ve dumanla karşılaştı. İcat edilen formül Çin tarihçesine bile kaydedildi.

Sırasında uzun dönem Bir zamanlar kara barut yalnızca havai fişek yapımında kullanılıyordu. Ancak Çinliler daha da ileri gitti. Bu maddenin formülünü stabilize ettiler ve onu patlamalarda kullanmayı öğrendiler.

11. yüzyılda Tarihteki ilk barutlu silah icat edildi. Bunlar barutun önce ateşlendiği, sonra patladığı savaş roketleriydi. Bu barutlu silahlar kale duvarlarının kuşatılması sırasında kullanıldı. Ancak o günlerde düşman üzerinde zarar verici bir etkiden çok psikolojik etkisi vardı. En çok güçlü silah Antik Çinli kaşifler tarafından icat edilen kil el bombalarıydı. Patladılar ve etrafa kırık parçalar yağdırdılar.

Avrupa'nın Fethi

Çin'den kara barut dünyaya yayılmaya başladı. 11. yüzyılda Avrupa'da ortaya çıktı. Havai fişek için roket satan Arap tüccarlar tarafından buraya getirildi. Moğollar bu maddeyi savaş amacıyla kullanmaya başladı. Şövalyelerin daha önce zaptedilemez kalelerini almak için kara barut kullandılar. Moğollar oldukça basit ama aynı zamanda etkili bir teknoloji kullandılar. Duvarların altına tünel açıp oraya barut madeni yerleştirdiler. Patlayan bu askeri silahlar en kalın bariyerlerde bile kolaylıkla delik açabiliyordu.

1118'de Avrupa'da ilk toplar ortaya çıktı. İspanya'nın ele geçirilmesi sırasında Araplar tarafından kullanıldılar. 1308'de barut topları Cebelitarık kalesinin ele geçirilmesinde belirleyici bir rol oynadı. Daha sonra bu silahları Araplardan alan İspanyollar tarafından kullanıldı. Bundan sonra Avrupa çapında barut silahlarının üretimi başladı. Rusya bir istisna değildi.

Piroksilin elde edilmesi

19. yüzyılın sonuna kadar kara barut. havan topları ve gıcırtılar, çakmaklı tüfekler ve tüfeklerin yanı sıra diğer askeri silahları da yüklediler. Ancak aynı zamanda bilim insanları bu maddeyi geliştirmek için araştırmalarını da durdurmadı. Bunun bir örneği, toz karışımının tüm bileşenlerinin rasyonel bir oranını belirleyen Lomonosov'un deneyleridir. Tarih aynı zamanda Claude Louis Bertholet'nin kıt nitratı berthollet tuzu ile değiştirmeye yönelik başarısız girişimini de hatırlıyor. Bu değişiklik çok sayıda patlamaya neden oldu. Berthollet tuzu veya sodyum kloratın çok aktif bir oksitleyici madde olduğu ortaya çıktı.

Barut üretimi tarihinde yeni bir dönüm noktası 1832'de başladı. İşte o zaman Fransız kimyager A. Bracono ilk olarak nitroselüloz veya priroksilini elde etti. Bu madde nitrik asit ve selülozun bir esteridir. İkinci molekül, nitrik asitle reaksiyona giren çok sayıda hidroksil grubu içerir.

Piroksilinin özellikleri birçok bilim adamı tarafından incelenmiştir. Böylece, 1848'de Rus mühendisler A.A. Fadeev ve G.I. Hess, bu maddenin Çinlilerin icat ettiği kara baruttan birkaç kat daha güçlü olduğunu buldu. Ateş etmek için piroksilin kullanma girişimleri bile vardı. Ancak gözenekli ve gevşek selülozun heterojen bir bileşime sahip olması ve tutarsız bir oranda yanması nedeniyle başarısızlıkla sonuçlandılar. Piroksilini sıkıştırma girişimleri de başarısızlıkla sonuçlandı. Bu işlem sırasında madde sıklıkla alev aldı.

Piroksilin tozunun elde edilmesi

Dumansız barutu kim icat etti? 1884'te Fransız kimyager J. Viel, piroksiline dayalı monolitik bir madde yarattı. Bu, insanlık tarihindeki ilk dumansız baruttur. Bunu elde etmek için araştırmacı, piroksilinin alkol ve eter karışımı içindeyken hacmini artırma yeteneğini kullandı. Bu, daha sonra preslenen, plakalar veya şeritler haline getirilen ve daha sonra kurutulan yumuşak bir kütle üretti. Çözücünün büyük kısmı buharlaştı. Küçük bir hacmi piroksilinde korunmuştur. Plastikleştirici olarak işlev görmeye devam etti.

Bu kütle dumansız barutun temelini oluşturur. Bu patlayıcının içindeki hacmi %80-95 civarındadır. Daha önce elde edilen selülozun aksine, piroksilin tozu, kesinlikle katmanlar halinde sabit bir hızda yanma yeteneğini gösterdi. Bu nedenle hala küçük silahlar için kullanılıyor.

Yeni maddenin faydaları

Viel'in beyaz tozu ateşli silahlar alanında gerçek bir devrim niteliğindeki keşifti. Ve bu gerçeği açıklayan birkaç neden vardı:

1. Barut neredeyse hiç duman çıkarmazken, daha önce kullanılan patlayıcı, yalnızca birkaç atış sonrasında savaşçının görüş alanını önemli ölçüde daralttı. Kara barut kullanıldığında ortaya çıkan duman bulutlarından yalnızca kuvvetli rüzgarlar kurtulabilirdi. Ayrıca devrim niteliğindeki buluş, dövüşçünün pozisyonunun ele verilmemesini mümkün kıldı.

2. Viel'in barutu merminin daha hızlı uçmasını sağladı. Bu nedenle yörüngesi daha düzdü, bu da atış doğruluğunu ve yaklaşık 1000 m olan menzilini önemli ölçüde artırdı.

3. Daha büyük güç özellikleri nedeniyle daha küçük miktarlarda dumansız barut kullanıldı. Mühimmat önemli ölçüde hafifledi ve bu da bir orduyu hareket ettirirken miktarının artırılmasını mümkün kıldı.

4. Fişeklerin piroksilin ile donatılması, onların ıslandığında bile ateş etmelerine olanak sağladı. Kara barut bazlı mühimmatın nemden korunması gerekiyordu.

Viel'in barutu, Fransız ordusu tarafından hemen kabul edilen Lebel tüfeğinde başarıyla test edildi. Diğer Avrupa ülkeleri buluşu uygulamak için acele etti. Bunlardan ilki Almanya ve Avusturya'ydı. Bu eyaletlerde 1888'de yeni silahlar tanıtıldı.

Nitrogliserin tozu

Kısa süre sonra araştırmacılar yeni bir madde elde etti. askeri silahlar. Nitrogliserin dumansız toz haline geldi. Bunun bir diğer adı da balistittir. Bu tür dumansız barutun temeli de nitroselülozdu. Ancak patlayıcıdaki miktarı yüzde 56-57'ye düştü. Plastikleştirici olarak bu durumda sıvı trinitrogliserin servis edilir. Bu tür barutun çok güçlü olduğu ortaya çıktı ve hala roket kuvvetlerinde ve topçularda kullanım alanı bulduğunu söylemeye değer.

Pirokollodion tozu

19. yüzyılın sonunda. Mendeleev dumansız patlayıcı tarifini önerdi. Bir Rus bilim adamı, çözünebilir nitroselüloz elde etmenin bir yolunu buldu. Buna pirokollodyum adını verdi. Ortaya çıkan madde açığa çıktı en yüksek miktar gazlı ürünler. Pyrocollodion tozu, bir deniz test sahasında gerçekleştirilen çeşitli kalibreli silahlarda başarıyla test edildi.

Ancak Lomonosov'un askeri işlere ve barut üretimine tek katkısı bu değil. Patlayıcı üretme teknolojisinde önemli gelişmeler kaydetti. Bilim adamı nitroselülozun kurutularak değil, alkol kullanılarak dehidre edilmesini önerdi. Bu barut üretimini daha güvenli hale getirdi. Ek olarak, nitro elyafın kalitesi de iyileştirildi, çünkü daha az kalıcı ürünler alkol yardımıyla yıkandı.

Modern kullanım

Günümüzde modern yarı otomatik ve otomatik silahlarda nitroselüloz bazlı barut kullanılmaktadır. Kara barutun aksine silah namlularında neredeyse hiç katı yanma ürünü bırakmaz. Bu, çok sayıda hareketli mekanizma ve parça kullanıldığında silahların otomatik olarak yeniden yüklenmesini mümkün kıldı.

Küçük silahlarda kullanılan itici patlayıcıların ana kısmını çeşitli dumansız barut türleri oluşturur. Bunlar o kadar yaygındır ki, kural olarak "barut" kelimesi dumansız anlamına gelir. Eski Çinli simyacılar tarafından icat edilen madde, yalnızca işaret fişeği silahlarında, el bombası fırlatıcılarında ve av tüfeğine yönelik bazı fişeklerde kullanılıyor.

Avlanma ortamına gelince, piroksilen türü dumansız barutun kullanılması gelenekseldir. Nitrogliserin türleri yalnızca ara sıra kullanılır, ancak özellikle popüler değildirler.

Birleştirmek

Avcılıkta kullanılan patlayıcı hangi bileşenlerden oluşur? Dumansız barutun bileşiminin dumanlı görünümüyle hiçbir ilgisi yoktur. Esas olarak piroksilinden oluşur. Patlayıcıda yüzde 91-96 var. Ayrıca av tozu %1,2 ila %5 oranında su, alkol ve eter gibi uçucu maddeler içerir. Depolama sırasında stabiliteyi arttırmak için yüzde 1 ila 1,5 oranında difenilamin stabilizatörü eklenir. Flegmatizatörler, toz tanelerinin dış katmanlarının yanmasını yavaşlatır. Dumansız av barutunda bu oran yüzde 2 ile 6 arasında değişiyor. Küçük bir kısmı (%0,2-0,3) alev geciktirici katkı maddeleri ve grafitten oluşur.

Biçim

Dumansız toz üretimi için kullanılan piroksilin, temeli bir alkol-eter karışımı olan bir oksitleyici madde ile muamele edilir. Sonuç, homojen jöle benzeri bir maddedir. Ortaya çıkan karışım mekanik işleme tabi tutulur. Sonuç, rengi sarı-kahverengiden saf siyaha kadar değişen maddenin granüler bir yapısıdır. Bazen aynı partide farklı bir barut tonu da mümkündür. Homojen bir renk vermek için karışım toz grafit ile işlenir. Bu işlem aynı zamanda tahılların yapışkanlığının dengelenmesini de mümkün kılar.

Özellikler

Dumansız barut, tek biçimli gazlar üretme ve yanma yeteneği ile ayırt edilir. Bu da fraksiyonun boyutunu değiştirirken yanma süreçlerinin kontrol edilmesine ve düzenlenmesine olanak tanır.

Dumansız barutun çekici özellikleri arasında şunlar yer almaktadır:

Düşük higroskopisite ve suda çözünmezlik;
- dumanlı muadilinden daha büyük etki ve saflık;
- yüksek nemde bile özelliklerin korunması;
- kurutma olasılığı;
- Nispeten sessiz bir sesle ateşlenen atıştan sonra duman çıkmaması.

Ancak beyaz tozun akılda tutulmasında fayda var:

Ateşlendiğinde insanlar için tehlikeli olan karbon monoksit yayar;
- sıcaklık değişimlerine olumsuz tepki verir;
- namluda yüksek sıcaklık oluşması nedeniyle silahların daha hızlı aşınmasını teşvik eder;
- hava koşullarına maruz kalma olasılığı nedeniyle kapalı ambalajda saklanmalıdır;
- sınırlı bir raf ömrüne sahiptir;
- yüksek sıcaklıklarda yangın tehlikesi oluşturabilir;
- pasaportu bunu gösteren silahlarda kullanılmaz.

En eski Rus barutu

Av fişekleri 1937'den beri bu patlayıcıyla donatılmıştır. Sokol barutu, gelişmiş dünya standartlarını karşılayan oldukça yüksek bir güce sahiptir. Bu maddenin bileşiminin 1977 yılında değiştirildiğini belirtmek gerekir. Bu, bu tür patlayıcı elementler için daha katı kuralların getirilmesi nedeniyle yapıldı.

Barut "Falcon", kartuşları bağımsız olarak yüklemeyi tercih eden acemi avcılar tarafından kullanılması tavsiye edilir. Sonuçta, bu madde onları ağırlıkla ilgili bir hatadan affedebilir. Sokol barutu, Polyex, Fetter, Azot ve diğerleri gibi birçok yerli kartuş üreticisi tarafından kullanılmaktadır.