Шынында да, шайтан жарылғыш заттардың ішінде отырады, кез келген сәтте айналадағы барлық нәрсені бұзуға және бұзуға дайын. Бұл тозақ жаратылысын бақылауда ұстау және оны қажет болған жағдайда ғана босату - химик пен пиротехниктің жарылғыш заттарды жасау мен қолдану кезінде шешуі тиіс басты мәселесі. Жарылғыш заттардың (жарылғыш заттардың) құрылуы мен даму тарихында су тамшысындағыдай мемлекеттер мен империялардың пайда болуы, дамуы мен жойылу тарихы бейнеленген.
Сабақтардың контурын дайындай отырып, автор билеушілері ғылымның дамуына, ең алдымен математиктердің табиғи үштігіне - физика - химияға - мұқият қараған елдердің олардың даму биігіне жеткенін бірнеше рет байқаған. Жарқын ғасырда біркелкі емес мемлекеттердің одағынан секіріс жасаған Германияның әлемдік сахнаға тез көтерілуі жарқын мысал бола алады, олардың кейбіреулерін тіпті Еуропаның егжей -тегжейлі картасында «шағын ауқымсыз» көру қиын болды., бір жарым ғасыр бойы есептеуге тура келетін империяға. Бұл процесте ұлы Бисмарктің еңбегін төмендетпестен, мен оның франко-пруссиялық соғыс жеңіспен аяқталғаннан кейін айтқан: «Бұл соғысты қарапайым неміс мұғалімі жеңді» деген фразасын келтіремін. Автор өз шолуын әскер мен мемлекеттің жауынгерлік қабілетін арттырудың химиялық аспектісіне арнағысы келеді.
Мақаланы жариялау кезінде автор, Жюль Верн сияқты, нақты технологиялық бөлшектерді көрсетуден әдейі аулақ болып, жарылғыш заттарды алудың тек өндірістік әдістеріне назар аударады. Бұл ғалымның өз еңбектерінің нәтижелеріне (практикалық немесе публицистикалық) жауаптылығын түсінуімен ғана емес, сонымен қатар зерттеудің тақырыбы «Неге бәрі осылай болды және басқаша емес пе? »және« оны кім бірінші алған?
Сонымен қатар, автор оқырмандардан химиялық терминдерді - ғылым атрибуттарын мәжбүрлеп қолданғаны үшін кешірім сұрайды (мектеп оқушыларының ең сүйіктісі емес, өзінің педагогикалық тәжірибесі көрсеткендей). Химиялық терминдерді айтпай -ақ химиялық заттар туралы жазу мүмкін еместігін түсінген автор арнайы сөздік қорын барынша азайтуға тырысады.
Және соңғы нәрсе. Автор берген цифрларды түпкілікті шындық деп санауға болмайды. Әр түрлі көздердегі жарылғыш заттардың сипаттамалары туралы мәліметтер әр түрлі және кейде өте күшті. Бұл түсінікті: оқ -дәрілердің сипаттамалары олардың «сатылатын» түріне, бөтен заттардың болуына / болмауына, тұрақтандырғыштардың енгізілуіне, синтез режиміне және басқа да көптеген факторларға байланысты. Жарылғыш заттардың сипаттамаларын анықтау әдістері де біркелкілігімен ерекшеленбейді (дегенмен мұнда стандарттау көбірек болады) және олар ерекше репродуктивтіліктен зардап шекпейді.
ВВ жіктелуі
Жарылыстың түріне және сыртқы әсерлерге сезімталдығына байланысты барлық жарылғыш заттар үш негізгі топқа бөлінеді:
1. BB бастамасы.
2. Жарылғыш заттарды жару.
3. Жарылғыш заттарды лақтыру.
BB іске қосылды. Олар сыртқы әсерлерге өте сезімтал. Олардың қалған сипаттамалары әдетте төмен. Бірақ олардың құнды қасиеті бар - олардың жарылуы (жарылуы) жарылғыш заттардың жарылуына және қозғалуына әсер етеді, олар әдетте сыртқы әсердің басқа түрлеріне мүлде сезімтал емес немесе сезімталдығы өте төмен. Сондықтан инициативті заттар тек жарылғыш немесе қозғалатын жарылғыш заттардың жарылуын қоздыру үшін қолданылады. Іске қосылатын жарылғыш заттарды қолданудың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін олар қорғаныс құралдарына (капсула, капсула гильзасы, детонатор қақпағы, электр детонаторы, сақтандырғыш) салынған. Іске қосылатын жарылғыш заттардың типтік өкілдері: сынап фульминаты, қорғасын азиді, тенрес (TNPC).
Жарылғыш заттар. Бұл, шын мәнінде, олар туралы айтады және жазады. Олар снарядтар, миналар, бомбалар, зымырандар, миналармен жабдықтайды; олар көпірлерді, көліктерді, кәсіпкерлерді жарады …
Жарылғыш заттар жарылғыш қасиеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:
- қуаттың жоғарылауы (өкілдері: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- қалыпты қуат (өкілдері: тротил, мелинит, пластик);
- қуаттың төмендеуі (өкілдері: аммиак селитрасы және оның қоспалары).
Қуаты жоғары жарылғыш заттар сыртқы әсерлерге біршама сезімтал, сондықтан олар флегматизаторлармен қоспада (жарылғыш заттардың сезімталдығын төмендететін заттар) немесе қалыпты қуаты бар жарылғыш заттармен қоспада қолданылады. Кейде қуатты жарылғыш заттар аралық детонатор ретінде қолданылады.
Жарылғыш заттарды лақтыру. Бұл әр түрлі порох - қара түтінді, түтінсіз пироксилин мен нитроглицерин. Оларға сонымен қатар отшашуға арналған түрлі пиротехникалық қоспалар, сигналдық және жарықтандырғыштар, жарықтандырғыш снарядтар, миналар мен әуе бомбалары кіреді.
Қара ұнтақ пен Қара Бертольд туралы
Бірнеше ғасырлар бойы адамдар қолданған жарылғыш заттың жалғыз түрі - қара ұнтақ. Оның көмегімен қарсыластарға зеңбірек шарлары лақтырылды, оған жарылғыш снарядтар толтырылды. Мылтық жер асты шахталарында бекіністердің қабырғаларын бұзу үшін, тастарды ұсақтау үшін қолданылған.
Еуропада бұл 13 ғасырдан бастап белгілі болды, тіпті одан бұрын Қытайда, Үндістанда және Византияда. Фейерверкке арналған мылтықтың бірінші жазылған сипаттамасын қытайлық ғалым Сун-Симяо 682 жылы сипаттаған. Максимилиан грекше (XIII-XIV ғғ.) «Жарық кітабы» трактатында Византияда қолданылған калий нитратына негізделген қоспаны сипаттаған. 60% нитраттан, 20% күкірттен және 20% көмірден тұратын әйгілі «грек оты».
Мылтықтың ашылуының еуропалық тарихы ағылшын, францискандық монах Роджер Бэконнан басталады, ол 1242 жылы «Liber de Nullitate Magiae» кітабында зымырандар мен отшашуларға арналған қара ұнтақ рецептін (40% селитра, 30% көмір және 30) береді. % күкірт) және жартылай мифтік монах Бертольд Шварц (1351). Дегенмен, бұл бір адам болуы мүмкін: орта ғасырларда бүркеншік аттарды қолдану өте кең таралған, кейіннен дереккөздермен кездесуге байланысты шатасулар болды.
Композицияның қарапайымдылығы, үш компоненттің екеуінің болуы (күкірт Италия мен Сицилияның оңтүстік аймақтарында әлі де сирек емес), дайындықтың қарапайымдылығы - мұның бәрі мылтықтың Еуропа елдері арқылы салтанатты шеруіне кепілдік берді. Азия. Жалғыз мәселе - калий нитратының көп мөлшерін алу болды, бірақ бұл міндет сәтті шешілді. Сол кездегі калий нитратының белгілі кен орны Үндістанда болғандықтан (оның екінші атауы - үнді), жергілікті өндіріс барлық елдерде дерлік құрылды. Оптимизмнің берік болуына қарамастан, оны жағымды деп айту мүмкін емес еді: оған шикізат көң, жануарлардың ішектері, зәр мен жануарлардың жүні болды. Бұл жағымсыз иісті және қатты ластанған қоспадағы жағымсыз ингредиенттер әк пен калий болды. Бұл байлықтың бәрі бірнеше ай бойы шұңқырға тасталды, онда ол азотобактериялардың әсерінен ашытылды. Бөлінген аммиак нитраттарға дейін тотықтырылды, нәтижесінде олар кристаллизация арқылы оқшауланған және тазартылған нитратты берді - бұл кәсіп, мен айтамын, ең жағымды емес. Көріп отырғаныңыздай, бұл процесте ерекше күрделі ештеңе жоқ, шикізат өте қолжетімді және оқпан ұнтағының қол жетімділігі көп ұзамай әмбебап болды.
Қара (немесе түтінді) мылтық сол кезде әмбебап жарылғыш зат болды. Дірілдеген де, домалаған да емес, ол көптеген жылдар бойы снаряд ретінде де, алғашқы бомбаларға - қазіргі заманғы оқ -дәрілердің прототиптері үшін толтыру ретінде де қолданылған. ХІХ ғасырдың бірінші үштен бірінің соңына дейін мылтық прогресс қажеттіліктерін толық қанағаттандырды. Бірақ ғылым мен өндіріс бір орнында тұрмады, көп ұзамай өзінің сыйымдылығының аздығынан уақыт талабына жауап беруді тоқтатты. Мылтық монополиясының аяқталуын 17 ғасырдың 70 жылдарына жатқызуға болады, сол кезде А. Лавуазье мен С. Бертолле Бертолле ашқан калий хлораты негізінде бертоллет тұзының өндірісін ұйымдастырды (бертоллет тұзы).
Бертолле тұзының тарихын Клод Бертолле жақында Карл Шеле ашқан хлордың қасиеттерін зерттеген сәттен бастау алады. Хлорды калий гидроксидінің ыстық концентрацияланған ерітіндісінен өткізе отырып, жаңа зат алды, оны кейін химиктер калий хлораты деп атады, химиктер - Бертоллет тұзы. Бұл 1786 жылы болды. Ібілістің тұзы ешқашан жаңа жарылғыш затқа айналмағанымен, ол өз рөлін атқарды: біріншіден, ол тозған «соғыс құдайының» жаңа алмастырушыларын іздеуге ынталандыру болды, екіншіден, ол жарылғыш заттардың жаңа түрлерінің негізін қалаушы болды. бастамашылар.
Жарылғыш май
Ал 1846 жылы химиктер екі жаңа жарылғыш зат - пироксилин мен нитроглицерин ұсынды. Туринде итальян химигі Аскагно Собреро глицеринді азот қышқылымен (нитрлеу) майлы мөлдір сұйықтық - нитроглицерин түзу үшін жеткілікті екенін анықтады. Ол туралы алғашқы басылған есеп 1847 жылы 15 ақпанда L'Institut журналында (XV, 53) жарияланды және ол кейбір дәйексөзге лайық. Бірінші бөлімде былай делінген:
«Аскагно Собреро, туриндік техникалық химия профессоры, проф. Пелузом хабарлағандай, ол азот қышқылының әсерінен әр түрлі органикалық заттарға, атап айтқанда, қамыс қантына, декстритке, сүтті қантқа жарылғыш заттарды қабылдап келеді. Собреро азот пен күкірт қышқылдарының қоспасының глицеринге әсерін зерттеді, және тәжірибе оған мақта тәрізді зат алынғанын көрсетті … »
Бұдан басқа, нитраттау экспериментінің сипаттамасы бар, оны тек органикалық химиктер қызықтырады (және де тек тарихи тұрғыдан), бірақ біз тек бір ерекшелікті атап өтеміз: целлюлозаның нитро-туындылары, сондай-ақ олардың жарылу қабілеті., бұрыннан белгілі болды [11].
Нитроглицерин жарылғыш заттардың ішіндегі ең қуаттысы және сезімталдығының бірі болып табылады және қолданған кезде ерекше күтімді және мұқият болуды қажет етеді.
1. Сезімталдық: оқпен атудан жарылуы мүмкін. 10 келі шәйнекпен соққыға сезімталдық 25 см биіктіктен төмендеді - 100%. Жану детонацияға айналады.
2. Жарылғыш түрлендіру энергиясы - 5300 Дж / кг.
3. Детонация жылдамдығы: 6500 м / с.
4. Брисанс: 15-18 мм.
5. Жарылу қаупі: 360-400 текше метр. қараңыз [6].
Нитроглицеринді қолдану мүмкіндігін 1853-1855 жылдары Қырым соғысы кезінде әскери инженер В. Ф. Петрушевскиймен бірге көп мөлшерде нитроглицерин шығарған атақты орыс химигі Н. Н. Зинин көрсетті.
Қазан университетінің профессоры Н. Н. Зинин
Әскери инженер В. Ф. Петрушевский
Бірақ нитроглицеринде тұратын шайтан зұлым және бүлікші болып шықты. Бұл заттың сыртқы әсерге сезімталдығы жарылғыш сынаптан сәл ғана төмен екені белгілі болды. Ол нитрлеу кезінде жарылып кетуі мүмкін, оны шайқауға, қыздыруға, салқындатуға немесе күнге шығаруға болмайды. Сақтау кезінде ол жарылып кетуі мүмкін. Егер сіз оны сіріңкемен өртеп жіберсеңіз, ол тыныш күйіп кетуі мүмкін …
19 -шы ғасырдың ортасында қуатты жарылғыш заттарға деген қажеттілік соншалықты үлкен болды, көптеген апаттарға қарамастан, нитроглицерин жару жұмыстарында кеңінен қолданыла бастады.
Зұлым шайтанды тежеуге тырысқандар көп болды, бірақ бапкердің даңқы Альфред Нобельге бұйырды. Бұл жолдың көтерілістері мен төмендеуі, сондай -ақ осы затты сатудан түсетін табыстың тағдыры туралы көпшілік біледі және автор олардың егжей -тегжейіне тоқталудың қажеті жоқ деп санайды.
Инертті толтырғыштың тесіктеріне «сығылып» (және бірнеше ондаған заттар сыналды, олардың ішіндегі ең жақсысы инфузорлы топырақ болды - кеуекті силикат, оның көлемінің 90% нитроглицеринді ашкөздікпен сіңіретін тесіктерге түседі), нитроглицерин өзінің барлық жойқын күшін сақтай отырып, әлдеқайда «мейірімді» бола бастады. Өздеріңіз білетіндей, Нобель шымтезекке ұқсайтын бұл қоспаны «динамит» атауын берді (гректің «dinos» - күшінен шыққан). Тағдырдың ирониясы: Нобель динамит өндіруге патент алғаннан кейін бір жыл өткен соң Петрушевский нитроглицеринді магнезиямен толығымен дербес араластырады және кейінірек «орыс динамиті» деп аталатын жарылғыш заттарды алады.
Нитроглицерин (дәлірек айтсақ, глицерин тринитрат) - глицерин мен азот қышқылының толық эфирі. Ол әдетте глицеринді күкірт -азот қышқылының қоспасымен өңдеу арқылы алынады (химиялық тілде - эфирлену реакциясы):
Нитроглицериннің жарылуы көп мөлшерде газ тәрізді өнімдердің бөлінуімен жүреді:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
Эстерификация дәйекті түрде үш сатыда жүреді: біріншісінде глицерин мононитраты, екіншісінде - глицерин динитраты, үшіншісінде - глицерин тринитраты. Нитроглицериннің толық шығуы үшін азот қышқылының 20% артық теориялық талап етілген мөлшерден асып түседі.
Нитраттау мұзды су ваннасында фарфордан жасалған кастрюльдерде немесе қорғасын ыдыстарда жүргізілді. Бір жүгіруде шамамен 700 г нитроглицерин алынды, ал бір сағат ішінде мұндай операциялар 3-4-те жүргізілді.
Бірақ өсіп келе жатқан қажеттіліктер нитроглицерин өндіру технологиясына өзіндік түзетулер енгізді. Уақыт өте келе (1882 ж.) Нитраторларда жарылғыш заттарды өндіру технологиясы жасалды. Бұл жағдайда процесс екі кезеңге бөлінді: бірінші кезеңде глицерин күкірт қышқылының жарты мөлшерімен араласады, осылайша бөлінетін жылудың көп бөлігі пайдаланылады, содан кейін азот пен күкірт қышқылдарының дайын қоспасы қолданылады. сол кемеге енгізілді. Осылайша, негізгі қиындықты болдырмауға болады: реакциялық қоспаның шамадан тыс қызып кетуі. Араластыру 4 атм қысымда сығылған ауамен жүргізіледі. Процестің өнімділігі 20 кг ішінде 10 - 12 градуста 100 кг глицерин құрайды.
Нитроглицерин (1, 6) мен қалдық қышқылдың (1, 7) меншікті салмағы әр түрлі болғандықтан, ол жоғарыдан өткір интерфейспен жиналады. Нитрациядан кейін нитроглицерин сумен жуылады, содан кейін қышқыл қалдықтарынан содамен жуылады және қайтадан сумен жуылады. Процестің барлық кезеңдерінде араластыру сығылған ауамен жүзеге асырылады. Кептіру кальциленген ас тұзының қабаты арқылы сүзу арқылы жүзеге асады [9].
Көріп отырғаныңыздай, реакция өте қарапайым (19 -шы ғасырдың аяғында қолданбалы химияның қарапайым ғылымын меңгерген «бомбалаушылар» көтерген терроризм толқынын еске түсіріңіз) және «қарапайым химиялық процестер» санына жатады (А. Стетбахер). Нитроглицериннің кез келген мөлшерін қарапайым жағдайда жасауға болады (қара ұнтақты дайындау онша оңай емес).
Реагенттердің шығыны келесідей: 150 мл нитроглицерин алу үшін сізге: 116 мл глицерин; 1126 мл концентрацияланған күкірт қышқылы;
649 мл азот қышқылы (концентрациясы кемінде 62%).
Соғыстағы динамит
Динамит алғаш рет 1870-1871 жылдардағы франко-пруссиялық соғыс кезінде қолданылды: пруссиялық саперлер француз бекіністерін динамитпен жарып жіберді. Бірақ динамит қауіпсіздігі салыстырмалы болып шықты. Әскерилер бірден оқпен атылғанда, ол өзінің ата -бабасынан гөрі нашар жарылатынын, ал кейбір жағдайларда жану жарылысқа айналатынын бірден білді.
Бірақ қуатты оқ -дәрілер алуға деген азғырулар қарсы болмады. Қауіпті және күрделі эксперименттер арқылы, егер жүктеме бірден емес, бірте -бірте снарядтың үдеуін қауіпсіз шектерде сақтаса, динамит жарылмайтынын білуге болады.
Техникалық деңгейдегі мәселенің шешімі сығылған ауаны қолданудан көрінді. 1886 жылдың маусымында Америка Құрама Штаттары армиясының 5 -ші артиллериялық полкінің лейтенанты Эдмунд Людвиг Г. Зелинский американдық инженерлік жобаның түпнұсқалық конструкциясын сынап, жетілдірді. Калибрі 380 мм және ұзындығы 15 м пневматикалық зеңбір 140 атмға дейін сығылған ауаның көмегімен ұзындығы 3,35 м снарядтарды 227 кг динамитке 1800 мА снарядтың ұзындығында 1,83 м 51 кг. динамит және барлығы 5 мың м
Қозғалыс күші қысылған ауаның екі цилиндрімен қамтамасыз етілді, ал үстіңгісі құралға икемді шлангпен қосылды. Екінші цилиндр үстіңгі цилиндрді тамақтандыруға арналған резерв болды, ал оның ішіндегі қысым жерге көмілген бу сорғысының көмегімен сақталды. Динамитке тиелген снаряд дарт тәрізді болды - артиллериялық жебе және 50 фунт снаряд болды.
Кембридж герцогы армияға Милфорд -Хейвенде осындай жүйені сынауды бұйырды, бірақ тапанша нысанаға тигенге дейін барлық қару -жарағын пайдаланды, бірақ ол өте тиімді түрде жойылды. Америкалық адмиралдар жаңа зеңбірекке риза болды: 1888 жылы жағалаудағы артиллерияға 250 динамит зеңбірегін жасауға ақша шығарылды.
1885 жылы Зелинский армия мен флотта динамит снарядтары бар пневматикалық зеңбіректерді енгізу үшін пневматикалық қару -жарақ компаниясын құрды. Оның эксперименттері пневматикалық қарудың болашағы бар жаңа қару туралы айтуға әкелді. АҚШ Әскери-теңіз күштері 1888 жылы 944 тонналық «Везувий» динамит крейсерін жасап шығарды, оның үшеуі 381 мм.
«Динамит» крейсерінің диаграммасы «Везувий»
[ортада]
Оның стационарлық қаруы осылай көрінді[/орталық]
Бірақ таңқаларлық нәрсе: бірнеше жылдан кейін ынта көңілсіздікке жол берді. «Испан-американдық соғыс кезінде,-деді американдық артиллеристер,-бұл мылтық ешқашан дұрыс жерге тиіп кетпеді». Бұл зеңбірек туралы емес, артиллеристердің дәл ату қабілеті мен зеңбіректердің қатаң бекітілуі туралы болмаса да, бұл жүйе одан әрі дами алмады.
1885 жылы Голландия өзінің №4 сүңгуір қайығына Зелинскийдің зеңбірегін орнатты. Алайда, мәселе өзінің практикалық сынақтарына келмеді, tk. қайық ұшыру кезінде ауыр апатқа ұшырады.
1897 жылы Голландия өзінің No8 сүңгуір қайығын жаңа Зелинский зеңбірекпен қайта қаруландырды. Қару-жарақ 18 дюймдік (457 мм) үш Уайтхед торпедасы бар садақ торпедалық түтіктен, сондай-ақ динамит снарядтарына арналған Зелинский артқы пневматикалық қарудан (7 раунд 222 фунт. 100,7 кг) әрқайсысы). Алайда, қайықтың көлемімен шектелген тым қысқа бөшкеге байланысты бұл зеңбіректің атыс қашықтығы қысқа болды. Практикалық түсірілімнен кейін өнертапқыш оны 1899 жылы бөлшектеді.
Болашақта Голландия да, басқа конструкторлар да суасты қайықтарына миналар мен динамит снарядтарын ататын қару (аппарат) орнатпады. Мылтық Зелинский байқалмады, бірақ тез сахнадан кетті [12].
Нитроглицериннің ағасы
Химиялық тұрғыдан глицерин - үш атомды спирттер класының ең қарапайым өкілі. Оның екі атомдық аналогы бар - этиленгликоль. Нитроглицеринмен танысқаннан кейін химиктер оны пайдалану ыңғайлы болар деп үміттеніп, этиленгликольге назар аударғаны таңқаларлық емес пе?
Бірақ бұл жерде де жарылғыш заттардың шайтандығы өзінің қыңыр мінезін көрсетті. Динитроэтиленгликолдың сипаттамалары (бұл жарылғыш зат ешқашан өз атын алмаған) нитроглицериннен айтарлықтай ерекшеленбеді:
1. Сезімталдық: 2 кг жүктеме 20 см биіктіктен құлаған кездегі детонация; үйкеліске, отқа сезімтал.
2. Жарылғыш түрлендіру энергиясы - 6900 Дж / кг.
3. Детонация жылдамдығы: 7200 м / с.
4. Брисанс: 16,8 мм.
5. Жарылу қаупі жоғары: 620-650 текше метр. см.
Оны алғаш рет Генри 1870 ж. Алды. Ол нитроглицеринді дайындауға ұқсас процедураға сәйкес этиленгликольді мұқият нитраттау арқылы алынады (нитраттау қоспасы: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; қатынасы - 1 -ден 5 -ке дейін). этиленгликоль).
Нитраттау процесін төмен температурада жүргізуге болады, бұл жоғары өнімділікке бейімділік [7, 8].
Жалпы алғанда, DNEG сезімталдығы NG -ге қарағанда біршама төмен болғанына қарамастан, оны қолдану айтарлықтай артықшылықтарға уәде бермеді. Егер біз бұған NG -ге қарағанда жоғары құбылмалылықты және шикізаттың төмен болуын қосатын болсақ, онда бұл жолдың ешқайда апармағаны белгілі болады.
Алайда, ол мүлдем пайдасыз болып шықпады. Алғашында ол динамитке қоспа ретінде қолданылды, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде глицерин жетіспеушілігінен ол түтінсіз ұнтақтардағы нитроглицериннің орнына қолданылды. Мұндай ұнтақтардың DNEG тұрақсыздығына байланысты сақтау мерзімі қысқа болды, бірақ соғыс жағдайында бұл онша маңызды болмады: оларды ұзақ уақыт бойы ешкім сақтамайтын болды.
Кристиан Шёнбейн алжапқышы
Егер 19 ғасырдың соңына қарай басқа нитроэфир өндірудің индустриалды технологиясы келмесе, әскерилер нитроглицеринді тыныштандыру жолдарын іздеуге қанша уақыт жұмсайтыны белгісіз. Қысқаша айтқанда, оның пайда болу тарихы былай [16].
1832 жылы француз химигі Анри Браконне крахмал мен ағаш талшықтарын азот қышқылымен өңдегенде тұрақсыз, тез тұтанатын және жарылғыш зат пайда болғанын, оны ксилоидин деп атады. Рас, мәселе тек осы жаңалық туралы хабармен шектелді. Алты жылдан кейін, 1838 жылы тағы бір француз химигі Теофил-Жюль Пелуза қағаз бен картонды дәл осылай өңдеп, ұқсас материал шығарды, оны ол нитрамидин деп атады. Кім ойлайды, бірақ нитрамидинді техникалық мақсаттарда қолданудың мүмкін еместігіне оның тұрақтылығының төмендігі себеп болды.
1845 жылы швейцариялық химик Кристиан Фридрих Шёнбейн (ол кезде озонның ашылуымен әйгілі болған) өзінің зертханасында эксперименттер жүргізді. Әйелі оған колбаларын асханаға әкелуге қатаң тыйым салды, сондықтан ол экспериментті ол болмаған кезде аяқтауға асығып, үстелге каустикалық қоспаны төгіп жіберді. Жанжалды болдыртпау үшін ол швейцариялық дәлдіктің ең жақсы дәстүрінде оны жұмыс алжапқышымен сүртті, өйткені қоспасы тым көп емес. Содан кейін, сонымен қатар швейцариялық үнемшілдік дәстүрінде ол алжапқышты сумен жуып, кептіру үшін пештің үстіне іліп қойды. Ол қанша уақытқа созылғанына қарамастан, тарих үнсіз, бірақ фартук кептірілгеннен кейін кенеттен жоғалып кеткені белгілі. Сонымен қатар, ол үнсіз, ағылшынша, бірақ қатты, тіпті сиқырлы деп айтуға болады: жарқылда және қатты шапалақта. Бірақ Шёнбейннің назарын аударған нәрсе мынада: жарылыс түтіннің кішкене түтінінсіз -ақ болды!
Шёнбейн нитроцеллюлозаны бірінші болып ашпаса да, оның ашылуының маңыздылығы туралы қорытынды жасауды тағайындаған. Сол кезде артиллерияда қара ұнтақ қолданылды, ол мылтықтарды ластаған күйе, оларды ату арасындағы аралықта тазалау керек болды, ал бірінші әуеден кейін түтіннің шымылдығы пайда болды, олар соқыр соғысуға мәжбүр болды. Қара түтіннің түтіні батареялардың орналасқан жерін жақсы көрсеткенін айтудың қажеті жоқ. Өмірді жарқын еткен жалғыз нәрсе - жаудың сол қалпында екенін түсіну. Сондықтан, әскерилер түтін шығаратын жарылғыш затқа құлшыныспен қарады, сонымен қатар ол қара ұнтақтан да күшті.
Қара ұнтақтың кемшіліктерінен айырылған нитроцеллюлоза түтінсіз ұнтақ өндірісін құруға мүмкіндік берді. Және сол кездегі дәстүр бойынша олар оны отын ретінде де, жарылғыш зат ретінде де қолдануға шешім қабылдады. 1885 жылы көптеген эксперименттік жұмыстарды жүргізгеннен кейін француз инженері Пол Виль бірнеше килограмм пироксилинді ұнтақ алып, сынақтан өткізді, ол «В» - бірінші түтінсіз ұнтақ. Сынақтар жаңа отынның артықшылықтарын дәлелдеді.
Алайда әскери қажеттіліктерге арналған көп мөлшерде нитроцеллюлоза өндірісін құру оңай болған жоқ. Нитроцеллюлоза шайқастар мен фабрикаларды күтуге тым шыдамсыз болды, әдетте нитроглицерин өндірісімен бәсекелескендей, ауаға өте тұрақты түрде ұшып кетті. Пироксилинді өнеркәсіптік өндіру технологиясының дамуы басқа жарылғыш зат сияқты кедергілерді жеңуге мәжбүр болды. Бұл түпнұсқалық талшықты жарылғыш қолдануға жарамды болғанға дейін және өнімді ұзақ сақтау кезінде жарылысқа қарсы кепілдік беретін көптеген құралдар мен әдістер табылғанға дейін әр түрлі елдердің зерттеушілерінің бірқатар жұмыстарын жүргізу үшін ширек ғасыр қажет болды. «Қалай болғанда да» өрнегі - бұл әдеби құрал емес, химиктер мен технологтардың тұрақтылық критерийлерін анықтауда кездескен қиындықтарының көрінісі. Тұрақтылық критерийлерін анықтауға деген көзқарастар туралы нақты пікір болған жоқ, және бұл жарылғышты қолдану аясының одан әрі кеңеюімен тұрақты жарылыстар осы ерекше күрделі эфирдің мінез -құлқының жұмбақ ерекшеліктерін ашты. Джеймс Девар мен Фредерик Абель 1891 жылға дейін қауіпсіз технологияны таба алды.
Пироксилин өндірісі көптеген көмекші құрылғылар мен ұзақ технологиялық процесті қажет етеді, онда барлық операциялар бірдей мұқият және мұқият орындалуы керек.
Пироксилин өндірісінің бастапқы өнімі - бұл целлюлоза, оның ең жақсы өкілі мақта. Табиғи таза целлюлоза - крахмалдың жақын туысы болып табылатын глюкоза қалдықтарынан тұратын полимер: (C6H10O5) n. Сонымен қатар, қағаз фабрикаларының қалдықтары тамаша шикізат бере алады.
Талшықты нитраттау өнеркәсіптік масштабта 19 ғасырдың 60 -жылдарында игерілді және одан әрі центрифугаларда айналатын керамикалық қазандарда жүргізілді. Алайда, ғасырдың аяғында бұл қарабайыр әдіс американдық технологиямен ығыстырылды, дегенмен бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде ол өзінің арзандығына және қарапайымдылығына (дәлірек айтқанда, примитивизм) байланысты қайта жанданды.
Тазартылған мақта нитраторға тиеледі, 15 кг талшықты 900 кг қоспаның негізінде нитрлейтін қоспаны (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, су - 7%) қосады, бұл 25 кг пироксилиннің шығымдылығын береді..
Нитраторлар төрт реактор мен бір центрифугадан тұратын батареяларға қосылады. Нитраторларға экстракция уақытына тең уақыт аралығы (шамамен 40 минут) жүктеледі, бұл процестің үздіксіздігін қамтамасыз етеді.
Пироксилин - целлюлоза нитратының әр түрлі дәрежесі бар өнімдер қоспасы. Күкірт қышқылының орнына фосфор қышқылын қолдану арқылы алынған пироксилин жоғары тұрақтылыққа ие, бірақ бұл технология өзінің жоғары құны мен өнімділігінің төмендігіне байланысты тамыр жайған жоқ.
Престелген пироксилин өздігінен тұтанатын қасиетке ие және оны ылғалдандыру қажет. Пироксилинді жуу және тұрақтандыру үшін пайдаланылатын суда сілтілік агенттер болмауы керек, себебі сілтілі жою өнімдері аутотығу катализаторы болып табылады. Қажетті ылғалдылыққа дейін соңғы кептіруге абсолютті спиртпен шаю арқылы қол жеткізіледі.
Бірақ суланған нитроцеллюлоза да қиындықсыз емес: ол көгеруді тудыратын микроорганизмдермен ластануға бейім. Бетін балауызбен қорғаңыз. Дайын өнім келесі сипаттамаларға ие болды:
1. Пироксилиннің сезімталдығы ылғалдылыққа өте тәуелді. Құрғақ (3-5% ылғалдылық) ашық жалыннан немесе ыстық металдың жануынан оңай бұрылады, бұрғылау, үйкеліс. Ол 2 кг жүктеме 10 см биіктіктен құлаған кезде жарылады. Ылғалдылық жоғарылаған кезде сезімталдық төмендейді және 50% су кезінде жарылыс қабілеті жоғалады.
2. Жарылғыш түрлендіру энергиясы - 4200 МДж / кг.
3. Детонация жылдамдығы: 6300 м / с.
4. Брисанс: 18 мм.
5. Жарылу қаупі жоғары: 240 текше метр. см.
Сонымен қатар, кемшіліктерге қарамастан, химиялық тұрғыдан тұрақты пироксилин нитроглицерин мен динамитке қарағанда әскерге сәйкес келеді, оның сезімталдығын оның ылғалдылығын өзгерту арқылы реттеуге болады. Сондықтан сығылған пироксилин миналар мен снарядтардың оқтұмсықтарын жабдықтау үшін кеңінен қолданыла бастады, бірақ уақыт өте келе бұл теңдесі жоқ өнім хош иісті көмірсутектердің нитратталған туындыларына жол берді. Нитроцеллюлоза жарылғыш зат ретінде қалды, бірақ жарылғыш зат ретінде ол мәңгілікке өткенге кетті [9].
Ұшқыш желе және нитроглицерин бар
«Қара ұнтақ … жану кезінде пайда болатын көрінбейтін құбылыстарды ғылыми зерттеу арқылы одан әрі жетілдірудің барлық мүмкіндіктерін білдіреді. Түтінсіз мылтық - бұл елдердің қуаты мен олардың ғылыми дамуының арасындағы жаңа дәнекер. Осы себепті, мен орыс ғылымының жауынгерлерінің бірі бола отырып, күш -қуатым мен жылдарымда түтінсіз оқпанның міндеттерін талдауға батылым жетпеді … »
Оқырман, тіпті химия тарихынан аздап хабардар болса да, бұл сөздердің кімнің сөзі екенін - орыстың тамаша химигі Д. И. Менделеев білген шығар.
Менделеев өмірінің соңғы жылдары - 1890-1897 жылдары химиялық білім саласы ретінде поррочелиге көп күш пен назар аударды. Бірақ, әдеттегідей, дамудың белсенді кезеңінің алдында білімді ой елегінен өткізу, жинақтау және жүйелеу кезеңі басталды.
Мұның бәрі 1875 жылы қажымайтын Альфред Нобельдің тағы бір жаңалық ашқанынан басталды: нитроглицерин құрамындағы нитроцеллюлозаның пластикалық және серпімді ерітіндісі. Ол қатты форманы, жоғары тығыздықты, қалыптаудың қарапайымдылығын, концентрацияланған энергияны және жоғары атмосфералық ылғалдылыққа сезімталдықты сәтті біріктірді. Көмірқышқыл газына, азот пен суға толық күйдірілген желе құрамында 8% динитроцеллюлоза мен 92% нитроглицерин болды.
Техник Нобельден айырмашылығы, Д. И. Менделеев таза ғылыми көзқарасқа сүйенді. Ол өзінің зерттеулерінің негізінде мүлдем нақты және химиялық қатаң негізделген идеяны қойды: жану кезінде қажетті зат салмақ бірлігіне максималды газ тәрізді өнімдер шығаруы керек. Химиялық тұрғыдан алғанда, бұл көміртекті газ тәрізді оксидке, сутегіні суға және тотығу қабілетіне осы процесті толық энергиямен қамтамасыз ету үшін оттегінің жеткілікті мөлшерде болуын білдіреді. Толық есептеу келесі құрамның формуласына әкелді: C30H38 (NO2) 12O25. Жану кезінде сіз мыналарды алуыңыз керек:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
Мұндай құрамы бар заттың мақсатты синтездеу реакциясын жүргізу оңай жұмыс емес, сондықтан қазіргі кезде 7-10% нитроцеллюлоза мен 90-93% нитроглицерин қоспасы қолданылды. Азот құрамының пайызы шамамен 13, 7%құрайды, бұл пироколлодия үшін бұл көрсеткіштен сәл асып түседі (12, 4%). Операция ерекше қиын емес, күрделі жабдықты пайдалануды қажет етпейді (ол сұйық фазада жүргізіледі) және қалыпты жағдайда жүреді.
1888 жылы Нобель нитроглицерин мен колоксилиннен (азотталған талшықтан) жасалған, пороксилиннің түтінсіз ұнтақ тәрізді ұнтаққа патент алды. Бұл композиция әр түрлі техникалық атаулармен осы уақытқа дейін іс жүзінде өзгермеген, олардың ішіндегі ең атақтысы - кордит пен баллистит. Негізгі айырмашылық нитроглицерин мен пироксилин арасындағы қатынаста (кордитте ол жоғары) [13].
Бұл жарылғыш заттардың бір -бірімен қандай байланысы бар? Кестеге қарайық:
Кесте 1.
ВВ …… Сезімталдық…. Энергия… Жылдамдық …… Брисанс… Жоғары жарылғыштық
……… (жарылыстардың кг / см /%)….жарылыс….тетонация
GN ……….2 / 4 /100 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
DNEG …… 2/10/100 ……….. 6900 ……… 7200 …….
СҚ ……… 25/2/10 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 240
Барлық жарылғыш заттардың сипаттамалары бір -біріне өте ұқсас, бірақ физикалық қасиеттерінің айырмашылығы оларды қолданудың әр түрлі орнын анықтады.
Жоғарыда көргеніміздей, нитроглицерин де, пироксилин де әскерилерді мінезімен қуантпады. Бұл заттардың тұрақтылығының төмендігі, меніңше, бетінде жатыр. Екі қосылыс (немесе үш - санау және динитроэтиленгликоль) эфир класының өкілдері. Ал эфир тобы химиялық төзімділік бойынша көшбасшылардың бірі емес. Керісінше, оны бөтен адамдардың арасынан табуға болады. Нитро тобы, құрамында азот бар, ол үшін таңғажайып тотығу дәрежесі +5, тұрақтылықтың үлгісі де емес. Бұл күшті тотықтырғыштың спирттердің гидроксил тобы сияқты жақсы тотықсыздандырғышпен симбиозы сөзсіз көптеген жағымсыз салдарға әкеледі, олардың ішіндегі ең жағымсызы - қолдану кезіндегі қыңырлық.
Неліктен химиктер мен әскерилер олармен көп уақыт өткізді? Менің ойымша, көптеген және көптеген жеңді. Әскери - бұл жоғары күш пен шикізаттың болуы, бұл әскердің жауынгерлік тиімділігін арттырды және оны соғыс уақытында жеткізуге сезімтал етті. Технологтар - жұмсақ синтез жағдайлары (жоғары температураны және жоғары қысымды қолданудың қажеті жоқ) және технологиялық ыңғайлылық (көп сатылы процестерге қарамастан, барлық реакциялар бір реакция көлемінде жүреді және аралық өнімдерді бөліп алуды қажет етпейді).
Өнімдердің практикалық шығымы да айтарлықтай жоғары болды (2 -кесте), бұл көп мөлшерде арзан азот қышқылының көздерін іздеуді қажет етпеді (күкірт қышқылына қатысты мәселе әлдеқайда ертерек шешілді).
Кесте 2.
ВВ …… 1 кг үшін реагенттердің шығыны….. Кезеңдер саны ….. Шығарылатын өнімдердің саны
……… Азот қышқылы.. Күкірт қышқылы
GN …….10 ………………………………………………………………………………………………
DNEG….16, 5 …………..16, 5 ………………………………………………………………
СҚ …….. 8, 5 …………… 25 ……………………………………… 1
Оқиға орнында жарылғыш заттар шайтанының жаңа бейнелері пайда болған кезде жағдай күрт өзгерді.
(Жалғасы бар)
