Для попаданца, каким-то образом получившего доступ к большим количествам азотной кислоты, может быть очень заманчивой идеей перейти на бездымный порох – ведь он имеет множество преимуществ. Даже Сайрес Смит из жюльверновского «Таинственного острова», имея под ногами залежи калийной селитры, посчитал, что пироксилин будет проще сделать, чем качественный черный порох. Пироксилин действительно можно сделать в глиняном горшке (даже на заводах долгое время нитровали целлюлозу именно в глиняных горшках). Однако с бездымный порохом не все так просто.
История нитроцеллюлозы началась в 1832 г, когда Анри Браконно обнаружил, что крахмал и древесные волокна под действием азотной кислоты превращаются в очень горючий и взрывчатый материал, названный ксилоидином. Чуть позже подобные эксперименты проводили Пелуз и Дюма, но получаемые вещества были весьма нестабильными и разлагались или загорались при хранении без видимой причины.
Только в 1846 г. Шонбейн смог приготовить нитроцеллюлозу в достаточно стабильной форме, для этого оказалось нужно всего лишь очень тщательно отмывать остатки кислот и высушивать при низкой температуре. В России Гесс и Фадеев проводили опыты с нитроцеллюлозой и выявили, что ее взрывчатые свойства превосходят дымный порох. Практическое применение нитроцеллюлоза получила после работ Абеля, который смог довести технологию до промышленного уровня, обнаружил высокую бризантность прессованного пироксилина (при инициированием капсюлем-детонатором с гремучей ртутью, а не простом поджигании), а также разработал простой метод анализа, позволяющий оценивать стабильность партий пироксилина в процессе производства и хранения (так называемая проба Абеля.
В зависимости от концентрации кислот в нитрующей смеси (обычно это смесь азотной и серной кислот), времени и температуры возможно получение нитроцеллюлозы с различной степенью нитрования и различными свойствами. Высоконитрованная целлюлоза, в которой пронитрованы практически все спиртовые группы (тринитрат целлюлозы), известна как пироксилин №1 и содержит 13-13,9% азота и растворима в ацетоне или этилацетате. При меньшей степени нитрования (12-13% азота) получается продукт с меньшей взрывчатой силой, пироксидин №2, растворимый не только в ацетоне и этилацетате, но и в спирто-эфирных смесях. Еще менее нитрованный коллоксилин (11-12% азота) очень хорошо растворима в спитроэфире и составляет основу коллодия и целлулоида.
Пироксилин достаточно быстро нашел применение как ВВ для начинения мин и снарядов в последней четверти XIX в, причем использовался влажный пироксилин №1 в виде сильно спрессованных шашек с 10% влажности, практически не чувствительный к ударам и трению, но легко взрывающийся с использованием гремучертутного детонатора и промежуточной шашки более восприимчивого сухого пироксилина (с 5% влажности). Однако эра пироксилина очень быстро закончилась – к ПМВ он был практически полностью вытеснен более мощными и менее требовательным к условиям хранения ВВ на основе ароматических нитросоединений.
Однако попытки применить нитроцеллюлозу в качестве метательного вещества поначалу были не успешны – рыхлая масса сгорала практически мгновенно, приводя к резкому скачку давления в канале ствола. Были попытки спрессовывать пироксилиновую массу или делать из пронитрованной ваты нити и шнуры, но результаты были неудовлетворительные. Появились пороха на основе слабонитрованной целлюлозы (9-10% азота) в смеси с калиевой или бариевой селитрой, такие пороха под названием малодымных ограниченно использовали в охотничьих и спортивных ружьях.
Все изменилось после того, как Вьель предложил растворять нитроцеллюлозу в спирто-эфирной смесь и высушивать – в этом случае получался твердый рогообразный материал, непроницаемый для пороховых газов и способный поэтому сгорать правильными слоями. В дальнейшем оказалось, что достаточно растворять лишь часть нитроцеллюлозы (например, используя смесь растворимого и нерастворимого в спиртоэфире пироксилинов, получая порох с оптимальным количеством азота около 12.5%) с образованием желеобразной массы, которую дальше прокатывали между горячили вальцами и полученный лист резали на зерна необходимых размеров. Желированную массу также можно было выдавливать из экструдера, получая зерна в виде лент или трубок, более подходящих для пушек. Такой порох – пироксилиновый или одноосновный – позволил существенно повысить скорость пули (см. ниже), при этом почти полное отсутствие твердых продуктов сгорание решило проблему засорения ствола нагаром и дыма при выстреле. Первыми приняли на вооружение порох Вьеля во Франции в 1884 г вместе с винтовкой Лебеля уменьшенного калибра (которую разрабатывали под малодымный зеленый порох на основе пикрата аммония и нитрата калия, но сразу же перевели на новый пироксилиновый), примеру быстро последовали остальные. Помимо нитроцеллюлозы добавляли стабилизаторы (например, анилин или дифениламин, нейтрализующие образующиеся при хранении пороха окислы азота) и пластифицирующие и флегматизирующие добавки (камфору, воск, дибутилфталат). Дмитрий Иванович Менделеев внес ощутимый вклад в развитие бездымных порохов, предложив оптимальную степень нитрации целлюлозы (пироколлодий с 12.5% азота, полностью желирующийся), позволяющей получать очень однородный продукт, и внес множество улучшений технологии производства.
Недостатком пироксилинового пороха являлось использование летучего растворителя, поэтому оказалось очень сложно делать пороховые зерна больших размеров, необходимые для длинноствольной и крупнокалиберной артиллерии, поскольку полностью высушивать их оказалось очень сложно (оставалось 5-7% растворителя), а улетучивание остатков растворителя сильно влияло на баллистические свойства при хранении и могло приводит к из растрескиванию. Но оказалось, что в качестве желирующего растворителя для пироксилина может выступать нитроглицерин. Нобель предложил желировать средненитрованный пироксилин нитроглицерином, такой порох получил название баллиститного. Похожий состав разработал Максим специально для своего пулемета. В Британии Адель и Дьюар разработали кордитные пороха из высоконитрованного пироксилина, нитроглицерина и вазелина в качестве флегматизатора, при это небольшое количество растворителя (ацетона) все же использовалось, но испарение его из смеси пироксилина с нитрогличерином происходило гораздо легче. Отсутствие летучего растворителя позволило получать пороховые зерна почти любого размера и формы, а наличие нитроглицерина в таких двухосновных порохах значительно повысило силу пороха. Позже, в годы ПМВ вместо нитроглицерина (когда закончились все жиры для производства глицерина) стали применять динитрат диэлиленгликоля, который желировал нитроцеллюлозу еще лучше и приводил к меньшему разгару ствола, а также другие нитроэфиры или ароматические нитросоединения (динитротолуол, нитронафталины).
В годы ПМВ начали производить трехосновные пороха для крупнокалиберных пушек, содержащие помимо нитроцеллюлозы и нитроэфиров еще нитрогуанидин (для уменьшения температуры сгорания и разгара ствола). Для повышения энергетических характеристик стали вводить все большее количество мощных ВВ типа ДИНА, гексогена, TNAZ и др., причем функция нитроцеллюлозы уменьшилась только до связующего компонента.
Все эти три типа порохов применяются по сей день – быстрогорящие пироксилиновые пороха в пистолетах и охотничьих ружьях, двухосновные пороха – в винтовках, пулеметах и полевой артиллерии, трехосновные пороха – в крупнокалиберных и танковых орудиях. Для снаряжения патронов стрелкового оружия в основном применяют сферический порох (одно- или двухосновный), получаемый очень безопасным и технологичным способом в водной эмульсии, и удобный для точного автоматического дозирования. В последних разработках пороха для артиллерийских систем делают вообще без нитроцеллюлозы, комбинируя гексоген или другие ВВ с эластомерным связующим типа полибутадиена, получая мощные пороха с низкой чувствительностью, не взрывающиеся при попадании снаряда или кумулятивной струи.
Преимущества бездымного пороха по сравнению с дымным состоят не только и не столько в отсутствии дыма и нагара и в большей энергоемкости, но и в способности гореть послойно, по нормали к поверхности. Черный порох способен гореть правильно только при запрессовке под очень большим давлением (до 3500 кгс/см2) – так производили бурый и шоколадный призматический порох во второй половине XIX в для появившихся стальных пушек, и замедлители в дистанционных трубках. Вариацией состава, размера и формы (дегрессивного или прогрессивного горения) пороховых зерен удается получить оптимальные характеристики горения под конкретный тип оружия, обеспечивая более плавный подъем давления при выстреле, умеренное пиковое давление и более высокое давления к моменту вылета снаряда. Растянутое во времени сгорание заряда позволяет увеличить количество пороха и общую энергию заряда пороха при том же максимальном давлении. Все это приводит к достижению высокой начальной скорости выстреливаемого снаряда. Часто встречается утверждение, что скорость горения бездымного пороха сильнее зависит от давления, чем для дымного, но это не совсем так – бездымный порох действительно горит очень медленно при атмосферном давлении, но при достижении определенного давления зависимость скорости горения от давления выходит на линейный участок. В диапазоне давлений 500-2000 атмосфер скорость горения одноосновного пироксилинового и дымного порохов отличается не более, чем на 20-30% (Горст, Пороха и взрывчатые вещества, Оборонгиз 1949 г, стр. 223).
Получается, что даже при наличии доступной азотной кислоты бездымный порох не такая простая задача для попаданца. Рыхлый пироксилин абсолютно не пригоден как метательное ВВ, изготовление же хотя бы простого пироксилинового пороха потребует серьезного оборудования и большого количества других компонентов. Бездымный порох абсолютно непригоден для ружей и мушкетов с фитильным и искровым замком, так как очень трудно загорается (хотя и имеет более низкую температуру воспламенения, чем черный порох) и до достижения давления форсирования, обеспечиваемого капсюлем-воспламенителем, горит очень медленно. Для дульнозарядного оружия бездымный порох также малопригоден из-за высокой чувствительности к массе заряда и плотности заряжания – отклонения в 5-10% приводят или к затяжным выстрелам и неполному сгоранию пороха, или опасному повышению давления в стволе. Давление, развиваемое при выстреле бездымным порохом, требует соответствующих материалов стволов винтовой и пушек – не сварочного железа, чугуна и бронзы, а литой стали.
Какие же могут быть альтернативы? Если основная задача состоит в уменьшении дымности при выстреле и нагара в стволе, решением будет использование перхлората аммония. Если же попаданец каким-то образом сможет сильно раньше внедрить литую сталь и глубокое сверление, то для заряжания длинноствольных дальнобойных пушек более пригодным окажется что-то вроде смесевых порохов на основе нитратов или перхлоратов в качестве окислителя и связующего (шеллака, каучука, или даже сахара, как в карамельном топливе) как горючего. Из подобных составов можно изготавливать плотные зерна, непроницаемые для пороховых газов и поэтому сгорающих правильными слоями, что и требуется. Скорость горения подобных составов достаточно легко регулировать в очень широких пределах, используя катализаторы (оксиды железа, меди, свинца, или же бихромат калия, гексацианоферрат калия) и флегматизаторы (подойдет канифоль).
Отличная статья! Все подробно и доходчиво.
Спс
С хорошим почином.
Источники не подскажете(кроме Горста)?
—
// Давление, развиваемое при выстреле бездымным порохом, требует соответствующих материалов стволов винтовой и пушек – не сварочного железа, чугуна и бронзы,
Ну не знаю. Бронзовые пушки и в 20ом веке использовались https://ru.wikipedia.org/wiki/75-%D0%BC%D0%BC_%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D1%83%D1%88%D0%BA%D0%B0_%D0%9C15 правда там емнип ствол упрочнялся протягиванием чушек увеличивающегося диаметра — получалось что-то вроде наклепа.
На худой конец можно и уменьшить давление как тут https://strangernn.livejournal.com/1536866.html
—
// Часто встречается утверждение, что скорость горения бездымного пороха сильнее зависит от давления, но это не совсем так – бездымный порох действительно горит очень медленно при атмосферном давлении
корни наверно отсюда
// Сильная зависимость горения дымного пороха от давления окружающего воздуха затрудняет его применение в зенитных боеприпасах, взрывающихся на высоте с давлением значительно ниже нормального атмосферного. При опытах выяснилось, что при давлении около 450 мм рт. ст. начинается частичное затухание горящего дымного пороха в дистанционных трубках (гаснет порох примерно в 20—30 % трубок), а при давлениях ниже 350 мм все трубки затухают. Скорость горения дымного пороха, запрессованного в дистанционные трубки, при сжигании на воздухе — 8—10 мм/с[12]. Но при этом дымный порох практически нечувствителен, в отличие от бездымного, к изменениям температуры воздуха
—
подробное описание процесса https://archive.org/stream/cartridgemanufac00hamirich/cartridgemanufac00hamirich_djvu.txt — искать Manufacture of Smokeless Powder. — The
—
//проба Абеля.
закрыть скобку
Источники — еще ЭСБЕ, Курс порохов (1946), что-то из англоязычного (ссылки не сохранил).
//Ну не знаю. Бронзовые пушки и в 20ом веке использовались//
М75 и М99 — да, с бронзовым, а насчет М15 не уверен, может там все таки стальной лейнер?
И опять же, ганметалл 1800-х (склонный к ликвации, крупнозернистый из-за отливки в песчаную форму и раскисленный дразнением березовой палкой) и бронза 1900-х (раскисленная фосфором (про фосфор статья тоже готова, пока на утверждении), отлитая в металлическую форму и подвергнутая дополнительной обработке) по сопротивлению разрыва сильно отличаются.
Можно конечно стрелять безлымным порохом из пушек времен наполеоновских войн, но преимуществ перед дымный порохом практически не будет, кроме собственно бездымности.
//На худой конец можно и уменьшить давление как тут// это интересный вариант, особенно доя попаданца, которому прийдется начинять гранаты всякими хлоратитами и динамитами. Обычно давления все же побольше (в 12к гладкостволе 700 атм (1000 атм патрон для огневой пробы),в 9мм пар — 2000 атм, в мосинке — 2800 или 3200 в зависимости от пули, в артиллерии — еще выше).
> На худой конец можно и уменьшить давление
Скорее, просто стенки утолщить. Ну и профиль под порох скорректировать.
Хорошая статья по популяризации бездымного пороха как такового, но почти нет инфы о попаданческих вариантах оного.
А всё — безбла… тьфу, т.е. восприятие общепринятых в РИ вариантов нитроцеллюлозного пороха как единственно возможных. Вот тут я с автором и поспорю.
1. Сложность воспламенения нитроцеллюлозного пороха — она не потому, что господом так предписано, а потому, что никому в РИ не нужно было её повышать, все работали в обратном направлении.
Эта сложность воспламенения и сложность качественной желатинизации — вполне могут нейтрализовывать друг друга. И флегматизировать (частично) нитроцеллюлозу описанными в статье для селитряных/(пер)хлоратных порохов методами — никто не запрещает. Также, никто не запрещает использовать совсем или почти совсем нефлегматизированную нитроцеллюлозу как затравку — а нитровата к пламени чувствительнее той же мякоти ЧП, насколько я её знаю.
2. Насчёт неприменимости даже пассивного бездымного пороха из РИ с фитильным замком — не соглашусь совсем. В детстве регулярно поджигал мелкочешуйчатый охотничий бездымный порох фитилями — абсолютно без проблем. Т.е. геометрия зёрен — решает. Но и безотносительно геометрии — поджигание фитилём очень эффективно, в отличие от кремня (и даже капсюля), тут я не вижу проблем совершенно.
3. Возвращаясь к сложности желатинирования… если уж попаданец сварил нитроцеллюлозу — то он и нитроглицерин сварил, причём второго — первым, как более актуального. Ацетон (если вообще с ним заморачиваться) легко доступен из ацетата кальция. Так что растворитель не проблема.
Опять же, можно сразу делать монолитные заряды (с любым связующим), и регулировать чувствительность и скорость каналами. Штамп с иголочками нужной длины и плотности — и ОК. Безгильзовый патрон, в отсутствие конкуренции, вполне вероятен уже тогда :).
Т.е. если есть серняга и селитра — всё остальное решаемо (и IMHO не сложнее, чем качественный ЧП сделать — т.е. если стартовать «с нуля», не имея ни того ни другого — то я бы пошёл в нитроцеллюлозу).
4. Насчёт регуляции скоростей катализаторами… ох, капризное это дело. До хоть какой-то воспроизводимости — столько взрывов будет, что ой. Но если уж о них речь зашла — то и нитроцеллюлозный порох они проактивируют при желании на раз. (на два — разнесут всё к хренам, но этого мы уже не боимся, да? :)).
1,2 Сложность воспламенения не в том состоит чтоб от фитиля поджигалось, от фитиля то подожжется заправка на полке, а вот дальше нет. Тем более от пироксилина, который на руке сгорает так что даже тепла почти не чувствуется. Даже капсюль центробой не может нормально поджечь бездымный порох сокол (который еще и пористый), что же говорить о маленьком плаванию прошедшем через отверстие заправка.
Недожелатинированный порох это полный изврат с непредсказуемым свойствами. А тальк сыпать — вообще жесть, смысл бездымного пороха как раз в отсутствии твердых продуктов. Разве что заодно противнику парик напудрить.
3. Ну еще бы не помешали механические смесители, горячие вальцы, экструдеры. А потом непонятно, из чего стрелять.
Попаданческий вариант — разве что малодымные пороха из селитры с слабонитрованной целлюлозой. Или пикриновый порох.
4. Количество катализатора для ракетки на карамели или эпоксидном горючем подбирается за несколько опытов. Странная логика — состав хлоратного пороха подобрать легко (хотя пока никому не удалось), а катализатор к смесевому топливу — нерешимая проблема.
> от фитиля то подожжется заправка на полке, а вот дальше нет
Детский опыт с поджигами доказывает обратное.
Но желающим никто не запретит добавить в затравочный нитроцеллюлозный порох… ну хоть железных опилок, что ли. Или кровяной соли.
> Недожелатинированный порох это полный изврат с непредсказуемым свойствами.
На мой взгляд ранний ЧП был не менее непредсказуем. Так что так на так.
> А тальк сыпать — вообще жесть
Откуда здесь тальк-то взялся?
> Ну еще бы не помешали механические смесители, горячие вальцы, экструдеры.
Для ЧП подобное тоже очень желательно :). Ничего принципиально более сложного — нитроцеллюлозный не требует.
> А потом непонятно, из чего стрелять.
Не понял проблемы. У нитроцеллюлозного больше возможностей для «настройки» кривой давления, и он менее агрессивен, а значит и к стволам требования МЕНЬШЕ.
> Попаданческий вариант — разве что малодымные пороха из селитры с слабонитрованной целлюлозой. Или пикриновый порох.
Тоже возможный паллиатив, с перспективой пластификации в монолитные заряды.
> катализатор к смесевому топливу — нерешимая проблема
Кто сказал «нерешаемая»? Решаемая, но с баальшим геморроем. Катализатор (гетерогенный!) люто зависит от дисперсности, распределения по заряду и грануле (та ещё задачка), всяких отравителей/активаторов, и прочих фаз луны. Подобрать «для ракетки», для которой плюс-минус лапоть ОК, в монолит а не в порошок, хранить не надо и вещества доступны современные — это совсем другая задача.
> состав хлоратного пороха подобрать легко (хотя пока никому не удалось)
«Никому не удалось» — сделать не хуже веками отработанного чёрного, а потом и бездымного — с которым вообще без шансов. Для оружия, разработанного как раз под эти ЧП и бездымный.
А это немножко другая задача, чем «хоть как-то стрельнуть из перетяжелённой пищали» или сделать «а-ля Клеймор» из чего попало. Не говоря о бризантном применении.
а не изза статьи о порохе блочили сайт?
Пара замечаний.
Порох для уменьшения дымности на перхлорате калия — ну ето уж вобще. дымность там уменьшаетса мало, а производство перхлората… Даже в конце 19 века начале 20 перхлорат шол разве что на военные ВВ и то уступал по количеству хлоратам. + еще усиленная коррозия сьтвола изза хлорида калия…
Начет самого нитро пороха — первый вариант порохо Шульце в 1865-67 году. Нитроцелюлоза + нитрат бария. Только для спортивных ружей. Подобных замесов было много. В 1871-1872 году был запатентован вариант пороха Шулце с желатинизацией. Бутурлин в книге 1937 года «Дробовое ружье» описывает порох шульце (вариант без селитры). Называет его полуколойдным порохом, так как желатинизирован он только сверху. И при выстрела близкие к капсулю зерна могут разбиватса и таким образом вызывать рост давления. Поетому большой разброс начальных скоростей. Для винтоки такой порох естественно означет разрыв ствола рано или поздно.
Другая алтернатива — амиачный порох 80-90 амиачной селитры и 10-20 угля. Под названием аммонпулвер использовался в австрийском флоте с 1890 до 1896 годов, а также в смеси с бездымным порохом в первую мировую. Однако для ручного оружия он непригоден — нитрат амония плавитса и лиш потом выделет кислород. В результате горит медленно. Пример — в орудиях калибра 240 мм заряд аммонпулвера дает 92 процента енергии выстрела от 1 кг нитроглицеринового пороха. В 150 мм уже порядка 90 процентов, а в 47 мм — только 76 процентов. Немцами в 80тые 19 века использовался так называемый амидный порох 35-38 нитрата амония 40-46 нитрата калия и 14-22 процента угля. Очевидно изза медленности сгорания пришлось добавить нитрат калия, заодно и нитрат амония меньше коробитса при изменениях температуры при хранения заряда… Для ручного оружия в 1882 Хеблер експериментировал с порохом своего приготовления. Разные источники давет разные рецепты — например нитрат калия 64, нитрата амония 15-16, угля и серы по 10 процентов. Другой вариант боле вероятный — 49 процентов нитрата калия, 30 процентов амиачной селитры, серы 9,1, угля 11,8-11,9 процента. Как видно тут уже малое различие между дымным. И хотя скорости удалость достич процентов на 10 выше дымного, по дымности разницы практически нет.
В 21 веке один етнзиаст екпериментировал с амиачным порозом винтовке 7,62*54Р. Пришлось применять заряды с добавкой до 25 процентов бездымного пороха, тогда ефект получался схожим с бездымным порохом.
Возможно правда, что сгорание такого пороха можно ускорить делая евтектический расплав нитратов амония, калия и тд с добавкой угля — тогда температура вспышки смеси выше температуры плавления. По утверждению пары ентузиастов по изготовлению самодельных ракет, такой сплав горит намного быстре механической смеси. Если его гранулировать возможно и получитса чего то добитса. Хотя бы для автоматического оружия без газоотвода.
Но действительно бездымный порох — ето либо нитроцелюлоза, либо замет нитрата амония с например пикратом аммония, если только такой заряд может хранитса долго.
> для уменьшения дымности на перхлорате калия — ну ето уж вобще … + еще усиленная коррозия сьтвола изза хлорида калия…
С статье, замечу, на перхлорате аммония… который и получать сложнее, и в выхлопе не KCl а солянка.
> амиачный порох
У… сколько я с ним в детстве накувыркался, из-за доступности (в отличие от других селитр — лежал везде)… удивительно угрёбищная весч, помимо вышеописанного — люто чувствительная к влаге. Для попаданца не вариант совсем, пороха на аммонийке сразу лесом.
Игданит и подобные смеси — ещё более-менее… и то, не для военного применения они, потому и в РИ — исключительно мобилизационное вв.
Перхлорат аммония, а не калия. Дает хлороводород, что, конечно, дымность не полностью ликвидирует, но проблему нагара снимает. Перхлораты как раз для военных ВВ и не использовались, а из-за своей дешевизны только в промышленные. Но все равно дороже нитрата аммония вышло.
Насчет порлха Шульце — в статье как раз упомянуты малодымные пороха из нитратов и слабонитрованной целлюлозы. С поверхности желировали парами растворителей.
Пороха на нитрате аммония использовали только как суррогат, добавляя к бездымному, и только в условиях военного времени. Слишком много проблем — и гигроскопичность, и фазовые переходы. В недавнее время проблема фазовых переходов нитрата аммония в смесевых порохах для ракет решена добавкой динитрамида калия, но это к попаданчеству совсем неприменимо.
Насчет угребищности амиачной селитры. В детстве думаю многие игрались с пропитанной растворами селитры бумагой. Я как то придумал кипятить насыщенный раствор амиачной селитры с порошком угля и густеющую массы выливать на бумагу потом скручивать ерзац шашку. Куда лече чем бумага с селитрой.
Перхлорат амония в порохе -кабы нежахнуло в стволе… да и пары соляной кислоты мало того что коррозия будет жуткой — так еще тот слезоточивый ефект…
Что до фазовых переходов -хватает примерно 10 процентрв нитрата калия. А вот гигроскопичность — тут только герметичность гильз.
Из аммиачной селитры делал фонтаны. С углем как топливом и берлинской лазурью или бихроматом как катализатором — без него плохо горит. Этот же состав с добавлением хлорида аммония прекрасно работал в дымовых шашках.
Насчет нитрата калия — расширяет диапазон фазовой стабильности до -20 / +100, что не совсем достаточно. Поэтому нужны более сложные системы.
И перхлораты в первую мировую как раз использовались для снарядов и мин бластин например.перхлорат амония нитрат натрия, тротил, парафин. Перамон — перхлорат амония плюс парафин. Или очень мошные варианты перхорат амония с динитролуолом.
Это как раз все типичные промышленные ВВ, в военное время как эрзац и использовали.
Как типичные промышленные вв — слишком дорогие изза перхлората амония. Нитрат амония не мене 10 раз дешевле. А так в горнодобывающей отрасли широко применяли шедиты на основе хлоратов калия и замеса из нитратов и хлоратов. А ети ВВ с перхлорато амония ка краз и шли на снаряжения бомбометов гранат и тд.
Почему в 10 раз? Цены что на нитрат, что на перхлорат сравнимы. Селитра — около 550 usd за тонну, ПХА — около 0.3 — 0.4 usd за фунт (такие цифры сходу нашлись, если хотите, поищите более актуальные). И перхлорат аммония дороже перхлората калия ровно на стоимость потраченного аммиака, а в ВВ дает большую фугасность, что важно в горной отрасли.
Чтото сомневаюсь — что перхлораты стоит как и селитра. В небезызвестном справочнике Пиросправка утверждает что различие в 10 раз. Да и да и для получения ПХА придетса получать сначала хлорид аммония. Неважно с использованием хлора или хлорида натрия — амиак потребуетса. А его промышленное произведство — начало 20 века. Либо улавливали из продуктов коксования угля (раньше). + обменная реакция между перхлоратом натрия и хлоридом аммония. Так что ПХА для попаданца довольно сложная вещ.
Что до фугасности — для взрываниякрепких пород важна не только фугасность, но и выделение енегии в обьеме ВВ, так как екскавационная способность ВВ — ето работа при больших степенях расширения газов, а дробление твердых пород — по существу тут расширение малое… Но смеси с ПХА давет большую скорость детонации, чем с КПХ, что тоже важно для дробления пород. да и перхлорат калия(КПХ) с просто горючими веществами врядли детонирует даже от мощнного детонатора.
Пиросправка не самый надежный источник информации. Если не хотите искать — стоимость аммиачной селитры можно прикинуть из цен на газ, а стоимость перхлоратов — из цен на электричество.
До процесса Габера — Боша перхлораты могли быть и дешевле. И для попаданца в определенных условиях тоже легче доступны.
Для пром. ВВ обычно не нужна высокая бризантность, ведь породу нужно не в пыль измельчить.
А насчет скоростей детонации — даже для шеддита на перхлорате аммония с динитротолуолом это всего лишь около 4 км/с.
Самому стало интересно, поэтому посмотрел динамику цен на аммиак — колеблется межлу 100 и 300 долларов за тонну, в зависимости от цен на газ и сезона. Сейчас в России около 13000 руб за тонну, 13 руб/кг. Натрат амиония — в 2-3 раза дороже, можно принять за 30 руб/кг. Себестоимость, конечно, ниже, но не намного для такого массового продукта.
На получение 1 кг перхлората натрия затрачивается 3.5 кваттч, при цене 1 кваттч около 5 руб будет 17.5 руб, плюс потери платины 3 мг на кг перхлората — около 6 руб. Стоимость аммиака в 1 кг перхлората (0.15 кг) еще 2.5 руб. Таким образом, если пренебречь разницей молярных масс натрия и аммония, 1 кг ПХА имеет себестоимость 26 руб.
Немного не по теме, но тоже может быть интересно. http://chemistry-chemists.com/forum/download/file.php?id=73719 — Параметры пылевых взрывов различных веществ.
ну пиросправка не самый надежный источник — но скальный аммонит всеж выпускался. Видать нехватало обычного амонала для всех случивев.
По поводу цены — https://pyrohobby.ru/catalogue/ammonii-azotnokislyi_9/ нитрат аммония 200 руб/кг. перхлорат 1200 за кг. А если брать большие партии то разница будет еще больше.
И кстати если посмотреть книги например Dictionary of explosives 1889 1920 годов, то с хлоратами вв хватает. как и с нитратом аммония. А вот с перхлоратами….
Для разных целей — разные пром. ВВ.
Цена в розничном магазине для пиротехников-любителей, это разве показатель? Себестоимости что нитрата, что перхлората близки и около 30 руб за кг. В местах с дешевой электроэнергией перхлорат и дешевле может быть.
Правильное начало статьи — «Для попаданца, каким-то образом получившего доступ к большим количествам азотной кислоты…»
Поскольку этого в нашем мире быть не может, то и последующая дискуссия становится вдвойне виртуальной)))
Азотная кислота требует слишком много ценных веществ, чтобы стать доступной.
Во-первых, шансы попасть в место с достаточно доступной селитрой не нулевые — можно посмотреть информацию по saltpeter caves, да и Индию с Китаем тоже не стоит забывать.
Во-вторых, даже прикидочный расчет показывает, что на бездымный порох селитры нужно далеко не в десять раз больше. Средний заряд для ружья 12к 5.5-6г (для фузеи в 8 линий — примерно столько же) черного пороха, бездымного 1.9-2.3 г. Примем за 6 и 2. На нитрование 1 кг хлопка по самому примитивному методу (пропитывание кислотной смесью и выдержка в глазурированном горшке 12 ч) требуется около 2.25 кг азотной кислоты, что эквивалентно 3.7 кг калийной селитры — примем за 4 кг. Пироксилина при этом получится около 1.3 кг. То есть на заряд в 2 г бездымного пороха нужно потратить 6.15 г селитры, из которой можно было бы сделать 8.2 г черного пороха. По сравнению с 6 г — разница не столь велика. Учитывая, что из отработанной кислоты можно вернуть около половины (вторая половина расходуется на саму нитрацию, испарение и разложение) — разница становится еще меньше.
Если мы имеем попаданца на залежах селитры, да еще не промышленно разрабатываемых — тогда да, есть небольшая вероятность. ну или как вариант — натриевая селитра, которая вдруг никому не нужна и оказалась под рукой.
Но учитывайте тот факт, что нужно иметь под рукой и серную кислоту! Или как минимум железный/медный купорос. Конечно теоретически можно попробовать получать NO2 разложением и его улавливать, но это требует хорошего оснащения. А это уже не так распространено.
В случае с залежами селитры ему можно просто строить ракеты/минометы/пушки не заморачиваясь с бездымным порохом.
Нитрат мочевины легко получается при действии азотной кислотой (или подкисленным раствором селитры) на раствор мочевины. За счет низкой растворимости нитрат мочевины выпадает в осадрк — именно так в XIX в выделяли мочевину из мочи.
Поскольку нитрат мочевины негигроскопичен, он может быть хорошей заменой аммиачной селитре для малодымного пороха.
Еще более интересен нитрат мочевины как самостоятельное ВВ — свойсива его примерно такие же, как у прстых ВВ на основе аммиачной селитры, но восприимчивость к детонации лучше (не нужен промежуточный детонатор), и нет проблем с гигроскопичностью, слеживанием и рекристаллизацией. Поэтому это вещество часто использовалось террористами (взрывы в ВТЦ 1993, в Израиле и др.).
Действием концентрированной серной кислотой на нитрат мочевины получают нитромочевину, которая имеет лучшие взрывчатые свойства, и которую пытались применять как боевое ВВ, но без особого успеха, так как нитромочевина в присутствии воды начинает разлагаться уже при 60 градусах с выделением закиси азота.
Да, но нитровать хлопок выгоднее. Один килограм прореагировавшей(остально в рекуперацию) HNO3 даст нам примерно 2кг (1953г) нитрата мочевины или 1.5кг пироксилина (1571г), при этом навеска пироксилинового пороха обычно примерно в 2.5-3 раза меньше чем дымного и нет риска детонации. Так что да, как времення заплатка, если нет времени делать нормальный тех. процесс, сойдет, но в среднесрочной перспективе не очень.
Сравнивать, не зная конкретные свойства, бессмысленно.
//пироксилинового пороха обычно примерно в 2.5-3 раза меньше чем дымного//
В первую очередь потому, что дымарь дает почти 75% твердых веществ, которые не совершают полезную работу. Гипотетический порох на нитрате мочевины должен сгорать полностью, так что доя сравнения с пироксилиновым нужно хотя бы прикинуть теплоту сгорания. Это не к тому, что такой порох был бы лучше — скорей всего наоборот.
Нитрат мочевины интересней как бризантное ВВ — ничего проше и не придумать, а при затрате того же количества селитры (и сырья для ее производствп) можно получить качественно другой результат, чем от пороха.
За нитрат мочевины сайт конечно могут забанить, но среди попаданческих рецептов — это один из лучших, наравне с хлоратами простейшей гальваникой.
Плохая селитра, концентрат мочи и уксус… и имеем пристойное ВВ, чего до эпохи динамита в РИ не было. Гренадёры становятся супер-юнитом, МОНки творят чудеса в обороне и засадах, снос стен становится элементарным без всяких пушек… Ну и промышленная взрывчатка отличная.
Вопрос детонатора это не снимает, конечно, но тут уже по месту смотреть — есть ли ртуть (стати, гремучее серебро столь же просто? а гремучая медь или свинец?); ацетилениды опять же (только печка с подогревом дутья); ну или гальваника…
Кстати, а может тот же нитрат мочевины можно сенсибилизировать для детонации по воспламенению?… ударный тут не обязателен.
Уксус скорее всего не сможет запротонировать мочевину, для образования солей, уж больно он слаб. Через недельку буду на даче, там валяеться банка мочевины, проверю есть ли реакция.
Уксуса не хватит, но разбавленной серной — достаточно. Имеем привнесение одного элемента (серной кислоты) в существующую инфраструктуру селитряниц, и получаем качественно новый результат
Если нагревать смесь мочевины с аммиачной селитрой до 180-200 гр в присутствии силикагеля, то с высоким выходом — более 90% — получается нитрат гуанидина. Этот процесс известен давно, но в промышленности никогда не применялся из-за сложности контролировать реакцию при больших загрузках. Нитрат гуанидина под действием концентрированной серной кислоты превращается в нитрогуанидин. Нитрогуанидин используется в артиллерийских порохах для понижения выгорания ствола при сохранении высоких метательных свойств. Он может применяться и в комбинации с обычным черным порохом, заменяя часть заряда и снижая дымность. Сам по себе нитрогуанидин — это прекрасное высокомошьное бризантное ВВ (скорость детонации до 8000 м/с), практичечки не чувствительное к удару,, но из-за ряда технических сложностей для попаданца малоприменимое.
При кипячении нитрогуанидина с цинковой пылью в уксусной происходит восстановление до аминогуанидина, который при нитрозировании (нитритом натрия или калия) превращается в тетразен — инициирующее ВВ, пригодное и для капсюлей, и для детонаторов.
Как мне кажеться узким местом для попаданца будет именно налаживание проиводства азотной кислоты. И вторым узким местом будет получение надежного детонатора. А если есть и азотная кислоты и надежный детонатор, ослальное, это уже мелочи.
Это слишком уж сильное упрощение. Кроме как чем нитровать, есть проблема что нитровать и как.
А с детонатором как раз больших сложностей нет — есть около десятка подходящих веществ. Той же гремучей ртути достататочно 2 г на заряд, как в нобелевскои капсюле-детонаторе номер 8.
Если у вас есть азотная кислота то изготовить ВВ не проблема, не важно из чего, хоть глицерин нитруйте, хоть глюкозу, хоть тротил варите, хоть пикраты. Какая разница будет у вас ВВ на 10-15% менее мощним чем идеал, если у противника луки да копья/ядра да аркебузы? Ключевой момент именно наличие азотной кислоты. С детонаторами есть не только химический вопрос, но и механический. Фитильный запал непрактичен, терочный не надежен, а все остальные взрыватели требуют тонкой механической работы и высокой повторяемости свойств, как инициирующего ВВ, так и механических частей — нужна развитая металургическая промышленсть и хоть какой-то станочный парк. Те же ударные взрыватели появились только в 30х годах 19 века и срабатывали только в 80% случаев, часто взрываясь вовсе в стволах пушек.
*описка, не глюкозу, а целюлозу, впрочем глюкоза тоже нитруеться хоть и с посредственым результатом. Еще можно вспомнить бинарные ВВ на основе дымящей азотки, чего уж проще, дымящая азотка и абсолютный спирт.
Фенол с толуолом, очевидно, появляются по шучьему велению?
Детонатор и воспламенитель — это вовсе не одно и то же.
А касательно смеси азотной кислоиы и спмрта — вы хоть представляете, что произойдет при их смешивании? Я вот смешивал, и не раз.
Фенол/толуол просто пример того что было бы чем нитровать, а что нитровать найдеться(тем более что для нормального развития копать уголь все равно прийдеться).
Я с самого начала и говорил про детонаторы — приспособление в разрывном снаряде или мине, служащее для воспламенения основного заряда. По крайне мере такое определение дает мне моя энциклопедия.
Касательно спирта, да моя ошибка, его действительно не применяют, в любом случае я имел ввиду взрывчатые вещества Шпренгеля.
//копать уголь// почему у всех такое стойкое убеждение, что копнув угля, можно сразу неограниченный доступ ко всем ароматическим соединениям получить???
//По крайне мере такое определение дает мне моя энциклопедия//
Это никакие не детонаторы, а воспламенители. И терочный, кстати, не так уж и плох (для гранат и для пушек).
Касатально смесей на азотной кислоте — кроме высокой чувствительности и коррозионности, выбор горючего для них не так прост. Попробуйте предложить хоть одно вещество, которое бы смешивалось с азотной кислотой, не изменялось бы под действием кислоты и смесь была бы стабильна хотя бы сутки. Кроме нитроароматики, хлорированных углеводородов, солей аминов и, с большой натяжкой, уксусной кислоты (или ангидрида) и сероуглерода, других веществ, тем более доступных абстрактному попаданцу, просто нет
1) Потому что без угля не будет промышленности и его в любом случае придется добывать. А ароматику можно получить из любого выкопного угля, хоть каменного хоть бурого. 2) Хорошо, пусть будет воспламенитель, вопрос терминологии. А терочный воспламенитель плох и для гранат и для пушек. Для гранат потому что боится влаги и требует чтобы бы его выдерживали в строго определенном диапазоне приложенной силы (слабо не сработает, сильно обрыв). Для пушек, потому что опять таки боится влаги, и потому что это дистанционный взрыватель. А на таком технологическом уровне они хороши для разрушения фортификационных сооружений, а не для огня по живой силе. 3) Суть ВВ Шпренгеля в том что это бинарные ВВ, их компоненты хранят по отдельности и только перед самим применением готовят смесь которая и служит ВВ.
//любого выкопного угля, хоть каменного хоть бурого//
Из антрацита — нет, из бурого — не ароматику, а парафины, которые нужно дополнительно перерабатывать.
//плох и для гранат и для пушек.//
Насчет гранат — немцы до 1945 использовали, для пушек — https://ru.m.wikisource.org/wiki/%D0%92%D0%AD/%D0%92%D0%A2/%D0%92%D1%8B%D1%82%D1%8F%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B0
//Суть ВВ Шпренгеля//
В курсе, что такое вещества шпренгеля. Только они кроме как для промки не годятся ни для чего. В предложеном варианте с азоткой и применительно к попаданчеству — особенно.
1)Ок, антрацит возражение принимаеться, но с чего бы в буром не было? При полукоксовании бурого фенолы выделяються аж бегом.
2)Немцы их использовали не от хорошей жизни, и их колотушки были хороши всем (особенно после появления оборонительных рубашек/насадок) кроме как раз запалов. Для артилерии, как я уже упоминал, такие запалы очень плохо работают против живой силы и применяються только для разрушения фортификационных сооружений.
3)Ну так у ВВ есть и мирное применение)
2) уж кто, а немцы разбирались в оружии. Колотушка 1915 г не очень надежной была, но в первую очередь — от эрзац ВВ на основе аммиачной селитры, которые слеживались и плохо заводилась. В отечественной литературе недостатки творений сумрачного сильно преувеличивали, в англоязычных источниках немецкие гранаты (кроме последних, 44 года и далее) особо не хают. Но очевидно после ПМВ терочный запал уже был анахронизмом.
3) кто спорит, но и для мирных целей малопригодны (это про азотку).
// ударные взрыватели появились только в 30х годах 19 века и срабатывали только в 80% случаев, часто взрываясь вовсе в стволах пушек.
Ружейные капсюли появились лишь в 1814.
// высокой повторяемости свойств, как инициирующего ВВ, так и механических частей — нужна развитая металургическая промышленсть и хоть какой-то станочный парк
Станочный парк 20-30х? Считай единственный нормальный машиностроитель — Модсли, и посторонним он продает лишь самые маленькие токарные станки за 200 фунтов.
С металлургией примерно та же печальная картина.
Потому что это был параллельный процесс, толчком к которому стало появление гремучей ртути в 1800.
Несложно сказать «ну, тут нужен станочный парк», «это параллельный эволюционный процесс». Показать — вот н использовавшихся конструкций, все требуют точность лучше чем «в двух местах подгоняем на толщину бумажки», достижимую ручным методом, немного так сложнее.
1)»хоть какой-то станочный парк»
2)Хоть историческая реконструкция интересный и увлекательный процесс, но и есть иногда хочеться)
3)Можно, и их изготавливают полукустаным образом, например повстанцы в Сирии, но какая производительность такого труда? Это сработает если у попаданца в подчинении одна деревенька и он смог слепить пушку что бы отбиться от супостатов, а дальше что?
//Guanidine nitrate powders have not been exploited, but the present availability of guanidine derivatives from the cyanamide industry suggests possibilities. The salt is stable and nonhygroscopic, and is a flashless explosive—cooler indeed than ammonium nitrate. Escales23 cites a German patent to Gans24 for a blasting powder made from potassium nitrate 40 to 60 per cent, guanidine nitrate 48 to 24 per cent, and charcoal 12 to 16 per cent.//
Продолжая тему уринохимии — реакция мочевины с гипохлоритами (с той же белильной известью, а лучше гипохлоритом натрия или калия) приводит к гидразину. Ключевой момент — отсутствие солей переходных металлов, которые катализируют разложение гидразина, для чего реакцию нужно проводить в стеклянных или керамических сосудах при невысокой температуре, и добавлять небольшое количество раствора желатина как стабилизатора. Этот метод, извествая как процесс Рашига, и сегодня является основным для производства гидразина.
Получающийся гидразин легко выделяется в виде плохо растворимого сульфата при подкислении раствора серной кислотой.
Самые очевидные применения гидразина для попаданца — инициирующии ВВ типа азидов (азиды проще всего именно из гидразина получать) или комплексов переходных металлов (типа [Ni(N2H4)3(NO3)2,.
Получается, что из мочи можно не только селитру для пороха сделать, но и полноценные бризантные ВВ, и даже инициирующие ВВ.
К вопросу об относительных затратах на производство дымного и бездымного пороха.
Кислотные смеси, остающиеся после нитрования (не только целлюлозы, но и толуола, фенола и т.д.) подвергаются денитрации, то есть продувке воздухом при нагревании. Остатки азотной кислоты разлагаются, улетают в виде оксидов азота NO и NO2, и поглощаются в башне водой, давая ~50% кислоту, которую концентрируют и используют повторно. Остающуюся серную кислоту концентрируют до 93-95% и тоже используют повторно.
Поэтому можно считать, что на 100 г пироксилина с 12.5% азота затрачивается около 56 г азотной кислоты, что соответствует 90 г калийной селитры. Из такого количества селитры можно сделать 120 г дымного пороха. Поскольку бездымного порха нужно на заряд в 2.5-3 раза меньше, то из одного и того же количества селитры/азотной кислоты можно получить в 2-2.5 раза больше выстрелов бездымным порохом, чем дымным.
https://chem21.info/page/201086155125251086047126152152148229115039193101/
Башенная рекуперация азотки вдвое увеличивает сложность производства… И как именно концентрировать азотку не совсем очевидно (кроме как избытком серной).
Поначалу можно подумать о кустарной рекуперации через соли или совместить с нитрованием чего-то менее требовательного (мочевины?).
Несколько поглотительных башен, наполненных коксом или осколками керамики, не выглядят особо сложным сооружением. Концентрировать серной кислотой, как всегда и делали, или нитратом магния, с осушением отработанной кислоты (нитрата магния) простым упариванием.
Можно еще проще: нитрозные газы поглощать в башне, хоть деревянной, наполненной влажными кусками известняка. Стекающий раствор кальциевой селитры переводить в калиевую султфатом калия. Целлюлозу нитровать смесью серной кислоты и селитры (чтобы не было возни с перегонкой азотной кислоты), отработанную смесь после денитрации упаривать, остающийся гидросултфат калия прокаливать до пиросульфата, а его далее на серный ангидрид/олеум (кислотную смесь крепить) и сульфат калия (на регенерацию селитры).
А это действительно реально, провести нитрование смесью серной кислоты и селитры? А можно подробнее, как это выглядеть будет? С примерными соотношениями и условиями.
Можно, хотя и гораздо менее удобно в технологическом плане. Вместо раствора кислот — каша с осадком, перемешивать неудобно, высокую степень нитрации сложно получить в одну стадию. Но зато можно обойтись без олеума или концентрированной азотной кислоты, одной серной кислотой в 95-98%, такая кислота получается простым упариванием.
Так иногда динитрат для коллодия и целлюлоида получали
//Коллодий, применяемый в хирургии для покрывания ран, не растворимый в спирте и содержащий 11,5% азота, получается, по Манну, применением смеси селитры (калийной или натровой) с серной кислотой: 20 ч. KNO3 и 31 ч. серной кислоты (с 94% H2SO4) или 34 ч. NaNO3 и 66 ч. такой же серной кислоты размешиваются до полного растворения, и в полученную жидкость, еще теплую, но не свыше 50°, вносят сухой хлопок, тщательно перемешивают и оставляют стоять около 24 час. при 28 — 30°; удаление заседающего в волокнах продукта кислого серно-кислого калия требует продолжительной промывки в кипящей воде.//
Спасибо большое. Я сам не химик. Т.е. теоретически я может и понимаю ))), а практики вообще не было. И получение концентрированной азотной кислоты мне кажется та еще проблема. Так что без неё все же проще будет.
Я сам таким методом не пользовался, только обычным, с ~90% азоткой. Да и достаточно давно это было, и сколько там азота получалось — хз.
Вообще сейчас несложно найти множество «рецептов» разной степени достоверности и воспроизводимости.
Но в контексте тематики сайта можно принять, что нц таким способом реально получать.
Вот именно что в контексте тематики сайта ))). Меня вообще интересуют может и не самые эффективные, но наименее требовательные к наличию ресурсов рецепты. Ваш рецепт несложно опробовать в таких условиях и поэкспериментировав получить какой-нибудь результат. Пусть и отрицательный. Но требования к ресурсам достаточно щадящие, чтобы пробовать этим заниматься.
Cмотря какой результат нужен. Там же разное содержание азота выходит. Еще зависит от того, какую целлюлозу использовать, греть или нет….много факторов.
Но нитровать например вату смесью серки с нитратами можно — полученный продукт для взрывпакетов подходит, значит и как метательное вв соййдет.
//Но этот порох вскоре должен был уступить место пороху Брюжера, состав которого отвечает приблизительно формуле С6H2(NO2)3 + 2KNO3, именно, пикрата аммония 54%, селитры 46%. Простота приготовления пороха [пикрат аммония, подобно другим пикратам, приготовляется простым насыщением концентрированного раствора П. кислоты углеаммиачной солью или аммиаком при нагревании и кристаллизацией полученного раствора при охлаждении], притом теми же самыми механизмами, которые служат для фабрикации черного пороха, и, с другой стороны, вполне хорошие первые результаты стрельбы им побудили французское правительство, начиная с 1881 г. (когда начиналась работа по перевооружению войск), произвести всесторонние его испытания под именем зеленого пороха. Эти опыты показали: а) чувствительность порошкообразной смеси составных его частей к удару между железными поверхностями почти не отличается от обыкновенной пороховой мякоти; б) при смачивании водой смешанные соли не вступают заметным образом в обменное разложение между собой с образованием C6H2(NO2)3KO и NH4NO3; в) при обработке смеси, смоченной 6% влаги, под бегунами и с помощью прочих операций, применяемых к черному пороху, окончательно получаются зерна зеленого цвета, очень плотные и прочные, удельного веса 1,85; размеры зерен для различных калибров орудий по сравнению с черным порохом должны быть приблизительно в 2 раза больше; г) при стрельбе получается мало дыма; продукты горения (К2СО3, СО2, Н2 и N2) совсем не ядовиты; начальные скорости отличаются постоянством; одинаковые скорости достигаются с зарядами, равными приблизительно 0,6 зарядов черного пороха, но при меньших давлениях; при одинаковых же давлениях (с увеличенными зарядами) скорости значительно возрастают; д) порох мало гигроскопичен. Все эти результаты были настолько благоприятны, что в 1884 г. французская артиллерия хотела было принять окончательно зеленый порох для 8 мм ружья Лебеля и полевых пушек; но к этому времени появился выработанный Вьелем в центральной парижской пороховой лаборатории бездымный порох пироксилиновый, более совершенный во всех отношениях//
Кстати, читал про мобпланы изготовления бездымного из конопли, при дефиците хлопка. Подробности кто знает?
Из пеньки и льна делали обысным образом
//Исходным материалом для нитрования, обыкновенно, служат хлопчатобумажные концы (см. Концы); реже применяются рыхлый хлопок (вата), непроклееная бумага, приготовленная из клетчатки всякого происхождения (хлопковой, льняной, пеньковой, древесной), измельченная древесная или соломенная клетчатка и т. п.//
А тут https://rg.ru/amp/2015/09/14/reg-urfo/poroh.html похоже, в ходе освоения какого-то гранта, тоже вспомнили о конопле. Утверждение о том, что в СССР нитровали только среднеазиатский хлопок крайне сомнительно, так как основным сырьем была сульфитная целлюлоза.
встречал такое
> СССР был милитаризированным государством, и вся его промышленность была подчинена военным нуждам. Казалось бы, почему советский рынок потребительских товаров изобиловал хлопчатобумажными изделиями с откровенно низкими эксплуатационными характеристиками? Дело в том, что производство хлопка в Центральной Азии имело стратегический характер, а потому получало громадную поддержку со стороны государства. В случае войны центральноазиатский хлопок служил бы главным сырьем для производства пороха. В мирное же время хлопок в виде хлопчатобумажных изделий по возможности сбывался населению для понижения затратности поддержки мощностей по его производству. С распадом же СССР Россия лишилась главного источника целлюлозы. При этом ведущие страны или те, которые претендуют на такую роль, чаще всего имеют большие мощности по производству хлопка. В качестве альтернативы центарльноазиатскому хлопку уже давно рассматривается выращивание конопли. Конопля – привычная культура для восточных славян, царская Россия занимала лидирующее место в мире по ее производству. К сожалению, с 1960-х шло активное сокращение посевов конопли; в эпоху перестройки М. Горбачев планировал существенное увеличение производства конопли за счет сортов, не выделяющих ТГК. Но т.к. с такими сортами вопрос не был решен окончательно, все закончилось полным завершением выращивания конопли. Единственным возможным источником целлюлозы для России является древесина, но извлечение ее оттуда нельзя назвать самым лучшим процессом из возможных, а еще не закрывшиеся целлюлозно-бумажные комбинаты нуждаются в реконструкции.
При всей милитаризованности основное использование хлопка текстильное, хотя бы для армии, а не порох, на который идут в основном отходы и очесы. Да и полагаться на республики, близкие к границе, тоже странно.
В 20-х и 30-х порох в СССР делали из хлопка, на прямо перед войной, в 1938 или 39, освоили производство пороха из древесной целлюлозы, при этом все целлюлозно-бумажные фабрики в случае войны могли быстро начать производить нитроцеллюлозу.
Может быть, с закрытием заводов в 90-е и 2000-е ситуация поменялась, и нитровать доевесную целлюлозу разучились.
http://istmat.info/node/58557
Как всегда с пикринкой было бы — металлические корпуса/элементы, пикраты, проблемы…
Первое, что было бы — свинцовая пуля на пикратном метательном, первые полгода всё ок, потом — лотерея )
//Пикрат аммония менее чувствителен к удару, чем пикриновая кислота, и не обладает склонностью к образованию с металлами опасных взрывчатых солей по мощности и бризантности он по меньшей мере равноценен тринитротолуолу, но менее чувствителен, чем последний, однако может с успехом применяться с тетрнловым промежуточным детонатором. Пикрат аммония можно было бы предпочесть тринитротолуолу в качестве основного заряда снарядов, если бы он не был твердым высокоплавким веществом (т. пл. около 270 0, разл.), вследствие чего его нельзя заливать в виде расплава. Он находит специальное применение для бронебойных снарядов, так как более стоек к сильному удару, чем тринитротолуол, и взрывает от детонатора только после проникания//
У пикрата аммония — те же косяки, что и у пикринки, только медленнее опасная дрянь образуется. Но образуется.
Лечение — полная изоляция от металла, тем же лаком. Но в случае дефекта покрытия — …
Среди упоминавшихся выше до-вьелевских экспериментов по использованию пироксилина в качестве метательного вещества стоит отдельно упомянуть эксперименты барона фон Ленка в Австрии в 50-60 х годах XIX века.
Как удалось выяснить фон Ленку, чрезмерный скачок давления в стволе можно уменьшить, если пронитрованный хлопок ссучивать в плотные нити, а их, в свою очередь, пропитывать раствором жидкого стекла в качестве флегматизатора. Кроме того, решающее значение имеет плотность заряжания, и если плотный заряд пироксилина вызывал гарантированный разрыв пушки, то при искуственно увеличенном объеме зарядной каморы максимальное давление можно снизить до приемлемых значений.
В итоге остановились на заряде пироксилина в виде шнура, плотно намотанного на деревянную шпулю, и оставляющего достаточное свободное пространство в зарядной каморе. Баллистика выстрела таким зарядом приближалась к выстрелу обычным дымным порохом, и даже немного его превосходила, однако пироксилиновые заряды оказалось возможным применять только в бронзовых пушках. Более же хрупкий чугун пироксилиновые заряды не выдерживал.
Также в Австрии пытались применить пироксилин и к ручному оружию, и для винтовки (нарезного мушкета) Лоренца разработали соответствующие патроны. К компрессионной пуле крепился деревянный стержень, вокруг которого размещался кусок плетеного шнура их пироксилина. Стержень определял объем зарядной каморы, и, помимо прочего, попадая в углубление в винте казенника, фиксировал заряд, однако для стрельбы таким зарядом пришлось перейти на более прочные стволы из стали вместо низкоуглеродистого железа в 1862 г. Пироксилиновый патрон оказалось возможным заряжать простым вбрасыванием в ствол без досылания шомполом, что позволило довести темп стрельбы до 6 выстрелов в минуту. Однако при заряжании двумя пироксилиновыми патронами ствол гарантированно разрывало, при том что даже железный ствол выдерживал выстрел 3-4 патронами с обычным дымным порохом, заряженными один поверх другого.
В итоге, хотя пироксилин и давал практически бездымный выстрел и минимальное количество нагара, эти преимущества с трудом перевешивали повышенный риск разрыва стволов и их быстрый износ. А несколько крупных взрывов на пороховых складах (фон Ленку, улучшевшему технологию нитровния хлопка, все же не удалось решить проблему стабильности при хранении), и гражданская война в США, существенно повысившая цены на хлопок, заставили Австрию отказаться от попыток использования пироксилина как метательного вещества. В итоге сейчас эти эксперименты достаточно малоизвестны и рассматриваются как некий курьез, не оказавший серьезного влияния на дальнейшее развитие стрелкового оружия и артиллерии.
https://youtu.be/eB517d1QMDc?si=rF6KIfRFK9lyTOJ8
стрельба патронами Ленка.
На этом же канале есть более подробное видео о пироксилиновых патронах к винтовке Лоренца
стр 307 и далее
https://books.google.com/books/about/A_Practical_Treatise_on_the_Fabrication.html?hl=ru&id=1RoNAAAAYAAJ#v=onepage&q&f=false
https://www.americanrifleman.org/content/the-gun-cotton-cartridge-an-austrian-attempt-to-replace-blackpowder/
Один из упоминавшихся предшественников бездымного пороха — это так называемый порох Шульце, появившийся в 1860-х годах. Первый вариант пороха Шульце представлял собой кубики, нарезанные из древесного шпона, проваренные в щелочи для удаления смол и части лигнина, отбеленные гипохлоритом и пронитрованные до содержания азота в 10%. Благодаря низкой степени нитрации, а также сохранению исходной структуры древесины и присутствию остаточного лигнина и продуктов его нитрования, такие пороховые зерна горели более спокойно. А чтобы достичь полного сгорания недонитрованной целлюлозы, порох дополнительно пропитывался раствором калийной, а лучше баритовой селитры, так что содержание нитратов после высушивания доводилось до 25-35%.
Такой порох хоть и не был полностью бездымным, все же давал гораздо меньше дыма и нагара. Для армейских нарезных винтовок порох Шульце не подошел, так как сгорал слишком быстро, но этот порох пользовался большой популярностью у охотников и стрелков-спортсменов, особенно после того, как зерна пороха стали обрабатывать спиртоэфиром для поверхностной желатинации. Даже после появления настоящих бездымных порохов порох Шульце (который к тому времени стал готовиться из измельченной древесной массы и подвергаться полноценной желатинизации) продолжали использовать в охотничьем оружии, так как, например, такой порох в комбинации с гремучертутными капсюлями не давал сильного оржавления ствола, что было большой проблемой бездымного пороха.
//2. SCHULTZE POWDER.
The rifle and blasting powder invented by E. Schultze of Potsdam, a captain of the German artillery, has nitrated wood substance as its base; it is at present manufactured in Great Britain. In preparing it, a thorough purification of the wood, especially the removal of sap, has first to be effected. Hard wood is cut into thin sheets, and these, by means of a punch, into regular grains. These are first boiled several times with dilute solution of soda. After being washed they are steamed, then again washed with water, and finally dried. The grains after this treatment are bleached with bleaching-powder, and again washed and dried. Six parts by weight of the purified and bleached wood grains are then thoroughly soaked for from two to three hours in 100 parts of a mixture of 28.5 parts of nitric acid (specific gravity 1.48 to 1.50) and 71.5 parts of sulphuric acid (specific gravity 1.84) in order to nitrate them, the acid mixture being kept cool by a suitable arrangement. When nitration is finished, the greater part of the acid is extracted by means of a centrifugal machine, the nitrated grains washed and boiled with a dilute solution of soda, again washed, and then dried. In order to increase its effect, the pyroxiline so obtained is impregnated with a solution of saltpetre, to which barium nitrate or potassium sulphocyanide is also sometimes added. The impregnated grains are then again dried at a temperature between 90° and 111° F. For impregnating each 100 parts of pyroxiline, 26 parts of saltpetre (or 22.5 parts of saltpetre and 7.5 parts of barium nitrate) dissolved in 220 parts of water are used.
To increase its safety, Schultze recommended that his powder should be stored wet, and dried when required for use. According to him, the advantages of this powder are that it gives a double or triple effect, no smoke, and almost no residue. It is also asserted that the gases have no injurious action on the respiratory organs.
In practice these good results were not always obtained. Shooting experiments made with the powder in Switzerland gave unfavourable results: 49.5 grammes of it carried the ball of an experimental mortar just as far as 92 grammes of ordinary black powder, but the variations in range were very considerable. Since the volume of the Schultze powder is about 2.4 or 3 times that of black powder, a larger volume was required to obtain the same effect. Attempts at using the powder in carbines were not attended with favourable results. It is true that the residue was only small and little smoke was observed, but it was difficult to clean out the residue, if ungreased projectiles were used.
Blasting experiments made in the districts of Saarbrücken and Mansfeld with Schultze powder gave better results, although hardly any advantage over black powder was observed. It was pointed out, however, that on account of the small amount of smoke, it was only necessary to suspend work in the mines for a short time. The cost was about the same as in the case of black powder.
On the other hand, Schultze powder has been used successfully, especially in Great Britain, as a sporting powder, and is very much liked. It is said to give but a slight recoil, no smoke and good results in shooting. It is also said to stand moisture and climatic changes well
//
//Но как же, в конце концов, думал инженер применить азотную кислоту? Его товарищи еще не знали этого, так как Сайрес Смит не открыл им до конца своих планов Между тем инженер приближался к своей цели. Еще одна, последняя операция, и он будет иметь продукт, который потребовал столько работы для своего изготовления. Выпарив глицерин в водяной ванне, Сайрес Смит подлил к нему азотной кислоты и получил, не применяя охлаждающей смеси, несколько пинт желтой маслянистой жидкости Все это Сайрес Смит проделал один, в сторонке, вдали от Труб, так как не была исключена опасность взрыва. Он принес товарищам сосуд с жидкостью и кратко сказал:
— Вот вам нитроглицерин. Действительно, это был нитроглицерин ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит еще не был известен.
— Что же, эта водичка и взорвет наши скалы? — с недоверчивым видом спросил Пенкроф.
— Да, мой друг, ответил инженер. — Сила действия нитроглицерина будет особенно велика, потому что гранит очень тверд и окажет большое сопротивление взрыву.//
Первые попытки использования нитроглицерина во взрывных работах относятся к началу 1860-х годов. Но, поскольку Сайрес Смит занимался строительством железных дорог, ему, очевидно, было известно это вещество. Широкую же известность нитроглицерин получил после нескольких взрывов на заводах Нобеля (в 1864 г) и в 1866 году в Сан-Франциско и в Панаме, после чего перевозку жидкого нитроглицерина запретили, и нитроглицерин стали готовить непосредственно на месте применения. Динамит же появился после 1867 года.
From 1866 to 1869, the Central Pacific built 15 tunnels and the Union Pacific built 4 four tunnels on the transcontinental line. The Central Pacific used black power during most of the construction phase of the railroad, but the Summit Tunnel through the highest point of the Sierra Nevada range proved a formidable obstacle that necessitated the use of nitroglycerin. Workers were making slow progress cutting through the granite, and engineers realized it would take well over a year to blast through from end to end using conventional methods. Nitroglycerin was needed, but state regulations prevented its transportation. To abide by the new laws, Central Pacific officials employed chemist James Howden to manufacture the material onsite. The glycerin and nitrate and sulfuric acids could be transported to the railroad construction site with relatively little concern for explosions. Once on site, Howden set up his nitroglycerin shop at Donner Pass and manufactured the chemical on a daily, as-needed basis. It was a simple operation. Howden, working alone, used an old kettle under a makeshift shed. The cost of manufacturing nitroglycerin was relatively cheap. Howden was able to make nitroglycerin at 75 cents per pound. At the height of construction in the Sierra Nevada, Howden produced 100 pounds of nitroglycerin per day.
//The early apparatus for nitrating glycerin were arranged for the production of only small quantities, and were therefore very primitive.
Kopp devised his process with a view to simplicity, so that nitro-glycerin could be prepared in the quarries themselves and used either immediately or soon afterwards. Nitro-glycerin was made by his process for many years in the sandstone quarries near Saverne in Alsace. The apparatus used by him are illustrated in Fig. 169. They were a large earthenware vessel (a) for cooling and washing the nitro-glycerin, a cast-iron vessel (b) for mixing, with an index mark on the outside and the inside, a measuring vessel (c) of sheet-iron or china for glycerin, a glass funnel (d) with india-rubber tube, pinch-cock, and outlet-pipe, and finally an iron rod with a mark on it, for stirring. Five to six litres of ice-cold water were put into the vessel (a) in which the vessel (b) containing 2.8 kilogrammes of mixed acid stood. Into this 350 grammes glycerin were run from c, the contents of b being stirred the mean-while. After all the glycerin had been run in, the stirring was continued for five minutes with the iron rod, and the crude nitro- glycerin was then washed in earthenware vessels (a). It was then decanted and all traces of water removed by aid of the separating funnel (d).
https://books.google.ru/books/content?id=ZMcJAAAAIAAJ&hl=ru&pg=PA95&img=1&zoom=3&sig=ACfU3U3DQwF9L4t_9n3eWVgQJEG-ASYhnQ&w=1025
By Kopp’s process, three to four operations per hour are said to have been made, and the yield to have varied between 143 and 200 per cent. Of course the nitro-glycerin was not suitable for prolonged storage, since it could not of necessity be pure.
Nitro-glycerin was manufactured in a similar manner in continental factories down to as late as 1880. China pots, and also enamelled or ordinary cast-iron vessels or lead vessels with burnt joints, were used. As a rule, a number of such pots stood in a trough filled with water, over which a corresponding number of small glycerin vessels fitted with taps were placed. The workman held a thermometer in one hand and in the other one a glass rod, with which he rapidly agitated the mixture. If, as frequently happened, the temperature rose too high, and a decomposition took place, he simply tipped the contents of the pot quickly into the water. By and by the workman became very expert in this method of regulating the process, and with such simple apparatus yields of up to 200 lbs. of nitro-glycerin for each 100 lbs. of glycerin were obtained.//