БЕЗДЫМНЫЙ ПОРОХ

[bunkir]

Изобретателям пироксилина, немецким ученым Шенбей-ну, в Ба¬зеле, и Беттгеру, во Франкфурте на Майне, было ясно, какие преиму¬щества дает применение нового взрывча-того вещества, в три—четыре раза более сильного, чем дым-ный порох, для огнестрельного оружия и в горном деле. Точно так же ими было обращено внимание на то важное об-стоятельство, что это вещество сгорает без дыма, потому что все продукты горения его газообразны.

Многочисленные опыты, произведенные начиная с 1846г., дали возможность применить пироксилин для снаря-жения мин, а изобре¬тенный одновременно нитроглицерин-для горных работ в виде дина¬мита. Но все попытки применить эти энергично действующие вещества, особенно пироксилин, для стрельбы не имели успеха ввиду разруши¬тельного дейст-вия и других нежелательных явлений, определявшихся суще-ствовавшими в то время способами приготовления их. Все усилия Ленка (Lenk, 1847), Отто (Otto, 1855), Абеля (Abel) и многих дру¬гих исследователей, старавшихся уплот-нить рыхлую массу пирокси¬лина плетением, прессованием, пропитыванием склеивающими ве¬ществами и т. п., чтобы уменьшить скорость сгорания его до нормы, требуемой бал-листикой, не привели к желаемой цели.

Еще в 1886г. известный баллистик Хеблер (Hebler), не считаясь с фактом, что первый бездымный порох испыты-вался уже в течение двух лет в немецких войсках, высказы-вал мнение, что употребление пиро¬ксилина или подобных ему бездымных, сгорающих без остатка взрыв¬чатых веществ в уп-лотненном состоянии никогда не будет безопасным и при первом выстреле таким порохом разрыв орудия неизбежен. Отсюда он делает заключение, что дымный порох не отжил свой век и что работа по совершенствованию этого пороха не является небла¬годарной.

Несмотря на дальнейшие усовершенствования в произ-водстве и очистке пироксилина, сделанные с 1847г. по 1865г., по мнению опытных специалистов, возможность упот-ребления этого сильного взрывчатого вещества для огне-стрельного оружия навсегда исклю¬чается. Только для специ-альных целей, где требуются особенно силь¬ные сорта дымно-го пороха, как, например, в охотничьих ружьях, пироксилин может применяться в соединении с некоторыми вещест¬вами, входящими в состав дымного пороха.

Выдающийся успех имел Шульце (Schultze), изготовив-ший в Бер¬лине в 1865г., путем нитрования древесины и про-питывания последней калиевой или бариевой селитрой, охот-ничий порох, названный порохом Шульце. Скоро этот порох приобрел известность в кругу охотников и считался лучшим из подобных ему порохов; этот порох употребляется и в на-стоящее время (прим.1932г).

Предложенный в 1882г. Рейдом (Reid) и Джонсоном (Johnson) в Стоумаркете охотничий порох под маркою ЕС, точно также как и французский правительственный охотничий порох, появившийся в 70—80-годах прошлого столетия, пред-ставляет не что иное, как незначительное изменение пороха Шульце.

Эти охотничьи пороха до появления первого военного бездымного пороха (1884) были единственным общеизвестным применением нитроклетчатки в огнестрельном деле. Ни один из них не удовлетворял тем высоким баллистическим требо-ваниям, которые предъявлялись к военному пороху. В исто-рии бездымного пороха, порох Шульце сыграл большую роль. Частичное желатинирование с поверхности, производимое в большом масштабе, привело к установке производства воен-ного пироксилинового пороха путем полной желатинизации нитроклетчатки.

Имеются сведения, что Фолькману (Volkmann) в Вене (1871) были известны эти основные условия производства бездымного пороха в том виде, как мы понимаем их в на-стоящее время. Его опыты, впрочем, остались в секрете и не имели поэтому никакого влияния на дальнейшее развитие вопроса о производстве бездымного пороха.

Следует обратить внимание, что австрийцы не были первыми, производившими опытную стрельбу из пушек пирок-силиновым порохом, но несомненно они ранее других народов имели желатиниро¬ванный порох.

Тем не менее с применением нитроклетчатки в желати-нированном виде для военного оружия произошла значитель-ная задержка. Опыт кампаний, имевших место между 1854 и 1871 гг., потребовал повыше¬ния мощности орудий, и это бы-ло достигнуто не введением известного уже тогда нитроцел-люлозного пороха, но введением медленно горящего дымного пороха. Скорость горения дымного пороха, который изготов-лялся тогда для орудий крупных калибров, оказалась слиш-ком велика для новых орудий большого калибра. Все усилия пороходелов были направлены к тому, чтобы умерить быстро-ту горения дымного шороха с целью исключить опасность разрыва орудий. С введением приборов для измерения давле-ний газов при помощи отпечатков на медных пластинках или сжатия медных цилиндров, а также хронографа для измерения скоростей полета снаряда, явилась возможность произвести опыты по разрешению некоторых вопросов внутренней балли-стики и определить работоспособность пороха.

Результаты опытов и вычислений показали, что для каждого калибра, для каждой длины ствола должен быть оп-ределенный заряд из пороха с определенной величиной зерна и определенной плотностью, который при наименьшем давле-нии дает наибольшую начальную скорость. Таким образом, вопрос о совершенствовании и улучшении пороха сделался предметом изучения.

Изучались не только известные дымные пороха и взрывчатые вещества подобного им состава, но и многие органические соединения к взрыву, как, например, пикраты калия и ам-мония. Совместная работа техники и науки способствовала дальнейшему развитию дела. Работа заводов Круппа и пра-вительственных немецких пороховых заводов привела в 1882г. к выработке бурого призматического пороха, кото-рый в следующие годы был принят всеми вой¬сками и флотом для орудий большого калибра. Этот порох (С/82) обладал высшими баллистическими качествами и сравнительно мень-шим количеством дыма благодаря прибавке к селитре не-взрывчатых горючих веществ.

Превосходные качества бурого призматического пороха были предварительно использованы лишь приме-нением этого пороха для орудий большого калибра во флоте и береговой артиллерии; впослед¬ствии были ус-пешно закончены опыты с таким же порохом для орудий малого калибра.

Опыт войны 1870/71г. показал, что дальнейшее уменьшение ка¬либра ручного оружия ниже 11мм, который в то время был на воору¬жении почти всех государств, дало бы ряд баллистических и такти¬ческих преиму-ществ, если бы удалось уменьшение веса снаряда (пу-ли), являющееся следствием уменьшения калибра, воз-местить увеличением начальной скорости его. Но, од-нако, вследствие отсутствия пороха соответствующих качеств, все усилия в этой области не дали положи¬тельных результатов. Многочисленные попытки немецких заводов создать порох, подобный так называемому С/82, для ручного оружия не увенчались успехом. Если и были достигнуты для него лучшие, чем прежде, балли-стические результаты, недостатки, присущие дым¬ному пороху прежнего образца, все же оставались не устра-ненными. Вследствие увеличения веса заряда происхо-дило и большее загряз¬нение канала и увеличение дымно-сти; дымность в ручном огнестрель¬ном оружии даже уве-личивалась при употреблении для изготовления ружей-ного пороха слабо обожженного угля.

Решение вопроса о ружейном порохе зависело от наличия такого пороха, который обращался бы в газ без остатка. Вопрос о создании такого пороха разрабаты-вался приблизительно одновременно с двух сторон неза-висимо друг от друга. Со стороны немцев с осени 1883г. работал Дуттенгофер (Duttenhofer)в Ротвейле, который в связи с про¬изведенными им работами с поро-хом С/82 использовал как исход¬ный материал слабо обожженную древесину. Эта последняя, как и для пороха Шульце, нитровалась и нейтрализовалась. По удалении из¬лишка кислоты нитрованная древесина обрабатывалась уксусным эфиром до получения желатинообразной массы, которая подсушивалась, пропускалась через вальцы и зернилась, как дымный порох, так как зернение обычным способом являлось затруднительным. Такой порох в 1884г. испытывался в войсках и как первый бездымный военный ружейный порох был выпущен под маркою RCP (Rottweiler Cellulose-Pulver).

Приемы фабрикации, имеющие в основе приготовле-ние военного пороха из нитроцеллюлозы, известны и описаны в английском па¬тенте 6022/87. Более 400 ООО кг пороха RCP было доставлено воен¬ному ведомству для ис-пытания как доказательство пригодности но¬вого воен-ного пороха, хотя он не мог бы удовлетворить всем требо¬ваниям безопасности, предъявляемым к нему в на-стоящее время. Во Франции к концу 1884г. и началу 1885г. лабораторные опыты Вьелля (Vielies) над влия-нием плотности на скорость сгорания взрыв¬чатых ве-ществ показали, что путем желатинизации нитроцеллю-лозы можно достигнуть регулировки скорости сгорания. Ближайшим результатом было изготовление ленточного пороха для полевых ору¬дий и в первые месяцы 1885г.—ружейного пороха марки «В» в виде наре¬занных пласти-нок. Нет сомнения, что немецкий бездымный ружейный порох появился ранее и в баллистическом отношении превосходил вначале пороха других стран. С другой сто-роны, доказано, что не¬правильная форма зерна и не вполне удачный способ изготовления пороха RCP не дали возможно-сти использовать все преимущества, которые может иметь коллоидальная пороховая масса, главным образом способ-ность сгорания параллельными слоями. Такого рода выводы были получены не в результате валового производства, но как следствие лабораторных работ большого масштаба по определе¬нию скорости сгорания взрывчатых веществ различ-ных плотностей и различного состава.

Если бы первые попытки превращения рыхлой нитро-целлюлозы в военный порох были удовлетворительны, то можно было бы считать, что изобретение пороха произошло одновременно с изобретением пироксилина, так как еще в 1847г. Гартиг (Hartig) в Брауншвейге подметил явление желатинирования пироксилина уксусным эфиром. Он раньше других отметил, что процесс желатинирования не влияет на химический состав пироксилина и позволяет достигнуть удовле¬творительных результатов при использовании силы этого взрывчатого вещества в огнестрельном оружии.

Через несколько лет после появления желатинированного пироксилинового пороха Нобель (Nobel) в 1888г. использо-вал для приготовления пороха желатинирующую способность нитроглицерина и большую энергию, которая заключалась в полученной взрывчатой желатине. Он исходил при этом из сделанного им еще в 1875г. открытия, что уже незначи-тельное количество коллодионного пироксилина достаточно, чтобы обратить жидкий нитроглицерин в желатинообразную массу. Им было подобрано такое соотношение между пирок-силином и нитроглицерином, что количество нитроклетчатки в готовом порохе преобладало; коллоидную массу в сыром состоянии он использовал для кубического пороха С/89, названного им балиститом. Таким образом было положено начало нитроглицериновым порохам, употребляемым и в на-стоящее время для всех родов орудий, стреляющих

под большими углами возвышения.

Побуждаемый этим изумительным открытием немецкий химик Абель, состоявший на английской службе, совместно с Дьюаром (Dewar) и Лондоне показал (1889), что и нерас-творимый пироксилин в соединении с нитроглицерином дает коллоид, причем смешение обоих веществ производится при помощи жидкого растворителя, именно ацетона. Изобретение бездымного пороха, таким образом, закончилось, и в даль-нейшем оставалось только установить и упро¬стить приемы изготовления и достигнуть безопасной фабрикации этого пороха.

Однако до настоящего времени сушка желатиниро-ванной нитроклетчатки представляла большую опасность. Заслуга Лундгольма(Lundholm) и Сайеpca(1889)состоит в том, что они нашли метод, при котором соединение влажной нитроклетчатки с жидкими легкоплавкими веществами воз-можно без употребления специаль¬НОГО ЖИДКОГО растворителя, устранение излишка которого из готовой пороховой массы представляет большие трудности.

Первые образцы бездымного пороха были изготовлены желатинированием нитроклетчатки с помощью уксусного эфи-ра или амилацетата. Они содержат в готовом виде 5% и больше жидкого растворителя, заметно пахнут им и бла-годаря сравнительно высокому содержанию растворителя об-ладают достаточной стойкостью. Менее благоприятно обсто-ит дело с баллистической неизменяемостью такого пороха. Вследствие постепенного улетучивания остаточного раство-рителя из пороха во время хранения, его давление при стрельбе поднимается и достигает иногда недопустимой ве-личины, отчего происходит заклинение гильзы, и оружие подвергается опасности разрыва.

Поэтому около 1890г. в качестве растворителя для при-готовления пороха начали употреблять смесь спирта с эфи-ром. Для приготовления пороха применяют растворимый в этом растворителе пироксилин (пироксилин большой раство-римости, пироколлодий) или смесь пиро¬ксилина малой рас-творимости с коллодионным пироксилином, ко¬торая раство-ряется в растворителе в той мере, в какой это требуется для операции обработки пороховой массы и прессования ее. Усилен¬ной сушкой или кипячением пороха в воде можно из-влечь из него остатки растворителя и получить порох поч-ти свободный от раствори¬теля, что определяет неизменяе-мость его баллистических свойств. Однако, как указано было выше, недостаток растворителя влечет уменьшение хи-мической стойкости, и только прибавкой к порохо¬вой мас-се стабилизатора можно восстановить ее стабильность. В ка¬честве одного из первых стабилизаторов сначала упот-ребляли сулему, не заметив на первых порах, что эта при-месь никоим образом не оправдывает своего назначения и только затемняет результаты испы¬тания, вводя в заблужде-ние относительно действительной стойкости пороха. Кроме того, содержание сулемы в порохе вызывало порчу латунных гильз. Только после того, как это выяснилось, удалось экспериментальным путем выявить действительные и мнимые ста¬билизаторы. Некоторые пороха были изъяты из обраще-ния, так как были случаи взрыва пороха на кораблях и складах боевых припасов. В дальнейшем развитии ручного огнестрельного оружия явились стремления к усовершенст-вованию пороха в направлении получения прогрессивно-горящего пороха с относительно равномерным распре¬делением давлений в канале орудий. Рациональное решение этого вопроса для ружейного желатинированного пороха найдено в 1897г. Изыскания военно-испытательных учрежде-ний в Шпандау шли по пути уменьшения скорости горения наружной поверхности зерна, чего, несмотря на все уси-лия, не удалось достигнуть еще до настоящего времени да-же для крупных пороховых элементов.

С повышением начальной скорости снаряда сделалась заметной большая изнашиваемость канала орудия, на что в начале этого столе¬тия было обращено особенное внимание. Еще в 1900г. во время англо¬бурской войны было обращено внимание на зависимость изнашивания стенок канала орудия от пороха, а именно от высокой температуры, раз¬виваемой им при горении. Тогда же был поднят вопрос об уменьшении температуры горения пороха без понижения предъявляемых к нему баллистических требований. Это и было достигнуто уменьшением со¬держания нитроглицерина в порохе, например в кордите с 58 до 30%. Для особенно крупных калибров - 20см и выше - пошли на дальнейшее уменьшение нитроглице-рина в порохе.

Уменьшение содержания нитроглицерина, особенно для толсто¬стенных порохов, создало новые затруднения. Однако благодаря продолжительным опытам центральной лаборатории в Нейбабельсберге (Тиме—Thime,1909) удалось изготовить в несколько дней толстостенные трубчатые пороха с незначи-тельным содержанием ни¬троглицерина, изготовление которых раньше требовало месяцев. Значение такого ускорения изго-товления пороха было оценено во ¬время мировой войны. Чрезвычайно большая сила вновь созданного пороха и воз-можность применения его для стрельбы на такое большое расстояние, как стрельба по Парижу (1917), были для всех полной неожиданностью.

Можно считать, что развитие как дымного, так и без-дымного пороха достигло наивысшей степени на немецких за-водах.

Существенное значение в успехах развития фабрикации желатинированного пороха имели и научно-исследовательские работы, среди которых следует отметить работы по изучению химической стойкости пороха и работы по установлению при-знаков, служащих для своевременного распознавания насту-пающего разложения пороха.

При первоначальных испытаниях такого рода довольст-вовались простым констатированием состояния пороха. По-верхностные испытания не могли дать достаточного критерия о степени химической стойкости, что и подтвердилось впо-следствии многочисленными взрывами боевых припасов вслед-ствие разложения пороха. В противоположность старым мето-дам испытания, основанным на сомнительных признаках начи-нающегося разложения, были установлены новые способы, указывающие ход разложения и опирающиеся (около 1900) на количественные результаты, причем определялась потеря ве-са при нагревании пороха, или отщепленное количество оки-слов азота определялось весовым анализом. Для текущего производства эти испытания необходимы потому, что они, не характеризуя вполне точно стойкость пороха, дают возмож-ность следить за качеством изготовляемого продукта в про-цессе производства.

Достоверный вывод можно сделать, как это теперь ус-тановлено, только из опытов хранения порохов в теплом по-мещении. Такие опыты продолжительного хранения в теплом помещении хотя и велись на отдельных заводах с начала производства желатинированного пороха, но не были хорошо известны, и значение их не было оценено. Признано, что всякий желатинированный порох, как бы тщательно он ни был изготовлен из лучших сырых материалов, нуждается в приме-нении стабилизаторов, и только при наличии таковых в по-рохе можно ручаться за сохранение им химической стойкости в течение достаточно продолжительного времени.

1926г.