Перспективы совершенствования эм

Взрывчатыми веществами называются особые группы веществ, способных под влиянием сравнительно небольших внешних воздействий (удара, накола, нагрева и т. д.) к быстрым химическим превращениям, сопровождающимся столь же быстрым выделением тепла и образованием сильно нагретых газов, которые могут производить работу разрушения или метания.

Взрывчатые вещества нашли широкое применение как в военном деле, так и в различных отраслях хозяйства. В военном деле взрывчатые вещества применяются для метательных целей в огнестрельном оружии и для разрушительных целей в качестве разрывного заряда различных боеприпасов и подрывных средств.

Главным преимуществом взрывчатых веществ перед другими источниками энергии (за исключением атомной) является огромная мощность их взрывчатого превращения, позволяющая производить большую работу в чрезвычайно короткие промежутки времени, что особенно ценно в военном деле, где выигрыш времени в проведении боевых операций часто приводит к победе. Наряду с этим громадная мощность взрыва обусловливает чрезвычайно сильное разрушительное его действие по броне и другим защитным сооружениям противника, что также очень существенно в условиях современной войны. Значение взрывчатых веществ в военном деле видно хотя бы из того, насколько велик расход боеприпасов в последних войнах.

Так, за первую мировую войну 1914—1918 гг. воюющими странами израсходовано более 1 млрд. только артиллерийских выстрелов.

Еще большим был расход боеприпасов во вторую мировую войну. Промышленность СССР изготовила в 1944 г. 240 млн. снарядов, бомб и мин.

Производство взрывчатых веществ в крупнейших странах в период войны достигало многих сотен тысяч тонн (в Германии в 1944 г. произведено около 750 тыс. т порохов и взрывчатых веществ).

Огромно значение взрывчатых веществ и в промышленности и в сельском хозяйстве, где они облегчают труд человека и ускоряют производство работ.

Такие работы, как прокладка туннелей и каналов в твердых породах и уничтожение подводных скал, были бы трудно выполнимы, а иногда и невозможны без применения взрывчатых веществ. Добывание каменного угля, строительных материалов из горных пород, различных руд и других полезных ископаемых значительно облегчается и ускоряется применением взрывчатых веществ. В сельском хозяйстве взрывчатые вещества применяются для корчевания пней и уничтожения валунов.

Примером широкого использования взрывчатых веществ может служить применение таковых в каменноугольной промышленности, где на каждую тонну угля расходуется в среднем более 100 г взрывчатых веществ. Расход взрывчатых веществ на крупнейших стройках нашей страны исчисляется десятками тысяч тонн.

Первым был применен на практике дымный порох (смесь селитры, серы и угля). По историческим документам видно, что составы, подобные дымному пороху, были известны многим азиатским народам до нашей эры. Вначале такие составы находили применение для изготовления фейерверков. Затем составы типа дымного пороха стали применяться в зажигательных и подрывных средствах в военном деле.

Данные летописей позволяют утверждать, что порох для огнестрельного оружия появился на Руси до 1382 г., так как совершенно точно известно, что в 1382 г. при Дмитрии Донском во время обороны Москвы от нашествия татаро-монгольских орд хана Тохтамыша русские применили дымный порох для артиллерийской стрельбы.

Первый государственный («казенный») завод в России был построен в 1665 г. под Москвой.

В период царствования Петра I (1682—1725 гг.) были построены пороховые заводы в Сестрорецке и в Петербурге (Охтинский пороховой завод). Позже в 1765 г. был построен Шостенский, а в 1788 г.— Казанский пороховые заводы, В конце XVIII в. на основе работ великого русского ученого М. В. Ломоносова в пороходелие были внесены значительные улучшения. В частности, было подобрано рациональное соотношение компонентов пороха (75% калиевой селитры, 10% древесного угля и 10% серы) и усовершенствован процесс его производства.

Состав дымного пороха, установленный на основании работ М. В. Ломоносова, не претерпел изменений до настоящего времени. Позднее вопросами улучшения качества дымного пороха занимались профессора Артиллерийской академии Л. Н. Шишков, впервые установивший состав продуктов горения пороха, А. В. Гадолин и Н. В. Маиевский, предложившие выгодную в баллистическом отношении форму зерна дымного пороха в виде шестигранных призм с одним и с семью каналами, послужившую образцом для современных семи- и одноканальных порохов коллоидного типа.

В конце XVIII и XIX вв. были сделаны величайшие открытия во всех областях науки и техники, на основе чего бурным темпом развилась промышленность, в частности, химическая.

В результате развития химии и на базе нового сырья в виде неорганических кислот и органических соединений создались возможности для синтеза взрывчатых веществ.

Так, в 1799 г. Говардом была получена гремучая ртуть, которая с 1843 г. стала применяться в России для снаряжения капсюлей-воспламенителей, а с 60-х годов — в капсюлях-детонаторах.

С появлением капсюлей-воспламенителей резко улучшились тактико-технические свойства стрелкового оружия. Мало удобные фитильные и кремневые ружья были заменены более удобными и более скорострельными ружьями, в которых капсюль разбивался ударом бойка.

Применение капсюля-детонатора, впервые предложенного капитаном Д. И. Андриевским в 1865 г., наряду с появившимися новыми взрывчатыми веществами (впоследствии названными бризантными), сыграло громадную роль в развитии техники артиллерийского вооружения, так как позволило резко увеличить могущество боеприпасов.

В 1832 г. Браконно был получен пироксилин (нитрат клетчатки). Однако изучением свойств его тогда не занимались и по существу прошли мимо этого взрывчатого вещества. В 1846—1848 гг. академик Г. И. Гесс и полковник А. А. Фадеев исследовали свойства пироксилина и показали, что по мощности пироксилин в несколько раз превосходит дымный порох.

В 1877 г. в России было решено применить пироксилин для снаряжения артиллерийских снарядов. В 1880 г. пироксилин готовился уже в больших количествах на заводе Морского ведомства в Петербурге. На этом же заводе в 1890 г. под руководством гениального ученого Д. И. Менделеева был получен «пироколлодий», имеющий ряд положительных качеств по сравнению с обычным пироксилином.

Применение пироксилина для снаряжения боеприпасов взамен дымного пороха является важным этапом в развитии артиллерии, так как снаряженные пироксилином боеприпасы обладали значительно большим могуществом в действии у цели. Тем не менее, существенные недостатки пироксилина, а именно: его высокая чувствительность, сравнительно малая химическая стойкость и плохая прессуемость, заставили отказаться от его применения для снаряжения боеприпасов. Пироксилин был вскоре вытеснен бризантными взрывчатыми веществами, полученными путем нитрования производных бензола (фенол, толуол).

В 1847 г. Собреро в Италии было получено еще более мощное взрывчатое вещество — нитроглицерин. Но до 1854 г. нитроглицерин вследствие большой опасности при получении и обращении на практике не использовался. Впервые предложение о практическом применении нитроглицерина для разрывных зарядов в артиллерийских снарядах внес в 1854 г., во время Крымской войны, проф. Н. Н. Зинин. Но вследствие большой опасности при снаряжении и при использовании боеприпасов, снаряженных нитроглицерином, Главное артиллерийское управление отказалось от применения нитроглицерина.

В 60-х годах XIX столетия ученик и сотрудник Н. Н. Зинина В. Ф. Петрушевский предложил взрывчатую смесь типа динамита, состоящую из 75% нитроглицерина и 25% углекислого магния. Н. Н. Зинину также принадлежит честь открытия явления детонации.

В 1885 г. Тюрпеном были исследованы взрывчатые свойства пикриновой кислоты, известной в течение 100 лет как краситель. Пикриновая кислота уступает по мощности пироксилину и нитроглицерину, но превосходит их по стойкости и безопасности в обращении. Вследствие этого она была быстро принята для снаряжения боеприпасов в ряде стран.

В России пикриновая кислота стала применяться в качестве бризантного взрывчатого вещества для разрывных зарядов боеприпасов с 1888 г. С 1894—1895 гг. пикриновая кислота окончательно вытеснила пироксилин в снарядах сухопутной артиллерии и была штатным взрывчатым веществом до 1909 г., когда она в свою очередь была заменена тротилом.

Основным недостатком пикриновой кислоты является ее способность реагировать с металлами с образованием очень чувствительных к внешним воздействиям солей (пикратов).

В 1909 г. вместо пикриновой кислоты для снаряжения боеприпасов был принят в России тротил, полученный впервые в 1863 г. Вильбрандом.

Тротил — несколько менее мощное взрывчатое вещество, чем пикриновая кислота, но при удовлетворительных взрывчатых качествах значительно безопаснее в применении, удобен в снаряжении и имеет более широкую сырьевую базу. Вследствие этого тротил и до сих пор является основным бризантным взрывчатым веществом, применяющимся для снаряжения почти всех видов боеприпасов как в чистом виде, так и в смесях и сплавах с другими взрывчатыми веществами и главным образом в смеси с аммонийной селитрой.

В 1877 г. Михлером впервые был получен тетрил.

В России тетрил стали производить с 1910 г. С тех пор по настоящее время тетрил применяется в основном для изготовления детонаторов.

Наряду с появлением новых бризантных веществ появились и новые пороха. Вследствие малой мощности дымного пороха начальная скорость снарядов, а следовательно, и дальность полета их были невелики. Кроме того, дымный порох при стрельбе давал много дыма, что затрудняло наблюдение и демаскировало стреляющего. Поэтому вставал вопрос об изыскании новых, более мощных типов порохов. Развитие техники и в связи с этим появление новых взрывчатых веществ и источников сырья (целлюлоза, глицерин и т. п.) сделали эту задачу разрешимой.

Все многообразие индивидуальных взрывчатых веществ (ВВ) и составов представляет собой необычайно широкий ряд энергонасыщенных материалов (ЭМ). Последнее время термин ЭМ наиболее полно подчеркивает их существо, выражающееся в определенном поведении последних по отношению к различным воздействиям и своеобразии ответных реакций, присущих только ЭМ.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭМ

Основные виды классификаций ЭМ

Все многообразие ЭМ классифицируют по различным признакам. К основным видам классификаций ЭМ относятся следующие:

1) По направлению применения;

2) По составу;

3) По применению;

4) По агрегатному состоянию;

5) По химическому строению.

Дата добавления: 2014-01-07