toi_samyi

А. ШТЕТБАХЕР
ПОРОХА И ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ПЕРЕВОД СО ВТОРОГО СОВЕРШЕННО ПЕРЕРАБОТАННОГО НЕМЕЦКОГО ИЗДАНИЯ 1933 г.
под ред. проф. А. В. САПОЖНИКОВА
онти, главная редакция химической литературы, москва 1936

Книга представляет собою руководство, посвященное в основном описанию взрывчатых веществ и пороков и технологических способов их получения, а также описанию применения их в самых разнообразных областях. Помимо того в книге изложены основные вопросы из теории взрывчатых веществ и довольно полно представлены методы испытания и исследования этого важного класса соединений.

Практическое значение книги Штетбахера повышается тем, что в ней для всех важнейших взрывчатых веществ дается детальное описание заводских технологических процессов, а также описание методов приготовления взрывчатых веществ в лаборатории. Значительный интерес для военных специалистов, и в частности для артиллеристов, представляет приведенное автором краткое описание важнейших явлений, происходящих в канале огнестрельного орудия, а также описание некоторых типичных образцов артиллерийских снарядов и авиабомб и принадлежностей к ним. В виде особого приложения в конце книги дается описание химических средств борьбы — некоторых отравляющих веществ и противогазов.

На мой взгляд, это исчерпывающее детальное описание всего. Там и теория и практика, тонкости техпроцесса, известные проблемы и способы их решения.

Отдельно следует обратить внимание на год переводного издания - 1936 и соотнести его с началом промышленного выпуска пороха "Н" в Штеровке (Петровское, Луганская обл.)

Теперь про "нюансы" - добавки к порохам.
Как уже неоднократно упоминалось ранее :-) порох это твёрдый, прочный материал. Бездымный порох, не смотря на разные названия, в основном состоит из нитроцеллюлозы и представляет собой пластик. Чем крупней калибр орудия, тем больше и прочнее (!) должны быть гранулы. Для ракет требуются особо крупные, прочные и однородные "гранулы" - "шашки". Для получения прочного пластика из нитроцеллюлозы её следует пластифицировать, или как говорили в старину "желатинировать". Нитроглицирин был (и есть) в первую очередь именно желатинирующей добавкой, а не "горючим".

Прибавки/добавки номер 1 - пластификаторы

Первым пластификатором была уже известная к тому времени камфора (см. целлулоид).

Централит: был разработан в Центральной (немецкой) военной лаборатории, как результат целенаправленного поиска желатинирующих веществ. Отсюда и название (этот факт мне не удалось найти в советской литературе, о которой будет отдельный пост).
"Централитов" несколько. Это ряд замещённых мочевин разного строения. Мочевина обладает слабо-основными свойствами и даёт соли с сильными кислотами, но замещённые мочевины и особенно фенил-мочевины - нет. Что меня и смутило. В советской литературе а также и в нек. статьях англ. вики "централит" настойчиво называют "стабилизатором" Оказывается, эти замещённые мочевины действительно реагируют с азотной к-той и окислами азота, но как восстановители, а не основания.
В вики написано, что это "модератор" скорости горения и "стабилизатор" - это так, но это вторичный эффект. Не для того его разрабатывали. Кроме того существовал целый ряд порохов, включающих кроме централита дифениламин и динитробензол. Первый - "нейтрализатор" кислот, второй - "модератор" - снижает скорость горения.
Централит можно использовать для изготовления целлулоида.
Как вы помните, вторая технология изготовления "нитроглицеринового" пороха использовала ацетон (см. кордит). Однако, с ацетоном в то время был напряг. Перед второй мировой англичане "заменили" ацетон централитом и получили Cordite SC (Solventless Cordite). Вот его они и использовали в дальнейшем.
(централит это твёрдое вещество, он не растворитель, он детергент)

Прибавки/добавки номер 2 - "стабилизаторы" (нейтрализуют кислоты)
1. дифениламин - слабое основание, нейтрализует кислоты и таким образом препятствует гидролизу. Кроме того, он легко окисляется и так "убирает" окислы азота. Также является пластификатором и снижает скорость горения, но эти его свойства вторичны.
2. неорганические основания и основные соли - оксиды кальция и магния, мел, сода питьевая. Дешевые, но твёрдые. Проблема с равномерным распределением в готовом продукте и досягаемостью для кислоты в толще твёрдой гранулы. Снижают прочность (важно).

Прибавки/добавки номер 3 - модераторы (снижают скорость горения)
1. Динитротолуол
2. другие добавки с другим первичным предназначением (централит, камфора, полиэфиры, фталаты и пр.)

Прибавки/добавки номер 4 - подавители вспышки
Соли калия (хлорид, нитрат, сульфат и даже тартрат)

И наконец - графит
Подавляет "электрицитацию" и облегчает дозирование мелких порохов (смазка)

В основном это всё. Конечно, есть ещё чертова уйма всяких добавок, но основные я перечислил.

Вот теперь можно переходить к разбору создания "безаналоговой" вундервафы "Катюша" и роли поставок по Ленд-Лиз в снабжении советских войск боеприпасами.

UPD:
о том как всё сложно связано (про состав, форму зёрен и гладкость поверхности)
Как уже упоминалось ранее, по мере сгорания площадь зёрен уменьшается, а следовательно уменьшается и образование (приток) пороховых газов. Но для разгона снаряда с ускорением должно быть наоборот. Для пистолетов или даже винтовок оно не очень важно, а вот для тяжелых снарядов длинноствольных пушек - весьма. Для преодоления этого противоречия используют трубчатую или дырчатую форму гранул (см. пред. выпуски).
Кроме того, чем длиннее ствол и чем тяжелее снаряд, тем медленнее должен гореть порох.
Скорость горения одного и того же пороха (скажем "нитроцеллюлозного") можно изменять всякими добавками.
Теперь внимание (!) Добавку для снижения скорости горения, например динитротолуол, можно добавить В состав, а можно ПОКРЫТЬ ним гранулы. Процентное содержание добавки будет одинаковым, НО в первом случае скорость горения будет равномерной, а во втором она будет МИНИМАЛЬНОЙ в начале (когда площадь зёрен максимальная) и МАКСИМАЛЬНОЙ в конце горения (когда площадь минимальная). И это то, что надо! Именно такой порох (IMR) поставляли американцы.
Таким образом, имея один состав (в процентах) два пороха будут иметь разные свойства.

Склонность к детонации
Бездымные пороха детонируют. Чувствительность к удару некого (оригинального?) нитроглицеринового пороха по Штетбахеру 30 см (для груза 2 кг), а тетрила - 20 см. Чувствительность зависит от состава. Всякие добавки снижают её, но в разной степени.

Теплота сгорания (калорийность) и температура горения.
Чем больше калорий - тем сильнее, больше энергии. Но тем выше износ ствола. Поэтому, для артиллерии лучшие пороха - низкокалорийные и "холодные". За исключением тех случаев, где важен ОБЪЁМ (гильзы) - танковых и авиационных.
Калорийность и температуру горения можно изменять с помощью добавок. Но лучшие в этом плане пороха - дигликолевые и нитрогуанидиновые. Они же беспламенные.

Какие ещё бывают пороха?
Ещё всякие бывают :-) Например немцы снаряжали патроны противотанковых ружей, бронебойные винтовочные и авиационные "тэновым" порохом - с тетранитропентаэритритом. Такие немцы...
Или вот безгильзовый патрон винтовки G11 - "порох" из октогена (!)
Были ещё на основе хлоратов и перхлоратов...
разные были