Пиротехническа химия: Барут и експлозиви - Gorst A.G. Нитроцелулозни пропеланти

58> .. >> Напред
Основата на нитроцелулозните пропеланти е нитроцелулозата, пластифицирана с един или друг разтворител (пластификатор). В зависимост от летливостта на разтворителя, нитроцелулозните пропеланти се разделят на следните типове.
1. Нитроцелулозни пропеланти, приготвени с помощта на летлив разтворител, който се отстранява почти напълно от пропеланта по време на производствения процес. Зад тези барути държаха
името на пироксилина; те се приготвят с нитроцелулоза със съдържание на азот, като правило, повече от 12%, наречено пироксилин.
2. Нитроцелулозни пропеланти, произведени върху нелетлив или нелетлив разтворител (пластификатор), изцяло останали в пропеланта; друг характерна чертаот тези пропеланти е, че са направени на базата на нитроцелулоза, съдържаща като правило по-малко от 12% азот, наречена колоксилин. Тези прахове се наричат балисти.
Преди Втората световна война нитроглицеринът е бил използван като пластификатор. След Втората световна война iitrodiglycol се използва и като пластификатор. Имената на балиститите са установени от техническото наименование на нитрат-пластификатора: нитроглицерин, нитродигликол. Нитродигликоловите балистити са подобни по състав и много от свойствата си на нитроглицеринови балистити.
3. Нитроцелулозни пропеланти, направени със смесен разтворител (пластификатор), наречени кордити.
Кордитите се приготвят или на базата на пироксилин с високо съдържание на азот, или с високо съдържаниеколоксилин. И в двата случая нитроглицеринът или иитродигликолът, който е част от кордита, не осигурява пълна пластификация на нитроцелулозата. За пълнота на пластификацията се използва допълнителен летлив разтворител (пластификатор), който се отстранява, но не напълно, от барута в последните етапи на производство. Като летлив разтворител за високо азотен пироксилин се използва ацетон, а алкохол- етерна смес за колоксилин.
§ 3. КОМПОНЕНТИ НА НИТРОЦЕЛУЛОЗНИТЕ ПРАХИ
Нитроцелулозните пропеланти са получили името си от основния си компонент - нитроцелулоза. Именно нитроцелулозата, подходящо пластифицирана и уплътнена, определя основните свойства, характерни за нитроцелулозните пропеланти.
За превръщането на нитроцелулозата в барут преди всичко е необходим разтворител (пластификатор).
За придаване на редица специални свойства на барута се използват добавки: стабилизатори, флегматизатори и др.
1. Нитроцелулоза. За производството на нитроцелулоза се използва целулоза, която се съдържа в памук, дърво, лен, коноп, слама и др. в количество от 92-93% (памук) до 50-60% (дърво). За производството на висококачествена нитроцелулоза се използва чиста целулоза, получена от посочените растителни суровини чрез специална химическа обработка.
М8
Молекулата на целулозата се състои от голям брой еднакво структурирани и „взаимосвързани глюкозни остатъци CeHjoOs:
Следователно, общата формула за целулоза е (CoHy06) n, където n е броят на глюкозните остатъци. Целулозата не се състои от еднакви молекули с определена дължина, а от смес от молекули с различен брой хидрогенирани остатъци, който според различни изследователи варира от няколкостотин до няколко хиляди.
Всеки глюкозен остатък съдържа три ОН хидроксилни групи. Именно тези хидроксилни групи реагират с азотната киселина по схемата
... „+ + Re (mH20),
където = 1; 2 или 3.
В резултат на реакция, наречена естерификация, OH групите се заменят с ONO2 групи, наречени нитратни групи. В зависимост от условията не всички хидроксилни групи, а само част от тях могат да бъдат заменени с нитратни групи. Поради тази причина се оказва не една, а няколко нитроцелулози. различни степениестерификация.
Нитрирането на целулозите се извършва не с чиста азотна киселина, а със смес от нея със сярна киселина. Взаимодействието на целулозата с азотната киселина е придружено от отделяне на вода. Водата разрежда азотната киселина, което отслабва нейното нитриране. Сярната киселина свързва отделената вода, която вече не може да пречи на естерификацията.
Колкото по-силна е киселинната смес, т.е. колкото по-малко вода съдържа, толкова по-голяма е степента на естерификация на целулозата. Чрез подходящ избор на състава на киселинната смес може да се получи нитроцелулоза с определена степен на естерификация.
Видове целулозни нитрати. Структурата на целулозата не може да бъде изразена с никаква конкретна формула поради факта, че е хетерогенна по размер на молекулата. Това се отнася още повече за целулозните нитрати, които освен това се състоят от молекули, които са хетерогенни по степента на естерификация.
149
Следователно нитроцелулозата се характеризира със съдържанието на азот, определено химичен анализ, или по степента на естерификация (средно броя на нитратните групи на един глюкозен остатък).
На практика има следните видове нитроцелулоза, използвани в производството на пропеланти.
а) Колоксилин. Съдържанието на азот е 11,5-12,0%. Нека се разтваря напълно в смеси от алкохол с етер.
б) Пироксилин No 2. Съдържанието на азот е 12,05-12,4%. Разтваря се в смес от алкохол и етер най-малко 90%.

Човекът е направил много открития, които са били от голямо значение в определена област от живота. Въпреки това, много малък брой такива открития всъщност са се отразили на хода на историята.

Барут, неговото изобретение - е от този списък с открития, допринесли за развитието на много области на човечеството.

История

Предисторията на появата на барута

Учените отдавна спорят за времето на създаването му. Някой твърди, че е изобретен в азиатските страни, докато други, напротив, не са съгласни и доказват обратното, че барутът е изобретен в Европа, а оттам е стигнал до Азия.

Всички са съгласни, че родината на барута е Китай.

Наличните ръкописи говорят за шумни празници, които са се провеждали в Поднебесната империя с много силни експлозии, които не са били познати на европейците. Разбира се, това не беше барут, а бамбукови семена, които при нагряване се спукаха със силен шум. Такива експлозии накараха тибетските монаси да се замислят практическо приложениетакива неща.

История на изобретенията

Сега вече не е възможно да се определи времето на изобретяването на барута от китайците с точност до една година, но според ръкописите, оцелели до наши дни, има мнение, че в средата на 6 век , жителите на Средното кралство също знаеха подредбата на веществата, с които можете да получите огън с ярък пламък. Най-далече в посоката на изобретяването на барута напредват даоистките монаси, които в крайна сметка изобретяват барута.

Благодарение на намерената работа на монасите, която е датирана от 9-ти век, в която са изброени всички определени „еликсири“ и как да ги използвате.

Голямо внимание беше обърнато на текста, който посочва приготвената композиция, която внезапно се запали веднага след производството и причини изгаряния на монасите.

Ако огънят не бъде незабавно потушен, къщата на алхимика изгаря до основи.

Благодарение на такава информация дискусиите за мястото и времето на изобретяването на барута бяха завършени. Е, трябва да кажа, че след изобретяването на барута той само гори, но не избухва.

Първи прахообразен състав

Съставът на барута изискваше точно съотношение на всички компоненти. Отне на монасите повече от една година, за да определят всички дялове и компоненти. В резултат на това се получава смес, която получава името "огнена отвара". Съставът на отварата включваше молекули въглища, сяра и селитра. В природата има много малко селитра, с изключение на териториите на Китай, където селитрата може да се намери директно на повърхността на земята в слой от няколко сантиметра.

Компоненти на прах:

Мирно използване на барут в Китай

В първите дни на изобретяването на барута той се използва главно под формата на различни шумови ефекти или за цветни „фойерверки“ по време на развлекателни събития. Местните мъдреци обаче разбират, че е възможно и военното използване на барут.

В онези далечни времена Китай постоянно воюваше с номадите, които го заобикаляха, а изобретяването на барут играеше в ръцете на военните командири.

Барут: първата употреба от китайците за военни цели

Има ръкописи на китайски монаси, където се казва за използването на "огнена отвара" за военни цели. Китайските военни обкръжиха номадите и ги примамиха в планинския район, където бяха предварително монтирани барутни заряди и опожарени след похода на врага.

Силни експлозии парализираха номадите, които позорно избягаха.

Осъзнавайки какво е барут и осъзнавайки неговите възможности, императорите на Китай подкрепиха производството на оръжия с помощта на огнена смес, това са катапулти, прахови топки, различни снаряди. Благодарение на използването на барут, войските на китайските командири не знаеха поражението и навсякъде хвърляха врага в бягство.

Барутът напуска Китай: арабите и монголите започват да правят барут

Според получената информация около 13 век информация за състава и пропорциите за производство на барут е получена от арабите, как е направено, няма точна информация. Според една от легендите арабите изклали всички монаси от манастира и получили трактат. През същия век арабите успяват да построят оръдие, което може да изстрелва снаряди от барут.

„Гръцки огън“: византийски барут

По-нататък от арабите, информация за барута, неговия състав до Византия. След леко промяна на състава, качествено и количествено, се получи рецепта, която беше наречена "гръцки огън". Първите тестове на тази смес не закъсняха.

При отбраната на града са използвани оръдия, заредени с гръцки огън. В резултат на това всички кораби бяха унищожени от пожар. Точни сведения за състава на „гръцкия огън“ не са достигнали до наши дни, но се предполага, че са използвани сяра, масло, селитра, смола и масла.

Барутът в Европа: Кой е изобретил?

Дълго време Роджър Бейкън се смяташе за виновник за появата на барут в Европа. В средата на тринадесети век той става първият европеец, който описва в книга всички рецепти за приготвяне на барут. Но книгата беше криптирана и не беше възможно да се използва.

Ако искате да знаете кой е изобретил барута в Европа, тогава отговорът на вашия въпрос е историята на Бертолд Шварц. Той бил монах и практикувал алхимия в полза на своя францискански орден. В началото на четиринадесети век той работи за определяне на пропорциите на вещество от въглища, сяра и селитра. След дълги експерименти той успява да смила необходимите компоненти в хаванче в пропорция, достатъчна за експлозия.

Взривната вълна почти изпрати монаха в отвъдния свят.

Изобретението бележи началото на ерата на огнестрелните оръжия.

Първият модел на "стрелящия минохвъргач" е разработен от същия Шварц, за което той е затворен, за да не разкрива тайни. Но монахът бил отвлечен и тайно транспортиран в Германия, където продължил експериментите си за подобряване на огнестрелните оръжия.

Как е приключил живота си любознателният монах, все още не е известно. Според една версия той е бил взривен на буре с барут, според друга, той е починал благополучно в много напреднала възраст. Както и да е, но барутът даде на европейците страхотни възможности, от които те не пропуснаха да се възползват.

Появата на барут в Русия

Няма точен отговор за произхода на барута в Русия. Има много истории, но най-правдоподобната е, че съставът на барута е предоставен от византийците. За първи път барутът е използван в огнестрелно оръжие при отбраната на Москва от нападение на войските на Златната орда. Такова оръжие не обезвреди живата сила на врага, но даде възможност да се плашат конете и да се сее паника в редиците на Златната орда.

Рецепта за бездимен прах: Кой е измислил?

Наближавайки по-модерните векове, да кажем, че 19-ти век е времето на усъвършенстване на барута. Едно от интересните подобрения се счита за изобретението на французина Viel pyroxylin на прах, който има твърда структура. Първото му използване беше оценено от представители на министерството на отбраната.

Изводът е, че барутът гори без дим, без да оставя остатъци.

Малко по-късно изобретателят Алфред Нобел обяви възможността за използване на нитроглицерин на прах при производството на черупки. След тези изобретения барутът само подобрява и подобрява характеристиките си.

Видове прах

В класификацията се използват следните видове барут:

смесени(т.нар. опушен прах (черен прах));
нитроцелулоза(съответно бездимни).

Може да е откровение за мнозина, но твърдото ракетно гориво, използвано в космическите кораби и ракетните двигатели, не е нищо повече от най-мощният барут. Нитроцелулозните пропеланти се състоят от нитроцелулоза и пластификатор. В допълнение към тези части в сместа се смесват различни добавки.

Условията за съхранение на барута са от голямо значение. Ако намерите още барут възможен срокпри съхранение или неспазване на технологичните условия на съхранение е възможно необратимо химическо разлагане и влошаване на свойствата му. Следователно съхранението е от голямо значение в живота на барута, в противен случай е възможна експлозия.

Опушен барут (черен)

Черният прах се произвежда на територията на Руската федерация в съответствие с изискванията на GOST-1028-79.

Понастоящем производството на опушен или черен барут е регламентирано и отговаря на нормативните изисквания и правила.

Марките, какво е барут, се делят на:

зърнест;
прах на прах.

Черният прах се състои от калиев нитрат, сяра и въглен.

калиев нитратокислява, ви позволява да изгаряте с бърза скорост.
дървени въглища Това е гориво (което се окислява от калиев нитрат).
сяра- компонент, който е необходим за осигуряване на запалване. Изискванията за пропорциите на марките черен прах са различни в различните страни, но разликите не са големи.

Формата на гранулираните класове барут след производството наподобява зърно. Производството се състои от пет етапа:

Смилане до прахообразно състояние;
Смесване;
Натиснат върху дискове;
Има смачкване на зърна;
Зърната са полирани.

Повечето най-добрите сортовебарутът гори по-добре, ако всички компоненти са напълно смачкани и добре смесени, дори и крайната форма на гранулите е важна. Ефективността на изгарянето на черен прах до голяма степен е свързана с фиността на смилането на компонентите, пълнотата на смесването и формата на зърната в готовия вид.

Разновидности на черен прах (% състав KNO 3, S, C.):

с кабел (за пожарни шнурове) (77%, 12%, 11%);
пушка (за възпламенители за заряди от нитроцелулозни пропеленти и смесени твърди горива, както и за изхвърляне на заряди в запалителни и осветителни снаряди);
груби (за възпламенители);
бавно изгаряне (за усилватели и забавители в тръби и предпазители);
мина (за взривни дейности) (75%, 10%, 15%);
лов (76%, 9%, 15%);
спортни.

Когато работите с черен прах, трябва да вземете предпазни мерки и да държите праха далеч от открит източник на огън, тъй като той лесно се запалва, за това е достатъчна светкавица при температура 290-300 ° C.

Изискванията към опаковката са високи. Тя трябва да е херметична и черният прах трябва да се съхранява отделно от останалите. Много придирчив към съдържанието на влага. При наличие на влага повече от 2,2% този прах е много труден за запалване.

До началото на 20-ти век черният барут е изобретен за използване при стрелба с оръжия и в различни хвърлящи гранати. Сега се използва в производството на фойерверки.

Барутни сортове

Алуминиевите барутни класове са намерили своето приложение в пиротехническата индустрия. Той се основава на, доведени до състояние на прах и смесени помежду си, калиев / натриев нитрат (необходим като окислител), алуминиев прах (това е гориво) и сяра. Поради високото излъчване на светлина по време на горене и скоростта на горене, той се използва при разрушаване на елементи и флаш съединения (произвеждане на светкавица).

Пропорции (нитрат: алуминий: сяра):

ярка светкавица - 57:28:15;
експлозия - 50:25:25.

Барутът не се страхува от влага, не променя течливостта, но може да се замърси много.

Класификация на горивото

Това е бездимен барут, който вече е разработен в съвремието. За разлика от черния прах, нитроцелулозата има висок коефициент полезно действие... И няма дим, който стрелецът може да издаде.

От своя страна, нитроцелулозните пропеланти, поради сложността на техния състав и широкото използване, могат да бъдат разделени на:

пироксилин;
балистични;
кордит.

Бездимен барут е прах, използван в съвременните оръжия, различни продуктида подкопавам. Използва се като детонатор.

пироксилин

Пироксилиновите прахове обикновено съдържат 91-96% пироксилин, 1,2-5% летливи вещества (алкохол, етер и вода), 1,0-1,5% стабилизатор (дифениламин, централит) за повишаване на стабилността при съхранение, 2-6% флегматизатор за забавяне на горенето на външните слоеве от прахови зърна и 0,2-0,3% графит като добавки.

Пироксилиновите пропеланти се произвеждат под формата на плочи, ленти, пръстени, тръби и зърна с един или повече канали; основната употреба е пистолети, картечници, оръдия, минохвъргачки.

Производството на такива пропеленти се състои от следните етапи:

Разтваряне (пластификация) на пироксилин;
Формоване под налягане;
Изрежете от масата с различни формибарутни елементи;
Отстраняване на разтворителя.

Балистични

Балистичните пропеленти са изкуствени пропеленти. Най-голям процент имат такива компоненти като:

нитроцелулоза;
неотстраним пластификатор.

Поради наличието на точно 2 компонента, специалистите наричат този вид барут 2-основен.

Ако има промени в процента в съдържанието на пластификатора, те се разделят на:

нитроглицерин;
дигликолова.

Структурата на състава на балистичните прахове е, както следва:

40-60% колоксилин (нитроцелулоза със съдържание на азот под 12,2%);
30-55% нитроглицерин (нитроглицерин на прах) или диетилен гликол динитрат (дигликол на прах) или смеси от тях;

Той също така включва различни компоненти, които имат малък процент съдържание, но са изключително важни:

динитротолуен- необходимо е да може да се контролира температурата на горене;
стабилизатори(дифениламин, централит);
течен парафин, камфори други добавки;
фино диспергиран метал може също да бъде въведен в балистични пропеленти(сплав от алуминий с магнезий) за повишаване на температурата и енергията на продуктите от горенето, такива пропеленти се наричат метализирани.

Непрекъсната технологична схема за производство на прахова маса от високоенергийни балистични горива

1 - бъркалка; 2 - масова помпа; 3 - обемен импулсен дозатор 4 - дозатор за насипни компоненти; 5 - консумативен капацитет; 6 - захранващ резервоар; 7 - зъбна помпа; 8 - ГПР; 9 - инжектор;
10 - контейнер; 11 - пасиватор; 12 - водоотблъскващ; 13 - разтворител; 14 - миксер; 15 - междинен миксер; 16 - общ миксер за партиди

Външният вид на произведения барут е под формата на тръби, пулове, плочи, халки и ремъци. Барутът се използва за военни цели, като според посоката на приложение те се разделят на:

ракета(за заряди на ракетни двигатели и газогенератори);
артилерия(за метателни заряди за артилерийски оръдия);
хоросан(за пропелентни заряди за минохвъргачки).

В сравнение с пироксилиновите пропеленти, балиститните пропеленти са по-малко хигроскопични, по-бързи в производството, възможност за получаване на големи заряди (до 0,8 метра в диаметър), висока механична якост и гъвкавост поради използването на пластификатор.

Недостатъците на балистичните пропеленти в сравнение с пироксилиновите пропеленти включват:

Голяма опасност в производството,поради наличието на мощен експлозив в състава им - нитроглицерин, който е много чувствителен към външни влияния, както и невъзможността за получаване на заряди с диаметър повече от 0,8 m, за разлика от смесените пропеленти на базата на синтетични полимери;
Сложността на производствения процесбалистични пропеленти, което осигурява смесване на компонентите в топла водаза да се разпределят равномерно, изстискване на вода и многократно търкаляне на горещи ролки. По този начин се отстранява водата и се извършва пластифициране на целулозния нитрат, което е под формата на лист, подобен на рог. След това барутът се пресова през матрици или се навива на тънки листове и се нарязва.

Кордит

Кордитните пропеленти съдържат пироксилин с високо съдържание на азот, отстраняем (алкохол-етерна смес, ацетон) и неотстраним (нитроглицерин) пластификатор. Това доближава технологията за производство на тези пропеленти до производството на пироксилинови пропеленти.

Предимството на кордитите е тяхната висока мощност, но те предизвикват повишена топлина на стволовете поради по-високата температура на продуктите от горенето.

Твърдо ракетно гориво

Смесеното гориво на базата на синтетични полимери (твърдо ракетно гориво) съдържа приблизително:

50-60% окислител, обикновено амониев перхлорат;
10-20% пластифицирано полимерно свързващо вещество;
10-20% фин алуминиев прах и други добавки.

Тази посока на производство на горива за първи път се появява в Германия през 30-40-те години на XX век, след края на войната започва активното развитие на такива горива в САЩ, а в началото на 50-те години в СССР. Основните предимства пред балистичния барут, който привлече много внимание към тях, бяха:

висока специфична тяга на ракетни двигатели, използващи такова гориво;
възможността за създаване на заряди с всякаква форма и размер;
високи деформационни и механични свойства на съставите;
възможността за регулиране на скоростта на изгаряне в широк диапазон.

Тези свойства на барута направиха възможно създаването на стратегически ракети с обсег на действие над 10 000 км. Използвайки балистични барути, С. П. Королев, заедно с скалорезачите, успяват да създадат ракета с максимален обсег от 2000 км.

Но смесените твърди горива имат значителни недостатъци в сравнение с нитроцелулозните горива: много висока цена на тяхното производство, продължителност на цикъла на производство на заряда (до няколко месеца), сложност на изхвърляне, освобождаване на солна киселина в атмосферата по време на изгарянето на амониев перхлорат.

Новият барут е твърдо ракетно гориво.

Изгаряне и регулиране на барут

Скоростта на изгаряне на горивото зависи от налягането според силата, нарастващо с увеличаване на налягането, така че не трябва да разчитате на скоростта на изгаряне на горивото при атмосферно налягане, оценявайки неговите характеристики.

Контролирането на скоростта на изгаряне на пропелантите е много трудна задача и се решава чрез използване на различни катализатори на горене в състава на горивните горива. Изгарянето в паралелни слоеве ви позволява да регулирате скоростта на обгазяване.

Образуването на праха зависи от размера на повърхността на заряда и скоростта на неговото изгаряне.

Размерът на повърхността на праховите елементи се определя от тяхната форма, геометрични размерии може да се увеличи или намали по време на горене. Такова горене се нарича съответно прогресивно или деградиращо.

За да се получи постоянна скорост на образуване на газ или промяната му според определен закон, отделни участъци от заряди (например ракетни заряди) се покриват със слой от негорими материали (броня).

Скоростта на изгаряне на пропелентите зависи от техния състав, начална температура и налягане.

Характеристики на барута

Характеристиките на барута се основават на такива параметри като:

топлина на изгаряне Q- количеството топлина, отделена при пълното изгаряне на 1 килограм барут;
обем газообразни продукти Vосвободен при изгарянето на 1 килограм барут (определя се след привеждане на газовете до нормални условия);
температура на газа Т, определена при изгаряне на барут в условия на постоянен обем и липса на топлинни загуби;
плътност на праха ρ;
мощност на барут f- работата, която може да извърши 1 килограм прахови газове, разширявайки се при нагряване с Т градуса при нормално атмосферно налягане.

Характеристики на нитро прах

Невоенна употреба

Крайната основна цел на барута е военни цели и използване за унищожаване на вражески цели. Съставът на барута Sokol обаче позволява използването му за мирни цели, това са фойерверки, в строителни инструменти (строителни пистолети, пиърцери), а в областта на пиротехниката - пиротехника. Характеристиките на праха Bars са по-подходящи за използване при спортна стрелба.

(5 оценки, средно: 5,00 от 5)

План:

1 История на барута
2 вида пропеленти
- 2.1 Смесени пропеленти
  - 2.1.1 Черен прах
- 2.2 Нитроцелулозни пропеланти
  - 2.2.1 Пироксилин
  - 2.2.2 Балистични
  - 2.2.3 Кордит
  - 2.2.4 Твърдо ракетно гориво
3 Изгаряне и регулиране на барут
4 Характеристики на барута

Въведение

Нитроцелулозен бездимен прах N110

Бездимен патрон с прах

Прах- многокомпонентно твърдо вещество, способно на редовно горене в паралелни слоеве без достъп на кислород отвън с отделяне на голямо количество топлинна енергия и газообразни продукти, използвани за хвърляне на снаряди, движещи се ракети и за други цели. Барутът принадлежи към класа задвижващи експлозиви.

1. История на барута

Първият представител на експлозивите беше черен прах- механична смес от калиев нитрат, въглища и сяра, обикновено в съотношение 15: 3: 2. Има твърдо мнение, че такива съединения са се появили в древността и са били използвани главно като запалителни и разрушителни агенти. Не са открити обаче материални или надеждни документални доказателства за това. В природата отлаганията на нитрати са редки, а калиевият нитрат, който е необходим за производството на достатъчно стабилни състави, изобщо не се среща.

В Китай рецептата за барут се появява през 1044 г., но барутът може да е съществувал и преди; някои смятат, че изобретателят на барута или предшественикът на изобретението е Уей Боянг през 2-ри век. За предполагаемото изобретение на барут от средновековните китайци вижте Четири велики изобретения.

Производството на калиев нитрат изисква разработени технологични методи, които се появяват едва с развитието на химията през 15-16 век. Производството на въглеродни материали със силно развита специфична повърхност, като дървени въглища, също изисква развита технология, появила се едва с развитието на металургията на желязото. Най-вероятно е използването на различни естествени нитрат-съдържащи смеси с органични вещества, които притежават свойства, присъщи на пиротехническите състави. Монахът Бертолд Шварц се смята за един от изобретателите на барута.

Задвижването на черния барут е открито много по-късно и послужи като тласък за развитието на огнестрелното оръжие. В Европа (включително Русия) е познат от 13 век; до средата на 19 век остава единственото фугасно взривно вещество и до края на XIXвек - пропелент.

С изобретяването на нитроцелулозните пропеленти, а след това и на отделни мощни експлозиви, черният барут до голяма степен е загубил своето значение.

За първи път пироксилинов прах е получен във Франция от П. Виел през 1884 г., балистичен прах - в Швеция от Алфред Нобел през 1888 г., кордитов прах - във Великобритания в края на 19 век. Приблизително по същото време (1887-91) в Русия Дмитрий Менделеев разработва пиро-колодиен прах, а група инженери от прахообразната фабрика в Охта разработват пироксилинов прах.

През 30-те години на XX век в СССР за първи път са създадени заряди от балистичен прах за ракети, които успешно се използват от войските по време на Великия Отечествена война(ракетни системи с множество изстрелвания). Смесените пропеленти за ракетни двигатели са разработени в края на 40-те години на миналия век.

По-нататъшното усъвършенстване на пропелентите се извършва в посока създаване на нови формулировки, пропеланти със специално предназначениеи подобряване на основните им характеристики.

2. Видове пропеленти

Има два вида барут: смесен (включително опушен) и нитроцелулозен (бездимен). Горивите, използвани в ракетните двигатели, се наричат твърди ракетни горива. Основата нитроцелулозапропелентите са нитроцелулоза и пластификатор. В допълнение към основните компоненти, тези пропеленти съдържат различни добавки.

Барутът е горивно експлозив. При подходящите условия на иницииране пропелентите са способни да детонират подобно на експлозивите, поради което черен барут дълго времеизползван като взривно вещество. Когато се съхраняват за дълго време, по-дълго от срока, установен за даден барут или когато се съхраняват при неподходящи условия, компонентите на барута се разлагат химически и се променят. експлоатационни характеристики(режим на горене, механични характеристики на ракетни бомби и др.). Работата и дори съхранението на такива пропеленти е изключително опасно и може да доведе до експлозия.

2.1. Смесени пропеленти

2.1.1. Черен прах

Кутия за прах и лъжичка за прах от 18-19 век.

Модерен опушенбарутът се прави под формата на зърна неправилна форма... Основата за получаване на барут е смес от сяра, калиев нитрат и въглища. Много страни имат свои собствени пропорции на смесване на тези компоненти, но те не се различават много, в Русия е приет следният състав: 75% KNO 3 (калиев нитрат), 15% C (въглен) и 10% S (сяра). Ролята на окислителя в тях се играе от калиев нитрат (калиев нитрат), основното гориво са въглищата. Сярата е циментиращ агент, който намалява хигроскопичността на праха и улеснява запалването му. Ефективността на изгарянето на черен прах до голяма степен е свързана с фиността на смилането на компонентите, пълнотата на смесването и формата на зърната в готовия вид.

Разновидности на черен прах (% състав KNO 3, S, C.):

с кабел (за пожарни шнурове) (77%, 12%, 11%);
пушка (за възпламенители за заряди от нитроцелулозни прахове и смесени твърди горива, както и за изхвърляне на заряди в запалителни и осветителни снаряди);
груби (за възпламенители);
бавно изгаряне (за усилватели и забавители в тръби и предпазители);
мина (за взривни дейности) (75%, 10%, 15%);
лов (76%, 9%, 15%);
спортни.

Черният прах е силно запалим и искри (точка на възпламеняване 300°C) и поради това е опасен за работа. Съхранява се в херметически затворен затвор, отделно от другите видове барут. Той е хигроскопичен, със съдържание на влага над 2% е слабо запалим. Процесът на производство на черен прах включва смесване на фино смлени компоненти и обработка на получената прахообразна каша за получаване на зърна с определен размер. Корозията на бъчвата от черен барут е много по-силна, отколкото от нитроцелулозни пропеланти, тъй като страничният продукт от горенето е сярна и сярна киселини. Днес черен барут се използва за фойерверки. До края на 19 век е използван в огнестрелни оръжияи взривни боеприпаси.

2.2. Нитроцелулозни пропеланти

Според състава и вида на пластификатора (разтворителя) нитроцелулозните пропеленти се делят на: пироксилин, балистит и кордит.

2.2.1. пироксилин

част пироксилинпрахът обикновено съдържа 91-96% пироксилин, 1,2-5% летливи вещества (алкохол, етер и вода), 1,0-1,5% стабилизатор (дифениламин, центролит) за повишаване на стабилността при съхранение, 2-6% флегматизатор за забавяне на горенето на външния слоеве от прахови зърна и 0,2-0,3% графит като добавки. Такива пропеленти са направени под формата на плочи, ленти, пръстени, тръби и зърна с един или повече канали; използвани в стрелковото оръжие и артилерията. Основните недостатъци на пироксилиновите пропеленти са: ниска енергия на газообразните продукти от горенето (в сравнение например с балистичните горивни горива), технологична сложност на производството на заряди с голям диаметър за ракетни двигатели. Основното време на технологичния цикъл се изразходва за отстраняване на летливи разтворители от прахообразния полуфабрикат. В зависимост от предназначението, в допълнение към обичайните пироксилинови прахове, има специални пропеленти: пожарогасителни, нискохигроскопични, нискоградиентни (с ниска зависимост на скоростта на горене от температурата на заряда); нискоерозионен (с намален пожаро-ерозионен ефект върху отвора); флегматизиран (с намалена скорост на изгаряне на повърхностните слоеве); порести и други. Процесът на производство на пироксилинови прахове включва разтваряне (пластифициране) на пироксилин, пресоване на получената прахова маса и рязане, за да се придаде на праховите елементи определена форма и размер, отстраняване на разтворителя и се състои от редица последователни операции.

2.2.2. Балистични

Основата балистичнипропелентите са нитроцелулоза и неотстраним пластификатор, поради което понякога се наричат двуосновни. В зависимост от използвания пластификатор те се наричат нитроглицерин, дигликол и др. Обичайният състав на балиститните пропеланти: 40-60% колоксилин (нитроцелулоза със съдържание на азот под 12,2%) и 30-55% нитроглицерин (нитроглицерин на прах) или диетилен гликоликолинитрат барут) или техни смеси. В допълнение, тези пропеланти съдържат ароматни нитро съединения (например динитротолуен) за регулиране на температурата на горене, стабилизатори (дифениламин, централит), както и течен парафин, камфор и други добавки. Също така, фино диспергиран метал (сплав от алуминий с магнезий) може да бъде въведен в балистични пропеланти за повишаване на температурата и енергията на продуктите от горенето, такива пропеленти се наричат метализирани. Барутът се прави под формата на тръби, пръчки, плочи, пръстени и панделки. Според приложението си балистичните горива се делят на ракетни (за заряди на ракетни двигатели и газогенератори), артилерийски (за горивни заряди за артилерийски оръдия) и минохвъргачки (за заряди за минохвъргачки за минохвъргачки). В сравнение с пироксилиновите пропеленти, балиститните пропеленти са по-малко хигроскопични, по-бързи в производството, възможност за получаване на големи заряди (до 0,8 метра в диаметър), висока механична якост и гъвкавост поради използването на пластификатор. Недостатъкът на балистичните прахове в сравнение с пироксилиновите прахове е голяма опасност при производството поради наличието на мощен експлозив в състава им - нитроглицерин, който е много чувствителен към външни влияния, както и невъзможността за получаване на заряди с диаметър от повече от 0,8 m, за разлика от смесените пропеленти на базата на синтетични полимери ... Технологичен процеспроизводството на балистични пропеленти включва смесване на компонентите в топла вода, за да се разпределят равномерно, изстискване на водата и многократно търкаляне на горещи ролки. По този начин се отстранява водата и се извършва пластифициране на целулозния нитрат, което е под формата на лист, подобен на рог. След това барутът се пресова през матрици или се навива на тънки листове и се нарязва.

2.2.3. Кордит

Кордитбарутите съдържат пироксилин с високо съдържание на азот, отстраняем (алкохолно-етерна смес, ацетон) и неотстраним (нитроглицерин) пластификатор. Това доближава технологията за производство на тези пропеленти до производството на пироксилинови пропеленти. Предимство кордити- висока мощност обаче предизвикват повишено нагряване на стволовете поради по-високата температура на продуктите от горенето.

2.2.4. Твърдо ракетно гориво

Смесените пропеленти на базата на синтетични полимери (твърди ракетни горива) съдържат около 50-60% окислител, обикновено амониев перхлорат, 10-20% пластифицирано полимерно свързващо вещество, 10-20% фино диспергиран алуминиев прах и различни добавки. Тази посока на производство на горива за първи път се появява в Германия през 30-40-те години на XX век, след края на войната започва активното развитие на такива горива в САЩ, а в началото на 50-те години в СССР. Основните предимства пред балистичните горива, които привлякоха голямо внимание към тях, са: по-висока специфична тяга на ракетните двигатели, използващи това гориво, възможността за създаване на заряди с всякаква форма и размер, висока деформация и механични свойства на съставите, способност за регулира скоростта на горене в широк диапазон. Тези предимства направиха възможно създаването на стратегически ракети с обсег на действие над 10 000 км, използвайки балистичен барут, С. П. Корольов, заедно с рок-бойците, успяха да създадат ракета с максимален обсег на действие от 2000 км. Но смесените твърди горива имат значителни недостатъци в сравнение с нитроцелулозните пропеленти: много висока цена на тяхното производство, продължителност на цикъла на производство на заряда (до няколко месеца), сложност на изхвърлянето, освобождаване на амониев перхлорат в атмосферата на солна вода киселина по време на горене.

3. Изгаряне на барут и неговото регулиране

Горенето в успоредни слоеве, което не се превръща в експлозия, се дължи на преноса на топлина от слой на слой и се постига чрез освобождаване на достатъчно монолитни прахови елементи от пукнатини. Скоростта на изгаряне на горивото зависи от налягането според силата, нарастващо с увеличаване на налягането, така че не трябва да разчитате на скоростта на изгаряне на горивото при атмосферно налягане, оценявайки неговите характеристики. Контролирането на скоростта на изгаряне на пропелантите е много трудна задача и се решава чрез използване на различни катализатори на горене в състава на горивните горива. Изгарянето в паралелни слоеве ви позволява да регулирате скоростта на обгазяване. Образуването на праха зависи от размера на повърхността на заряда и скоростта на неговото изгаряне.

Размерът на повърхността на праховите елементи се определя от тяхната форма, геометрични размери и може да се увеличава или намалява по време на горене. Такова горене се нарича съответно прогресивенили дегресивен... За да се получи постоянна скорост на образуване на газ или промяната му според определен закон, отделни участъци от заряди (например ракетни заряди) са покрити със слой от незапалими материали ( резервация). Скоростта на изгаряне на пропелентите зависи от техния състав, начална температура и налягане.

4. Характеристики на барута

Основните характеристики на барута са: топлина на изгаряне Q - количеството топлина, отделяно при пълното изгаряне на 1 килограм барут; обемът на газообразните продукти V, отделени при изгарянето на 1 килограм барут (определя се след привеждане на газовете до нормални условия); температурата на газовете Т, определена при изгаряне на барут в условия на постоянен обем и липса на топлинни загуби; плътност на праха ρ; силата на барута f е работата, която може да извърши 1 килограм прахови газове, разширявайки се при нагряване с Т градуса при нормално атмосферно налягане.

Характеристики на основните видове пропеленти

литература

Мао Цо-бенИзобретен е в Китай / Превод от китайски и бележки от А. Клишко. - М .: Млада гвардия, 1959 .-- С. 35-45. - 160 стр. - 25 000 екземпляра.
Съветска военна енциклопедия, М., 1978 г.

Изтегли
Това резюме е базирано на статия от руската Уикипедия. Синхронизирането завърши на 10.07.11 05:15:53 ч
Категории:, Проучване, История на технологията, Съставни части на патрона.
Текстът е достъпен под лиценза Creative Commons Attribution-ShareAlike.

Барутът е основен елемент, който се използва за оборудване на патрони. Без изобретяването на това вещество човечеството никога не би знаело за огнестрелните оръжия.

Но малко хора са запознати с историята на появата на барута. И се оказва, че е изобретен съвсем случайно. И след това дълго време те се използват само за изстрелване на фойерверки.

Появата на барут

Това вещество е изобретено в Китай. Точната датапоявата на черен прах, който се нарича още черен, никой не знае. Това обаче се случва около 8 век. пр.н.е. В онези дни китайските императори бяха много загрижени за собственото си здраве. Те искаха да живеят дълго и дори мечтаеха за безсмъртие. За това императорите насърчавали труда на китайските алхимици, които се опитвали да открият магическия еликсир. Разбира се, всички знаем, че човечеството никога не е получавало чудодейната течност. Въпреки това, китайците, показвайки своето упоритост, проведоха много експерименти, смесвайки най-много различни вещества... Те не загубиха надежда да изпълнят императорската заповед. Но понякога тестовете завършваха с неприятни инциденти. Едно от тях се случи, след като алхимиците смесиха селитра, въглища и някои други компоненти. Неизвестна историяизследователят, при тестване на ново вещество, получава пламък и дим. Измислената формула дори е записана в китайската хроника.

Дълго време черният барут се използва само за фойерверки. Китайците обаче отидоха по-далеч. Те стабилизираха формулата на това вещество и се научиха как да го използват за експлозии.

През 11 век. е изобретено първото барутно оръжие в историята. Това бяха бойни ракети, при които барутът първо се запали и след това избухна. Използвали са това барутно оръжие при обсадите на крепостните стени. Но в онези дни това имаше повече психологически, отколкото разрушителен ефект върху врага. Най-мощното оръжие, което са измислили древните китайски изследователи, са глинени ръчни бомби. Те избухнаха и засипаха наоколо с парченца парчета.

Завладяването на Европа

От Китай черният барут започна да се разпространява по целия свят. Появява се в Европа през 11 век. Донесено е тук от арабски търговци, които продават ракети за фойерверки. Монголите започнали да използват това вещество за бойни цели. Те използваха черен барут при превземането на непревземаемите по-рано замъци на рицарите. Монголите са използвали доста проста, но в същото време ефективна технология. Копаха под стените и положиха там барутна мина. Експлодирайки, това военно оръжие може лесно да пробие дори най-дебелите препятствия.

През 1118 г. в Европа се появяват първите оръдия. Използвани са от арабите при превземането на Испания. През 1308 г. барутните оръдия играят решаваща роля при превземането на Гибралтарската крепост. Тогава те били използвани от испанците, които приели тези оръжия от арабите. След това в цяла Европа започва производството на барутни оръдия. Русия не беше изключение.

Получаване на пироксилин

Черен барут до края на 19 век. заредени минохвъргачки и скърцания, кремъчни и мускети, както и други военни оръжия. Но в същото време учените не спряха изследванията си за подобряване на това вещество. Пример за това са експериментите на Ломоносов, който установява рационално съотношение на всички компоненти на праховата смес. Историята помни и неуспешния опит за замяна на оскъдния нитрат с бертолетова сол, предприет от Клод Луи Бертолет. Тази смяна доведе до множество експлозии. Бертолетовата сол или натриевият хлорат се е доказала като много активен окислител.

Нов етап в историята на порнографията започва през 1832 г. Тогава френският химик А. Браконо за първи път получава нитроцелулоза или прироксилин. Това вещество е естер на азотната киселина и целулозата. Последната молекула съдържа голям брой хидроксилни групи, които реагират с азотна киселина.

Свойствата на пироксилина са изследвани от много учени. И така, през 1848 г. руските инженери A.A. Фадеев и G.I. Хес установил, че това вещество е няколко пъти по-мощно от черния прах, изобретен от китайците. Има дори опити да се използва пироксилин за стрелба. Те обаче завършват с неуспех, тъй като порестата и рохкава целулоза има неправилен състав и изгаря с непостоянна скорост. Опитите за компресиране на пироксилин също се провалиха. По време на този процес веществото често се запалва.

Получаване на пироксилинов прах

Кой е изобретил бездимен прах? През 1884 г. е създадено монолитно вещество на основата на пироксилин от френския химик Ж. Виел. Това е първият бездимен барут в историята на човечеството. За да го получи, изследователят използва способността на пироксилина да се разширява в обем, намирайки се в смес от алкохол и етер. В този случай се получава мека маса, която след това се пресова, прави от нея на плочи или ленти и след това се подлага на сушене. В този случай основната част от разтворителя се изпарява. Незначителният му обем се запазва в пироксилин. Той продължи да функционира като пластификатор.

Тази маса е в основата на бездимен барут. Обемът му в този експлозив е около 80-95%. За разлика от получената по-рано целулоза, пироксилиновият прах е показал способността си да гори с постоянна скорост стриктно на слоеве. Ето защо все още се използва за малки оръжия.

Предимства на новото вещество

Белият барут Viel беше истинско революционно откритие в областта на стрелковите оръжия. И имаше няколко причини, обясняващи този факт:

1. Барутът практически не отделя дим, докато използваното преди това експлозивно след няколко изстрела значително стеснява зрителното поле на боеца. Само силни пориви на вятъра биха могли да се отърват от появяващите се струйки дим при използване на черен барут. Освен това революционното изобретение направи възможно да не се издава позицията на боеца.

2. Барутът на Виел позволи на куршума да излети с по-висока скорост. Поради това траекторията му беше по-права, което значително увеличи точността на стрелба и нейния обхват, който беше около 1000 m.

3. Поради високите характеристики на мощността, бездимен барут се използва в по-малки количества. Боеприпасите станаха много по-леки, което даде възможност да се увеличи количеството им при движение на армията.

4. Поставянето на патроните с пироксилин направи възможно изстрелването им дори когато са мокри. Боеприпасите, които бяха базирани на черен барут, трябваше да бъдат защитени от влага.

Барутът на Виел е изпробван успешно в пушката Lebel, която веднага е приета от френската армия. Побърза да приложи изобретението и др европейски държави... Първите от тях са Германия и Австрия. Новите оръжия в тези щати са въведени през 1888 г.

Нитроглицерин на прах

Скоро изследователите получиха ново вещество за военни оръжия. Беше нитроглицеринов бездимен барут. Другото му име е балистит. Основата на този бездимен прах също беше нитроцелулоза. Количеството му във взривното вещество обаче е намалено до 56-57 процента. В този случай като пластификатор е използван течен тринитроглицерин. Такъв барут се оказа много мощен и трябва да се каже, че все още намира своето приложение в ракетните войски и артилерията.

Пироколодион на прах

В края на 19 век. Менделеев предложи собствена формулировка на бездимен експлозив. Руски учен е намерил начин за получаване на разтворима нитроцелулоза. Той го нарече пироколодион. Полученото вещество се изолира максимална сумагазообразни продукти. Пироколодионният барут е изпробван успешно в оръдия от различни калибри, които са проведени на морски полигон.

Това обаче не е единствената заслуга на Ломоносов във военните дела и производството на барут. Той направи важно подобрение в технологията за производство на взривни вещества. Ученият предложи да се дехидратира нитроцелулозата не чрез сушене, а с помощта на алкохол. Това направи производството на барут по-безопасно. Освен това се подобри качеството на самата нитроцелулоза, тъй като с помощта на алкохол от нея се отмиват по-малко устойчиви продукти.

Модерна употреба

В момента барутът, който се основава на нитроцелулоза, се използва в съвременните полуавтоматични и автоматични оръжия. За разлика от черния барут, той практически не оставя твърди продукти на горене в оръжейните цев. Това направи възможно извършването на автоматично презареждане на оръжия при използване на голям брой движещи се механизми и части в него.

Различни разновидности на бездимен барут са основната част от горивните експлозиви, използвани в малките оръжия.Те са толкова разпространени, че по правило думата "барут" означава точно бездимен. Веществото, изобретено от древните китайски алхимици, се използва само в ракети, гранатомети и в някои патрони, предназначени за гладкоцевни оръжия.

Що се отнася до ловната среда, обичайно е да се използва пироксилиновата разновидност на бездимен барут. Само понякога нитроглицериновите видове намират своето приложение, но те не са особено популярни.

Състав

Какви са компонентите на експлозив, използван при лов? Съставът на бездимен барут няма нищо общо с неговия опушен вид. Състои се главно от пироксилин. В експлозивното вещество е 91-96 процента. Освен това ловният барут съдържа от 1,2 до 5% летливи вещества като вода, алкохол и етер. За да се увеличи стабилността по време на съхранение, е включен 1 до 1,5 процента дифениламинов стабилизатор. Изгарянето на външните слоеве от прахови зърна се забавя от флегматизатори. В бездимен ловен барут има от 2 до 6 процента. Незначителна част (0,2-0,3%) е съставена от огнегасящи добавки и графит.

Формата

Пироксилинът, използван за производството на бездимен прах, се обработва с окислител на базата на алкохолно-етерна смес. Крайният резултат е хомогенна желеподобна субстанция. Получената смес се подлага на механична обработка. В резултат на това се получава гранулирана структура на вещество, чийто цвят варира от жълто-кафяв до чисто черен. Понякога в рамките на една и съща партида е възможен различен нюанс на барут. За да се придаде равномерен цвят, сместа се обработва с прахообразен графит. Този процес също така позволява да се изравни лепкавостта на зърната.

Имоти

Бездимният прах се отличава със способността за равномерно образуване на газ и изгаряне. Това от своя страна при промяна на размера на фракцията ви позволява да контролирате и регулирате процесите на горене.

Сред атрактивните свойства на бездимния прах са следните:

Ниска хигроскопичност и неразтворимост във вода;
- по-голям ефект и чистота от опушения аналог;
- запазване на свойствата дори при висока влажност;
- възможност за сушене;
- липсата на дим след изстрела, който е направен с относително слаб звук.

Трябва обаче да се има предвид, че бял прах:

При изстрелване отделя въглероден оксид, който е опасен за хората;
- реагира негативно на температурни промени;
- насърчава по-бързото износване на оръжието поради създаването на висока температура в цевта;
- трябва да се съхранява в запечатана опаковка поради вероятност от атмосферни влияния;
- има ограничен срок на годност;
- може да бъде пожароопасен при високи температури;
- не се използва в оръжие, чийто паспорт показва това.

Най-старият руски барут

Ловните патрони са оборудвани с това взривно вещество от 1937 г. Барутът Sokol има достатъчно висока мощност, която отговаря на развитите световни стандарти. Трябва да се отбележи, че съставът на това вещество е променен през 1977 г. Това е направено поради установяването на по-строги правила за този вид експлозивни елементи.

Барут "Falcon" се препоръчва за използване от начинаещи ловци, които предпочитат самостоятелно да зареждат патрони. В крайна сметка това вещество е в състояние да им прости грешка с проба. Барут "Сокол" се използва от много местни производители на патрони, като "Polieks", "Fetter", "Azot" и др.

Пропелентите са пропеленти. Основният вид експлозивна трансформация е горенето, което не преминава в детонация. Пропелентите са силно запалими и горят в успоредни слоеве, което дава възможност да се регулира образуването на пропелентни газове в широки коридори и да се контролира явлението на изстрел.

Нитроцелулозни пропеланти- името, официално прието във вътрешната балистика, те са бездимни, те са колоидни. Барутът представлява пластифицирани целулозни нитрати с различен произход от памучна вата, необработена дървесна маса, настърган пергамент и изкуствена коприна за рязане на отпадъчна хартия. Това е основната причина за различните качества на горивата от различни производители.

Целулозни нитратисе получават чрез третиране на целулозата с азотна киселина и се характеризират със средно съдържание на азот. Целулозните нитрати със средно съдържание на азот над 12% се наричат пироксилини, те са в основата на барутите за стрелково оръжие.Появиха се технологии за преработка на армейски барут в ловен барут.

Пироксилинимного крехки и от тях е невъзможно да се получат зърна със същата форма и размер, относително устойчиви на механично натоварване. Следователно от тях първоначално се получават пластмасови и термопластични маси чрез добавяне на разтворители (пластификатори). Според вида на разтворителя те се разделят на прахове с единична основа и прахове с двойна основа.

Едноосновен барут- това е барут върху летливи разтворители, етерно-алкохолни смеси.
Излишъкът, който след образуването на зърното се отстранява чрез сушене.
Двуосновните пропеланти са пропеленти за нелетливи и нелетливи отпадъци, те са или нитрати на многовалентни алкохоли (нитроглицерин, ниродигликол и др.), или ароматни съединения (ди- и тринитротолуен и др.).

Има и прах от емулсионен препарат, върху емулсия от смесени разтворители във вода.
По време на работата по тази статия се появи информация, препроверена за балистичния комплекс.

Патроните, заредени с едноосновен прах G3000 / 32A миналата година и съхранявани на закрито с влажност от около 30%, показаха максимално налягане с повече от 200 бара по-високо от пресните (786-862 срещу 596-628 bar). Това вече не е допустимо за оръжия с патрон 70 и 65 мм. това е над средното максимално работно налягане. Не може да става дума за получаване на висококачествен ударен талус при такова максимално налягане.

Според експерти това се обяснява с изискванията на ТУ за съхранение на патрони и горива, които са едноосновни. Влажността в складовото помещение трябва да е минимум 62%, долната граница не ми е известна и изисква уточнение. Препоръчва се такива патрони да се съхраняват в продължение на 2 седмици в помещение с влажност около 60% преди употреба.

Патроните, заредени с двубазов барут M92S, не показаха разлика при изстрел. Свойствата на тези пропеланти са по-малко зависими от условията на съхранение.

http://forum.guns.ru/forummessage/11/1070113-58.html (От редактора: към момента на публикуване на статията връзките не работят, това се дължи на технически проблеми в guns.ru, продължава около седмица)

Свойства на пропелентите.

Плътност ( специфично тегло) за стрелково оръжие е в диапазона 1,3 -1,64 g/cm3, практически не се използва в изчисленията и не се отчита от производителите.

Формата и размерът на зърното. Това е основният индикатор, който определя скоростта на изгаряне и образуване на газ. Определящият размер е най-малката дебелина на горящия слой.
Зърна правоъгълнаизгарят по-бързо от сферичните.

Прогресивност - свойството на барута да увеличава скоростта на горене и образуване на газ с увеличаване на пространството на снаряда. При барутите за стрелково оръжие прогресивността се регулира от размера на зърното, дълбочината на импрегниране и състава на флегматизаторите. При артилерийските пропеленти - поради структурата на зърното, наличието на три или повече канала, покриващи повърхността с незапалими вещества - зърното изгаря от средата и повърхността на изгаряне непрекъснато се увеличава.

Изгарянето е придружено от значително отделяне на газообразни продукти и топлина.
При нормално горене продуктите от горенето съдържат основно въглероден диоксид, въглероден окис, водород, азот и водна пара.

Ако азотните оксиди се появят в големи количества в продуктите на горенето, това е признак на необичайно горене. В този случай мощността на праха се намалява наполовина.

Пропелантът преминава в такъв режим на горене при налягане под 40-50 бара за някои източници и 150 бара за други. В този случай барутът може дори да спре да гори в цевта. Това често може да се наблюдава от собствениците на полуавтоматични пистолети при почистване на спусъка.

Смятам, че стойността на 150 бара се отнася за барут за стрелково оръжие. Това обяснява изискването за поддържане на максимално налягане на максимално допустимото ниво и препоръката за използване на пропеленти с тяхното номинално тегло на снаряда. Така че се смята, че 35 грама барут Falcon трябва да се използва с черупки не по-леки от 28 g, след което се разпада в ненормален режим на горене и загуба на постоянство на битката.

Енергийни характеристики на пропелентите.

Обемът на газообразните продукти от горенето е 1 кг барут. Зависи от природата, състава на праха и условията на горене. За ниторния прах, предназначен за стрелково оръжие, обемът на продуктите от горенето, намален до нормални условия (0 градуса по Целзий, 760 mm Hg с пара вода) е 910-920 l / kg. За черния прах тази стойност е 3 пъти по-малка.

Топлинен ефект, или количеството топлина, отделена при изгарянето на 1 кг барут.
За барут, предназначени за стрелково оръжие - 8000-9000 kcal / kg.
Температура на горене 2800-2900 градуса по Келвин.

Силата на барута.

Това е работата, която газообразните продукти на горене на 1 kg барут биха могли да извършат чрез разширяване при атмосферно налягане (760 mm Hg), когато се нагряват от нула до температурата на горене в Келвин. За пропеленти, предназначени за стрелково оръжие 1 000 000 J.

Коволум... Това е стойностна характеристика на определен вид прах, пропорционална на обема на газовите молекули и влияеща върху налягането. С относително ниски наляганиякато при гладкоцевно оръжие може да се пренебрегне.

Скорост на изгаряне на горивото при P = 1 bar. Зависи от химичен съставбарут.
Тази скорост на изгаряне зависи от съдържанието на летливи вещества.
Силата на праха по време на горене в постоянен обем влияе върху величината на налягането и скоростта на неговото повишаване, скоростта на изгаряне при P = 1 bar - само върху скоростта на повишаване на налягането.
Те са балистичните характеристики на барута.

В допълнение към балистичните характеристики, величината и естеството на повишаването на налягането се влияят от плътността на натоварване, която е характеристика на условията на натоварване. Плътността на зареждане е съотношението на теглото на заряда към обема, в който гори прахът.

Гравиметрична плътност.Той характеризира степента на компактност на заряда при дадена плътност на горивото, по-голяма е за горивото, чиито зърна имат заоблени ръбове, и по-малко за гориво с правоъгълни ръбове и изпъкнали ребра. Най-висока гравиметрична плътност притежава барутът със сферично и пръчковидно зърно.

Гравиметричната плътност (насипна, насипна плътност) обикновено се измерва в g / dm3 (g / l), в прах за гладкоцевно оръжие е в диапазона 450-650. В линия горива от един производител, колкото по-висока е гравиметричната плътност, толкова по-ниска е скоростта на изгаряне и по-висока е прогресивността.

В патрон за гладкоцевно оръжие, с плътно оборудване и компресия на прах, гравиметричната плътност остава непроменена и не зависи от големината на първичната компресия и компресия от силата на търкаляне, което не влияе на крайните параметри на изстрела .

По този начин има три балистични характеристики:

Силата на барута.
Скорост на горене при P = 1 bar
Размерът и формата на зърното.

А характеристиката на условията на натоварване е плътността на натоварване.

Основните фази на горивния процес. Скорост на изгаряне.

В процеса на горене се разграничават три фази: запалване, запалване и горене.

Запалване- процесът на започване на горене под действието на външен импулс, експлозия на HF. След като барутът се запали поне в една точка, реакцията на горене протича от само себе си поради отделената при това топлина. Началото на горенето се предшества от нагряване и появата на запалими газове. При запалване прахът трябва да се нагрява бързо, тъй като при бавно нагряване горимите газове се разлагат и прахът бързо губи балистичните си свойства.

За това налягането в камерата, създадено от грунда, не трябва да бъде по-ниско от определена граница, която зависи от състава на експлозива на грунда, естеството на праха, плътността на зареждане и калибъра на пистолета. Запалителната капсула за спортен и лов азотен прах е разделена на три класа: мощен, среден и слаб. Мощните капсули се считат за универсални.

Въпросът за използването на капсули с различна мощност, в зависимост от вида на праха, калибъра и условията на зареждане, изисква отделно разглеждане.

Ако силата на запалителния импулс не е достатъчна и налягането му е ниско, тогава запалването може да не се случи или да се получи продължителен изстрел. Това оправдава препоръките за добавяне на черен прах, когато е оборудван с нитро прах и капсула CBO с ниска мощност, която е предназначена за черен прах.

Бездимен барут се запалва при 200 градуса по Целзий, опушен при 300.
След запалването протичат едновременно два процеса - запалване и реално горене.

Запалване- процесът на разпространение на горенето върху повърхността на праховите зърна. Скоростта на запалване зависи главно от налягането, състоянието на повърхността на праховото зърно (гладка, грапава, пореста), от неговия характер, форма, от състава на газовете и продуктите от горенето на CW.

Горящ барут- процесът на разпространение на реакцията на горене дълбоко в зърното на праха, перпендикулярно на повърхността на праха. Скоростта на горене също зависи от налягането на газовете около праха, неговата природа и температурата на горене.

На открито скоростта на запалване на бездимните пропеленти е 2-3 пъти по-висока от скоростта на изгаряне.
Черният барут се запалва стотици пъти по-бързо от бездимен барут съответно 1-3 m/s и 10 mm/s.

Анализирайки формулата на Закона за горенето, може да се предположи с достатъчна точност, че скоростта на изгаряне на барута за малки оръжия е право пропорционална на налягането.

Концепцията на теорията за изгаряне на барут.

От тридесетте години на миналия век във вътрешната балистика е възприета теорията за горене Беляев - Зелдович. Смята се, че първо има разлагане на твърд прах и образуване на газове, които влизат в горене със силно повишаване на температурата в газовата фаза. На повърхността на барута температурата е относително ниска и съответства на първичното разлагане на целулозата.
Има три зони от всяка от двете му страни по отношение на повърхността на праховото зърно.

В зоната директно върху повърхността на зърното протича реакция на разлагане и образуване на газ. Дебелината на тази зона зависи от дебелината на зърното; колкото по-дебел е, толкова по-малка е тази зона и по-ниска е скоростта на изгаряне. Над него има газообразен слой и само в последния трети слой протича реакцията на горене. Между твърдата повърхност на зърното и горящия слой винаги има негорим газов слой.

Защото всички зърна на заряда се запалват едновременно, тогава времето на изгаряне на целия заряд ще се определи от времето на изгаряне на най-дебелото зърно, в идеалния случай всички зърна трябва да са еднакви и изгарянето ще приключи едновременно.