Pirotechnikos chemija: parakas ir sprogmenys – Gorst A.G. Nitroceliuliozės milteliai

58 > .. >> Kitas
Nitroceliuliozės miltelių pagrindas yra nitroceliuliozė, plastifikuota vienu ar kitu tirpikliu (plastifikatoriumi). Atsižvelgiant į tirpiklio lakumą, nitroceliuliozės milteliai skirstomi į šiuos tipus.
1. Nitroceliuliozės parakas, paruoštas naudojant lakiąjį tirpiklį, kuris gamybos proceso metu beveik visiškai pašalinamas iš parako. Už šitų parako laikytų
piroksilino pavadinimas; jie gaminami iš nitroceliuliozės, kurioje azoto paprastai yra daugiau nei 12 %, vadinamos piroksilinu.
2. Nitroceliuliozės parakas, pagamintas ant nelakaus arba nelakaus tirpiklio (plastifikatoriaus), visiškai likęs parake; kitas būdingas bruožas iš šių parako yra tai, kad jie pagaminti iš nitroceliuliozės, kurioje, kaip taisyklė, yra mažiau nei 12% azoto, vadinamo koloksilinu. Šie parakai vadinami balistitais.
Prieš Antrąjį pasaulinį karą nitroglicerinas buvo naudojamas kaip plastifikatorius. Nuo Antrojo pasaulinio karo itrodiglikolis taip pat buvo naudojamas kaip plastifikatorius. Balistitų pavadinimai buvo nustatyti pagal plastifikatoriaus nitrato techninį pavadinimą: nitroglicerinas, nitrodiglikolis. Nitroglikolio balistitai savo sudėtimi ir daugeliu savybių yra panašūs į nitroglicerino balistitus.
3. Nitroceliuliozės parakas, pagamintas mišriame tirpiklyje (plastifikatoriuje), vadinamas korditais.
Korditai ruošiami arba piroksilino, turinčio didelį azoto kiekį, pagrindu arba su puikus turinys koloksilinas. Abiem atvejais nitroglicerinas arba itrodiglikolis, kuris yra kordito dalis, neužtikrina visiško nitroceliuliozės plastifikavimo. Plastifikacijai užbaigti naudojamas papildomas lakus tirpiklis (plastifikatorius), kuris paskutiniuose gamybos etapuose pašalinamas iš parako, bet ne iki galo.Acetonas naudojamas kaip lakus tirpiklis didelio azoto turinčiam piroksilinui, bei alkoholio-eterio mišiniui. naudojamas koloksilinui.
§ 3. NITROCELIULIOZĖS MILTELIŲ KOMPONENTAI
Nitroceliuliozės parakas gavo savo pavadinimą dėl pagrindinio komponento - nitroceliuliozės. Būtent nitroceliuliozė, tinkamai plastifikuota ir sutankinta, lemia pagrindines nitroceliuliozės milteliams būdingas savybes.
Norint nitroceliuliozę paversti paraku, pirmiausia reikia tirpiklio (plastifikatoriaus).
Norint suteikti parakui daug ypatingų savybių, naudojami priedai: stabilizatoriai, flegmatizatoriai ir kt.
1. Nitroceliuliozė. Nitroceliuliozės gamybai naudojama celiuliozė, kurios medvilnėje, medienoje, linuose, kanapėse, šiauduose ir kt. yra nuo 92–93% (medvilnė) iki 50–60% (mediena). Aukštos kokybės nitroceliuliozės gamybai naudojama gryna celiuliozė, gauta iš nurodytų augalinių žaliavų specialiu cheminiu apdorojimu.
M8
Celiuliozės molekulė susideda iš daugybės identiškai sukonstruotų ir „susijusių“ gliukozės likučių CeHjoOs:
Todėl bendroji celiuliozės formulė turi formą (CoHiO6)n, kur n yra gliukozės likučių skaičius. Celiuliozė susideda ne iš vienodų tam tikro ilgio molekulių, o iš molekulių mišinio su skirtingu gliukozės likučių skaičiumi, kuris, įvairių tyrinėtojų teigimu, svyruoja nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių.
Kiekviena gliukozės liekana turi tris OH hidroksilo grupes. Būtent šios hidroksilo grupės reaguoja su azoto rūgštimi pagal schemą
. „ + + re(mH20),
kur m = 1; 2 arba 3.
Dėl reakcijos, vadinamos esterifikavimu, OH grupės pakeičiamos ON02 grupėmis, vadinamomis nitratų grupėmis. Priklausomai nuo sąlygų, ne visos hidroksilo grupės, o tik dalis jų gali būti pakeistos nitratų grupėmis. Dėl šios priežasties gaunama ne viena, o kelios nitroceliuliozės. įvairaus laipsnio esterifikacija.
Celiuliozės nitravimas atliekamas ne gryna azoto rūgštimi, o jos mišiniu su sieros rūgštimi. Celiuliozės sąveiką su azoto rūgštimi lydi vandens išsiskyrimas. Vanduo atskiedžia azoto rūgštį, todėl susilpnėja jos nitrinantis poveikis. Sieros rūgštis suriša išsiskyrusį vandenį, kuris nebegali užkirsti kelio esterifikacijai.
Kuo stipresnis rūgšties mišinys, t.y. kuo mažiau vandens jame, tuo didesnis celiuliozės esterinimo laipsnis. Tinkamai parinkus rūgščių mišinio sudėtį, galima gauti tam tikro esterifikacijos laipsnio nitroceliuliozę.
Celiuliozės nitratų rūšys. Celiuliozės struktūra negali būti išreikšta jokia konkrečia formule dėl to, kad ji yra nevienalytė pagal molekulinį dydį. Tai dar labiau taikoma celiuliozės nitratams, kuriuos taip pat sudaro molekulės, kurios yra nevienalytės pagal esterinimo laipsnį.
149
Todėl nitroceliuliozė pasižymi azoto kiekiu, kurį lemia cheminė analizė, arba pagal esterinimo laipsnį (vidutiniškai nitratų grupių skaičių vienai gliukozės liekanai).
Praktiškai išskirkite šiuos nitroceliuliozės tipus, naudojamus parako gamyboje.
a) koloksilinas. Azoto kiekis yra 11,5-12,0%. Visiškai tirpsta alkoholio ir eterio mišiniuose.
b) Piroksilinas Nr. 2. Azoto kiekis 12,05-12,4%. Ne mažiau kaip 90% tirpsta alkoholio ir eterio mišinyje.

Žmogus padarė daug atradimų, kurie turėjo didelę reikšmę vienoje ar kitoje gyvenimo sferoje. Tačiau labai mažai šių atradimų iš tikrųjų pakeitė istorijos eigą.

Parakas, jo išradimas, yra būtent iš šio atradimų sąrašo, kuris prisidėjo prie daugelio žmonijos sričių vystymosi.

Istorija

Parako istorija

Mokslininkai ilgai diskutavo apie jo sukūrimo laiką. Kažkas teigė, kad jis buvo išrastas Azijos šalyse, o kiti, priešingai, nesutinka ir įrodo priešingai, kad parakas buvo išrastas Europoje, o iš ten jis atkeliavo į Aziją.

Visi sutinka, kad Kinija yra parako gimtinė.

Turimuose rankraščiuose kalbama apie triukšmingas šventes, kurios vykdavo Dangaus imperijoje su labai garsiais sprogimais, kurie europiečiams nebuvo žinomi. Žinoma, tai buvo ne parakas, o bambuko sėklos, kurios kaitinant sprogo dideliu triukšmu. Tokie sprogimai privertė Tibeto vienuolius susimąstyti praktinis pritaikymas panašius dalykus.

Išradimų istorija

Dabar jau nebeįmanoma metų tikslumu nustatyti kinų parako išradimo laiko, tačiau pagal iki šių dienų išlikusius rankraščius manoma, kad VI amžiaus viduryje Dangaus imperijos gyventojai žinojo medžiagų, su kuriomis galite gauti ugnį ryškia liepsna, sudėtį. Parako išradimo link toliausiai pažengė daoistų vienuoliai, kurie galiausiai išrado paraką.

Dėka rasto vienuolių darbo, kuris buvo datuojamas IX amžiumi, kuriame surašyti visi tam tikri „eliksyrai“ ir kaip juos naudoti.

Daug dėmesio skirta tekstui, kuriame buvo nurodyta paruošta kompozicija, kuri iškart po paruošimo staiga užsiliepsnojo ir vienuoliams nudegino.

Jei gaisras nebuvo iš karto užgesintas, alchemiko namas sudegė iki žemės.

Šios informacijos dėka buvo baigtos diskusijos apie parako išradimo vietą ir laiką. Na, turiu pasakyti, kad po parako išradimo jis tik degė, bet nesprogo.

Pirmoji parako kompozicija

Parako sudėtis reikalavo tikslaus visų komponentų santykio. Vienuoliai prireikė daugiau nei vienerių metų, kad nustatytų visas akcijas ir komponentus. Rezultatas buvo mišinys, kuris gavo pavadinimą „ugnies gėrimas“. Į gėrimo sudėtį įeina anglies, sieros ir salietros molekulės. Gamtoje salietros yra labai mažai, išskyrus Kinijos teritorijas, kur salietros galima rasti tiesiai ant žemės paviršiaus kelių centimetrų sluoksniu.

Parako ingredientai:

Taikus parako naudojimas Kinijoje

Pirmą kartą išradus paraką, jis daugiausia buvo naudojamas įvairių triukšmo efektų pavidalu arba spalvingiems „fejerverkams“ pramoginių renginių metu. Tačiau vietiniai išminčiai suprato, kad galimas ir kovinis parako panaudojimas.

Kinija tais tolimais laikais nuolat kariavo su ją supančiais klajokliais, o parako išradimas buvo karinių vadų rankose.

Parakas: pirmasis kinų panaudojimas kariniams tikslams

Yra kinų vienuolių rankraščių, kuriuose teigiama, kad „ugnies gėrimas“ naudojamas kariniais tikslais. Kinijos kariuomenė apsupo klajoklius ir suviliojo juos į kalnuotą vietovę, kur po priešo kampanijos buvo iš anksto sumontuoti parako užtaisai ir padegti.

Stiprūs sprogimai paralyžiavo klajoklius, kurie gėdingai pabėgo.

Suprasdami, kas yra parakas, ir suvokdami jo galimybes, Kinijos imperatoriai rėmė ginklų gamybą naudodami ugningą mišinį, tai yra katapultos, parako rutuliai ir įvairūs sviediniai. Dėl parako panaudojimo Kinijos vadų kariuomenė nežinojo apie pralaimėjimą ir visur privertė priešą pabėgti.

Parakas palieka Kiniją: arabai ir mongolai pradeda gaminti paraką

Remiantis pranešimais, apie XIII amžių informaciją apie parako sudėtį ir proporcijas gavo arabai, nes tai buvo padaryta, tikslios informacijos nėra. Pasak vienos iš legendų, arabai išžudė visus vienuolyno vienuolius ir gavo traktatą. Tame pačiame amžiuje arabai sugebėjo sukurti patranką, galinčią šaudyti parako sviediniais.

"Graikijos ugnis": Bizantijos parakas

Toliau iš arabų informacijos apie paraką, jo sudėtį į Bizantiją. Šiek tiek pakeitus sudėtį kokybiškai ir kiekybiškai, buvo gautas receptas, kuris vadinosi „Graikiška ugnis“. Pirmieji šio mišinio bandymai netruko laukti.

Miesto gynybos metu buvo naudojami graikiška ugnimi užtaisyti pabūklai. Dėl to visus laivus sunaikino gaisras. Tiksli informacija apie „graikiškos ugnies“ sudėtį mūsų laikų nepasiekė, tačiau, manoma, buvo naudojama siera, aliejus, salietra, derva ir aliejai.

Parakas Europoje: kas jį išrado?

Ilgą laiką Rogeris Baconas buvo laikomas parako atsiradimo Europoje kaltininku. XIII amžiaus viduryje jis tapo pirmuoju europiečiu, knygoje aprašęs visus parako gaminimo receptus. Tačiau knyga buvo užšifruota ir jos naudoti nebuvo įmanoma.

Jei norite sužinoti, kas Europoje išrado paraką, atsakymas į jūsų klausimą yra Bertholdo Schwartzo istorija. Jis buvo vienuolis ir praktikavo alchemiją pranciškonų ordino labui. XIV amžiaus pradžioje jis dirbo nustatydamas medžiagos proporcijas iš anglies, sieros ir salietros. Po ilgų eksperimentų jam pavyko susmulkinti reikiamus komponentus skiedinyje tokiu santykiu, kurio pakaktų sprogimui.

Sprogimo banga vos neišsiuntė vienuolio į kitą pasaulį.

Išradimas pažymėjo šaunamųjų ginklų eros pradžią.

Pirmąjį „šaudymo skiedinio“ modelį sukūrė tas pats Schwartzas, už kurį jis buvo išsiųstas į kalėjimą, kad neatskleistų paslapties. Tačiau vienuolis buvo pagrobtas ir slapta nugabentas į Vokietiją, kur tęsė eksperimentus, siekdamas tobulinti šaunamuosius ginklus.

Kaip smalsus vienuolis baigė savo gyvenimą, iki šiol nežinoma. Pagal vieną versiją jis buvo susprogdintas ant parako statinės, pagal kitą – saugiai mirė sulaukęs labai senyvo amžiaus. Kaip ten bebūtų, bet parakas europiečiams suteikė puikių progų, kurių jie nespėjo pasinaudoti.

Parako atsiradimas Rusijoje

Tikslaus atsakymo apie parako kilmę Rusijoje nėra. Pasakojimų yra daug, bet labiausiai tikėtina, kad parako sudėtį parūpino bizantiečiai. Pirmą kartą parakas buvo panaudotas šaunamajame ginkle ginant Maskvą nuo Aukso ordos kariuomenės antskrydžio. Toks ginklas nepadarė nepajėgių priešo darbo jėgos, tačiau leido išgąsdinti žirgus ir pasėti paniką Aukso ordos gretose.

Bedūmių miltelių receptas: kas jį išrado?

Artėjant prie modernesnių amžių, tarkime, kad parako tobulinimo metas – XIX a. Vienas iš įdomių patobulinimų – prancūzo Vielo išradimas piroksilino parakas, kuris turi tvirtą struktūrą. Pirmąjį jo panaudojimą įvertino gynybos departamento atstovai.

Esmė ta, kad parakas degė be dūmų, nepalikdamas jokių pėdsakų.

Kiek vėliau išradėjas Alfredas Nobelis paskelbė apie galimybę panaudoti nitroglicerino paraką sviedinių gamyboje. Po šių išradimų parakas tik tobulėjo, o jo savybės pagerėjo.

Parako rūšys

Klasifikacijoje naudojami šie parako tipai:

sumaišytas(vadinamasis dūminis parakas (juodasis parakas));
nitroceliuliozė(atitinkamai, nerūkantis).

Daugeliui tai gali būti atradimas, tačiau erdvėlaiviuose ir raketų varikliuose naudojamas kietasis raketinis kuras yra ne kas kita, kaip galingiausias parakas. Nitroceliuliozės milteliai yra sudaryti iš nitroceliuliozės ir plastifikatoriaus. Be šių dalių, į mišinį įmaišomi įvairūs priedai.

Didelę reikšmę turi parako laikymo sąlygos. Jei randama daugiau parako galimas terminas galimas sandėliavimas ar technologinių laikymo sąlygų nesilaikymas, negrįžtamas cheminis skilimas ir jo savybių pablogėjimas. Todėl parako gyvavimo metu didelę reikšmę turi saugojimas, kitaip galimas sprogimas.

Parakas dūminis (juodas)

Dūmų milteliai gaminami Rusijos Federacijos teritorijoje pagal GOST-1028-79 reikalavimus.

Šiuo metu dūminių ar juodųjų miltelių gamyba yra reglamentuota ir atitinka norminius reikalavimus bei taisykles.

Prekės ženklai, kurie yra parakas, skirstomi į:

grūdėtas;
miltelių milteliai.

Juodieji milteliai susideda iš kalio nitrato, sieros ir medžio anglies.

kalio nitratas oksiduojasi, leidžia greitai degti.
anglis yra kuras (kuris oksiduojamas kalio nitratu).
sieros- komponentas, būtinas užsidegimui užtikrinti. Reikalavimai juodosios pudros prekių ženklų proporcijoms įvairiose šalyse yra skirtingi, tačiau skirtumai nėra dideli.

Granuliuotų rūšių parako forma po pagaminimo primena grūdus. Gamyba susideda iš penkių etapų:

Šlifavimas iki miltelių būklės;
Maišymas;
Prispaustas ant diskų;
Vyksta grūdų smulkinimas;
Poliruoti grūdai.

Dauguma geriausios veislės parakas geriau dega, jei visi komponentai yra visiškai susmulkinti ir gerai sumaišyti, svarbu net granulių išėjimo forma. Juodųjų miltelių degimo efektyvumas daugiausia priklauso nuo komponentų susmulkinimo smulkumo, sumaišymo pilnumo ir gatavų grūdų formos.

Rūkymo miltelių veislės (% sudėtis KNO 3, S, C.):

laidas (uždegimo virvėms) (77%, 12%, 11%);
šautuvas (uždegtuvams nitroceliuliozės miltelių užtaisams ir mišrioms kietojo kuro, taip pat už padegamųjų ir apšvietimo sviedinių užtaisus);
stambiagrūdis (uždegtuvams);
lėtas degimas (stiprintuvams ir moderatoriams vamzdeliuose ir saugikliuose);
kasykla (sprogdinti) (75%, 10%, 15%);
medžioklė (76%, 9%, 15%);
sporto.

Dirbdami su juodais milteliais, turite imtis atsargumo priemonių ir laikyti miltelius toliau nuo atviro ugnies šaltinio, nes jie lengvai užsidega, tam pakanka blyksnio 290-300 ° C temperatūroje.

Pakuotėms keliami aukšti reikalavimai. Jis turi būti sandarus, o juodi milteliai turi būti laikomi atskirai nuo kitų. Labai jautrus drėgmei. Esant drėgmei daugiau nei 2,2%, šis parakas labai sunkiai užsidega.

Iki XX amžiaus pradžios buvo išrastas juodas parakas, skirtas naudoti šaudant iš ginklų ir mėtant įvairias granatas. Dabar naudojamas fejerverkų gamyboje.

Parako rūšys

Aliuminio parakas buvo naudojamas pirotechnikos pramonėje. Pagrindas yra miltelių pavidalo ir sumaišytas vienas su kitu, kalio / natrio nitratas (reikalingas kaip oksidatorius), aliuminio milteliai (tai yra kuras) ir siera. Dėl didelės šviesos emisijos degimo metu ir degimo greičio jis naudojamas nepertraukiamuose elementuose ir blykstės kompozicijose (sukuriant blykstę).

Proporcijos (druska: aliuminis: siera):

ryški blykstė - 57:28:15;
sprogimas – 50:25:25.

Parakas nebijo drėgmės, nekeičia savo takumo, tačiau gali labai susitepti.

Parako klasifikacija

Tai bedūmiai milteliai, sukurti jau šiais laikais. Skirtingai nuo juodųjų miltelių, nitroceliuliozė turi daug naudingas veiksmas. Ir nėra dūmų, kuriuos strėlė galėtų skleisti.

Savo ruožtu nitroceliuliozės parakas dėl sudėties sudėtingumo ir plataus pritaikymo gali būti suskirstytas į:

piroksilinas;
balistinis;
korditas.

Bedūmiai milteliai yra milteliai, naudojami šiuolaikiniuose ginkluose, įvairių gaminių už sumenkinimą. Jis naudojamas kaip detonatorius.

piroksilinas

Piroksilino miltelių sudėtyje paprastai yra 91-96% piroksilino, 1,2-5% lakiųjų medžiagų (alkoholio, eterio ir vandens), 1,0-1,5% stabilizatoriaus (difenilamino, centralito), kad padidintų laikymo stabilumą, 2-6% flegmatizatoriaus, kuris sulėtina. išorinių miltelių grūdelių ir 0,2-0,3 % grafito kaip priedų deginimas.

Piroksilino milteliai gaminami plokščių, juostelių, žiedų, vamzdelių ir grūdelių su vienu ar daugiau kanalų pavidalu; pagrindinis panaudojimas – pistoletai, kulkosvaidžiai, pabūklai, minosvaidžiai.

Tokio parako gamyba susideda iš šių etapų:

Piroksilino tirpinimas (plastifikacija);
Kompozicijos presavimas;
Išpjaukite iš masės įvairių formų parako elementai;
Tirpiklio pašalinimas.

balistinis

Balistinis parakas yra dirbtinės kilmės parakas. Didžiausias procentas turi tokius komponentus kaip:

nitroceliuliozė;
nenuimamas plastifikatorius.

Dėl lygiai 2 komponentų ekspertai šį parako tipą vadina 2-baziniu.

Jei procentais pasikeičia plastifikatoriaus parako kiekis, jie skirstomi į:

nitroglicerinas;
diglikolis.

Balistinių miltelių sudėties struktūra yra tokia:

40-60% koloksilino (nitroceliuliozė, kurioje azoto kiekis mažesnis nei 12,2%);
30-55 % nitroglicerino (nitroglicerino miltelių) arba dietilenglikolio dinitrato (diglikolio miltelių) arba jų mišinių;

Jame taip pat yra įvairių komponentų, kurių turinio procentas yra nedidelis, tačiau jie yra labai svarbūs:

dinitrotoluenas- būtinas norint kontroliuoti degimo temperatūrą;
stabilizatoriai(difenilaminas, centralitas);
vazelino aliejus, kamparas ir kiti priedai;
taip pat smulkiai išsklaidytą metalą galima įterpti į balistinius miltelius(aliuminio lydinys su magniu), kad padidėtų degimo produktų temperatūra ir energija, toks parakas vadinamas metalizuotas.

Nepertraukiama didelės energijos balistinių miltelių miltelių masės gamybos technologinė schema

1 - maišytuvas; 2 - masės siurblys; 3 - tūrio impulsų dozatorius; 4 - birių komponentų dozatorius; 5 - vartojimo talpa; 6 - tiekimo bakas; 7 - krumpliaračių siurblys; 8 - APR; 9 - purkštukas;
10 - konteineris; 11 - pasyvatorius; 12 - vandenį atstumiantis; 13 - tirpiklis; 14 - maišytuvas; 15 - tarpinis maišytuvas; 16 - bendrųjų partijų maišytuvas

Pagaminto parako išvaizda yra vamzdelių, šaškių, lėkščių, žiedų ir juostelių pavidalo. Parakas naudojamas kariniams tikslams ir pagal taikymo kryptį skirstomas:

raketa(už raketų variklių ir dujų generatorių įkrovimus);
artilerija(užtaisymui į artilerijos gabalus varyti);
skiedinys(už raketinio kuro mokesčius skiediniams).

Palyginti su piroksilino balistiniais milteliais, jie yra mažiau higroskopiški, greičiau pagaminami, gali pagaminti didelius užtaisus (iki 0,8 metro skersmens), pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir lankstumu dėl plastifikatoriaus naudojimo.

Balistinių miltelių trūkumai, palyginti su piroksilino milteliais, yra šie:

Didelis pavojus gamyboje, dėl to, kad jų sudėtyje yra galingos sprogstamosios medžiagos - nitroglicerino, kuris yra labai jautrus išoriniams poveikiams, taip pat nesugebėjimas gauti didesnio nei 0,8 m skersmens užtaisų, priešingai nei mišrūs milteliai, kurių pagrindą sudaro sintetiniai polimerai;
Gamybos technologinio proceso sudėtingumas balistiniai milteliai, kurių metu komponentai sumaišomi šiltas vanduo kad jie tolygiai pasiskirstytų, vandens spaudimas ir pakartotinis kočiojimas karštais voleliais. Taip pašalinamas vanduo ir plastifikuojamas celiuliozės nitratas, kuris įgauna rago formos tinklelį. Tada parakas išspaudžiamas per štampus arba susukamas į plonus lakštus ir supjaustomas.

Korditas

Kordito milteliuose yra daug azoto turinčio piroksilino, nuimamo (alkoholio-eterio mišinys, acetonas) ir nepašalinamo (nitroglicerino) plastifikatoriaus. Tai priartina šių miltelių gamybos technologiją prie piroksilino miltelių gamybos.

Korditų privalumas – didesnė galia, tačiau dėl aukštesnės degimo produktų temperatūros jie sukelia didesnį statinių gaisrą.

kieto raketinio kuro

Mišriuose milteliuose, pagamintuose iš sintetinių polimerų (kieto raketinio kuro), yra maždaug:

50-60% oksidatorius, dažniausiai amonio perchloratas;
10-20% plastifikuoto polimero rišiklio;
10-20% smulkūs aliuminio milteliai ir kiti priedai.

Ši kuro gamybos kryptis pirmą kartą pasirodė Vokietijoje XX amžiaus 30-40-aisiais, pasibaigus karui, aktyvus tokio kuro kūrimas imtasi JAV, o šeštojo dešimtmečio pradžioje – SSRS. Pagrindiniai pranašumai, palyginti su balistiniu paraku, kurie sulaukė daug dėmesio, buvo šie:

didelė raketų variklių savitoji trauka tokiam kurui;
galimybė sukurti bet kokios formos ir dydžio krūvius;
didelės deformacinės ir mechaninės kompozicijų savybės;
galimybė reguliuoti degimo greitį plačiame diapazone.

Šios parako savybės leido sukurti strategines raketas, kurių nuotolis yra didesnis nei 10 000 km. Ant balistinių miltelių S.P. Korolevas kartu su miltelių gamintojais sugebėjo sukurti raketą, kurios maksimalus nuotolis yra 2000 km.

Tačiau mišrus kietasis kuras, palyginti su nitroceliuliozės milteliais, turi didelių trūkumų: labai didelės jų gamybos sąnaudos, įkrovos gamybos ciklo trukmė (iki kelių mėnesių), šalinimo sudėtingumas, druskos rūgšties išmetimas į atmosferą degimo metu. amonio perchlorato.

Naujasis parakas yra kieto kuro.

Parako deginimas ir jo reguliavimas

Parako degimo greitis priklauso nuo slėgio pagal galios dėsnį, didėja didėjant slėgiui, todėl nereikėtų orientuotis į parako degimo greitį esant atmosferos slėgiui, vertinant jo savybes.

Parako degimo greičio reguliavimas yra labai sudėtingas uždavinys, kuris išsprendžiamas naudojant įvairius degimo katalizatorius parako sudėtyje. Degimas lygiagrečiuose sluoksniuose leidžia kontroliuoti dujų susidarymo greitį.

Dujų susidarymas parake priklauso nuo užtaiso paviršiaus dydžio ir jo degimo greičio.

Miltelių elementų paviršiaus dydį lemia jų forma, geometriniai matmenys ir gali padidėti arba sumažėti degimo metu. Toks degimas atitinkamai vadinamas progresiniu arba digresyviu.

Norint gauti pastovų dujų susidarymo greitį arba jo kaitą pagal tam tikrą dėsnį, atskiros užtaisų sekcijos (pavyzdžiui, raketos) padengiamos nedegių medžiagų sluoksniu (šarvais).

Parako degimo greitis priklauso nuo jų sudėties, pradinės temperatūros ir slėgio.

Parako charakteristikos

Parako charakteristikos pagrįstos tokiais parametrais kaip:

degimo šiluma Q- šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus 1 kilogramui parako;
dujinių produktų tūris V išskiriama degant 1 kilogramui parako (nustatoma suvedus dujas į normalias sąlygas);
dujų temperatūra T, nustatomas parako degimo metu pastovaus tūrio sąlygomis ir nesant šilumos nuostolių;
parako tankis ρ;
parako jėga f- darbas, kurį galėtų atlikti 1 kilogramas miltelinių dujų, besiplečiančių kaitinant T laipsniais esant normaliam atmosferos slėgiui.

Nitro miltelių charakteristikos

Nekarinis taikymas

Galutinė pagrindinė parako paskirtis yra kariniai tikslai ir naudojimas priešo objektams naikinti. Tačiau „Sokol“ parako sudėtis leidžia jį naudoti taikiems tikslams, tai yra fejerverkai, statybiniai įrankiai (statybiniai pistoletai, smūgiai), o pirotechnikos srityje - skroblai. Parako strypų charakteristikos labiau tinka naudoti sportiniam šaudymui.

(5 įvertinimai, vidurkis: 5,00 iš 5)

Planas:

1 Parako istorija
2 parako rūšys
- 2.1 Mišrus raketinis kuras
  - 2.1.1 Juodi milteliai
- 2.2 Nitroceliuliozės milteliai
  - 2.2.1 Piroksilinas
  - 2.2.2 Balistinė
  - 2.2.3 Korditai
  - 2.2.4 kieto raketinio kuro
3 Parako deginimas ir jo reguliavimas
4 Parako charakteristikos

Įvadas

Nitroceliuliozės bedūmiai milteliai N110

Miltelių kasetė be dūmų

Milteliai- daugiakomponentė kieta medžiaga, galinti reguliariai degti lygiagrečiais sluoksniais be deguonies prieigos iš išorės, išskiriant didelį kiekį šiluminės energijos ir dujinių produktų, naudojamų sviediniams mesti, raketoms judėti ir kitiems tikslams. Parakas priklauso raketinių sprogstamųjų medžiagų klasei.

1. Parako istorija

Pirmasis sprogmenų atstovas buvo juodi milteliai- mechaninis kalio nitrato, anglies ir sieros mišinys, dažniausiai santykiu 15:3:2. Egzistuoja tvirta nuomonė, kad tokie junginiai atsirado senovėje ir daugiausia buvo naudojami kaip padegamosios ir naikinančios priemonės. Tačiau materialinių ar patikimų dokumentinių įrodymų tai nerasta. Gamtoje salietros nuosėdos yra retos, o kalio nitrato, reikalingo pakankamai stabilioms kompozicijoms gaminti, visai nėra.

Kinijoje parako receptas atsirado 1044 m., tačiau gali būti, kad parakas egzistavo ir anksčiau; kai kurie mano, kad parako išradėjas arba išradimo pirmtakas buvo Wei Boyang II amžiuje. Apie tariamą viduramžių kinų parako išradimą skaitykite „Keturi puikūs išradimai“.

Kalio nitrato gamybai reikalingi išvystyti technologiniai metodai, kurie atsirado tik XV-XVI amžiuje tobulėjant chemijai. Anglies medžiagų, turinčių labai išvystytą specifinį paviršiaus plotą, pavyzdžiui, anglies, gamybai taip pat reikia pažangių technologijų, kurios atsirado tik vystantis geležies metalurgijai. Labiausiai tikėtinas įvairių natūralių nitratų turinčių mišinių su organinėmis medžiagomis, turinčių pirotechnikos kompozicijoms būdingų savybių, naudojimas. Vienu iš parako išradėjų laikomas vienuolis Bertoldas Švarcas.

Juodųjų miltelių mėtymo savybė buvo atrasta daug vėliau ir buvo postūmis kurti šaunamuosius ginklus. Europoje (taip pat ir Rusijoje) žinoma nuo XIII a.; iki XIX amžiaus vidurio išliko vieninteliu stipriu sprogstamuoju sprogmeniu ir iki pat pabaigos XIXšimtmečius – mėtymo įrankis.

Išradus nitroceliuliozės miltelius, o vėliau ir atskirus galingus sprogmenis, juodieji milteliai iš esmės prarado savo svarbą.

Piroksilino miltelius Prancūzijoje pirmą kartą gavo P. Viel 1884 m., balistinius miltelius - Švedijoje Alfredas Nobelis 1888 m., kordito miltelius - Didžiojoje Britanijoje XIX amžiaus pabaigoje. Maždaug tuo pačiu metu (1887–1891) Rusijoje Dmitrijus Mendelejevas sukūrė pirokolodinį paraką, o grupė Okhta parako gamyklos inžinierių – piroksilino paraką.

XX amžiaus 30-ajame dešimtmetyje SSRS pirmą kartą buvo sukurti balistiniai parako užtaisai raketoms, kurias kariuomenė sėkmingai naudojo Didžiojo karo metais. Tėvynės karas(keleto paleidimo raketų sistemos). Mišrus raketų variklių raketinis kuras buvo sukurtas 1940-ųjų pabaigoje.

Tolesnis parako tobulinimas vykdomas naujų receptų kūrimo kryptimi, parakas specialus tikslas ir pagerinti jų pagrindines savybes.

2. Parako rūšys

Yra dviejų rūšių parakas: mišrus (įskaitant dūminį) ir nitroceliuliozė (bedūminis). Raketų varikliuose naudojami milteliai vadinami kietuoju raketiniu kuru. pagrindu nitroceliuliozė parakas yra nitroceliuliozė ir plastifikatorius. Be pagrindinių komponentų, šiuose paratuose yra įvairių priedų.

Parakas yra raketinis sprogmuo. Esant atitinkamoms inicijavimo sąlygoms, parakas gali detonuoti panašiai kaip stambūs sprogmenys, todėl juodi parakas ilgam laikui naudojamas kaip galingas sprogmuo. Laikant ilgiau nei šiems milteliams nustatytas laikotarpis arba laikant netinkamomis sąlygomis, vyksta cheminis miltelių komponentų skilimas ir pakinta jų veikimo charakteristikos(degimo režimas, raketų šovinių mechaninės charakteristikos ir kt.). Tokių miltelių naudojimas ir netgi laikymas yra itin pavojingas ir gali sukelti sprogimą.

2.1. Mišrus parakas

2.1.1. juodi milteliai

Miltelių dėžutė ir kaušelis parakui XVIII-XIX a.

Modernus dūminis parakas gaminamas grūdų pavidalu netaisyklingos formos. Parako gamybos pagrindas yra sieros, kalio nitrato ir anglies mišinys. Daugelis šalių turi savo šių komponentų maišymo proporcijas, tačiau jos mažai skiriasi, Rusijoje naudojama tokia sudėtis: 75% KNO 3 (kalio nitratas), 15% C (anglis) ir 10% S (siera). Oksidatoriaus vaidmenį juose atlieka kalio nitratas (kalio nitratas), pagrindinis kuras – anglis. Siera yra cementuojanti medžiaga, mažinanti parako higroskopiškumą ir palengvinanti jo užsidegimą. Juodųjų miltelių degimo efektyvumas daugiausia priklauso nuo komponentų susmulkinimo smulkumo, sumaišymo pilnumo ir gatavų grūdų formos.

Rūkymo miltelių veislės (% sudėtis KNO 3, S, C.):

laidas (uždegimo virvėms) (77%, 12%, 11%);
šautuvas (nitroceliuliozės miltelių ir mišraus kietojo kuro užtaisams, taip pat padegamųjų ir apšvietimo sviedinių užtaisams išstumti);
stambiagrūdis (uždegtuvams);
lėtas degimas (stiprintuvams ir moderatoriams vamzdeliuose ir saugikliuose);
kasykla (sprogdinti) (75%, 10%, 15%);
medžioklė (76%, 9%, 15%);
sporto.

Dūmų milteliai lengvai užsidega nuo liepsnos ir kibirkščių (pliūpsnio temperatūra 300°C), todėl juos tvarkyti pavojinga. Jis laikomas hermetiškame uždaryme atskirai nuo kitų rūšių parako. Higroskopinis, kurio drėgmės kiekis didesnis nei 2 % degi. Juodųjų miltelių gamybos procesas apima smulkiai susmulkintų komponentų maišymą ir gautos miltelių masės apdorojimą, kad būtų gauti nurodyto dydžio grūdeliai. Statinės korozija su juodais milteliais yra daug stipresnė nei su nitroceliuliozės milteliais, nes sieros ir sieros rūgštys yra degimo šalutinis produktas. Šiuo metu fejerverkams naudojami juodi milteliai. Maždaug iki XIX amžiaus pabaigos jis buvo naudojamas šaunamieji ginklai ir sprogstamoji amunicija.

2.2. Nitroceliuliozės milteliai

Pagal plastifikatoriaus (tirpiklio) sudėtį ir tipą nitroceliuliozės milteliai skirstomi į: piroksilino, balistinius ir kordito.

2.2.1. piroksilinas

dalis piroksilinas milteliuose paprastai yra 91-96% piroksilino, 1,2-5% lakiųjų medžiagų (alkoholio, eterio ir vandens), 1,0-1,5% stabilizatoriaus (difenilamino, centrolito), kad padidintų laikymo stabilumą, 2-6% flegmatizatoriaus, kad sulėtintų išorinės dalies degimą. miltelių grūdelių sluoksniai ir 0,2-0,3 % grafito kaip priedai. Tokie milteliai gaminami plokščių, juostelių, žiedų, vamzdelių ir grūdelių su vienu ar daugiau kanalų pavidalu; naudojamas šaulių ginkluose ir artilerijoje. Pagrindiniai piroksilino miltelių trūkumai yra šie: maža dujinių degimo produktų energija (palyginti su, pavyzdžiui, balistiniais milteliais), technologinis sudėtingumas gauti didelio skersmens raketų variklių užtaisus. Pagrindinis technologinio ciklo laikas skiriamas lakiųjų tirpiklių pašalinimui iš miltelinio pusgaminio. Priklausomai nuo paskirties, be įprasto piroksilino, yra specialūs parakai: antipirenai, mažai higroskopiški, žemo gradiento (su maža degimo greičio priklausomybe nuo įkrovimo temperatūros); mažai erozinis (su sumažintu eroziniu poveikiu gręžiniui); flegmatizuotas (su sumažintu paviršinių sluoksnių degimo greičiu); porėtas ir kt. Piroksilino miltelių gamybos procesas apima piroksilino ištirpinimą (plastifikavimą), gautos miltelių masės presavimą ir pjaustymą, kad miltelių elementai įgautų tam tikrą formą ir dydį, pašalinamas tirpiklis ir susideda iš kelių nuoseklių operacijų.

2.2.2. balistinis

pagrindu balistinis Milteliai yra sudaryti iš nitroceliuliozės ir nenuimamo plastifikatoriaus, todėl kartais jie vadinami dvibaziais. Priklausomai nuo naudojamo plastifikatoriaus, jie vadinami nitroglicerinu, diglikoliu ir tt Įprasta balistinių miltelių sudėtis: 40-60% koloksilino (nitroceliuliozė, kurioje azoto kiekis mažesnis nei 12,2%) ir 30-55% nitroglicerinas (nitroglicerino milteliai) arba dietilenglikolio dinitratas (diglikolio parakas) arba jų mišiniai. Be to, šiuose milteliuose yra aromatinių nitro junginių (pavyzdžiui, dinitrotolueno), reguliuojančių degimo temperatūrą, stabilizatorių (difenilamino, centralito), taip pat vazelino aliejaus, kamparo ir kitų priedų. Taip pat į balistinius miltelius galima įterpti smulkiai dispersinį metalą (aliuminio-magnio lydinį), kad padidėtų degimo produktų temperatūra ir energija, tokie milteliai vadinami metalizuoti. Parakas gaminamas vamzdelių, šaškių, lėkščių, žiedų ir juostelių pavidalu. Pagal pritaikymą balistiniai milteliai skirstomi į raketinius (raketų variklių ir dujų generatorių užtaisams), artileriją (svaidomiesiems užtaisams į artilerijos dalis) ir skiedinį (minosvaidžių raketiniams užtaisams). Palyginti su piroksilino balistiniais milteliais, jie yra mažiau higroskopiški, greičiau pagaminami, gali pagaminti didelius užtaisus (iki 0,8 metro skersmens), pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir lankstumu dėl plastifikatoriaus naudojimo. Balistinių miltelių trūkumas, palyginti su piroksilino milteliais, yra didelis pavojus gamyboje, nes jų sudėtyje yra galingo sprogmens - nitroglicerino, kuris yra labai jautrus išoriniams poveikiams, taip pat nesugebėjimo gauti užtaisų, kurių skersmuo daugiau nei 0,8 m, skirtingai nuo mišrių miltelių, kurių pagrindą sudaro sintetiniai polimerai . Technologinis procesas balistinių miltelių gamyboje komponentai maišomi šiltame vandenyje, kad jie tolygiai pasiskirstytų, vanduo spaudžiamas ir pakartotinai sukamas karštais voleliais. Taip pašalinamas vanduo ir plastifikuojamas celiuliozės nitratas, kuris įgauna rago formos tinklelį. Tada parakas išspaudžiamas per štampus arba susukamas į plonus lakštus ir supjaustomas.

2.2.3. Korditas

Korditas parake yra daug azoto turinčio piroksilino, nuimamo (alkoholio-eterio mišinys, acetonas) ir nepašalinamo (nitroglicerino) plastifikatoriaus. Tai priartina šių miltelių gamybos technologiją prie piroksilino miltelių gamybos. Privalumas korditai- didelė galia, tačiau jie padidina statinių aukštį dėl aukštesnės degimo produktų temperatūros.

2.2.4. kieto raketinio kuro

Mišriuose milteliuose, pagamintuose iš sintetinių polimerų (kieto raketinio kuro), yra apie 50-60% oksidanto, dažniausiai amonio perchlorato, 10-20% plastifikuoto polimero rišiklio, 10-20% smulkių aliuminio miltelių ir įvairių priedų. Ši miltelių gamybos kryptis pirmą kartą atsirado Vokietijoje XX amžiaus 30–40-aisiais, pasibaigus karui, aktyvus tokio kuro kūrimas buvo pradėtas JAV, o 50-ųjų pradžioje – SSRS. Pagrindiniai privalumai, palyginti su balistiniais milteliais, kurie sulaukė didelio dėmesio, buvo šie: didesnė tokį kurą naudojančių raketų variklių savitoji trauka, galimybė sukurti bet kokios formos ir dydžio užtaisus, didelės deformacijos ir mechaninės kompozicijų savybės, galimybė valdyti degimo greitį plačiame diapazone. Šie pranašumai leido sukurti strategines raketas, kurių nuotolis buvo didesnis nei 10 000 km; naudojant balistinius miltelius S. P. Korolevas kartu su miltelių gamintojais sugebėjo sukurti raketą, kurios maksimalus nuotolis yra 2 000 km. Tačiau mišrus kietasis kuras, palyginti su nitroceliuliozės milteliais, turi didelių trūkumų: labai didelės jų gamybos sąnaudos, įkrovos gamybos ciklo trukmė (iki kelių mėnesių), šalinimo sudėtingumas, amonio perchlorato išmetimas į druskos rūgšties atmosferą. degimo metu.

3. Parako deginimas ir jo reguliavimas

Degimas lygiagrečiuose sluoksniuose, kuris nevirsta į sprogimą, nulemtas šilumos perdavimu iš sluoksnio į sluoksnį ir pasiekiamas gaminant pakankamai monolitinius miltelinius elementus be įtrūkimų. Parako degimo greitis priklauso nuo slėgio pagal galios dėsnį, didėja didėjant slėgiui, todėl nereikėtų orientuotis į parako degimo greitį esant atmosferos slėgiui, vertinant jo savybes. Parako degimo greičio reguliavimas yra labai sudėtingas uždavinys, kuris išsprendžiamas naudojant įvairius degimo katalizatorius parako sudėtyje. Degimas lygiagrečiuose sluoksniuose leidžia kontroliuoti dujų susidarymo greitį. Dujų susidarymas parake priklauso nuo užtaiso paviršiaus dydžio ir jo degimo greičio.

Miltelių elementų paviršiaus dydį lemia jų forma, geometriniai matmenys ir gali padidėti arba mažėti degimo proceso metu. Toks degimas vadinamas progresyvus arba mažėjantis. Norint gauti pastovų dujų susidarymo greitį arba jo pasikeitimą pagal tam tikrą dėsnį, atskiros užtaisų sekcijos (pavyzdžiui, raketinės) padengiamos nedegių medžiagų sluoksniu ( rezervavimas). Parako degimo greitis priklauso nuo jų sudėties, pradinės temperatūros ir slėgio.

4. Parako savybės

Pagrindinės parako charakteristikos yra šios: degimo šiluma Q - šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus 1 kilogramui parako; dujinių produktų V tūris, išsiskiriantis deginant 1 kilogramą parako (nustatomas suvedus dujas į normalias sąlygas); dujų temperatūra T, nustatoma parako degimo metu pastovaus tūrio sąlygomis ir nesant šilumos nuostolių; parako tankis ρ; parako jėga f – darbas, kurį galėtų atlikti 1 kilogramas parako dujų, besiplečiančių kaitinant T laipsniais esant normaliam atmosferos slėgiui.

Pagrindinių parako rūšių charakteristikos

Literatūra

Mao Tso-benas Jis buvo išrastas Kinijoje / Vertimas iš kinų kalbos ir užrašai A. Klyshko. - M .: Jaunoji gvardija, 1959. - S. 35-45. – 160 s. – 25 000 egzempliorių.
Sovietinė karinė enciklopedija, M., 1978 m.

parsisiųsti
Ši santrauka parengta remiantis straipsniu iš rusiškos Vikipedijos. Sinchronizavimas baigtas 07/10/11 05:15:53
Kategorijos: , Miltelių gamyba , Technologijos istorija , Kasečių komponentai .
Tekstas pasiekiamas pagal Creative Commons Attribution-ShareAlike licenciją.

Parakas yra neatsiejamas elementas, naudojamas kasetėms įrengti. Be šios medžiagos išradimo žmonija niekada nebūtų sužinojusi apie šaunamuosius ginklus.

Tačiau mažai žmonių yra susipažinę su parako atsiradimo istorija. Ir pasirodo, kad jis buvo sugalvotas visai atsitiktinai. Ir tada ilgą laiką jie buvo naudojami tik fejerverkams paleisti.

Parako atsiradimas

Ši medžiaga buvo išrasta Kinijoje. Tiksli data juodos pudros, kuri dar vadinama juoda, atsiradimo niekas nežino. Tačiau tai atsitiko apie VIII a. pr. Kr. Tais laikais Kinijos imperatoriai buvo labai susirūpinę savo sveikata. Jie norėjo gyventi ilgai ir net svajojo apie nemirtingumą. Norėdami tai padaryti, imperatoriai skatino Kinijos alchemikų, kurie bandė atrasti stebuklingą eliksyrą, darbą. Žinoma, visi žinome, kad žmonija niekada negavo stebuklingo skysčio. Tačiau kinai, demonstruodami savo atkaklumą, atliko daug eksperimentų, daugiausia maišydami skirtingos medžiagos. Jie neprarado vilties įvykdyti imperijos įsakymą. Tačiau kartais bandymai baigdavosi nemaloniais incidentais. Vienas iš jų įvyko alchemikams sumaišius salietrą, anglį ir kai kuriuos kitus komponentus. Istorijai nežinomas tyrėjas, tirdamas naują medžiagą, sulaukė liepsnos ir dūmų. Išrasta formulė netgi buvo įrašyta į Kinijos kroniką.

Ilgą laiką juodi milteliai buvo naudojami tik fejerverkams. Tačiau kinai nuėjo toliau. Jie stabilizavo šios medžiagos formulę ir išmoko ją panaudoti sprogimams.

XI amžiuje buvo išrastas pirmasis istorijoje parako ginklas. Tai buvo kovinės raketos, kuriose parakas pirmiausia užsiliepsnojo, o paskui sprogo. Šis parako ginklas buvo naudojamas tvirtovės sienų apgulties metu. Tačiau tais laikais tai labiau psichologiškai paveikė priešą nei žalojo. Galingiausias senovės Kinijos tyrinėtojų išrastas ginklas buvo molinės rankinės bombos. Jie sprogo ir viską aplink apipylė skeveldromis.

Europos užkariavimas

Iš Kinijos juodieji milteliai pradėjo plisti visame pasaulyje. Europoje jis pasirodė XI amžiuje. Jį čia atvežė arabų pirkliai, kurie pardavinėjo raketas fejerverkams. Mongolai šią medžiagą pradėjo naudoti koviniams tikslams. Jie naudojo juodus miltelius, kad paimtų anksčiau neįveikiamas riterių pilis. Mongolai naudojo gana paprastą, bet kartu ir veiksmingą technologiją. Jie kasė po sienomis ir ten padėjo parako kasyklą. Sprogdamas šis karinis ginklas nesunkiai išmušė skylę net ir storiausiuose užtvaruose.

1118 metais Europoje pasirodė pirmosios patrankos. Juos naudojo arabai užėmę Ispaniją. 1308 m. parako pabūklai suvaidino lemiamą vaidmenį užimant Gibraltaro tvirtovę. Tada juos naudojo ispanai, kurie šiuos ginklus perėmė iš arabų. Po to visoje Europoje pradėti gaminti parako pabūklai. Rusija nebuvo išimtis.

Piroksilino gavimas

Juoda pudra iki XIX amžiaus pabaigos. jie krovė minosvaidžius ir squeaks, titnagus ir muškietas, taip pat kitus karinius ginklus. Tačiau tuo pat metu mokslininkai nenutraukė tyrimų, siekdami pagerinti šią medžiagą. To pavyzdys yra Lomonosovo eksperimentai, kurie nustatė racionalų visų miltelių mišinio komponentų santykį. Istorija taip pat prisimena nesėkmingą bandymą pakeisti negausią salietrą bertoleto druska, kurio ėmėsi Claude'as Louisas Bertole'as. Šio pakeitimo rezultatas buvo daugybė sprogimų. Berthollet druska arba natrio chloratas pasirodė esąs labai aktyvus oksidatorius.

Naujas etapas miltelių gamybos istorijoje prasidėjo 1832 m. Tada prancūzų chemikas A. Bracono pirmą kartą gavo nitroceliuliozę arba priroksiliną. Ši medžiaga yra azoto rūgšties ir celiuliozės esteris. Pastarosios molekulėje yra daug hidroksilo grupių, kurios reaguoja su azoto rūgštimi.

Piroksilino savybes ištyrė daugelis mokslininkų. Taigi 1848 metais rusų inžinieriai A.A. Fadejevas ir G.I. Hessas išsiaiškino, kad ši medžiaga kelis kartus galingesnė už kinų išrastus juoduosius miltelius. Buvo net bandymų šaudymui panaudoti piroksiliną. Tačiau jie baigėsi nesėkmingai, nes porėta ir biri celiuliozė buvo nevienalytės sudėties ir degė nenuosekliu greičiu. Bandymai suspausti piroksiliną taip pat baigėsi nesėkmingai. Šio proceso metu medžiaga dažnai užsiliepsnojo.

Piroksilino miltelių gavimas

Kas išrado nerūkančius miltelius? 1884 metais prancūzų chemikas J. Viel sukūrė monolitinę medžiagą piroksilino pagrindu. Tai pirmieji bedūmiai milteliai žmonijos istorijoje. Norėdami jį gauti, tyrėjas panaudojo piroksilino savybę didinti tūrį, būdamas alkoholio ir eterio mišinyje. Tokiu atveju buvo gauta minkšta masė, kuri vėliau buvo presuojama, iš jos pagamintos plokštės ar juostos, o po to išdžiovinta. Taip išgaravo pagrindinė tirpiklio dalis. Nereikšmingas jo tūris buvo išsaugotas piroksiline. Jis ir toliau veikė kaip plastifikatorius.

Ši masė yra bedūmių miltelių pagrindas. Jo tūris šiame sprogmenyje yra apie 80-95%. Priešingai nei anksčiau gauta celiuliozė, piroksilino parakas parodė savo gebėjimą degti pastoviu greičiu griežtai sluoksniais. Štai kodėl jis vis dar naudojamas šaulių ginklams iki šių dienų.

Naujos medžiagos privalumai

Vielo balti milteliai buvo tikras revoliucinis atradimas šaulių ginklų srityje. Ir buvo keletas priežasčių, paaiškinančių šį faktą:

1. Parakas praktiškai nesukėlė dūmų, o anksčiau panaudotas sprogmuo po kelių šūvių gerokai susiaurino naikintuvo matymo lauką. Tik stiprūs vėjo gūsiai galėjo atsikratyti atsirandančių dūmų debesų naudojant juodus miltelius. Be to, revoliucinis išradimas leido neišduoti kovotojo pozicijos.

2. Vielo parakas leido kulkai išskristi didesniu greičiu. Dėl šios priežasties jo trajektorija buvo tiesesnė, o tai žymiai padidino ugnies tikslumą ir nuotolį, kuris buvo apie 1000 m.

3. Dėl didelių galios charakteristikų bedūmiai milteliai buvo naudojami mažesniais kiekiais. Šaudmenys tapo daug lengvesni, o tai leido padidinti jų skaičių judant kariuomenei.

4. Kasečių aprūpinimas piroksilinu leido joms veikti net sušlapus. Šaudmenys, pagaminti iš juodųjų miltelių, turėjo būti apsaugoti nuo drėgmės.

Viel parakas buvo sėkmingai išbandytas šautuve Lebel, kurį iškart priėmė Prancūzijos kariuomenė. Suskubo pritaikyti išradimą ir kt Europos šalys. Pirmosios iš jų buvo Vokietija ir Austrija. Nauji ginklai šiose valstybėse buvo pristatyti 1888 m.

Nitroglicerino parakas

Netrukus mokslininkai gavo naują medžiagą kariniams ginklams. Jie tapo nitroglicerino bedūmiais milteliais. Kitas jo pavadinimas yra balistitas. Tokių bedūmių miltelių pagrindas taip pat buvo nitroceliuliozė. Tačiau jo kiekis sprogmenyje buvo sumažintas iki 56-57 proc. Šiuo atveju skystas trinitroglicerinas tarnavo kaip plastifikatorius. Toks parakas pasirodė labai galingas, ir verta pasakyti, kad jis vis dar naudojamas raketų kariuomenėje ir artilerijoje.

pirokolodinis parakas

pabaigoje – XIX a Mendelejevas pasiūlė savo bedūmio sprogmens receptą. Rusų mokslininkas rado būdą gauti tirpios nitroceliuliozės. Jis tai pavadino pirokolodžiu. Gauta medžiaga buvo išskirta maksimali suma dujiniai produktai. Pirokolodinis parakas buvo sėkmingai išbandytas įvairaus kalibro ginkluose, kurie buvo atlikti jūrinėje bandymų aikštelėje.

Tačiau Lomonosovo nuopelnai kariniams reikalams ir parako gamybai yra ne tik tai. Jis labai patobulino sprogmenų gamybos technologiją. Mokslininkas pasiūlė nitroceliuliozę dehidratuoti ne džiovinant, o alkoholio pagalba. Taip parako gamyba tapo saugesnė. Be to, pagerėjo pačios nitroceliuliozės kokybė, nes alkoholio pagalba iš jos buvo išplaunami mažiau atsparūs produktai.

Šiuolaikinis naudojimas

Šiuo metu parakas, kurio pagrindą sudaro nitroceliuliozė, naudojamas šiuolaikiniuose pusiau automatiniuose ir automatiniuose ginkluose. Skirtingai nei juodieji milteliai, ginklo vamzdžiuose praktiškai nepalieka kietų degimo produktų. Tai leido atlikti automatinį ginklų perkrovimą, kai jame buvo naudojamas didelis skaičius judančių mechanizmų ir dalių.

Įvairios bedūmių parako rūšys yra pagrindinė šaulių ginklų kuro dalis.Jie yra taip plačiai paplitę, kad, kaip taisyklė, žodis „parakas“ reiškia bedūmį. Senovės Kinijos alchemikų išrasta medžiaga naudojama tik raketose, povamzdžiuose granatsvaidžiuose ir kai kuriuose šoviniuose, skirtuose lygiavamzdžiams ginklams.

Kalbant apie medžioklės aplinką, įprasta naudoti piroksilino tipo bedūmius miltelius. Tik kartais nitroglicerino rūšys randa savo pritaikymą, tačiau jos nėra ypač populiarios.

Junginys

Kokie yra medžioklėje naudojamo sprogmens komponentai? Bedūmių miltelių sudėtis neturi nieko bendra su dūmine išvaizda. Jį daugiausia sudaro piroksilinas. Jo sprogmenyje yra 91-96 proc. Be to, medžiokliniame parake yra nuo 1,2 iki 5% lakiųjų medžiagų, tokių kaip vanduo, alkoholis ir eteris. Siekiant padidinti stabilumą saugojimo metu, čia yra 1–1,5 procento difenilamino stabilizatoriaus. Flegmatizatoriai sulėtina išorinių miltelių grūdelių sluoksnių degimą. Jų bedūmiuose medžioklės milteliuose yra nuo 2 iki 6 proc. Nedidelė dalis (0,2-0,3%) yra antipirenai priedai ir grafitas.

Forma

Piroksilinas, naudojamas bedūmių miltelių gamybai, yra apdorojamas oksidatoriumi, kurio pagrindas yra alkoholio-eterio mišinys. Galutinis rezultatas yra vienalytė, želė panaši medžiaga. Gautas mišinys apdorojamas mechaniškai. Dėl to gaunama granuliuota medžiagos struktūra, kurios spalva skiriasi nuo geltonai rudos iki grynai juodos. Kartais toje pačioje partijoje galimas kitokio atspalvio parakas. Norint gauti vienodą spalvą, mišinys apdorojamas grafito milteliais. Šis procesas taip pat leidžia išlyginti grūdų lipnumą.

Savybės

Bedūmiai milteliai išsiskiria vienoda dujų susidarymo ir degimo savybe. Tai, savo ruožtu, keičiant frakcijos dydį leidžia valdyti ir reguliuoti degimo procesus.

Tarp patrauklių bedūmių miltelių savybių yra šios:

Mažas higroskopiškumas ir netirpumas vandenyje;
- didesnis efektas ir grynumas nei dūminis atitikmuo;
- savybių išsaugojimas net esant didelei drėgmei;
- džiovinimo galimybė;
- dūmų nebuvimas po šūvio, kuris sklinda gana tyliai.

Tačiau reikia nepamiršti, kad balti milteliai:

Degdamas išskiria anglies monoksidą, kuris pavojingas žmonėms;
- neigiamai reaguoja į temperatūros pokyčius;
- prisideda prie greitesnio ginklo susidėvėjimo, nes vamzdyje susidaro aukšta temperatūra;
- turi būti laikomi sandariai uždarytoje pakuotėje dėl atmosferos poveikio tikimybės;
- turi ribotą galiojimo laiką;
- gali degti aukštoje temperatūroje;
- nenaudojamas ginkluose, kurių pase tai nurodyta.

Seniausias rusiškas parakas

Medžioklės šoviniai su šiuo sprogmeniu komplektuojami nuo 1937 metų. Parakas „Falcon“ turi pakankamai didelės galios, atitinkančios išsivysčiusius pasaulio standartus. Pažymėtina, kad šios medžiagos sudėtis buvo pakeista 1977 m. Tai buvo padaryta dėl to, kad buvo nustatytos griežtesnės taisyklės šio tipo sprogstamiesiems elementams.

Paraką „Falcon“ rekomenduojama naudoti pradedantiesiems medžiotojams, kurie mėgsta savarankiškai įkrauti šovinius. Juk ši medžiaga sugeba jiems atleisti klaidą su mėginiu. Paraką „Sokol“ naudoja daugelis vietinių šovinių gamintojų, tokių kaip Polieks, Vetter, Azot ir kt.

Parakas yra raketiniai sprogmenys. Pagrindinis sprogstamojo virsmo tipas yra degimas, kuris nevirsta detonacija. Parakas lengvai užsidega ir dega lygiagrečiais sluoksniais, todėl galima reguliuoti parako dujų susidarymą plačiuose praėjimuose ir kontroliuoti šūvio reiškinį.

Nitroceliuliozės milteliai- pavadinimas oficialiai priimtas vidinėje balistikoje, jie taip pat yra be dūmų, jie taip pat yra koloidiniai. Parakas – tai įvairios kilmės plastifikuoti celiuliozės nitratai iš vatos, pirminės medienos masės, susmulkinto pergamento ir viskozės siūlų makulatūrai pjaustyti. Tai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios skiriasi skirtingų gamintojų parako kokybė.

Celiuliozės nitratai gaunami apdorojant celiuliozę azoto rūgštimi ir pasižymi vidutiniu azoto kiekiu. Celiuliozės nitratai, kurių vidutinis azoto kiekis viršija 12 %, vadinami piroksilinais, jie yra šaulių ginklų parako pagrindas.. Atsirado kariuomenės parako perdirbimo į medžioklinį paraką technologijos.

Piroksilinai labai trapūs, todėl neįmanoma gauti tos pačios formos ir dydžio grūdelių, palyginti atsparių mechaniniam poveikiui. Todėl iš jų pradžioje išgaunamos plastinės ir termoplastinės masės, pridedant tirpiklių (plastifikatorių). Pagal tirpiklio tipą jie skirstomi į vienbazinius (Single Basic milteliai) ir dvibazinius (dvibazinius miltelius).

Vienbazis raketinis kuras- tai parakas ant lakiųjų tirpiklių, eterio-alkoholio mišinių.
Perteklius, kuris, susiformavus grūdams, pašalinamas džiovinant.
Dvibazis parakas – tai parakas, sudarytas iš nelakių ir nelakių atliekų, tai yra arba polihidroksilių alkoholių nitratai (nitroglicerinas, nirodiglikolis ir kt.), arba aromatiniai junginiai (di- ir trinitrotoluenas ir kt.).

Taip pat yra emulsija paruoštas parakas, tirpiklių mišinio vandenyje emulsija.
Dirbant su šiuo straipsniu, pasirodė informacija, dar kartą patikrinta apie balistinį kompleksą.

Kasetės, pernai užpildytos G3000/32A vieno pagrindo milteliais ir laikomos patalpose, kuriose drėgnumas yra apie 30%, rodė maksimalų slėgį daugiau nei 200 barų didesnį, palyginti su šviežiais (786-862 ir 596-628 barai). Tai nebepriimtina ginklams su 70 ir 65 mm kameromis. tai viršija vidutinį maksimalų darbinį slėgį. Esant tokiam maksimaliam slėgiui, negali būti jokios kalbos apie tai, kad bus galima gauti aukštos kokybės šratų.

Ekspertų teigimu, taip yra dėl techninių specifikacijų reikalavimų dėl šovinių ir parako, būtent vienbazių, laikymo. Drėgmė saugykloje turi būti ne mažesnė nei 62%, apatinė riba man nežinoma ir ją reikia patikslinti. Tokias kasetes prieš naudojimą rekomenduojama laikyti 2 savaites patalpoje, kurios drėgnumas yra apie 60%.

Šoviniai, užpildyti M92S dviejų bazių milteliais, iššaunant nesiskyrė. Šių miltelių savybės mažiau priklauso nuo laikymo sąlygų.

http://forum.guns.ru/forummessage/11/1070113-58.html (Redaktoriaus pastaba: straipsnio publikavimo metu nuorodos neveikė, taip yra dėl techninių problemų svetainėje guns.ru, ilgalaikių apie savaitę)

Parako savybės.

Tankis ( specifinė gravitacija) šaulių ginklams yra 1,3–1,64 g / cm3 diapazone, praktiškai nenaudojamas skaičiavimuose ir gamintojų nepraneša.

Grūdų forma ir dydis. Tai yra pagrindinis rodiklis, lemiantis degimo ir dujų susidarymo greitį. Nustatomas matmuo yra mažiausias degančio sluoksnio storis.
grūdai stačiakampio formos dega greičiau nei sferiniai.

Progresyvumas - parako savybė padidinti degimo greitį ir dujų susidarymą, padidėjus sviedinio erdvei. Šaulių ginklams skirtuose parakuose progresyvumą kontroliuoja grūdelių dydis, impregnavimo gylis ir flegmatizatorių sudėtis. Artilerijos milteliuose - dėl grūdų konstrukcijos, trijų ar daugiau kanalų buvimo, paviršiaus padengimo nedegiomis medžiagomis - grūdai dega iš vidurio, o degimo paviršius nuolat didėja.

Degimą lydi didelis dujinių produktų ir šilumos išsiskyrimas.
Įprasto degimo metu degimo produktuose daugiausia yra anglies dioksido, smalkės, vandenilis, azotas ir vandens garai.

Jei degimo produktuose yra daug azoto oksidų, tai yra nenormalaus degimo požymis. Tokiu atveju parako galia sumažėja perpus.

Parakas patenka į šį degimo režimą, kai kai kurių šaltinių slėgis yra mažesnis nei 40–50 barų, o kitiems - 150 barų. Tokiu atveju parakas gali net nustoti degti statinėje. Tai dažnai gali pastebėti pusiau automatinių šautuvų savininkai valydami gaiduko mechanizmą.

Manau, kad 150 barų vertė reiškia šaulių ginklams skirtą paraką. Tai paaiškina reikalavimą išlaikyti maksimalų slėgį didžiausiu leistinu lygiu ir rekomendaciją jiems naudoti paraką su vardiniu sviedinio svoriu. Taigi manoma, kad 35 gramų parakas Sokol turėtų būti naudojamas su ne lengvesniais kaip 28 g sviediniais, tada sugenda nenormalus degimo režimas ir prarandamas mūšio pastovumas.

Parako energetinės charakteristikos.

Dujinių degimo produktų tūris yra 1 kg parako. Priklauso nuo miltelių pobūdžio, sudėties ir degimo sąlygų. Nitorinių miltelių, skirtų šaulių ginklams, degimo produktų tūris, sumažintas iki normalių sąlygų (0 laipsnių Celsijaus, 760 mm Hg su vandens garais), yra 910–920 l / kg. Juodos pudros atveju ši vertė yra 3 kartus mažesnė.

Šiluminis efektas, arba šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant 1 kg parako.
Šaulių ginklams skirtam parakui - 8000-9000 kcal / kg.
Degimo temperatūra yra 2800-2900 Kelvino laipsnių.

Parako galia.

Tai yra darbas, kurį galėtų atlikti 1 kg parako dujiniai degimo produktai, išsiplėsdami esant atmosferos slėgiui (760 mm Hg), kai kaitinami nuo nulio iki degimo temperatūros Kelvino laipsniais. Šaulių ginklams skirtam parakui 1 000 000 J.

Kovolumas. Tai tam tikros rūšies parakui būdinga vertė, proporcinga dujų molekulių tūriui ir įtakojanti slėgį. Su santykinai žemas slėgis, kaip ir lygiavamzdžio ginklo, jo galima nepaisyti.

Parako degimo greitis esant P=1 bar. Priklauso nuo cheminė sudėtis parakas.
Šis degimo greitis priklauso nuo lakiųjų medžiagų kiekio.
Miltelių stiprumas degant pastoviu tūriu turi įtakos slėgio dydžiui ir jo didėjimo greičiui, degimo greitis esant P = 1 baras - tik slėgio padidėjimo greičiui.
Jie yra parako balistinės savybės.

Be balistinių charakteristikų, apkrovos tankis, kuris yra apkrovos sąlygų charakteristika, turi įtakos slėgio padidėjimo dydžiui ir pobūdžiui. Pakrovimo tankis – tai užtaiso svorio ir tūrio, kuriame dega milteliai, santykis.

gravimetrinis tankis. Jis apibūdina įkrovos kompaktiškumo laipsnį esant tam tikram miltelių tankiui, jis yra didesnis milteliams, kurių grūdeliai suapvalintais kraštais, ir mažiau milteliams su stačiakampiais kraštais ir išsikišusiais briaunomis. Didžiausias gravimetrinis tankis yra parakas su sferiniais ir strypo formos grūdeliais.

Gravimetrinis tankis (tūris, tūrinis svoris) paprastai matuojamas g / dm3 (g / l), lygiavamzdžių ginklų parake jis yra 450–650. Vieno gamintojo miltelių linijoje kuo didesnis gravimetrinis tankis, tuo mažesnis degimo greitis ir didesnis progresyvumas.

Lygiavamzdžio pistoleto kasetėje, naudojant griežtus užtaisymo metodus ir miltelių suspaudimą, gravimetrinis tankis išlieka nepakitęs ir nepriklauso nuo pirminio suspaudimo ir suspaudimo riedėjimo jėga dydžio, o tai neturi įtakos galutiniams šūvio parametrams.

Taigi, yra trys balistinės charakteristikos:

Parako galia.
Degimo greitis esant P= 1 baras
Grūdų dydis ir forma.

Ir pakrovimo sąlygų aprašymas – krovimo tankis.

Pagrindinės degimo proceso fazės. degimo greitis.

Degimo procese išskiriamos trys fazės: užsidegimas, užsidegimas ir degimas.

uždegimas- degimo pradžios procesas veikiant išoriniam impulsui, HF sprogimas. Parakui užsiliepsnojus bent viename taške, degimo reakcija vyksta savaime dėl jos metu išsiskiriančios šilumos. Prieš degimą prasideda kaitinimas ir atsiranda degiųjų dujų. Uždegus parakas turi greitai įkaisti, nes lėtai kaitinant suyra degiosios dujos, parakas greitai praranda balistines savybes.

Norėdami tai padaryti, grunto sukuriamas slėgis kameroje neturi būti mažesnis už tam tikrą ribą, kuri priklauso nuo sprogstamojo grunto sudėties, parako pobūdžio, užtaiso tankio ir pistoleto kalibro. Sporto ir medžioklės azoto miltelių uždegimo gruntai skirstomi į tris klases: galingi, vidutiniai ir silpni. Galingos kapsulės laikomos universaliomis.

Atskirai reikia svarstyti skirtingo galingumo kapsulių panaudojimo klausimą, priklausomai nuo parako tipo, kalibro ir užtaisymo sąlygų.

Jei uždegimo impulso galios nepakanka, o jo slėgis žemas, užsidegimas gali neįvykti arba bus užsitęsęs šūvis. Tai pateisina rekomendacijas dėti juodos spalvos miltelius, kai yra nitro milteliai ir mažos galios CBO gruntas, kuris skirtas juodiems milteliams.

Bedūmiai milteliai užsidega 200 laipsnių Celsijaus, dūminiai – 300.
Po uždegimo vienu metu vyksta du procesai – užsidegimas ir tikrasis degimas.

Uždegimas- degimo plitimo miltelių grūdelių paviršiumi procesas. Uždegimo greitis daugiausia priklauso nuo slėgio, miltelių grūdelių paviršiaus būklės (lygus, šiurkštus, porėtas), nuo jo pobūdžio, formos, dujų ir HF degimo produktų sudėties.

parako deginimas- degimo reakcijos sklidimo gilyn į miltelių grūdelius statmenai miltelių paviršiui procesas. Degimo greitis taip pat priklauso nuo paraką supančių dujų slėgio, jo pobūdžio ir degimo temperatūros.

Lauke bedūmių miltelių užsidegimo greitis yra 2-3 kartus didesnis nei degimo greitis.
Dūmų milteliai užsidega šimtus kartų greičiau nei bedūmiai 1-3 m/s ir 10 mm/s atitinkamai.

Analizuojant Degimo dėsnio formulę, galima pakankamai tiksliai daryti prielaidą, kad šaulių ginklų parako degimo greitis yra tiesiogiai proporcingas slėgiui.

Parako degimo teorijos samprata.

Nuo praėjusio amžiaus trečiojo dešimtmečio Belyajevo-Zeldovičiaus degimo teorija buvo priimta vidinėje balistikoje. Manoma, kad iš pradžių skyla kietieji milteliai ir susidaro dujos, kurios patenka į degimą stipriai pakilus temperatūrai dujų fazėje. Miltelių paviršiuje temperatūra yra palyginti žema ir atitinka pirminį pluošto skilimą.
Miltelių grūdelių paviršiaus atžvilgiu kiekvienoje iš dviejų pusių yra trys zonos.

Tiesiai grūdo paviršiuje esančioje zonoje vyksta skilimo ir dujų susidarymo reakcija. Šios zonos storis priklauso nuo grūdelių storio, kuo ji storesnė, tuo ši zona mažesnė, o degimo greitis mažesnis. Virš jo yra dujinis sluoksnis, ir tik paskutiniame trečiame sluoksnyje vyksta degimo reakcija. Tarp kieto grūdų paviršiaus ir degančio sluoksnio visada yra nedegantis dujų sluoksnis.

Nes visi užtaiso grūdeliai užsidegė vienu metu, tuomet viso užtaiso degimo laiką lems storiausio grūdo degimo laikas, idealiu atveju visi grūdai turėtų būti vienodi ir degimas baigsis tuo pačiu metu.