Была известна в Китае и есть убедительные доказательства использования селитры и серы в различных комбинациях в основном для приготовления лекарств . Китайский алхимический текст, датированный 492 годом, описывает практический и надёжный способ отличить калийную селитру от других неорганических солей, служащий алхимикам для оценки и сравнения методов очистки - при сжигании селитры образуется фиолетовое пламя. Древние арабские и латинские способы очистки селитры опубликованы после 1 200 года . Первое упоминание о напоминающей порох смеси появилось в Taishang Shengzu Danjing Mijue по Qing Xuzi (около 808 года) - описывается процесс смешивания шести частей серы , шести частей селитры на одну часть Aristolochia (травы, которая обеспечивала смесь углеродом) . Первым описанием зажигательных свойств таких смесей является Zhenyuan miaodao yaolüe - даосский текст предварительно датируемый серединой IX-го века нашей эры : «Некоторые нагревали вместе серу, реальгар и селитру с мёдом - в результате возникали дым и пламя , так что их руки и лица были сожжены, и даже весь дом, где они работали, сгорал» . Китайское слово «порох » (от 火药/火药; пиньинь: Хо Яо / xuou yɑʊ /, что буквально означает «Огонь медицины» ) вошло в употребление через несколько веков после открытия смеси . Таким образом, в IX-м веке даосские монахи и алхимики в поисках эликсира бессмертия по случайности наткнулись на порох . Вскоре китайцы примененили порох для развития оружия: в последующие века они производили различные виды порохового оружия, включая огнеметы , ракеты , бомбы , примитивные гранаты и мины , прежде чем было изобретено огнестрельное оружие, использующее энергию пороха собственно для метания снарядов .

На сегодняшний день принят основной научный консенсус о том, что порох был изобретён в Китае и затем распространился по Ближнему Востоку , а позже попал в Европу . Возможно, это было сделано в IX веке, когда алхимики искали эликсир бессмертия. Его появление привело к изобретению фейерверков и ранних образцов огнестрельного оружия . Распространение пороха в Азии из Китая в значительной степени приписывается монголам. Гипотетически, порох попал в Европу через несколько веков . Однако существуют споры, о том насколько китайский опыт применения пороха в боевых действиях повлиял на поздние достижения на Ближнем Востоке и в странах Европы .

Изготовление калиевой селитры требует разработанных технологических приёмов, которые появились лишь с развитием химии в XV-XVI веках и получением Глаубером азотной кислоты в 1625 году. Изготовление углеродных материалов с высокоразвитой удельной поверхностью типа древесных углей также требует развитой технологии, появившейся лишь с развитием металлургии железа . Наиболее вероятным является использование различных природных селитросодержащих смесей с органикой, обладающих свойствами, присущими пиротехническим составам. Одним из изобретателей пороха принято считать монаха Бертольда Шварца .

Метательное свойство дымного пороха было открыто значительно позже и послужило толчком к развитию огнестрельного оружия . В Европе (в том числе и на Руси) известен с середины XIV века; до середины XIX века оставался единственным взрывчатым веществом бризантного действия и до конца XIX века - метательным средством.

С изобретением нитроцеллюлозных порохов, а затем и индивидуальных мощных взрывчатых веществ, дымный порох в значительной мере утратил своё значение.

Горение пороха и его регулирование

Горение параллельными слоями, не переходящее во взрыв , обусловливается передачей тепла от слоя к слою и достигается изготовлением достаточно монолитных пороховых элементов, лишённых трещин. Скорость горения порохов зависит от давления по степенному закону, увеличиваясь с ростом давления, поэтому не стоит ориентироваться на скорость сгорания пороха при атмосферном давлении, оценивая его характеристики. Регулирование скорости горения порохов очень сложная задача и решается использованием в составе порохов различных катализаторов горения. Горение параллельными слоями позволяет регулировать скорость газообразования. Газообразование пороха зависит от величины поверхности заряда и скорости его горения.

Величина поверхности пороховых элементов определяется их формой, геометрическими размерами и может в процессе горения увеличиваться или уменьшаться. Такое горение называется соответственно прогрессивным или дегрессивным . Для получения постоянной скорости газообразования или её изменения по определённому закону отдельные участки зарядов (например ракетных) покрывают слоем негорючих материалов (бронировкой ). Скорость горения порохов зависит от их состава, начальной температуры и давления.

Характеристики пороха

Основными характеристиками пороха являются: теплота горения Q - количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 килограмма пороха; объём газообразных продуктов V выделяемых при сгорании 1 килограмма пороха (определяется после приведения газов к нормальным условиям); температура газов Т, определяемая при сгорании пороха в условиях постоянного объёма и отсутствия тепловых потерь; плотность пороха ρ; сила пороха f - работа , которую мог бы совершить 1 килограмм пороховых газов, расширяясь при нагревании на Т градусов при нормальном атмосферном давлении.

Характеристики основных типов порохов

См. также

Примечания

1. Советская военная энциклопедия. - Т. 6. - С. 456.
2. Buchanan. «Editor’s Introduction: Setting the Context», in .
3. Chase 2003 :31–32
4. Peter Allan Lorge (2008), «The Asian military revolution: from gunpowder to the bomb» , Cambridge University Press, с. 32, ISBN 978-0-521-60954-8
5. Kelly 2004 :4
6. «The Big Book of Trivia Fun» , Kidsbooks, 2004

За всю историю человечества было немало изобретений, которые полностью перевернули ход истории в те или иные моменты. Но единицы из них имеют значение планетарного масштаба. Изобретение пороха относится именно к таким редким открытиям, которые дали большой толчок к появлению и развитию новых отраслей науки и промышленности. Поэтому каждый образованный человек должен знать, где изобрели порох, в какой стране он впервые использовался в военных целях.

Предыстория появления пороха

Долгое время не утихали споры о том, когда изобрели порох. Одни приписывали рецепт горючего вещества китайцам, другие считали, что его изобрели европейцы, и только оттуда он попал в Азию. Трудно с точностью до одного года сказать, когда изобрели порох, но вот его родиной однозначно необходимо считать Китай.

Редкие путешественники, попавшие в Китай в Средневековье, отмечали любовь местных жителей к шумным весельям, сопровождавшимся необычными и весьма громкими взрывами. Самих китайцев это действо очень веселило, а вот европейцам внушало страх и ужас. На самом деле это был еще не порох, а просто бамбуковые побеги, брошенные в огонь. После нагрева стебли лопались с характерным звуком, который был очень похож на небесный гром.

Эффект от взрывающихся побегов дал почву для размышления китайским монахам, начавшим проводить эксперименты по созданию подобного вещества из природных компонентов.

История изобретения

Трудно сказать, в каком году китайцы изобрели порох, но существуют сведения о том, что уже в шестом веке китайцы имели представление о смеси нескольких компонентов, которая горит ярким пламенем.

Пальма первенства в изобретении пороха по праву принадлежит монахам даосистских храмов. Среди них было очень много алхимиков, которые постоянно проводили эксперименты по созданию Они соединяли различные вещества в разной пропорции, надеясь однажды найти верную комбинацию. Некоторые китайские императоры находились в тяжелой зависимости от этих снадобий, они мечтали получить вечную жизнь и не гнушались употреблением опасных смесей. В середине девятого века один из монахов написал трактат, в котором описывал практически все известные эликсиры и способы их применения. Но не это было самым важным - в нескольких строках трактата упоминался опасный эликсир, который внезапно загорелся в руках алхимиков, причинив им неимоверную боль. Погасить пламя не удалось, и за несколько минут сгорел целый дом. Именно эти данные могут поставить жирную точку в споре о том, в каком году изобрели порох и где.

Хотя вплоть до десятого-одиннадцатого века порох в Китае не производили массово. К началу двенадцатого века появилось несколько китайских научных трактатов с подробным описанием компонентов пороха и необходимую для горения концентрацию. Стоит уточнить, что когда изобрели порох, он был горючим веществом и не мог взрываться.

Состав пороха

После изобретения пороха монахи потратили несколько лет на определение идеального соотношения компонентов. После долгих проб и ошибок появилась смесь, названная "огненным зельем" и состоящая из угля, серы и селитры. Именно последний компонент стал определяющим в установлении родины изобретения пороха. Дело в том, что отыскать селитру в природе довольно сложно, но в Китае она в большом избытке находится в почве. Известны случаи, когда она выступала на поверхность земли беловатым налетом толщиной до трех сантиметров. Некоторые китайские повара добавляли селитру в пищу для улучшения вкусовых качеств вместо соли. Они всегда замечали, что попадание селитры в огонь вызывало яркие вспышки и усиливало горение.

О свойствах серы даосы знали довольно давно, ее часто использовали для фокусов, которые монахи называли "магией". Последний элемент пороха - каменный уголь всегда использовался для получения тепла при горении. Поэтому не удивительно, что эти три вещества стали основой пороха.

Мирное применение пороха в Китае

В то время, когда изобрели порох, китайцы даже не представляли, насколько великое открытие они сделали. Волшебные свойства "огненного зелья" они решили использовать для красочных шествий. Порох становился основным элементом хлопушек и фейерверков. Благодаря правильной комбинации ингредиентов в смеси, в воздух взлетали тысячи огней, которые превращали уличное шествие в нечто совершенно особенное.

Но не стоит считать, что, имея такое изобретение, китайцы не понимали его важности в военном деле. Несмотря на то что Китай в Средние века не являлся агрессором, он находился в состоянии постоянной обороны своих границ. Соседние кочевые племена периодически совершали набеги на пограничные китайские провинции, и изобретение пороха пришлось как нельзя кстати. С его помощью китайцы надолго закрепили свои позиции в азиатском регионе.

Порох: первое применение китайцами в военных целях

Европейцы долгое время считали, что китайцы не использовали порох в военных целях. Но на самом деле эти данные ошибочны. Существуют письменные подтверждения того, что еще в третьем веке один из знаменитых китайских полководцев сумел победить кочевые племена с помощью пороха. Он заманил врагов в узкое ущелье, где предварительно были заложены заряды. Они представляли собой узкие глиняные горшки, наполненные порохом и металлом. К ним вели бамбуковые трубки с пропитанными серой шнурами. Когда китайцы их подожгли, грянул гром, несколько раз отраженный стенами ущелья. Из-под ног кочевников полетели комья земли, камни и металлические куски. Страшное происшествие заставило агрессоров надолго покинуть пограничные провинции Китая.

С одиннадцатого по тринадцатый век китайцы совершенствовали свой военный потенциал с помощью пороха. Они изобретали все новые виды оружия. Врагов настигали снаряды, запущенные из бамбуковых трубок, и орудия, запускаемые из катапульты. Благодаря своему "огненному зелью" китайцы выходили победителями практически из всех сражений, а слава о необычном веществе разлетелась по миру.

Порох покидает Китай: арабы и монголы начинают изготавливать порох

Приблизительно в тринадцатом веке рецепт пороха попал в руки арабов и монголов. По одному из преданий арабы выкрали трактат, в котором было подробное описание пропорции угля, серы и селитры, необходимые для идеальной смеси. Для того чтобы получить этот драгоценный источник информации, арабы уничтожили целый горный монастырь.

Неизвестно, так ли это было, но уже в том же веке арабы сконструировали первую пушку со снарядами из пороха. Она была довольно несовершенна и часто калечила самих солдат, но эффект от оружия явно покрывал человеческие потери.

"Греческий огонь": византийский порох

Согласно историческим источникам, от арабов рецепт пороха попал в Византию. Местные алхимики немного поработали над составом и стали использовать горючую смесь, называющуюся "греческий огонь". Она успешно показала себя при обороне города, когда огонь из труб сжег практически весь флот противника.

Доподлинно неизвестно, что входило в состав "греческого огня". Его рецепт хранили в строжайшей тайне, но ученые предполагают, что византийцы использовали серу, нефть, селитру, смолу и масла.

Порох в Европе: кто изобрел?

Долгое время виновником появления пороха в Европе считался Роджер Бэкон. В середине тринадцатого века он стал первым европейцем, описавшем в книге все рецепты изготовления пороха. Но книга была зашифрована, и воспользоваться ею не представлялось возможным. Если вы хотите знать, кто изобрел порох в Европе, то ответом на ваш вопрос будет история

Он являлся монахом и занимался алхимией на благо своего В начале четырнадцатого века он работал над определением пропорций вещества из угля, серы и селитры. После долгих опытов ему удалось растереть в ступке нужные компоненты в пропорции, достаточной для взрыва. Взрывная волна чуть не отправила монаха на тот свет. Но его изобретение положило начало новой эры в Европе - эры огнестрельного оружия.

Первую модель "стреляющей ступки" разработал все тот же Шварц, за что и был посажен в тюрьму в целях неразглашения тайны. Но монаха выкрали и тайно перевезли в Германию, где он продолжил свои опыты по усовершенствованию огнестрельного оружия. Чем закончил свою жизнь пытливый монах, до сих пор неизвестно. По одной из версий, он был взорван на бочке с порохом, по другой, благополучно умер в весьма преклонном возрасте. Как бы то ни было, но порох подарил европейцам большие возможности, которыми они не преминули воспользоваться.

Появление пороха на Руси

К сожалению, не сохранилось источников, которые пролили бы свет на историю появления пороха на Руси. Самой популярной версией считается заимствование рецепта у византийцев. Так ли оно было на самом деле - неизвестно, но порох на Руси называли "зельем", и он имел консистенцию порошка. Впервые огнестрельное оружие использовали в конце четырнадцатого века во время осады Москвы Стоит отметить, что орудия не имели большой поражающей силы. Они использовались для устрашения врага и лошадей, которые от дыма и грохота теряли ориентацию в пространстве, что сеяло панику в рядах нападающих.

К девятнадцатому веку порох получил большое распространение, но его "золотые" годы были еще впереди.

Рецепт бездымного пороха: кто изобрел?

Конец девятнадцатого века ознаменовался изобретением новых модификаций пороха. Нужно уточнить, что на протяжении десятилетий изобретатели пытались усовершенствовать горючую смесь. Так в какой стране был изобретен порох без дыма?Ученые считают, что во Франции. Изобретатель Вьель сумел получить пироксилиновый порох, имеющий твердую структуру. Его испытания произвели фурор, преимущества нового вещества были сразу же отмечены военными. Так называемый бездымный порох имел огромную силу, не оставлял нагара и ровно горел. В России он был получен на три года позже, чем во Франции. Причем изобретатели работали независимо друг от друга.

Через несколько лет предложил использовать в изготовлении снарядов нитроглицериновый порох, обладающий абсолютно новыми характеристиками. В дальнейшем в истории пороха было множество модификаций и усовершенствований, но каждое из них было призвано сеять смерть на огромные расстояния.

До сегодняшнего дня военные изобретатели ведут серьезную работу по созданию совершенно новых видов пороха. Кто знает, возможно, с его помощью в будущем они кардинально изменят историю человечества еще не один раз.

Ученика 8 “Е” класса

Гусарова Бориса.

Научный руководитель

Учитель химии

Гальчук И.Н.

Самара

2002 год

I Введение………………………………………………стр.3

II Основная часть………………………………………стр.3

1. История пороха………………………………….стр.3

2. Основные компоненты

гранулированных ВВ……………………………стр.4

3. Метательные ВВ, или порох…………………...стр.5

4. Дымный порох…………………………………..стр.6

5. Пиротехнические изделия…………………..…стр.7

III Заключение………………………………………….стр.7

Литература…………………………………………...стр.9

Приложения................................................................стр.10

Сейчас в мире ведётся множество боевых действий. Войны ведутся с использованием огромного количества орудий: наземных, водных, подводных, воздушных и др. почти каждый день орудия совершенствуются, и появляются всё новые и новые виды. Но, несмотря на их разнообразие, в основе практически каждого орудия лежит порох. В орудиях порох используется с 14 века. С того времени он во многом усовершенствовался, однако современное военное дело не представляет своё существование без пороха. Люди придумали оружие массового уничтожения, в которых не применяют порох, например атомная бомба. Но эти орудия почти не используется, так как люди понимают, что они очень опасны. Поэтому войны ведутся с использованием порохового орудия.

Я считаю эту тему актуальной, и поэтому мне захотелось узнать больше о его принципе действия и о том, как он используется в орудиях. Также мне хотелось узнать, где ещё применяется порох.

Порох относится к военным средствам, и потому является достаточно закрытой темой. Несмотря на это мне удалось достать некоторую информацию, на которую я и опирался в своей работе.

II. /1.

Порох - взрывчатое вещество. Применяется главным образом в стрелковом и в артиллерийских орудиях. Порох делится на дымный и бездымный. Первым появился дымный. Место его изобретения точно не известно. Считают, что он появился в Китае. Он был также известен Арабам. В качестве военного средства порох начали применять в Европе, в том числе в России в 14 веке. После изобретения бездымного пороха и других видов взрывчатых веществ, дымный порох в значительной мере утратил своё значение. Бездымный порох впервые был получен французским учёным П.Вьелем в 1884 году. В военном деле бездымный порох применяется как метательное средство.

Порох является гранулированным взрывчатым веществом. Отличительной особенностью этой группы является пониженная чувствительность к инициирующему импульсу и другим видам внешних воздействий, а также замедленное протекание реакции взрывчатого превращения во фронте детонационной волны вследствие недостаточной однородности состава.

Основными компонентами гранулированных взрывчатых веществ являются окислитель и горючее.

В качестве окислителя применяют исключительно аммиачную селитру (нитрат аммония). Аммиачная селитра и её гранулированные смеси достаточно безопасны в обращении. Вследствие малой чувствительности совершенно безопасно её дробление и измельчение.

При изготовлении гранулированных взрывчатых веществ, которые будут использованы в течение короткого времени, в качестве жидкого горючего используют дизельное топливо.

Если взрывчатые вещества подлежат длительному хранению, в качестве жидкого горючего используют нефтяные масла.

Во многих гранулированных взрывчатых веществах используют твёрдые горючие вещества. Это могут быть сажа, алюминиевая пудра, древесная мука или каменный уголь. Они используются в качестве присыпки. Ими покрывают каждую гранулу для того, чтобы жидкое горючее не улетучилось. Самым лучшим твердым горючим считается алюминиевая пудра.

Порох относится к группе метательных взрывчатых веществ. Для веществ этой группы характерным видом взрывного превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела. Для возбуждения горения необходимо действие пламени. По физико-химической структуре метательные взрывчатые вещества можно разделить на два класса: нитроцеллюлозные пороха и твёрдые ракетные топлива.

1-й класс. Нитроцеллюлозные пороха . Их основой являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем. В зависимости от летучести растворителя нитроцеллюлозные пороха делятся на следующие категории:

1) нитроцеллюлозные пороха, изготовленные с применением летучего растворителя. Их называют пироксилиновыми порохами

2) нитроцеллюлозные пороха, изготовленные на труднолетучем растворителе. Эти пороха называют баллистами.

3) НП, изготовленные на смешанном растворителе (например, нитроглицерин с ацетоном). Эти пороха называют кордитами.

2-й класс. Твердые смесевые и пиротехнические топлива, изготовляемые ввиде смесей окислителей, горючих и связующих веществ (полимеров)

Средний состав дымного пороха: 75% калиевой селитры, 15% угля и 10% серы.

Калиевая селитра малогигроскопична, т.е. мало впитывает влагу из окружающей среды, что обеспечивает физическую стойкость изготовленного из неё пороха.

Сера -твёрдое кристаллическое вещество светло жёлтого цвета, не растворимое в воде.

Уголь . Для производства пороха используют древесный уголь из мягких пород дерева. Большое значение для качества угля имеет метод его изготовления, в первую очередь степень обжига. Порох воспламеняется тем легче, чем меньше степень обжига угля. Сила пороха увеличивается с увеличением степени обжига угля.

Реакция между твёрдыми веществами протекает очень медленно. Исследование Боудена показало, что в начальной стадии процесса воспламенения пороха происходит расплавление серы. Возникающий при этом тесный контакт жидкой серы с азотнокислым калием и органическими веществами, содержащимися в угле, приводит к увеличению скорости реакции до значений, характерных для взрывного превращения.

Дымный порох имеет аспидно-серый цвет и матовый глянец. Его гранулы достаточно большие.

Удовлетворительно сделанный порох не пачкает рук, не оставляет на бумаге пыли и сопротивляется раздавливанию между пальцами. Содержание влаги должно быть не более 1%, иначе порох будет трудно воспламенить.

По чувствительности к удару дымный порох относится к числу безопасных в обращении взрывчатых веществ, но чувствительность дымного пороха к пламени и даже к небольшой искре является причиной большой опасности при обращении с ним.

Производство дымного пороха состоит из многих операций, цель которых:

А) тонкое измельчение и тесное смешивание компонентов пороха;

Б) получение из смеси, называемой пороховой мякотью, зёрен заданной величины и формы.

Измельчение и смешивание компонентов достигается длительной обработкой их в ряде аппаратов. Для получения зёрен пороховую мякоть прессуют под бегунами или в прессах; пороховые лепешки зернят специальным аппаратом, а затем полируют в барабанах для обламывания острых концов и образования гладкой поверхности. В конце порох сортируют на ситах и получают однообразные по размеру зёрна.

Пиротехнические изделия

В настоящее время, особенно зимой, в продаже имеется большое количество различных фейерверков и бомбочек. Они пользуются большим спросом у детей, но надо помнить, что они опасны. Ежегодно около 300 детей получают ранения из-за неаккуратного использования пиротехнических изделий. Большинство из них производятся в Китае. Они сделаны очень некачественно с использованием плохих материалов. В основе бомбочек лежит порох и сера. Чтобы зажечь бомбочку нужно поднести к сере огонь или провести по спичечному чирку. От серы огонь переходит к пороху, и происходит взрыв.

Чувствительность дымного пороха к лучу пламени и хорошее зажигающее действие, удобство прессование в виде разных элементов. Эти свойства делают дымный порох незаменимым и по настоящее время.

В следующем году мы намерены продолжить эту тему и рассмотреть более подробно бездымный порох. Также мы намерены сделать порох в лабораторных условиях и изучить его свойства.

Используемая литература:

1. Алексинский, Владимир Николаевич Занимательные опыты по химии: Учебное издание; М.: Просвещение, 1995. – 96 с.

2. Иванов, Александр Сергеевич Мир химии: Учебное издание; М.: Просвещение, 1993.–220 с.

3. Верховский, Виктор Николаевич Катализ горения взрывчатых веществ: Учебное издание; М.: Просвещение, 1973. – 548 с.

4. Ангелова, Вероника Николаевна Пороха: Учебное издание; М.: Просвещение, 1974. – 356 с.

Приложения:

Тезисы

Я решил писать реферат на эту тему, так как считаю её актуальной. Современное военное дело не представляет своего существование без пороха. Порох является основой во все орудиях, кроме орудий массового уничтожения, например, атомная бомба. Но люди мало используют эти орудия, так как понимают, что они могут привести к гибели всей планеты.

Порох - взрывчатое вещество. Применяется главным образом в стрелковом и артиллерийских орудиях. Порох делится на дымный и бездымный. Считают, что порох изобрели в Китае. В качестве военного средства порох применяют с 14 века. Порох относится к гранулированным взр. вещ. Отличительной особенностью этой группы явл. пониженная чувствительность к инициирующему импульсу и другим видам внешних воздействий.

Во многих гранулированных взр. вещ. используются твёрдое горючее, например, сажа, алюминиевая пудра, уголь и др.

Гранулированный черный порох в банке

Наверное не возможно начать изучение пиротехники не зная что такое черный порох. Он входит в большинство пиротехнических составов, такие пиротехнические элементы как звезды, кометы и даже двигатели ракет поднимающихся в воздух зачастую делаются с использованием черного пороха.

Порох был изобретен когда-то давно, около 100 г до нашей эры в Китае. Вообще Китай по праву может считаться местом зарождения пиротехники как таковой. Первое описание пороховых смесей для фейерверков было дано китайскими учеными.

Позже порох стал применяться в качестве оружейных смесей и уже в 1242 году появились свидетельства о применение черного пороха в качестве взрывчатого вещества.

Порох.

Сегодня все знают что состав дымного пороха состоит из 75% калийной селитры, 15% древесного угля и 15% черенковой серы. Однако, для получения хорошо воспламеняющегося и стабильно горящего состава необходимо не просто смешать эти три компонента, а так же нужно тщательно подготовить каждый из них в отдельности. Иначе у Вас не получится создать качественно горящий состав.

Из трех составляющих черного пороха именно уголь требует наибольшего внимания потому что исходя из его происхождения и способа приготовления он придает пороху более менее ценные свойства. В то время как селитра и сера продаются на рынке в достаточно чистом виде, с углем дело обстоит значительно сложнее.

Считается, что если Вы хотите делать хорошую пиротехнику и

Уголь мягких пород дерева

при этом контролировать скорость и силу взрыва, то лучше производить самостоятельно. Тем более что это не такое сложное занятие как кажется. Я не буду рассказывать способы получения угля для минных или ружейных порохов, так как они нас не интересуют, расскажу только о получении пиротехнического угля.

Пиротехнический и охотничий порох должен выделять большое количество количество газов создающих давления в ограниченных пространствах, а так же он должен обладать большой скоростью горения.

Для лучших сортов пороха необходимо использовать преимущественно древесину мягких пород дерева, таких как липа или тополь, возможно использование кустарниковых пород типа крушины.

После того как было выбрано необходимое количество древесины ее необходимо освободить от коры, а после этого нарубить или напилить кусочками с размерами 15-20 на 30-40 см. Полученные кусочки можно сложить колодцем и продержать на открытом воздухе в течении одного года, для того что бы из них выветрились все составляющие дерева.

Процес обжарки угля в металлической банке.

По прошествии необходимого времени проводят обжигание. Обжигание производится в металлический банках закрытых крышками. Так как мы будем производить для собственных нужд и в небольших количествах, то и банки будем брать небольшие. Температура необходимая для обжигания начинается от 150 0 С., так как до этого порога происходит только высыхание дерева. С повышением температуры чернеет и становится богаче углеродом. В процессе обжигания сначала улетучиваются водяные пары которые мало по маслу начинают желтеть так как постепенно начинает проявляться ацетон и древесный спирт. После этого пламя начинает приобретать синий оттенок, что указывает на то, что операция приближается к своему концу. После того как процесс обжига завершится необходимо разложить уголь на воздухе и дать ему полежать около двух недель.

Готовый необходимо закрывать в герметичных контейнерах для того, что бы он не набрал влагу за время хранения.

Селитра.

Самым подходящим нитратом для производство черного пороха является . В основном это предпочтение отдается из-за того, что калиевая селитра менее гигроскопична чем остальные ее аналоги.

Сера.

Так как сера имеется в продаже и она легкодоступна, то о ней необходимо знать что она должна использоваться в максимально чистом виде.

Человеком было сделано множество открытий, которые имели большое значение в той или иной сфере жизни. Однако очень небольшое количество таких открытий действительно затронули ход истории.

Порох, его изобретение – именно из этого списка открытий, которые способствовали развитию многих областей человечества.

История

Предыстория появления пороха

Ученые умы долго дискутировали о времени его создания. Кто-то утверждал, что он был изобретен в странах Азии, а другие наоборот не соглашаются, и доказывают обратное, что порох был изобретен в Европе, а оттуда попал в Азию.

Все сходятся во мнении, что родиной пороха является Китай.

Имеющиеся рукописи говорят, о шумных праздниках, которые проводились в Поднебесной с очень громкими взрывами, которые не были привычны европейцам. Конечно это был не порох, а семена бамбуков, которые при нагреве лопались с сильным шумом. Такие взрывы, заставили задуматься тибетских монахов о практическом применении подобных вещей.

История изобретения

Сейчас уже нет возможности с точностью до года определить время изобретения китайцами пороха, однако по дошедшим до нынешних времен рукописям, есть мнение, что в середине VI века жители Поднебесной знали и компоновке веществ, с помощью которых можно получить огонь с ярким пламенем. Дальше всех в направлении изобретения пороха продвинулись даосисткие монахи, которые и в конце концов изобрели порох.

Благодаря найденному труду монахов, который был датирован IX веком, где приведены перечни всех неких «эликсиров» и как их применять.

Большое внимание было обращено на текст, где указывалось на приготовленный состав, который неожиданно возгорался прямо после изготовления и причинял ожоги монахам.

Если сразу не потушить огонь, до дотла сгорал дом алхимика.

Благодаря вот таким сведениям были закончены дискуссии о месте и времени изобретения пороха. Ну надо сказать, что после изобретения пороха, он всего лишь горел, но не взрывался.

Первый состав пороха

Состав пороха требовал точного соотношения всех составляющих. Для определения всех долей и составляющих монахам потребовался еще не один год. В итоге была получена смесь, получившая имя «огненное зелье». В состав зелья входили молекулы угля, серы и селитры. В природе селитры очень мало, за исключением территорий Китая, где селитра может находиться прямо на поверхности земли слоем в несколько сантиметров.

Компоненты пороха:

Мирное применение пороха в Китае

В первое время изобретения пороха он в основном применялся в виде различных шумовых эффектов или для красочных «салютов» во время увеселительных мероприятий. Однако местные мудрецы понимали, что возможно и боевое применение пороха.

Китай в те далекие времена постоянно находился в состоянии войны с окружавшими его кочевниками, а изобретение пороха было на руку военным начальникам.

Порох: первое применение китайцами в военных целях

Имеются рукописи китайских монахов, где утверждается о применении «огненного зелья» в военных целях. Китайские военные окружили кочевников и заманили в горную местность, где были заранее установлены пороховые заряды и подожжены после похода противника.

Сильные взрывы парализовали кочевников, те бежали с позором.

Поняв, что такое порох, и, осознав его возможности, императоры Китая поддерживали изготовление оружия с применением огненной смеси, это и катапульты, пороховые шары, различные снаряды. Благодаря применению пороха, войска китайских командиров не знали поражений и повсеместно обращали врага в бегство.

Порох покидает Китай: арабы и монголы начинают изготавливать порох

По дошедшим сведениям, примерно в XIII веке, сведения о составе и пропорциях для изготовления пороха были получены арабами, как это было сделано, нет точных сведений. По одному из преданий, арабы вырезали всех монахов монастыря и получили трактат. В том же веке арабы смогли построить пушку, позволяющую стрелять снарядами из пороха.

«Греческий огонь»: византийский порох

Далее от арабов сведения о порохе, его составе в Византию. Чуть изменив состав качественно и количественно был получен рецепт, который получил название «греческий огонь». Первые же испытания этой смеси не заставили себя ждать.

При обороне города были применены пушки, заряженные греческим огнем. В итоге все корабли были уничтожены огнем. До наших времен не дошли точные сведения о составе «греческого огня», но предположительно были применены — сера, нефть, селитра, смола и масла.

Порох в Европе: кто изобрел?

Долгое время виновником появления пороха в Европе считался Роджер Бэкон. В середине тринадцатого века он стал первым европейцем, описавшем в книге все рецепты изготовления пороха. Но книга была зашифрована, и воспользоваться ею не представлялось возможным.

Если вы хотите знать, кто изобрел порох в Европе, то ответом на ваш вопрос будет история Бертольда Шварца. Он являлся монахом и занимался алхимией на благо своего Ордена францисканцев. В начале четырнадцатого века он работал над определением пропорций вещества из угля, серы и селитры. После долгих опытов ему удалось растереть в ступке нужные компоненты в пропорции, достаточной для взрыва.

Взрывная волна чуть не отправила монаха на тот свет.

Изобретение положило начало эры огнестрельного оружия.

Первую модель «стреляющей ступки» разработал все тот же Шварц, за что и был посажен в тюрьму в целях неразглашения тайны. Но монаха выкрали и тайно перевезли в Германию, где он продолжил свои опыты по усовершенствованию огнестрельного оружия.

Чем закончил свою жизнь пытливый монах, до сих пор неизвестно. По одной из версий, он был взорван на бочке с порохом, по другой, благополучно умер в весьма преклонном возрасте. Как бы то ни было, но порох подарил европейцам большие возможности, которыми они не преминули воспользоваться.

Появление пороха на Руси

Нет точного ответа о происхождении пороха на Руси. Есть множество историй, но самой правдоподобной считается – что состав пороха был предоставлен византийцами. Впервые порох был применен в огнестрельном орудии при защите Москвы от набега войск Золотой орды. Такое ружье не выводило из строя живую силу противника, но позволяло пугать лошадей и сеять панику в рядах Золотой Орды.

Рецепт бездымного пороха: кто изобрел?

Приближаясь к более современным векам, скажем, что XIX век – это время усовершенствования пороха. Одним из интересных усовершенствований считается изобретение французом Вьелем пироксилинового пороха, обладающего твердой структурой. Его первое применение было оценено по достоинству представителями оборонного ведомства.

Суть в том, что порох горел без дыма, не оставляя следов.

Чуть позже изобретатель Альфред Нобель заявил о возможности применения нитроглицеринового пороха при производстве снарядов. После этих изобретений порох только совершенствовался и улучшались его характеристики.

Виды пороха

В классификации применяются следующие виды пороха:

• смесевые (так называемый порох дымный (черный порох));
• нитроцеллюлозные (соответственно, бездымный).

Для многих может быть будет открытием, но твердое ракетное топливо, применяемое в космических аппаратах и ракетных двигателях, есть ни что иное, как самый мощный порох. Нитроцеллюлозные пороха состоят из нитроцеллюлозы и пластификатора. Помимо этих частей, в смесь размешивают разные добавки.

Большое значение имеют условия хранения пороха. В случае нахождения пороха больше возможного срока хранения или несоблюдения технологических условий хранения возможно необратимый химический распад и ухудшение его свойств. Поэтому хранение имеет большое значение в жизни пороха, в противном случае возможен взрыв.

Порох дымный (чёрный)

Дымный порох производится на территории Российской Федерации в соответствии с требованиями ГОСТ-1028-79.

В нынешнее время изготовление дымных, или чёрных пороха регламентируется и соответствует нормативным требованиям и правилам.

Марки, какой бывает порох, подразделяются на:

• зернистый;
• пороховая пудра.

Состоит черный порох из калия нитрата, серы и древесного угля.

• нитрат калия окисляет, позволяет гореть с быстрой скоростью.
• древесный уголь — это горючее (который окисляется нитратом калия).
• сера - составляющая, которая необходима для обеспечения поджига. Требования к пропорциям марок черного пороха в разных странах разные, но отличия не большие.

Форма зернистых марок пороха после изготовления напоминает зерно. Производство составляет пять этапов:

1. Измельчение до состояния пудры;
2. Перемешивание;
3. Прессуются по дискам;
4. Происходит дробление по зернам;
5. Полируется зерна.

Самые лучшие сорта пороха горят лучше, если все составляющие измельчены полностью и тщательно перемешаны, даже важна выходная форма гранул. Эффективность горения дымного пороха во многом связана с тонкостью измельчения компонентов, полнотой смешения и формой зёрен в готовом виде.

Сорта дымных порохов (% состав KNO 3 , S, C.):

• шнуровой (для огнепроводных шнуров) (77 %, 12 %, 11 %);
• ружейный (для воспламенителей к зарядам из нитроцеллюлозных порохов и смесевых твёрдых топлив, а также для вышибных зарядов в зажигательных и осветительных снарядах);
• крупнозернистый (для воспламенителей);
• медленногорящий (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателях);
• минный (для взрывных работ) (75 %, 10 %, 15 %);
• охотничий (76 %, 9 %, 15 %);
• спортивный.

При обращении с черным порохом нужно соблюдать меры предосторожности и держать порох вдали от открытого источника огня, так как он легко возгорается, для этого достаточно вспышки при температуре 290-300 °C.

Предъявляются высокие требования к упаковке. Она должна быть герметичной и дымный порох должен храниться в отдельности от остальных. Очень требователен к содержанию влаги. В случае наличия влаги более 2,2 % данный порох очень трудно воспламеняется.

До начала XX века дымный порох был изобретен для использования при стрельбе из оружия и в различных метательных гранатах. Сейчас применяется в производстве фейерверков.

Разновидности пороха

Алюминиевые сорта пороха нашли свое использование в пиротехнической промышленности. В основе лежат, доведённые до состояния пудры и перемешанные между собой, нитрат калия/натрия (нужен как — окислитель), алюминиевая пудра (это горючее) и сера. Благодаря большому выделение света при горении и быстроты горения используется в разрывных элементах и флеш-составах (производящих вспышку).

Пропорции (селитра: алюминий: сера):

• яркая вспышка - 57:28:15;
• взрыв - 50:25:25.

Порох не боится влаги, не меняет сыпучесть, но можно сильно испачкаться.

Классификация порохов

Это бездымный порох, который был разработан уже в современности. В отличие от черного пороха, у нитроцеллюлозного высокий коэффициент полезного действия. И нет дыма, который может выдать стрелка.

В свою очередь нитроцеллюлозные пороха из-за сложности состава и широкого применения можно разделить на:

1. пироксилиновые;
2. баллиститные;
3. кордитные.

Бездымный порох – это порох, который применяется в современных видах оружия, различных изделия для подрыва. Он используется как детонатор.

Пироксилиновые

В состав пироксилиновых порохов обычно входит 91-96 % пироксилина, 1,2-5 % летучих веществ (спирт, эфир и вода), 1,0-1,5 % стабилизатора (дифениламин, централит) для увеличения стойкости при хранении, 2-6 % флегматизатора для замедления горения наружных слоев пороховых зёрен и 0,2-0,3 % графита в качестве добавок.

Пироксилиновые пороха производятся в форме пластинок, лент, колец, трубок и зёрен с одним или несколькими каналами; основное использование – это пистолеты, автоматы, пушки, минометы.

Изготовление таких порохов состоит из этапов:

• Растворение (пластификацию) пироксилина;
• Прессование состава;
• Вырезать из массы с различными формами элементов пороха;
• Удаление растворителя.

Баллиститные

Баллистистные пороха – это пороха искусственного происхождения. Наибольший процент имеют такие компоненты как:

• нитроцеллюлоза;
• неудаляемый пластификатор.

Из-за наличия именно 2-х составляющих, этот вид пороха специалисты именуют 2-основными.

При наличии изменений процента в содержании пороха пластификатора они подразделяются на:

1. нитроглицериновые;
2. дигликолевые.

Структура состава баллиститных порохов такова:

• 40-60 % коллоксилина (нитроцеллюлоза с содержанием азота менее 12,2 %);
• 30-55 % нитроглицерина (нитроглицериновые пороха) или диэтиленгликольдинитрата (дигликолевые пороха) либо их смеси;

Также входят различные составляющие, которые имеют небольшой процент содержания, но они крайне важны:

• динитротолуол – необходим, чтобы иметь возможность контролировать температуру горения;
• стабилизаторы (дифениламин, централит);
• вазелиновое масло, камфора и другие добавки;
• также в баллиститные пороха могут вводить мелкодисперсный металл (сплав алюминия с магнием) для повышения температуры и энергии продуктов сгорания, такие пороха называют металлизированными.

Непрерывная технологическая схема изготовления пороховой массы высокоэнергетических баллистических порохов

1 – ажитатор; 2 – массонасос; 3 – объемно-импульсный дозатор;4 – дозатор сыпучих компонентов; 5 – расходная емкость; 6 – расходный бак; 7 – шестеренный насос; 8 – АПР; 9 – инжектор;
10 – контейнер; 11 – пассиватор; 12 – гидрофобизатор; 13 – растворитель; 14 – смеситель; 15 – промежуточный смеситель; 16 – смеситель общих партий

Внешний вид изготовленного пороха имеет вид трубок, шашек, пластин, колец и лент. Порох применяются в военных целях, и по своему направлению применения они делятся:

• ракетные (для зарядов к ракетным двигателям и газогенераторам);
• артиллерийские (для метательных зарядов к артиллерийским орудиям);
• миномётные (для метательных зарядов к миномётам).

По сравнению с пироксилиновыми баллиститные пороха отличаются меньшей гигроскопичностью, большей быстротой изготовления, возможностью получения крупных зарядов (до 0,8 метра в диаметре), высокой механической прочностью и гибкостью за счёт использования пластификатора.

К недостаткам баллиститных порохов по сравнению с пироксилиновыми специалисты относят:

1. Большая опасность в производстве, обусловленная наличием в их составе мощного взрывчатого вещества - нитроглицерина, очень чувствительного к внешним воздействиям, а также невозможность получить заряды диаметром больше 0,8 м, в отличие от смесевых порохов на основе синтетических полимеров;
2. Сложность технологического процесса производства баллиститных порохов, который предусматривает смешение компонентов в тёплой воде в целях их равномерного распределения, отжимку воды и многократное вальцевание на горячих вальцах. При этом удаляется вода и происходит пластификация нитрата целлюлозы, который приобретает вид роговидного полотна. Далее порох выпрессовывают через матрицы или прокатывают в тонкие листы и режут.

Кордитные

Кордитные пороха содержат высокоазотный пироксилин, удаляемый (спирто-эфирная смесь, ацетон) и неудаляемый (нитроглицерин) пластификатор. Это приближает технологию производства данных порохов к производству пироксилиновых порохов.

Преимущество кордитов - большая мощность, однако они вызывают повышенный разгар стволов из-за более высокой температуры продуктов сгорания.

Твёрдое ракетное топливо

Смесевый порох на основе синтетических полимеров (твёрдое ракетное топливо) содержит примерно:

• 50-60 % окислителя, как правило перхлората аммония;
• 10-20 % пластифицированного полимерного связующего;
• 10-20 % мелкодисперсного порошка алюминия и другие добавки.

Это направление пороходелания впервые появилось в Германии в 30-40-е годы XX века, после окончания войны активной разработкой таких топлив занялись в США, а в начале 50-х годов — и в СССР. Главными преимуществами перед баллиститным порохом, привлёкшими к ним большое внимание, явились:

• высокая удельная тяга ракетных двигателей на таком топливе;
• возможность создавать заряды любой формы и размеров;
• высокие деформационные и механические свойства композиций;
• возможность регулировать скорость горения в широких пределах.

Эти свойства пороха позволили создавать стратегические ракеты с дальностью действия более 10 000 км. На баллиститных порохах С. П. Королёву вместе с пороходелами удалось создать ракету с предельной дальностью действия 2 000 км.

Но у смесевых твёрдых топлив есть значительные недостатки по сравнению с нитроцелюлозными порохами: очень высокая стоимость их изготовления, длительность цикла производства зарядов (до нескольких месяцев), сложность утилизации, выделение соляной кислоты в атмосферу при горении перхлората аммония.

Новый порох — твердое ракетное топливо.

Горение пороха и его регулирование

Горение параллельными слоями, не переходящее во взрыв, обусловливается передачей тепла от слоя к слою и достигается изготовлением достаточно монолитных пороховых элементов, лишённых трещин.

Скорость горения порохов зависит от давления по степенному закону, увеличиваясь с ростом давления, поэтому не стоит ориентироваться на скорость сгорания пороха при атмосферном давлении, оценивая его характеристики.

Регулирование скорости горения порохов — очень сложная задача и решается использованием в составе порохов различных катализаторов горения. Горение параллельными слоями позволяет регулировать скорость газообразования.

Газообразование пороха зависит от величины поверхности заряда и скорости его горения.

Величина поверхности пороховых элементов определяется их формой, геометрическими размерами и может в процессе горения увеличиваться или уменьшаться. Такое горение называется соответственно прогрессивным или дигрессивным.

Для получения постоянной скорости газообразования или её изменения по определённому закону отдельные участки зарядов (например, ракетных) покрывают слоем негорючих материалов (бронировкой).

Скорость горения порохов зависит от их состава, начальной температуры и давления.

Характеристики пороха

В основе характеристик пороха лежат такие параметры, как:

• теплота горения Q - количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 килограмма пороха;
• объём газообразных продуктов V , выделяемых при сгорании 1 килограмма пороха (определяется после приведения газов к нормальным условиям);
• температура газов Т , определяемая при сгорании пороха в условиях постоянного объёма и отсутствия тепловых потерь;
• плотность пороха ρ;
• сила пороха f - работа, которую мог бы совершить 1 килограмм пороховых газов, расширяясь при нагревании на Т градусов при нормальном атмосферном давлении.

Характеристики нитропорохов

Невоенное применение

Конечное же основное предназначение пороха – это военные цели и применение для разрушения объектов противника. Однако состав пороха Сокол, позволяет его применение и в мирных целях, это фейерверки, в строительных инструментах (пистолеты строительные, пробойники), а в области пиротехники – пиропатроны. Характеристики пороха Барс больше подходят для применения в спортивной стрельбе.

(5 оценок, среднее: 5,00 из 5)