Источники. Бездымный порох
У меня не отмечено, откуда взят этот текст. Есть только год — 1926. Текст представляет собой хотя и не подробный, но достаточно внятный ориентир в вопросе «когда какой порох появился».
Изобретателям пироксилина, немецким ученым Шенбейну в Базеле и Беттгеру во Франкфурте на Майне, было ясно, какие преимущества дает применение нового взрывчатого вещества, в три—четыре раза более сильного, чем дымный порох, для огнестрельного оружия и в горном деле. Точно так же ими было обращено внимание на то важное обстоятельство, что это вещество сгорает без дыма, потому что все продукты горения его газообразны.
Многочисленные опыты, произведенные начиная с 1846, дали возможность применить пироксилин для снаряжения мин, а изобретенный одновременно нитроглицерин — для горных работ в виде динамита. Но все попытки применить эти энергично действующие вещества, особенно пироксилин, для стрельбы не имели успеха ввиду разрушительного действия и других нежелательных явлений, определявшихся существовавшими в то время способами приготовления их. Все усилия Lenk, 1847, Otto, 1855, Abel и других исследователей, старавшихся уплотнить рыхлую массу пироксилина плетением, прессованием, пропитыванием склеивающими веществами и т. п., чтобы уменьшить скорость сгорания его до нормы, требуемой баллистикой, не привели к желаемой цели.
Еще в 1886 известный баллистик Hebler, не считаясь с фактом, что первый бездымный порох испытывался уже в течение двух лет в немецких войсках, высказывал мнение, что употребление пироксилина или подобных ему бездымных, сгорающих без остатка взрывчатых веществ в уплотненном состоянии никогда не будет безопасным, и при первом выстреле таким порохом разрыв орудия неизбежен. Отсюда он делал заключение, что дымный порох не отжил свой век и что работа по совершенствованию этого пороха не является неблагодарной.
Несмотря на дальнейшие усовершенствования в производстве и очистке пироксилина, сделанные с 1847 по 1865, по мнению опытных специалистов, возможность употребления этого сильного взрывчатого вещества для огнестрельного оружия навсегда исключается. Только для специальных целей, где требуются особенно сильные сорта дымного пороха, как, например, в охотничьих ружьях, пироксилин может применяться в соединении с некоторыми веществами, входящими в состав дымного пороха.
Выдающийся успех имел Schultze, изготовивший в Берлине в 1865, путем нитрования древесины и пропитывания последней калиевой или бариевой селитрой, охотничий порох, названный порохом Шульце. Скоро этот порох приобрел известность в кругу охотников и считался лучшим из подобных ему порохов; этот порох употребляется и в настоящее время.
Предложенный в 1882 Reid и Johnson в Стоумаркете охотничий порох под маркою ЕС, точно также как и французский правительственный охотничий порох, появившийся в 70—80х прошлого столетия, представляет не что иное, как незначительное изменение пороха Шульце.
Эти охотничьи пороха до появления первого военного бездымного пороха (1884) были единственным общеизвестным применением нитроклетчатки в огнестрельном деле. Ни один из них не удовлетворял тем высоким баллистическим требованиям, которые предъявлялись к военному пороху. В истории бездымного пороха порох Шульце сыграл большую роль. Частичное желатинирование с поверхности, производимое в большом масштабе, привело к установке производства военного пироксилинового пороха путем полной желатинизации нитроклетчатки.
Имеются сведения, что Volkmann в Вене в 1871 были известны эти основные условия производства бездымного пороха в том виде, как мы понимаем их в настоящее время. Его опыты, впрочем, остались в секрете и не имели поэтому никакого влияния на развитие производства бездымного пороха.
Следует обратить внимание, что австрийцы не были первыми, производившими опытную стрельбу из пушек пироксилиновым порохом, но, несомненно, они ранее других имели желатинированный порох.
Тем не менее, с применением нитроклетчатки в желатиированном виде для военного оружия произошла значительная задержка. Опыт кампаний между 1854 и 1871 потребовал повышения мощности орудий, и это было достигнуто не введением известного уже тогда нитроцеллюлозного пороха, но введением медленно горящего дымного пороха. Скорость горения дымного пороха, который изготовлялся тогда для орудий крупных калибров, оказалась слишком велика для новых орудий большого калибра. Все усилия пороходелов были направлены к тому, чтобы умерить быстроту горения дымного шороха с целью исключить опасность разрыва орудий. С введением приборов для измерения давлений газов при помощи отпечатков на медных пластинках или сжатия медных цилиндров, а также хронографа для измерения скоростей полета снаряда, явилась возможность произвести опыты по разрешению некоторых вопросов внутренней баллистики и определить работоспособность пороха.
Результаты опытов и вычислений показали, что для каждого калибра, для каждой длины ствола должен быть определенный заряд из пороха с определенной величиной зерна и определенной плотностью, который при наименьшем давлении дает наибольшую начальную скорость. Таким образом, вопрос о совершенствовании и улучшении пороха сделался предметом изучения.
Изучались взрывные способности не только известных дымных порохов и взрывчатых веществ подобного им состава, но и многих органических соединений, как, например, пикратов калия и аммония. Совместная работа техники и науки способствовала дальнейшему развитию дела. Работа заводов Круппа и правительственных немецких пороховых заводов привела в 1882 к выработке бурого призматического пороха, который в следующие годы был принят всеми войсками и флотом для орудий большого калибра. Этот порох (С/82) обладал высшими баллистическими качествами и сравнительно меньшим количеством дыма благодаря прибавке к селитре невзрывчатых горючих веществ.
Превосходные качества бурого призматического пороха были предварительно использованы лишь применением этого пороха для орудий большого калибра во флоте и береговой артиллерии; впоследствии были успешно закончены опыты с таким же порохом для орудий малого калибра.
Опыт войны 1870/71 показал, что уменьшение калибра ручного оружия ниже 11 мм, который в то время был на вооружении почти всех государств, дало бы ряд баллистических и тактических преимуществ, если бы удалось уменьшение веса пули, являющееся следствием уменьшения калибра, возместить увеличением начальной скорости. Но, однако, вследствие отсутствия пороха соответствующих качеств, усилия в этой области не дали положительных результатов. Попытки немецких заводов создать порох, подобный С/82, для ручного оружия не увенчались успехом. Если и были достигнуты для него лучшие, чем прежде, баллистические результаты, недостатки, присущие дымному пороху прежнего образца, все же оставались не устраненными. Вследствие увеличения веса заряда происходило и большее загрязнение канала и увеличение дымности; дымность в ручном огнестрельном оружии даже увеличивалась при употреблении для изготовления ружейного пороха слабо обожженного угля.
Решение вопроса о ружейном порохе зависело от наличия такого пороха, который обращался бы в газ без остатка. Вопрос о создании такого пороха разрабатывался приблизительно одновременно с двух сторон независимо друг от друга. Со стороны немцев с осени 1883 работал Duttenhofer в Ротвейле, который в связи с произведенными им работами с порохом С/82 использовал как исходный материал слабо обожженную древесину. Эта последняя, как и для пороха Шульце, нитровалась и нейтрализовалась. По удалении излишка кислоты нитрованная древесина обрабатывалась уксусным эфиром до получения желатинообразной массы, которая подсушивалась, пропускалась через вальцы и зернилась, как дымный порох, так как зернение обычным способом являлось затруднительным. Такой порох в 1884 испытывался в войсках и как первый бездымный военный ружейный порох был выпущен под маркою RCP (Rottweiler Cellulose-Pulver).
Приемы фабрикации, имеющие в основе приготовление военного пороха из нитроцеллюлозы, известны и описаны в английском патенте 6022/87. Более 400ООО кг пороха RCP было доставлено военному ведомству для испытания как доказательство пригодности нового военного пороха, хотя он не мог бы удовлетворить всем требованиям безопасности, предъявляемым к нему в настоящее время. Во Франции к концу 1884 и началу 1885 лабораторные опыты Vielies над влиянием плотности на скорость сгорания взрывчатых веществ показали, что путем желатинизации нитроцеллюлозы можно достигнуть регулировки скорости сгорания. Ближайшим результатом было изготовление ленточного пороха для полевых орудий и в первые месяцы 1885 — ружейного пороха марки «В» в виде нарезанных пластинок. Нет сомнения, что немецкий бездымный ружейный порох появился ранее и в баллистическом отношении превосходил вначале пороха других стран. С другой стороны, доказано, что неправильная форма зерна и не вполне удачный способ изготовления пороха RCP не дали возможности использовать все преимущества, которые может иметь коллоидальная пороховая масса, главным образом способность сгорания параллельными слоями. Такого рода выводы были получены не в результате валового производства, но как следствие лабораторных работ большого масштаба по определению скорости сгорания взрывчатых веществ различных плотностей и различного состава.
Если бы первые попытки превращения рыхлой нитроцеллюлозы в военный порох были удовлетворительны, то можно было бы считать, что изобретение пороха произошло одновременно с изобретением пироксилина, так как еще в 1847 Hartig в Брауншвейге подметил явление желатинирования пироксилина уксусным эфиром. Он раньше других отметил, что процесс желатинирования не влияет на химический состав пироксилина и позволяет достигнуть удовлетворительных результатов при использовании силы этого взрывчатого вещества в огнестрельном оружии.
Через несколько лет после появления желатинированного пироксилинового пороха Nobel в 1888 использовал для приготовления пороха желатинирующую способность нитроглицерина и большую энергию, которая заключалась в полученном взрывчатом желатине. Он исходил при этом из сделанного им еще в 1875 открытия, что уже незначительное количество коллодионного пироксилина достаточно, чтобы обратить жидкий нитроглицерин в желатинообразную массу. Им было подобрано такое соотношение между пироксилином и нитроглицерином, что количество нитроклетчатки в готовом порохе преобладало; коллоидную массу в сыром состоянии он использовал для кубического пороха С/89, названного им балиститом. Таким образом было положено начало нитроглицериновым порохам, употребляемым и в настоящее время для всех родов орудий, стреляющих под большими углами возвышения.
Побуждаемый этим открытием немецкий химик Абель, состоявший на английской службе, совместно с Dewar в Лондоне показал в 1889, что и нерастворимый пироксилин в соединении с нитроглицерином дает коллоид, причем смешение обоих веществ производится при помощи жидкого растворителя — ацетона. Изобретение бездымного пороха, таким образом, закончилось, и в дальнейшем оставалось только установить и упростить приемы изготовления и достигнуть безопасной фабрикации этого пороха.
Однако до настоящего времени сушка желатинированной нитроклетчатки представляла большую опасность. Заслуга Lundhol и Сайеpca состоит в том, что в 1889 они нашли метод, при котором соединение влажной нитроклетчатки с жидкими легкоплавкими веществами возможно без употребления специального жидкого растворителя, устранение излишка которого из готовой пороховой массы представляет большие трудности.
Первые образцы бездымного пороха были изготовлены желатинированием нитроклетчатки с помощью уксусного эфира или амилацетата. Они содержат в готовом виде 5% и больше жидкого растворителя, заметно пахнут им и благодаря сравнительно высокому содержанию растворителя обладают достаточной стойкостью. Менее благоприятно обстоит дело с баллистической неизменяемостью такого пороха. Вследствие постепенного улетучивания остаточного растворителя из пороха во время хранения, его давление при стрельбе поднимается и достигает иногда недопустимой величины, отчего происходит заклинение гильзы, и оружие подвергается опасности разрыва.
Поэтому около 1890 в качестве растворителя для приготовления пороха начали употреблять смесь спирта с эфиром. Для приготовления пороха применяют растворимый в этом растворителе пироксилин (пироксилин большой растворимости, пироколлодий) или смесь пироксилина малой растворимости с коллодионным пироксилином, которая растворяется в растворителе в той мере, в какой это требуется для операции обработки пороховой массы и прессования ее. Усиленной сушкой или кипячением пороха в воде можно извлечь из него остатки растворителя и получить порох почти свободный от растворителя, что определяет неизменяемость его баллистических свойств. Однако, как указано было выше, недостаток растворителя влечет уменьшение химической стойкости, и только прибавкой к пороховой массе стабилизатора можно восстановить ее стабильность. В качестве одного из первых стабилизаторов сначала употребляли сулему, не заметив на первых порах, что эта примесь никоим образом не оправдывает своего назначения и только затемняет результаты испытания, вводя в заблуждение относительно действительной стойкости пороха. Кроме того, содержание сулемы в порохе вызывало порчу латунных гильз. Только после того, как это выяснилось, удалось экспериментальным путем выявить действительные и мнимые стабилизаторы. Некоторые пороха были изъяты из обращения, так как были случаи взрыва пороха на кораблях и складах боевых припасов. В дальнейшем развитии ручного огнестрельного оружия явились стремления к усовершенствованию пороха в направлении получения прогрессивно-горящего пороха с относительно равномерным распределением давлений в канале орудий. Рациональное решение этого вопроса для ружейного желатинированного пороха найдено в 1897. Изыскания военно-испытательных учреждений в Шпандау шли по пути уменьшения скорости горения наружной поверхности зерна, чего, несмотря на все усилия, не удалось достигнуть еще до настоящего времени даже для крупных пороховых элементов.
С повышением начальной скорости снаряда сделалась заметной большая изнашиваемость канала орудия, на что в начале этого столетия было обращено особенное внимание. Еще в 1900 во время англо-бурской войны было обращено внимание на зависимость изнашивания стенок канала орудия от пороха, а именно от высокой температуры, развиваемой им при горении. Тогда же был поднят вопрос об уменьшении температуры горения пороха без понижения предъявляемых к нему баллистических требований. Это и было достигнуто уменьшением содержания нитроглицерина в порохе, например в кордите с 58 до 30%. Для особенно крупных калибров — 20см и выше — пошли на дальнейшее уменьшение нитроглицерина в порохе.
Уменьшение содержания нитроглицерина, особенно для толстостенных порохов, создало новые затруднения. Однако благодаря продолжительным опытам центральной лаборатории в Нейбабельсберге (Тиме—Thime, 1909) удалось изготовить в несколько дней толстостенные трубчатые пороха с незначительным содержанием нитроглицерина, изготовление которых раньше требовало месяцев. Значение такого ускорения изготовления пороха было оценено во время мировой войны. Чрезвычайно большая сила вновь созданного пороха и возможность применения его для стрельбы на такое большое расстояние, как стрельба по Парижу (1917), были для всех полной неожиданностью.
Можно считать, что развитие как дымного, так и бездымного пороха достигло наивысшей степени на немецких заводах.
Существенное значение в успехах развития фабрикации желатинированного пороха имели и научно-исследовательские работы, среди которых следует отметить работы по изучению химической стойкости пороха и работы по установлению признаков, служащих для своевременного распознавания наступающего разложения пороха.
При первоначальных испытаниях такого рода довольствовались простым констатированием состояния пороха. Поверхностные испытания не могли дать достаточного критерия о степени химической стойкости, что и подтвердилось впоследствии многочисленными взрывами боевых припасов вследствие разложения пороха. В противоположность старым методам испытания, основанным на сомнительных признаках начинающегося разложения, были установлены новые способы, указывающие ход разложения и опирающиеся (около 1900) на количественные результаты, причем определялась потеря веса при нагревании пороха, или отщепленное количество окислов азота определялось весовым анализом. Для текущего производства эти испытания необходимы потому, что они, не характеризуя вполне точно стойкость пороха, дают возможность следить за качеством изготовляемого продукта в процессе производства.
Достоверный вывод можно сделать, как это теперь установлено, только из опытов хранения порохов в теплом помещении. Такие опыты продолжительного хранения в теплом помещении хотя и велись на отдельных заводах с начала производства желатинированного пороха, но не были хорошо известны, и значение их не было оценено. Признано, что всякий желатинированный порох, как бы тщательно он ни был изготовлен из лучших сырых материалов, нуждается в применении стабилизаторов, и только при наличии таковых в порохе можно ручаться за сохранение им химической стойкости в течение достаточно продолжительного времени.
