История производства пороха
В 1845 г. профессор Базельского университета Христиан Шенбейн и нез ависимо от него, но чуть позже – Рудольф Беттгер, обработав обычную вату смесью кре пкой серной и азотной ки слот, получили нитрок летчатку – вещество, которое при сильно м ударе взрывалось. Справедливости ради следует отметить, что до них нит рованием целлюлозы занимались и другие химик и, в частности Т. Пелуз (1838) и Г. Браконно (1832). В России метод получения пироксилина б ыл разра ботан полковником А. А. Фадеевым в 1846 - 1847 гг., а вырабатывать пироксилин для снаряжения мин стал и в 1855 г. (при Артиллерийском департаменте). В 1880 г. его начали производить на п ироксилиновом заводе Морского министерства в Галерной гавани в Петерб урге .
С тех пор многие исследователи пытались применить пироксилин (т. е. нитроклетчатку с большим количеством азота, б олее 13%) для стрельбы вместо обычного черного пороха. Но вскоре выяснилось , что «гремучая или метательная хлопчатая бумага», как иногда называли п ироксилин, обладает бризантным (т. е. дробящим) действием и потому не может непосредственно применяться для снаряжения винтовочных патронов и в а ртиллерии.
Первые обнадеживающие результаты удалось получить в 1884 г. французско му инженеру Полю Вьелю . Вьель нашел способ превращения бризантного пирок силина в бездымный порох. Если обработанную серной и азотной кислотами в ату поместить в спирто-эфирную смесь, то нитроклетчатка с малым количест вом азота (коллодий) растворится, а волокна пироксилина - нет. После высуши вания полученной массы остается роговидное вещество, в котором пирокси лин перемешан с коллодием. Такое вещество («бездымный порох Вьеля») гори т по поверхности, слоями, без детонации, выделяя бесцветные газы.
Спустя четыре года Альфред Нобель изобрел баллистит, а еще годом позже англичане Ф. Абель и Дж. Дьюар – кордит. Баллиститы, кордиты и пироксилиновые порох а различаются, главным образом, используемым органическим растворител ем (пластификатором), сорт ом нитроклетча тки, стабилизирую щими добав ками и технологией изготовления.
В Америке бездымный порох приемлемого качества был изобретен только в 1895 г. лейтенантом морского флота США Джоном Бернаду и капитаном Конверсом . Этот порох был на во оружении американской армии и военно-морского флота до конца Первой мир овой войны.
Американцы Бер надоу и Конвере, заимствовав изобретение Менделеева, в 1895 г. взяли патент н а изготовление пироколлоидного пороха, выдавая его за свое открытие.
В Рос сии имя создателя отечественного б ездымног о пороха - З.В. Калачев. Фу ндаментальные исследования Д.И. Менделеева позволили создать порох, годный не тол ько для ружей, но и для орудий (вплоть до 12-дюймовых), который получил впосл едствии широкое применение.
Порох, с озданный их трудами, после некоторой доработки безотказно служил в русс ко-японскую войну, в Первую мировую войну и после дальнейшего усовершенс твования – в Великую Отечественную войну.
Изобретение пороха в России
В 1890 году в оенное министерство организовал о на Охтенском заводе опытное производство бездымного пироксилинового пороха, предназначавшегося для новой трехлинейной винтовки и легких по левых пушек. Первые образцы российского бездымного пороха были получен ы в 1888 г.
Поначалу пытались воспользоваться готовой французской технологией, дл я чего пригласили специалиста из Франции . Однако дело пошло плохо, было много непол адок, произошел даже взрыв пироксилиновой сушилки. Французского инжене ра отозвали и решили наладить производство бездымного пороха своими си лами. Большая заслуга в этом деле принадлежит начальнику мас терских Охтенского завода З.В. Калачеву.
Однако нерешенной оставалась важная проблема – создание безопасного бездымного пороха, пригодного для орудий любого калибра. Морское минист ерство поручило заняться этим вопросом профессору химии Минного офице рск ого класса Балтийского флота И.М. Чельцову, который пригласил Дмитрия Ивановича Менделеева .
В письме к управляющему Морским министерством Н.М. Чихачеву Менделеев предложил привлечь к работе Чельцова и к апитана 2-го ранга, управляющего заводом по про изводству пироксилина Л.Г. Федотова, а так же организовать специальную лабораторию порохов и взрывчатых веществ . Менделее в предложил изучить уже созданный порох в Анг лии у Абеля (председатель Комитета по взр ывчатым веществам) и во Франции у М. Бертело (председ атель французской Комиссии по взрывчатым веществам). Для этого была орга низована командировка, целями которой стали:
-изучение организации центральных учре ждений, назначенных для систематической разработки порохового дела ;
-заказ и приобретение приборов, необходимых для предполагаемых работ;
-осведомление, по мере возможности, о нов ейших исследованиях и видах взрывчатых веществ;
-осмотр заводов, приготовляющих новые в иды пороха, « буде досту п на оные окажется возможным » ;
-изучение экономической стороны произв одства .
Между мор скими ведомствами Англии и России в 1890 г. было достигнуто соглашение о вза имном обмене образцами пироксилиновых порохов. Поэтому Менделеев сове ршенно официально получил нужные образцы, и ему совершенно официально с ообщили состав бездымного пороха, показав также его производство.
После исследований и применения, впечатление от английских порохов у Менделеева сложилось неблагоприятное.
Во Франции, где состав и способ приготовления бездымного пороха Вьеля со храняли в глубокой тайне, без раз решения воен ного министра Ш.-Л. Фрейсине узнать что-ли бо по этому вопросу было совершенно невозм ожно. По прибытию в Париж Менделеев получил дозволение кое-что осмотреть , но этого было мало, для построения полной картины о производстве французского пороха . Поздн ее Дмитрий Иванович получил обра зец официальн о, для личного пользования в количестве 2 грамма . Однако подробности производства своего пороха французы оставили в тай не. Менделееву было показано лишь пироксилиновое производство и опытны е пушечные стрельбы. Кроме того, во Франции удалось приобрести все важне йшие приборы и подробно осмотреть все части и многие документы Централь ной пороховой лаборатории.
П олученн ых двух граммов французского пороха Менделееву оказалось вполне доста точно, чтобы выяснить интересовавшие его вопросы.
В письме- отчет е о пребывании в Париже Менделеев сообщал Чихачеву: « Мною, а затем профессором Чельцовым, осмотрена во в сех подробностях та лаборатория. .., в которой изучается пороховое дело в его основани ях... Все приемы, при этом применяемые, не только нам были объяснены, но и пок азаны – при самом исполнении. Из полученных данных особенно драгоценны те, которые д ают возможность в течение 8 часов испытывать способность сохранения пор оха ... Из протоколов того коллегиального учреждения, которое ведает дело м взрывчатых веществ, мне дали многие такие хранимые в тайне сведения о с пособах изучения пороха и об ошибках, бывших при изготовлении бездымног о пороха, которые с своей стороны я считаю чрезвычайно поучительными. Ча сть этого материала получена мною в литографированном виде, и мне переда но все то, что явилось в печати, хотя не находится в продаже. ... Хотя француз ы официально оставили в секрете способы производства своего бездымног о пороха, но этот их путь... нам ныне вполне известен, и так как из намеков, по лученных конфиденциально, известны некоторые части производства, то, ру ководясь полученным образцом, я думаю, возможно не только достичь резуль тата, равного французскому, но и пойти дальше ».
Вывод Менделеева был таков: «Ни один из известных видов бездымного порох а не удовлетворял всем необходимым для практики требованиям». Сказывал ись и сложность задачи, и засекреченность исследований, и поспешность в работе, и отсутствие научного подхода. В связи с последним обстоятельств ом отмечу одну выразительную детал ь – в работах Вьеля (1880-е гг. ) использовались атомные массы и мо лекулярные формулы полувековой давности: HO вместо H 2 O, NO 5 .HO вместо HNO 3 и т.д.
По возвращении в Петербург Менделеев с еще большей настойчивостью отст аивал свою идею создания специальной ла боратории взрывчатых веществ, так как считал, ч то создание собственного пороха отличного качества возможно только при самостоятельном на учном и практическом изучении дела в России, при собственной выработке всех подробностей и при соблюдении такой относительной и временной тайны, како ю прикрываются подобные дела в Англии, Франции и Германии .
Научно-техническая лаборатория Морского ведомства (НТЛ) была организов ана в Петербурге, на острове Новая Голландия в 1891 г. (работы в ней начались в июле этого года, официальное открыти е со стоялось 8 августа).
Менделеев в октябре 1890 г. начал опыты по нит рованию клетчатки в старой химической лаборатории Петербургского унив ерситета (в этих помещениях на первом этаже бывших петровских двенадцат и коллегий сейчас находятся отдел кадров и научный отдел университета). Здесь в декабре 1890 - январе 1891 гг. было сделано главное открытие: получено но вое вещество - нитроклетчатка, которая в спирто-эфирной смеси «растворял ась, как сахар», т. е. без разбухания. Этот химически однородный продукт, на званный пироколлодием, стал основой менделеевского бездымного пороха.
До этого изобретения, как свидетельствует мирово й опыт и вся литература по данному предмету , растворимый пироксилин считался сам по себе не пригодным для порохового дела, все пробы пороха из него бракова лись, а с первых месяцев 1892 года лаборатория прямыми опытами уже вполне убедилась, что растворимый пироксилин, приготовле н ный по способу, найденному Дмитрием Ивановичем в 1890 году , совершенно пригоден для всякого рода оружия и пушек.
Под руководством Менделеева была разработана вся технологическая и эк ономическая сторона производства нового вида пороха. С весны 1892 г. начали сь его испытания на морском полигоне, которые продолжались и в следующем году. В результате пироколлодийный порох был признан наилучшим из всех известных в то время, в частности Комиссия Морской артиллерии при и спытании его в 1893 году установила, что кана л орудия после выстрела был очень чист, что порох об ладал бесподобными баллистическими свойствами .
Адмирал С.О. Ма каров, бывший тогда председателем Технического комитета Морского мини стерства и Главным инспектором артиллерии флота, поздравил Дмитрия Ива новича с успехом. Главное артиллерийско е управление предложило провести на Охт енском заводе опыт вало вого приготовлен ия пироколлодия , были и другие замечател ьные идеи и планы. Но вскоре события приняли иной оборот.
Образованная в 1893 г. на Охтенском заводе специальная комиссия не признала за менделеевским порохом никакой новизны, указав, что завод вполне влад еет спосо бом приготовления пироксилина , совершенно тождественного с пироколлодием . Вме ст е с тем комиссия отметила, что в настоящее время дать окончательное заключени е о том, лучше или хуже пироколлодийный порох нашего пороха – затруднительно, и что для этого необходимо произвести долее продолжительные и систематическ ие опыты .
Как и следовало ожидать, опыты оказались не столь систематическими, скол ь продолжительными. Прошло семь лет, а опы ты по приготовлению и сравнительному изу чению пироксилина и пироколлодия все пр одолжались . Только русско-японская война положила конец этим чиновничьим играм, но конец этот был печальным – производство п ироколлодийного пороха в России было прекращено.
Видя, что дело не обходится без интриг, дрязг и мелочных споров, Менделеев в 1895 г. отказался и от должности кон сультанта Мо рского министерства и от всех прав на про ведение им исследований по пироколлодию «в пользу Научно-технической л аборатории и флота, которому она служит». Крупнейший специалист по взрыв чатым веществам и сотрудник Менделеева С. П. Вуколов впоследствии писал: « Объяснение (ухода Ме нделеева ) до крайности простое. В глазах тогдашних деятелей п орохового дела сухопутной артиллерии у Дмитрия И вановича был крупн ый недостаток: он был штатский человек, не военный, не имевший штампа высш ей артиллерийской школы. Они не могли переварить, когда этот чужой их сре де человек со всей горячностью своей натуры говорил о горении пороха в к анале орудия, о причинах ненормальных давлений при стрельбе, приводящих к разрыву орудий, когда он говорил о недостатках их пороха (пороха францу зов), указывал на однородность, предельность пироколлодийного пороха ».
Однако менделеевским порохом в 1893 г. заинтересовалось «Русское общество для выделки и продажи пороха», среди акционеров которого были иностранц ы. Сначала правление Общества попросило Главное управление кораблестр оения отпустить ему пудов пять пироколлодия, «не открывая секрета его пр иготовления», на что был получен отказ (вопрос обсуждался Менделеевым, М акаровым и Чельцовым). На следующий год Общество заявило, что готово прои зводить пироколлодийный порох, охраняя секрет его приготовления. Но и то гда оно своего не добилось. Только в марте 1899 года о б щество заключило контракт с ГАУ и стало производить пироколлодий и пере рабатывать его в порох.
Поздн ее в письме к С.Ю. Витте (август 1903 г.) Менделе ев писал: «Свои открытия в деле бездымного "пироколлодийного" пороха, вве денного в нашем флоте и уже нашедшего своих подражателей в Америке ... , были переданы мно ю Морскому министерству, не в качестве "изобретателя", а как простым чинов ником устроенной для этой цели лаборатории. Другой на моем месте, даже лю бой ученый Западной Европы, на одном этом сумел бы обеспечить себя на всю жизнь. .., а я, сделав свое посильное дело, оставил и самую слу жбу по делу, когда убедился в невозможности из бежать дрязг... русского живописца) на фран цузский язык и опубликована в 1895 г. в Париже, а также зареферирована в немец ких журналах . Бернаду хорошо знал русский язык и переводил работ ы многих русских ученых.
В прочем, и в начале ХХ века интерес к менделеевскому пороху за оке аном не пропал.14 ноября 1900 года американский консул в Петерб урге У. Холловей сообщал Менделееву, что некий госп один Майерс из Чикаго заинтересовался изобретенным русски м ученым порохом и просил прислать ему необходимые материалы. По просьбе Менделеева сотрудник Главной палаты мер и ве сов Ф.И. Блюмбах сообщил консулу, что всю и нтересующую господина Майерса информацию можно почерпнуть из менделее вских публикаций в «Морском сборнике». Никаких ссылок на переводы и ориг инальные публикации Бернаду в ответе не содержится, как и в других письм ах и статьях Дмитрия Ивановича. Возможно, в то время он еще ничего не знал о деятельности своего американского коллеги.
Как уже было сказано, после русско-японской войны, в 1909 г. производство безд ымного пироколлодийного пороха в России прекратилось. А когда началась Первая мировая война, российское правительство вынуждено было закупат ь этот порох в США тысячами тонн и за большие деньги, что опять-таки еще в 1893 г. предвидел Дмитрий Иванович: « Мне кажется особенно печальной та возможность, что пироколлодийный порох так или иначе проникнет на Запад и его ученые проведут этот совершеннейший порох в жизнь, ... и заставят нас принять то, ч то делается теперь в самой России ». « Удивительная ирония судьбы , - писал впоследствии Вуколов, - сухопутное ведомство во время германской войны за казало в Америке тысячи тонн американского пироколлодийного пороха. Од ин из крупных пороходелов писал в 1913 году: "Является желательным вновь обс удить вопрос о том, не следует ли нам готовить наши орудийные пороха из пи роколлодия; в настоящее время такое обсуждение могло бы протекать споко йно, не задевая профессионального самолюбия" - война помешала этому » .
Итак, Дмитрий Иванович Менделеев сделал боль шой шаг на пути изобретения качественного отечественного пороха.
Не много о порохе
Б ездымный порох — прессованная или гранулированная роговидная твёр да я масса жёлтого, зеленоватого (до чёрного) цвета. При сгорании образует в 3-4 раза больше газов, чем дымный порох, и придаёт снаряду большую начальную скорость.
Применение бездымных порохов позволило уменьшить калибры р ужей, добиться более настильной траектории снаряда, повысить его убойно е действие, дальность и точность стрельбы.
В России популярен пироксил иновый порох «Сокол», предназначенный для гладкоствольных охотничьих ружей. Достоинства этого пороха: при выстреле нет густого облака дыма; по роховые газы почти не загрязняют канал ствола; пригоден к применению пос ле сушки; обладает большой мощностью . Недостатки: наличие дульного пламени при ср авнительно громком звуке выстрела; потребность в более мощном капсюле-в оспламенителе; меньший гарантийный срок хранения; уменьшение мощности при низких температурах.
С 1970-х гг. выпускается прогрессивно горящий без дымный баллиститный порох «Барс», предназначенный для прочных и тяжёлы х спортивных ружей. Заряжая патроны порохом «Барс», нельзя допускать его сжатия — завод-изготовитель рекомендует «свободное заряжение» с оста влением между порохом и пыжом небольшого зазора. При снаряжении патроно в лучше применять дозатор или аптекарские весы.
Для стрельбы из гладко ствольных ружей используется также бездымный пироксилиновый беспламе нный порох «Сунар». По сравнению с порохом «Сокол» масса его заряда мень ше на 10%, он не образует при выстреле дульного пламени, звук выстрела и отда ча ружья значительно меньше.
При стрельбе из спортивных ружей применяю т бездымный спортивный дробовой порох РУДС (ранее назывался ВУСД фл), обл адающий высокой равномерностью дробовой осыпи, меньшей отдачей ружья.
При снаряжении патронов в домашних условиях массу порохового заряда ус танавливают только на весах.
При употреблении бездымного пороха необх одимо придерживаться указаний завода-изготовителя; не смешивать безды мный порох с дымным, не употреблять бездымный порох неизвестной марки и бездымный порох с признаками порчи (изменение цвета, пятна на пластинках , кислый запах); не стрелять бездымным порохом из ружей, не имеющих спец. кл ейма о пробе на бездымный порох (напр., «Нитро»), а также из старых ружей с по вреждёнными стволами. Хранится бездымный порох в плотно закрытой посуд е, в закрытом от солнца, сухом вентилируемом помещении с постоянно умере нной температурой, отдельно от дымного пороха.
Длительно хранившийся п орох перед употреблением следует испытать на пригодность. Для этого 0,25 г хранившегося и столько же заведомо годного (свежего) пороха одинакового наименования рассыпают на белом бумажном листе дорожками равной длины (50 мм). При одинаковом времени горения хранившийся порох пригоден для сна ряжения патронов. Дымный порох при поджоге 3— 4 зёрен даёт энергичную всп ышку с ярким пламенем и сизо-белым дымом. Если его зёрна не загораются или тлеют и вспышки не дают, он для стрельбы непригоден и подлежит уничтожен ию. Его рассыпают узкой дорожкой на пашне, земляной площадке без растите льного покрова или на другом подходящем месте и поджигают, не оставляя б ез наблюдения до конца горения.
Комментарии