Традиционно для изготовления бездымного пороха используется хлопковая целлюлоза, из которой получают нитроцеллюлозу. Итак, основой бездымного пороха является нитроцеллюлоза, лучшим сырьем для получения которой являются длинноволокнистые сорта хлопка ручной сборки.
Как Попов ловил молнии, а Менделеев изобрел новый вид пороха
В конце XIX века французским химиком Вьелем был разработан бездымный пироксилиновый порох. Из нее изготавливают бездымный порох, пластмассы, лаки, краски и эмали. Предприятия Ростеха начали производить из древесной и льняной целлюлозы порох для боеприпасов.
В России началось производство пороха из альтернативных видов сырья
| RU2130446C1 - ПОРОХОВОЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ - Яндекс.Патенты | Бездымный порох позволил произвести на свет современное полуавтоматическое и автоматическое оружие. |
| Производство бездымного пороха в России было налажено благодаря Д.Г. Бурылину | У бездымного пороха при сгорании выделяется только углекислый газ, поэтому дыма почти нет. |
| Как это сделано в Казахстане? Бездымный порох - Новости Казахстана и мира на сегодня | Бездымный порох имел целый ряд важных преимуществ по сравнению с традиционным дымным. |
Порох: дымный (черный) и бездымный
Порох Vieille был использован в винтовке Лебеля, которую сразу же приняла на вооружение Французская армия, чтобы использовать все преимущества нового пороха над чёрным. Другие европейские страны поспешили последовать примеру французов и тоже перешли на свои производные от Poudre B. Первыми были Германия и последовавшая за ней Австрия, которые ввели новое вооружение в 1888 году. Баллистит В это время в 1887 году в Великобритании, Альфред Нобель разработал бездымный порох названный баллиститом. Кордит Баллистит был модифицирован Фредериком Абелем и Джеймсом Дьюаром в новый состав, названный кордитом. После этого началась «патентная война» между Нобелем и изобретателями кордита по поводу получения британских патентов. Эти новые взрывчатые вещества были более стабильными и, значит, более безопасными в обращении, чем Poudre B и, что немаловажно — более мощными.
Желатиновый порох Источник Иван Платонович Граве — профессор Михайловской артиллерийской академии, полковник, — в 1916 г. Он легко поддавался формовке и даже обработке на токарном станке. Применялся желатиновый порох в шашках. Граве получил патент на это изобретение в 1926 году уже в другой стране — Советской России. Он получил 9 патентов, но как дворянину ему запретили заниматься разработкой реактивных снарядов и он занялся наукой. Главное артиллерийское управление ГАУ подтверждает его авторство в разработке пороха и снарядов для « Катюши ».
Применение В наши дни порохи, основанные только на нитроцеллюлозе, известны как одноосновные, а кордитоподобные известны как двухосновные. Также был разработан трёхосновный кордит, обычно использовавшийся в больших пушках морских боевых кораблей , но нашедший своё применение и в танковых войсках. Бездымный порох позволил произвести на свет современное полуавтоматическое и автоматическое оружие.
Нобель считал, что его патент на баллистит также включает и кордит, на практике невозможно приготовить одну из форм в чистом виде, без примеси второй. Суд вынес постановление не в пользу Нобеля. В 1889 году британский патент на похожий состав также получил оружейник Хайрем Максим , а в 1890 году его брат Хадсон Максим запатентовал этот состав в США. Эти новые взрывчатые вещества были более стабильными и более безопасными в обращении, чем белый порох, и, что немаловажно — более мощными. Пироколлодийный порох [ править править код ] 23 января 1891 года Дмитрий Иванович Менделеев создал и дал название этому пороху «пироколлодийный» — по полученному и названному им же виду нитроклетчатки — «пироколлодий». Вид нитроцеллюлозного пороха, в состав которого входит хорошо растворимая нитроклетчатка и собственно растворитель, дополнительными компонентами являются различные присадки, предназначенные для стабилизации газообразования.
Началось производство на Шлиссельбургском заводе под Санкт-Петербургом. Осенью 1892 года, с участием главного инспектора артиллерии морского флота адмирала С. Макарова , испытан пироколлодийный порох. За полтора года под руководством Д. Менделеева разработана технология пироколлодия — основы российского бездымного пороха. После испытаний 1893 адмирал С. Макаров подтвердил пригодность нового "бездымного зелья" для использования в орудиях всех калибров. Менделеева под общим заголовком «О пироколлодийном бездымном порохе», где особо рассматривается химизм технологии и приводится реакция получения пироколлодия. Характеризуется объём газов, выделяемых при его горении, последовательно и подробно рассматривается сырьё.
Менделеев, скрупулёзно сравнивая по 12 параметрам пироколлодийный — с другими порохами, демонстрирует его неоспоримые достоинства, прежде всего — стабильность состава, гомогенность, отсутствие «следов детонации». Он легко поддавался формовке и даже обработке на токарном станке.
Он подчеркнул, что по результатам комплекса испытаний и практических стрельб выяснилось, что такой порох ничем не уступает традиционному. Ранее производитель боеприпасов Vista Outdoor заявил , что мировые рынки ждет глобальный дефицит пороха из-за того ажиотажа и спроса, что возник на этот товар в последние годы.
Уточнялось, что к нехватке приведут конфликт на Украине, война в Израиле, мятеж в Нигере и ситуация в Нагорном Карабахе.
После чего, очень легко предположить, что его цена резко подскочит вверх. Так же хочется прокомментировать, что разговоры о переходе на отечественные компоненты, необходимые для выпуска различных порохов, велись на протяжении десятилетий.
Но кроме голых слов и многочисленных учёных диссертаций, зарегистрированных патентов и удачных лабораторных опытов, ничего «физически» ощутимого не делалось. Именно СВО подвигла на «переворот»: теперь порох на новых видах сырья производится в промышленных масштабах.
Вокруг бездымного пороха
Начало применения бездымного пороха относится к 1884 г, Пироксилиновый порох получил название «бездымный» за свое свойство сгорать без дыма и остатка. Бездымный порох горит только по поверхности гранул, хлопьев или цилиндров — для краткости, гранул. Классификация порохов Пороха Дымные Бездымные (гетерогенные системы, (пластифицированные системы горючее + окислитель) на основе нитроцеллюлозы).
Интересные и (не)аппетитные подробности изготовления пороха
| Бездымный порох содержание а также фон [ править ] | класс движущих сил, которые были созданы в конце 19-ого столетия, чтобы заменить дымный порох. |
| Химические компоненты порохов. Поверхностные вещества. Основные характеристики порохов. | Организацией производства бездымного пороха решило заняться Русское о-во для выделки и продажи пороха. |
| О порохах, всего понемногу | Бездымный порох делают на основе нитроцеллюлозы. |
| "Занимательная химия": бездымный порох | 10) Бездымный порох под влиянием повышенных температур разлагается: нитроклетчатка, из которой он изготовлен, начинает разнитровываться с выделением окислов азота. |
Вокруг бездымного пороха
Бездымный порох это тип пропеллент используется в огнестрельное оружие и артиллерия который производит меньшее количество дыма при выстреле, в отличие от исторического черный порошок он заменил. У бездымного пороха при сгорании выделяется только углекислый газ, поэтому дыма почти нет. Порох, изготовленный полностью из отечественных компонентов, ничем не хуже, чем из традиционно зарубежного сырья хлопкового происхождения. Третьим типом бездымного пороха стал изобретенный в 1889 г. в Англии кордит — среднее между баллиститом и пироксилиновым порохом; он почти вышел из употребления.
Черный и бездымный порохи
| Вокруг бездымного пороха | В Америке бездымный порох приемлемого качества был изобретён только в 1895 году лейтенантом морского флота США Джоном Бернаду и капитаном Конверсом. |
| Вы точно человек? | По записям видно: ученый стремился получить бездымный порох, состоящий всего из одного вещества. |
| Справочник химика 21 | Но для бездымного пороха пришлось создавать новый патрон уменьшенного калибра, покрытый твердой оболочкой и сделать прочный с более твердым каналом ствол и более крутые нарезы в стволе. |
| Интересные и (не)аппетитные подробности изготовления пороха | БЕЗДЫМНЫЙ РАКЕТНЫЙ ПОРОХ — коллоидное твёрдое ракетное топливо, основным компонентом которого являются пластифицированные тем или иным органическим растворителем нитраты целлюлозы. |
Новое изобретение: бездымный порох и его возможности
Военно-морской флот лицензировал или продал патенты на этот состав DuPont и California Powder Works, сохранив за собой права на производство Naval Powder Factory, Indian Head, Мэриленд , построенного в 1900 году. Когда в 1912 году правительственные антимонопольные действия вынудили отделиться от компании, DuPont сохранила рецептуры бездымного пороха с нитроцеллюлозой, используемые вооруженными силами США, и выпустила составы на двойной основе, используемые в спортивных боеприпасах, реорганизованной Hercules Powder Company. Эти более новые и более мощные порохы были более стабильными и, следовательно, более безопасными в обращении, чем Poudre B. Снижение температуры пламени значительно снижает эрозию ствола и, как следствие, износ.
Эти "холодные топливные" смеси имеют пониженную температуру вспышки и пламени без ущерба для давления в камере по сравнению с одно- и двухосновными порохами, хотя и за счет большего количества дыма. На практике тройное базовое топливо зарезервировано в основном для крупнокалиберных боеприпасов, таких как военно-морские артиллерийские и танковые орудия. Во время Второй мировой войны он использовался британской артиллерией.
После той войны он стал стандартным топливом для всех британских боеприпасов большого калибра, кроме стрелкового оружия. Большинство западных стран, за исключением Соединенных Штатов, пошли по тому же пути. В конце 20 века начали появляться новые составы пороха.
Скорости детонации имеют ограниченное значение при оценке скоростей реакции нитроцеллюлозных пропеллентов, разработанных для предотвращения детонации. Хотя более медленная реакция часто описывается как горение из-за сходных газообразных конечных продуктов при повышенных температурах, разложение отличается от горения в атмосфере кислорода. Превращение нитроцеллюлозных пропеллентов в газ под высоким давлением происходит от открытой поверхности внутрь каждой твердой частицы в соответствии с законом Пиоберта.
Исследования твердого одно- и двухосновного пропеллента показывают, что скорость реакции контролируется теплопередачей через температурный градиент через ряд зон или фаз по мере того, как реакция протекает с поверхности в твердое тело. Самая глубокая часть твердого тела, испытывающего теплопередачу, плавится и начинает фазовый переход от твердого тела к газу в зоне пены. Газообразное топливо разлагается на более простые молекулы в окружающей зоне шипения.
Энергия выделяется в светящейся зоне внешнего пламени, где более простые молекулы газа реагируют с образованием обычных продуктов сгорания, таких как пар и монооксид углерода. Зона пены действует как изолятор, замедляя скорость передачи тепла из зоны пламени в непрореагировавшее твердое вещество. Скорость реакции зависит от давления; потому что пена обеспечивает менее эффективную теплопередачу при низком давлении, с большей теплопередачей, поскольку более высокие давления сжимают газовый объем этой пены.
Пропелленты, рассчитанные на минимальное давление теплопередачи, могут не выдержать зону пламени при более низких давлениях. Нестабильность и стабилизация Нитроцеллюлоза со временем разрушается, давая кислотные побочные продукты. Эти побочные продукты катализируют дальнейшее разрушение, увеличивая его скорость.
Выделенное тепло в случае хранения пороха в больших количествах или слишком больших блоков твердого топлива может вызвать самовоспламенение материала. Одноосновные нитроцеллюлозные пропелленты гигроскопичны и наиболее подвержены разложению; двухосновные и трехосновные порохы имеют тенденцию к более медленному износу. Для нейтрализации продуктов разложения, которые в противном случае могли бы вызвать коррозию металлов патронов и стволов, в некоторые составы добавляют карбонат кальция.
Чтобы предотвратить накопление продуктов порчи, добавлены стабилизаторы. Дифениламин - один из наиболее часто используемых стабилизаторов. Нитрированные аналоги дифениламина, образующиеся в процессе стабилизации разлагающегося порошка, иногда используются в качестве самих стабилизаторов.
За этот промежуток времени специалисты успели провести полный цикл испытаний — эксплуатационных, стрельбовых, ускоренных, климатических. Цикл показал, что пороха из льна не хуже, а по ряду параметров лучше заморского конкурента. В частности, выяснилось, что для достижения начальной скорости снаряда масса пороха метательного заряда должна быть меньше по сравнению со штатными значениями.
Для каждого пороха существуют табличные показатели скорости. Чтобы попасть в цель, нужно знать, с какой скоростью снаряд вылетает, к примеру, 900 метров в секунду. Порох из льна имеет энергетику больше, чем у хлопка.
Все потому, что у него морфология другая, он хорошо впитывает нитраты глицерина и за счет этого становится мощнее. Из-за этого во время испытаний нам приходилось убирать 5-8 процентов массы из заряда, чтобы приближаться к нужной скорости. А это открыло нам две возможности.
Первая — это снижение массы для достижения нужной скорости, это влечет за собой более экономные перевозки и хранение сырья. Вторая — при той же массе мы можем увеличить дальность стрельбы.
Менделеев также разработал пироксилиновый особый порох пироколлоидный , имевший ряд преимуществ перед порохом Вьеля, но с несколько более сложной технологией. Бездымный ракетный порох впервые в России предложен в 1915 И. Граве, освоившим прессование из пироксилиновой массы сплошных цилиндров шашек диаметром 70 мм; однако использование обычного для бездымных порохов летучего растворителя снижало стабильность шашек большого диаметра.
Стабильный бездымный ракетный порох на основе пироксилина и нелетучего растворителя тротил, позднее — нитроглицерин был разработан в середине 20-х гг.
Баллистит был запатентован в Соединенных Штатах в 1891 году. Итальянцы приняли его как филит, в форме корда вместо хлопьев, но, осознав его недостатки, изменили формулировку на нитроглицерин , они назвали соленит. В 1891 году русские поручили химику Менделееву найти подходящее топливо. Он создал нитроцеллюлозу, желатинизированную эфиром-спиртом, которая производила больше азота и более однородную коллоидную структуру, чем французское использование нитро-хлопка в Пудре Б. Он назвал ее пироколлодием. Крупный план Кордитовые нити в. Он поступил на вооружение Великобритании в 1891 году как кордит марки 1. Это изменение снизило температуру сгорания и, как следствие, эрозию и износ ствола.
Преимущества кордита перед порохом заключались в снижении максимального давления в патроннике следовательно, более легкие казенные части и т. Кордит может быть изготовлен любой желаемой формы и размера. Создание кордита привело к длительной судебной тяжбе между Нобелем, Максимом и другим изобретателем по поводу предполагаемого нарушения британских патентов. Чарльз Э. Манро с военно-морской торпедной станции в Ньюпорте, Род-Айленд запатентовал формулу пушкового хлопка в коллоиде с нитробензолом, названного индуритом. Несколько американских фирм начали производить бездымный порох, когда Winchester Repeating Arms Company начала заряжать спортивные патроны порохом Explosives Company в 1893 году. California Powder Works начала производить смесь нитроглицерин и нитроцеллюлоза с пикратом аммония в виде порошка Peyton, компания Leonard Smokeless Powder Company начала производство нитроглицерина - нитроцеллюлозы Рубиновые порошки, Laflin Rand договорились о лицензии на производство Ballistite, а DuPont начала производить порох для бездымного дробовика. Предпочтение было отдано рубину, так как требовалось лужение для защиты латунных гильз от пикриновой кислоты в порошке Пейтон. Вместо того, чтобы платить требуемые роялти за Ballistite, Laflin Rand профинансировала реорганизацию Леонарда в Американскую компанию по производству бездымного пороха.
Бездымный порох был стандартом для военных винтовок США с 1897 по 1908 год. Военно-морской флот лицензировал или продал патенты на этот состав DuPont и California Powder Works, сохранив за собой права на производство Naval Powder Factory, Indian Head, Мэриленд , построенного в 1900 году. Когда в 1912 году правительственные антимонопольные действия вынудили отделиться от компании, DuPont сохранила рецептуры бездымного пороха с нитроцеллюлозой, используемые вооруженными силами США, и выпустила составы на двойной основе, используемые в спортивных боеприпасах, реорганизованной Hercules Powder Company. Эти более новые и более мощные порохы были более стабильными и, следовательно, более безопасными в обращении, чем Poudre B. Снижение температуры пламени значительно снижает эрозию ствола и, как следствие, износ. Эти "холодные топливные" смеси имеют пониженную температуру вспышки и пламени без ущерба для давления в камере по сравнению с одно- и двухосновными порохами, хотя и за счет большего количества дыма. На практике тройное базовое топливо зарезервировано в основном для крупнокалиберных боеприпасов, таких как военно-морские артиллерийские и танковые орудия. Во время Второй мировой войны он использовался британской артиллерией. После той войны он стал стандартным топливом для всех британских боеприпасов большого калибра, кроме стрелкового оружия.
Большинство западных стран, за исключением Соединенных Штатов, пошли по тому же пути. В конце 20 века начали появляться новые составы пороха.
Бездымные пороха. Теория горения.
Одна из разновидностей бездымного пороха, которая успешно используется для снаряжения охотничьих боеприпасов, — пироксилиновый порох. Группа ученых Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработала технологию обработки целлюлозы, с помощью которой можно получить бездымный порох для. Основу бездымных порохов составляет нитроклетчатка (пироксилин), обработанная различными растворителями, превращающими ее в пластическую массу.