Порох , также широко известный как черный порох , чтобы отличить его от современного бездымного пороха , является самым ранним известным химическим взрывчатым веществом . Он состоит из смеси серы , углерода (в виде древесного угля ) и нитрата калия (селитры) . Сера и углерод действуют как топливо , а селитра является окислителем . [1] [2] Порох широко используется в качестве топлива в огнестрельном оружии , артиллерии , ракетной технике и пиротехнике., в том числе использование в качестве взрывчатого вещества для взрывчатых веществ в карьерах , горнодобывающей промышленности , строительстве трубопроводов и дорожном строительстве .
Порох классифицируется как слабовзрывчатое вещество из-за его относительно медленной скорости разложения и, следовательно, низкой бризантности . Низковзрывчатые вещества горят (т.е. горят с дозвуковой скоростью), тогда как взрывчатые вещества высокой мощности детонируют , создавая сверхзвуковую ударную волну . Воспламенение пороха, упакованного позади снаряда , создает давление, достаточное для того, чтобы выстрелить из дульного среза на высокой скорости, но обычно недостаточно силы, чтобы разорвать ствол орудия . Таким образом, из него получается хорошее топливо, но он менее пригоден для разрушения скал или укреплений из-за своей низкой взрывной силы. Тем не менее, он широко использовался для снаряжения плавленых артиллерийских снарядов (и применялся при добыче полезных ископаемых) .и проекты гражданского строительства ) до второй половины XIX века, когда были использованы первые взрывчатые вещества .
Порох – одно из четырех великих изобретений Китая . [3] Первоначально разработанный даосами для медицинских целей, он был впервые использован в военных целях примерно в 904 году нашей эры. [4] Его использование в оружии сократилось из-за замены его бездымным порохом , и он больше не используется в промышленных целях из-за относительная неэффективность по сравнению с более новыми альтернативами, такими как динамит и нитрат аммония/мазут . [5]
Порох — слабовзрывчатое вещество : он не детонирует , а скорее сгорает (быстро горит). Это преимущество для порохового устройства, поскольку нежелателен удар, который мог бы разрушить пистолет и потенциально нанести вред оператору; однако это является недостатком, когда желателен взрыв. В этом случае топливо (и, самое главное, газы, образующиеся при его горении) необходимо изолировать. Поскольку он содержит собственный окислитель и дополнительно сгорает быстрее под давлением, его горение способно взорвать контейнеры, такие как снаряд, граната или импровизированные корпуса «самодельной бомбы» или «скороварки», с образованием шрапнели .
При разработке карьеров обычно предпочитают использовать взрывчатку для разрушения породы. Тем не менее, из-за его низкой бризантности порох вызывает меньше трещин и приводит к более пригодному для использования камню по сравнению с другими взрывчатыми веществами, что делает его полезным для взрывных работ по хрупкому сланцу [ 6] или монументальному камню, такому как гранит и мрамор . Порох хорошо подходит для холостых патронов , сигнальных ракет , разрывных зарядов и запусков спасательных линий. Он также используется в фейерверках для подъема снарядов, в ракетах в качестве топлива и в некоторых спецэффектах .
При горении в газ превращается менее половины массы пороха; большая часть его превращается в твердые частицы. Часть его выбрасывается, тратя впустую движущую силу, загрязняя воздух и вообще причиняя неудобства (выдавая позицию солдата, создавая туман, мешающий обзору и т. д.). Часть из них оседает в виде толстого слоя нагара внутри ствола, где также является помехой для последующих выстрелов и причиной заклинивания автоматического оружия. Более того, этот остаток гигроскопичен и при добавлении влаги, поглощенной из воздуха, образует коррозионно-активное вещество . Сажа содержит оксид калия или оксид натрия , который превращается в гидроксид калия или гидроксид натрия., который разъедает стволы ружей из кованого железа или стали . Поэтому пороховое оружие требует тщательной и регулярной очистки для удаления остатков. [7]