Бездымный порох

Финский бездымный порох

Бездымный порох - это тип пороха, используемый в огнестрельном оружии и артиллерии, который производит меньшее количество дыма при выстреле, в отличие от исторического черного пороха, который он заменил. Этот термин является уникальным для Соединенных Штатов и обычно не используется в других англоязычных странах ^[1], которые изначально использовали собственные названия, такие как « Баллистит » и « Кордит », но постепенно перешли на «пропеллент» в качестве общего термина.

Бездымный порох был изобретен в 1884 году.

Основа термина «бездымный» является то , что продукты сгорания продукты являются в основном газообразными , по сравнению с около 55% твердых продуктов ( в основном карбоната калия , сульфата калия и сульфида калия ) для черного порошка. ^[2] Несмотря на свое название, бездымный порох не полностью свободен от дыма ; ^{[3] : 44} хотя дым от боеприпасов для стрелкового оружия может быть мало заметным, дым от артиллерийского огня может быть значительным. В этой статье основное внимание уделяется составам нитроцеллюлозы , но термин бездымный порох также использовался для описания различных смесей пикратов снитратные , хлоратные или дихроматные окислители в конце 19 века, до того, как преимущества нитроцеллюлозы стали очевидными. ^{[4] : 146–149}

С 14 века ^[5] порох на самом деле не был физическим « порохом », и бездымный порох можно было производить только в виде гранулированного или экструдированного гранулированного материала . ^{[ необходима цитата ]} Бездымный порох позволил разработать современное полуавтоматическое и полностью автоматическое огнестрельное оружие, а также более легкие галифе и стволы для артиллерии. Пригоревший порох оставляет плотное и тяжелое загрязнение , которое гигроскопично и вызывает ржавление ствола. Загрязнение бездымным порохом не проявляет ни одного из этих свойств (хотя некоторые грунтовкисоединения могут оставлять гигроскопичные соли, оказывающие аналогичное действие; неагрессивные грунтовочные составы были введены в 20-е годы ^{[4] : 21} ). Это делает возможным самозарядное огнестрельное оружие с множеством движущихся частей (которые в противном случае могли бы заклинивать или заклинивать при сильном засорении порохом).

Бездымные порохи обычно классифицируются как взрывчатые вещества подкласса 1.3 в соответствии с Рекомендациями ООН по перевозке опасных грузов - Типовые правила , региональные правила (например, ДОПОГ ) и национальные правила. Однако они используются как твердое топливо ; при нормальном использовании они скорее воспламеняются , чем взрываются .

Фон [ править ]

До широкого распространения бездымного пороха использование пороха или дымного пороха вызывало множество проблем на поле боя. Военные командиры со времен Наполеоновских войн сообщали о трудностях с отдачей приказов на поле боя, скрытом дымом стрельбы. Устные команды не могли быть услышаны из-за шума орудий, а визуальные сигналы не были видны сквозь густой дым от пороха, используемого орудиями. Если не будет сильного ветра, после нескольких выстрелов солдат, использующих пороховые боеприпасы, будет закрыт огромным облаком дыма. Снайперов или других скрытных стрелков выдало облако дыма над огневой позицией. Порох - слабое взрывчатое вещество, которое не детонирует.а дефлагрирует (быстро сгорает на дозвуковой скорости). Порох производит более низкое давление и примерно в три раза менее мощный по сравнению с бездымным порохом. ^[6] Порох также вызывает коррозию, поэтому его необходимо очищать после каждого использования. Точно так же склонность пороха к сильному загрязнению приводит к заклиниванию стрелы и часто затрудняет перезарядку.

Нитроглицерин и хлопок [ править ]

Нитроглицерин был синтезирован итальянским химиком Асканио Собреро в 1847 году. ^{[7] : 195} Впоследствии он был разработан и изготовлен Альфредом Нобелем в качестве промышленного взрывчатого вещества, но даже тогда он был непригоден в качестве метательного взрывчатого вещества: несмотря на его энергетические и бездымные свойства, он детонирует. вместо того , чтобы плавно сгорать , из-за чего ружье более подвержено разрушению, чем выбрасывается из него снарядом. Нитроглицерин также очень чувствителен, что делает его непригодным для переноски в условиях боя.

Важным шагом вперед было изобретение пушечного хлопка , материала на основе нитроцеллюлозы, немецким химиком Кристианом Фридрихом Шёнбейном в 1846 году. Он продвигал его использование в качестве взрывчатого вещества ^{[8] : 28} и продал права на производство Австрийской империи . Гункоттон был сильнее пороха, но в то же время был несколько более нестабильным. Джон Тейлор получил английский патент на пушистый хлопок; и John Hall & Sons открыли производство в Фавершеме .

Интерес англичан угас после того, как в 1847 году взрыв разрушил фабрику в Фавершаме. Австрийский барон Вильгельм Ленк фон Вольфсберг построил два завода по производству артиллерийского топлива, но это тоже было опасно в полевых условиях, и орудия, которые могли стрелять тысячами выстрелов с использованием черного пороха, могли достичь цели. срок их службы истекает после нескольких сотен выстрелов из более мощного ружья. Стрелковое оружие не могло выдержать давления, создаваемого пушкой.

После того, как одна из австрийских фабрик взорвалась в 1862 году, Thomas Prentice & Company начала производство пушечного хлопка в Стоумаркете в 1863 году; и химик британского военного ведомства сэр Фредерик Абель начал тщательное исследование на заводе Waltham Abbey Royal Gunpowder Mills, ведущее к производственному процессу, который удалял примеси в нитроцеллюлозе, что делало ее более безопасным в производстве и стабильным продуктом, более безопасным в обращении. Абель запатентовал этот процесс в 1865 году, когда взорвалась вторая австрийская хлопковая фабрика. После взрыва фабрики Stowmarket в 1871 году Waltham Abbey начала производство пушечного волокна для торпедных и минных боеголовок. ^{[4] : 141–144}

Улучшения пороха [ править ]

В 1863 году прусский артиллерийский капитан Иоганн Ф.Е. Шульце запатентовал метательный двигатель для стрелкового оружия из нитрированной древесины твердых пород, пропитанной селитрой или нитратом бария . В 1866 году Прентис получил патент на спортивный порошок из нитрированной бумаги, производимый в Стоумаркете, но баллистическая однородность страдала, поскольку бумага поглощала атмосферную влагу. В 1871 году Фредерик Фолькманн получил австрийский патент на коллоидную версию порошка Шульце под названием Коллодин , который он изготовил недалеко от Вены для использования в спортивном огнестрельном оружии. В то время австрийские патенты не были опубликованы, и Австрийская империя сочла эту операцию нарушением государственной монополии на производство взрывчатых веществ и закрыла фабрику Volkmann в 1875 году ^{[4].: 141–144}

В 1882 году компания Explosives Company в Стоумаркете запатентовала улучшенный состав нитрованного хлопка, желатинизированного эфиром-спиртом с нитратами калия и бария . Эти порохы подходили для дробовиков, но не для винтовок, ^{[9] : 138–139,} потому что нарезание нарезов приводит к сопротивлению плавному расширению газа, которое снижено в гладкоствольных ружьях.

В 1884 году Поль Вьей изобрел бездымный порох, названный Poudre B (сокращение от poudre blanche - белый порошок в отличие от черного пороха ) ^{[7] : 289–292,} сделанный из 68,2% нерастворимой нитроцеллюлозы , 29,8% растворимой нитроцеллюлозы, желатинизированной эфиром и 2 % парафина. Он был принят на вооружение для винтовки Лебеля . ^{[9] : 139} Его пропускали через ролики, чтобы сформировать тонкие листы бумаги, которые нарезали на хлопья желаемого размера. ^{[7] : 289–292} Получающееся в результате топливо , сегодня известное какпироцеллюлоза содержит несколько меньше азота, чем пушистый хлопок, и менее летучая. Особенно хорошей особенностью пороха является то, что оно не взорвется, пока не будет сжато, что делает его очень безопасным для обращения в нормальных условиях.

Порох Вьей произвел революцию в эффективности стрелкового оружия, поскольку он почти не выделял дыма и был в три раза мощнее черного пороха. Более высокая начальная скорость означала более плоскую траекторию, меньшее ветровое дрейфование и падение пули, что делало возможными выстрелы на 1000 м (1094 ярда). Поскольку для выстрела пули требовалось меньше пороха, патрон можно было сделать меньше и легче. Это позволяло войскам нести больше боеприпасов при том же весе. Кроме того, он будет гореть даже во влажном состоянии. Боеприпасы с черным порохом должны были храниться сухими и почти всегда храниться и транспортироваться в водонепроницаемых патронах.

Другие европейские страны быстро последовали и начали использовать свои собственные версии Poudre B, первыми из которых были Германия и Австрия, которые представили новое оружие в 1888 году. Впоследствии Poudre B несколько раз модифицировался с добавлением и удалением различных соединений. Крупп начал добавлять дифениламин в качестве стабилизатора в 1888 году. ^{[4] : 141–144}

Тем временем в 1887 году Альфред Нобель получил английский патент на бездымный порох, который он назвал Баллиститом . В этом топливе волокнистая структура хлопка (нитроцеллюлоза) была разрушена раствором нитроглицерина вместо растворителя. ^{[9] : 140} В Англии в 1889 году аналогичный порошок запатентовал Хирам Максим , а в США в 1890 году - Хадсон Максим . ^[10] Баллистит был запатентован в США в 1891 году.

Немцы приняли баллистит для использования на море в 1898 году, назвав его WPC / 98. Итальянцы приняли его как филит , в форме корда вместо хлопьев, но, осознав его недостатки, изменили формулу с нитроглицерином, которую они назвали соленит . В 1891 году русские поручили химику Менделееву найти подходящее топливо. Он создал нитроцеллюлозу, желатинизированную эфиром-спиртом, которая дает больше азота и более однородную коллоидную структуру, чем французское использование нитро-хлопка ^[11] в Пудре Б. Он назвал это пироколлодием . ^{[9] : 140}

Британия провела испытания всех различных типов топлива, доведенных до их сведения, но была ими недовольна и искала что-то более совершенное, чем все существующие типы. В 1889 году сэр Фредерик Абель , Джеймс Дьюар и доктор В. Келлнер запатентовали (№№ 5614 и 11664 на имена Абеля и Дьюара) новый состав, который производился на Королевской Пороховой Фабрике в Уолтемском Аббатстве. Он поступил на вооружение Великобритании в 1891 году как Cordite Mark 1. Его основной состав состоял из 58% нитроглицерина , 37% хлопка и 3% минерального желе. Модифицированная версия, Cordite MD, поступила на вооружение в 1901 году, с увеличенным до 65% содержанием хлопка и нитроглицерина.снижено до 30%. 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. Д.), Но более продолжительном высоком давлении. Кордит может быть любой формы и размера. ^{[9] : 141} Создание кордита привело к длительной судебной тяжбе между Нобелем, Максимом и другим изобретателем по поводу предполагаемого нарушения британских патентов .

Anglo-American Explosives Company начала производство пороха для дробовика в Окленде, штат Нью-Джерси, в 1890 году. DuPont начала производить пушечный хлопок в городке Карни-Пойнт, штат Нью-Джерси, в 1891 году. ^{[4] : 146–149} Чарльз Э. Манро с военно-морской торпедной станции в Ньюпорт, штат Род-Айленд , в 1891 г. запатентовал состав порохового хлопка, коллоидированного с нитробензолом, под названием индурит . ^{[7] : 296–297} Несколько американских фирм начали производить бездымный порох, когда Winchester Repeating Arms Companyначал загрузку спортивных патронов с порошком Взрывчатые компании в 1893 году в Калифорнии Порошковая заводе начали производить смесь нитроглицерина и нитроцеллюлозы с пикратом аммония как Пейтон порошок , Леонард бездымный порох компания начала производить нитроглицерин - нитроцеллюлозные Рубин порошки, Лафлин и Rand переговоры лицензию на производство баллиститные , а DuPont начала производить порох для бездымного дробовика. Армия США провела оценку 25 разновидностей бездымного пороха и отобрала порох Рубин и Пейтон.как наиболее подходящий для использования в служебной винтовке Krag-Jørgensen . Рубин был предпочтительнее, потому что для защиты латунных гильз от пикриновой кислоты в порошке Пейтон требовалось лужение . Вместо того, чтобы платить требуемые роялти за Ballistite , Laflin & Rand профинансировала реорганизацию Леонарда в Американскую компанию по производству бездымного пороха. Лейтенант армии США Уистлер помогал начальнику завода American Smokeless Powder Company Аспинуоллу в разработке улучшенного пороха под названием WA за их усилия. Бездымный порох WA был стандартом для военных винтовок США с 1897 по 1908 год. ^{[4] : 146–149}

В 1897 году лейтенант ВМС США Джон Бернаду запатентовал порошок нитроцеллюлозы в коллоиде с эфирным спиртом. ^{[7] : 296-297} ВМС лицензированы или проданы патенты для этой композиции на DuPont и калифорнийские порошковые работы при сохранении на производство права на военно - морскую Пороховой завод, Indian Head, штат Мэриленд , построенных в 1900 годе армии Соединенных Штатов приняли Одно- ВМС базовый рецепт в 1908 году и начал производство в Пикатинни Арсенале . ^{[4] : 146–149} К тому времени Laflin & Rand приобрела American Powder Company для защиты своих инвестиций, а Laflin & Rand была куплена DuPont в 1902 году. ^[12] После получения 99-летней аренды компании Explosives в 1903 году DuPont пользовалась услугами. из всех значительных патентов на бездымный порох в Соединенных Штатах, и смог оптимизировать производство бездымного пороха. ^{[4] : 146–149} Когда в 1912 году правительство вынудило антимонопольные меры, компания DuPont сохранила рецептуры бездымного пороха с нитроцеллюлозой, которые использовались вооруженными силами США, и передала составы с двойным основанием, 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.

Химические составы [ редактировать ]

В настоящее время пропелленты, использующие нитроцеллюлозу ( скорость детонации 7 300 м / с (23 950 фут / с), коэффициент RE 1,10) (обычно это эфирно-спиртовой коллоид нитроцеллюлозы) в качестве единственного ингредиента взрывчатого вещества, описываются как одноосновный порошок . ^{[7] : 297}

Смеси пороха, содержащие нитроцеллюлозу и нитроглицерин (скорость детонации 7700 м / с (25 260 футов / с), коэффициент RE 1,54) в качестве компонентов взрывчатого топлива, известны как двухосновный порошок . В качестве альтернативы динитрат диэтиленгликоля (скорость детонации 6 610 м / с (21 690 фут / с), коэффициент RE 1,17) можно использовать в качестве замены нитроглицерина, когда важно снизить температуру пламени без ущерба для давления в камере. ^{[7] : 298} Снижение температуры пламени значительно снижает эрозию ствола и, следовательно, износ. ^{[ необходима цитата ]}

В течение 1930-х годов было разработано трехосновное топливо, содержащее нитроцеллюлозу, нитроглицерин или динитрат диэтиленгликоля и значительное количество нитрогуанидина (скорость детонации 8200 м / с (26900 футов / с), коэффициент RE 0,95) в качестве ингредиентов взрывчатого топлива. 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 боеприпасов большого калибра, таких как (военно-морская) артиллерия 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. ^{[ необходима цитата ]}

В конце 20 века начали появляться новые составы пороха. Они основаны на нитрогуанидине и взрывчатых веществах типа RDX (скорость детонации 8750 м / с (28710 футов / с), коэффициент RE 1,60). ^{[ необходима цитата ]}

Скорости детонации имеют ограниченное значение при оценке скорости 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 реакций твердого одно- и двухосновного топлива показывают, что скорость реакции контролируется теплопередачей через температурный градиент.через ряд зон или фаз по мере того, как реакция переходит 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 вступают в реакцию с образованием обычных продуктов сгорания, таких как пар и монооксид углерода . ^[13] 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. ^[14]

Неустойчивость и стабилизация [ править ]

Нитроцеллюлоза со временем портится, 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 . ^{[ необходима цитата ]}

Чтобы предотвратить накопление продуктов порчи, добавляются стабилизаторы . Дифениламин - один из наиболее часто используемых стабилизаторов. Нитрированные аналоги дифениламина, образующиеся в процессе стабилизации разлагающегося порошка, иногда используются в качестве самих стабилизаторов. ^{[3] : 28 [7] : 310} Стабилизаторы добавляются в количестве 0,5–2% от общего количества препарата; более высокие количества имеют тенденцию к ухудшению его баллистических свойств. Количество стабилизатора истощается со временем. Пропелленты при хранении следует периодически проверять на количество оставшегося стабилизатора, поскольку его расход может привести к самовоспламенению топлива. ^{[ необходима цитата ]}

Физические вариации [ править ]

Бездымный порох можно измельчить в маленькие сферические шарики или экструдировать в цилиндры или полосы с множеством форм поперечного сечения (полосы с различными прямоугольными пропорциями, цилиндры с одним или несколькими отверстиями, цилиндры с прорезями) с использованием растворителей, таких как эфир. Эти профили можно разрезать на короткие («хлопья») или длинные куски («шнуры» длиной много дюймов). Пушечный порох имеет самые крупные куски. ^{[ необходима цитата ]}

На свойства пороха большое влияние оказывают размер и форма его частей. Удельная площадь поверхности топлива влияет на скорость горения, а размер и форма частиц определяют удельную поверхность. Манипулируя формой, можно влиять на скорость горения и, следовательно, на скорость роста давления во время горения. Бездымный порох горит только на поверхности деталей. Более крупные куски горят медленнее, а скорость горения дополнительно регулируется огнезащитными покрытиями, которые немного замедляют горение. Задача состоит в том, чтобы отрегулировать скорость горения таким образом, чтобы на метательный снаряд оказывалось более или менее постоянное давление, пока он находится в стволе, чтобы получить максимальную скорость.Перфорация стабилизирует скорость горения, потому что по мере того, как внешняя часть горит внутрь (таким образом сокращая площадь поверхности горения), внутренняя часть горит наружу (таким образом увеличивая площадь поверхности горения, но быстрее, чтобы заполнить увеличивающийся объем ствола, представленный отходящими снаряд).^{[3] : 41–43} Быстро горящие порохы для пистолетов получают путем экструдирования форм с большей площадью, таких как хлопья, или путем сплющивания сферических гранул. Сушка обычно проводится под вакуумом. Растворители конденсируются и используются повторно. Гранулы также покрыты графитом, чтобы искры статического электричества не вызывали нежелательного возгорания. ^{[7] : 306}

Пропелленты с более быстрым сгоранием создают более высокие температуры и более высокие давления, однако они также увеличивают износ стволов орудий. ^{[ необходима цитата ]}

Бездымные компоненты пороха [ править ]

Составы пороха могут содержать различные энергетические и вспомогательные компоненты:

• Пропелленты
  • Нитроцеллюлоза , энергетический компонент большинства бездымных порохов ^{[15] : 5}
  • Нитроглицерин , энергетический компонент двухосновных и трехосновных составов ^{[15] : 5}
  • Нитрогуанидин , компонент трехосновных составов ^{[15] : 5}
  • DINA (бис-нитроксиэтилнитрамин; динитрат диэтаноламина, DEADN; DHE) ^{[15] : 104}
  • Фивонит (2,2,5,5-тетраметилолциклопентанон тетранитрат, CyP) ^{[15] : 104}
  • ДГН ( динитрат диэтиленгликоля ) ^{[15] : 221}
  • Ацетилцеллюлоза ^{[15] : 318}
• Сдерживающие (или умеренные) средства, замедляющие скорость горения
  • Централиты (симметричная дифенилмочевина - в основном диэтил или диметил) ^{[7] : 317–320 [8] : 30}
  • Дибутилфталат ^{[15] : 5 [8] : 30}
  • Динитротолуол (токсичный и канцерогенный) ^{[15] : 5 [8] : 31}
  • Акардит (асимметричный дифенилмочевина) ^{[15] : 221}
  • орто-толил уретан ^{[15] : 174}
  • Полиэфирный адипинат
  • Камфора (устаревшая) ^{[8] : 30}
• Стабилизаторы для предотвращения или замедления саморазложения ^{[7] : 307–311}
  • Дифениламин ^{[7] : 302}
  • Вазелин ^{[7] : 296}
  • Карбонат кальция ^{[15] : 5}
  • Оксид магния ^{[15] : 221}
  • Бикарбонат натрия ^{[15] : 318}
  • метиловый эфир бета-нафтола ^{[15] : 174}
  • Амиловый спирт (устаревший) ^{[7] : 307}
  • Анилин (устаревший) ^{[7] : 308}
• Добавки для удаления отложений , препятствующие накоплению остатков меди из нарезов ствола оружия.
  • Металлическое олово и соединения (например, диоксид олова ) ^{[15] : 5 [8] : 32}
  • Висмут металл и соединение (например, висмут трехокись , висмут субкарбонат , висмут нитрат , висмут Антимониды ); соединения висмута являются предпочтительными, поскольку медь растворяется в расплавленном висмуте, образуя хрупкий и легко удаляемый сплав
  • Свинцовая фольга и соединения свинца, прекращенные из-за токсичности ^{[15] : 104}
• Редукторы для уменьшения яркости дульного пламени (у всех есть недостаток: дымообразование) ^{[7] : 322–327}
  • Хлорид калия ^{[7] : 323–327}
  • Азотнокислый калий
  • Сульфат калия ^{[15] : 5 [8] : 32}
  • Битартрат калия ( гидротартрат калия) (побочный продукт производства вина, ранее использовавшийся французской артиллерией) ^{[7] : 322–327}
• Присадки, снижающие износ, для снижения износа гильз стволов ^[16]
  • Воск
  • Тальк
  • Оксид титана
  • Полиуретановые куртки поверх мешков с порошком в больших пистолетах
• Прочие добавки
  • Этилацетат , растворитель для производства сферического порошка ^{[7] : 296}
  • Канифоль , поверхностно-активное вещество, удерживающее форму зерна сферического порошка.
  • Графит , смазка для покрытия зерен и предотвращения их слипания, а также для рассеивания статического электричества ^{[7] : 306}

Производство [ править ]

ВМС США изготовлены однокамерный трубчатый порошок для морской артиллерии в Indian Head, штат Мэриленд , начиная с 1900 г. Аналогичных процедур были использованы для армии Соединенных Штатов производства на Picatinny Arsenal , начиная с 1907 годом ^{[7] : 297} и для производства меньших из мелкозернистого Улучшено Порошки для военных винтовок (IMR) после 1914 года. Коротковолокнистый хлопковый линт кипятили в растворе гидроксида натрия для удаления растительных восков, а затем сушили перед преобразованием в нитроцеллюлозу путем смешивания с концентрированной азотной и серной кислотами.. Нитроцеллюлоза все еще напоминает волокнистый хлопок на этом этапе производственного процесса, и обычно ее называют пироцеллюлозой, поскольку она спонтанно воспламеняется на воздухе до тех пор, пока не будет удалена непрореагировавшая кислота. Также использовался термин "пушечный хлопок"; хотя некоторые источники указывают на то, что пушечный хлопок является более нитрованным и очищенным продуктом, который использовался в боеголовках торпед и мин до использования тротила . ^{[3] : 28–31}

Непрореагировавшая кислота удалялась из пироцеллюлозной массы посредством многоступенчатого процесса дренирования и промывки водой, аналогичного тому, который используется на бумажных фабриках при производстве химической древесной массы . Спирт под давлением удаляет оставшуюся воду из осушенной пироцеллюлозы перед смешиванием с эфиром и дифениламином. Затем смесь пропускали через пресс, экструдирующий форму длинного трубчатого корда для разрезания на зерна желаемой длины. ^{[3] : 31–35}

Затем спирт и эфир выпаривали из «зеленых» зерен пороха до остаточной концентрации растворителя от 3 процентов для порохов для ружей и 7 процентов для крупных зерен артиллерийского пороха. Скорость горения обратно пропорциональна концентрации растворителя. Зерна были покрыты электропроводящим графитом, чтобы свести к минимуму образование статического электричества во время последующего смешивания. «Партии», содержащие более десяти тонн зерен порошка, были смешаны через башенное расположение смесительных бункеров для минимизации баллистических различий. Затем каждую смешанную партию подвергали тестированию, чтобы определить правильную загрузку для желаемых характеристик. ^{[3] : 35–41 [7] : 293 и 306}

Военные количества старого бездымного пороха иногда перерабатывались в новые партии пороха. ^{[3] : 39} В течение 1920-х годов Фред Олсен работал в «Пикатинни Арсенал», экспериментируя с способами сбора тонны пороха для одноосновных пушек, изготовленных для Первой мировой войны . Олсен был нанят Western Cartridge Company в 1929 году и разработал процесс производства сферического бездымного пороха к 1933 году. ^[17] Переработанный порошок или промытая пироцеллюлоза могут быть растворены в этилацетате, содержащем небольшие количества желаемых стабилизаторов и других добавок. Полученный сироп в сочетании с водой и поверхностно-активными веществами., можно нагревать и перемешивать в контейнере под давлением до тех пор, пока сироп не образует эмульсию из небольших сферических глобул желаемого размера. Этилацетат отгоняется, когда давление медленно снижается, оставляя маленькие шарики нитроцеллюлозы и добавок. Сферы могут быть впоследствии модифицированы путем добавления нитроглицерина для увеличения энергии, выравнивания между валками до однородного минимального размера, покрытия фталатными средствами, замедляющими воспламенение, и / или глазирования графитом для улучшения характеристик текучести во время смешивания. ^{[7] : 328–330 [18]}

Современный бездымный порох производится в США компанией St. Marks Powder , Inc., принадлежащей General Dynamics . ^[19]

Беспламенный порох [ править ]

Дульная вспышка - это свет, излучаемый вблизи дульного среза горячими пороховыми газами и химическими реакциями, которые происходят при смешивании газов с окружающим воздухом. Перед вылетом снарядов может произойти небольшая предварительная вспышка из-за утечки газов мимо снарядов. После вылета из дула тепла газов обычно достаточно для испускания видимого излучения - первичной вспышки. Газы расширяются, но, проходя через диск Маха, снова сжимаются, образуя промежуточную вспышку. Горячие горючие газы (например, водород и окись углерода) могут появиться, когда они смешиваются с кислородом в окружающем воздухе, чтобы произвести вторичную вспышку, самую яркую. Вторичная вспышка обычно не возникает у стрелкового оружия. ^{[20] : 55–56}

Нитроцеллюлоза содержит недостаточно кислорода, чтобы полностью окислить углерод и водород. Дефицит кислорода увеличивается за счет добавления графита и органических стабилизаторов. Продукты сгорания внутри ствола пистолета включают легковоспламеняющиеся газы, такие как водород и окись углерода. При высокой температуре эти легковоспламеняющиеся газы воспламеняются при турбулентном перемешивании с кислородом воздуха за дулом дула ружья. Во время ночных боев, вспышка зажигания может показать расположение орудия вражеским силам ^{[7] : 322–323} и вызвать временную куриную слепоту среди орудийного расчёта с помощью фотообесцвечивания визуально-пурпурного цвета . ^[21]

Пламегасители обычно используются в стрелковом оружии для уменьшения сигнатуры вспышки, но для артиллерии такой подход непрактичен. Артиллерийские дульные вспышки наблюдались на расстоянии до 150 футов (46 м) от дульного среза, они могут отражаться от облаков и быть видимыми на расстоянии до 30 миль (48 км). ^{[7] : 322–323} Для артиллерии наиболее эффективным методом является метательное взрывчатое вещество, которое производит большую часть инертного азота при относительно низких температурах, который разбавляет горючие газы. Для этого используются пропелленты на тройной основе из-за азота в нитрогуанидине. ^{[20] : 59–60}

До использования ракетных топлив на тройной основе обычным методом уменьшения мгновенного испарения было добавление неорганических солей, таких как хлорид калия, чтобы их удельная теплоемкость могла снизить температуру дымовых газов, а их мелкодисперсный дым мог блокировать видимые длины волн лучистой энергии сгорания. ^{[7] : 323–327}

См. Также [ править ]

• Антикварное огнестрельное оружие
• Коричнево-коричневый - препарат, созданный путем смешивания кокаина с порошком картриджа.
• Небольшие руки

Цитаты [ править ]

Библиография [ править ]

• Кэмпбелл, Джон (1985). Военно-морское оружие Второй мировой войны . Издательство Военно-морского института. ISBN 0-87021-459-4.
• Дэвис, Тенни Л. (1943). Химия пороха и взрывчатых веществ (изд. Angriff Press [1992]). ISBN компании John Wiley & Sons Inc. 0-913022-00-4.
• Даллман, Джон (2006). "Вопрос 27/05:" Беспламенный "порох". Военный корабль International . XLIII (3): 246. ISSN  0043-0374 .
• Дэвис, Уильям К. младший (1981). Разгрузка . Национальная стрелковая ассоциация Америки. ISBN 0-935998-34-9.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Fairfield, AP, CDR USN (1921). Военно-морская артиллерия . Лорд Балтимор Пресс.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Гиббс, Джей (2010). "Вопрос 27/05:" Беспламенный "порох". Военный корабль International . XLVII (3): 217. ISSN  0043-0374 .
• Гробмайер, АХ (2006). "Вопрос 27/05:" Беспламенный "порох". Военный корабль International . XLIII (3): 245. ISSN  0043-0374 .
• Грулич, Фред (2006). "Вопрос 27/05:" Беспламенный "порох". Военный корабль International . XLIII (3): 245–246. ISSN  0043-0374 .
• Хэтчер, Джулиан С. и Барр, Эл (1951). Разгрузка . Компания Hennage Lithograph Company.
• Матунас, EA (1978). Данные по загрузке шарового порошка Winchester-Western . Олин Корпорация.
• Милнер, Марк (1985). Североатлантический забег . Издательство Военно-морского института. ISBN 0-87021-450-0.
• Вулф, Дэйв (1982). Профили пороха Том 1 . Издательство Вулф. ISBN 0-935632-10-7.

Внешние ссылки [ править ]

• Производство бездымных порохов и их судебно-медицинский анализ: краткий обзор - Роберт М. Херамб, Брюс Р. МакКорд
• Документы Хадсона Максима (1851–1925) в музее и библиотеке Хагли . В сборник вошли материалы, относящиеся к патенту Максима на способ изготовления бездымного пороха.