Порох

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

По́рох - багатокомпонентна тверда вибухова суміш, здатна до закономірного горіння рівнобіжними шарами без доступу кисню ззовні з утворенням головним чином газоподібних продуктів, використовуваних для метання снарядів, руху ракет і в інших цілях. Горіння рівнобіжними шарами, що не переходить у вибух, обумовлюється передачею тепла від шару до шару і досягається виготовленням досить монолітних порохових елементів, позбавлених тріщин. Оскільки можливість проникнення продуктів горіння усередину речовини виключена, горіння пороху стійке при великих зовнішніх тисках. Горіння рівнобіжними шарами дозволяє регулювати швидкість газоутворення. Газоутворення пороху залежить від величини поверхні заряду і швидкості його горіння.

Величина поверхні порохових елементів визначається їхньою формою, геометричними розмірами і може в процесі горіння збільшуватися або зменшуватися. Таке горіння називається відповідно прогресивним або дегресивним. Для одержання постійної швидкості газоутворення або її змін по визначеному закону окремі ділянки зарядів (наприклад, ракетних) покривають шаром непальних матеріалів (бронюванням). Швидкість горіння пороху залежить від їхнього складу, початкової температури і тиску .

[ред.] Характеристики пороху

Основними характеристиками пороху є

теплота вибухового перетворення Q - кількість тепла, виділювана при повному згорянні 1 кілограму пороху
обсяг газоподібних продуктів W виділюваних при згорянні 1 кілограма пороху (визначається після приведення газів до нормальних умов)
температура газів Т, обумовлена при згорянні пороху в умовах постійного обсягу і відсутності теплових втрат
щільність пороху ρ
сила пороху f - робота, яку міг би зробити 1 кілограм порохових газів, розширюючись при нагріванні на Т градусів при нормальному атмосферному тиску.

Характеристики основних типів порохов

Порох	Q, ккал/кг	W, дм³/кг	T, K
піроксиліновий	700	900	2270
баліститні:	900	1000	2900
ракетні	1200	860	2790
артилерійскі	880	750	2550
кордітні	850	990	2900
димний	700	300	2400

[ред.] Види порохів

Розрізняють два види пороху: нітроцелюлозні (бездимні) і сумішіві (у тому числі димний). Порох, що застосовується в ракетних двигунах, називається твердим ракетним паливом. Основу нітроцелюлозних порохів складають нітроцелюлоза і розчинник. Крім основних компонентів ці порохи містять присадки.

За складом і типовим розчинником, нітроцелюлозні порохи поділяються на: піроксилінові, баліститні і кордитні.

До складу піроксилінового пороху звичайно входить 91-96% піроксиліна, 1,2-5% летучих речовин (спирт, ефір і вода), 1,0-1,5% стабілізатора (дифеніламін) для збільшення стійкості при збереженні, 2-6% флегматизатору для уповільнення горіння зовнішніх шарів порохових зерен, 0,2-0,3% графіту і вогнегасячі присадки. Такі порохи виготовляються у вигляді пластинок, стрічок, кілець, трубок і зерен з одним або декількома каналами; застосовуються в вогнепальній зброї і в артилерії. Основними недоліками піроксилінових порохов є: зміна вмісту залишкового розчинника і вологи при збереженні, що негативно позначається на їхніх баліститних характеристиках: тривалості технологічного циклу виробництва (від 6-10 днів до 1 місяця).

Основу балістітних порохів складають нітроцелюлоза, яка не видаляється, і (труднолетучий) розчинник, тому їх іноді називають двухосновними. У залежності від застосовуваного розчинника вони називаються нітрогліцериновими, діглікольнимми і т.д. Звичайний склад балістітних порохів: 50-60% колоксиліну ( і 25-40% нітрогліцерину. Крім того, до складу цих порохів входять ароматичні нітросполуки (наприклад динітротолуол), стабілізатори (централит), а також вазелін, камфора й інші присадки. Порох виготовляються у виді трубок, пластин, кілець і стрічок. По застосуванню поділяють на ракетні (для зарядів до ракетних двигунів і газогенераторів), артилерійські (для метальних зарядів до артилерійських знарядь) і мінометні (для метальних зарядів до мінометів). У порівнянні з піроксиліновими балістичні порохи відрізняються меншою гігроскопічністю, швидкістю виготовлення (6-8 годин), можливістю одержання великих зарядів (до 1 метра в діаметрі), високою фізичною стійкістю і стабільністю балістичних характеристик. Недоліком балістітних порохів є велика небезпека у виробництві, обумовлена наявністю в їхньому складі потужної вибухової речовини - нітрогліцерину, дуже чутливого до зовнішніх впливів.

Кордитні порохи містять високоазотний піроксилін, для розчинення якого потрібно, крім нітрогліцерину, добавка летучих розчинників (спирто-ефірна суміш, ацетон). Це наближає технологію виробництва даних порохов до виробництва піроксилінових порохов. Перевага кордитів — велика потужність, однак вони викликають підвищений розпал люф.

Сумішні порохи як тверді ракетні палива містять приблизно 60-70% перхлората амонію (окислювач), 15-20% полімерного сполучного (пальне), 10-20% порошкоподібного алюмінію і різних присадок. Перед баліститними порохами вони володіють перевагами: більш високою питомою тягою, меншою залежністю швидкості горіння від тиску і температури, великим діапазоном регулювання швидкості горіння за допомогою різних присадок і т.п..

Сучасні димні порохи виготовляються у виді зерен неправильної форми. Роль окислювача в них виконує калієва селітра, а основного пального - дерев’яне вугілля. Сірка є цементуючою речовиною, що знижує гігроскопичність пороху і полегшує його запалення. Сорти димних порохів:

- шнуровий (для вогнепровідних шнурів);
- рушничний (для запальників до зарядів із нітроцелюлозних порохів і сумішних твердих палив
- грубозернистий
- плиннозгораючий (для підсилювачів і сповільнювачів у трубках і взрывателях);
- мінний (для підривних робіт);
- мисливський .

[ред.] Історія пороху

Першим представником пороху і вибухових речовин був димний порох — механічна суміш калієвої селітри, вугілля і сірки, звичайно в співвідношенні 75:15:10. Подібні склади з'явилися ще в старожитності і застосовувалися головним чином у якості запальних і руйнівних знарядь.

Метальну здатність димного пороху було відкрито значно пізніше і послужило поштовхом до розвитку вогнепальної зброї. У Європі (у тому числі і на Русі) відомий з 13 століття ; до середини 19 століття залишався єдиною вибуховою речовиною бризантної дії і до кінця 19 століття - метальним засобом .

З винаходом нітроцелюлозних порохів димний порох значною мірою утратив своє значення.

піроксиліновий порох був отриманий у Франції П. В'єлем у 1884,
баліститний порох — у Швеції А. Нобелем у 1888,
кордитний порох — у Великобританії у кінці 19 століття.

Приблизно в той же час (1887-91) у Росії Менделєєв розробив пироколлоідний порох, а група інженерів Охтенського порохового заводу - піроксиліновий порох. У 30-х роках 20 століття в СРСР уперше минулому створені заряди з баліститного пороху для реактивних снарядів, що успішно застосовувалися військами в період Другої світової війни (реактивні системи залпового вогню). Сумішні порохи для ракетних двигунів були розроблені наприкінці 40-х років.