Метательные взрывчатые вещества

Метательные взрывчатые вещества

Взрывчатые вещества могут быть разбиты на три класса:

Инициирующие ВВ

Метательные ВВ

Бризантные ВВ

Из перечисленных ВВ вторые используются для обеспечения выстрела оружия (выброса снаряда).

Взрывчатые вещества (ВВ) можно определить как вещества, которые, будучи соответственным образом «инициированы», способны оказать мгновенное интенсивное давление на окружение. В современной фразеологии термин «взрыв» используется в несколько расплывчатом смысле.

Взрывчаткой может называться настоящее ВВ или детонатор. Если это относится только к первому значению, то ее можно отнести к метательным ВВ или низкоэнергетическим ВВ. Если же это детонатор, то такое вещество относится к высокоэнергетическим ВВ и может быть использовано, в частности, как наполнение снаряда. Взрыв – это возгорание, то есть стремительное окисление кислородом. Другими словами, нет никакого различия между взрывом пороха и окислением железного гвоздя, кроме скорости окисления. С другой стороны, детонация – это волновой процесс со скоростью распространения в веществе порядка 4000–5000 м/с, аналогично распространению акустической волны в воздухе или распространению удара по металлическому пруту. Таким образом, бризантное ВВ должно содержать нестабильные химические группы с внутренним запасом кислорода, способным освобождаться под действием встряски. Метательные ВВ – это более стабильные составы, которые, если их изолировать от огня или искр, относительно безвредны. Основные свойства метательных ВВ это:

1) хорошо контролируемая интенсивность горения;

2) отсутствие дыма и продуктов сгорания после возгорания;

3) неподверженность самовозгоранию;

4) легкость поджигания;

5) не приводят к эрозии ствола орудия;

6) стабильность при хранении;

7) нечувствительность к влажности и температуре;

8) сыпучесть.

Это фундаментальные параметры метательных ВВ. Их незнание и невозможность их реализации были основной причиной неудач в большинстве первых опытов с пушками.

Взрыв происходит с высвобождением энергии в результате химической реакции между отдельными составляющими этого вещества, и эту, не высвобожденную пока энергию необходимо всегда иметь в виду химикам при составлении их магических формул и когда они склоняются над своими перегонными кубами. Однако, пока какой-то средневековый философ в своих бесконечных поисках неизвестного не натолкнулся на нужное соединение, все эти мечты оставались нереализованными. Первым был открыт черный дымный порох. В этом сомнений нет – все дальнейшие события подтверждают этот факт. Споры возникают лишь в вопросе, где и кем он был открыт. Он использовался и как инструментальный, и как высокоэнергетический, и был единственным метательным ВВ, используемым в первые пять веков артиллерии, до появления бездымного пороха в середине XIX века. Будучи в общем-то простой смесью, никакое другое вещество не вызвало такого отклика в литературе и не стало причиной такого количества смертей и разрушений. Его происхождение покрыто тайной, открытие приписывалось китайцам, арабам (и другим мусульманам стран Востока) и некоторым национальностям Европы. Из всего этого хаоса мнений о первооткрывателях отдельно стоит имя Роджера Бэкона (Roger Bacon). Он, несомненно, самый признанный авторитет, вписанный в издание «Ганпауд Дерби» (Gunpowder Derby), и может быть смело назван отцом английского пороха. Китайцы, византийцы, греки, арабы и индусы были знакомы с составами, возгорающимися при поджиге, и использовали их с различной степенью эффективности в раннем и среднем Средневековье. Китайцы вполне определенно были знакомы с селитрой, являющейся важным ингредиентом пороха. Они называли это «китайским снегом» и использовали еще до нашей эры при приготовлении фейерверков и ракет. Однако знакомство с природными залежами еще не означает знаний в области ВВ, все вышеупомянутые страны заявляли свои претензии на роль первооткрывателей в этой области. Современная наука утверждает, что все эти возгораемые смеси были в большей степени зажигательными, а не взрывными.

Роджер Бэкон был весьма незаурядной личностью, намного опередившей свое время. Как и Леонардо да Винчи, он был интеллектуальным гигантом, рожденным в век мракобесия. Он родился около 1214 года, в семье зажиточных родителей в Илчестере, графство Сомерсет (Ilchester, Somerset). Окончил Оксфорд магистром гуманитарных наук, в 1233 году был посвящен в духовный сан и, через год или два, поступил в Парижский университет. Париж того времени был центром научного образования, и за успехи Бэкона в области физики, математики и алхимии его прозвали Doctor Mirabilis (доктор Мирабилис) среди своих современников. В 1250 году он возвращается в Англию и вступает в орден францисканцев в Оксфорде, но его лекции вызвали столь бурную реакцию завистников и безграмотных собратьев, что в 1257 году генерал ордена Бонавентура (Bonaventura) отдал его под надзор ордена во францисканский монастырь в Париже на десять лет. Папе Клименту IV понравилась эрудиция ученого монаха, и он заказал ему написание монографии на тему господства науки. Бэкон это поручение выполнил, в результате вмешательства папы получил свободу и в 1268 году вернулся в Оксфорд. Десять лет спустя его снова арестовывают за неортодоксальные взгляды и освобождают лишь в 1292 году. Умер Бэкон в Оксфорде около 1292 или 1294 года. Наиболее известная его работа, касающаяся вопросов пороха, – это Epistolae de Secretis Operibus Artis et Naturae et de Nullitate Magiae («Послание монаха Роджера Бэкона о тайных действиях искусства и природы и ничтожестве магии»), посвященная Вильгельму Овернскому, епископу Парижа, который умер в 1249 году. Если посвящение подлинно, то автор должен был быть знаком с порохом до этой даты. Оригинал, вероятнее всего, утерян, сохранились две частичные копии манускрипта, одна в Бодлианской (Bodleian) библиотеке, а вторая в Британском музее. Основная тема работы – атака на магию, аргументируется утверждение, что наука может свершить большие чудеса, чем черная магия. Учитывая время, когда это было написано, такая научная работа заслуживает самой высокой оценки. В последующих частях работы Бэкон описывает то, что он, очевидно, считал самым замечательным доказательством своей идеи, но, то ли из соображений собственной безопасности, то ли из желания скрыть опасные знания от невежд, он написал это шифром или анаграммой. После долгих двух веков попыток разгадать послание труды подполковника Хайма (Lieut.-Colonel Hime) наконец дали ключ к разгадке этого набора бессмысленных слов, оказавшегося рецептом приготовления пороха и указаниями на его разрушительную силу.

Порох состоит из смеси селитры, древесного угля и серы, пропорции которых время от времени менялись. На заре артиллерии эти три ингредиента смешивались кому как вздумается, по вкусу изготовителя пороха. Такое послабление в век, когда баллистика как наука лишь зарождалась, вполне понятно. Основным критерием качества пороха в эти дни была его способность к взрыву при поджигании. Коль скоро это достигалось, изготовитель был доволен, вне зависимости от последующих результатов. Ниже приводятся данные из работы Хайма Origin of Artillery, показывающие, как различался со временем состав пороха в Англии.

Епископ Уотсон (Reverend Richard Watson) был заметной фигурой своего времени. Его преосвященство Ричард Уотсон – доктор богословия, член Королевского общества, епископ Лландафа, родился в 1737 году. Сын школьного учителя в Уэстморленде, в 1764 году он поступил стипендиатом в Тринити-колледж, Кембридж. За год до этого умер его отец, оставив ему 300 фунтов стерлингов. Два с половиной года спустя он закончил колледж. После каникул он вернулся в Кембридж, где стал куратором математики. В 1759 году он сдал экзамен на бакалавра и был признан вторым математиком года. В октябре 1760 года он был выбран членом Тринити, в 1762 году получил звание магистра и в следующем году стал модератором (председателем собрания) Тринити-колледжа, 19 ноября 1764 года научный совет избирает его профессором химии. В 1767 году он становится старшим куратором, а в 1768 году выбирается членом Королевского общества. В 1769 году он получает докторскую степень богословия и становится профессором, кафедра которого учреждена одним из английских королей. В 1782 году он был посвящен в епископы Лландафа.

В 1786 году правительство просило его совета, как увеличить мощность пороха. Он предложил приготавливать древесный уголь дистилляцией дерева в закрытом объеме. Предложение было принято.

Он был математиком, химиком, физиком, агрономом, анатомом, политиком и теологом. Человек разносторонних знаний, неистощимой энергии и богатейшей начитанности, он умер в 1816 году.

Джон Ардерн (John Arderne) (1307–1377) до 1350 года был практикующим хирургом в Ньюарке. Он оставил после себя несколько манускриптов, хранящихся сейчас в коллекции Слоун (Sloane collection) Британского музея. Они содержат рецепты греческого огня, летающего огня и пороха. Летающий огонь был маслянистой смесью, которая, будучи залита в трубку и подожжена, летела вперед.

Питер Вайтхорн (Peter Whitehorne) был военным писателем, служившим в армии императора Священной Римской империи Карла V (он же король Испании Карл I), воевавшего против мавров около 1550 года. Вайтхорн опубликовал переводы Макиавелли по искусству войны (1562) и итальянскую версию «Греческой стратегии» Фабио Котта (Fabio Cotta).

Бенджамин Робинс (Benjamin Robins) был выдающимся математиком и военным инженером.

Приведем иностранные составы пороха, описанные в «Истории греческого огня и пороха» Дж. Р. Партингтона (J. R. Partington):

Английский порох оставался все тем же с 1781 года, это: селитра 75, уголь 15, порох 10.

Самая ранняя форма пороха, известная как серпентин, состояла из частиц в состоянии очень мелкого дробления. Его основным недостатком было высокое влагопоглощение, связанное с гигроскопичной природой селитры. Другими недостатками этой смеси были: тенденция к слипанию составляющих смеси в отдельные комки во время перевозок, значительный остаток после сгорания, необходимость осторожной трамбовки, склонность смеси к медленному горению при излишне плотной трамбовке вместо взрыва и большое взрывоопасное запыление. Было предпринято несколько попыток преодолеть эти сложности. Боурни (Bourne) в статье «Проблемы стрельбы больших орудий» (Arte of Shooting in great Ordnaunce) 1587 года пишет: «При слишком плотно утрамбованном порохе и пыже приходится долго ждать выстрела… Слишком мягкая трамбовка делает выстрел слишком неточным… Трамбовать надо, но не слишком плотно».

Первые изготовители пороха добавляли камфару, хлористый аммоний и живицу, растворенную в спирте, с целью предотвратить слипание составляющих смеси. Так, Codex Germanicus XIV века предписывал: «Если вы хотите сделать хороший сильный порох, возьмите 4 фунта селитры, 1 фунт серы и 1 фунт древесного угля, 1 унцию salpractica (салпрактика, см. ниже), 1 унцию хлористого аммония и одну двенадцатую часть камфары. Все это хорошенько истолочь, хорошенько перемешать, добавить винный спирт, перемешать и дать высохнуть на солнце. Так вы получите порох, один фунт которого будет лучше 3 фунтов обычного пороха. Кроме того, он хорошо хранится и со временем становится еще лучше… Без камфары порох дробится и легко портится. Добавка камфары удерживает порошок и делает его сильнее и быстрее».

Салпрактика (salpractica) – смесь селитры, камфары и хлористого аммония, растворенная в винном спирте, изготовлялась путем соскабливания осадка, образующегося после выпаривания этой смеси. Считалось, что это придает мощность пороху, вводя больше «воздуха».

Самым большим недостатком раннего пороха была его гигроскопичность. Часто он оказывался сырым и бесполезным в самый нужный момент.

Такой недостаток не мог оставаться без внимания, поскольку он делал и наземные, и морские пушки бесполезными. Чтобы избежать этого, запасы приходилось время от времени просушивать. Другим способом избежать этого было паковать порох в мешки, пропитанные воском, метод, применявшийся в Шотландии в 1459 году.

Чтобы предотвратить стратификацию и понизить риск случайного взрыва опасной пыли, составляющие пороха часто перевозились отдельно и смешивались по мере необходимости.

Чтобы избежать излишнего засорения, Вайтхорн упоминает, что заряды для некоторых пушек были зашиты в «мешочки из ткани или бумаги» – ранние варианты гильз. Как видно отсюда, проблемы «прорезания зубов» младенческой артиллерии были достаточно серьезными и, до появления научных методов XVIII века, решались весьма рискованными методами. Все эти рассуждения считались лишь смягчающими обстоятельствами недостатков серпентина. Изготовители пороха знали решение: гранулированный порох, но они не могли использовать его для заряжания пушек, пока их изготовители не отольют орудия, способные выдержать возрастающее при этом давление. Такой порох, изготовленный в небольших количествах, был известен с XV века и использовался в стрелковом оружии, например в Англии еще до 1560 года, но мощность и дороговизна ограничивали его применение в ранней артиллерии. Поэтому, как отмечается в манускрипте Ричарда Райта 1563 года, в этой стране его применение в артиллерии относится к XVI веку. А на континенте впервые гранулированный порох использовался при Нюрнберге в 1450 году.

Гранулированный порох имел следующие преимущества:

1) был значительно менее гигроскопичен, особенно глазурованный;

2) оставлял значительно меньше нагара после выстрела;

3) он не стратифицировался (слипание составляющих смеси в отдельные комки) во время транспортировки;

4) он не требовал столь тщательного (требующего особого внимания) уплотнения;

5) в связи с зернистостью и, как результат, повышенной площадью поверхности и воздушных пустот, такой порох взрывался настолько быстро, что выделяющиеся газы не успевали улетучиваться. В результате мощность взрыва гранулированного пороха была выше на 33,5 % по сравнению с мощностью взрыва порошкового пороха того же веса;

6) вызывал значительно меньшее запыление.

Что касается производства пороха в королевской Британии. В целом было бы несправедливо сказать, что в эту эпоху Англия сильно отставала от континентальной Европы, она следовала общей тенденции развития этого направления. Прежде чем говорить о производстве, имеет смысл разобраться в положении вещей с основными поставщиками сырья – селитры.

Эта соль была первостепенным фактором производства. До разработки богатых залежей селитры в Чили в XIX веке ее единственным источником было выделение из других добываемых ископаемых. Нитрат калия образуется в определенных условиях при разложении животных и растительных останков в виде флуоресцентного налета на сырых стенах подвалов или на земле. Такие отложения никогда не бывают чистыми и содержат обычно лишь малое количество селитры, и, будучи очень похожей на соду, селитра, должно быть, часто принималась за нее. Таким образом, выделение достаточно чистого вещества, видимо, требовало незаурядных знаний химии в странах с достаточно теплым влажным климатом, способствующим разложению органических веществ с образованием флуоресцирующих веществ. Важно, чтобы этот климат был с регулярными жаркими сухими сезонами. Эти условия исключают Европу, кроме ее южных субтропических областей. Таким образом, Восток приобрел монополию, а монополия означает высокие цены.

В Европе селитра впервые появилась благодаря изготовителям пушек в Германии, но цена была чрезмерной.

В 1378 году селитра, изготовленная производителями пушек в Нюрнберге, стоила свыше 52 флоринов за центнер (cwt ок. 50 кг); в 1381 году она упала до 41 флорина за центнер. Так что цена падала. В Швейцарии она никогда не поднималась столь высоко. Как бы ни были высоки цены по отношению к себестоимости, предложение не могло удовлетворить потребности. Поэтому продавцы полагались на поставки из Азии, в основном из Индии.

Таким образом, когда артиллерия стала играть все возрастающую роль в военных кампаниях, европейские страны наконец осознали, что они оказались зависимы от поставок средств, необходимых для ведения войны. Для исправления столь нетерпимого факта они делали все возможное, чтобы открыть производство селитры у себя в стране. В 1477 году король Людовик XI создал во Франции специальную организацию Saltp?triers Commissione?s с правом доступа во все владения для повсеместного сбора селитры. В этом Англия последовала примеру Франции и создала свою аналогичную организацию. Ее представители имели право доступа в любой подвал, голубятню, скотный двор, овчарню и т. д. для поиска и сбора всех найденных ими солей, они имели право даже вторгаться в жилища, где имелось заплесневение. В 1558 году королева Англии Елизавета I даровала Ричарду Хиллсу и Джорджу и Джону Эвелинам монополию на сбор и производство селитры на 11 лет. Эта монополия распространялась на весь юг и центральные графства Англии, за исключением Лондона и двухмильной окрестности вокруг него. Другое королевское распоряжение, выпущенное 7 сентября 1599 года, продлевало монополию Джона Эвелина, Ричарда Хардинга, Роберта Эвелина, Джона Ренхама и Симеона ффурнера (ffurner?) на изготовление селитры и пороха еще на 10 лет с условием продаж торговцам по цене не свыше 10 пенсов за фунт. Им также позволялось поставлять серу на нужды вооружения. Продажи за рубеж разрешались только в дружественные страны. Импорт селитры и пороха был на это время приостановлен, что было необходимо для вышеупомянутых подрядчиков{84}. К концу правления Елизаветы злоупотребления монополий достигли нетерпимого размаха, когда даже предметы первой необходимости оказывались в руках монополистов. Вопрос, наконец, был поднят в парламенте, в 1601 году последовали жаркие дискуссии. Елизавете пришлось обещать, что у обвиняемых монополий привилегии будут отозваны, однако, по всей видимости, она не слишком строго выполнила свои обещания. И все-таки в 1624 году закон о монополиях (Statute of Monopolies) был принят.

Если поставщики селитры получали свободу комиссионных, которая в свое время была дарована Эвелину, они обещали выплачивать 1 пенс с фунта в течение 21 года в качестве добровольного налога. При ежегодном производстве в 300 ластов это сулило прибыль в размере 3000 фунтов стерлингов.

Они также обещали, что будут добывать селитру в Уэльсе без притеснений жителей в течение пяти-шести лет. С другой стороны, производители пороха предложили 2 пенса с фунта и согласились поставлять королеве 80 ластов пороха по цене 8 пенсов и 80 по цене 7,5 пенса{85}.

В 1625 году Джону Бруку и Томасу Расселу был выдан патент на приготовление селитры новым способом, используя значительное количество мочи, и в 1627 году король Карл I издал указ, призывая всех собирать мочу своей семьи и скота и сдавать ее специально назначенным людям. Однако этот метод оказался неэффективным, и в 1634 году вернулись к системе сбора селитры по условиям, дарованным Елизаветой I. В 1656 году парламентским законом сборщикам селитры было запрещено рыть землянки или землю без согласия владельцев. В Англии все источники селитры принадлежали короне, так же как и во Франции. В Германии жители строили стены из смеси навоза и соломы, а когда они пропитывались селитрой, их разрушали и перерабатывали. Эдиктом, выпущенным в 1729 году Фридрихом Вильгельмом I в Берлине, устанавливался штраф за сокрытие источников селитры и за отказ открывать подземелья (подвалы) для инспектирования. Слишком глубокое соскабливание, удаляющее «зародыши» селитры, также было запрещено. Работникам этой сферы деятельности запрещалось покидать свои дома и работать на иностранцев. Когда были налажены поставки селитры из Индии, ее производство в Англии зачахло и прекратилось. Было перепробовано много вариантов возродить его, но безуспешно. Между 1756 и 1764 годами Королевское общество выдвинуло премию за получение селитры, но претендентов на нее не нашлось. Причина одна – селитра, приготовленная в Англии, стоила в 4 раза дороже индийской.

Несмотря на то что порох стал известен лишь к концу XIII века, интерес к нему со стороны английского короля был проявлен около 1333 года. Записи Флита{86} показывают, что порох и его ингредиенты в его время уже использовались в Англии в военном деле. В марте 1346 года «порошок для машин» уже изготовлялся в лондонском Тауэре, который можно считать первым «пороховым заводом» в стране.

10 мая этого года большому королевскому гардеробу было приказано (и реально выполнено) снабдить Томаса Роллстона 912 фунтами селитры и 886 фунтами серы «на дело Короля, для использования его пушек»{87}. Три дня спустя последовало следующее аналогичное предписание{88}. В течение следующих 12 месяцев не менее 3638 фунтов селитры и 1662 фунтов серы было отпущено из гардероба короля на нужды Роллстона и его соратников{89}. Эти поставки были получены через Уильяма Стейнса – жителя Лондона, торговца пряностями, который был описан в 1344–1345 годах как Apothecarius regis{90}.

Вероятнее всего, порох продолжали, время от времени, приготовлять и складировать в Тауэре в последующие два века, и в 1461 году в этой крепости был построен «пороховой дом». Однако никакого национального производства пороха не создавалось в связи с необходимостью импортировать два основных его ингредиента – серу и селитру. Сера поступала в основном из Сицилии, с селитрой было сложнее. Европа, в целом хорошо обеспеченная лесом, никогда не страдала от недостатка древесного угля. В связи с действиями королевских властей, выдающих патенты на изготовление пороха на монопольной основе, по всей стране стали появляться соответствующие мастерские. В 1555 году одна такая мастерская была построена вблизи Ротерхита, а в 1561 году – другая в аббатстве Уолтем-Абби в графстве Эссекс. Это аббатство, основанное в XIV веке и помнящее еще короля Гарольда II, павшего при Гастингсе в 1066 году, расположено в красивой местности, в долине реки Ли, на берегах которой были мельницы, предназначенные для помола монастырского зерна. Неизвестно, когда произошла замена зерна на порох, но в 1561 году Джон Томуорт из Уолтем-Абби заключил договор от лица королевы на покупку селитры, серы и подставки под пушечные стволы. Селитра была предложена по цене 3 фунта и 10 шиллингов за центнер (cwt ок. 50 кг), что, по его мнению, было слишком дорого{91}.

Производство пороха в Уолтем-Абби имело свои взлеты и падения. Томас Фуллер, занимающийся хозяйством аббатства в 1641 году, писал{92}: «Непонятно, производство пороха более доходно или более опасно. Производство в моей обители взрывалось пять раз за семь лет, слава богу, без человеческих жертв».

Из записей Уолтем-Абби мы узнаем, что Томас Гутридж и Эдуард Саймонс «погибли вместе с цехом по производству пороха» 4 октября 1665 года, а Питер Беннут погиб во время взрыва 27 ноября 1720 года. Фармер описывает фабрику в 1735 году, когда ею владел Джон Уолтон, состоящую из 22 строений, включая цеха штамповки и мельницы с конным приводом. Кроме того, там были цеха по обогащению селитры, загрузочный и сборочный, цеха зернения пороха и глянцевания, несколько сушильных печей. Мельницы с конным приводом были, вероятно, нечто, напоминающее современные инкорпорированные цеха. Хотя лошади продолжали использоваться на тяжелых работах, они не были единственной движущей силой. Вода приводила в действие многие машины того времени и в 1814 году во многом заменяла лошадей. Эти уолтемские мельницы были закуплены государством у мистера Уолтона 18 октября 1787 года за 10 000 фунтов стерлингов. Во время покупки эти мельницы, должно быть, были в ужасном состоянии, поскольку потребовалось еще 7988 фунтов 18 шиллингов 8³/₄ пенса на приведение их в рабочее состояние. Производство началось лишь в феврале 1789 года, то есть через 16 месяцев после покупки. Фабрика по производству пороха в Уолтем-Абби была закрыта только в октябре 1943 года.

Британская корона не открывала своего производства пороха до 1759 года. До этого основным поставщиком пороха была Ост-Индская компания, но 11 мая 1759 года было выпущено постановление{93} о закупке цехов по производству пороха в Фавершеме (графство Кент) у компании, организованной как частное предприятие мистера Бенджамина Прайса (Benjamin Price), за 5682 фунта 1 шиллинг 7 пенсов, акт о передаче правового титула на производство был подписан 16 мая 1759 года{94}. Через несколько месяцев, 17 ноября 1759 года, было выпущено дополнительное постановление об учреждении предприятия. Это была весьма скромная сделка, с ежегодными затратами всего 398 фунтов 5 шиллингов{95}. Производство пороха в Фавершеме было продано правительством 25 ноября 1825 года компании «Джон Холл и сыновья», продолжавшей его в течение 80 лет. Впоследствии они были поглощены компанией «Кэртис и Харви» (Curtis & Harvey Ltd.), уступившей производство компании «Нобельс» (Nobels Ltd.). В конечном счете оно стало собственностью «Империал кемикал индастрис» (Imperial Chemical Industries Ltd.{96}).

Государство имело еще фабрику по производству пороха в Баллинколлиге (Ballingcollig). Эту фабрику продали в 1834 году.

Приблизительно в 1590 году Джордж Эвелин (George Evelyn), дед известного мемуариста Джона, приобрел патент на установку и оборудование производства пороха в Лонг-Диттоне и Лей-Плейс, недалеко от Годстона (Суррей). Братья Эвелин, ранее имевшие монополию на производство селитры, после получения лицензии были назначены эксклюзивными изготовителями пороха на юге Англии, при условии, что они ежегодно будут поставлять в королевские запасники «хороший, пригодный к употреблению гранулированный порох». Таким образом, братья стали известными промышленными магнатами среди производителей пороха.

В 1626 году Ост-Индская компания, находившаяся тогда еще в зачаточном состоянии, начала импорт селитры в Англию. Компания построила фабрики по производству пороха в графстве Суррей и, после обновления ее привилегий в 1693 году, согласилась ежегодно поставлять 500 т этой дорогостоящей соли в службу артиллерии. После этого, получив более надежные поставки составляющих, государство смогло организовать собственное производство пороха в более благоприятных условиях.

К концу XVII века значительное количество селитры обогащалось на предприятиях Тауэра в Вулвиче. Это вещество ценилось настолько высоко, что для него были назначены специальные хранители. В 1662 году Оуэн Херст подал заявку на то, чтобы стать таким хранителем, но ему было отказано{97}. 1 апреля 1670 года Джордж Вартон был назначен хранителем селитры в Минориесе и Вулвиче, и оставался на этом посту до 30 сентября 1681 года. В Вулвиче в октябре 1681 года его преемником стал Эдуард Хаббалд, сохранявший этот пост до 31 декабря 1694 года, когда этот пост был упразднен{98}.

Порох использовался для наполнения снарядов, но его основное назначение было метать заряды, и, как это описано в главе «Артиллерийские орудия» (гл. 3), его вес время от времени менялся. Положение нормализовалось 24 марта 1863 года, когда была выпущена таблица метательных зарядов для всех видов пороха, орудий и их калибров. Выбор веса заряда, проще говоря, следовал одному простому эвристическому правилу.

ДЛЯ ВЫСТРЕЛА ЯДРОМ ИЗ ПУШКИ

Средний штатный заряд: порядка одной четверти веса ядра

ДЛЯ ВЫСТРЕЛА СНАРЯДОМ ИЗ ПУШКИ

Средний штатный заряд: от одной шестой до одной двенадцатой самого тяжелого снаряда

ДЛЯ ВЫСТРЕЛА ИЗ КАРРОНАДЫ

Средний штатный заряд: порядка одной двенадцатой веса ядра

ДЛЯ ВЫСТРЕЛА МОРТИРЫ

Заряд зависит от дальности выстрела

До 9 декабря 1858 года в Англии практически не было разделений пороха на классы, когда была введена следующая классификация:

До 1865 года в Британии использовались нижеперечисленные виды пороха, здесь же показаны изменения, вступившие в силу 9 января этого года:

1) Mealed powder (молотый порошкообразный порох);

2) Mealed pit powder (молотый порох из хранилищ);

3) «Common FG» (обычный – мелкозернистый), переименован в просто «FG»;

4) «Medium rifle» (средний нарезной), переименован в «Shell FG» – «снарядный FG»;

5) «Started FG» (пусковой FG), переименован в «Exercising FG» – «тренировочный FG»;

6) «ER» (Enfield Rifle – увеличенная дальность выстрела) или «J2», переименован в «RFG» – мелкозернистый ружейный порох;

7) «Common LG» (обычный крупнозернистый), переименован в «LG»;

8) «Common LG классов 3 и 4», переименован в «Shell LG» (снарядный LG);

9) «Started LG» (пусковой LG), переименован в «Exercising LG» (тренировочный LG);

10) «А4», переименован в «RLG – Rifle Large Grain» – крупнозернистый ружейный порох.

До введения нарезного оружия заряд пушки всегда состоял из крупнозернистого черного пороха. Нарезные орудия стреляют значительно более тяжелыми снарядами, чем гладкоствольные одного калибра. Соответственно, давление внутри ствола при выстреле чрезмерно возрастает, и требуется менее быстро горящий порох, поэтому 1 апреля 1860 года для пушек Армстронга был утвержден порох RLG под названием «А4». Этот порох имел большую плотность, более крупные гранулы и считался улучшенным вариантом крупнозернистого пороха (LG), полностью заменившим его с 21 февраля 1866 года. Существующие запасы были использованы для гладкоствольных пушек, а когда их исчерпали, то и для них стали использовать RLG. Пушки Армстронга (40-фунтовые нарезные казнозарядные) заряжались зарядом весом в четверть веса снаряда, однако с увеличением размеров нарезных орудий проблема медленно горящего пороха становилась все более насущной. Это связано с тем, что большие заряды, необходимые для выталкивания снаряда, не свободно летящего, а следующего нарезке ствола, создают еще более высокое давление. Основными факторами, определяющими скорость горения заряда, являются плотность, твердость, форма и размер зерен пороха, а также количество глазури и влаги. Пожалуй, наиболее легко регулируемым фактором является размер гранул, естественно, его и попробовали изменить первым. Порох RLG вполне подходил для пушек малого калибра, но для RML (нарезных дульнозарядных) 7-дюймовых и больших орудий рекомендовалось использовать еще более медленно горящий порох. По результатам экспериментов, проведенных в Англии, Комиссия по пороху (Gunpowder Committee) 21 августа 1866 года осторожно рекомендовала введение пороха сферического зернения. Такой порох, предварительно утвержденный 18 мая 1867 года, так и не стал стандартом, поскольку дальнейшие эксперименты, проводимые Комиссией по ВВ, учрежденной 8 мая 1869 года под председательством артиллерийского полковника К. В. Янгхазбенда (C. W. Younghusband), члена Королевской академии искусств, 22 октября 1870 года инициировали принятие на вооружение комковатый, или к-порох (pebble or P powder) для всех пушек свыше 40 фунтов и всех пробойных зарядов. Теоретически, разница между порохом сферического и комковатого зернения незначительна, но практически последний оказался более постоянным по качеству и придавал одинаковые скорости полета снаряда при более низких давлениях. Плотность к-пороха составляла 1,765, его гранулы были значительно больше, чем RLG. 1 июля 1870 года порох был вторично переклассифицирован: введены некоторые незначительные поправки и появились дополнительные виды пороха для специальных назначений, отличающихся размером зерна и плотностью. Стало понятно, что горение не может контролироваться лишь размером зерна и что однородность горения зависит от других факторов. Последующие эксперименты привели к принятию формованного, или призменного, пороха, названного так по форме его гранул, для самых тяжелых RML орудий и BL (казнозарядных) орудий меньшего размера. Призменный-1 черный порох, изготовленный в 1881 году, был сформован в правильные гексагональные призмы порядка 1 дюйма в высоту со стороной ¹/₄ дюйма. Он использовался в гильзах 12,5– и 17,72-дюймовых RML орудий и BL орудий до 8-дюймовых. Призменный-2, произведенный в том же году, изготовлялся даже в еще более значительных объемах, но его было приказано использовать без воспроизводства. Вскоре черный порох заменил коричневый, или «кока», порох в BL орудиях. Такой порох впервые был изготовлен в Германии, изобретен Кастнером приблизительно в 1882 году. Его состав: 78 % селитры, 3 % серы и 19 % древесного угля. Последний ингредиент изготовлялся из ржаной соломы, придававшей пороху красновато-коричневый цвет, что и отразилось в его прозвище. Коричнево-призменный порох был принят в Британии в 1884 году. Он изготовлялся с использованием медленногорящего угля и вполне успешно работал как медленногорящий порох, но, будучи менее восприимчив к возгоранию, чем черно-призменный, он требовал для возгорания небольшого запала. Кроме использования различных видов угля, состав коричнево-призменного пороха отличался от стандарта:

Это почти точные пропорции оригинального немецкого коричневого пороха.

Наконец, в 1887 году порох ЕХЕ заменил П2, призменный-1 черный и призменный-2 во всех RML орудиях и всех BL 6-дюймовых орудиях, кроме «Марка V». Он похож по размеру на призменный-1 черный, но имеет врезанное кольцо на одной из сторон, как идентификационную отметку. Он черного, аспидного цвета за счет добавки смеси двух видов угля, поэтому ЕХЕ и коричнево-призменный порох оба использовались в качестве метательного взрывчатого вещества RML и BL орудий, пока его не заменил бездымный порох для всех артиллерийских орудий.

Существует множество бездымных порохов. К середине XIX века большинство государств разработали свои особые составы. Как правило, практически все они в качестве основы имеют пироксилин. Это вещество, получаемое путем нитрования целлюлозы, было открыто в 1846 году профессором химии в Университете Базеля Шенбейном, в ходе экспериментов с целью приготовления высокоокисляемых веществ. Шенбейн хранил свой секрет и пытался продать его разным правительствам. Однако пироксилин был открыт независимо от него в том же году профессором И. Ф. Бетгером из Франкфурта-на-Майне, и они договорились разделить поровну прибыль, которую может принести им открытие. После этого Шенбейн посетил Англию, провел здесь успешную демонстрацию, получил патент и организовал производственную компанию. Аналогичные подготовительные работы были проведены во Франции. Однако в следующем году в обеих странах построенные предприятия взорвались с таким количеством жертв, что производство было остановлено, и повторная попытка была предпринята лишь через 16 лет. Пироксилин обладал слишком высокой скоростью горения, чтобы использовать его в качестве метательного взрывчатого вещества (МВВ). Попытки использовать его в этом качестве привели ко многим взрывам в европейских странах. В 1852 году барон фон Ленк, интересовавшийся этим вопросом, в течение нескольких лет экспериментировал в Австрии. Однако его преследовали неудачи, и в конце концов австрийские власти отказались от идеи использовать пироксилин в качестве МВВ. Нимало не смущаясь неудачами, другие страны продолжили то, что начали пионеры движения, и в 1863 году Фредерик Абель начал интенсивные исследования в Англии с того, что разработал процесс, исключающий загрязнения нитроцеллюлозы. Это сделало производство значительно безопаснее, а обращение с конечным продуктом надежнее при использовании. Но и это совершенствование делало пироксилин пригодным лишь в качестве бризантного ВВ, оно оставалось слишком «активным» для использования в качестве МВВ. При горении внутри орудия, в связи с высокой пористостью, пироксилин абсорбирует все горячие газы, образующиеся под действием высокого давления, и весь его объем взрывается практически мгновенно, разрушая орудие. В 1846 году Собреро, профессор химии в Турине, открыл нитроглицерин. В связи с его крайне высокой взрывоопасностью его нигде не применяли, кроме как в минимальных количествах как стимулятор в медицине. В 1859–1861 годах Нобель начал с ним экспериментировать. Несмотря на ряд инцидентов, он развернул производство динамита, и к 1873 году только в Европе и Америке было открыто 15 фабрик по производству этой взрывчатки, в которой нитроглицерин смешивался с пористыми материалами[70].

Первый удачный вариант бездымного пороха был изготовлен прусским майором артиллеристом Шульцем в 1865 году. Он состоял из разновидности нитроглицерина, пропитанного селитрой или нитратом бария. Другой удачный вариант бездымного пороха, используемого в качестве МВВ, – «ЕС» – был изготовлен компанией «Экплозивс компани» (Explosives Company) в Стоумаркете, в 1882 году, и представлял собой смесь пироксилина, нитрата калия и бария. Такая смесь была представлена в виде зерен, частично загущенных смесью спирта с эфиром. Этот порох остается и поныне эффективным зарядом спортивных ружей, но он все еще слишком «быстрогорящий» для нарезного оружия. С 1885 года широкое применение нашли малокалиберные (ок. 8-мм) магазинные винтовки, что поставило вопрос о бездымном порохе еще более остро. Стало очевидно, что для того, чтобы получить требуемую медленную скорость сгорания, необходимо полностью разрушить изначальную структуру целлюлозы желатинизацией.

В 1884 году Вьель изготовил первый бездымный ружейный порох и назвал его «Пудре Б» (Poudre B) в честь генерала Буланже[71], занимавшего в то время пост военного министра Франции. Порох был загущен этилацетом. В его состав вошли:

Во Франции производство этого пороха было освоено для 8-мм магазинной винтовки системы Лебеля, принятой на вооружение в 1886 году. Его состав несколько раз изменялся. Порох, известный как «Пудре БН» (Poudre BN), содержал:

Буква «N» означала nouvelle – этот улучшенный вариант пороха был загущен смесью спирта с эфиром. Впоследствии все остальные твердые фракции были выведены и последние виды пороха состояли чисто из смесей растворимых и нерастворимых пироксилинов, загущенных смесью спирта с эфиром.

В 1896 году, для повышения стабильности, в него добавили 2 % амилового спирта. Позже его содержание увеличили до 8 %. Эти типы пороха получили названия В (АМ₂) и В (АМ₈). Позднее в него добавили дифениламин.

В России вопрос бездымного пороха был поручен Д. И. Менделееву[72]. Он начал работы над ним в 1891 (1890. – Ред.) году и обнаружил, что нитроцеллюлозу можно полностью растворить в смеси спирта с эфиром и произвести столь же высокий процент азота, какой получали французы в смеси пироксилинов. Это вещество (открытое в 1890 г. – Ред.), которое он назвал «пироколлодий», загущенное смесью спирта с эфиром, создавало значительно более однородную коллоидную структуру, чем в «Пудре Б»[73].

Американцы, после экспериментов с различными типами бездымных порохов в качестве метательного ВВ, в конечном счете приняли пироколлодийный порох для всех видов своих орудий. Только французы, русские и американцы приняли нитроцеллюлозную основу МВВ для тяжелого вооружения. Все остальные государства решили, что нитроглицерин имеет больший потенциал, чем одна нитроцеллюлоза. Однако полевая артиллерия и стрелковое оружие всех стран, кроме Великобритании и Италии, использовали нечто типа нитроцеллюлозного пороха.

Испанцы, после изначально используемого нитроцеллюлозного пороха, содержащего порядка 1 % камфары и небольшое количество производного мочевины, изготовляемого на заводах Ротвайль в Германии, начали свое собственное производство МВВ нитроцеллюлозного типа.

В 1887 году Альфред Нобель изобрел бездымный порох, в котором волокнистая структура пироксилина разрушалась не летучими растворителями, а их раствором в нитроглицерине. Эту новинку он назвал «баллистит». Его преимуществом была простота изготовления, а недостатком – сильное коррозийное воздействие на сталь ствола. Итальянское правительство приняло на вооружение разновидность такого пороха, в котором его шнурообразный вид изменялся на нормальный, чешуйчатый. Они называли такую адаптацию filite – «филит». Эти изменения внешнего вида никак не сказались на его свойствах и, в частности, его коррозийном воздействии на сталь ствола. Поэтому итальянцы стали использовать другой бездымный порох, называемый solenite – «соленит». Хотя он также содержал нитроглицерин, но был менее вреден для оружия.

Немцы применили баллистит в 1898 году для ВМФ под названием WPC/89. Он имел сходный состав с филитом, но изготовлялся в форме кубиков, отсюда и буквы WP – wurfelpulver, означающие кубический порошок.

Приблизительно в это же время Вьель изобрел «Пудре Б». Английское правительство назначило комиссию с целью определения наиболее приемлемого бездымного пороха для британских вооруженных сил (ВС). Комиссия исследовала все представленные образцы и пришла к заключению, что ее не удовлетворил ни один из них. Поэтому они поставили перед собой задачу найти порох, лучший из всех существующих. С этой целью Фредерик Абель, Джеймс Девор и д-р У. Келлнер срочно организовали проведение экспериментов. Успех пришел в 1889 году, когда были выданы патенты № 5614 от 2 апреля 1889 года и № 11664 от 22 июля 1889 года на имя Абеля и Девора – членов комиссии от лица британского правительства, отвечающей за кордит (нитроглицериновое ВВ, бездымный порох).

Производство началось на королевской фабрике пороха в Уолтем-Абби в том же году. Это МВВ было принято на вооружение в 1891 году.

В состав кордита «Марка I» входили:

Кроме того что это был бездымный и незасоряющий порох, кордит был еще и значительно мощнее черного пороха за счет большого теплосодержания. В то же время, за счет высокой однородности, он горел значительно медленнее, и скорость горения контролировалась значительно проще. В результате, хотя при этом максимально низкое давление не могло использоваться, как в случае с черным порохом, высокое давление могло поддерживаться значительно дольше. Это благотворно повлияло на конструкцию орудий.

Однако кордит «Марк I» имел очень высокую температуру горения, связанную со значительным содержанием нитроглицерина, это приводило к повышенной коррозии металла и, как следствие, раннему износу орудий. Кордит MD, принятый в 1901 году, был создан, чтобы устранить этот недостаток, – он медленнее горел и выделял меньше тепла при горении. Вот его состав:

Для достижения одинакового баллистического результата MD требовалось больше, чем «Марку I», зато срок службы орудий в столь щадящих условиях значительно продлевался.

Метод приготовления кордита позволял изготовить его практически в любой желаемой форме или размере, при весьма незначительных дополнительных затратах на смену выходного сопла последнего штампа, определяющего форму «зерна». Это позволяло выбрать наиболее подходящую форму для данного вида заряда и тут же, при необходимости, выполнить ее.

Различные формы «зерна» создают свой формфактор, оказывающий заметное влияние на баллистику орудия, и это делает такой заряд универсальным метательным ВВ. Круглые, трубчатые, овальные, рубленая лента, хлопья, водоросль и еще множество форм «зерна» успешно применялись для специальных целей. Кордит – это наиболее полиформный из всех бездымных порохов. Растворителем, используемым при его изготовлении, является ацетон, и сложности его хранения во время Первой мировой войны заставили срочно искать другие виды пороха, такие как nct, ncz и rdb. Однако эти заменители не обладали свойствами кордита, которые до сих пор являются принципиальными требованиями к метательным ВВ Британских во оруженных сил.

Кордит выдержал семидесятилетние испытания, пережил две мировых войны, подвергался суровым испытаниям в различных частях света и никогда не подводил. Все это говорит о том, что это самый удачный из когда-либо производимых бездымных порохов.

Новое направление развития метательных ВВ, появившееся после 1918 года, – это беспламенные ВВ. Эти ВВ производят больше дыма, чем обычные пороха. Их назначение – скрыть позиции артиллерии, особенно ночью. Они широко использовались всеми участниками Второй мировой войны.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.