Sa katunayan, ang demonyo ay nakaupo sa mga pampasabog, handa sa anumang segundo upang simulang sirain at sirain ang lahat sa paligid. Ang pagpapanatili sa nilalang ng impyerno na ito ay suriin at ilalabas lamang ito kung kinakailangan ay ang pangunahing problema na kailangang lutasin ng mga chemist at pyrotechnist kapag lumilikha at gumagamit ng mga paputok. Sa kasaysayan ng paglikha at pagbuo ng mga paputok (paputok), tulad ng isang patak ng tubig, ipinakita ang kasaysayan ng paglitaw, pag-unlad at pagkawasak ng mga estado at emperyo.
Inihahanda ang balangkas ng mga aralin, paulit-ulit na napansin ng may-akda na ang mga bansa na ang mga pinuno ay nagbantay ng pansin sa pag-unlad ng agham, at higit sa lahat sa likas na trinidad ng mga matematiko - pisika - kimika - umabot sa taas sa kanilang pag-unlad. Ang isang kapansin-pansin na halimbawa ay maaaring ang mabilis na pag-akyat sa entablado ng mundo ng Alemanya, na sa kalahating daang siglo ay tumalon mula sa isang unyon ng magkakaibang estado, na ang ilan ay kahit sa isang detalyadong mapa ng Europa ay mahirap makita nang walang isang "maliit na saklaw", sa isang emperyo na dapat isaalang-alang sa loob ng isang siglo at kalahati. Nang hindi binabawasan ang mga katangian ng dakilang Bismarck sa prosesong ito, susipiin ko ang kanyang parirala, na sinabi niya matapos ang matagumpay na pagtatapos ng digmaang Franco-Prussian: "Ang giyerang ito ay nagwagi ng isang simpleng guro ng Aleman." Nais ng akda na italaga ang kanyang pagsusuri sa aspeto ng kemikal ng pagdaragdag ng kakayahang labanan ng hukbo at ng estado, tulad ng lagi, nang hindi man lang inaangkin na eksklusibo siya sa kanyang opinyon.
Kapag inilathala ang artikulo, ang may-akda, tulad ni Jules Verne, ay sadyang iniiwasan ang pagtukoy ng mga tiyak na detalye ng teknolohikal at nakatuon ang kanyang pansin sa pulos pang-industriya na pamamaraan ng pagkuha ng mga pampasabog. Ito ay sanhi hindi lamang sa lubos na naiintindihan na kahulugan ng responsibilidad ng siyentista para sa mga resulta ng kanyang mga gawa (maging praktikal o journalistic), ngunit din sa ang katunayan na ang paksa ng pag-aaral ay ang tanong na "Bakit ganito ang lahat at hindi kung hindi man? "At hindi" Sino ang unang nakakuha nito? sangkap ".
Bilang karagdagan, humihingi ang may-akda ng kapatawaran para sa sapilitang paggamit ng mga termino ng kemikal - mga katangian ng agham (tulad ng ipinakita ng kanyang sariling karanasan sa pagtuturo, hindi ang pinakamamahal ng mga mag-aaral). Napagtanto na imposibleng magsulat tungkol sa mga kemikal nang hindi binabanggit ang mga termino ng kemikal, susubukan ng may-akda na i-minimize ang mga espesyal na bokabularyo.
At ang huling bagay. Ang mga pigura na ibinigay ng may-akda ay hindi dapat na isinasaalang-alang ang tunay na katotohanan. Ang data sa mga katangian ng mga pampasabog sa iba't ibang mga mapagkukunan ay magkakaiba at kung minsan ay lubos na malakas. Ito ay naiintindihan: ang mga katangian ng bala ay napaka makabuluhang nakasalalay sa kanilang "maibebenta" na uri, ang pagkakaroon / kawalan ng mga banyagang sangkap, ang pagpapakilala ng mga stabilizer, mga mode ng pagbubuo at maraming iba pang mga kadahilanan. Ang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng mga katangian ng mga paputok ay hindi rin nakikilala sa pamamagitan ng pagkakapareho (bagaman magkakaroon ng mas maraming pamantayan dito) at hindi rin sila nagdurusa mula sa espesyal na muling pagsasama.
Pag-uuri ng BB
Nakasalalay sa uri ng pagsabog at pagkasensitibo sa panlabas na impluwensya, ang lahat ng mga pampasabog ay nahahati sa tatlong pangunahing mga grupo:
1. Nagsisimula ng BB.
2. Pagsabog ng mga pampasabog.
3. Pagtatapon ng mga pampasabog.
Nagsisimula sa BB. Ang mga ito ay lubos na sensitibo sa mga panlabas na impluwensya. Ang natitirang mga katangian nila ay karaniwang mababa. Ngunit mayroon silang isang mahalagang pag-aari - ang kanilang pagsabog (pagpaputok) ay may epekto sa pagpapasabog sa pagpapasabog at paghimok ng mga paputok, na karaniwang hindi sensitibo sa iba pang mga uri ng panlabas na impluwensya sa lahat o may napakababang pagiging sensitibo. Samakatuwid, ang mga nagpapasimulang sangkap ay ginagamit lamang upang mapasigla ang pagsabog ng pagsabog o paghimok ng mga paputok. Upang matiyak ang kaligtasan ng paggamit ng mga nagpapasimulang pampasabog, naka-pack ang mga ito sa mga aparatong proteksiyon (kapsula, manggas ng kapsula, takip ng detonator, de-kuryenteng detonator, piyus). Karaniwang mga kinatawan ng pagsisimula ng mga paputok: mercury fulminate, lead azide, tenres (TNPC).
Sumabog ng mga paputok. Ito, sa katunayan, ang sinasabi at sinusulat nila. Nagbibigay ang mga ito ng mga shell, mina, bomba, rocket, land mine; sinabog nila ang mga tulay, kotse, negosyante …
Ang pagsabog ng mga pamputok ay nahahati sa tatlong mga pangkat ayon sa kanilang mga paputok na katangian:
- nadagdagan ang lakas (mga kinatawan: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- normal na kapangyarihan (mga kinatawan: TNT, walang hanggan, plastik);
- nabawasan ang lakas (mga kinatawan: ammonium nitrate at mga mixture nito).
Ang mga pampasabog ng tumaas na lakas ay medyo mas sensitibo sa panlabas na impluwensya at samakatuwid sila ay madalas na ginagamit sa isang halo na may phlegmatizers (mga sangkap na binabawasan ang pagkasensitibo ng mga paputok) o sa isang halo na may mga pampasabog ng normal na lakas upang madagdagan ang lakas ng huli. Minsan ang mga malakas na paputok na explosive ay ginagamit bilang intermediate detonator.
Nagtapon ng mga pampasabog. Ito ay iba't ibang mga pulbura - itim na mausok, walang usok na pyroxylin at nitroglycerin. Nagsasama rin sila ng iba't ibang mga mixture ng pyrotechnic para sa mga paputok, signal at pag-iilaw ng mga ilaw, mga shell ng ilaw, mga mina, at aerial bomb.
Tungkol sa itim na pulbos at Itim na Berthold
Sa loob ng maraming siglo, ang tanging uri ng pampasabog na ginamit ng mga tao ay ang itim na pulbos. Sa tulong nito, ang mga bola ng kanyon ay itinapon sa kalaban, at ang mga pasabog na shell ay puno nito. Ginamit ang pulbura sa mga minahan sa ilalim ng lupa upang sirain ang mga dingding ng mga kuta, para sa pagdurog ng mga bato.
Sa Europa, nalaman ito mula noong ika-13 na siglo, at kahit na mas maaga pa sa Tsina, India at Byzantium. Ang unang naitala na paglalarawan ng pulbura para sa paputok ay inilarawan ng siyentipikong Tsino na si Sun-Simyao noong 682. Si Maximilian na Griyego (XIII-XIV na siglo) sa pamamahayag na "Book of Lights" ay naglalarawan ng isang halo batay sa potasa nitrate, na ginamit sa Byzantium bilang sikat na "Greek fire" at binubuo mula sa 60% nitrate, 20% sulfur at 20% na karbon.
Ang kasaysayan ng Europa sa pagtuklas ng pulbura ay nagsisimula sa isang Ingles, Franciscan monghe na si Roger Bacon, na noong 1242 sa kanyang librong "Liber de Nullitate Magiae" ay nagbibigay ng isang resipe para sa itim na pulbos para sa mga rocket at paputok (40% saltpeter, 30% na karbon at 30 % sulfur) at ang semi-mythical monghe na si Berthold Schwartz (1351). Gayunpaman, posible na ito ay isang tao: ang paggamit ng mga pseudonyms sa Middle Ages ay karaniwan, tulad ng kasunod na pagkalito sa pakikipag-date ng mga mapagkukunan.
Ang pagiging simple ng komposisyon, ang pagkakaroon ng dalawa sa tatlong mga sangkap (katutubong asupre ay hindi pa rin karaniwan sa mga timog na rehiyon ng Italya at Sisilya), ang kadalian ng paghahanda - lahat ng ito ay ginagarantiyahan ang pulbura ng isang matagumpay na martsa sa mga bansa ng Europa at Asya Ang problema lamang ay upang makakuha ng maraming dami ng potassium nitrate, ngunit ang gawaing ito ay matagumpay na nakayanan. Dahil ang tanging kilalang deposito ng potash nitrate sa oras na iyon ay sa India (samakatuwid ang pangalawang pangalan nito - Indian), ang lokal na produksyon ay itinatag sa halos lahat ng mga bansa. Imposibleng tawagan siyang kaaya-aya, kahit na may isang solidong suplay ng optimismo: ang mga hilaw na materyales para sa kanya ay pataba, mga laman-loob ng hayop, ihi at buhok ng hayop. Ang hindi gaanong hindi kasiya-siyang mga sangkap sa masamang amoy at mabibigat na pinaghalong ito ay apog at potash. Ang lahat ng yaman na ito sa loob ng maraming buwan ay itinapon sa mga hukay, kung saan ito ay fermented sa ilalim ng impluwensya ng azotobacteria. Ang pinakawalan na ammonia ay na-oxidized sa nitrates, na sa huli ay binigyan ang hinahangad na nitrate, na kung saan ay nakahiwalay at pinadalisay ng recrystallization - isang trabaho din, sasabihin ko, hindi ang pinaka kaaya-aya. Tulad ng nakikita mo, walang partikular na kumplikado sa proseso, ang mga hilaw na materyales ay abot-kayang at ang pagkakaroon ng pulbura ay naging unibersal din.
Ang itim (o mausok) na pulbura ay isang unibersal na paputok sa oras na iyon. Ni wobbly o roll, sa loob ng maraming taon ginamit ito pareho bilang isang projectile at bilang pagpuno sa mga unang bomba - ang mga prototype ng modernong bala. Hanggang sa pagtatapos ng unang ikatlo ng ika-19 na siglo, ganap na natutugunan ng pulbura ang mga pangangailangan ng pag-unlad. Ngunit ang agham at industriya ay hindi tumahimik, at maya-maya ay tumigil ito upang matugunan ang mga kinakailangan ng oras dahil sa maliit na kakayahan nito. Ang pagtatapos ng monopolyo ng pulbura ay maaaring maiugnay sa mga 70 ng ika-17 siglo, nang isinaayos nina A. Lavoisier at C. Berthollet ang paggawa ng berthollet salt batay sa potassium chlorate na natuklasan ng Berthollet (berthollet salt).
Ang kasaysayan ng asin ni Berthollet ay maaaring masubaybayan hanggang ngayon kapag pinag-aralan ni Claude Berthollet ang mga katangian ng murang luntian na kamakailang natuklasan ni Carl Scheele. Sa pamamagitan ng pagdaan ng murang luntian sa pamamagitan ng isang mainit na puro solusyon ng potassium hydroxide, nakakuha ng bagong sangkap si Berthollet, na kalaunan ay tinawag ng mga chemist na potassium chlorate, at hindi ng mga chemist - Berthollet salt. Nangyari ito noong 1786. At bagaman ang asin ng diyablo ay hindi kailanman naging isang bagong pasabog, natupad nito ang papel nito: una, nagsilbi itong insentibo upang maghanap ng mga bagong kahalili para sa naliliit na "diyos ng digmaan", at pangalawa, ito ang naging tagapagtatag ng mga bagong uri ng paputok - nagpasimula.
Langis na paputok
At noong 1846, iminungkahi ng mga chemist ang dalawang bagong paputok - pyroxylin at nitroglycerin. Sa Turin, natuklasan ng Italistang kimiko na si Ascagno Sobrero na sapat na upang gamutin ang glycerin na may nitric acid (nitration) upang makabuo ng isang may langis na transparent na likido - nitroglycerin. Ang unang naka-print na ulat tungkol sa kanya ay nai-publish sa journal L'Institut (XV, 53) noong Pebrero 15, 1847, at nararapat na ito ay sumipi. Ang unang bahagi ay nagsabi:
"Si Ascagno Sobrero, propesor ng panteknikal na kimika mula sa Turin, sa isang liham na ipinadala ni prof. Peluzom, iniulat na matagal na siyang nakakatanggap ng mga pampasabog sa pamamagitan ng pagkilos ng nitric acid sa iba't ibang mga organikong sangkap, katulad ng cane sugar, beckoning, dextrite, milk sugar, atbp. Pinag-aralan din ni Sobrero ang epekto ng isang halo ng nitric at sulfuric acid sa glycerin, at karanasan ay ipinakita sa kanya na ang isang sangkap ay nakuha, katulad ng kalabog ng koton …"
Dagdag dito, mayroong isang paglalarawan ng eksperimento ng nitration, kagiliw-giliw lamang sa mga organikong chemist (at kahit na mula lamang sa isang makasaysayang pananaw), mapapansin lamang namin ang isang tampok: nitro-derivatives ng cellulose, pati na rin ang kanilang kakayahang sumabog, medyo kilala na noon [11].
Ang Nitroglycerin ay isa sa pinakamakapangyarihan at sensitibong pagsabog ng mga paputok at nangangailangan ng espesyal na pangangalaga at atensyon sa paghawak.
1. Sensitivity: maaaring sumabog mula sa pagbaril ng bala. Ang pagkasensitibo sa epekto sa isang 10 kg kettlebell ay bumaba mula sa taas na 25 cm - 100%. Ang pagkasunog ay nagiging detonation.
2. Enerhiya ng paputok na pagbabago - 5300 J / kg.
3. Bilis ng pagpapasabog: 6500 m / s.
4. Brisance: 15-18 mm.
5. Pasabog: 360-400 metro kubiko. tingnan ang [6].
Ang posibilidad ng paggamit ng nitroglycerin ay ipinakita ng sikat na chemist ng Russia na si N. N. Zinin, na noong 1853-1855 sa panahon ng Digmaang Crimean, kasama ang engineer ng militar na si V. F. Petrushevsky, ay gumawa ng maraming nitroglycerin.
Propesor ng Kazan University N. N. Zinin
Inhinyero ng militar V. F. Petrushevsky
Ngunit ang diyablo na naninirahan sa nitroglycerin ay naging malupit at mapanghimagsik. Ito ay naka-out na ang pagiging sensitibo ng sangkap na ito sa panlabas na impluwensya ay bahagyang mas mababa kaysa sa explosive mercury. Maaari itong sumabog sa sandali ng pag-nitrate, hindi ito maaalog, maiinit at pinalamig, o mailantad sa araw. Maaari itong sumabog habang tinitipid. At kung sunugin mo ito sa isang tugma, maaari itong sunugin nang mahinahon …
Ngunit ang pangangailangan para sa malakas na mga pampasabog sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo ay napakahusay na, sa kabila ng maraming aksidente, ang nitroglycerin ay nagsimulang malawakang magamit sa pagsabog ng mga operasyon.
Ang mga pagtatangka upang mapigilan ang masasamang diyablo ay isinagawa ng marami, ngunit ang kaluwalhatian ng tamer ay napunta kay Alfred Nobel. Ang mga tagumpay at kabiguan ng landas na ito, pati na rin ang kapalaran ng mga nalikom mula sa pagbebenta ng sangkap na ito, ay malawak na kilala, at isinasaalang-alang ng may-akda na hindi kinakailangan upang mapunta sa kanilang mga detalye.
Ang pagiging "pinisil" sa mga pores ng isang inert na tagapuno (at ilang dosenang sangkap ang sinubukan na tulad nito, ang pinakamaganda sa mga ito ay infusoric na lupa - porous silicate, 90% ng dami nito ay nahuhulog sa mga pores na maaaring masiglang sumipsip ng nitroglycerin), ang nitroglycerin ay naging mas "matulungin", na pinapanatili sa kanya ang halos lahat ng kanyang mapanirang kapangyarihan. Tulad ng alam mo, ibinigay ni Nobel ang halo na ito, na parang peat, ang pangalang "dinamita" (mula sa salitang Griyego na "dinos" - lakas). Ang kabalintunaan ng kapalaran: isang taon pagkatapos makatanggap si Nobel ng isang patent para sa paggawa ng dinamita, ang Petrushevsky ay ganap na nakapag-iisa na pinaghahalo ang nitroglycerin sa magnesia at nakatanggap ng mga pampasabog, na kalaunan ay tinawag na "Russian dynamite".
Ang Nitroglycerin (mas partikular, glycerin trinitrate) ay isang kumpletong ester ng glycerin at nitric acid. Karaniwan itong nakuha sa pamamagitan ng paggamot sa glycerin na may isang halo ng sulphuric-nitric acid (sa wikang kemikal - ang reaksyon ng esterification):
Ang pagsabog ng nitroglycerin ay sinamahan ng paglabas ng isang malaking halaga ng mga produktong gas:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
Ang Esterification ay nagpapatuloy nang sunud-sunod sa tatlong yugto: sa una, nakuha ang glycerol mononitrate, sa pangalawang - glycerol dinitrate, at sa pangatlo - glycerol trinitrate. Para sa isang mas kumpletong ani ng nitroglycerin, isang 20% na labis ng nitric acid ay kinuha nang labis sa kinakailangang teoretikal na halaga.
Isinasagawa ang nitrasyon sa mga kaldero ng porselana o mga brazed lead vessel sa isang paliguan ng tubig na yelo. Humigit-kumulang 700 g ng nitroglycerin ang nakuha sa isang run, at sa isang oras ang nasabing operasyon ay natupad sa 3-4.
Ngunit ang lumalaking pangangailangan ay gumawa ng kanilang sariling mga pagsasaayos sa teknolohiya para sa paggawa ng nitroglycerin. Sa paglipas ng panahon (noong 1882), isang teknolohiya para sa paggawa ng mga pampasabog sa mga nitrator ay binuo. Sa kasong ito, ang proseso ay nahahati sa dalawang yugto: sa unang yugto, ang glycerin ay halo-halong may kalahati ng halaga ng sulfuric acid, at sa gayon ang karamihan sa pinakawalan na init ay ginamit, pagkatapos kung saan ang isang handa nang halo ng nitric at sulfuric acid ay ipinakilala sa parehong sisidlan. Kaya, posible na maiwasan ang pangunahing kahirapan: labis na overheating ng pinaghalong reaksyon. Isinasagawa ang pagpapakilos gamit ang naka-compress na hangin sa presyon ng 4 atm. Ang pagiging produktibo ng proseso ay 100 kg ng gliserin sa 20 minuto sa 10 - 12 degree.
Dahil sa iba't ibang tukoy na gravity ng nitroglycerin (1, 6) at basurang acid (1, 7), nangongolekta ito mula sa itaas ng isang matalim na interface. Pagkatapos ng nitration, ang nitroglycerin ay hugasan ng tubig, pagkatapos ay hugasan mula sa mga residu ng acid na may soda at muling hugasan ng tubig. Ang paghahalo sa lahat ng mga yugto ng proseso ay isinasagawa sa naka-compress na hangin. Isinasagawa ang pagpapatayo sa pamamagitan ng pagsasala sa pamamagitan ng isang layer ng naka-calculate na talahanayan ng asin [9].
Tulad ng nakikita mo, ang reaksyon ay medyo simple (gunitain ang alon ng terorismo sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, na itinaas ng "mga bomba" na pinagkadalubhasaan ang simpleng agham ng inilapat na kimika) at kabilang sa bilang ng mga "simpleng proseso ng kemikal" (A. Stetbacher). Halos anumang halaga ng nitroglycerin ay maaaring gawin sa pinakasimpleng mga kondisyon (ang paggawa ng itim na pulbos ay hindi gaanong kadali).
Ang pagkonsumo ng mga reagent ay ang mga sumusunod: upang makakuha ng 150 ML ng nitroglycerin, kailangan mong kunin: 116 ML ng gliserin; 1126 ML ng concentrated sulphuric acid;
649 ML ng nitric acid (hindi bababa sa 62% na konsentrasyon).
Dinamita sa giyera
Ang Dynamite ay unang ginamit sa Digmaang Franco-Prussian noong 1870-1871: Ang mga sapper ng Prussian ay sumabog ng mga kuta ng Pransya na may dinamita. Ngunit ang kaligtasan ng dinamita ay naging kamag-anak. Agad nalaman ng militar na kapag pinagbabaril ng isang bala, hindi ito sumasabog nang mas masahol pa kaysa sa pinagmulan nito, at ang pagkasunog sa ilang mga kaso ay naging isang pagsabog.
Ngunit ang tukso upang makakuha ng malakas na bala ay hindi mapigilan. Sa pamamagitan ng mapanganib at kumplikadong mga eksperimento, posible na malaman na ang dynamite ay hindi magpaputok kung ang pagtaas ng karga ay hindi agad, ngunit unti-unting pinapanatili ang pagpabilis ng projectile sa loob ng ligtas na mga limitasyon.
Ang solusyon sa problema sa antas ng teknikal ay nakita sa paggamit ng naka-compress na hangin. Noong Hunyo 1886, sinubukan at pinino ni Lieutenant Edmund Ludwig G. Zelinsky ng 5th Artillery Regiment ng United States Army at pinino ang orihinal na disenyo ng American Engineering. Ang isang niyumatik na kanyon na may kalibre 380 mm at haba ng 15 m sa tulong ng naka-compress na hangin sa 140 atm ay maaaring magtapon ng mga projectile na may haba na 3.35 m mula 227 kg ng dinamita sa 1800 mA na haba ng projectile na 1.83 m na may 51 kg ng dinamita at lahat ng 5 libo m
Ang lakas ng pagmamaneho ay ibinigay ng dalawang silindro ng naka-compress na hangin, at ang pang-itaas ay konektado sa tool sa pamamagitan ng isang kakayahang umangkop na medyas. Ang pangalawang silindro ay isang reserba para sa pagpapakain sa itaas, at ang presyon nito mismo ay napanatili sa tulong ng isang pump pump na inilibing sa lupa. Ang projectile-load na dinamita ay hugis ng isang pana - isang arrow ng artilerya - at mayroong 50-pound na warhead.
Ang Duke ng Cambridge ay nag-utos sa hukbo na subukan ang isang naturang sistema sa Milford Haven, ngunit ang baril ay gumamit ng halos lahat ng bala nito bago tuluyang tamaan ang target, na, subalit, wastong nawasak. Natuwa ang mga Amerikanong admiral sa bagong kanyon: noong 1888, inilabas ang pera upang gumawa ng 250 na mga dinamita na baril para sa artilerya sa baybayin.
Noong 1885 itinatag ni Zelinsky ang Pneumatic Gun Company upang ipakilala ang mga pneumatic gun na may mga dynamite shell sa hukbo at navy. Ang kanyang mga eksperimento ay humantong sa pakikipag-usap tungkol sa mga air gun bilang isang promising bagong sandata. Itinayo pa ng US Navy ang 944-toneladang Vesuvius dynamite cruiser noong 1888, armado ng tatlo sa mga 381mm na baril na ito.
Diagram ng "dinamita" cruiser na "Vesuvius"
[gitna]
At ito ang hitsura ng kanyang mga nakatigil na sandata[/gitna]
Ngunit isang kakaibang bagay: pagkatapos ng ilang taon, ang sigasig ay nagbigay daan sa pagkabigo. "Sa panahon ng Digmaang Espanyol-Amerikano," sinabi ng mga artilerya ng Amerikano tungkol dito, "ang mga baril na ito ay hindi kailanman tumama sa tamang lugar." At bagaman hindi ito tungkol sa mga baril kundi tungkol sa kakayahan ng mga artilerya na mag-shoot nang wasto at ang mahigpit na pangkabit ng mga baril, ang sistemang ito ay hindi nakatanggap ng karagdagang pag-unlad.
Noong 1885, na-install ng Holland ang air cannon ni Zelinsky sa kanyang submarine No. 4. Gayunpaman, ang bagay ay hindi napunta sa mga praktikal na pagsubok, tk. ang bangka ay nagdusa ng isang malubhang aksidente sa paglulunsad.
Noong 1897, muling inarmasan ng Holland ang kanyang submarino No. 8 gamit ang isang bagong Zelinsky na kanyon. Ang sandata ay binubuo ng isang 18-pulgada (457 mm) bow torpedo tube na may tatlong Whitehead torpedoes, pati na rin ang isang Zelinsky aft air gun para sa mga dynamite shell (7 na bilog na 222 lbs. 100.7 kg) bawat isa). Gayunpaman, dahil sa masyadong maikling bariles, na nililimitahan ng laki ng bangka, ang baril na ito ay nagkaroon ng isang maikling hanay ng pagpapaputok. Matapos ang praktikal na pagbaril, binuwag ito ng imbentor noong 1899.
Sa hinaharap, alinman sa Holland o iba pang mga taga-disenyo ay hindi nag-install ng baril (patakaran ng pamahalaan) para sa pagpapaputok ng paghagis ng mga mina at mga shell ng dinamita sa kanilang mga submarino. Kaya't ang mga baril ng Zelinsky ay hindi nahahalata, ngunit mabilis na umalis sa entablado [12].
Kapatid ng nitroglycerin
Mula sa isang pananaw ng kemikal, ang glycerin ay ang pinakasimpleng kinatawan ng klase ng mga trihydric alcohol. Mayroong diatomic analogue - ethylene glycol. Nagtataka ba na matapos makilala ang nitroglycerin, ibinaling ng mga chemist ang ethylene glycol, inaasahan na mas maginhawa itong gamitin.
Ngunit narito rin, ang diablo ng mga paputok ay ipinakita ang kanyang mahinahon na pagkatao. Ang mga katangian ng dinitroethylene glycol (ang paputok na ito ay hindi kailanman nakatanggap ng sarili nitong pangalan) ay naging hindi gaanong kaiba sa nitroglycerin:
1. Sensitivity: pagpapasabog kapag ang isang 2 kg na karga ay nahulog mula sa taas na 20 cm; sensitibo sa alitan, sunog.
2. Enerhiya ng paputok na pagbabago - 6900 J / kg.
3. Bilis ng pagpapasabog: 7200 m / s.
4. Brisance: 16.8 mm.
5. Mataas na pagsabog: 620-650 metro kubiko. cm.
Una itong nakuha ni Henry noong 1870. Nakuha ito sa pamamagitan ng maingat na nitration ng ethylene glycol ayon sa isang pamamaraan na katulad ng paghahanda ng nitroglycerin (halo ng nitrating: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; ratio - 1 hanggang 5 na patungkol sa ethylene glycol).
Ang proseso ng nitration ay maaaring isagawa sa isang mas mababang temperatura, na kung saan ay isang predisposition sa isang mas mataas na ani [7, 8].
Sa kabila ng katotohanang, sa pangkalahatan, ang pagiging sensitibo ng DNEG ay naging mas mababa kaysa sa NG, ang paggamit nito ay hindi nangangako ng makabuluhang mga benepisyo. Kung idaragdag natin ito ng isang mas mataas na pagkasumpungin kaysa sa NG, at isang mas mababang pagkakaroon ng mga hilaw na materyales, magiging malinaw na ang landas na ito ay humantong din sa kahit saan.
Gayunpaman, hindi rin siya naging ganap na walang silbi. Noong una, ginamit ito bilang isang additive sa dinamita, noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, dahil sa kakulangan ng gliserin, ginamit ito bilang isang kapalit ng nitroglycerin sa mga walang asok na pulbos. Ang mga nasabing pulbos ay may isang maikling buhay sa istante dahil sa pagkasumpungin ng DNEG, ngunit sa mga kondisyon ng panahon ng digmaan hindi ito masyadong mahalaga: walang magtatago sa kanila ng mahabang panahon.
Christian Schönbein Apron
Hindi alam kung gaano karaming oras ang gugugol ng militar sa paghahanap ng mga paraan upang kalmahin ang nitroglycerin, kung sa pagtatapos ng ika-19 na siglo na teknolohiyang pang-industriya para sa paggawa ng isa pang nitroester ay hindi dumating. Sa madaling sabi, ang kasaysayan ng paglitaw nito ay ang mga sumusunod [16].
Noong 1832, natuklasan ng French chemist na si Henri Braconneau na kapag ang starch at fibers ng kahoy ay ginagamot ng nitric acid, nabuo ang isang hindi matatag, nasusunog at paputok na materyal, na tinawag niyang xyloidin. Totoo, ang bagay ay limitado sa mensahe tungkol sa pagtuklas na ito. Pagkalipas ng anim na taon, noong 1838, isa pang kemistang Pranses na si Théophile-Jules Pelouse, ang nagproseso ng papel at karton sa katulad na paraan at gumawa ng isang katulad na materyal, na pinangalanan niyang nitramidine. Sino ang mag-iisip noon, ngunit ang dahilan para sa imposibilidad ng paggamit ng nitramidine para sa mga teknikal na hangarin ay tiyak na mababa ang katatagan nito.
Noong 1845, nagsagawa ng mga eksperimento sa kanyang laboratoryo ang chemist ng Switzerland na si Christian Friedrich Schönbein (na sumikat noong panahong iyon para sa pagtuklas ng osono). Mahigpit na pinagbawalan siya ng kanyang asawa na dalhin ang kanyang mga flasks sa kusina, kaya't nagmamadali siyang tapusin ang eksperimento sa kawalan niya - at binuhusan ng kaunting timpla sa mesa. Sa pagsisikap na maiwasan ang isang iskandalo, siya, sa pinakamahuhusay na tradisyon ng kawastuhan ng Switzerland, ay pinahid sa kanyang apron sa trabaho, dahil wala masyadong timpla. Pagkatapos, sa tradisyon din ng pagiging matipid sa Switzerland, hinugasan niya ng tubig ang apron at isinabit ito sa kalan upang matuyo. Gaano katagal o maikling ito nag-hang doon, ang kasaysayan ay tahimik, ngunit na pagkatapos ng pagpapatayo ng apron biglang nawala, ito ay kilala para sa tiyak. Bukod dito, nawala siya nang hindi tahimik, sa English, ngunit malakas, maaaring sabihin pa ng nakakaakit: sa isang iglap at isang malakas na pagpalakpak ng isang pagsabog. Ngunit narito kung ano ang nakakuha ng pansin ni Schönbein: ang pagsabog ay naganap nang walang kahit kaunting usok!
At bagaman hindi si Schönbein ang unang nakadiskubre ng nitrocellulose, siya ang nakalaan na maglagay ng konklusyon tungkol sa kahalagahan ng pagtuklas. Sa oras na iyon, ang itim na pulbos ay ginamit sa artilerya, ang uling mula sa kung saan ay nadumi ang mga baril na sa mga agwat sa pagitan ng mga pag-shot kailangan nilang linisin, at pagkatapos ng mga unang volley na tulad ng isang kurtina ng usok ay lumitaw na kailangan nilang labanan nang halos bulag. Hindi na kailangang sabihin, ang mga puff ng itim na usok ay perpektong ipinahiwatig ang lokasyon ng mga baterya. Ang tanging bagay lamang na nagpasaya sa buhay ay ang mapagtanto na ang kaaway ay nasa parehong posisyon. Samakatuwid, ang reaksyon ng militar na may sigasig sa paputok, na nagbibigay ng mas kaunting usok, at bukod sa, mas malakas din ito kaysa sa itim na pulbos.
Ang Nitrocellulose, na wala ng mga pagkukulang ng itim na pulbos, ay naging posible upang maitaguyod ang paggawa ng walang asok na pulbos. At, sa mga tradisyon ng panahong iyon, nagpasya silang gamitin ito pareho bilang isang propellant at bilang isang paputok. Noong 1885, matapos ang maraming mga gawaing pang-eksperimentong, natanggap at nasubok ng inhenyero ng Pransya na si Paul Viel ang maraming kilo ng pyroxylin flaky powder, na tinawag na pulbura na "B" - ang unang walang asukal na pulbos. Napatunayan ng mga pagsubok ang mga pakinabang ng bagong propellant.
Gayunpaman, hindi madaling maitaguyod ang paggawa ng maraming dami ng nitrocellulose para sa mga pangangailangan ng militar. Ang Nitrocellulose ay masyadong naiinip upang maghintay para sa mga laban at pabrika, bilang panuntunan, lumipad sa himpapawid na may nakakainggit na kaayusan, na parang nakikipagkumpitensya sa paggawa ng nitroglycerin. Ang pag-unlad ng teknolohiya para sa pang-industriya na produksyon ng pyroxylin ay kailangang mapagtagumpayan ang mga hadlang tulad ng walang ibang paputok. Tumagal ng isang buong isang-kapat ng isang siglo upang maisakatuparan ang isang bilang ng mga gawa ng mga mananaliksik mula sa iba't ibang mga bansa hanggang sa ang orihinal na mahibla na paputok na ito ay magiging angkop para magamit at hanggang sa maraming mga paraan at pamamaraan ay natagpuan na kahit papaano ginagarantiyahan laban sa isang pagsabog sa panahon ng matagal na pag-iimbak ng produkto. Ang expression na "sa anumang paraan" ay hindi isang aparato sa panitikan, ngunit isang salamin ng kahirapan na nakatagpo ng mga chemist at technologist sa pagtukoy ng mga pamantayan sa katatagan. Walang matatag na paghuhusga sa mga diskarte sa pagtukoy ng mga pamantayan sa katatagan, at sa karagdagang paglawak ng saklaw ng paggamit ng paputok na ito, ang patuloy na pagsabog ay nagsiwalat ng higit pa at mas mahiwagang mga tampok sa pag-uugali ng kakaibang kumplikadong ether na ito. Hanggang 1891 na nagawang maghanap ng ligtas na teknolohiya sina James Dewar at Frederick Abel.
Ang paggawa ng pyroxylin ay nangangailangan ng isang malaking bilang ng mga pandiwang pantulong na aparato at isang mahabang proseso ng teknolohikal, kung saan ang lahat ng mga operasyon ay dapat na natupad pantay na maingat at lubusan.
Ang paunang produkto para sa paggawa ng pyroxylin ay cellulose, ang pinakamahusay na kinatawan nito ay ang koton. Ang natural na purong cellulose ay isang polimer na binubuo ng mga residu ng glucose, na isang malapit na kamag-anak ng almirol: (C6H10O5) n. Bilang karagdagan, ang basura mula sa mga galingang papel ay maaaring magbigay ng mahusay na hilaw na materyales.
Ang nitration ng hibla ay pinagkadalubhasaan sa isang pang-industriya na sukat noong 60 ng ika-19 na siglo at isinasagawa sa mga ceramic kaldero na may karagdagang pag-ikot sa mga centrifuges. Gayunpaman, sa pagtatapos ng siglo, ang pamamaraang primitive na ito ay napalitan ng teknolohiyang Amerikano, bagaman sa panahon ng WWI nabuhay ito dahil sa mababang gastos at pagiging simple (mas tiyak, primitivism).
Ang pino na koton ay na-load sa isang nitrator, isang halo ng nitrating (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, tubig - 7%) ay idinagdag batay sa 15 kg ng hibla 900 kg ng pinaghalong, na nagbibigay ng isang ani ng 25 kg ng pyroxylin.
Ang mga nitrator ay konektado sa mga baterya, na binubuo ng apat na reactor at isang centrifuge. Ang mga nitrator ay puno ng agwat ng oras (humigit-kumulang na 40 minuto) na katumbas ng oras ng pagkuha, na tinitiyak ang pagpapatuloy ng proseso.
Ang Pyroxylin ay isang halo ng mga produkto na may iba't ibang antas ng cellulose nitration. Ang Pyroxylin, na nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng phosphoric acid sa halip na suluriko acid, ay matatag, ngunit ang teknolohiyang ito ay hindi nag-ugat dahil sa mas mataas na gastos at mas mababang produktibo.
Ang pinindot na pyroxylin ay may pag-aari ng pag-aapoy sa sarili at kailangang mabasa. Ang tubig na ginamit para sa paghuhugas at pag-stabilize ng pyroxylin ay hindi dapat maglaman ng mga alkalina na ahente, dahil ang mga produkto ng pagkasira ng alkalina ay mga catalista ng autoignition. Ang pangwakas na pagpapatayo sa kinakailangang nilalaman ng kahalumigmigan ay nakamit sa pamamagitan ng pag-flush ng ganap na alkohol.
Ngunit ang wetted nitrocellulose ay hindi rin malaya sa mga kaguluhan: madaling kapitan ng kontaminasyon ng mga mikroorganismo na sanhi ng amag. Protektahan ito sa pamamagitan ng waks sa ibabaw. Ang natapos na produkto ay may mga sumusunod na katangian:
1. Ang pagiging sensitibo ng pyroxylin ay lubos na nakasalalay sa kahalumigmigan. Ang dry (3 - 5% na kahalumigmigan) ay madaling mag-apoy mula sa isang bukas na apoy o hawakan ng isang mainit na metal, pagbabarena, alitan. Sumabog ito kapag ang isang 2 kg na karga ay nahulog mula sa taas na 10 cm. Kapag tumataas ang halumigmig, bumababa ang pagkasensitibo at sa 50% na tubig, nawala ang kakayahan sa pagpapasabog.
2. Enerhiya ng paputok na pagbabago - 4200 MJ / kg.
3. Bilis ng pagpapasabog: 6300 m / s.
4. Brisance: 18 mm.
5. Mataas na pagsabog: 240 metro kubiko. cm.
Gayunpaman, sa kabila ng mga pagkukulang, ang chemically more stable pyroxylin na nababagay sa militar higit sa nitroglycerin at dinamita, ang pagkasensitibo nito ay maaaring maiakma sa pamamagitan ng pagbabago ng nilalaman ng kahalumigmigan. Samakatuwid, ang pinindot na pyroxylin ay nagsimulang makahanap ng malawak na paggamit para sa paglalaan ng mga warhead ng mga mina at shell, ngunit sa paglaon ng panahon, ang walang kapantay na produktong ito ay nagbigay daan sa mga naka-nitrate na derivative ng mga mabangong hydrocarbons. Ang Nitrocellulose ay nanatili bilang isang propellant explosive, ngunit bilang isang blasting explosive ay tuluyan itong umatras sa nakaraan [9].
Pabagu-bago ng isip jelly at nitroglycerin pulbura
"Itim na pulbos … kumakatawan sa lahat ng mga paggawa ng karagdagang pagpapabuti - sa pamamagitan ng pang-agham na pag-aaral ng mga hindi nakikitang phenomena na nagaganap sa panahon ng pagkasunog nito. Ang walang usok na pulbura ay isang bagong link sa pagitan ng kapangyarihan ng mga bansa at ang kanilang pag-unlad na pang-agham. Sa kadahilanang ito, bilang isa sa mga mandirigma ng agham ng Russia, sa aking humuhupa na lakas at taon ay hindi ako naglalakas-loob na pag-aralan ang mga gawain ng walang asok na pulbura …"
Ang mambabasa, kahit na medyo pamilyar sa kasaysayan ng kimika, marahil ay nahulaan na kaninong mga salita ang mga ito - ang napakatalino na kimistang Ruso na si D. I. Mendeleev.
Si Mendeleev ay nakatuon ng maraming pagsisikap at pansin sa porrocheliy bilang isang larangan ng kaalaman sa kemikal sa mga huling taon ng kanyang buhay - noong 1890-1897. Ngunit, gaya ng lagi, ang aktibong yugto ng pag-unlad ay naunahan ng isang panahon ng pagmuni-muni, akumulasyon at sistematisasyon ng kaalaman.
Nagsimula ang lahat sa katotohanang noong 1875 ang walang pagod na Alfred Nobel ay gumawa ng isa pang pagtuklas: isang plastik at nababanat na solidong solusyon ng nitrocellulose sa nitroglycerin. Medyo matagumpay na pinagsama ang solidong form, mataas na density, kadalian ng paghubog, puro enerhiya at kawalan ng pakiramdam sa mataas na kahalumigmigan sa atmospera. Ang halaya, ganap na sinunog sa carbon dioxide, nitrogen at tubig, na binubuo ng 8% dinitrocellulose at 92% nitroglycerin.
Hindi tulad ng techie Nobel, D. I. Nagpatuloy si Mendeleev mula sa isang pulos pang-agham na diskarte. Sa batayan ng kanyang pagsasaliksik, naglagay siya ng isang kumpletong katiyakan at mahigpit na na-grounded na ideya: ang kinakailangang sangkap sa panahon ng pagkasunog ay dapat na naglalabas ng maximum na mga produktong gas bawat yunit ng timbang. Mula sa isang pananaw ng kemikal, nangangahulugan ito na dapat mayroong sapat na oxygen sa compound na ito upang ganap na gawing gas na gas, hydrogen sa tubig, at ang kapasidad na oxidizing upang magbigay ng enerhiya para sa buong proseso na ito. Ang isang detalyadong pagkalkula ay humantong sa formula ng sumusunod na komposisyon: C30H38 (NO2) 12O25. Kapag nasusunog, dapat mong makuha ang sumusunod:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
Ito ay hindi isang madaling gawain upang maisakatuparan ang isang naka-target na reaksyon ng pagbubuo ng isang sangkap ng naturang komposisyon, kahit na sa kasalukuyan, samakatuwid, sa pagsasagawa, isang halo ng 7-10% nitrocellulose at 90-93% nitroglycerin ang ginamit. Ang porsyento ng nilalaman ng nitrogen ay tungkol sa 13, 7%, na bahagyang lumampas sa figure na ito para sa pyrocollodia (12, 4%). Ang operasyon ay hindi partikular na mahirap, hindi nangangailangan ng paggamit ng mga kumplikadong kagamitan (isinasagawa ito sa likido na bahagi) at nalikom sa ilalim ng normal na mga kondisyon.
Noong 1888, nakatanggap si Nobel ng isang patent para sa pulbura na gawa sa nitroglycerin at colloxylin (low-nitrated fiber), na pinangalanan tulad ng pyroxylin smokeless pulpower. Ang komposisyon na ito ay halos hindi nagbabago hanggang ngayon sa ilalim ng iba't ibang mga teknikal na pangalan, ang pinakatanyag dito ay cordite at ballistite. Ang pangunahing pagkakaiba ay ang ratio sa pagitan ng nitroglycerin at pyroxylin (sa cordite ito ay mas mataas) [13].
Paano nauugnay ang mga pampasabog na ito sa bawat isa? Tingnan natin ang talahanayan:
Talahanayan 1.
BB …… Sensitivity…. Energy… Bilis …… Brisance… Mataas na pagsabog
……… (kg / cm /% ng mga pagsabog)….pagsabog….detonation
GN ……….2 / 4/100 ………… 5300 ……..6500 ………..15 - 18 ………. 360 - 400
DNEG …… 2/10/100 ………..6900 ……… 7200 ……….16, 8 …………… 620 - 650
NK ……… 2/25/10 ………… 4200 ……… 6300 ………..18 ……………. 240
Ang mga katangian ng lahat ng mga pampasabog ay halos magkatulad, ngunit ang pagkakaiba sa mga pisikal na katangian ay nagdidikta ng iba't ibang mga niches ng kanilang aplikasyon.
Tulad ng nakita na natin, alinman sa nitroglycerin o pyroxylin ang hindi nalulugod sa militar sa kanilang karakter. Ang dahilan para sa mababang katatagan ng mga sangkap na ito, para sa akin, ay namamalagi sa ibabaw. Ang parehong mga compound (o tatlo - pagbibilang at dinitroethylene glycol) ay mga kinatawan ng klase ng ether. At ang pangkat ng ester ay hindi alinman sa mga namumuno sa paglaban ng kemikal. Sa halip, siya ay matatagpuan sa mga tagalabas. Ang nitro group, na naglalaman ng nitrogen sa isang kakaibang estado ng oksihenasyon na +5 para dito, ay hindi rin isang modelo ng katatagan. Ang symbiosis ng malakas na ahente ng oxidizing na ito na may mahusay na ahente ng pagbawas tulad ng grupo ng hydroxyl ng mga alkohol ay hindi maiwasang humantong sa isang bilang ng mga negatibong kahihinatnan, na ang pinaka hindi kasiya-siya ay ang capriciousness sa aplikasyon.
Bakit ginugol ng maraming oras ang mga chemist at militar na mag-eksperimento sa kanila? Tulad ng tila, marami at marami ang nanalo. Ang militar - ang mataas na lakas at pagkakaroon ng mga hilaw na materyales, na kung saan ay nadagdagan ang pagiging epektibo ng pagbabaka ng hukbo at ginawa itong hindi sensitibo sa paghahatid sa panahon ng digmaan. Ang mga technologist - mga kondisyon ng banayad na pagbubuo (hindi na kailangang gumamit ng mataas na temperatura at nakataas na presyon) at kaginhawaang panteknolohiya (sa kabila ng mga proseso ng multistage, lahat ng mga reaksyon ay nagpapatuloy sa isang dami ng reaksyon at nang hindi na kinakailangang ihiwalay ang mga produktong intermediate).
Ang mga praktikal na ani ng mga produkto ay medyo mataas din (Talahanayan 2), na hindi naging sanhi ng kagyat na pangangailangan na maghanap para sa mga mapagkukunan ng maraming dami ng murang nitric acid (ang isyu sa suluriko acid ay nalutas nang mas maaga).
Talahanayan 2.
BB …… Pagkonsumo ng mga reagent bawat 1 kg….. Bilang ng mga yugto…. Bilang ng mga produktong pinalabas
……… Nitric acid.. Sulfuric acid
GN …….10 ……………..23 ……………..3 …………………… 1
DNEG….16, 5 …………..16, 5 …………… 2 …………………… 1
NK ……..8, 5 …………… 25 ……………..3 …………………… 1
Ang sitwasyon ay nagbago nang malaki nang ang mga bagong pagkakatawang-tao ng diablo ng mga paputok ay lumitaw sa eksena: trinitrophenol at trinitrotoluene.
(Itutuloy)
