книги из ГПНТБ / Николай Александрович Шилов [сборник]

измерению нарастания концентрации хлора со временем за слоем угля после момента проскока. Эта гипотеза, несомнен­ но, отражает некоторые характерные черты процесса погло­

проскока. Так, в одном из опытов первоначальная динамиче­

воздуха и хлора при постоянстве прочих параметров. В каче­ стве примера полезно привести данные одной серии наблю­ дений. При увеличении скорости смеси воздуха и хлора от 5 до 10 л/мин динамическая активность слоя угля уменьшается от 1,48 до 0,43 относительных единиц. Зависимость динамиче­ ской активности от скорости тока воздуха имеет большое практическое значение, так как указывает на влияние площа­ ди сечения угольной шихты в противогазе.

Была также экспериментально показана весьма силь­ ная зависимость динамической активности угля в отличие от хлороемкости, от размеров зерен. Так, время защитного дей­ ствия слоя угля из отобранных наиболее крупных зерен в 10 раз менее динамической активности угля с зернением, обыч­ но применяемым при снаряжении противогазов; путем из­ мельчения угля легко достигнуть увеличения времени защит­ ного действия в 9 раз по сравнению со стандартным углем. Эти наблюдения объяснили весьма большие колебания в мощности противогазов, снаряженных углем различных заво­ дов с практически одинаковой хлороемкостью в 30—35%. Все различие в основном определялось разным зернением угля. Впоследствии Н. А. Шилов установил количественное соот­ ношение между временем защитного действия и средним зер­ нением угля.

В.феврале 1917 года в лаборатории изучались пути более совершенного использования сорбционных свойств угля в противогазе. При неизменном зернении угля время защитного действия могло быть увеличено путем уменьшения скорости тока воздуха на единицу площади сечения слоя или путем удлинения слоя угля. Для решения вопроса о наиболее целе­ сообразном варианте были поставлены специальные опыты. Изучалась зависимость времени защитного действия от удельной скорости смеси воздуха и хлора при варьировании общей скорости газовоздушной смеси, при неизменном сече­ нии слоя угля или при изменении площади сечения динами­ ческой трубки. Экспериментально показано, что путем увели­ чения площади сечения угольного слоя в лучшем случае воз-

можно получить лишь прямо пропорциональное возрастание динамической активности слоя. К более резкому увеличению времени защитного действия приводит удлинение слоя угля, что вызывает более совершенное использование тех слоев, ко­ торые расположены первыми по току воздуха. Н. А. Шилов неоднократно возвращается к более, детальному изучению и обсуждению зависимости динамической активности от длины слоя угля. Он вводит понятие о кривой распределения сорби­ рованного газа по длине слоя угля и показывает, что пло­ щадь, ограниченная кривой и осями координат, графически выражает количество сорбированного газа до момента про­ скока. Вид кривой распределения и характер ее перемещения по длине слоя угля в процессе динамического опыта приоб­ ретают основное значение при анализе поглощения' газа из тока воздуха.

При маятниковой схеме дыхания в противогазе Зелинско го — Кумманта происходило сильное увлажнение угля и его насыщение углекислым газом. Все моменты, представлявшие значение для боевой эксплуатации противогазов, неизменно привлекали интерес исследователей подвижной лаборатории. Систематическое изучение влажности угля в противогазах позволило установить объективный критерий действительно­ го пользования противогазом на фронте (вес угля более 265 г), сыгравший важную роль при систематизации резуль­ татов изучения противогазов, отобранных у солдат на фрон­ те.

К изучению влияния влажности на динамическую актив­ ность угля Н. А. Шилов неоднократно возвращается и фор­ мулирует выводы на основании опытов с различными угля­ ми. Умеренное увлажнение активных углей (в среднем до 30—40%) приводит к существенному возрастанию динамиче­ ской активности по хлору. Для более сильно увлажненных углей время защитного действия начинает снижаться. В опы­ тах с фосгеном в общем наблюдается аналогичная картина, причем при умеренных влажностях угля происходит только проскок хлороводорода при отсутствии даже следов фосгена в токе воздуха, прошедшем через слой угля.

Разработка нового более рационального метода оценки качества противогазового угля путем измерения его динами­ ческой активности, естественно, поставила вопрос об анализе свойств угля в различных стадиях его изготовления. Такое исследование было проведено в июле 1917 года на москов­ ском угольном заводе. В результате двукратной активации березового угля-сырца его хлороемкость возрастает от 9,4 до 35,8%, т. е. в 4 раза, а динамическая активность с 0,03 до 6,96 (в относительных единицах), т. е. в 143 раза. Эти на­ блюдения особенно ярко подчеркивают отсутствие всякого параллелизма между хлороемкостью угля и его динамичес-

50

мы зерен в результате окатки и выдувания части пыли при дыхании. Сравниваются различные образцы противогазов и угля различных предприятий. Результаты опытов обрабаты­ ваются статистически и выводы звучат убедительно и веско. Во многих отчетах высказываются предложения о путях улуч­ шения противогазов.

Важнейший практический вывод состоял в обосновании неизменности динамической активности собственно угля со временем в отличие от хлороемкости, которая существенно снижалась в процессе эксплуатации противогаза. Это позво­ лило рекомендовать удлиненные сроки пользования противо­ газами до смены и применение угля из расснаряженных про­ тивогазов в починочных мастерских для вторичного снаряже­ ния.

Мы не в состоянии остановиться на многих выполненных

влаборатории исследованиях по изучению защитных свойств угля по различным газам и парам, скорости поглощения воз­ духа и различных газов, поглощения хлора из тока воздуха, по измерению термического эффекта сорбции и др. В частно­ сти, для регистрации момента проскока паров хлористого бензила применялся впервые метод, основанный на наблюде­ нии окрашивания газового пламени накаленной окисью меди

вприсутствии следов паров, содержащих галоид.

Таковы в общих чертах замечательные результаты 13-ме­ сячной научно-исследовательской деятельности Н. А. Шилова и его сотрудников во фронтовой подвижной лаборатории.

Исследования на фронте возбудили у Н. А. Шилова глу­ бокий интерес к проблеме динамической активности. Повозвращении в Москву он совместно с учениками организует в лабораториях Московского коммерческого института и Мос­ ковского высшего технического училища в более совершен­ ных условиях всестороннее изучение сорбции газа из тока воздуха. По различным (не зависящим от авторов) причинам работа была опубликована только в 1929 году.

Аппаратура представляла собой дальнейшее усовершенст­ вование «метода Шилова» и позволяла не только определять время защитного действия слоев угля, но и измерять распре­ деление концентрации хлора в газовой фазе в различных ме­ стах поглощающего слоя, состоящего из ряда последователь­ но соединенных динамических трубок с углем. Путем взве­ шивания трубок до и после опытов находились абсолютные количества поглощенного хлора в различных участках слоя.

При обсуждении опытных данных более детально анали­ зируются условия образования и перемещения кривой рас­ пределения концентрации хлора в газовой фазе по длине слоя угля (область градиента). В общем случае реальному процессу сорбции отвечает перемещение кривой распределе­

52

ния, сопровождающееся деформацией формы кривой. Для до­ статочно длинного слоя угля кривая распределения приобре­ тает практически неизменную форму и перемещается при­ близительно с постоянной скоростью по длине слоя угля. Та­ ким образом, возникло представление о параллельном пере­ носе фронта газа, отвечающее постоянству времени защитно­ го действия каждой единицы длины слоя с того момента, когда кривая приближенно становится стационарной. При этом допущении зависимость времени защитного действия 0 от длины слоя угля L становится линейной:

S = k L — ^ для L^>L0,

ная кривая распределения. Эта формула приобрела извест­ ность как формула Шилова и получила применение для при­ ближенного выражения зависимости времени защитного дей­ ствия от длины слоя угля.

Таковы итоги выдающихся исследований в области проти­ вогазового дела одного из передовых русских ученых— про­ фессора Н. А. Шилова. Мы можем гордиться, что основы противогазовой науки были заложены в нашей стране заме­ чательными трудами Н. Д. Зелинского и его ученика Н. А. Ши­ лова.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Н. А. ШИЛОВА ПО ПРОТИВОГАЗОВОЙ

БОРЬБЕ В ПЕРВУЮ МИРОВУЮ ВОЙНУ

Генерал-майор М. В. КРАСИЛЬНИКОВ

Имя Н. А. Шилова тесно связано с противогазовой борь­ бой в русской армии в период 1915—1917 гг. Химическая служба русской армии очень многим обязана непосредствен­ ной деятельности Н. А. Шилова по противогазовой борьбе в войсках.

После первого газового нападения немцев на русском фронте 18 (31) мая 1915 года под Болимовым обществен­ ность того.времени приняла горячее участие в деле противо­ газовой защиты армии. В частности, одно из старейших выс­ ших, учебных заведений страны — Московское техническое училище при финансовой поддержке Московского комитета Всероссийского земского союза и Союза городов уже в июне месяце 1915 года подготовило из числа студентов отряд хи- миков-инструкторов для обследования на фронте районов га­ зовых атак, снабжения войск приборами для взятия проб га­

53

зов, выпущенных немцами, и для показа войскам приемов противогазовой борьбы.

В течение лета и осени 1915 года, кроме поездок на фронт, Н. А. Шилов проводил испытания по активному при­

осени 1915 года в русской армии руководило, главным обра­ зом, военно-санитарное ведомство. Специалистов-химиков по руководству противогазовой борьбой в штабе фронтов и ар­

бенно остро чувствовалась штабом русского Западного фрон­ та, против частей которого в течение мая—августа 1915 года немцы несколько раз производили газовые атаки.

Во время своих поездок в части Западного фронта Н. А. Шилов консультировал штаб фронта и штабы войско­ вых соединений по вопросам противогазовой борьбы, а с 14 декабря 1915 года был назначен «заведующим по техничес­ кой части газового дела при генерал-квартирмейстере штаба Западного фронта», т. е. по существу начальником противо­ газовой службы фронта.

В результате своих наблюдений при проверке войсковых частей, подвергшихся газовым атакам, Н. А. Шилов пришел к выводу о необходимости практического и наглядного обу­ чения войск приемам противогазовой борьбы и, в частности, ознакомления войск со свойствами газа и мерами защиты от

зовое окуривание. Для производства окуривания войск необ­ ходимы были подготовленные специалисты и соответствую­ щие учебные подразделения.

Николай Александрович Шилов в конце 1915 года добил­ ся от Земского союза отпуска средств для организации на Западном фронте двух, а впоследствии семи подвижных про­ тивогазовых отрядов, в задачу которых входило: «наглядное показание мер защиты от удушливых газов и борьбы с ними, а также осмотр противогазового снаряжения войск». Противогазовые отряды имели собственные вагоны для передвиже­ ния по армиям, один из вагонов был оборудован под химиче­ скую лабораторию и под мастерскую для починки противо­ газов. Одновременно, по ходатайству Н. А. Шилова, на сред­ ства же Земского союза при штабе Западного фронта была открыта метеорологическая станция для нужд противогазо­ вой борьбы.

В течение весенних и летних месяцев 1916 года противо­ газовыми отрядами профессора Шилова на Западном фрон­ те было окурено несколько сот тысяч человек, а также про­ верено и исправлено значительное число противогазовых ма-

54

сок. Эти опыты массового газового окуривания войск полу­ чили известность и на других русских фронтах, и в тылу. Окуривание стали производить не только отряды и инструкто­ ры Земского союза, но и химические команды, состоящие в то время при каждой армии для производства газовых^атак против немцев. Основой организации и содержания этой ра­ боты были результаты деятельности Н. А. Шилова.

Одновременно с окуриванием Н. А. Шилов производил опыты и над действием так называемых средств массовой за­ щиты против газов: известкового раствора, аммиака, скипи­ дара, костров и т. п. В апреле 1916 года Н. А. Шиловым бы­ ло дано следующее принципиальное заключение о действии

вильно снабжен всем необходимым». На основании этого за­ ключения войскам были отданы соответствующие указания об изъятии из употребления части средств массовой защиты и о вспомогательном характере защитного действия всех средств массовой защиты вообще.

В связи с немецкими газовыми атаками летом 1916 года, первыми опытами применения активных химических средств с русской стороны и развитием дела противогазовой борьбы Н. А. Шилов в июле 1916 года составил проект организации фронтовой Химической лаборатории и противогазового обуче­ ния в запасных частях фронта, а в августе 1916 года пред­ ставил доклад об организации при каждой армии штатного противогазового отряда для обучения войск. Эти соображе­ ния Н. А. Шилова легли в основу введенной военным ведом­ ством с сентября 1916 года противогазовой организации в действующей армии: установление при заведующем химичес­ кими средствами борьбы на фронте Химической лаборатории и введение при каждой армии учебного отряда для противо­ газового обучения войск.

Летом 1916 года в части русской армии стали поступать угольные противогазы Зелинского с шлемом Кумманта. Первые образцы противогаза Зелинского—Кумманта при от­ личном защитном действии противогазов были неудобны в боевом отношении: они стесняли бойцов при движении и стрельбе. Николай Александрович Шилов очень вниматель­ но изучал опыт войск по использованию противогазов и де­ лал соответствующие выводы и предложения по дальнейше­ му испытанию и совершенствованию противогазов.

Крайне поучительным и для настоящего времени пред­ ставляется мнение профессора Шилова о значении массового боевого опыта для проверки всякого нового технического, средства, выраженное им 4 октября 1916 года в связи с тре­

55