Принятые сокращения

АУ – артиллерийская установка АУТ – автоматический установщик трубки

БВВ – бризантное взрывчатое вещество БЗЖ – борьба за живучесть ЖБП – журнал боевой подготовки БЧ – боевая часть ВВ – взрывчатые вещества ВЛ – ватерлиния

ВМБ – военно-морская база ВМФ – военно-морской флот ГКП – главный командный пункт

ИВВ – инициирующее взрывчатое вещество К-В – капсюль-воспламенитель К-Д – капсюль-детонатор

МЗА – малокалиберная зенитная артиллерия ДНТ – динитротолуоловый порох ОВ – отравляющие вещества

ОТЗ – осколочно-трассирующий снаряд ОФЗ – осколочно-фугасный снаряд ПКК – помощник командира корабля РКА – ракетный катер

СПК – старший помощник командира корабля ТНРС – тринитрорезерцинат свинца ТТХ – тактико-технические характеристики ТЭН – тетранитрапентаэтрит

УГФ – универсальный гасящий флегматизатор ЭКВ – электрокапсюльная втулка ЭПЖН – электропожарный насос

1.ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА И ПОРОХА

1.1.История открытия некоторых ВВ

Значение ВВ в развитии человечества играет большую роль. Добыча полезных ископаемых и проходка тоннелей, проведение мелиоративных работ – вот далеко не полный перечень их применения. Ну и конечно – военное дело.

3

Старейшим взрывчатым веществом является черный порох, возникший на основе "греческого огня", открытого в 667 г. Каллиникосом – смесь серы, соли, смолы, асфальта и негашеной извести, воспламеняющейся от соприкосновения с водой. Почти 500 лет черный порох являлся единственным взрывчатым веществом. Современное название "порох" появилось, когда составные части стали измельчать, превращая их в порошок, а затем смешивать.

В 1609 г. голландский алхимик Корнелиус ван Дреббель открыл "гремучее золото" (аммиачная окись золота) – первое БВВ. В 1799 г. англичанин Говард обнаружил гремучую ртуть, которая произвела переворот в истории ВВ, будучи использована в качестве ИВВ, вызывающего детонацию других ВВ. В 1846 г. почти одновременно были открыты сильнейшие ВВ: пироксилин (Шейбеном из Базеля) и нитроглицерин (Собреро из Турина). Первые 200 г нитроглицерина, изготовленных Собреро, до сих пор хранятся на старейшей динамитной фабрике в Турине. Спустя 20 лет, благодаря Альфреду Нобелю, нитроглицерин получил мировую славу как составная часть динамита. Нобель заметил, что при перевозке вылившийся из разбитой бутылки нитроглицерин был поглощен кремнистой землей (кизельгуром), которой были обложены бутылки, и что кизельгур не выделял нитроглицерин даже при сильном давлении, однако при подрывании его посредством гильзы с гремучей ртутью взрывался с силой чистого нитроглицерина.

Ещё в 1788 г. Хаусман изготовил тринитрофенол (пикриновая кислота) как краску для шерсти и шелка, взрывные свойства которого были обнаружены почти 100 лет спустя (1873) Шпренгелем, взорвавшим его от капсюля с гремучей ртутью. В 1863 г. были открыты взрывные свойства тринитротолуола.

На Руси порох для огнестрельного оружия появился до 1382 г., так как совершенно точно известно, что в 1382 г. Дмитрий Донской во время обороны Москвы от монголо-татарских орд хана Тохтамыша применил дымный порох для артиллерийской стрельбы. При Иване Грозном (1533–1584) пороходелие в России приобрело широкий размах, что позволило снабжать порохом стоявшую на высоком для того времени техническом уровне артиллерию.

Первый государственный завод в России был построен в 1665 г. под Москвой. В период царствования Петра I (1682–1725) были построены пороховые заводы в Сестрорецке и Петербурге

4

(Охтинский пороховой завод). Позже, в 1765 г., – Шостенский, а в 1788 г. – Казанский пороховые заводы.

Вконце XVIII в. благодаря работам великого русского ученого М.В. Ломоносова пороховое дело значительно усовершенствовалось. В частности, было подобрано соотношение компонентов дымного пороха и модернизирован процесс его производства.

Внастоящее время мировое производство ВВ исчисляется ежегодно сотнями тысяч тонн.

1.2.Явление взрыва, его основные характеристики

Теория ВВ – раздел науки о ВВ, изучающий закономерности процессов взрывчатого превращения, действие взрыва и общие свойства ВВ.

Взрывом (или взрывчатым превращением) называется очень быстрое проявление механической работы, вызываемое внезапным расширением сильно сжатых газов или паров. Взрыв в широком смысле слова есть чрезвычайно быстрое физическое или химическое изменение вещества, сопровождающееся столь же быстрым превращением его потенциальной энергии в механическую работу движения или разрушения окружающей среды.

Взрыв характеризуется следующими основными факторами:

–большой скоростью взрывчатого превращения вещества;

–экзотермичностью, т.е. выделением тепла при реакции взрывчатого превращения;

–образованием газообразных продуктов;

–самораспространением по веществу.

Большая скорость взрывчатого превращения обусловливает кратковременность процесса взрыва, а следовательно, его высокую мощность. Например: взрыв 1 кг тротила происходит в течение 10 мкс; заряд бездымного пороха 305 мм орудия сгорает за 0,03 с;

Образование газообразных продуктов определяет разрушительное и метательное действие взрыва, так как газы в этом случае являются реагентами, превращающими теплоту взрыва в механическую работу разрушения или движения тел. Объем образующихся газов в 500…1600 раз превосходит объем применяющихся ВВ.

5

Экзотермичность, т.е. выделение тепла при взрыве, обусловливает нагрев газообразных продуктов превращения и, следовательно, их расширение. Чем больше выделяется тепла, тем выше температура нагрева газообразных продуктов взрывчатого превращения, тем больше они расширяются. При этом газы образуют ударную волну и производят механическую работу разрушения или движения тел. Калорийность ВВ по сравнению с каменным углем небольшая и составляет 60…150 ккал на 1 кг ВВ. Однако такое количество тепла выделяется за очень короткий промежуток времени, обеспечивая таким образом эффект взрыва.

Самораспространение взрывчатого превращения по веществу обусловливает время этого превращения и определяется экзотермичностью. Взрывчатое превращение, начавшееся на ограниченном участке ВВ, сопровождается выделением достаточного количества тепла для вызова взрывчатого превращения в его соседних слоях.

Взрыв или воспламенение ВВ, возбуждаемое местным нагреванием, основывается на передаче теплоты от слоя к слою, распространяясь сначала со скоростью несколько метров в секунду. Если объем замкнутый, то температура и давление в горящем слое постепенно возрастают, что вызывает повышение температуры и давления в негорящих слоях до величины, достаточной для самовоспламенения. Температура и давление достигают самой высокой степени. И если до этого момента давление постоянно опережает воспламенение, то теперь оба распространяются с одной и той же неизменяющейся максимальной скоростью.

Начальное состояние процесса характеризуется термином “быстрое горение”, промежуточное состояние с переменной скоростью – “взрыв”, а предельное с постоянной скоростью – “детонация”.

Самораспространяющийся взрыв протекает в трех видах.

1. Быстрое горение – процесс, протекающий со скоростью до нескольких метров в секунду и в значительной степени зависящий от внешних условий: на открытом воздухе протекает спокойно, без звукового эффекта; в замкнутой оболочке под влиянием нарастающего давления ускоряется и может перейти во взрыв.

2. Взрыв – процесс, протекающий с большой переменной скоростью, измеряемой сотнями тысяч метров в секунду. Скорость

6

процесса взрыва больше скорости звука в массе ВВ. От внешних условий зависит меньше, чем быстрое горение. При взрыве происходит резкий подъем давления, сопровождающийся ударом газов по окружающей среде и дроблением прочных сред.

3. Детонация – частный случай взрыва, когда скорость процесса взрывчатого превращения постоянна и максимальна для данных условий. Является наивыгоднейшим видом взрывчатого превращения для разрушительных целей. Характеризуется чрезвычайно резким скачком давления и ударом газов, сопровождаемым максимальным для данных условий разрушительным эффектом.

Процессы взрыва и детонации существенно отличаются от процесса горения и по характеру распространения: горение передается по массе ВВ за счет теплопроводности, диффузии и излучения, а взрыв и детонация – за счет сжатия вещества ударной волной.

Энергия, необходимая для начала взрыва, служит мерой чувствительности ВВ.

Для вызова взрыва применяются вспомогательные средства механического, химического, термического и лучистого характера. Это может быть удар, трение, химический реагент (серная кислота для хлорных смесей), теплота, электрическая искра, свет (гремучая смесь хлора с водородом).

Для собственно ВВ применяется только возбуждение нагреванием, ударом или трением, и все принятые способы воспламенения сводятся к этим и еще двум типам:

–пламя (зажигательный шнур и капсюль);

–электричество (искра и накаливание);

–трение (фрикционное воспламенение);

–удар или сотрясение (ударное воспламенение);

–детонация (К-Д, инициирующее воспламенение).

Три первых способа основываются на действии теплоты, получаемой от пламени, электрического тока или механической работы. Два последних – на действии мгновенного очень высокого давления на небольшую часть ВВ, которое может быть достигнуто механическим способом (при ударе) или детонацией небольшого количества запрессованного в гильзу легко детонирующего ВВ.

7

1.3.Взрывчатые вещества и пороха, применяемые

вкорабельной артиллерии

Взрывчатыми называются вещества или механические смеси, способные под влиянием внешнего воздействия к взрывчатым превращениям. Классифицировать ВВ довольно сложно. Они весьма разнообразны по своему химическому составу, физическим свойствам и агрегатному состоянию. Известно много ВВ, представляющих собой твердые тела, менее распространены жидкие, есть и газообразные, например, смесь метана с воздухом. В принципе, ВВ может быть любая смесь горючего с окислителем.

ВВ, относящиеся по своей структуре к определенному классу соединений, обладают некоторыми общими свойствами. Однако в пределах одного класса химических соединений различия в их свойствах могут быть значительными, так как ВВ во многом определяются физическими свойствами и структурой вещества. Поэтому классифицировать их по этому признаку довольно трудно. Обычно ВВ классифицируют в зависимости от областей применения.

По практическому применению ВВ подразделяются на четыре группы (рис. 1.1): инициирующие; бризантные (дробящие); метательные (пороха); пиротехнические составы.

Метательные (пороха)

Бризантные

Рис. 1.1. Группы ВВ

8

Инициирующими (от лат. initium – начало) называются ВВ, обладающие очень высокой чувствительностью и взрывающиеся от незначительного внешнего воздействия; они всегда детонируют и вызывают детонацию других ВВ. Используются для инициирования (вызова взрыва) БВВ, для взрыва которых необходимо мощное воздействие. ИВВ применяются в К-В и в К-Д.

К инициирующим ВВ относятся:

а) соли гремучей кислоты и тяжелых металлов – фульминаты: гремучая ртуть Hg(ONC)2, гремучее серебро AgONC;

б) соли азотисто-водородной кислоты – азиды: азид свинца Pb(N3)2, азид серебра AgN3, цианутриазид C3N3(N3)3;

в) соли тяжелых металлов и стифниновой кислоты: стифнат свинца C6H(NO2)3O2PbH20;

г) ТНРС (тринитрорезорцинат свинца) C6H(O2Pb)(NO2)H2O;

д) тетразен С2H8ON10.

Гремучая ртуть получается путем растворения металлической ртути в азотной кислоте и добавления полученного раствора к этиловому спирту. Это белый или серый кристаллический порошок. При содержании 30% воды она не загорается от луча огня, следовательно, может храниться под водой. Температура вспышки 173–180оC, скорость детонации – 5000 м/с при max плотности. В присутствии влаги энергично взаимодействует с алюминием (медленнее с медью). Применяется для изготовления ударных и накольных составов, для снаряжения К-В и К-Д. Перевозится только в виде готовых изделий (капсюлей).

Азид свинца получают реакцией обменного разложения азида натрия с азотнокислым свинцом, смешивая водные растворы этих солей: 2NaN3 + Pb(NO3)2 = Pb(N3)2 + 2NaNO3. Взаимодействует с медью; не взаимодействует с алюминием, следовательно, прессуется в алюминиевые оболочки. Температура вспышки – 340оС, скорость детонации при плотности 4,0 г/см3 5100 м/с.

Положительные качества азида свинца (по сравнению с гремучей ртутью):

1)инициирующие свойства выше, следовательно, количество

вК-Д в 2…2,5 раза меньше;

2)менее чувствителен к сотрясениям, что особенно важно для применения в К-Д;

3)дешев в производстве.

9

ТНРС получают при взаимодействии натриевой соли стифниновой кислоты с азотнокислым свинцом в водном растворе. Цвет – жёлтый. Температура вспышки 275о С. Применяется для воспламенения азида свинца, для лучшего восприятия пламени в К-Д, а также в ударных составах для снаряжения К-В.

Тетразен – мелкокристаллический порошок с желтоватым отливом. Температура вспышки – 140° С. Бризантность мала. По чувствительности к трению и удару близок к гремучей ртути. Примесь 2..3%-го тетразена к азиду свинца используется для повышения чувствительности к наколу. Содержит большое количество аммиака, который нейтрализует кислые продукты взрыва ударных составов, являющихся причиной коррозии канала ствола, следовательно, используется для изготовления некоррозирующих составов патронных К–В.

Бризантными (от лат. briser – дробить) называются такие ВВ, при взрыве которых происходит дробление окружающих предметов. Взрывчатые превращения БВВ вызываются детонацией инициирующих ВВ. Они являются основной группой ВВ, идущей на снаряжение артснарядов, авиабомб, мин, торпед и для изготовления подрывных зарядов. По химической природе и составу наиболее распространенные БВВ делятся на однородные и неоднород-

ные (рис. 1.2).

Типы бризантных ВВ

Рис. 1.2. Типы бризантных ВВ

10

К первым относятся однородные химические соединения:

а) нитраты или эфиры азотной кислоты: нитроглицерин C3H5(ONO2)3, пироксилин C24H29O9(ONO2)11, ТЭН (тетранитрапентаэтрит) С(СH2ONO2)4, коллоксилин, нитродигликоль;

б) нитросоединения ароматического ряда: тротил C6H2(NO2)3, тетрил (тринитрофенилметилнитрамин), пикриновая кислота (тринитрофенол) С6H2(OH)(ON2)3, ксилин (тринитроксилин)

C6H(CH3)2(OH2)3;

в) нитросоединения неароматического ряда: гексоген (циклотриметилентринитрамин) C3H6O6N6, октоген (циклотетраметилентетранитрамин) (CH2NNO2)4.

Нитроглицерин получается при воздействии на глицерин азотной кислотой в присутствии серной. Применяется для изготовления порохов.

Пироксилин образуется при нитрации хлопка азотной кислотой в присутствии серной. Применяется для изготовления бездымных порохов. Пироксилин № 1 – нерастворимый, содержит 13…13,5% азота, 25…30% нитроглицерина (кордитные пороха); пироксилин № 2 – растворимый, в нем содержится 12…12,4% азота.

ТЭН (пентаэритрит и азотная кислота) – белое кристаллическое вещество. Температура вспышки 215оС, скорость детонации

– 8400 м/с, наиболее чувствительное БВВ. Применяется флегматизированным в К-Д и разрывных снарядах малого калибра.

Тротил (тринитротолуол) получают последовательной нитрацией толуола. Кристаллическое вещество желтоватого цвета. Температура вспышки 290оС, скорость детонации – 7000 м/с (6700 м/с).

Тетрил получается нитрацией диметиланилина азотной кислотой в присутствии серной. Вследствие своей чувствительности используется ограниченно – в детонаторах взрывателей.

Пикриновая кислота образуется в результате последовательной нитрации фенола. Достаточно капризное ВВ, поэтому используется для снаряжения мин и глубинных бомб, в основном, только в военное время.

Гексоген получают из формальдегида и аммиака при их обработке азотной кислотой. Используется в К-Д и для приготовления неоднородных ВВ.

К неоднородным БВВ относятся смеси:

11

а) стабильные, на основе тротила или гексогена: аммониты, А–IX–1 (гексоген, стеарин, церезин), А–IX–2 (А–IX–1 + 20% Аl пудры; в 1,8 раз мощнее тротила), МС (58% гексогена, тротил, алюминиевый порошок, флегматизатор), ТГ, ГТТ, ТА, ТГА (60% тротила, 24% гексогена, 16% Al пудры; в 1,47 раз мощнее тротила), ТГА–Г5 (ТГА + 5% флегматизатора-головакса; в 1,4 раза мощнее тротила);

б) суррогатные ВВ, применяемые для снаряжения боеприпасов только в военное время. К ним относятся смеси и сплавы однородных БВВ и некоторых других веществ, удешевляющих производство: французская смесь – сплав на основе пикриновой кислоты. Используется в минах и глубинных бомбах. При длительном хранении может разлагаться с выделением чувствительных взрывоопасных веществ; аммотолы (военные сорта аммонитов) – смеси тротила и аммиачной селитры в соотношении 20:80, 30:70, 40:60. При хранении слеживаются, гигроскопичны, что существенно снижает их чувствительность;

в) ВВ, применяемые для подрывных работ в мирное время: динамиты; оксиликвиты – взрывчатые смеси, состоящие из жидкого кислорода и твердого горючего поглотителя, которыми являются углесодержащие вещества с хорошей адсорбционной способностью.

В настоящее время для снаряжения боеприпасов однородные БВВ применяются сравнительно редко из-за ряда присущих им недостатков. Для этого используются, в основном, взрывчатые смеси, к которым могут добавляться другие вещества для придания смесям и сплавам определенных свойств.

Пороха являются в основном метательными ВВ. Используются для изготовления зарядов. Формой взрывчатого превращения этой группы является не взрыв, а быстрое горение с постепенным нарастанием давления газов.

Пороха подразделяются на две подгруппы (рис. 1.3): 1) дымные; 2) пороха коллоидного типа.

К первой подгруппе относится: дымный или черный порох, представляющий собой механическую смесь калиевой селитры (КNО3), угля, серы (75% + 15% + 10%). Используется для изготовления воспламенителей к зарядам из коллоидного пороха, элементов огневой цепи трубок и взрывателей.

12