ОСНОВИ БУДОВИ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

Порохові елементи у формі тонкої і довгої стрічки, що звернута у рулон у вигляді архімедової спіралі, позначають Сп і двома числами, що розділені рискою; перше означає товщину стрічки (т.ш.г.) у сотих частках міліметра, друге – ширину стрічки у міліметрах. Наприклад, НБСп 14-47 – порох нітрогліцериновий, баліститний, висококалорійний, мінометний у формі спіралі, з т.ш.г.= 0,14 мм і шириною стрічки – 47 мм.

Позначення номера партії, року виготовлення, заводу – виробника і методу виробництва НЦ-порохів

Кожна партія готового пороху має певний номер, а також час його виготовлення. Записуються ці дані у вигляді дробу з чисельником – номером партії пороху та знаменником – роком виготовлення пороху, які ставляться після позначення марки пороху. Наприклад, 4/58 – порох партії 4, рік виготовлення – 1958.

2.3.Піротехнічні склади

2.3.1.Загальні відомості про піротехнічні склади

Піротехніка – з грецької «вогневе мистецтво» – галузь техніки, що пов’язана з виробництвом і застосуванням ПТС, при горінні яких виникають світлові, теплові, димові, звукові і реактивні ефекти.

Піротехнічні вироби відомі з глибокої давнини. Так, запалювальні суміші застосовувалися при облозі Трої, при навалі татаро-монгольських полчищ на Русь. У Росії ПТС почали застосовувати з 17-го століття, в основному для проведення феєрверків, салютів і т.ін.

Широко застосовувалися ПТС і вироби з них у першій світовій війні, а особливо у другій світовій війні.

Основні розрахунки для ПТС вперше були виконані піротехніками Носовим Н.А., Матюкевичем Ф.Ф. (1840-

101

1869 рр.) і розвинені Цитовичем П.С. і Степановим Ф.В., що в 1894 р. надрукували свої праці з мирної піротехніки, які й до цього часу є кращими з відомих у світовій практиці.

ПТС споряджають різні види боєприпасів (снаряди, міни, ракети, авіабомби та ін.), навчально-імітаційні та інші вироби.

ПТС широко застосовуються в народному господар-

стві:

металотермія (Al, Mg, Ca – термія) для одержання чистих металів (уран, РЕМ, Ti, Zr), для зварювання рейок, труб, проводів і т.ін.;

космонавтика – наприклад, до конструкції американського космічного корабля «Джеміні» входило 87 піротехнічних пристроїв для відділення корабля від ракети-носія і т.ін.;

сільське господарство – димові суміші для захисту від заморозків, для боротьби зі шкідниками рослин; протиградові суміші, що застосовуються для зміни несприятливих умов природи;

кінематографія – при зйомках батальних сцен кінофільмів, наприклад, панорама Бородинської битви в кінофільмі «Війна і мир» вимагала 23 т димного пороху, було підірвано 15000 димових гранат і 2000 імітаційних зарядів.

Більшість ПТС являють собою складні суміші, що складаються з ряду компонентів – окиснювача, пального, зв’язувача (цементатора) і добавок.

Найбільш поширеними окиснювачами є солі кислот: азотної [Ba(NO)2; KNO3 та ін.]; хлорної [KClO3 та ін.]; оксиди металів [Fe3O4].

При нагріванні до визначеної температури окиснювач розкладається з виділенням кисню, за рахунок якого і проходить згоряння пального. Але є багато ПТС, де пальне згоряє завдяки кисню повітря.

Як пальне використовують метали: Mg, Al та їх сплави, наприклад, «електрон», нафту і нафтопродукти, цукор, смоли і т.ін.

102

Зв’язувачами (цементаторами) є полімери, ПХВ, фе- нол-формальдегідні смоли-бакеліт, ідітол і т.ін., шелак.

Вони необхідні: для зв’язування механічних сумішей і надання спресованій суміші бажаних механічних властивостей; для виконання ролі флегматизаторів і стабілізаторів – для безпеки при виготовленні і зберіганні; як додаткове пальне.

Крім того, вводяться добавки-солі, що забарвлюють вогонь; барвник, що дає кольоровий дим; стабілізатори хімічної стійкості і т.ін.

Основною формою перетворення ПТС є процес горіння, як під дією кисню, що міститься в окиснювачі, так і за рахунок кисню повітря.

Піротехнічний ефект (у тому числі і швидкість горіння) залежить від природи окислювача і пального, від розміру частинок компонента, їх чистоти, ретельності змішування, ступеня пресування, а також від конструкції виробу.

Для виготовлення ПТС компоненти подрібнюють, сушать, просіюють, змішують, заповнюють картонні або металічні гільзи і пресують.

Багато ПТС, особливо ті, що вміщують хлорати (KClO3), мають вибухові властивості, чутливість їх до зовнішнього впливу залежить від хімічного складу. Крім того, багато ПТС є гігроскопічними і хімічно малостійкими, особливо Mg-утримуючі суміші. Тому зберігають ПТС в гермоукупорці, і зовнішньою ознакою хімічного розкладання ПТС є роздутість гермоукупорки, що виконана з тонкого листового заліза, в результаті підвищення внутрішнього тиску, що створюється газоподібними продуктами розкладу ПТС.

Загальні вимоги до ПТС: заданий піротехнічний ефект; безпека при виготовленні, обходженні, зберіганні; достатня фізико-хімічна стійкість; широка і дешева сировинна база.

За призначенням ПТС поділяються на освітлювальні, сигнальні, трасуючі, запалювальні, димові і т.ін.

103

Знання основних видів ПТС, їх призначення й використання необхідно при вивченні теми “Стрільба вночі запалювальними, димовими і освітлювальними снарядами”.

2.3.1.1. Освітлювальні піротехнічні склади

Освітлювальні суміші призначені для освітлення великих ділянок місцевості. Ними споряджають освітлювальні снаряди, міни, авіабомби, 26-мм патрони і гвинтівочні гранати.

Вимоги: необхідний час дії і забезпечення доброї видимості на місцевості.

Час дії визначається тактичним призначенням освітлювального ПТС і лежить у проміжку від 8 секунд до 8 хвилин.

Видимість на місцевості залежить від спектру і потужності світлового випромінювання.

Людське око найбільш чутливе до жовто-зеленої частини спектру, тобто в проміжку 5,6 - 5,7 109 м. Випромінювання в жовто-зеленій частині спектру дає при високій температурі продукти розпаду Ba(NO3)2 і NaNO3, високу температуру – 2500 - 3000 С створюють порошки Mg і Al і їх сплави. Таким чином, освітлювальні суміші – це суміші пального (порошку Mg, Al або їх сплави) з окиснювачем Ba(NO3)2 або NaNO3 і з невеликою кількістю органічного зв’язувального цементатора. Теплота горіння – 6,0 МДж/кг, швидкість горіння – 0,5 - 10 мм/с, сила світла залежить від діаметру виробу, температури і швидкості горіння, а також властивостей продуктів горіння, коливається у проміжках 104 - 107 КФ. Сила світла фотоосвітлювальних сумішей, що застосовується при нічних аерозйомках, досягає сотен млн Кд при тривалому свіченні 0,1с. Випромінювання полум’я освітлювальної суміші – головним чином теплове за рахунок розжарених частинок MgO, Al2O3 і частково – люмініцентне.

104

Типова суміш у %:

Ba(NO3)2 – 58 % – окиснювач, джерело іонів барію;

Mg – 32 % – пальне;

ідітол – 10 % – зв’язуюче (цементатор і додаткове паливо).

Швидкість горіння цієї суміші 4,9 мм/с, сила світла 9,3.104 Кд. Вперше освітлювальні ракети були введені у війська як засіб сигналізації.

2.3.1.2. Сигнальні піротехнічні склади

Сигнальні суміші призначені для спорядження патронів та інших піротехнічних виробів, що використовуються для подачі сигналів, зв’язку, цілевказівок, які видно на відстані декількох кілометрів, і поділяються на засоби нічної і денної дії. Вночі використовують кольорові вогні, а вдень дим і вогні.

Вимоги – надійне розпізнавання сигналу і певний час дії. Час, необхідний для сприйняття світла, – 8 - 15с; краще за все людське око розпізнає червоний, жовтий і зелений кольори. При цьому найважливіша характеристика – чистота кольору полум’я, тобто не менше 70% інтенсивності повинно бути монохроматичним. При температурі 1200 - 2000 С фарбування полум’я в червоний колір дає монохлорид стронцію Si2Cl, в зелений колір – монохлорид барію BaCl, в жовтий – атоми натрію. Окиснювачами в сигнальних сумішах найчастіше є нітрати вищеназваних металів (60 - 70%), а також хлорати і перхлорати. Пальним, що забезпечує високу яскравість полум’я, служить металічний Mg (11 - 18%), а як зв’язуюче і додаткове пальне

– штучні смоли. Хлоруючими добавками, необхідними для створення летких монохлоридів стронцію і барію, служать поліхлорвініл (ПХВ), гексахлорбензол і т.ін.

Приблизний склад червоного вогню, %: хлорат калію KClO3 – 60 % – окиснювач, джерело іонів хлору; карбонат

105

стронцію SrCO3 – 25 % – джерело іонів стронцію; ідітол – 15 % – цементатор і пальне.

Прикладом складу жовтого вогню служить: нітрат барію – 45 % Ba(NO3)2 – окиснювач; металевий магній – 15 % Mg – пальне; оксалат натрію – 25 % Na2C2O2 – джерело атомів натрію; ідітол – 15 % – цементатор і пальне.

Склад зеленого вогню: нітрат барію Ba(NO3)2 – 59 %

– окиснювач; металевий магній Mg – 18 % – пальне; поліхлорвініл ПХВ – 23 % – цементатор і пальне.

Швидкість горіння таких сумішей – 3 - 5 мм/с, сила світла – 4 103 - 1,1 104 Кд.

Для сигналізації вдень, а також для цілевказання і пристрілки застосовують сигнальні суміші – фарбовані дими. Вони містять: KClO3 – 35 - 40 % – окиснювач; цукор, крохмаль – 20 - 25 % – пальне; термічно стійкі органічні барвники, що здатні розгорітися з утворенням кольорового диму – 40 - 45 %; стабілізатор хімічної стійкості, вогнегасник.

Наприклад, червоним фарбником диму є родамін, жовтим фарбником – аурамін.

Часто в сигнальних сумішах використовують і звукові ефекти. При горінні таких ПТС внаслідок зміни швидкості горіння виникає вібруючий звук. Сигнальні суміші широко застосовуються на залізничному, морському і повітряному транспорті, при проведенні феєрверків.

2.3.1.3. Трасуючі піротехнічні склади

Трасуючі суміші призначені для спорядження трасерів, які служать для забезпечення доброї видимості траєкторії польоту кулі, снаряду і т.ін.

Застосовуються при коригуванні вогню, наведення снарядів у ціль, наприклад, ПТКР.

Вимога – добра видимість траси вдень і вночі, не викликати корозію ствола.

106

Трасуючі суміші містять металічне пальне, окиснювачами є нітрати барію і стронцію (червоний вогонь) і цементаторами – смоли.

Приблизна рецептура трасуючої суміші:

червоного вогню: Sr(NO3)2 – 60 %; магній Mg – 30 %;

Запалювання трасерів здійснюється від порохових газів або від спецобладнання.

2.3.1.4. Займисті піротехнічні склади

Займисті суміші призначені для підпалювання запалювальних ПТС і тому до них ставляться такі вимоги: легкість займання від звичайних засобів запалювання; висока запалювальна здатність.

Найбільш поширена займиста суміш типу димного пороху, в якому сірка замінена ідітолом:

Високу чутливість до теплового імпульсу має перекис барію BaO2. Так, для безвідмовного займання трасуючих сумішей від порохових газів у момент пострілу використовують такі суміші:

Для ПТС, що тяжко займаються (наприклад, термітні суміші) застосовують перехідні суміші, що складаються із займистої суміші та запалювальної суміші.

107

Займисті суміші широко використовуються не тільки у військовій справі. Так, терочні суміші (займання від тертя) використовуються і при виготовленні сірників.

Процес займання сучасних сірників полягає в тому, що при терті сірникової головки об намазку на коробці відбувається екзотермічна реакція між червоним фосфором в намазці і бертолетовою сіллю (KClO3) в головці сірника. До складу сірникової головки входить бертолетова сіль, молоте скло-сенсибілізатор, що підвищує чутливість KClO3 до тертя, пальне (сірка, сурма і т.ін.) і цементатор - зв’язуюче – клей.

Фосфорна намазка на коробці містить червоний фосфор, цементатор-зв’язуюче – декстрин.

2.3.1.5. Запалювальні піротехнічні склади

Запалювальні суміші призначені для знищення живої сили і техніки противника, будівель, споруд і т.ін.

Вимога – висока запалювальна здатність, утворення рідких продуктів горіння – шлаків, трудність гасіння і легкість займання.

Усі запалювальні суміші діляться на дві групи: запалювальні суміші, що згоряють за рахунок кисню окиснювача, який знаходиться в суміші; запалювальні речовини, які згоряють за рахунок кисню повітря.

Запалювальні речовини, які мають окиснювач

1. Терміти і термітні суміші являють собою порошкоподібні суміші еквімолекулярної кількості алюмінію (рідше – магнію) і оксиду менш активного металу: заліза, марганцю і т.ін. Термітна реакція вперше була відкрита академіком Бекетовим Н.Н. (1865р.). Його дослідження в цій галузі відіграли визначну роль у військовій справі.

Найбільш поширений терміт – залізоалюмінієвий, горіння якого відбувається за рівнянням:

108

8 Al + 3 Fe3O4 4 Al2O3 + 9 Fe + 3,2 МДж .

Особливість термітів: висока температура горіння (2400 - 2800оС), горіння без доступу повітря, утворення розплавлених шлаків, трудність гасіння. Терміт легко пропалює листи дюралюмінію, тонкі листи сталі і заліза. До недоліків термітів належить трудність займання (1000 - 1200 С) і незначне полум’я, внаслідок чого радіус запальної дії обмежений.

2. З метою зменшення цих недоліків застосовуються термітно-запалювальні суміші, які являють собою суміш терміту (40 - 60%) з речовинами, які полегшують займання і збільшують полум’я.

До таких речовин належать солі азотної кислоти, сір-

При горінні – температура 2400 - 2600 С, утворюються розплавлений шлак і полум’я. Ці суміші, як правило, використовуються для спорядження авіабомб, снарядів і т.і.

3. До запалювальних сумішей належать суміші на основі кисневоутримувальних солей і металічного пального, які горять частки секунди, але дають високу температуру – 2500 - 3000 С. Використовуються в запальних кулях і снарядах для займання моторного палива та інших легкозаймистих

4. Запалювальні суміші, в яких металеве пальне згоряє за рахунок кисню бризантного ВВ. Наприклад, флегматизований ТЕН з алюмінієм або суміш А-IX-2, тобто всі алюмінізовані БВР, що є розривними зарядами і одночасно діють як запалювальні.

109

Запалювальні речовини, що згоряють за рахунок кисню

повітря

До них належать:

1. Рідке пальне (нафта, нафтопродукти і т.ін.) – широко застосовувалося в роки Другої світової війни у різних запалювальних виробах – авіабомбах 50 - 100 кг. Для збільшення часу горіння рідинним пальним промочувалася бавовна, б/п нитки і т.ін.

Перевагою пального є легка займистість, довготривалість горіння і утворення великого полум’я, широка сировинна база.

До недоліків слід віднести низьку температуру горіння (700 - 900 С), велике розтікання, легкість випаровування.

Недоліки рідкого пального можуть бути усунені застосовуванням пального в твердому стані.

2. Тверде пальне – «твердий гас», «тверда нафта» і т.ін. – являє собою рідинне пальне, що перетворене відповідною обробкою, наприклад, розчином 4 - 6% стеаринової кислоти з подальшим додаванням спиртового розчину лугу в холодноподібний стан, тобто відбувається желатинізація пального. Застосовують в авіабомбах у комбінації з термітами.

Змішування рідинного палива із загусником створюють напалми.

Це суміш алюмінієвих солей нафтенових і пальметинових кислот – липка легкозаймиста маса. Для липкості додають смоли, полімери. За зовнішнім виглядом – це гумовий клей, горить 3 - 5 хв., температура горіння – 900 - 1000 С.

Додавання в напалми білого фосфору або металічного натрію робить його самозаймистим, утруднює гасіння, підвищує тяжкість опіків. Такі напалми називаються супернапалмами. Температура горіння – 1100 - 1200 С. Напалм має найбільшу ефективність при застосуванні по живій си-

110