Ideální výbušnina nebude nikdy vynalezena? Kapalné výbušniny Z čeho se skládá výbušnina.

Terminologie

Složitost a rozmanitost chemie a technologie výbušnin, politické a vojenské rozpory ve světě, touha po utajování jakýchkoli informací v této oblasti vedly k nestabilním a různorodým formulacím termínů.

Průmyslová aplikace

Výbušniny jsou také široce používány v průmyslu pro výrobu různých trhacích operací. Roční spotřeba výbušnin v zemích s rozvinutou průmyslovou výrobou i v době míru je statisíce tun. V době války prudce stoupá spotřeba výbušnin. Takže za 1. světové války ve válčících zemích činil asi 5 milionů tun a ve 2. světové válce přesáhl 10 milionů tun. Roční spotřeba výbušnin ve Spojených státech byla v 90. letech asi 2 miliony tun.

• házení
  Vrhací výbušniny (střelný prach a raketové pohonné hmoty) slouží jako zdroje energie pro vrhání těles (skořápky, miny, kulky atd.) nebo pohon raket. Jejich charakteristickým rysem je schopnost explozivní přeměny ve formě rychlého spalování, ale bez detonace.
• pyrotechnické
  Pyrotechnické sloţe se pouţívají k získání pyrotechnických efektů (světlo, kouř, zápalné, zvukové atd.). Hlavním typem výbušných přeměn pyrotechnických složí je spalování.

Vrhací výbušniny (střelný prach) se používají hlavně jako pohonné náplně pro různé druhy zbraní a mají udělit projektilu (torpédu, kulce atd.) určitou počáteční rychlost. Jejich převládajícím typem chemické přeměny je rychlé hoření způsobené paprskem ohně ze zapalovacích prostředků. Střelný prach se dělí do dvou skupin:

a) zakouřený

b) bezdýmné.

Zástupci první skupiny mohou sloužit jako černý prach, což je směs ledku, síry a uhlí, jako je dělostřelecký a střelný prach, sestávající ze 75 % dusičnanu draselného, ​​10 % síry a 15 % uhlí. Bod vzplanutí černého prášku je 290 - 310 °C.

Do druhé skupiny patří pyroxylin, nitroglycerin, diglykol a další střelný prach. Bod vzplanutí bezdýmných prachů je 180 - 210 °C.

Pyrotechnické směsi (zápalné, osvětlovací, signální a sledovací) používané k vybavení speciální munice jsou mechanické směsi oxidačních činidel a hořlavých látek. Za normálních podmínek použití při hoření dávají odpovídající pyrotechnický efekt (zápal, osvětlení atd.). Mnohé z těchto sloučenin mají také výbušné vlastnosti a za určitých podmínek mohou detonovat.

Podle způsobu přípravy náloží

• lisované
• lité (výbušné slitiny)
• sponzoroval

Podle oblastí použití

• válečný
• průmyslový

• pro těžbu (těžba, výroba stavebních materiálů, skrývka)
  Průmyslové trhaviny pro těžbu podle podmínek bezpečného použití se dělí na

• nebezpečnostní
• bezpečnost

• pro stavby (přehrady, kanály, jámy, zářezy a náspy)
• pro seismický průzkum
• pro ničení stavebních konstrukcí
• pro zpracování materiálů (explozní svařování, explozivní kalení, explozivní řezání)

• zvláštní účel (například prostředky pro odpojení kosmické lodi)
• protispolečenské užívání (terorismus, chuligánství), často za použití nekvalitních látek a řemeslných směsí.
• experimentální.

Podle stupně nebezpečí

Existují různé systémy pro klasifikaci výbušnin podle stupně nebezpečí. Nejznámější:

• Globálně harmonizovaný systém klasifikace a označování chemikálií

• Klasifikace podle stupně nebezpečnosti při těžbě;

Samotná energie výbušniny je malá. Při výbuchu 1 kg TNT se uvolní 6-8x méně energie než při spalování 1 kg uhlí, tato energie se však při výbuchu uvolňuje desítky milionůkrát rychleji než při běžných procesech spalování. Uhlí navíc neobsahuje oxidační činidlo.

viz také

Literatura

1. Sovětská vojenská encyklopedie. M., 1978.
2. Pozdnyakov Z.G., Rossi B.D. Příručka průmyslových výbušnin a výbušnin. - M.: "Nedra", 1977. - 253 s.
3. Fedoroff, Basil T. a kol Enciklopedie výbušnin a souvisejících položek, sv.1-7. - Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal, 1960-1975.

Odkazy

• // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona: V 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.

Nadace Wikimedia. 2010

• Nová vlna (série)
• Rucker, Rudy

Podívejte se, co je „výbušniny“ v jiných slovnících:

Výbušniny- (a. výbušniny, trhaviny; n. Sprengstoffe; f. explosifs; i. explosivos) chem. sloučeniny nebo směsi látek schopné za určitých podmínek extrémně rychlého (výbušného) samovolného šíření chem. transformace s uvolněním tepla ... Geologická encyklopedie

VÝBUŠNINY- (Výbušné látky) látky, které jsou schopny způsobit jev exploze v důsledku jejich chemické přeměny na plyny nebo páry. V. V. se dělí na pohánějící střelný prach, odstřely mající drtivý účinek a podněcující k zapálení a odpálení jiných ... Marine Dictionary

VÝBUŠNINY- VÝBUŠNINY, látka rychle a ostře reagující na určité podmínky, uvolňováním tepla, světla, zvuku a rázových vln. Chemické výbušniny jsou z velké části sloučeniny s vysokým obsahem… Vědeckotechnický encyklopedický slovník

VÝBUŠNINY (a. výbušniny, trhaviny; n. Sprengstoffe; f. explosifs; a. explosivos) jsou chemické sloučeniny nebo směsi látek schopné za určitých podmínek extrémně rychlé (výbušné) samo se šířící chemické přeměny za uvolňování tepla a tvorby plynných produktů.

Výbušniny mohou být látky nebo směsi jakéhokoli stavu agregace. Široké použití v tzv. kondenzovaných výbušninách, které se vyznačují vysokou objemovou koncentrací tepelné energie. Na rozdíl od konvenčních paliv, která ke svému spalování vyžadují vnější plynný plyn, uvolňují takové výbušniny teplo v důsledku intramolekulárních rozkladných procesů nebo interakčních reakcí mezi složkami směsi, jejich produkty rozkladu nebo zplyňování. Specifický charakter uvolňování tepelné energie a její přeměny na kinetickou energii produktů výbuchu a energii rázové vlny určuje hlavní oblast použití výbušnin jako prostředku k drcení a ničení pevných médií (především) a konstrukcí. pohyb drcené hmoty (viz).

Podle charakteru vnějšího vlivu dochází k chemickým přeměnám výbušnin: při zahřátí pod teplotu samovznícení (záblesku) - relativně pomalý tepelný rozklad; při zapálení - spalování s pohybem reakční zóny (plamenem) látkou konstantní rychlostí řádově 0,1-10 cm / s; s působením rázové vlny - detonace výbušnin.

Klasifikace výbušnin. Existuje několik znaků klasifikace výbušnin: podle hlavních forem přeměny, účelu a chemického složení. Podle charakteru přeměny za provozních podmínek se výbušniny dělí na pohonné látky (nebo) a. První se používají ve spalovacím režimu např. u střelných zbraní a raketových motorů, druhé v režimu např. u střeliva a dále. Trhaviny používané v průmyslu jsou tzv. Obvykle jsou jako správné výbušniny klasifikovány pouze trhaviny. Z chemického hlediska mohou být uvedené třídy doplněny stejnými sloučeninami a látkami, ale jinak zpracovány nebo odebírány při smíchání v různých poměrech.

Podle náchylnosti k vnějším vlivům se trhaviny dělí na primární a sekundární. Mezi primární výbušniny patří výbušniny, které mohou při zapálení explodovat v malém množství (rychlý přechod od hoření k detonaci). Jsou také mnohem citlivější na mechanické namáhání než sekundární. Detonaci sekundárních výbušnin lze nejsnáze způsobit (iniciovat) působením rázové vlny a tlak v iniciační rázové vlně by měl být v řádu několika tisíc až desítek tisíc MPa. V praxi se to provádí pomocí malých mas umístěných primárních trhavin, jejichž detonace je vybuzena paprskem ohně a je přenášena kontaktem na sekundární trhavinu. Proto se také nazývají primární výbušniny. Jiné druhy vnějšího působení (zážeh, jiskra, náraz, tření) vedou k detonaci sekundárních výbušnin pouze za zvláštních a obtížně regulovatelných podmínek. Z tohoto důvodu začalo plošné a účelné používání trhavin v detonačním režimu v civilní a vojenské výbušné technice až po vynálezu trhaviny jako prostředku k iniciaci detonace u sekundárních výbušnin.

Podle chemického složení se výbušniny dělí na jednotlivé sloučeniny a výbušné směsi. V první dochází k chemickým přeměnám při výbuchu ve formě monomolekulární rozkladné reakce. Konečnými produkty jsou stabilní plynné sloučeniny, jako je oxid a oxid, vodní pára.

U výbušných směsí se transformační proces skládá ze dvou stupňů: rozkladu nebo zplyňování složek směsi a vzájemného působení produktů rozkladu (zplyňování) navzájem nebo s částicemi nerozkládajících se látek (například kovů). Nejběžnější sekundární jednotlivé výbušniny jsou aromatické, alifatické heterocyklické organické sloučeniny obsahující dusík, včetně nitrosloučenin ( , ), nitroaminů ( , ), nitroesterů ( , ). Z anorganických sloučenin má slabé výbušné vlastnosti například dusičnan amonný.

Různorodost výbušných směsí lze redukovat na dva hlavní typy: směsi skládající se z oxidačních činidel a hořlavin a směsi, ve kterých kombinace složek určuje provozní nebo technologické vlastnosti směsi. Směsi okysličovadla a paliva jsou navrženy tak, aby se značná část tepelné energie uvolnila při výbuchu v důsledku sekundárních oxidačních reakcí. Složky těchto směsí mohou být jak výbušné, tak nevýbušné sloučeniny. Oxidační činidla zpravidla při rozkladu uvolňují volný kyslík, který je nezbytný pro oxidaci (s uvolňováním tepla) hořlavých látek nebo produktů jejich rozkladu (zplyňování). V některých směsích (například kovové prášky obsažené jako palivo) mohou být jako oxidační činidla použity také látky, které nevydávají kyslík, ale sloučeniny obsahující kyslík (vodní pára, oxid uhličitý). Tyto plyny reagují s kovy a uvolňují teplo. Příkladem takové směsi je .

Jako hořlaviny se používají různé druhy přírodních i syntetických organických látek, které při výbuchu uvolňují produkty neúplné oxidace (oxid uhelnatý) nebo hořlavé plyny (, ) a pevné látky (saze). Nejběžnějším typem trhacích výbušných směsí prvního typu jsou trhaviny obsahující jako oxidační činidlo dusičnan amonný. V závislosti na typu paliva se zase dělí na amotoly a amonáky. Méně rozšířené jsou chlorečnanové a chloristanové trhaviny, mezi které patří chlorečnan draselný a chloristan amonný jako okysličovadla, oxyliquity - směsi kapalného kyslíku s porézním organickým absorbérem, směsi na bázi jiných kapalných okysličovadel. Mezi výbušné směsi druhého typu patří směsi jednotlivých výbušnin, jako jsou dynamity; směsi TNT s RDX nebo PETN (pentolit), nejvhodnější pro výrobu.

Do směsí obou typů lze kromě uvedených složek v závislosti na účelu výbušniny přidávat i další látky, které výbušnině propůjčí jakékoli provozní vlastnosti, např. zvýšení náchylnosti k iniciačním prostředkům, nebo naopak snížení citlivosti. na vnější vlivy; hydrofobní přísady - aby byla výbušnina odolná vůči vodě; změkčovadla, soli zpomalující hoření – pro dodání bezpečnostních vlastností (viz Bezpečnostní výbušniny). Hlavní provozní vlastnosti výbušnin (detonační a energetické vlastnosti a fyzikální a chemické vlastnosti výbušnin) závisí na receptuře složení výbušnin a technologii výroby.

Detonační charakteristika výbušnin zahrnuje detonační schopnost a náchylnost k detonačnímu impulsu. Na nich závisí spolehlivost a spolehlivost odstřelu. Pro každou výbušninu při dané hustotě existuje kritický průměr nálože, při kterém se detonace šíří plynule po celé délce nálože. Mírou náchylnosti výbušnin k detonačnímu impulsu je kritický tlak iniciační vlny a její trvání, tzn. hodnota minimálního iniciačního impulsu. Často se vyjadřuje hmotností některé primární výbušniny nebo sekundární výbušniny se známými detonačními parametry. Detonace je vybuzena nejen kontaktní detonací iniciační nálože. Může být také přenášen prostřednictvím inertních médií. To je velmi důležité pro, skládající se z několika kazet, mezi nimiž jsou propojky z inertních materiálů. Proto se u nábojových výbušnin kontroluje rychlost přenosu detonace na vzdálenost různými médii (obvykle vzduchem).

Energetické charakteristiky výbušnin. Schopnost výbušnin vykonávat mechanickou práci při výbuchu je dána množstvím energie uvolněné ve formě tepla při explozivní přeměně. Číselně se tato hodnota rovná rozdílu mezi skupenským teplem zplodin výbuchu a steplem vzniku (entalpie) samotné výbušniny. Proto je koeficient přeměny tepelné energie na práci u výbušnin obsahujících kovy a bezpečnostních trhavin, které tvoří pevné produkty (oxidy kovů, soli zpomalující hoření) s vysokou tepelnou kapacitou při výbuchu, nižší než u výbušnin, které tvoří pouze plynné produkty. O schopnosti výbušnin místního drcení nebo výbuchu, viz Čl. .

Ke změně vlastností výbušnin může dojít v důsledku fyzikálních a chemických procesů, vlivem teploty, vlhkosti, vlivem nestabilních nečistot ve složení výbušnin apod. V závislosti na typu uzávěru garantovaná doba je stanoveno skladování nebo používání výbušnin, při kterém by se normalizované ukazatele buď neměly měnit, nebo k jejich změně dochází v rámci stanovené tolerance.

Hlavním ukazatelem bezpečnosti při manipulaci s výbušninami je jejich citlivost na mechanické a tepelné vlivy. Obvykle se odhaduje experimentálně v laboratoři pomocí speciálních metod. V souvislosti s masivním zaváděním mechanizovaných metod přesunu velkých mas volně ložených trhavin jsou na ně kladeny požadavky minimální elektrifikace a nízké citlivosti na výboj statické elektřiny.

Odkaz na historii. Černý (kouřový) střelný prach, vynalezený v Číně (sedmé století), byl první z výbušnin. V Evropě je znám již od 13. století. Od 14. stol střelný prach se používal jako pohonná látka ve střelných zbraních. V 17. stol (poprvé v jednom z dolů na Slovensku) byl střelný prach použit jak při odstřelech v hornictví, tak i pro vybavení dělostřeleckých granátů (výbušných jader). Explozivní přeměna černého prachu byla vybuzena zapálením v explozivním spalovacím režimu. V roce 1884 navrhl francouzský inženýr P. Viel bezdýmný prach. V 18-19 století. byla syntetizována řada chemických sloučenin s výbušnými vlastnostmi, včetně kyseliny pikrové, pyroxylinu, nitroglycerinu, TNT atd., nicméně jejich použití jako trhaviny detonujících trhavin bylo možné až po objevu ruského inženýra D. I. Andrievského (1865) a švédského vynálezce A. Nobel (1867) výbušná zápalnice (víčko rozbušky). Předtím se v Rusku na návrh N. N. Zinina a V. F. Petruševského (1854) používal při explozích místo černého prachu v explozivním spalovacím režimu nitroglycerin. Samotná výbušná rtuť byla získávána již koncem 17. století. a znovu anglickým chemikem E. Howardem v roce 1799, ale jeho schopnost detonace nebyla v té době známa. Po objevení fenoménu detonace byly trhaviny široce používány v hornictví a vojenských záležitostech. Z průmyslových trhavin se zpočátku podle patentů A. Nobela nejvíce používaly gurdynamity, dále plastické dynamity, práškové nitroglycerinové směsné trhaviny. Trhaviny s dusičnanem amonným byly patentovány již v roce 1867 I. Norbinem a I. Olsenem (Švédsko), ale jejich praktické použití jako průmyslových trhavin a plnění munice začalo až v 1. světové válce (1914–1918). Bezpečnější a ekonomičtější než dynamity se začaly ve stále větší míře používat v průmyslu ve 30. letech 20. století.

Po Velké vlastenecké válce v letech 1941-45 se výbušniny dusičnanu amonného, ​​nejprve převážně ve formě jemně rozptýlených amonitů, staly dominantním typem průmyslových výbušnin v CCCP. V jiných zemích začal proces hromadného nahrazování dynamitů výbušninami dusičnanu amonného o něco později, přibližně od poloviny 50. let 20. století. Ze 70. let. hlavními typy průmyslových trhavin jsou granulované a vodou obsahující dusičnany amonné výbušniny nejjednoduššího složení, neobsahující nitrosloučeniny ani jiné jednotlivé výbušniny, jakož i směsi obsahující nitrosloučeniny. Jemně rozptýlené trhaviny dusičnanu amonného si uchovaly svůj význam především pro výrobu bojových nábojů a také pro některé speciální typy trhavin. Jednotlivé výbušniny, zejména TNT, jsou široce používány pro výrobu rozbušek, jakož i pro dlouhodobé nakládání zatopených vrtů, v čisté formě () i ve vysoce voděodolných výbušných směsích, granulovaných i suspenzních (obsahujících vodu). Pro hlubokou aplikaci a.

VÝBUŠNINY- Jedná se o látky nebo jejich směsi, které se vlivem vnějších vlivů (zahřívání, náraz, tření, výbuch jiné látky) velmi rychle rozkládají za uvolňování plynů a velkého množství tepla.

Výbušné směsi existovaly dávno před objevením se člověka na Zemi. Malý (1-2 cm dlouhý) oranžově modrý brouk brouk Branchynus explodans se útokům brání velmi důmyslným způsobem. V malém sáčku v jeho těle se hromadí koncentrovaný roztok peroxidu vodíku. Ve správný čas se tento roztok rychle smíchá s enzymem katalázou. Současně probíhající reakci pozoroval každý, kdo ošetřil pořezaný prst lékárenským 3% roztokem peroxidu: roztok doslova vře a uvolňuje bublinky kyslíku. Současně se směs zahřívá (tepelný účinek reakce 2H 2 O 2 ® 2H 2 O + O 2 je 190 kJ/mol). U brouka současně s tím probíhá další reakce katalyzovaná enzymem peroxidázou: oxidace hydrochinonu peroxidem vodíku na benzochinon (tepelný efekt této reakce je více než 200 kJ/mol). Uvolněné teplo stačí k zahřátí roztoku na 100 °C a dokonce k jeho částečnému odpaření. Reakce brouka je tak rychlá, že žíravá směs zahřátá na vysokou teplotu je vystřelena s hlasitým zvukem na nepřítele. Pokud proud, jehož hmotnost je jen půl gramu, zasáhne pokožku člověka, způsobí malé popáleniny.

Princip „vynalezený“ broukem je typický pro chemické výbušniny, u kterých se uvolňuje energie v důsledku tvorby pevných chemických vazeb. V jaderných zbraních se energie uvolňuje štěpením nebo fúzí atomových jader. Výbuch je velmi rychlé uvolnění energie v omezeném objemu. V tomto případě dochází k okamžitému zahřátí a expanzi vzduchu a začne se šířit rázová vlna vedoucí k velké destrukci. Pokud odpálíte dynamit (bez ocelového pláště) na Měsíci, kde není vzduch, budou ničivé následky nezměrně menší než na Zemi. O nutnosti velmi rychlého uvolnění energie pro výbuch svědčí následující skutečnost. Je dobře známo, že směs vodíku a chloru exploduje, pokud je vystavena přímému slunečnímu záření nebo pokud do baňky přinesete hořící hořčík - to se píše i ve školních učebnicích, ale pokud světlo není tak jasné, reakce proběhne celkem plynule vynikne ta samá energie, ale ne za setinu vteřiny, ale za pár hodin a ve výsledku se teplo prostě rozptýlí v okolním vzduchu.

Při jakékoli exotermické reakci se uvolněná tepelná energie ohřívá nejen prostředí, ale i samotné reaktanty. To vede ke zvýšení reakční rychlosti, což zase urychluje uvolňování tepla a to dále zvyšuje teplotu. Pokud odvod tepla do okolního prostoru nestíhá jeho uvolňování, může se v důsledku toho reakce, jak říkají chemici, „rozjet“ - směs se vaří a vystřikuje z reakční nádoby nebo dokonce exploduje, pokud se uvolněné plyny a páry nenacházejí rychlý výstup z nádoby. Jedná se o takzvaný tepelný výbuch. Při provádění exotermických reakcí proto chemici pečlivě sledují teplotu, v případě potřeby ji snižují přidáním kousků ledu do baňky nebo umístěním nádoby do chladicí směsi. U průmyslových reaktorů je zvláště důležité umět vypočítat rychlost uvolňování a odvodu tepla.

Energie se v případě detonace uvolňuje velmi rychle. Toto slovo (pochází z latinského detonare - hřmět) znamená chemickou přeměnu výbušniny, která je doprovázena uvolněním energie a šířením vlny látkou nadzvukovou rychlostí. Chemická reakce je vybuzena intenzivní rázovou vlnou, která tvoří náběžnou hranu detonační vlny. Tlak v přední části rázové vlny je desítky tisíc megapascalů (stovky tisíc atmosfér), což vysvětluje obrovský destruktivní účinek takových procesů. Energie uvolněná v zóně chemické reakce nepřetržitě udržuje vysoký tlak v rázové vlně. K detonaci dochází u mnoha sloučenin a jejich směsí. Například tetranitromethan C (NO 2) 4 - těžká bezbarvá kapalina štiplavého zápachu - destiluje bez výbuchu, ale jeho směsi s mnoha organickými sloučeninami detonují velkou silou. Takže během přednášky na jedné z německých univerzit v roce 1919 zemřelo mnoho studentů kvůli výbuchu hořáku, který demonstroval spalování směsi tetranitromethanu s toluenem. Ukázalo se, že laborantka při přípravě směsi promíchala hmotnostní a objemové podíly složek a při hustotách činidel 1,64 a 0,87 g/cm3 to způsobilo téměř dvojnásobnou změnu složení směsi, která vedlo k tragédii.

Jaké látky mohou explodovat? Především se jedná o tzv. endotermní sloučeniny, tedy sloučeniny, jejichž tvorba z jednoduchých látek není doprovázena uvolňováním, ale absorpcí energie. Mezi takové látky patří zejména acetylen, ozon, oxidy chloru, peroxidy . Tvorba 1 molu C 2 H 2 z prvků je tedy doprovázena výdejem 227 kJ. To znamená, že acetylen by měl být považován za potenciálně nestabilní sloučeninu, protože reakce jeho rozkladu na jednoduché látky C 2 H 2 ® 2C + H 2 je doprovázena uvolňováním velmi velké energie. Proto se acetylen na rozdíl od mnoha jiných plynů nikdy nečerpá do lahví pod vysokým tlakem – to může vést k explozi (v lahvích s acetylenem je tento plyn rozpuštěn v acetonu, který je napuštěný porézním nosičem).

Acetylidy těžkých kovů - stříbro, měď - se rozkládají výbuchem. Ze stejného důvodu je velmi nebezpečný i čistý ozón, jehož rozpadem 1 molu se uvolní 142 kJ energie. Nicméně mnoho potenciálně nestabilních sloučenin může být v praxi docela stabilních. Příkladem je etylen, jehož příčinou stability je velmi nízká rychlost rozkladu na jednoduché látky.

Historicky první výbušninou, kterou lidé vynalezli, byl černý (alias kouřový) střelný prach - směs jemně mleté ​​síry, dřevěného uhlí a dusičnanu draselného - dusičnanu draselného (sodík není vhodný, protože je hygroskopický, tedy vlhký na vzduchu). Tento vynález si v minulých staletích vyžádal miliony lidských životů. Ukázalo se však, že střelný prach byl vynalezen pro jiné účely: staří Číňané vyráběli ohňostroje s pomocí střelného prachu před více než dvěma tisíci lety. Složení čínského střelného prachu mu umožnilo hořet, ale neexplodovat.

Staří Řekové a Římané neměli ledek, takže nemohli mít ani střelný prach. Přibližně v 5. stol. ledek přišel z Indie a Číny do Byzance, hlavního města Řecké říše. V Byzanci se zjistilo, že směs ledku s hořlavými látkami hoří velmi intenzivně a není možné ji uhasit. Proč se to děje, se ukázalo mnohem později - takové směsi nepotřebují ke spalování vzduch: ledek sám o sobě je zdrojem kyslíku). Ve vojenských záležitostech se začaly používat hořlavé směsi obsahující ledek nazývané „řecký oheň“. S jejich pomocí byly v letech 670 a 718 spáleny lodě arabské flotily, která obléhala Konstantinopol. V 10. stol Byzanc odrazila invazi Bulharů s pomocí řeckého ohně.

Uplynula staletí a ve středověké Evropě byl střelný prach znovu objeven. Stalo se tak ve 13. století. A kdo byl vynálezcem, není známo. Podle jedné legendy drtil Berthold Schwartz, mnich z Freiburgu, směs síry, dřevěného uhlí a ledku v těžkém kovovém hmoždíři. Do malty nešťastnou náhodou spadla železná koule. Ozval se hrozný řev, z malty se valil štiplavý dým a ve stropě se vytvořila díra – ta byla proražena koulí, která velkou rychlostí vyletěla z malty. Ukázalo se, jaká obrovská síla se skrývá v černém prachu (samotné slovo „střelný prach“ pochází ze starého ruského „prach“ – prach, prach). V roce 1242 popsal střelný prach anglický filozof a přírodovědec Roger Bacon. Střelný prach se začal používat ve vojenských záležitostech. V roce 1300 bylo odlito první dělo a brzy se objevila první děla. První továrna na střelný prach v Evropě byla postavena v Bavorsku v roce 1340. Ve 14. stol. střelné zbraně se začaly používat i v Rusku: v roce 1382 jimi Moskvané bránili své město před vojsky tatarského chána Tochtamyše.

Vynález střelného prachu měl obrovský dopad na světové dějiny. S pomocí střelných zbraní byla dobyta moře a kontinenty, zničeny civilizace, zničeny nebo podrobeny celé národy. Objev střelného prachu měl ale i pozitivní stránky. Snazší lov divokých zvířat. V roce 1627 byl v Banské Stjavici na území dnešního Slovenska střelný prach poprvé použit k těžbě - k ničení horniny v dole. Díky střelnému prachu se objevila speciální věda o počítání pohybu jader - balistika. Metody odlévání kovů pro děla se začaly zdokonalovat, byly vynalezeny a testovány nové pevné slitiny. Byly také vyvinuty nové metody získávání střelného prachu – a především ledku.

Po celém světě rostl počet továren na střelný prach. Bylo na nich vyrobeno mnoho druhů černého prachu - pro miny, děla, zbraně, včetně loveckých. Studie prokázaly, že střelný prach má schopnost velmi rychle hořet. Spalování nejběžnějšího práškového složení je přibližně popsáno rovnicí 2KNO 3 + S + 3C ® K 2 S + 3CO 2 + N 2 (kromě sulfidu vzniká i síran draselný K 2 SO 4). Konkrétní složení produktů závisí na spalovacím tlaku. D.I.Mendělejev, který se touto problematikou zabýval, upozornil na významný rozdíl ve složení tuhého zbytku při slepém a živém výstřelu.

V každém případě se při spalování střelného prachu uvolňuje velké množství plynů. Pokud se střelný prach nasype na zem a zapálí, nevybuchne, ale jednoduše rychle vyhoří, ale pokud hoří v uzavřeném prostoru, například v nábojnici, pak uvolněné plyny vytlačí kulku ven z nábojnice a vyletí z ústí velkou rychlostí. V roce 1893 na světové výstavě v Chicagu německý průmyslník Krupp ukázal zbraň, která byla nabita 115 kg černého prachu, její 115 kg střela přeletěla 20 km za 71 sekund a v nejvyšším bodě dosáhla výšky 6,5 km.

Částice pevných látek vzniklé při hoření černého prachu vytvářejí černý kouř, bojiště byla někdy tak zahalena kouřem, že zakrýval sluneční světlo (v románu Válka a mír popsal, jak kouř ztěžoval velitelům kontrolu průběhu bitev). Pevné částice vzniklé při hoření černého prachu kontaminují kanál střelné zbraně, takže ústí zbraně nebo děla bylo nutné pravidelně čistit.

Do konce 19. stol černý prach téměř vyčerpal své možnosti. Chemici znali spoustu výbušnin, ale nebyly vhodné ke střelbě: jejich drtivá (trhací) síla byla taková, že by se hlaveň roztříštila na kusy ještě dříve, než ji projektil nebo kulka opustily. Tuto vlastnost má např. azid olovnatý Pb (N 3) 2, fulminát rtuťnatý Hg (CNO) 2 - sůl kyseliny fulminové (fulminové). Tyto látky snadno explodují třením a nárazem, používají se k vybavení zápalek a slouží k zapálení střelného prachu.

V roce 1884 vynalezl francouzský inženýr Paul Viel nový typ střelného prachu – pyroxylin. Pyroxylin získávali již v roce 1846 nitrací celulózy (vlákna), ale dlouho nedokázali vyvinout technologii pro získání stabilního a bezpečného střelného prachu. Viel, když rozpustil pyroxylin ve směsi alkoholu a etheru, získal pastovitou hmotu, která po lisování a sušení poskytla vynikající střelný prach. Zapálil se ve vzduchu, tiše hořel a v nábojnici nebo plášti projektilu explodoval velkou silou od rozbušky. Z hlediska síly byl nový střelný prach mnohem lepší než černý střelný prach a během spalování neprodukoval kouř, proto byl nazýván bezdýmný. Tento střelný prach umožnil zmenšit ráži (vnitřní průměr) pušek a pistolí a tím zvýšit nejen dostřel, ale i přesnost střelby. V roce 1889 se objevil ještě silnější bezdýmný prášek – nitroglycerin. Velký ruský chemik D. I. Mendělejev udělal hodně pro zlepšení bezdýmného prášku. Zde je to, co o tom sám napsal:

„Prášek černého kouře našli Číňané a mniši – téměř náhodou, tápáním, mechanickým mícháním, ve vědecké tmě. Bezdýmný prášek byl objeven v plném světle moderních chemických znalostí. Bude představovat novou éru vojenských záležitostí, ne proto, že nevydává kouř, který zatemňuje oči, ale hlavně proto, že s menší hmotností umožňuje udělit kulkám a střelám rychlost 600, 800 a dokonce 1000 metrů za sekundu. jakékoliv jiné střely, a zároveň představuje všechny předpoklady dalšího zdokonalování – za pomoci vědeckého studia neviditelných jevů, ke kterým dochází při jeho hoření. Bezdýmný prášek je novým spojením mezi silou zemí a jejich vědeckým rozvojem. Z tohoto důvodu, jako jeden z válečníků ruské vědy, jsem se ve svých ubývajících letech a síle neodvážil odmítnout analyzovat problémy bezdýmného prachu.

Střelný prach vytvořený Mendělejevem v roce 1893 byl úspěšně testován: byl vypálen z 12palcové zbraně a inspektor námořního dělostřelectva, admirál Makarov, gratuloval vědci k jeho skvělému vítězství. Pomocí bezdýmného prachu byl výrazně zvýšen dostřel. Z obrovského děla "Big Bertha" o hmotnosti 750 tun pálili Němci na Paříž ze vzdálenosti 128 km. Počáteční rychlost střely byla 2 km/sa její nejvyšší bod byl daleko ve stratosféře ve výšce 40 km. Během léta 1918 bylo na Paříž vypáleno více než 300 granátů, ale tato střelba měla samozřejmě pouze psychologický význam, protože o nějaké přesnosti nebylo třeba mluvit.

Bezdýmný prach se používá nejen ve střelných zbraních, ale také v raketových motorech (tuhé raketové palivo). Během druhé světové války naše armáda úspěšně používala rakety na tuhá paliva – střílely je legendární gardové minomety Kaťuša.

Podobný osud měl i produkt nitrace fenolu, trinitrofenol (kyselina pikrová). Získával se již v roce 1771 a používal se jako žluté barvivo. A to až na konci 19. století. začalo se používat k vybavení granátů, min, granátů zvaných lyddita. Kolosální ničivou sílu této látky, použité v búrské válce, barvitě popisuje Louis Boussinard v dobrodružném románu. Kapitán Rip-Head. A od roku 1902 se ke stejným účelům začal používat bezpečnější trinitrotoluen (TNT, tol). Tol je široce používán při tryskání v průmyslu ve formě litých (nebo lisovaných) kusů, protože tuto látku lze bez obav tavit zahřátím nad 80 ° C.

Nejsilnější výbušné vlastnosti má nitroglycerin, se kterým je manipulace velmi nebezpečná. V roce 1866 se ho podařilo „zkrotit“ Alfredu Nobelovi, který smícháním nitroglycerinu s nehořlavým materiálem získal dynamit. Dynamit se používal k hloubení tunelů a v mnoha dalších důlních operacích. V prvním roce jeho použití při stavbě tunelů v Prusku ušetřilo 12 milionů zlatých marek.

Moderní výbušniny musí splňovat mnoho podmínek: bezpečnost při výrobě a manipulaci, uvolňování velkých objemů plynů, hospodárnost. Nejlevnější trhavinou je směs dusičnanu amonného s motorovou naftou, její výroba tvoří 80 % všech trhavin. A který z nich je nejsilnější? Záleží na mocenském kritériu. Na jedné straně je důležitá detonační rychlost; rychlost šíření vlny. Na druhou stranu hustota hmoty, od čím vyšší je, tím více energie, ceteris paribus, se uvolní na jednotku objemu. Takže u nejvýkonnějších nitrosloučenin se oba parametry zlepšily o 20–25 % za více než 100 let, jak je vidět z následující tabulky:

Hexogen (1,3,5-trinitro-1,3,5-triazacyklohexan, cyklonit), který se v posledních letech stal notoricky známým, přidáním parafínu nebo vosku i ve směsi s dalšími látkami (TNT, dusičnan amonný, hliník) se začal používat v roce 1940. Používá se k vybavení střeliva a je také součástí amonitů používaných při práci s horninami.

Nejvýkonnější trhavinou vyráběnou (od roku 1955) v průmyslovém měřítku je oktogen (1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazocyklooktan). HMX je poměrně odolný vůči teplu, proto se používá při trhacích pracích v podmínkách vysokých teplot, například v hlubokých vrtech. Směs HMX s TNT (octol) je součástí pevných raketových paliv. Absolutní rekord drží hexanitroisowurtzitane syntetizovaný v USA v roce 1990. Rázová vlna se při jejím výbuchu šíří 30krát rychleji než zvuk

Ilya Leenson

Nitroglycerin, nitroglykoly jsou bezbarvé olejovité kapaliny, vysoce citlivé na mechanické namáhání, a proto je přeprava nitroesterů zakázána a zpracovávají se v místě výroby.

Nitromethan je bezbarvá pohyblivá kapalina, rozpustná ve vodě, detonuje při nárazu a z explozivního impulsu, minimální iniciační impuls je 3-5 g TNT, je citlivý na mechanické rázy a tření. Z hlediska energetických charakteristik je ekvivalentní hexogenu.

Složení VS-6D je čtyřsložková eutektická kompozice. Vzhled - světle žlutá až tmavě žlutá olejovitá kapalina. Nehygroskopický, nerozpustný ve vodě. Rozpustný v acetonu, dichlorethanu, ethylalkoholu. Alkalické roztoky rozkládají složení VS-6D. Má obecný toxický účinek na úrovni hexogenu. Používá se v protipěchotních minách vzdálených důlních systémů.

Složení LD-70 je světle žlutá až tmavě žlutá kapalina. Obsahuje diethylenglykoldinitrát (70%) a triethylenglykoldinitrát (30%). Fyzikální vlastnosti a kompatibilita s konstrukčními materiály jako u VS-6D. Je kombinován s ocelí 30, ocelí 12X18H10T, hliníkem A-70m, mosazí, polyethylenem, pryží IRP-1266.

Průmysl vyvinul nové výkonné a levné kapalné výbušniny nazývané "kapalné výbušniny, vyrobené v místě použití" (VZHIMI nebo Kvazar-VV). Třída podobných výbušnin byla objevena na konci 19. století. a byl nazýván panklastity. Mají soubor výbušných a provozních vlastností, které je umožňují přiřadit k silným trhavinám s kritickým průměrem 0,3 mm, vysokým stupněm nebezpečí pro náboj statické elektřiny a nízkou (na úrovni TNT) citlivostí. na počáteční mechanické impulsy.

Tabulka 16

Výbuch	Počáteční charakteristiky			Odvozené vlastnosti
	Vor	Teplo	Rychlost detonace,	Objemový výdej energie, kJ/m 3	Výkon náboje, kJ / (m 2 s)
Munice	1075	4335	4190	45,4	19,0
TNT	1660	4230	7000	70,2	49,1
VVZHI	1290	6340	6700	81,8	54,8

Charakteristika LHV ve srovnání se známými složeními

Z údajů uvedených v tabulce. 16 vyplývá, že Kvazar-VV je lepší než TNT v objemovém výdeji energie a výkonu. Jako oxidační činidlo se používá oxid dusičitý, odpadní produkt z výroby koncentrované kyseliny dusičné, jako palivo se používají široce známé uhlovodíkové produkty krakování ropy (petrolej nebo motorová nafta). Tyto složky se dobře mísí. VVZHIMI existuje krátkou dobu, zpravidla určenou dobou přípravy exploze, ale ne delší než garantovaná doba jejího skladování (jeden den), a v případě potřeby se dá snadno odstranit zředěním vodou nebo neutralizací se sodou.

Více o kapalných výbušninách:

1. Porušení bezpečnostních pravidel při těžebních, stavebních nebo jiných pracích
2. SMĚRNICE PERSONÁLU WEHRMACHTU ZE 7. ÚNORA 1941 O STUPNĚ NALÉHAVosti REALIZACE VÝROBNÍCH PROGRAMŮ
3. ZE ZPRÁVY ODBORU VOJENSKÉHO HOSPODÁŘSTVÍ A VOJENSKÉHO PRŮMYSLU O VÝSLEDCÍCH VE VÝROBĚ ZBRANÍ DOSAŽENÝCH V OBDOBÍ 1. ZÁŘÍ 1940 DO 1. DUBNA 1941

Od vynálezu střelného prachu se světový závod o nejsilnější výbušniny nezastavil. To platí i dnes, navzdory výskytu jaderných zbraní.

1) Hexogen je výbušná droga

Německý chemik Hans Genning si v roce 1899 patentoval lék hexogen, obdobu známého urotropinu, pro léčbu zánětů v močových cestách. Záhy o něj ale lékaři kvůli boční intoxikaci ztratili zájem. O pouhých třicet let později se ukázalo, že hexogen se ukázal být nejsilnější výbušninou, navíc destruktivnější než TNT. Kilogramová výbušnina RDX způsobí stejné zničení jako 1,25 kilogramu TNT. Specialisté na pyrotechniku ​​charakterizují výbušniny především výbušností a brizancí. V prvním případě se mluví o objemu plynu uvolněného při výbuchu. Čím větší je, tím silnější je výbušnost. Brisance zase závisí již na rychlosti tvorby plynů a ukazuje, jak mohou výbušniny drtit okolní materiály. 10 gramů RDX uvolní 480 kubických centimetrů plynu během exploze, zatímco TNT - 285 kubických centimetrů. Jinými slovy, hexagen je 1,7krát silnější než TNT ve výbušnosti a 1,26krát dynamičtější při odstřelování. Média však nejčastěji používají určitý průměrný ukazatel. Například atomová nálož „Kid“, svržená 6. srpna 1945 na japonské město Hirošima, se odhaduje na 13-18 kilotun TNT. Mezitím to necharakterizuje sílu výbuchu, ale ukazuje, kolik TNT je potřeba k uvolnění stejného množství tepla jako při uvedeném jaderném bombardování.

2) HMX – půl miliardy dolarů za vzduch

V roce 1942 americký chemik Bachmann při provádění experimentů s RDX náhodou objevil novou látku HMX ve formě nečistoty. Nabídl svůj nález armádě, ale ta odmítla. Mezitím, o několik let později, poté, co se podařilo stabilizovat vlastnosti této chemické sloučeniny, se Pentagon přesto začal zajímat o HMX. Pravda, ve své čisté podobě se pro vojenské účely příliš nepoužíval, nejčastěji v licí směsi s TNT. Tato výbušnina se nazývala „octol“. Ukázalo se, že je o 15 % silnější než hexogen. Pokud jde o jeho účinnost, předpokládá se, že jeden kilogram HMX způsobí zničení stejně jako čtyři kilogramy TNT. V těchto letech však byla výroba HMX 10x dražší než výroba RDX, což bránilo jeho výrobě v Sovětském svazu. Naši generálové spočítali, že je lepší vyrobit šest nábojů s hexogenem než jednu s oktolem. Proto výbuch muničního skladu ve vietnamském Quy Ngon v dubnu 1969 přišel Američany tak draho. Poté mluvčí Pentagonu uvedl, že kvůli sabotáži partyzánů dosáhly škody 123 milionů dolarů, tedy asi 0,5 miliardy dolarů v současných cenách. V 80. letech minulého století poté, co sovětští chemici, včetně E.Yu. Orlov, vyvinul účinnou a levnou technologii pro syntézu HMX, ve velkých objemech se začal vyrábět i u nás.

3) Astrolit - dobrý, ale nepříjemně zapáchá

4) Tetranitropentaerythritol – výbušnina, která zabíjí své vlastní

Spolu s RDX a HMX je za klasickou výbušninu považován i těžko vyslovitelný tetranitropentaerythritol, který se často nazývá PETN. Vzhledem k vysoké citlivosti však nenašel široké uplatnění. Faktem je, že pro vojenské účely nejsou důležité ani tak výbušniny, které jsou ničivější než jiné, ale ty, které nevybuchnou při žádném dotyku, tedy s nízkou citlivostí. Američané jsou v této otázce obzvlášť pečliví. Právě oni vyvinuli standard NATO STANAG 4439 pro citlivost výbušnin, které lze použít pro vojenské účely. Pravda, stalo se tak po sérii vážných incidentů, včetně: výbuchu skladiště na americké letecké základně Bien Ho ve Vietnamu, který stál život 33 techniků; katastrofa na palubě USS Forrestal, která měla za následek poškození 60 letadel; detonace ve skladišti leteckých střel na palubě letadlové lodi Oriskany (1966), rovněž s četnými oběťmi.

5) Čínský torpédoborec

V 80. letech minulého století byla syntetizována látka tricyklická močovina. Předpokládá se, že první, kdo tuto výbušninu obdržel, byli Číňané. Testy prokázaly obrovskou destruktivní sílu „močoviny“ – jeden kilogram jí nahradil dvaadvacet kilogramů TNT. Odborníci s těmito závěry souhlasí, protože „čínský torpédoborec“ má nejvyšší hustotu ze všech známých výbušnin a zároveň má nejvyšší poměr kyslíku. To znamená, že při výbuchu je veškerý materiál zcela spálen. Mimochodem, pro TNT je to 0,74. Ve skutečnosti není tricyklická močovina vhodná pro vojenské operace, především kvůli špatné hydrolytické stabilitě. Hned druhý den se při standardním skladování změní na hlen. Číňanům se však podařilo získat ještě jednu „močovinu“ – dinitromočovinu, která je sice horší ve výbušnosti než „ničitel“, ale zároveň je jednou z nejsilnějších výbušnin. Dnes jej vyrábějí Američané ve svých třech poloprovozních závodech.

6) Sen pyromanů - CL-20

Výbušnina CL-20 je v současnosti umístěna jako jedna z nejsilnějších. Zejména média, včetně ruských, tvrdí, že jeden kg CL-20 způsobuje destrukci, na kterou je potřeba 20 kg TNT. Zajímavé je, že Pentagon přidělil peníze na vývoj CL-20 až poté, co americký tisk uvedl, že takové výbušniny již byly vyrobeny v SSSR. Konkrétně jedna ze zpráv na toto téma se jmenovala takto: "Tuto látku snad vyvinuli Rusové v Zelinského institutu." Ve skutečnosti považovali Američané za slibnou výbušninu jinou výbušninu, poprvé získanou v SSSR, a to diaminoazoxyfurazan. Spolu s vysokým výkonem, který výrazně převyšuje oktogen, má nízkou citlivost. Jediná věc, která brání jeho širokému použití, je nedostatek průmyslových technologií.