Explozivul ideal nu va fi inventat niciodată? Explozivi lichizi În ce constă un exploziv.

11.02.2022 | Literatură

Terminologie

Complexitatea și diversitatea chimiei și tehnologiei explozivilor, contradicțiile politice și militare din lume, dorința de a clasifica orice informație în acest domeniu au condus la formulări instabile și diverse ale termenilor.

Aplicație industrială

Explozivii sunt, de asemenea, folosiți pe scară largă în industrie pentru producerea diferitelor operațiuni de sablare. Consumul anual de explozivi în țările cu producție industrială dezvoltată, chiar și pe timp de pace, este de sute de mii de tone. LA timp de război consumul de explozivi crește brusc. Așadar, în timpul Primului Război Mondial în țările în război s-a ridicat la aproximativ 5 milioane de tone, iar în al 2-lea Război Mondial a depășit 10 milioane de tone. Utilizarea anuală a explozivilor în Statele Unite în anii 1990 a fost de aproximativ 2 milioane de tone.

aruncare
Aruncarea explozivilor (praf de pușcă și propulsori de rachete) servesc ca surse de energie pentru aruncarea corpurilor (obuze, mine, gloanțe etc.) sau propulsarea rachetelor. Caracteristica lor distinctivă este capacitatea de transformare explozivă sub formă de ardere rapidă, dar fără detonare.
pirotehnic
Compozițiile pirotehnice sunt folosite pentru a obține efecte pirotehnice (lumină, fum, incendiare, sonor etc.). Principalul tip de transformări explozive ale compozițiilor pirotehnice este arderea.

Aruncarea explozivilor (praful de pușcă) sunt utilizate în principal ca încărcături de propulsie pentru diferite tipuri de arme și sunt menite să ofere unui proiectil (torpilă, glonț etc.) o anumită viteză inițială. Tipul lor predominant de transformare chimică este arderea rapidă cauzată de un fascicul de foc de la mijloacele de aprindere. Praful de pușcă este împărțit în două grupe:

a) afumat

b) fără fum.

Reprezentanții primului grup pot servi ca pulbere neagră, care este un amestec de salpetru, sulf și cărbune, cum ar fi artileria și praful de pușcă, constând din 75% azotat de potasiu, 10% sulf și 15% cărbune. Punctul de aprindere al pulberii negre este de 290 - 310 ° C.

Al doilea grup include piroxilina, nitroglicerina, diglicolul și alte praf de pușcă. Punctul de aprindere al pulberilor fără fum este de 180 - 210 ° C.

Compozițiile pirotehnice (incendiare, iluminare, semnalizare și trasor) utilizate pentru echiparea muniției speciale sunt amestecuri mecanice de oxidanți și substanțe combustibile. În condiții normale de utilizare, atunci când sunt arse, dau efectul pirotehnic corespunzător (incendiar, iluminat etc.). Mulți dintre acești compuși au și proprietăți explozive și în anumite condiții pot detona.

După modul de întocmire a taxelor

presat
turnat (aliaje explozive)
patronat

Pe domenii de aplicare

militar
industrial

pentru minerit (exploatare minieră, producție de materiale de construcție, decapare)
Explozivii industriali pentru minerit conform condițiilor de utilizare în siguranță se împart în

non-siguranta
Siguranță

pentru construcții (diguri, canale, gropi, tăieturi de drumuri și terasamente)
pentru explorare seismică
pentru distrugerea structurilor clădirilor
pentru prelucrarea materialelor (sudare prin explozie, călire prin explozie, tăiere prin explozie)

scop special (de exemplu, mijloace de dezamorsare a navelor spațiale)
utilizare antisocială (terorism, huliganism), folosind adesea substanțe de calitate scăzută și amestecuri de producție artizanală.
experimental.

După gradul de pericol

Există diverse sisteme de clasificare a explozivilor în funcție de gradul de pericol. Cel mai faimos:

Sistemul armonizat global de clasificare și etichetare a substanțelor chimice

Clasificare după gradul de pericol în minerit;

În sine, energia explozivului este mică. O explozie de 1 kg de TNT eliberează de 6-8 ori mai puțină energie decât arderea a 1 kg de cărbune, dar această energie este eliberată în timpul unei explozii de zeci de milioane de ori mai rapid decât în timpul proceselor de ardere convenționale. În plus, cărbunele nu conține un agent oxidant.

Vezi si

Literatură

Enciclopedia militară sovietică. M., 1978.
Pozdnyakov Z.G., Rossi B.D. Manual de explozivi industriali și explozivi. - M.: „Nedra”, 1977. - 253 p.
Fedoroff, Basil T. şi colab Enciclopedia explozivilor și obiectelor conexe, vol.1-7. - Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal, 1960-1975.

Legături

// Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron: În 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - St.Petersburg. , 1890-1907.

Fundația Wikimedia. 2010 .

New Wave (serie)
Rucker, Rudy

Vedeți ce este „Explozivi” în alte dicționare:

Explozivi- (a. explozivi, agenti de sablare; n. Sprengstoffe; f. explozivi; i. explosivos) chimic. compuși sau amestecuri de substanțe capabile, în anumite condiții, de autopropagare chimică extrem de rapidă (explozivă). transformare cu degajare de căldură... Enciclopedia Geologică

EXPLOZIVI- (Materie explozivă) substanțe care sunt capabile să dea fenomenul de explozie datorită transformării lor chimice în gaze sau vapori. V. V. sunt împărțite în propulsie praf de pușcă, explozie cu efect de zdrobire și inițiere pentru a aprinde și detona pe alții... Dicționar marin

EXPLOZIVI- EXPLOZIVI, o substanta care reactioneaza rapid si brusc la anumite conditii, cu degajare de caldura, lumina, sunet si unde de soc. Explozivii chimici sunt în cea mai mare parte compuși cu un conținut ridicat... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

EXPLOZIVII (a. explozivi, agenți de explozie; n. Sprengstoffe; f. explozivi; și. explosivos) sunt compuși chimici sau amestecuri de substanțe capabile, în anumite condiții, de o transformare chimică cu autopropagare extrem de rapidă (explozivă) cu eliberare de căldură și formarea de produse gazoase.

Explozivii pot fi substanțe sau amestecuri din orice stare de agregare. Așa-numiții explozivi condensați, care se caracterizează printr-o concentrație volumetrică mare de energie termică, au primit o aplicare largă. Spre deosebire de combustibilii convenționali, care necesită un gaz gazos extern pentru arderea lor, astfel de explozivi degajă căldură ca urmare a proceselor de descompunere intramoleculară sau a reacțiilor de interacțiune între părțile constitutive ale amestecului, produsele lor de descompunere sau gazeificare. Natura specifică a eliberării de energie termică și transformarea acesteia în energia cinetică a produselor de explozie și energia undei de șoc determină domeniul principal de aplicare a explozivilor ca mijloc de zdrobire și distrugere a mediilor solide (în principal) și a structurilor și deplasarea masei zdrobite (vezi).

În funcție de natura influenței externe, se produc transformări chimice ale explozivilor: atunci când sunt încălzite sub temperatura de autoaprindere (flash) - o descompunere termică relativ lentă; în timpul aprinderii - ardere cu deplasarea zonei de reacție (flacără) prin substanță la o viteză constantă de ordinul 0,1-10 cm/s; cu acţiune unde de şoc - detonarea explozibililor.

Clasificarea explozivilor. Există mai multe semne ale clasificării explozivilor: după principalele forme de transformare, scop și compoziție chimică. În funcție de natura transformării în condiții de funcționare, explozivii se împart în propulsor (sau) și. Primele sunt utilizate în modul de ardere, de exemplu, în arme de foc și motoarele de rachetă, cele din urmă în modul, de exemplu, în muniție și mai departe. Se numesc explozivi puternici folosiți în industrie. De obicei, numai explozivii puternici sunt clasificați ca explozivi adecvati. Din punct de vedere chimic, clasele enumerate pot fi completate cu aceiași compuși și substanțe, dar prelucrate diferit sau luate atunci când sunt amestecate în proporții diferite.

Prin susceptibilitatea la influențele externe, explozivii puternici sunt împărțiți în primari și secundari. Explozivii primari includ explozivi care pot exploda într-o masă mică atunci când sunt aprinși (tranziție rapidă de la ardere la detonare). Ele sunt, de asemenea, mult mai sensibile la stres mecanic decât cele secundare. Detonarea explozivilor secundari este cel mai ușor de provocat (inițiat) prin acțiunea undelor de șoc, iar presiunea în unda de șoc inițială ar trebui să fie de ordinul a câteva mii sau zeci de mii de MPa. În practică, aceasta se realizează cu ajutorul unor mase mici de explozivi primari plasate în, detonația în care este excitată de fasciculul de foc și este transmisă prin contact cu explozivul secundar. Prin urmare, se mai numesc și explozivi primari. Alte tipuri de acțiuni externe (aprindere, scânteie, impact, frecare) duc la detonarea explozivilor secundari numai în condiții speciale și greu de reglat. Din acest motiv, utilizarea pe scară largă și intenționată a explozivilor puternici în modul de detonare în tehnologia explozivă civilă și militară a început abia după inventarea capacului de explozie ca mijloc de inițiere a detonării în explozivi secundari.

În funcție de compoziția chimică, explozivii sunt împărțiți în compuși individuali și amestecuri explozive. În primul, transformările chimice în timpul unei explozii au loc sub forma unei reacții de descompunere monomoleculară. Produsele finite sunt compuși gazoși stabili, cum ar fi oxidul și dioxidul, vaporii de apă.

În amestecurile explozive, procesul de transformare constă în două etape: descompunerea sau gazeificarea componentelor amestecului și interacțiunea produșilor de descompunere (gazeificare) între ei sau cu particule de substanțe nedescompuse (de exemplu, metale). Cei mai obișnuiți explozivi individuali secundari sunt compușii organici heterociclici aromatici, alifatici care conțin azot, inclusiv compuși nitro ( , ), nitroamine ( , ), nitroesteri ( , ). Dintre compușii anorganici, de exemplu, azotatul de amoniu are proprietăți explozive slabe.

Varietatea amestecurilor explozive poate fi redusă la două tipuri principale: cele formate din oxidanți și combustibili și amestecuri în care combinația de componente determină calitățile operaționale sau tehnologice ale amestecului. Amestecurile oxidant-combustibil sunt concepute pentru faptul că o parte semnificativă a energiei termice este eliberată în timpul exploziei ca urmare a reacțiilor de oxidare secundară. Componentele acestor amestecuri pot fi atât compuși explozivi, cât și neexplozivi. Agenții oxidanți, de regulă, eliberează oxigen liber în timpul descompunerii, care este necesar pentru oxidarea (cu degajare de căldură) a substanțelor combustibile sau a produselor lor de descompunere (gazeificare). În unele amestecuri (de exemplu, pulberi metalice conținute ca combustibil), substanțele care nu emit oxigen, ci compuși care conțin oxigen (vapori de apă, dioxid de carbon) pot fi și ele utilizate ca agenți de oxidare. Aceste gaze reacţionează cu metalele pentru a elibera căldură. Un exemplu de astfel de amestec este .

Ca combustibili sunt folosite diferite tipuri de substanțe organice naturale și sintetice, care, în timpul unei explozii, emit produse de oxidare incompletă (monoxid de carbon) sau gaze combustibile (, ) și substanțe solide (funingine). Cel mai comun tip de amestecuri explozive de sablare de primul tip sunt explozivii care conțin azotat de amoniu ca agent oxidant. În funcție de tipul de combustibil, aceștia, la rândul lor, sunt împărțiți în ammotols și amonals. Mai puțin obișnuiți sunt explozivii de clorați și perclorați, care includ cloratul de potasiu și percloratul de amoniu ca oxidanți, oxilichitele - amestecuri de oxigen lichid cu un absorbant organic poros, amestecuri pe bază de alți oxidanți lichizi. Amestecurile explozive de al doilea tip includ amestecuri de explozivi individuali, cum ar fi dinamitele; amestecuri de TNT cu RDX sau PETN (pentolit), cele mai potrivite pentru fabricare.

În amestecurile de ambele tipuri, pe lângă componentele indicate, în funcție de scopul explozivilor, pot fi introduse și alte substanțe pentru a conferi explozivului unele proprietăți operaționale, de exemplu, creșterea susceptibilității la mijloace de inițiere sau, dimpotrivă, reducerea sensibilitate la influențele externe; aditivi hidrofobi - pentru a face explozivul rezistent la apă; plastifianți, săruri ignifuge - pentru a conferi proprietăți de siguranță (vezi explozivi de siguranță). Principalele caracteristici operaționale ale explozivilor (caracteristicile de detonare și energie și proprietățile fizice și chimice ale explozivilor) depind de compoziția rețetei explozivilor și de tehnologia de fabricație.

Caracteristica de detonare a explozivilor include capacitatea de detonare și susceptibilitatea la impulsul de detonare. Fiabilitatea și fiabilitatea sablarelor depind de ele. Pentru fiecare exploziv la o densitate dată, există un diametru critic de sarcină la care detonația se propagă constant de-a lungul întregii lungimi a încărcăturii. O măsură a susceptibilității explozivilor la un impuls de detonare este presiunea critică a undei de inițiere și durata acesteia, i.e. valoarea impulsului minim de iniţiere. Este adesea exprimată în termeni de masă a unui exploziv primar sau secundar cu parametri de detonare cunoscuți. Detonația este excitată nu numai prin detonarea de contact a încărcăturii inițiale. Poate fi transmis și prin medii inerte. Acest lucru este de mare importanță pentru, format din mai multe cartușe, între care există jumperi din materiale inerte. Prin urmare, pentru explozivii cu cartuș, se verifică viteza de transmitere a detonației pe o distanță prin diverse medii (de obicei prin aer).

Caracteristicile energetice ale explozivilor. Capacitatea explozivilor de a efectua lucrări mecanice în timpul unei explozii este determinată de cantitatea de energie eliberată sub formă de căldură în timpul transformării explozive. Din punct de vedere numeric, această valoare este egală cu diferența dintre căldura de formare a produselor de explozie și căldura de formare (entalpia) a explozivului însuși. Prin urmare, coeficientul de conversie a energiei termice în lucru pentru explozivii cu conținut de metal și de siguranță, care formează produse solide (oxizi de metal, săruri ignifuge) cu capacitate termică mare în timpul exploziei, este mai mic decât pentru explozivii care formează numai produse gazoase. . Despre capacitatea explozivilor de acțiunea locală de zdrobire sau explozie a exploziei, a se vedea art. .

O modificare a proprietăților explozivilor poate apărea ca urmare a proceselor fizice și chimice, a influenței temperaturii, umidității, sub influența impurităților instabile din compoziția explozivilor etc. În funcție de tipul de acoperire, o perioadă garantată de se stabilește depozitarea sau utilizarea explozivilor, timp în care indicatorii normalizați fie nu trebuie să se modifice, fie modificarea lor are loc în limitele de toleranță stabilite.

Principalul indicator al siguranței în manipularea explozivilor este sensibilitatea acestora la influențele mecanice și termice. De obicei este estimat experimental în laborator folosind metode speciale. În legătură cu introducerea masivă a metodelor mecanizate de deplasare a unor mase mari de explozibili liberi, aceștia sunt supuși cerințelor de electrificare minimă și sensibilitate scăzută la descărcarea de electricitate statică.

Referință istorică. Praful de pușcă negru (fumuriu), inventat în China (secolul al VII-lea), a fost primul dintre explozivi. Este cunoscut în Europa încă din secolul al XIII-lea. Din secolul al XIV-lea praful de pușcă era folosit ca propulsor în armele de foc. În secolul al XVII-lea (pentru prima dată într-una dintre minele din Slovacia) praful de pușcă a fost folosit la explozii în minerit, precum și pentru echiparea grenadelor de artilerie (nuclee explozive). Transformarea explozivă a pulberii negre a fost excitată de aprindere în modul de ardere explozivă. În 1884, inginerul francez P. Viel a propus pulberea fără fum. În secolele 18-19. au fost sintetizați o serie de compuși chimici cu proprietăți explozive, inclusiv acid picric, piroxilină, nitroglicerină, TNT etc., cu toate acestea, utilizarea lor ca explozibili detonanți a devenit posibilă numai după descoperirea de către inginerul rus D. I. Andrievsky (1865) și inventatorul suedez. A. Nobel (1867) fitil exploziv (capac detonator). Înainte de aceasta, în Rusia, la sugestia lui N. N. Zinin și V. F. Petrushevsky (1854), nitroglicerina a fost folosită în explozii în loc de pulbere neagră în modul de ardere explozivă. Mercurul exploziv în sine a fost obținut încă de la sfârșitul secolului al XVII-lea. și din nou de chimistul englez E. Howard în 1799, dar capacitatea sa de a detona nu era cunoscută în acel moment. După descoperirea fenomenului de detonare, explozivii mari au fost folosiți pe scară largă în minerit și afaceri militare. Dintre explozivii industriali, inițial conform brevetelor lui A. Nobel, gurdinamitele au fost cele mai utilizate, apoi dinamitele plastice, explozivii amestecați cu nitroglicerină sub formă de pulbere. Explozivii de azotat de amoniu au fost brevetați încă din 1867 de I. Norbin și I. Olsen (Suedia), dar utilizarea lor practică ca explozivi industriali și pentru umplerea muniției nu a început până la Primul Război Mondial (1914–18). Mai sigure și mai economice decât dinamitele, au început să fie folosite pe o scară tot mai mare în industrie în anii 30 ai secolului XX.

După cel Mare Războiul Patriotic 1941-1945 Explozivii cu nitrat de amoniu, inițial predominant sub formă de amoniți fin dispersați, au devenit forma dominantă de explozibili comerciali în CCCP. În alte țări, procesul de înlocuire în masă a dinamitelor cu explozivi cu nitrat de amoniu a început ceva mai târziu, aproximativ de la mijlocul anilor 1950. Din anii 70. principalele tipuri de explozivi industriali sunt explozivi granulari și care conțin apă de azotat de amoniu de cea mai simplă compoziție, care nu conțin compuși nitro sau alți explozivi individuali, precum și amestecuri care conțin compuși nitro. Explozivii de azotat de amoniu fin dispersați și-au păstrat importanța în principal pentru fabricarea cartușelor militante, precum și pentru unele tipuri speciale de explozie. Explozivii individuali, în special TNT, sunt utilizați pe scară largă pentru fabricarea detonatoarelor, precum și pentru încărcarea pe termen lung a puțurilor inundate, în formă pură () și în amestecuri explozive foarte rezistente la apă, granulare și suspensii (conținând apă). Pentru aplicare profundă și.

EXPLOZIVI- Sunt substante sau amestecurile lor care, sub influenta unor influente externe (incalzire, impact, frecare, explozia unei alte substante), se descompun foarte repede cu degajarea de gaze si o cantitate mare de caldura.

Amestecuri explozive au existat cu mult înainte de apariția omului pe Pământ. Gândacul bombardier mic (1-2 cm lungime) portocaliu-albastru Branchynus explodans se apără de atacuri într-un mod foarte ingenios. O pungă mică în corpul său acumulează o soluție concentrată de peroxid de hidrogen. La momentul potrivit, această soluție este rapid amestecată cu enzima catalază. Reacția care a avut loc în același timp a fost observată de toți cei care au tratat degetul tăiat cu o soluție de peroxid de farmacie 3%: soluția fierbe literalmente, eliberând bule de oxigen. Simultan, amestecul este încălzit (efectul termic al reacţiei 2H2O2® 2H2O + O2 este de 190 kJ/mol). La gândac, concomitent cu aceasta, are loc o altă reacție catalizată de enzima peroxidază: oxidarea hidrochinonei cu peroxid de hidrogen la benzochinonă (efectul termic al acestei reacții este mai mare de 200 kJ/mol). Căldura degajată este suficientă pentru a încălzi soluția la 100°C și chiar pentru a o evapora parțial. Reacția gândacului este atât de rapidă încât amestecul caustic, încălzit la o temperatură ridicată, este tras cu un sunet puternic către inamic. Dacă un jet, a cărui masă este de numai o jumătate de gram, lovește pielea unei persoane, va provoca o mică arsură.

Principiul „inventat” de gândac este tipic explozivilor chimici, în care energia este eliberată datorită formării de legături chimice puternice. LA arme nucleare energia este eliberată prin fisiunea sau fuziunea nucleelor atomice. O explozie este o eliberare foarte rapidă de energie într-un volum limitat. În acest caz, are loc încălzirea și expansiunea instantanee a aerului, iar o undă de șoc începe să se propage, ceea ce duce la o mare distrugere. Dacă aruncați în aer dinamită (fără o carcasă de oțel) pe Lună, unde nu există aer, consecințele distructive vor fi nemăsurat mai mici decât pe Pământ. Următorul fapt mărturisește necesitatea unei eliberări foarte rapide de energie pentru o explozie. Este bine cunoscut faptul că un amestec de hidrogen și clor explodează dacă este expus la lumina directă a soarelui sau dacă aduceți magneziu arzând în balon - asta este scris chiar și în manualele școlare, dar dacă lumina nu este atât de strălucitoare, reacția va merge. destul de lin, va ieși în evidență că aceeași energie, dar nu într-o sutime de secundă, ci în câteva ore și, ca urmare, căldura se va disipa pur și simplu în aerul din jur.

În timpul oricărei reacții exoterme, energia termică eliberată încălzește nu numai mediul, ci și reactanții înșiși. Aceasta duce la o creștere a vitezei de reacție, care la rândul său accelerează eliberarea de căldură și aceasta crește și mai mult temperatura. Dacă îndepărtarea căldurii în spațiul înconjurător nu ține pasul cu eliberarea acesteia, atunci, ca rezultat, reacția poate, după cum spun chimiștii, „să se dezlănțuie” - amestecul fierbe și stropește din vasul de reacție sau chiar explodează dacă gazele si vaporii degajati nu gasesc o iesire rapida din vas . Aceasta este așa-numita explozie termică. Prin urmare, atunci când efectuează reacții exoterme, chimiștii monitorizează cu atenție temperatura, scăzând-o dacă este necesar prin adăugarea de bucăți de gheață în balon sau plasând vasul într-un amestec de răcire. Este deosebit de important să se poată calcula rata de eliberare a căldurii și eliminarea căldurii pentru reactoarele industriale.

Energia este eliberată foarte repede în caz de detonare. Acest cuvânt (provine din latinescul detonare - a tună) înseamnă transformarea chimică a unui exploziv, care este însoțită de eliberarea de energie și propagarea unei unde prin substanță cu viteză supersonică. Reacția chimică este excitată de o undă de șoc intensă, care formează marginea anterioară a undei de detonare. Presiunea din fața undei de șoc este de zeci de mii de megapascali (sute de mii de atmosfere), ceea ce explică efectul distructiv imens al unor astfel de procese. Energia eliberată în zona de reacție chimică menține în mod continuu o presiune ridicată în unda de șoc. Detonația are loc în mulți compuși și amestecurile acestora. De exemplu, tetranitrometan C (NO 2) 4 - un lichid greu incolor cu miros înțepător - distilează fără explozie, dar amestecurile sale cu mulți compuși organici detonează cu mare forță. Deci, în timpul unei prelegeri la una dintre universitățile germane în 1919, mulți studenți au murit din cauza exploziei unui arzător, care a demonstrat arderea unui amestec de tetranitrometan cu toluen. S-a dovedit că asistentul de laborator, în timpul pregătirii amestecului, a amestecat fracțiunile de masă și volum ale componentelor, iar la densități de reactiv de 1,64 și 0,87 g/cm3, aceasta a provocat o modificare aproape dublă a compoziției amestecului, ceea ce a dus la tragedie.

Ce substanțe pot exploda? În primul rând, aceștia sunt așa-numiții compuși endotermici, adică compuși a căror formare din substanțe simple este însoțită nu de eliberare, ci de absorbția de energie. Astfel de substanțe includ, în special, acetilenă, ozon, oxizi de clor, peroxizi . Astfel, formarea a 1 mol de C 2 H 2 din elemente este însoțită de o cheltuială de 227 kJ. Aceasta înseamnă că acetilena ar trebui considerată un compus potențial instabil, deoarece reacția de descompunere a acestuia în substanțe simple C 2 H 2 ® 2C + H 2 este însoțită de eliberarea de energie foarte mare. De aceea, spre deosebire de multe alte gaze, acetilena nu este niciodată pompată în cilindri sub presiune ridicată - aceasta poate duce la o explozie (în cilindrii cu acetilenă, acest gaz este dizolvat în acetonă, care este impregnată cu un purtător poros).

Acetilidele metalelor grele - argint, cupru - se descompun cu o explozie. Din același motiv, ozonul pur este, de asemenea, foarte periculos, a cărui descompunere a 1 mol eliberează 142 kJ de energie. Cu toate acestea, mulți compuși potențial instabili pot fi destul de stabili în practică. Un exemplu este etilena, motivul stabilității căreia este o rată foarte scăzută de descompunere în substanțe simple.

Din punct de vedere istoric, primul exploziv inventat de oameni a fost praful de pușcă negru (alias fumuriu) - un amestec de sulf măcinat fin, cărbune și azotat de potasiu - azotat de potasiu (sodiul nu este potrivit, deoarece este higroscopic, adică devine umed în aer) . Această invenție a adus milioane de vieți omenești în ultimele secole. Cu toate acestea, praful de pușcă a fost inventat, se pare, în alte scopuri: chinezii antici făceau artificii cu ajutorul prafului de pușcă în urmă cu mai bine de două mii de ani. Compoziția prafului de pușcă chinezesc îi permitea să ardă, dar nu să explodeze.

Grecii și romanii antici nu aveau salpetru, așa că nici praf de pușcă nu puteau avea. Aproximativ în secolul al V-lea. salitrul a venit din India și China în Bizanț, capitala Imperiului Grec. În Bizanț, s-a descoperit că un amestec de salpetru cu substanțe combustibile arde foarte intens și este imposibil de stins. De ce se întâmplă acest lucru, a devenit cunoscut mult mai târziu - astfel de amestecuri nu au nevoie de aer pentru ardere: salitrul în sine este o sursă de oxigen). Amestecuri combustibile care conțin salpetru numite „foc grecesc” au început să fie folosite în afacerile militare. Cu ajutorul lor, în 670 și 718 au fost arse navele flotei arabe care asediau Constantinopolul. În secolul al X-lea Bizanțul a respins invazia bulgarilor cu ajutorul focului grecesc.

Secolele au trecut, iar în Europa medievală, praful de pușcă a fost reinventat. S-a întâmplat în secolul al XIII-lea. Și cine a fost inventatorul este necunoscut. Potrivit unei legende, Berthold Schwartz, un călugăr din Freiburg, a măcinat un amestec de sulf, cărbune și salpetru într-un mortar de metale grele. O minge de fier a căzut accidental în mortar. Din mortar s-a revărsat un vuiet teribil, un fum acre și s-a format o gaură în tavan - a fost străpunsă de o minge care a zburat din mortar cu mare viteză. A devenit clar ce putere uriașă pândește în pulberea neagră (cuvântul „praf de pușcă” în sine provine din vechiul „praf” rusesc - praf, pulbere). În 1242, praful de pușcă a fost descris de filozoful și naturalistul englez Roger Bacon. Praful de pușcă a început să fie folosit în afacerile militare. În 1300 a fost turnat primul tun, iar primele tunuri au apărut curând. Prima fabrică de praf de pușcă din Europa a fost construită în Bavaria în 1340. În secolul al XIV-lea. armele de foc au început să fie folosite și în Rusia: în 1382 moscoviții l-au folosit pentru a-și apăra orașul de trupele tătarului Han Tokhtamysh.

Invenția prafului de pușcă a avut un impact uriaș asupra istoriei lumii. Cu ajutorul armelor de foc au fost cucerite mări și continente, civilizații au fost distruse, națiuni întregi au fost distruse sau subjugate. Dar descoperirea prafului de pușcă a avut și aspecte pozitive. Vânătoarea mai ușoară a animalelor sălbatice. În 1627, în Banska Stjavica, pe teritoriul Slovaciei moderne, praful de pușcă a fost folosit pentru prima dată în minerit - pentru a distruge roca într-o mină. Datorită prafului de pușcă, a apărut o știință specială de calcul a mișcării nucleelor - balistica. Metodele de turnare a metalelor pentru tunuri au început să se îmbunătățească, au fost inventate și testate noi aliaje puternice. Au fost dezvoltate și noi metode de obținere a prafului de pușcă - și mai ales salitrul.

Numărul fabricilor de praf de pușcă a crescut în toată lumea. Pe ele s-au făcut multe soiuri de pulbere neagră - pentru mine, tunuri, arme, inclusiv cele de vânătoare. Studiile au arătat că praful de pușcă are capacitatea de a arde foarte repede. Arderea celei mai comune compoziții de pulbere este descrisă aproximativ de ecuația 2KNO 3 + S + 3C ® K 2 S + 3CO 2 + N 2 (pe lângă sulfură, se formează și sulfat de potasiu K 2 SO 4). Compoziția specifică a produselor depinde de presiunea de ardere. D.I. Mendeleev, care a studiat această problemă, a subliniat o diferență semnificativă în compoziția reziduului solid în timpul fotografiilor goale și live.

În orice caz, la arderea prafului de pușcă, se eliberează o cantitate mare de gaze. Dacă praful de pușcă este turnat pe pământ și incendiat, acesta nu va exploda, ci pur și simplu se va arde rapid, dar dacă arde într-un spațiu închis, de exemplu, într-un cartuș de armă, atunci gazele eliberate forțează glonțul să iasă din cartuş şi zboară din bot cu mare viteză. În 1893, la expoziția mondială de la Chicago, industriașul german Krupp a arătat un pistol care era încărcat cu 115 kg de pulbere neagră, proiectilul său de 115 kg a zburat peste 20 km în 71 de secunde, atingând o înălțime de 6,5 km în punctul cel mai înalt.

Particulele solide formate în timpul arderii pulberii negre creează fum negru, câmpurile de luptă au fost uneori atât de învăluite în fum încât a ascuns lumina soarelui (în roman Razboi si pace a descris modul în care fumul îngreunează comandanților controlul cursului bătăliilor). Particulele solide formate în timpul arderii pulberii negre contaminează canalul unei arme de foc, așa că botul unei arme sau tunului a trebuit să fie curățat în mod regulat.

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea pulberea neagră aproape și-a epuizat capacitățile. Chimiștii cunoșteau o mulțime de explozibili, dar nu erau potriviti pentru împușcare: puterea lor de zdrobire (de explozie) era de așa natură încât țeava s-ar fi spart în bucăți chiar înainte ca proiectilul sau glonțul să-l părăsească. Această proprietate este deținută, de exemplu, de azida de plumb Pb (N 3) 2, fulminatul de mercur Hg (CNO) 2 - o sare a acidului fulminic (fulminic). Aceste substanțe sunt ușor explodate prin frecare și impact, sunt folosite pentru a echipa grunduri și servesc la aprinderea prafului de pușcă.

În 1884, inginerul francez Paul Viel a inventat un nou tip de praf de pușcă - piroxilina. Piroxilina a fost obținută încă din 1846 prin nitrarea celulozei (fibrei), dar multă vreme nu au putut dezvolta o tehnologie pentru obținerea unui praf de pușcă stabil și sigur. Viel, după ce a dizolvat piroxilina într-un amestec de alcool și eter, a obținut o masă pastoasă, care, după presare și uscare, a dat o praf de pușcă excelent. Aprinsă în aer, a ars în liniște, iar în cartușul sau carcasa proiectilului a explodat cu mare forță de la detonator. Din punct de vedere al puterii, noul praf de pușcă era mult superioară prafului de pușcă negru și nu producea fum în timpul arderii, motiv pentru care a fost numit fără fum. Acest praf de pușcă a făcut posibilă reducerea calibrului (diametrul interior) puștilor și pistoalelor și astfel crește nu numai raza de acțiune, ci și precizia tragerii. În 1889, a apărut o pulbere fără fum și mai puternică - nitroglicerina. Marele chimist rus D.I. Mendeleev a făcut multe pentru a îmbunătăți pulberea fără fum. Iată ce a scris el însuși despre asta:

„Pudra neagră de fum a fost găsită de chinezi și călugări – aproape din întâmplare, bâjbâind, amestecând mecanic, în întuneric științific. Pulberea fără fum a fost descoperită în lumina deplină a cunoștințelor chimice moderne. Va constitui o nouă eră a afacerilor militare, nu pentru că nu dă fum care să întunece privirea, ci mai ales pentru că, cu o greutate mai mică, face posibilă transmiterea gloanțelor și a vitezei de 600, 800 și chiar 1000 de metri pe secundă. orice alte proiectile și, în același timp, reprezintă toate elementele de îmbunătățire ulterioară - cu ajutorul unui studiu științific al fenomenelor invizibile care apar în timpul arderii sale. Pulberea fără fum este o nouă legătură între puterea țărilor și dezvoltarea lor științifică. Din acest motiv, fiind unul dintre războinicii științei rusești, în anii și forța mea de declin nu am îndrăznit să refuz să analizez problemele pulberii fără fum.

Praful de pușcă creat de Mendeleev în 1893 a fost testat cu succes: au fost trase dintr-un tun de 12 inci, iar inspectorul de artilerie navală, amiralul Makarov, l-a felicitat pe om de știință pentru victoria sa strălucitoare. Cu ajutorul pulberii fără fum, raza de tragere a fost mărită semnificativ. Dintr-o armă uriașă „Big Bertha” cântărind 750 de tone, germanii au tras în Paris de la o distanță de 128 km. Viteza inițială a proiectilului a fost de 2 km/s, iar punctul său cel mai înalt a fost departe în stratosferă, la o altitudine de 40 km. În vara lui 1918, peste 300 de obuze au fost trase la Paris, dar, desigur, această împușcătură a avut doar o semnificație psihologică, deoarece nu era nevoie să vorbim despre nicio acuratețe.

Pulberea fără fum este folosită nu numai în armele de foc, ci și în motoarele de rachete (combustibil solid pentru rachete). În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, armata noastră a folosit cu succes rachete cu combustibil solid - au fost trase de legendarele mortare de gardă Katyusha.

Produsul nitrarii fenolului, trinitrofenolul (acidul picric), a avut o soartă similară. A fost obținut încă din 1771 și a fost folosit ca colorant galben. Și abia la sfârșitul secolului al XIX-lea. a început să fie folosit pentru a echipa grenade, mine, obuze numite lyddita. Puterea distructivă colosală a acestei substanțe, folosită în războiul boer, este descrisă în mod viu de Louis Boussinard într-un roman de aventuri. Căpitanul Rip-Head. Și din 1902, trinitrotoluenul mai sigur (TNT, tol) a început să fie folosit în aceleași scopuri. Tolul este utilizat pe scară largă în sablare în industrie sub formă de piese turnate (sau presate), deoarece această substanță poate fi topită fără teamă prin încălzire la peste 80 ° C.

Nitroglicerina, care este foarte periculos de manevrat, are cele mai puternice proprietăți explozive. În 1866, Alfred Nobel a reușit să-l „îmblânzească”, care, amestecând nitroglicerina cu un material incombustibil, a primit dinamită. Dinamita a fost folosită pentru a săpa tuneluri și în multe alte operațiuni miniere. În primul an, utilizarea sa în construcția de tuneluri în Prusia a salvat 12 milioane de mărci de aur.

Explozivii moderni trebuie să îndeplinească multe condiții: siguranță în producție și manipulare, eliberarea unor volume mari de gaze, rentabilitate. Cel mai ieftin exploziv este un amestec de azotat de amoniu cu motorină, producția sa reprezintă 80% din toți explozivii. Și care este cel mai puternic? Depinde de criteriul de putere. Pe de o parte, viteza de detonare este importantă; viteza de propagare a undelor. Pe de altă parte, densitatea materiei, deoarece cu cât este mai mare, cu atât este eliberată mai multă energie, ceteris paribus, pe unitatea de volum. Deci, pentru cei mai puternici compuși nitro, ambii parametri au fost îmbunătățiți cu 20-25% în mai mult de 100 de ani, așa cum se poate vedea din următorul tabel:

Hexogen (1,3,5-trinitro-1,3,5-triazaciclohexan, ciclonit), care în anul trecut a căpătat notorietate, odată cu adaosul de parafină sau ceară, precum și în amestec cu alte substanțe (TNT, azotat de amoniu, aluminiu) a început să fie folosit în 1940. Este folosit pentru echiparea muniției, și face parte și din amoniții folosiți în rocă. muncă.

Cel mai puternic exploziv produs (din 1955) la scară industrială este octogenul (1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazociclooctan). HMX este destul de rezistent la căldură, așa că este folosit la sablare în condiții de temperatură ridicată, de exemplu, în fântâni adânci. Un amestec de HMX cu TNT (octol) este o componentă a combustibililor solizi pentru rachete. Recordul absolut este deținut de hexanitroisowurtzitanul sintetizat în SUA în 1990. Unda de șoc în timpul exploziei sale se propagă de 30 de ori mai repede decât sunetul

Ilya Leenson

Nitroglicerina, nitroglicolii sunt lichide uleioase incolore, foarte sensibile la stres mecanic și, prin urmare, transportul nitroesterilor este interzis și sunt procesați la locul de fabricație.

Nitrometanul este un lichid mobil incolor, solubil în apă, detonează la impact și dintr-un impuls exploziv, impulsul minim de inițiere este de 3-5 g TNT, este sensibil la șoc mecanic și frecare. În ceea ce privește caracteristicile energetice, este echivalent cu hexogen.

Compoziția VS-6D este o compoziție eutectică cu patru componente. Aspect - lichid uleios galben deschis până la galben închis. Nehigroscopic, insolubil în apă. Solubil în acetonă, dicloroetan, alcool etilic. Soluțiile alcaline descompun compoziția VS-6D. Are un efect toxic general la nivel de hexogen. Este folosit în minele antipersonal ale sistemelor de minerit la distanță.

Compoziția LD-70 este un lichid galben deschis până la galben închis. Conține dinitrat de dietilen glicol (70%) și dinitrat de trietilen glicol (30%). Proprietăți fizice și compatibilitate cu materialele structurale ca în VS-6D. Se combina cu otel 30, otel 12X18H10T, aluminiu A-70m, alama, polietilena, cauciuc IRP-1266.

Industria a dezvoltat noi explozivi lichizi puternici și ieftini, numiți „explozivi lichizi, fabricați la locul de utilizare” (VZHIMI sau Kvazar-VV). O clasă de explozibili similari a fost descoperită la sfârșitul secolului al XIX-lea. și a fost numit panclastite. Au un set de caracteristici explozive și operaționale care fac posibilă atribuirea lor unor explozivi puternici de explozie cu un diametru critic de 0,3 mm, un grad ridicat de pericol pentru încărcarea electricității statice și o sensibilitate scăzută (la nivelul TNT). la impulsuri mecanice iniţiale.

Tabelul 16

Explozie	Caracteristici inițiale			Caracteristici derivate
Explozie	Plută	Căldură	Viteză detonaţie,	Eliberare volumetrică de energie, kJ / m 3	Puterea sarcinii, kJ / (m 2 s)
Muniție	1075	4335	4190	45,4	19,0
TNT	1660	4230	7000	70,2	49,1
VVZHI	1290	6340	6700	81,8	54,8

Caracteristicile LHV în comparație cu compozițiile cunoscute

Din datele date în tabel. 16 rezultă că Kvazar-VV este superior TNT în ceea ce privește eliberarea volumetrică de energie și putere. Tetroxidul de azot, un produs rezidual al producției de acid azotic concentrat, este utilizat ca agent oxidant, iar produsele de hidrocarburi cunoscute de cracare a petrolului (kerosen sau motorină) sunt utilizate ca combustibil. Aceste componente se amestecă bine. VVZHIMI există un timp scurt, determinat, de regulă, de momentul pregătirii exploziei, dar nu mai mult decât perioada garantată de depozitare a acesteia (o zi) și, dacă este necesar, este ușor eliminat prin diluare cu apă sau neutralizare cu sifon.

Mai multe despre explozivi lichizi:

Încălcarea regulilor de siguranță în timpul lucrărilor miniere, construcții sau alte lucrări
DIRECTIVA PERSONALULUI WEHRMACHT DATA 7 FEBRUARIE 1941 PRIVIND GRADAREA URGENTĂȚII IMPLEMENTĂRII PROGRAMELOR DE PRODUCTIE
DIN RAPORTUL DEPARTAMENTULUI DE ECONOMIE MILITARĂ ȘI INDUSTRIE MILITARĂ PRIVIND REZULTATELE ÎN PRODUCȚIA DE ARME OBȚINUT ÎN PERIOADA DE LA 1 SEPTEMBRIE 1940 PÂNĂ LA 1 APRILIE 1941

De la inventarea prafului de pușcă, cursa mondială pentru cei mai puternici explozivi nu s-a oprit. Acest lucru este adevărat și astăzi, în ciuda apariției armelor nucleare.

1) Hexogenul este un drog exploziv

În 1899, pentru tratamentul inflamației la nivelul tractului urinar, chimistul german Hans Genning a brevetat medicamentul hexogen, un analog al cunoscutei urotropine. Dar în curând medicii și-au pierdut interesul pentru el din cauza intoxicației secundare. Doar treizeci de ani mai târziu a devenit clar că hexogenul s-a dovedit a fi cel mai puternic exploziv, în plus, mai distructiv decât TNT. Un kilogram de exploziv RDX va produce aceeași distrugere ca și 1,25 kilograme de TNT. Specialiștii în pirotehnică caracterizează în principal explozivii prin explozivitate și brisance. În primul caz, se vorbește despre volumul de gaz degajat în timpul exploziei. Ca, cu cât este mai mare, cu atât explozivitatea este mai puternică. Brisance, la rândul său, depinde deja de rata de formare a gazelor și arată cum explozivii pot zdrobi materialele din jur. 10 grame de RDX eliberează 480 de centimetri cubi de gaz în timpul unei explozii, în timp ce TNT - 285 de centimetri cubi. Cu alte cuvinte, hexagenul este de 1,7 ori mai puternic decât TNT în ceea ce privește explozivitatea și de 1,26 ori mai dinamic în explozie. Cu toate acestea, mass-media folosește cel mai adesea un anumit indicator mediu. De exemplu, sarcina atomică „Kid”, a căzut pe 6 august 1945 în orașul japonez Hiroshima, este estimată la 13-18 kilotone de TNT. Între timp, aceasta nu caracterizează puterea exploziei, ci indică cât de mult TNT este necesar pentru a elibera aceeași cantitate de căldură ca în timpul bombardamentului nuclear indicat.

2) HMX - jumătate de miliard de dolari pentru aer

În 1942, chimistul american Bachmann, în timp ce efectua experimente cu RDX, a descoperit accidental o nouă substanță, HMX, sub forma unei impurități. El și-a oferit descoperirea militarilor, dar aceștia au refuzat. Între timp, câțiva ani mai târziu, după ce a fost posibilă stabilizarea proprietăților acestui compus chimic, Pentagonul a devenit totuși interesat de HMX. Adevărat, nu a fost utilizat pe scară largă în forma sa pură în scopuri militare, cel mai adesea într-un amestec de turnare cu TNT. Acest exploziv a fost numit „octol”. S-a dovedit a fi cu 15% mai puternic decât hexogenul. În ceea ce privește eficacitatea sa, se crede că un kilogram de HMX va produce la fel de multă distrugere ca și patru kilograme de TNT. Cu toate acestea, în acei ani, producția de HMX a fost de 10 ori mai scumpă decât producția de RDX, ceea ce a împiedicat producția sa în Uniunea Sovietică. Generalii noștri au calculat că este mai bine să se producă șase obuze cu hexogen decât una cu octol. De aceea, explozia unui depozit de muniții din Quy Ngon vietnamez din aprilie 1969 i-a costat atât de scump pe americani. Atunci un purtător de cuvânt al Pentagonului a spus că din cauza sabotajului partizanilor, prejudiciul s-a ridicat la 123 de milioane de dolari, sau aproximativ 0,5 miliarde de dolari în prețurile curente. În anii '80 ai secolului trecut, după chimiștii sovietici, inclusiv E.Yu. Orlov, a dezvoltat o tehnologie eficientă și ieftină pentru sinteza HMX, în cantități mari a început să fie produs în țara noastră.

3) Astrolit - bun, dar miroase urat

4) Tetranitropentaeritritol - un exploziv care își ucide pe al său

Alături de RDX și HMX, tetranitropentaeritritolul greu de pronunțat, care este adesea numit PETN, este considerat un exploziv clasic. Cu toate acestea, datorită sensibilității sale ridicate, nu a fost utilizat pe scară largă. Cert este că în scopuri militare, nu atât explozivii mai distructivi decât alții sunt importanți, ci cei care nu explodează din nicio atingere, adică cu sensibilitate scăzută. Americanii sunt deosebit de meticuloși cu privire la această problemă. Ei au fost cei care au dezvoltat standardul NATO STANAG 4439 pentru sensibilitatea explozivilor care pot fi utilizați în scopuri militare. Adevărat, acest lucru s-a întâmplat după o serie de incidente grave, printre care: explozia unui depozit de la baza forțelor aeriene americane Bien Ho din Vietnam, care a costat viața a 33 de tehnicieni; dezastrul de la bordul USS Forrestal, care s-a soldat cu pagube la 60 de avioane; detonare în depozitul de rachete de avioane la bordul portavionului Oriskany (1966), cu numeroase victime totodată.

5) distrugător chinezesc

În anii 80 ai secolului trecut, a fost sintetizată substanța uree triciclică. Se crede că primii care au primit acest exploziv au fost chinezii. Testele au arătat puterea distructivă enormă a „ureei” - un kilogram din aceasta a înlocuit douăzeci și două de kilograme de TNT. Experții sunt de acord cu astfel de concluzii, deoarece „distrugătorul chinez” are cea mai mare densitate dintre toți explozivii cunoscuți și, în același timp, are cel mai mare raport de oxigen. Adică, în timpul exploziei, tot materialul este complet ars. Apropo, pentru TNT este 0,74. În realitate, ureea triciclică nu este potrivită pentru operațiuni militare, în primul rând din cauza stabilității hidrolitice slabe. Chiar a doua zi, cu depozitare standard, se transformă în mucus. Cu toate acestea, chinezii au reușit să obțină o altă „uree” - dinitrourea, care, deși mai slabă ca exploziv decât „distrugătorul”, este și unul dintre cei mai puternici explozivi. Astăzi este produs de americani la cele trei fabrici pilot ale lor.

6) Visul piromanilor - CL-20

Exploziviul CL-20 este poziționat în prezent drept unul dintre cele mai puternice. În special, mass-media, inclusiv cele rusești, susțin că un kg de CL-20 provoacă distrugere, ceea ce necesită 20 kg de TNT. Interesant este că Pentagonul a alocat bani pentru dezvoltarea CL-20 numai după ce presa americană a raportat că astfel de explozibili au fost deja fabricați în URSS. În special, unul dintre rapoartele pe această temă a fost numit astfel: „Poate că această substanță a fost dezvoltată de ruși la Institutul Zelinsky”. În realitate, ca explozibil promițător, americanii au considerat un alt exploziv, obținut pentru prima dată în URSS și anume diaminoazoxyfurazan. Alături de puterea mare, care este mult superioară octogenului, are o sensibilitate scăzută. Singurul lucru care îi împiedică utilizarea pe scară largă este lipsa tehnologiei industriale.