Доброе Мировое Зло (Миф)
Прим. Мифа: Это описание старой технологии производства пороха.
Автор: Алекс Кун
Слово наполнено динамикой огня и дыма, вызывающее только одну ассоциацию, краткую и яркую. Мы привыкли к повседневным вещам и словам. Простота слов скрывает от нас сложность смыслов, их наполняющие. Лишь изредка мы замираем, осознав, какая длинная и тернистая история может стоять всего за одним словом, сколько труда это слово объединяет.
Дымный Порох. Его корни теряются в тени веков. Создателями этой смеси принято считать китайцев, вот только смесь та, сильно отличалась от пороха, который появился у европейцев к 14 веку.
В любом случае, родословная у пороха богатая и длинная, пожалуй, не так много вещей дожили до наших дней со времен первого тысячелетия.
Порох, как и любое дело, развивался и совершенствовался с годами. По началу методом проб и ошибок, позже ему перепало от науки - но дымный порох так и остался верен трем своим родителям - сере, селитре и углю.
Те красивые, черные, блестящие зерна, что мы видим перед тем, как они сверкнут, сгорая в дыму и пламени, кульминации своей жизни - проходят долгий и трудный путь.
читать дальше Первый родитель пороха - лиственные деревья, топливо для жаркого огня. Не первые попавшееся стволы, а тщательно отобранные, ольха, ива, тополь, крушина, черемуха, осина, орешник, липа - и чтоб возраст у дерева был не менее 2х и не более 10 лет. У слишком молодых деревьев будет много золы, а старые дадут уголь неоднородный. Но мало найти, спилить и окорить подходящие деревья, их после этого еще год надо выдержать под открытым небом, чтоб дождями выщелочить сок, после чего, еще два года сушить под навесом. Выдержанные поленья пилят и колют на маленькие чурочки, длиной 30 сантиметров, толщиной 2-3 сантиметра, из которых и пережигают уголь в больших чугунных чанах. Это процесс не быстрый, 7-10 часов на огне, без доступа воздуха, под приглядом мастера. Много от мастера зависит - ведь если мастер не сделает уголь в разных партиях совершенно одинаковым - то и порох получиться разный.
А ведь уголь, для пороха, еще и разных сортов отжигают!
Если отжиг вести при температуре 350-450 градусов, то получим черный уголь - легко рассыпающийся в пыль, черно-синеватый на сколе, горящий без пламени и не растворяющийся в едком кали. Из 100 грамм дров выходит 25-30 грамм черного угля.
За дозреванием черного угля обычно следят по газу, выходящему из отвода чана отжига - когда выходящий газ становиться блестящим белым или полупрозрачным - отжиг черного угля заканчивают.
Если дрова отжигать при температуре 280-320 градусов - получим бурый уголь, который на сколе имеет красноватый оттенок, плохо измельчается, жирный на ощупь, горит, образовывая небольшое пламя, и частично растворяется в едком кали. Контрольный дым отжига бурого угля - голубой, с красноватыми искрами. Со 100 грамм дров получаем 35-40 грамм бурого угля.
Отжигать можем еще и шоколадный уголь, при температуре 150-180 градусов. Уголь этот похож на бурый, но еще хуже измельчается, более красный и жирный, лучше растворяется в едком кали. Из 100 грамм дров получаем 65-70 грамм шоколадного угля.
После отжига уголь долго остывает, все еще без доступа воздуха, потому как попадание воздуха на раскаленный уголь мгновенно вызовет возгорание всей массы. Чтоб не занимать чаны для отжига, уголь из них, как только он немного остынет, пересыпают в "тушильники" большие, герметично закрывающиеся, железные казематы, где уголь отлеживается, остывая, несколько дней. А потом его еще и разбирают вручную, выискивая плохо отожженные куски и сортируя массу - что в мешки для отправки на мельницу, что на повторный отжиг, а что и на топливо к отжиговым печам.
Соответственно этим трем наименованиям получаем дымные одноименные пороха - черный порох, бурый порох и шоколадный, его еще, бывает, называют призматическим, порох.
У каждого из этих составов свое место в жизни. Черный используют - для ружей и небольших калибров артиллерии. Бурый и шоколадный - в морских минах и крупнокалиберной артиллерии. А еще их по-разному дробят, но об этом позже. И, что самое интересное, до всех этих нюансов дошли без знания химии пороха, путем проб и ошибок. Сами понимаете, сколько труда, экспериментов и неудач стоит за этим простым знанием.
Второй родитель пороха - калийная селитра, окислитель будущего пламени. Селитру много веков добывали одним единственным способом - растили в навозе.
На первых порах просто собирали белый налет у навозных куч, позже начали выращивать селитру целенаправленно, выкапывая ямы, и укладывая туда слоями навоз, отходы мясобоен, трупы скота и другую органику перемежая ее известняком, пересыпая слои соломой и ветками. После чего, долгие годы бродили в этой куче химические реакции, о которых тогда еще никто не знал. В теплой темноте кучи, без доступа воздуха, гнил навоз. Микробы перерабатывали выделяющийся аммиак, и он постепенно превращался в кислоту, которая, стекая, прожигала себе дорогу в известняке, образуя попутно нитраты кальция.
Эпилогом добычи, хозяева селитряных ям поливали кучи водой, выщелачивая нитраты кальция. Вот ради этого рассола, любовно собираемого со дна ямы в большой чан, и затевалась сия многолетняя эпопея. В рассол засыпали золу, а еще лучше, сразу поташ, и на дне чана осаждалось все то, что дальше для дела будет не нужно, а именно, карбонат кальция и всяческий мусор. В растворе остался нитрат калия, который получим, почистив жидкость от примесей и выпарив ее.
Вот так непросто выходит небольшая горстка бесцветного кристаллического порошка, чем-то напоминающего соль и снег, может быть тем, как она скрипит под пальцами.
10-15 килограмм селитры с одного кубометра селитряной ямы, после двух, а то и пяти лет реакции в ней. Долгая дорога. И шли по ней ощупью. Даже не могу представить себе количества проб, которые устлали эту дорогу неудачами и случайностями.
Третий родитель - сера. Это связующий цемент пороха, ее приходиться искать и добывать. Сера из наших ушей, к сожалению, не подходит, так как единственно общее, что она имеет с настоящей серой - это название. Настоящая сера в чистом виде - гость редкий, облюбовавший склоны вулканов и вулканических производных, там она накапливается из серных газов, пробирающихся на поверхность от раскаленной лавы.
Встречаются еще серные вкрапления в минералах, а то и целые пласты серы. Как обычно, теорий образования таких серных месторождений немногим меньше чем ученых, эту тему изучавших. Есть, например, теория, что во всем виноваты древние бактерии, которые в древних морях переедали древними вкустностями и портили водоем сероводородом, вот в итоге и образовались вкрапления серы. Другие ученые обзывают первых неучами, и утверждают, что подземные воды вымывают из породы всяческие сульфаты, а когда эти воды соприкасаются с нефтяными или газовыми пластами - сульфаты реагируют с углеводородами и получающийся сероводород, поднимается через щели на поверхность и откладывается там, окисляясь, в виде чистой серы. Третьи вообще утверждают, что лично видели, как на глубине земной коры реагируют гипс и ангидрит, превращаясь в серу и кальцит. Одним словом, никто ничего толком и не знают, но серу ищут, и главное - находят. Порой в самых неожиданных местах, таких как "Серная гора" на Волге в районе Жигулей.
Вот нашли мы серную жилку, по запаху сероводорода, оставленного еще древними обожравшимися бактериями - а дальше то что? Дальше все просто - копать и плавить, так как серу еще выплавить надо из смеси породы и песка, в котором она пролежала незнамо сколько тысячелетий. Плавим быстро, так как жидкой сера станет уже при 115 градусах - главное, сливать из чана серу осторожно, чтоб примеси на дне чана остались, да чтоб огонь на серу из печи не перепрыгнул. Но если все делать осторожно - то любой крестьянин с этим справится.
После того, как все три родителя собраны и добыты, наступает долгожданный момент их воссоединения.
Встречаются составные части пороха, прошедшие многолетнюю подготовку к этому рандеву, первый раз друг с другом на большой пороховой мельнице, которая в грохоте, давлении и тепле познакомит родителей между собой, тесно сблизив их.
Но до этого, новичков готовят к встрече по одному. Чистят, подсушивают, порой смешивают разные партии. А потом, измельчают. Вначале просто между вальцами дробилки, а то и обычной ручной колотушкой, но получают из привезенных составов порошки, вместо кусков. Но так грубо полученные порошки еще не годятся для пороха, и начинается первый этап - измельчение.
Каждый порошок по отдельности засыпают в чугунные бочки, напоминающие современные бетономешалки. А потом в эти же бочки засыпают бронзовые шарики, 10 миллиметров диаметром. На 100 килограмм порошка засыпают 200 килограмм шариков. Бронза выбрана материалом шариков из соображений безопасности - шарики не будут искрить, перекатываясь и ударяясь об чугунные стенки бочки.
Измельчение шариками во вращающейся "бетономешалке" идет долго, 2-3 часа при скорости вращения бочки 20 оборотов в минуту. Чтоб мелкая пыль порошка не вылетала через загрузочное отверстие на торце бочки - его закрывают люком. А после того, как вышло время измельчения - люк заменяют на тонкую сетку, сквозь которую, продолжая вращать и наклоняя бочку, высыпают тонко измельченный порошок ингредиента в полотняные мешки. Стоит еще заметить, что все механизмы на пороховой мельнице заземлены. То есть, к железным частям механизмов, особенно к вращающимся и трущимся, прикреплены проволочки, другим концом закрепленные на большом металлическом листе в пару квадратных метров площади, зарытым глубоко под землю. Без заземления, на механизмах скапливается статическое напряжение, подобное тому, которое возникает, если потереть, как следует кошку деревянной, а еще лучше, эбонитовой палочкой - а от накопившегося напряжения до искры - один шаг, причем шаг вполне может оказаться последним для пороховой мельницы.
Кстати, во время грозы мельницы, обычно, не работали.
Вот теперь три мелко измельченных родителя пороха готовы к встрече. И их смешивают в деревянных, обшитых кожей, бочках, вращающихся аналогично измельчителям, и укомплектованные своими, деревянными, шариками. На 100 килограмм смеси добавляют 150 килограмм шариков из бука или дуба. Ну и деревянные бочки, по размеру, им подстать.
А вот в какой пропорции смешивать ингредиенты - это было одним из государственных секретов. И в каждой стране эксперименты дали разные составы. Напомню, химию еще не знали, составы подбирали по конечной реакции.
В России и Англии на 10 частей серы брали 15 частей угля и 75 частей селитры. В Германии угля брали 16 частей, немного экономя селитру - видимо у них было туговато с отходами жизнедеятельности.
Но это далеко не единственная рецептура. Она еще менялась от назначения пороха. Например, охотничьи сорта содержали 78 частей селитры к 10 частям серы и 12 частям угля. А минные пороха могли содержать 66,6% селитры, 16,7% серы и 16,7% угля. Шоколадный порох мог обходиться совсем без серы, но если серу, все же, добавляли, то состав выглядел так - 78% селитры, 20% угля, 2% серы. Дело все в том, что бурый и шоколадный уголь сами по себе были "жирные" и обеспечивали хорошее сцепление крупинок между собой - им цемент в виде серы был не обязателен.
Но раз уж заговорили об необычных составах пороха - упомяну и еще два состава.
Желтый порох - горит в три раза быстрее черного пороха, хорош как взрывчатое вещество. Для метательного вещества слишком склонен к детонации, но полноценных экспериментов в этом направлении не вели, так как появился бездымный, пироксилиновый порох.
В желтом порохе вместо угля используют карбонат калия, он же - поташ. Состав желтого пороха - 54,54% калийной селитры, 27,27% безводного поташа, 18,19% серы. Для достижения максимального эффекта смешанные порошки подогревают, чтоб расплавленная сера связала их воедино. Хотя тут есть и неприятный момент, при перегреве, расплав из равномерно желтого цвета, становиться коричневым и детонирует. То есть, желтый порох требует к себе аккуратного отношения при изготовлении и стоимость его выше, чем у черного пороха. Хотя, это ответвление в ветвистом дереве сортов пороха - весьма перспективно.
Белый порох хорош в ракетном деле - он состоит из 75% калийной селитры и 25% сахара. Так как сахар прекрасно справляется с ролью цемента, если его подогреть, то в сере этот состав не нуждается. Ракеты на этом порохе запускали практически все поколения мальчишек, любовно называя его "карамелькой" и перетирая ингредиенты в маминой кофемолке.
Состав хорош простотой и устойчивостью работы, вот только сахар значительно удорожает этот порох, особенно во времена, когда сладкий чай был роскошью.
Но вернемся к рождению дымного пороха.
Рабочие пороховой мельницы тщательно отмерили из полотняных мешков мерными совками нужное количество измельченных порошков угля, селитры и серы, засыпав их в деревянные бочки и запустив бочки вращаться, перекатывая внутри компоненты и деревянные шарики-измельчители на скорости 10 оборотов в минуту в течение 3х часов.
По окончанию смешивания, можно считать, что родители познакомились друг с другом, и теперь их надо сблизить, чтоб зарождающиеся отношения стали более тесными. Для этого смесь рассыпают на большом чугунном столе, и начинают раскатывать ее бронзовой скалкой, называемой "валком", весом около 5 тонн. Смесь уплотняется, а если в ней остались не измельченные фрагменты - они окончательно измельчаются.
Вот на этом этапе было много подрывов пороховых мельниц от искры, несмотря на все заземление. Выработалась традиция иметь несколько валков на некотором удалении от основного производства, и засыпать в валки смесь небольшими порциями. Такая традиция позволила обходиться при подрывах минимальным количеством жертв. Но жертв, к сожалению, все равно было много, особенно первое время.
Раскатанную в лепешки смесь готовят к прессованию. Но для этого лепешки вновь разбивают в порошок, используя механизм, называемый "грохот". И этот механизм вполне оправдывает свое название - несколько деревянных ящиков с кожаным дном, в котором наколото множество отверстий в четверть миллиметра диаметром. В ящик загружают лепешки смеси и несколько свинцовых шаров, весом около 100 грамм. Ящик качается с частотой до 60 раз в минуту, внутри перекатываются и грохочут об стенки свинцовые шары, а через отверстия дна сыпется, в подставленную тару, измельченная "лепешка".
Вот этот измельченный порошок и идет под пресс. Пресс большой и сильный, так как засыпанному на стол слою порошка надо создать давление в 30 килограмм на сантиметр квадратный, и создавать это давление медленно, в течение 40 минут. Процесс, теоретически безопасный, хотя и тут не обходилось без взрывов, и прессы составили компанию валкам, вынесенным подальше от производства и складов.
Кроме давления, стол пресса подогревают паром, что подплавляет серу и делает отношения родителей окончательно тесными и неразрывными. Подогрев пороха при прессовании предложил, кстати, русский полковник артиллерии Винер.
Чем сильнее масса уплотняется при прессовании, тем в большей мере она получает способность сгорать постепенно параллельными концентрическими слоями, не пропуская пламени внутрь зерен, даже при больших давлениях, и не разбиваясь на более мелкие части.
После пресса получаются твердые пластины пороха. Это уже настоящий порох, но использовать его еще нельзя. Дело в том, что порох горит относительно медленно, чего не скажешь, глядя на вспыхивающую пороховую горку. Тут дело в том, что, увеличивая площадь горения - увеличиваем и скорость, с которой сгорит один и тот же вес пороха. Если, например, взять две одинаковые пересованные пластины пороха, одну растолочь на куски, а потом обе поджечь - расколотая пластина сгорит быстрее, так как у нее площадь поверхности кусков больше, чем у цельной пластины. Соответственно, если одну пластину истолочь совсем в мелкий порошок - она сгорит не просто быстрее цельной пластины, а в единой вспышке. Вот этим и пользуются, подбирая размер кусочков пороха для определенной задачи. Ведь если мы разрабатываем новое оружие - задаемся длинной ствола, калибром и желаемой скоростью пули. После чего рассчитываем не просто, сколько нам надо пороха, а какой величины должны быть зерна измельченного пороха, чтоб сгореть за время прохода пули или снаряда по стволу. Если зерна будут слишком маленькие - порох сгорит раньше времени, создав слишком большое давление в начале выстрела, и почти совсем не создавая давления в конце. А если зерна будут слишком крупные, то гореть они могут слишком долго, не создавая нужного давления. Снаряд уже давно покинул ствол, а крупные зерна пороха все еще горят. Так что, подбор размера зерен, на которые надо раздробить пластину пересованного пороха - дело важное и ответственное. Если из ствола после выстрела вылетает сноп огня - это значит, что зерна пороха в заряде слишком крупные, и полностью сгореть во время выстрела не успели, догорая уже вылетев из орудия. Можно хмыкнуть над разработчиками орудия, похоже, они слегка недодумали свою конструкцию. Хотя, под каждый тип орудий индивидуальный размер зерен пороха не делают, пользуясь несколькими стандартизованными размерами - так что, некоторая не оптимальность выстрела может быть принесена в жертву стандартизации размеров пороховых зерен.
Немного отвлечемся на форму зерен. Для стрелковых и малых артиллерийских калибров форму можно особо не подбирать, достаточно измельчить порох до крупинок определенных, и строго подобранных размеров. А вот с крупным калибром и длинными стволами дело несколько сложнее.
Когда снаряд крупного калибра движется по стволу, камера, в которой сгорает пороховой заряд, быстро увеличивается в объеме. На мелких калибрах объем всего ствола небольшой и изменение этого объема особой роли не сыграет. А вот на стволах калибром в 200 миллиметров, и длиной в 50 калибров - этот объем изменяется от начальных 15 литров, до конечных, в момент вылета снаряда из ствола, 300 литров. Чтоб поддерживать давление пороховых газов, толкающее снаряд, на одинаковом уровне - пороху в процессе выстрела надо сгорать все интенсивнее и интенсивнее.
А что выходит с обычными крупинками? Они, сгорая, уменьшаются в размере, и начинают выделять все меньше газов по мере сгорания. Для достижения максимальных скоростей снарядов в крупнокалиберной артиллерии такой подход неприемлем. Надо было придумать форму крупинки, чтоб она, сгорая, увеличивала свою площадь и соответственно объем выделяемых газов. Первые опыты, дающие обнадеживающие результаты, были с трубочками, пересованными из пороховой массы. Трубочка горит и снаружи и изнутри, пока сгорает наружный слой, уменьшая диаметр трубочки и площадь горения - сгорающий внутренний слой увеличивает внутренний радиус горения и соответственно площадь. В результате получается, что крупинка трубочкой, сгорая, выделяет пороховые газы равномерно, если подобрать геометрические размеры.
Опыты на этом не остановились, и вместо трубочек были разработаны пороховые цилиндрики, с несколькими внутренними каналами-пустотами. Теперь, пороховой цилиндрик изнутри горел интенсивнее, чем снаружи - и, по мере сгорания, выделял все больше и больше пороховых газов. Что и требовалось для крупнокалиберной артиллерии.
Вот и выходит, что прессованную пороховую массу надо дробить в определенный размер, для использования в стрелковых и небольших орудиях. А для крупных калибров сразу прессовать в матрицах определенной формы, получая пороховые столбики сложной геометрической формы, с пустотами внутри. Кстати, если немного отвлечься, то современные макароны порой имеют удивительно причудливые формы в разрезе. Для макарон безразлично, какой они формы, а вот если на этом оборудовании выделывать пороховые столбики для крупного калибра, то форма макарон становиться, вполне обоснована. Но это, безусловно, просто мысли вслух.
Вернемся вновь в родильное отделение пороховой мельницы. Прессование пороховой массы закончено. Получены либо прессованные пластины пороха, которые идут в дальнейшую переработку и дробление до зерен нужной величины, либо готовые столбики, которые поступают сразу на упаковку.
Дробление пластин пороха ведут на нескольких парах зубчатых валков, закрепленных друг над другом. Валки выглядят как шестеренки, и перемалывают своими зубьями выданные им пластины. Причем, расстояние между зубьями от пары к паре все меньше, и просыпающийся дробленый порох измельчается все больше, по мере прохождения через эти зубчатые валки. А между валками, дробленую массу встречают сита, с диаметром отверстий соответствующих определенному размеру зерна. Вот с этих, лихорадочно трясущихся сит и собирают зерна нужных размеров. Зерна с самого верхнего, первого, сита отправляют на повторное дробление, а то, что просыпается через самое нижнее сито - называют пылью, и отправляют на повторное прессование. Пыль в огнестрельном оружии не используют, так как это чревато взрывом вместо равномерного сгорания пороха, ведь площадь поверхности пыли слишком большая. С пылью вообще надо быть очень аккуратным, так как эта субстанция склонна заполнять пороховую мельницу взвесью и взрываться, при малейшем удобном случае.
В результате дробления с нескольких сит получаем крупинки пороха определенных размеров. Обычно размеры крупинок берут: для черного ружейного пороха - 0,75-1,25 миллиметра, для бурого ружейного пороха - 0,4-0,75 миллиметров, для черного охотничьего пороха есть два размера - крупный 0,4-0,75 мм. и мелкий 0,15-0,4 мм.
Современный охотничий, черный порох еще более разнообразен - он имеет четыре размера: номер один - крупный, зерна 0,8-1,25 мм., номер два - средний, зерна 0,6-0.75мм., номер три - мелкий, зерна 0,4-0,6 мм., и номер четыре - самый мелкий, зерна 0,25-0,4 мм. Хотя, это еще не все. Все эти номера зерен могут быть двух сортов - отборного и обычного. Отборный делают более тщательно, контролируя процесс изготовления на всех стадиях, а обычный делают ... ну, как обычно - лишь бы зерна уложились в заявленные параметры. Хотя, если честно, принципиальной разницы для охотничьих ружей между этими сортами нет.
Но вернемся к остальному перечню пороховых зерен.
Артиллерийский, черный порох имеет размер зерна 1,25 -2,00 мм (для холостой стрельбы и разрывных снарядов), крупнозернистый, черный порох, зерна 5 - 10 мм (для стрельбы из горных и полевых орудий). Артиллерийский, бурый кубический порох, размеры около 12 × 12 × 12 мм (для стрельбы из 47 мм длинной пушки). Артиллерийский, черный призматический порох с 7 каналами - высота столбика 25 мм., диаметр вписанного в основание круга 37,5 мм, диаметр каналов 5 мм (для стрельбы из более коротких пушек калибром 6 дюймов и выше). Артиллерийский призматический шоколадный порох с одним каналом - размеры внешние как у предыдущего, диаметр канала 10 мм (для стрельбы из длинных пушек калибром 6 дюймов и выше).
И это еще далеко не все размеры и типы. Просто на этих примерах становиться понятно, что дробить или прессовать порох необходимо в широком спектре геометрических размеров зерен.
Но даже дробленый до нужных размеров порох еще не готов к своему рождению. Ему предстоит еще одна стадия - он будет прихорашиваться перед появлением на свет. Ведь после дробления полученные зерна угловаты и с рваными краями. А нам надо, чтоб все зерна имели примерно одинаковую поверхность сгорания, тогда будет проще рассчитывать параметры заряда, а главное, заряд от выстрела к выстрелу будет создавать одинаковое давление, что благотворно скажется на кучности и точности попаданий. А то, если каждый раз порох будет сгорать по-своему - о попадании снарядом в цель можно будет только гадать, раскидывая карты.
Вот и применяют к угловатым зернам последний процесс - полировку.
Перед полировкой зерна подсушивают в специальных сушильных башнях высотой несколько метров. Башни сверху продувают сухим воздухом, нагретым до 30 градусов, а по стенам башни расположены полотняные лотки, на которых около 2х суток сохнут зерна пороха. Лотки постепенно поднимают с нижних ярусов к верхним, снимая сверху лотки с просушенными зернами.
Окончательно сушат порох уже после полировки, и сушат более жестко, в деревянных ящиках, оббитых слоем свинца, куда вдувают воздух, нагретый до 50 градусов.
Сухие зерна засыпают по 200 килограмм в длинные дубовые бочки-барабаны, уже без всяких шариков и лопаток - просто деревянный цилиндр. В течение суток этот цилиндр вращают со скоростью 20 оборотов в минуту - пересыпающиеся внутри зерна обтачивают друг об друга острые края, и становятся похожими, как близнецы-братья. В процессе полировки слабые зерна разваливаются, и обточенные грани образуют пороховую пыль - по этому, окончив полировку, зерна вновь высыпают на трясущееся калибровочное сито, пыль и расколотые зерна проваливаются через отверстия сита и идут на повторную прессовку, а готовые зерна ссыпают с сита и фасуют по мешкам. Уже почти все!
Есть и еще один штрих, который стали наносить на пороховые зерна в более поздние времена. После полировки их закладывали еще в один полировальный барабан, где некоторое время полировали зерна с порошком графита. Бывало даже - совмещали предварительную полировку с графитной полировкой в одном деревянном барабане.
А для чего нужно полировать с графитом? Графит, в процессе полировки, обволакивает зерно тончайшим слоем электропроводящей пленки, и защищает порох от электричества. Зачем? Порох склонен электризоваться, особенно если усиленно трясти его при перевозке по ухабистым дорогам. А мы помним короткую и печальную цепочку - наэлектризованность - искра - Бабах. Вот и защищают порох от искры тем, что не помешает ему сгореть, так как графит, это тот же углерод, что и уголь.
Порох родился.
На нашей ладони блестящая горстка черных зерен, прошедших многолетний путь, от лесных деревьев и навозных ям, через упорный труд сотен людей, до своего конечного предназначения - готовности сгореть в бурном дыму и пламени, выплескивая в едином порыве труд, вложенный в них людьми и природой.
Сгорая, один объем дымного пороха создает 270 объемов пороховых газов, которые на 40% состоят из газа, в основном, углекислого, угарного и азота, а на остальные 60% дым состоит из взвеси твердых частиц, главным образом, из углекислой и сернокислой солей калия, сернистого калия и, отчасти, несгоревшего угля. Именно поэтому дымный порох дает густой непрозрачный дым - слишком много твердых частиц выносят, а частью и оставляют на стволе в виде нагара, пороховые газы
При сгорании пороха в канале ствола выделяется примерно 750 калорий, развивается температура порядка 2200-2300 градусов и давление до 600 килограмм на сантиметр квадратный. На большее дымный порох, увы, неспособен.
Тем не менее, много веков человечество создавало и использовало это вещество, строя вокруг его свойств орудийные и ракетные системы, сжигая порох тысячами тонн в войнах и десятками тонн на праздниках. Дымный порох прочно вошел в нашу жизнь, до сих пор являя нам себя в фейерверках и охотничьих патронах.
Несмотря на свои недостатки, дымный порох имеет и достоинства - он дешев, по сравнению с остальными видами пороха, дает мягкую отдачу, меньше изнашивает ствол, по сравнению с бездымным порохом. Дымный порох может храниться сотни лет без потери свойств, если не подпускать к нему воду, в отличие от того же бездымного пороха, который разложится в течение 20 лет, не взирая на любые ухищрения по его хранению.
В конце концов - дымный порох это целая эпоха. Это традиция. Стреляя из современных ружей бездымным порохом - поступаем утилитарно, выполняем работу - это, наверное, правильно. Но... Человек, выстреливший дымным порохом, воспринимает выстрел совсем по иному! Вырывающийся сноп огня и дыма, густое облако - все это будит в нас какие то потаенные струны сопричастности с историей. Дымный порох делает видимым мощь и силу выстрела, и к этому нельзя остаться безучастным.
А то, что облако мешает - что ж, у каждой медали есть оборотная сторона.
Вот как много сокрыто в коротком слове Порох. В нем годы кропотливого создания составных частей, столетия экспериментов, труд множества людей. В нем грохот сражений вместивших в себя ярость и боль, в нем светлая радость праздников. В нем сконцентрировались века истории и вязь традиций.
Все это в коротком слове ПОРОХ.
И это только первая часть его многогранной родословной.
Автор: Алекс Кун
Слово наполнено динамикой огня и дыма, вызывающее только одну ассоциацию, краткую и яркую. Мы привыкли к повседневным вещам и словам. Простота слов скрывает от нас сложность смыслов, их наполняющие. Лишь изредка мы замираем, осознав, какая длинная и тернистая история может стоять всего за одним словом, сколько труда это слово объединяет.
Дымный Порох. Его корни теряются в тени веков. Создателями этой смеси принято считать китайцев, вот только смесь та, сильно отличалась от пороха, который появился у европейцев к 14 веку.
В любом случае, родословная у пороха богатая и длинная, пожалуй, не так много вещей дожили до наших дней со времен первого тысячелетия.
Порох, как и любое дело, развивался и совершенствовался с годами. По началу методом проб и ошибок, позже ему перепало от науки - но дымный порох так и остался верен трем своим родителям - сере, селитре и углю.
Те красивые, черные, блестящие зерна, что мы видим перед тем, как они сверкнут, сгорая в дыму и пламени, кульминации своей жизни - проходят долгий и трудный путь.
читать дальше Первый родитель пороха - лиственные деревья, топливо для жаркого огня. Не первые попавшееся стволы, а тщательно отобранные, ольха, ива, тополь, крушина, черемуха, осина, орешник, липа - и чтоб возраст у дерева был не менее 2х и не более 10 лет. У слишком молодых деревьев будет много золы, а старые дадут уголь неоднородный. Но мало найти, спилить и окорить подходящие деревья, их после этого еще год надо выдержать под открытым небом, чтоб дождями выщелочить сок, после чего, еще два года сушить под навесом. Выдержанные поленья пилят и колют на маленькие чурочки, длиной 30 сантиметров, толщиной 2-3 сантиметра, из которых и пережигают уголь в больших чугунных чанах. Это процесс не быстрый, 7-10 часов на огне, без доступа воздуха, под приглядом мастера. Много от мастера зависит - ведь если мастер не сделает уголь в разных партиях совершенно одинаковым - то и порох получиться разный.
А ведь уголь, для пороха, еще и разных сортов отжигают!
Если отжиг вести при температуре 350-450 градусов, то получим черный уголь - легко рассыпающийся в пыль, черно-синеватый на сколе, горящий без пламени и не растворяющийся в едком кали. Из 100 грамм дров выходит 25-30 грамм черного угля.
За дозреванием черного угля обычно следят по газу, выходящему из отвода чана отжига - когда выходящий газ становиться блестящим белым или полупрозрачным - отжиг черного угля заканчивают.
Если дрова отжигать при температуре 280-320 градусов - получим бурый уголь, который на сколе имеет красноватый оттенок, плохо измельчается, жирный на ощупь, горит, образовывая небольшое пламя, и частично растворяется в едком кали. Контрольный дым отжига бурого угля - голубой, с красноватыми искрами. Со 100 грамм дров получаем 35-40 грамм бурого угля.
Отжигать можем еще и шоколадный уголь, при температуре 150-180 градусов. Уголь этот похож на бурый, но еще хуже измельчается, более красный и жирный, лучше растворяется в едком кали. Из 100 грамм дров получаем 65-70 грамм шоколадного угля.
После отжига уголь долго остывает, все еще без доступа воздуха, потому как попадание воздуха на раскаленный уголь мгновенно вызовет возгорание всей массы. Чтоб не занимать чаны для отжига, уголь из них, как только он немного остынет, пересыпают в "тушильники" большие, герметично закрывающиеся, железные казематы, где уголь отлеживается, остывая, несколько дней. А потом его еще и разбирают вручную, выискивая плохо отожженные куски и сортируя массу - что в мешки для отправки на мельницу, что на повторный отжиг, а что и на топливо к отжиговым печам.
Соответственно этим трем наименованиям получаем дымные одноименные пороха - черный порох, бурый порох и шоколадный, его еще, бывает, называют призматическим, порох.
У каждого из этих составов свое место в жизни. Черный используют - для ружей и небольших калибров артиллерии. Бурый и шоколадный - в морских минах и крупнокалиберной артиллерии. А еще их по-разному дробят, но об этом позже. И, что самое интересное, до всех этих нюансов дошли без знания химии пороха, путем проб и ошибок. Сами понимаете, сколько труда, экспериментов и неудач стоит за этим простым знанием.
Второй родитель пороха - калийная селитра, окислитель будущего пламени. Селитру много веков добывали одним единственным способом - растили в навозе.
На первых порах просто собирали белый налет у навозных куч, позже начали выращивать селитру целенаправленно, выкапывая ямы, и укладывая туда слоями навоз, отходы мясобоен, трупы скота и другую органику перемежая ее известняком, пересыпая слои соломой и ветками. После чего, долгие годы бродили в этой куче химические реакции, о которых тогда еще никто не знал. В теплой темноте кучи, без доступа воздуха, гнил навоз. Микробы перерабатывали выделяющийся аммиак, и он постепенно превращался в кислоту, которая, стекая, прожигала себе дорогу в известняке, образуя попутно нитраты кальция.
Эпилогом добычи, хозяева селитряных ям поливали кучи водой, выщелачивая нитраты кальция. Вот ради этого рассола, любовно собираемого со дна ямы в большой чан, и затевалась сия многолетняя эпопея. В рассол засыпали золу, а еще лучше, сразу поташ, и на дне чана осаждалось все то, что дальше для дела будет не нужно, а именно, карбонат кальция и всяческий мусор. В растворе остался нитрат калия, который получим, почистив жидкость от примесей и выпарив ее.
Вот так непросто выходит небольшая горстка бесцветного кристаллического порошка, чем-то напоминающего соль и снег, может быть тем, как она скрипит под пальцами.
10-15 килограмм селитры с одного кубометра селитряной ямы, после двух, а то и пяти лет реакции в ней. Долгая дорога. И шли по ней ощупью. Даже не могу представить себе количества проб, которые устлали эту дорогу неудачами и случайностями.
Третий родитель - сера. Это связующий цемент пороха, ее приходиться искать и добывать. Сера из наших ушей, к сожалению, не подходит, так как единственно общее, что она имеет с настоящей серой - это название. Настоящая сера в чистом виде - гость редкий, облюбовавший склоны вулканов и вулканических производных, там она накапливается из серных газов, пробирающихся на поверхность от раскаленной лавы.
Встречаются еще серные вкрапления в минералах, а то и целые пласты серы. Как обычно, теорий образования таких серных месторождений немногим меньше чем ученых, эту тему изучавших. Есть, например, теория, что во всем виноваты древние бактерии, которые в древних морях переедали древними вкустностями и портили водоем сероводородом, вот в итоге и образовались вкрапления серы. Другие ученые обзывают первых неучами, и утверждают, что подземные воды вымывают из породы всяческие сульфаты, а когда эти воды соприкасаются с нефтяными или газовыми пластами - сульфаты реагируют с углеводородами и получающийся сероводород, поднимается через щели на поверхность и откладывается там, окисляясь, в виде чистой серы. Третьи вообще утверждают, что лично видели, как на глубине земной коры реагируют гипс и ангидрит, превращаясь в серу и кальцит. Одним словом, никто ничего толком и не знают, но серу ищут, и главное - находят. Порой в самых неожиданных местах, таких как "Серная гора" на Волге в районе Жигулей.
Вот нашли мы серную жилку, по запаху сероводорода, оставленного еще древними обожравшимися бактериями - а дальше то что? Дальше все просто - копать и плавить, так как серу еще выплавить надо из смеси породы и песка, в котором она пролежала незнамо сколько тысячелетий. Плавим быстро, так как жидкой сера станет уже при 115 градусах - главное, сливать из чана серу осторожно, чтоб примеси на дне чана остались, да чтоб огонь на серу из печи не перепрыгнул. Но если все делать осторожно - то любой крестьянин с этим справится.
После того, как все три родителя собраны и добыты, наступает долгожданный момент их воссоединения.
Встречаются составные части пороха, прошедшие многолетнюю подготовку к этому рандеву, первый раз друг с другом на большой пороховой мельнице, которая в грохоте, давлении и тепле познакомит родителей между собой, тесно сблизив их.
Но до этого, новичков готовят к встрече по одному. Чистят, подсушивают, порой смешивают разные партии. А потом, измельчают. Вначале просто между вальцами дробилки, а то и обычной ручной колотушкой, но получают из привезенных составов порошки, вместо кусков. Но так грубо полученные порошки еще не годятся для пороха, и начинается первый этап - измельчение.
Каждый порошок по отдельности засыпают в чугунные бочки, напоминающие современные бетономешалки. А потом в эти же бочки засыпают бронзовые шарики, 10 миллиметров диаметром. На 100 килограмм порошка засыпают 200 килограмм шариков. Бронза выбрана материалом шариков из соображений безопасности - шарики не будут искрить, перекатываясь и ударяясь об чугунные стенки бочки.
Измельчение шариками во вращающейся "бетономешалке" идет долго, 2-3 часа при скорости вращения бочки 20 оборотов в минуту. Чтоб мелкая пыль порошка не вылетала через загрузочное отверстие на торце бочки - его закрывают люком. А после того, как вышло время измельчения - люк заменяют на тонкую сетку, сквозь которую, продолжая вращать и наклоняя бочку, высыпают тонко измельченный порошок ингредиента в полотняные мешки. Стоит еще заметить, что все механизмы на пороховой мельнице заземлены. То есть, к железным частям механизмов, особенно к вращающимся и трущимся, прикреплены проволочки, другим концом закрепленные на большом металлическом листе в пару квадратных метров площади, зарытым глубоко под землю. Без заземления, на механизмах скапливается статическое напряжение, подобное тому, которое возникает, если потереть, как следует кошку деревянной, а еще лучше, эбонитовой палочкой - а от накопившегося напряжения до искры - один шаг, причем шаг вполне может оказаться последним для пороховой мельницы.
Кстати, во время грозы мельницы, обычно, не работали.
Вот теперь три мелко измельченных родителя пороха готовы к встрече. И их смешивают в деревянных, обшитых кожей, бочках, вращающихся аналогично измельчителям, и укомплектованные своими, деревянными, шариками. На 100 килограмм смеси добавляют 150 килограмм шариков из бука или дуба. Ну и деревянные бочки, по размеру, им подстать.
А вот в какой пропорции смешивать ингредиенты - это было одним из государственных секретов. И в каждой стране эксперименты дали разные составы. Напомню, химию еще не знали, составы подбирали по конечной реакции.
В России и Англии на 10 частей серы брали 15 частей угля и 75 частей селитры. В Германии угля брали 16 частей, немного экономя селитру - видимо у них было туговато с отходами жизнедеятельности.
Но это далеко не единственная рецептура. Она еще менялась от назначения пороха. Например, охотничьи сорта содержали 78 частей селитры к 10 частям серы и 12 частям угля. А минные пороха могли содержать 66,6% селитры, 16,7% серы и 16,7% угля. Шоколадный порох мог обходиться совсем без серы, но если серу, все же, добавляли, то состав выглядел так - 78% селитры, 20% угля, 2% серы. Дело все в том, что бурый и шоколадный уголь сами по себе были "жирные" и обеспечивали хорошее сцепление крупинок между собой - им цемент в виде серы был не обязателен.
Но раз уж заговорили об необычных составах пороха - упомяну и еще два состава.
Желтый порох - горит в три раза быстрее черного пороха, хорош как взрывчатое вещество. Для метательного вещества слишком склонен к детонации, но полноценных экспериментов в этом направлении не вели, так как появился бездымный, пироксилиновый порох.
В желтом порохе вместо угля используют карбонат калия, он же - поташ. Состав желтого пороха - 54,54% калийной селитры, 27,27% безводного поташа, 18,19% серы. Для достижения максимального эффекта смешанные порошки подогревают, чтоб расплавленная сера связала их воедино. Хотя тут есть и неприятный момент, при перегреве, расплав из равномерно желтого цвета, становиться коричневым и детонирует. То есть, желтый порох требует к себе аккуратного отношения при изготовлении и стоимость его выше, чем у черного пороха. Хотя, это ответвление в ветвистом дереве сортов пороха - весьма перспективно.
Белый порох хорош в ракетном деле - он состоит из 75% калийной селитры и 25% сахара. Так как сахар прекрасно справляется с ролью цемента, если его подогреть, то в сере этот состав не нуждается. Ракеты на этом порохе запускали практически все поколения мальчишек, любовно называя его "карамелькой" и перетирая ингредиенты в маминой кофемолке.
Состав хорош простотой и устойчивостью работы, вот только сахар значительно удорожает этот порох, особенно во времена, когда сладкий чай был роскошью.
Но вернемся к рождению дымного пороха.
Рабочие пороховой мельницы тщательно отмерили из полотняных мешков мерными совками нужное количество измельченных порошков угля, селитры и серы, засыпав их в деревянные бочки и запустив бочки вращаться, перекатывая внутри компоненты и деревянные шарики-измельчители на скорости 10 оборотов в минуту в течение 3х часов.
По окончанию смешивания, можно считать, что родители познакомились друг с другом, и теперь их надо сблизить, чтоб зарождающиеся отношения стали более тесными. Для этого смесь рассыпают на большом чугунном столе, и начинают раскатывать ее бронзовой скалкой, называемой "валком", весом около 5 тонн. Смесь уплотняется, а если в ней остались не измельченные фрагменты - они окончательно измельчаются.
Вот на этом этапе было много подрывов пороховых мельниц от искры, несмотря на все заземление. Выработалась традиция иметь несколько валков на некотором удалении от основного производства, и засыпать в валки смесь небольшими порциями. Такая традиция позволила обходиться при подрывах минимальным количеством жертв. Но жертв, к сожалению, все равно было много, особенно первое время.
Раскатанную в лепешки смесь готовят к прессованию. Но для этого лепешки вновь разбивают в порошок, используя механизм, называемый "грохот". И этот механизм вполне оправдывает свое название - несколько деревянных ящиков с кожаным дном, в котором наколото множество отверстий в четверть миллиметра диаметром. В ящик загружают лепешки смеси и несколько свинцовых шаров, весом около 100 грамм. Ящик качается с частотой до 60 раз в минуту, внутри перекатываются и грохочут об стенки свинцовые шары, а через отверстия дна сыпется, в подставленную тару, измельченная "лепешка".
Вот этот измельченный порошок и идет под пресс. Пресс большой и сильный, так как засыпанному на стол слою порошка надо создать давление в 30 килограмм на сантиметр квадратный, и создавать это давление медленно, в течение 40 минут. Процесс, теоретически безопасный, хотя и тут не обходилось без взрывов, и прессы составили компанию валкам, вынесенным подальше от производства и складов.
Кроме давления, стол пресса подогревают паром, что подплавляет серу и делает отношения родителей окончательно тесными и неразрывными. Подогрев пороха при прессовании предложил, кстати, русский полковник артиллерии Винер.
Чем сильнее масса уплотняется при прессовании, тем в большей мере она получает способность сгорать постепенно параллельными концентрическими слоями, не пропуская пламени внутрь зерен, даже при больших давлениях, и не разбиваясь на более мелкие части.
После пресса получаются твердые пластины пороха. Это уже настоящий порох, но использовать его еще нельзя. Дело в том, что порох горит относительно медленно, чего не скажешь, глядя на вспыхивающую пороховую горку. Тут дело в том, что, увеличивая площадь горения - увеличиваем и скорость, с которой сгорит один и тот же вес пороха. Если, например, взять две одинаковые пересованные пластины пороха, одну растолочь на куски, а потом обе поджечь - расколотая пластина сгорит быстрее, так как у нее площадь поверхности кусков больше, чем у цельной пластины. Соответственно, если одну пластину истолочь совсем в мелкий порошок - она сгорит не просто быстрее цельной пластины, а в единой вспышке. Вот этим и пользуются, подбирая размер кусочков пороха для определенной задачи. Ведь если мы разрабатываем новое оружие - задаемся длинной ствола, калибром и желаемой скоростью пули. После чего рассчитываем не просто, сколько нам надо пороха, а какой величины должны быть зерна измельченного пороха, чтоб сгореть за время прохода пули или снаряда по стволу. Если зерна будут слишком маленькие - порох сгорит раньше времени, создав слишком большое давление в начале выстрела, и почти совсем не создавая давления в конце. А если зерна будут слишком крупные, то гореть они могут слишком долго, не создавая нужного давления. Снаряд уже давно покинул ствол, а крупные зерна пороха все еще горят. Так что, подбор размера зерен, на которые надо раздробить пластину пересованного пороха - дело важное и ответственное. Если из ствола после выстрела вылетает сноп огня - это значит, что зерна пороха в заряде слишком крупные, и полностью сгореть во время выстрела не успели, догорая уже вылетев из орудия. Можно хмыкнуть над разработчиками орудия, похоже, они слегка недодумали свою конструкцию. Хотя, под каждый тип орудий индивидуальный размер зерен пороха не делают, пользуясь несколькими стандартизованными размерами - так что, некоторая не оптимальность выстрела может быть принесена в жертву стандартизации размеров пороховых зерен.
Немного отвлечемся на форму зерен. Для стрелковых и малых артиллерийских калибров форму можно особо не подбирать, достаточно измельчить порох до крупинок определенных, и строго подобранных размеров. А вот с крупным калибром и длинными стволами дело несколько сложнее.
Когда снаряд крупного калибра движется по стволу, камера, в которой сгорает пороховой заряд, быстро увеличивается в объеме. На мелких калибрах объем всего ствола небольшой и изменение этого объема особой роли не сыграет. А вот на стволах калибром в 200 миллиметров, и длиной в 50 калибров - этот объем изменяется от начальных 15 литров, до конечных, в момент вылета снаряда из ствола, 300 литров. Чтоб поддерживать давление пороховых газов, толкающее снаряд, на одинаковом уровне - пороху в процессе выстрела надо сгорать все интенсивнее и интенсивнее.
А что выходит с обычными крупинками? Они, сгорая, уменьшаются в размере, и начинают выделять все меньше газов по мере сгорания. Для достижения максимальных скоростей снарядов в крупнокалиберной артиллерии такой подход неприемлем. Надо было придумать форму крупинки, чтоб она, сгорая, увеличивала свою площадь и соответственно объем выделяемых газов. Первые опыты, дающие обнадеживающие результаты, были с трубочками, пересованными из пороховой массы. Трубочка горит и снаружи и изнутри, пока сгорает наружный слой, уменьшая диаметр трубочки и площадь горения - сгорающий внутренний слой увеличивает внутренний радиус горения и соответственно площадь. В результате получается, что крупинка трубочкой, сгорая, выделяет пороховые газы равномерно, если подобрать геометрические размеры.
Опыты на этом не остановились, и вместо трубочек были разработаны пороховые цилиндрики, с несколькими внутренними каналами-пустотами. Теперь, пороховой цилиндрик изнутри горел интенсивнее, чем снаружи - и, по мере сгорания, выделял все больше и больше пороховых газов. Что и требовалось для крупнокалиберной артиллерии.
Вот и выходит, что прессованную пороховую массу надо дробить в определенный размер, для использования в стрелковых и небольших орудиях. А для крупных калибров сразу прессовать в матрицах определенной формы, получая пороховые столбики сложной геометрической формы, с пустотами внутри. Кстати, если немного отвлечься, то современные макароны порой имеют удивительно причудливые формы в разрезе. Для макарон безразлично, какой они формы, а вот если на этом оборудовании выделывать пороховые столбики для крупного калибра, то форма макарон становиться, вполне обоснована. Но это, безусловно, просто мысли вслух.
Вернемся вновь в родильное отделение пороховой мельницы. Прессование пороховой массы закончено. Получены либо прессованные пластины пороха, которые идут в дальнейшую переработку и дробление до зерен нужной величины, либо готовые столбики, которые поступают сразу на упаковку.
Дробление пластин пороха ведут на нескольких парах зубчатых валков, закрепленных друг над другом. Валки выглядят как шестеренки, и перемалывают своими зубьями выданные им пластины. Причем, расстояние между зубьями от пары к паре все меньше, и просыпающийся дробленый порох измельчается все больше, по мере прохождения через эти зубчатые валки. А между валками, дробленую массу встречают сита, с диаметром отверстий соответствующих определенному размеру зерна. Вот с этих, лихорадочно трясущихся сит и собирают зерна нужных размеров. Зерна с самого верхнего, первого, сита отправляют на повторное дробление, а то, что просыпается через самое нижнее сито - называют пылью, и отправляют на повторное прессование. Пыль в огнестрельном оружии не используют, так как это чревато взрывом вместо равномерного сгорания пороха, ведь площадь поверхности пыли слишком большая. С пылью вообще надо быть очень аккуратным, так как эта субстанция склонна заполнять пороховую мельницу взвесью и взрываться, при малейшем удобном случае.
В результате дробления с нескольких сит получаем крупинки пороха определенных размеров. Обычно размеры крупинок берут: для черного ружейного пороха - 0,75-1,25 миллиметра, для бурого ружейного пороха - 0,4-0,75 миллиметров, для черного охотничьего пороха есть два размера - крупный 0,4-0,75 мм. и мелкий 0,15-0,4 мм.
Современный охотничий, черный порох еще более разнообразен - он имеет четыре размера: номер один - крупный, зерна 0,8-1,25 мм., номер два - средний, зерна 0,6-0.75мм., номер три - мелкий, зерна 0,4-0,6 мм., и номер четыре - самый мелкий, зерна 0,25-0,4 мм. Хотя, это еще не все. Все эти номера зерен могут быть двух сортов - отборного и обычного. Отборный делают более тщательно, контролируя процесс изготовления на всех стадиях, а обычный делают ... ну, как обычно - лишь бы зерна уложились в заявленные параметры. Хотя, если честно, принципиальной разницы для охотничьих ружей между этими сортами нет.
Но вернемся к остальному перечню пороховых зерен.
Артиллерийский, черный порох имеет размер зерна 1,25 -2,00 мм (для холостой стрельбы и разрывных снарядов), крупнозернистый, черный порох, зерна 5 - 10 мм (для стрельбы из горных и полевых орудий). Артиллерийский, бурый кубический порох, размеры около 12 × 12 × 12 мм (для стрельбы из 47 мм длинной пушки). Артиллерийский, черный призматический порох с 7 каналами - высота столбика 25 мм., диаметр вписанного в основание круга 37,5 мм, диаметр каналов 5 мм (для стрельбы из более коротких пушек калибром 6 дюймов и выше). Артиллерийский призматический шоколадный порох с одним каналом - размеры внешние как у предыдущего, диаметр канала 10 мм (для стрельбы из длинных пушек калибром 6 дюймов и выше).
И это еще далеко не все размеры и типы. Просто на этих примерах становиться понятно, что дробить или прессовать порох необходимо в широком спектре геометрических размеров зерен.
Но даже дробленый до нужных размеров порох еще не готов к своему рождению. Ему предстоит еще одна стадия - он будет прихорашиваться перед появлением на свет. Ведь после дробления полученные зерна угловаты и с рваными краями. А нам надо, чтоб все зерна имели примерно одинаковую поверхность сгорания, тогда будет проще рассчитывать параметры заряда, а главное, заряд от выстрела к выстрелу будет создавать одинаковое давление, что благотворно скажется на кучности и точности попаданий. А то, если каждый раз порох будет сгорать по-своему - о попадании снарядом в цель можно будет только гадать, раскидывая карты.
Вот и применяют к угловатым зернам последний процесс - полировку.
Перед полировкой зерна подсушивают в специальных сушильных башнях высотой несколько метров. Башни сверху продувают сухим воздухом, нагретым до 30 градусов, а по стенам башни расположены полотняные лотки, на которых около 2х суток сохнут зерна пороха. Лотки постепенно поднимают с нижних ярусов к верхним, снимая сверху лотки с просушенными зернами.
Окончательно сушат порох уже после полировки, и сушат более жестко, в деревянных ящиках, оббитых слоем свинца, куда вдувают воздух, нагретый до 50 градусов.
Сухие зерна засыпают по 200 килограмм в длинные дубовые бочки-барабаны, уже без всяких шариков и лопаток - просто деревянный цилиндр. В течение суток этот цилиндр вращают со скоростью 20 оборотов в минуту - пересыпающиеся внутри зерна обтачивают друг об друга острые края, и становятся похожими, как близнецы-братья. В процессе полировки слабые зерна разваливаются, и обточенные грани образуют пороховую пыль - по этому, окончив полировку, зерна вновь высыпают на трясущееся калибровочное сито, пыль и расколотые зерна проваливаются через отверстия сита и идут на повторную прессовку, а готовые зерна ссыпают с сита и фасуют по мешкам. Уже почти все!
Есть и еще один штрих, который стали наносить на пороховые зерна в более поздние времена. После полировки их закладывали еще в один полировальный барабан, где некоторое время полировали зерна с порошком графита. Бывало даже - совмещали предварительную полировку с графитной полировкой в одном деревянном барабане.
А для чего нужно полировать с графитом? Графит, в процессе полировки, обволакивает зерно тончайшим слоем электропроводящей пленки, и защищает порох от электричества. Зачем? Порох склонен электризоваться, особенно если усиленно трясти его при перевозке по ухабистым дорогам. А мы помним короткую и печальную цепочку - наэлектризованность - искра - Бабах. Вот и защищают порох от искры тем, что не помешает ему сгореть, так как графит, это тот же углерод, что и уголь.
Порох родился.
На нашей ладони блестящая горстка черных зерен, прошедших многолетний путь, от лесных деревьев и навозных ям, через упорный труд сотен людей, до своего конечного предназначения - готовности сгореть в бурном дыму и пламени, выплескивая в едином порыве труд, вложенный в них людьми и природой.
Сгорая, один объем дымного пороха создает 270 объемов пороховых газов, которые на 40% состоят из газа, в основном, углекислого, угарного и азота, а на остальные 60% дым состоит из взвеси твердых частиц, главным образом, из углекислой и сернокислой солей калия, сернистого калия и, отчасти, несгоревшего угля. Именно поэтому дымный порох дает густой непрозрачный дым - слишком много твердых частиц выносят, а частью и оставляют на стволе в виде нагара, пороховые газы
При сгорании пороха в канале ствола выделяется примерно 750 калорий, развивается температура порядка 2200-2300 градусов и давление до 600 килограмм на сантиметр квадратный. На большее дымный порох, увы, неспособен.
Тем не менее, много веков человечество создавало и использовало это вещество, строя вокруг его свойств орудийные и ракетные системы, сжигая порох тысячами тонн в войнах и десятками тонн на праздниках. Дымный порох прочно вошел в нашу жизнь, до сих пор являя нам себя в фейерверках и охотничьих патронах.
Несмотря на свои недостатки, дымный порох имеет и достоинства - он дешев, по сравнению с остальными видами пороха, дает мягкую отдачу, меньше изнашивает ствол, по сравнению с бездымным порохом. Дымный порох может храниться сотни лет без потери свойств, если не подпускать к нему воду, в отличие от того же бездымного пороха, который разложится в течение 20 лет, не взирая на любые ухищрения по его хранению.
В конце концов - дымный порох это целая эпоха. Это традиция. Стреляя из современных ружей бездымным порохом - поступаем утилитарно, выполняем работу - это, наверное, правильно. Но... Человек, выстреливший дымным порохом, воспринимает выстрел совсем по иному! Вырывающийся сноп огня и дыма, густое облако - все это будит в нас какие то потаенные струны сопричастности с историей. Дымный порох делает видимым мощь и силу выстрела, и к этому нельзя остаться безучастным.
А то, что облако мешает - что ж, у каждой медали есть оборотная сторона.
Вот как много сокрыто в коротком слове Порох. В нем годы кропотливого создания составных частей, столетия экспериментов, труд множества людей. В нем грохот сражений вместивших в себя ярость и боль, в нем светлая радость праздников. В нем сконцентрировались века истории и вязь традиций.
Все это в коротком слове ПОРОХ.
И это только первая часть его многогранной родословной.
@темы: Технологии, Химия, История
-
-
06.04.2011 в 20:36-
-
06.04.2011 в 21:09Более безопасная технология - смачиваете(например водой) ингредиенты при смешивание, потом разравниваете и продавливаете получившуюся смесь через экструдер, нарезая кусочки пороха нужной длины.
И только потом высушивать. Так гораздо безопаснее.