Пироксилиновый порох¶

Пироксилиновый порох — вид бездымного пороха, основным компонентом которого является пироксилин (тринитроцеллюлоза), обработанный растворителем для желатинизации и последующего формирования зерен. Относится к классу нитроцеллюлозных метательных взрывчатых веществ и используется в качестве метательного заряда в огнестрельном оружии и артиллерийских системах.

¶История

Предпосылки к созданию пироксилинового пороха возникли после открытия в 1832 году французским химиком Анри Браконно нитроклетчатки, а в 1846 году — её усовершенствования Кристианом Шёнбейном. Однако практическое применение пироксилина долгое время сдерживалось его нестабильностью и склонностью к самовоспламенению.

В 1884 году французский инженер Поль Вьель разработал технологию получения стабильного пироксилинового пороха, желатинизируя пироксилин смесью спирта и эфира. Полученный материал, названный «порохом Вьеля» (фр. Poudre B), стал первым в мире бездымным порохом, пригодным для массового производства. Его внедрение во французской армии (винтовка Лебеля, 1886 год) ознаменовало начало эпохи бездымных порохов и радикально изменило военную технику, так как дымный порох создавал густое облако, демаскирующее стрелков и ухудшающее обзор.

В Российской империи первые опыты по производству пироксилинового пороха проводились под руководством Д. И. Менделеева, который в 1890-х годах предложил метод получения пироколлодийного пороха с использованием спиртового раствора для желатинизации. Промышленное производство пироксилинового пороха в России было налажено на Охтинском и Казанском пороховых заводах к началу XX века.

¶Химический состав и технология производства

Основой пироксилинового пороха является пироксилин — продукт нитрования целлюлозы смесью азотной и серной кислот. Содержание азота в пироксилине для пороха обычно составляет 12,5–13,2 %. Для получения пороха пироксилин растворяют в пластификаторе — летучем растворителе (спирто-эфирная смесь, ацетон) или малолетучем (нитроглицерин, динитротолуол), после чего масса подвергается желатинизации.

Технологический цикл включает следующие стадии:

1. Нитрование целлюлозы и стабилизация пироксилина (промывка, варка для удаления нестойких примесей).
2. Смешивание пироксилина с растворителем в мешателях до получения однородной пластичной массы.
3. Прессование массы через фильеры для получения зерен заданной формы (пластинки, цилиндры, трубки, сферы).
4. Сушка и удаление растворителя (для летучих растворителей) или его сохранение (для малолетучих).
5. Графитизация поверхности зерен для снижения электризации и улучшения сыпучести.

Для стабилизации пороха при хранении в его состав добавляют дифениламин или централит, которые связывают продукты разложения нитроцеллюлозы.

¶Свойства и характеристики

Пироксилиновый порох обладает рядом ключевых характеристик:

• Теплота сгорания — около 800–900 ккал/кг, что обеспечивает высокую энергию метания.
• Газовая температура — 2400–2800 К, зависит от состава и наличия флегматизаторов.
• Объем газов — 800–900 л/кг, что определяет давление в канале ствола.
• Скорость горения — регулируется толщиной горящего свода зерна и наличием флегматизаторов (камфоры, вазелина), наносимых на поверхность.

Важным свойством является прогрессивность горения: зерна трубчатой или сферической формы горят с увеличением поверхности, что обеспечивает более равномерное давление в стволе по сравнению с дымным порохом. Пироксилиновый порох практически не дает дыма при выстреле, что улучшает условия наблюдения и снижает демаскировку позиции.

¶Классификация

По типу растворителя различают:

• Пироксилиновые порохи на летучем растворителе — классический тип (порох Вьеля), после формовки растворитель удаляется сушкой. Отличаются высокой пористостью и гигроскопичностью.
• Пироксилиновые порохи на малолетучем растворителе — нитроглицериновые (баллиститные) порохи, в которых нитроглицерин остается в составе, повышая энергию и снижая гигроскопичность. Строго говоря, они относятся к отдельному классу, но часто рассматриваются в рамках нитроцеллюлозных порохов.

По назначению порох подразделяется на винтовочный, пушечный, револьверный и минометный, отличающийся геометрией зерен и скоростью горения.

¶Применение

Пироксилиновый порох применяется в качестве метательного заряда в патронах стрелкового оружия, артиллерийских выстрелах, а также в воспламенителях и усилителях. Он используется как в военной, так и в гражданской сфере — для охотничьих патронов и спортивных боеприпасов.

В артиллерии пироксилиновый порох обеспечивает высокую начальную скорость снарядов (до 900–1000 м/с), что повышает дальность стрельбы и пробивную способность. Его преимуществами являются стабильность баллистических характеристик в широком диапазоне температур и относительно низкая стоимость производства.

¶Безопасность и хранение

Пироксилиновый порох относится к взрывчатым веществам и требует соблюдения мер безопасности. При длительном хранении возможно разложение нитроцеллюлозы с выделением оксидов азота, что может привести к самовоспламенению. Для предотвращения этого в состав вводят стабилизаторы, а также контролируют температуру и влажность на складах. Срок хранения качественно изготовленного пороха при соблюдении условий достигает 20–30 лет.

¶Источники

• Горст А. Г. «Пороха и взрывчатые вещества». — М.: Оборонгиз, 1957.
• Шиллинг Н. А. «Курс порохов и взрывчатых веществ». — М.: Воениздат, 1960.
• Менделеев Д. И. «О пироколлодии и бездымном порохе». — СПб., 1897.