Порох: виды, история и применение¶

Порох — это многокомпонентная твёрдая взрывчатая смесь, способная к быстрому горению без доступа кислорода извне с выделением большого объёма горячих газов. Относится к классу метательных взрывчатых веществ, основное назначение которых — сообщение снаряду (пуле, снаряду) кинетической энергии в стволе огнестрельного оружия. В более широком смысле порохом называют твёрдые ракетные топлива, использующиеся в реактивных двигателях.

¶Классификация и виды

По химическому составу и физической структуре пороха традиционно разделяют на две основные группы: механические смеси (дымный порох) и нитроцеллюлозные (бездымные) пороха. Последние, в свою очередь, делятся на пироксилиновые, баллиститные и кордитные.

Дымный порох — это механическая смесь калиевой селитры (75 %), древесного угля (15 %) и серы (10 %). Такой состав является классическим и используется с XVII века. При сгорании дымный порох даёт значительное количество твёрдых частиц (около 60 % массы), что приводит к образованию густого белого дыма и сильному загрязнению ствола.

Бездымные пороха появились во второй половине XIX века и основаны на нитроцеллюлозе (пироксилине). При горении они выделяют преимущественно газообразные продукты, что обеспечивает практически полное отсутствие дыма. Бездымные пороха обладают значительно большей энергоёмкостью по сравнению с дымным, что позволяет увеличить начальную скорость пули.

¶Пироксилиновые пороха

Представляют собой пластифицированную нитроцеллюлозу с летучим растворителем (спирто-эфирной смесью), который удаляется в процессе производства. После удаления растворителя порох имеет пористую структуру. Это самый распространённый тип пороха для стрелкового оружия в России и Европе.

¶Баллиститные пороха

Содержат нитроцеллюлозу и труднолетучий растворитель (например, нитроглицерин), который остаётся в составе пороха, играя роль энергетической добавки и пластификатора. Баллиститные пороха обладают высокой теплотой сгорания и используются в основном в артиллерийских выстрелах и в качестве твёрдого ракетного топлива.

¶Кордитные пороха

Отличаются от баллиститных тем, что в качестве растворителя используют нитроглицерин с добавлением ацетона, который затем удаляется. Кордиты применяются преимущественно в артиллерии, в том числе в Великобритании и странах Британского Содружества.

¶История

¶Изобретение в Китае

Первые упоминания о порохе относятся к IX веку в Китае, где алхимики, искавшие эликсир бессмертия, обнаружили, что смесь селитры, серы и угля обладает горючими и взрывчатыми свойствами. К X–XI векам китайцы использовали порох для создания зажигательных стрел, петард и первых примитивных бомб. В XII веке в Китае появились первые прототипы огнестрельного оружия — бамбуковые «огненные копья», выбрасывавшие пламя и осколки.

¶Распространение в Евразии

В XIII веке, благодаря монгольским завоеваниям, рецептура пороха и технологии его применения распространились на Ближний Восток и в Европу. К середине XIV века в Европе уже существовали ручные аркебузы, а к XV веку порох стал основным средством ведения войны, постепенно вытеснив холодное оружие.

¶Европейские усовершенствования

В Европе порох был значительно усовершенствован. Вместо пороховой мякоти стали производить зернёный порох — гранулы, которые обеспечивали более стабильное и быстрое горение. В XIX веке были разработаны методы промышленного производства селитры, что снизило зависимость от природных источников (чилийской натриевой селитры и индийской калиевой).

¶Эпоха бездымных порохов

В 1884 году французский инженер Поль Вьель создал первый бездымный порох на основе пироксилина, получивший название Poudre B. В 1888 году Альфред Нобель запатентовал баллиститный порох, а в 1889 году в Великобритании был разработан кордит. Переход к бездымным порохам произошёл в течение 1890-х годов и кардинально изменил конструкцию оружия: появились магазинные винтовки с уменьшенным калибром, а позже — автоматическое оружие.

¶Производство

Производство дымного пороха включает смешивание тщательно измельчённых компонентов с последующим гранулированием и сушкой. Основная опасность — возможность воспламенения и взрыва, поэтому производство ведётся в небольших количествах с соблюдением строгих мер безопасности.

Производство бездымных порохов значительно сложнее. Нитроцеллюлозу получают обработкой целлюлозы (хлопковой или древесной) смесью азотной и серной кислот. Затем нитроцеллюлозу стабилизируют, промывают и пластифицируют растворителем. Полученную массу пропускают через фильеры для получения пороховых элементов различной формы (трубки, цилиндры, пластины, сферы), после чего растворитель удаляют или фиксируют. Готовый порох гранулируют, сортируют, полируют и упаковывают в герметичные контейнеры.

¶Свойства баллистики

Скорость горения пороха зависит от его химического состава, формы и размеров зёрен, а также от давления и температуры в камере сгорания. Для управления процессом горения используются так называемые прогрессивные формы зёрен (трубки, многоканальные цилиндры), при горении которых площадь поверхности не уменьшается, что обеспечивает относительно постоянное давление в стволе.

Основные баллистические характеристики пороха:

• Теплота сгорания — количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг пороха (для бездымных порохов — 3000–5000 кДж/кг).
• Сила пороха — работа, которую могут совершить газы, образующиеся при сгорании 1 кг пороха.
• Коволюм — поправка на собственный объём молекул пороховых газов.
• Прогрессивность — способность пороха гореть с увеличением поверхности.

¶Применение

¶Военное дело

Порох является основным метательным средством для всех видов стрелкового оружия, артиллерийских орудий и миномётов. Он также используется в качестве разрывного заряда в некоторых типах боеприпасов, в пиротехнических средствах (осветительные, сигнальные ракеты) и в инженерных боеприпасах.

¶Охотничье и спортивное оружие

Дымный порох до сих пор применяется охотниками для снаряжения патронов к гладкоствольным ружьям (особенно в реконструкциях исторической стрельбы), а также в воспроизведении старинного огнестрельного оружия. Бездымные пороха используются для снаряжения охотничьих и спортивных патронов всех калибров.

¶Промышленность

В промышленности порох используется в строительстве (пороховые прессы для монтажа), в горном деле (взрывные работы), в аварийно-спасательном оборудовании (пиропатроны, газогенераторы подушек безопасности) и в космонавтике (твёрдотопливные ракетные ускорители).

¶Пиротехника

Дымный порох является основой для изготовления фейерверков, петард, сигнальных огней и других пиротехнических изделий. Он обеспечивает энергию для разрыва снарядов и воспламенения звёздок.

¶Правовой статус в России

В Российской Федерации оборот пороха регулируется Федеральным законом «Об оружии» и постановлениями Правительства. Порох отнесён к взрывчатым веществам промышленного назначения. Граждане вправе приобретать дымный и бездымный порох для снаряжения патронов к гражданскому оружию при наличии разрешения на хранение и ношение оружия. Продажа пороха осуществляется только в специализированных магазинах при предъявлении соответствующих документов. Незаконное изготовление и хранение пороха в значительных количествах влечёт уголовную ответственность по статье 222.1 Уголовного кодекса РФ.