Десять веков в глубь истории

Еще в первые века нашей эры в таких развитых странах, как Византия, люди заметили, что многие вещества могут интенсивно гореть. При этом горение может происходить обычно только в воздухе. Если бросить горящее тело в воду, горение прекращается.

Однако это происходит не всегда.

Если горящее тело имеет щели, отверстия или иные полости, заполненные селитрой, то оно продолжает гореть и под водой. Это происходит потому, что кислород, необходимый для горения, выделяется в большом количестве при нагревании селитры. На этом принципе византийцы получали горючее для так называемого греческого огня, с помощью которого они боролись с кораблями противника. В многочисленных боях у берегов и в открытом море византийцы причинили много неприятностей кораблям противников своим не гаснущим в воде огнем.

Дальнейшее развитие не гаснущего в воде горючего привело к тому, что горючее вещество и вещество, поддерживающее горение выделяющимся при горении кислородом, стали размалывать все мельче и мельче и тщательно смешивать друг с другом. Это привело к ускорению реакции горения, что является одной из характерных особенностей взрыва.

Сведения о порохе

Если же в сосуде, где находится порох, имеется достаточно большое отверстие, то порох горит сравнительно долго, а образующиеся при горении пороховые газы вырываются из отверстия в виде мощной струи. Такой сосуд с горящим порохом является простейшим вариантом реактивного двигателя. Он начинает стремительно двигаться в сторону, противоположную направлению струи пороховых газов.

Это явление было замечено уже в X веке нашей эры создателями первых пороховых ракет.

Разными путями проникали в XIV веке в Европу и Россию сведения о порохе. Историческая обстановка средневековья не располагала к быстрому развитию техники. Поэтому в течение нескольких столетий порох применялся только для военных целей, притом нередко со значительным искусством. Техника взрывного дела уже в то время позволяла достаточно точно определить вес заряда для разрушения крупных зданий, обеспечить взрыв заряда (произвести инициирование его) в заданный момент времени.

В этом отношении выдающихся успехов достигли русские артиллеристы в XVI веке. При осаде Казани в 1552 году войска Ивана Грозного подкопали одну из наиболее крупных башен Казанского Кремля и в подземную камеру заложили заряд черного пороха массой примерно в одну тонну. Этот заряд был подорван с помощью фитиля. При этом был обеспечен довольно точный расчет момента взрыва.

Развитие взрывного дела

Развитие взрывного дела имело преимущественно практическое направление. В XVII веке в Венгрии и Германии стали применять порох в шахтах для дробления крепких скальных пород. Еще раньше - в 1548-1572 годах - в Литве (входившей в то время в состав Польши) были проведены большие по тому времени работы по разрушению крупных камней, мешавших судоходству на реке Немане. Здесь было проявлено большое искусство при проведении взрывов под водой (черный порох должен быть совершенно сухим для получения полноценного взрыва).

Дальнейшее развитие пороховая промышленность получила в России во время царствования Петра I. К этому времени относится создание первых приборов, предназначенных для определения удельной энергии взрыва черного пороха. Образцы таких приборов, изготовленных из золоченой бронзы, находятся в ленинградском Эрмитаже. Они настолько хорошо сохранились, что могут быть и сейчас применены для экспериментов.

Сущность устройства этих приборов состоит в следующем. Определенное количество пороха помещается внутри небольшой мортирки, в которую плотно входит снаряд-поршенек. Порох поджигается через очень узкое отверстие в стенке цилиндрика. Этот цилиндрик удерживается в момент наибольшего подъема. Это дает возможность определить высоту подъема цилиндрика. Умножая массу снаряда-цилиндрика на высоту его подскока при взрыве и деля это произведение на массу пороха, заложенного в мортирку, можно получить достаточно точно значение удельной энергии взрыва пороха.

 

Разработка теории взрывчатых веществ

В XVIII веке уровень артиллерийской и взрывной науки в России был высоким. В эти годы в Россию приехал молодой швейцарец Леонард Эйлер, впоследствии ставший всемирно известным академиком. Он подтвердил, что своими успехами и знаниями многим обязан тем опытам в области артиллерии, которые он проводил, приехав в Россию в молодости.

Сохранились сведения, что были проведены испытания способа тушения пожара взрывом (одно из первых применений Направленного взрыва). В присутствии царя и всего царского двора. Были одновременно подожжены две избы, одна из которых имела ниже описанную защиту от пожара, а другая — нет. В результате незащищенная изба сгорела, а в защищенной пожар потух.

При возникновении пожара огонь попадал на один из шнуров и достигал по нему порохового заряда. Заряд взрывался и с большой силой разбрасывал воду по всему помещению, в результате чего пожар прекращался.

Дальнейшее развитие взрывного дела в течение этого столетия имело преимущественно практическое направление, причем главным достижением этого времени было создание многочисленных новых взрывчатых веществ, весьма мощных, со значительной удельной энергией взрыва.

Далее теория взрыва стала развиваться только во второй половине XIX века. В это время немецкий ученый Риман ввел понятие об ударных волнах, имеющих в теории взрыва решающее значение. Французский ученый Гюгонио разработал теорию связи давления и объема в газах при быстром изменении их состояния.

Возбуждение взрыва

Многие взрывчатые вещества взрываются только при определенных и достаточно сильных воздействиях. Если такого воздействия нет, можно усомниться, действительно ли является это вещество взрывчатым или нет.

Вот, например, шашки тротила. Тротил прессуется в виде небольших цилиндриков и кирпичиков, внешний вид которых ничем не напоминает о том, какая огромная разрушительная сила таится в них. Случалось, что печь растапливали тротиловыми шашками и шашки спокойно сгорали, не производя никаких разрушений и давая такое количество теплоты, которое заметно превышало энергию взрыва.

Это объясняется постепенной отдачей энергии при горении в противоположность очень быстрому выделению энергии при взрыве.

Но такое использование тротиловых шашек может привести и к роковым последствиям. Если газы при расширении встретят препятствие (горящая шашка тротила окажется прижатой к какой-либо преграде), давление и температура станут быстро расти и горение может перейти в сильный взрыв.

Следовательно, взрыв возникает только при каком-либо определенном воздействии. В чем же состоит такое воздействие и как его обеспечить?

Чтобы вызвать взрыв какого-либо заряда, т.е. произвести инициирование взрыва химического взрывчатого вещества, необходимо вызвать реакцию взрывного разложения сначала в небольшой части этого заряда.