Смесевые взрывчатые вещества

К промышленно применяемым ВВ применяются очень высокие требования, связанные с эффективностью использования и безопасностью обращения с ними. Основные из них следующие:

· Максимальная эффективность действия;

· Надежная детонация от соответствующих средств инициирования;

· Они должны быть нечувствительны ко всем воздействиям в процессе эксплуатации (удары, трение и др.);

· Стабильность, пониженная токсичность самого ВВ и продуктов реакции, совместимость с различными конструкционными материалами и компонентами состава;

· Безопасность в обращении: хранении, транспортировке, изготовлении, в любых состояниях (пыль, порошок, жидкость).

· Возможность управления структурными характеристиками заряда (плотность, пористость;

· Низкая гигроскопичность и электростатичность, низкая вязкость в жидком состоянии, хорошая перемешиваемость компонентов;

· Небольшая стоимость исходных компонентов.

Динамиты.

Желатинообразные бризантные ВВ с высоким содержанием нитроглицерина и других жидких нитроэфиров в смеси с окислителями и горючим. Иногда добавляют порошкообразный алюминий, древесную муку, инертные порошкообразные наполнители (кизельгур, тальк), студнеобразующие вещества (для желатиндинамитов). Динамиты склонны к старению и потере детонирующих свойств. Они постепенно выделяют жидкий нитроглицерин и достаточно опасны в применении. Широко применялись в 1-й половине 20 века, но сейчас вытесняются другими ВВ, например, аммонитами и др.

Аммониты. Взрывчатые смеси, в состав которых входит в основном аммиачная селитра NH₄NO₃ с добавлением тротила или других нитросоединений. Аммиачная селитра сама по себе является малочувствительным соединением и применяется в качестве минерального азотного удобрения. Но в смеси с органическими веществами она способна создавать взрывоопасные смеси с большой энергией взрыва.

В некоторых случаях для повышения детонационной способности в аммониты вводят нитроглицерин или гексоген. Аммониты, в состав которых входит еще и алюминий, называют аммоналами. При хранении, перевозке и применении аммониты сравнительно безопасны. С трудом загораются от искры или огня. На открытом воздухе сгорают без взрыва. К трению и удару малочувствительны.

Детониты.

Порошкообразные смеси на основе аммиачной селитры, жидких нитроэфиров (чаще всего нитроглицерин) с добавками алюминиевой пудры и, в некоторых случаях, тротила. Мощные ВВ, более чувствительные к удару и трению, чес аммониты. Их выпускают в патронах малых диаметров, так как детониты имеют небольшой критический диаметр детонации. Недостатком является токсичность, свойственная всем нитроглицериновым ВВ.

Динамоны.

Смеси аммиачной селитры с невзрывчатыми горючими веществами (древесная мука, торф, жмыхи, нефтяные масла, соляровое масло, дизельное топливо, керосин). Часто для усиления энергии взрыва добавляют алюминиевую пудру. Для инициирования требуется промежуточный детонатор на основе другого вторичного ВВ. Имеют низкую цену и малую чувствительность к механическим воздействиям, что позволяет механизировать все операции (от транспортировки до зарядных операций).

Пороха.

Первый достоверный случай широкого применения пороха в битвах относится к 1232 году нашей эры, когда китайцы защищались в г. Кайфыне от монголов различными средствами, в том числе пушками, бомбами, петардами, использующими энергию сгорания пороха. Первый пороховой заряд представлял собой механическую смесь серы, древесного угля и калиевой селитры KNO₃. Кто конкретно изобрел эту смесь - неизвестно, но это был китаец. Сейчас эта разновидность пороха называется дымным (или черным) порохом. Его классический состав – 75% селитры, 15% угля и 10% серы. В зависимости от области применения состав может существенно меняться. В России дымный порох назывался "зельем", что означало "лекарство", так как порох применялся и в качестве лекарственного средства.

Порох очень быстро завоевал сначала Индию, потом арабские страны, Грецию, Испанию, Францию и Европу. В 14 веке пороховые заводы существовали уже и в России.

Часто в состав дымного пороха для регулирования скорости горения добавляется парафин, канифоль, искусственные смолы. В настоящее время дымный порох применяется в охотничьем оружии, в горных работах, для изготовления огнепроводного шнура (бикфордов шнур), для изготовления воспламенителей зарядов из других видов порохов, в качестве вышибного заряда в шрапнелях, зажигательных и осветительных зарядах, в капсюлях-детонаторах.

В 1832-1838 гг. была открыта нитроцеллюлоза, а в 1845 г. был получен пироксилин, а в 1853 г. был открыт нитроглицерин. Эти вещества легли в основу новых, более перспективных и эффективных видов порохов – бездымных порохов коллоидного типа.

Состав и свойства бездымных порохов очень разнообразны в зависимости от области применения. Часто они получаются в виде желатинообразной массы, из которой формуют пороховые элементы, которые при охлаждении затвердевают. Для желатинизации используют различные вещества и технологию, которая зависит от состава пороха.

Пороха должны иметь высокую удельную тягу, большой диапазон регулирования скорости горения при помощи различных присадок, высокую эластичность, позволяющую заполнять любые полости. Часто в состав порохов входит перхлорат аммония NH₄ClО₄ (мощный окислитель), алюминиевая пудра, полимерные связующие и другие добавки.

Главной задачей порохов является их высокая метательная (баллиститная) способность. Она связана с выделение большого количества газообразных продуктов сгорания, приводящих в движение пулю, снаряд или ракету. При горении порохов обычно образуются такие вещества, как CO₂, CO, N₂, H₂О. При этом скорость реакции не должна быть такой же высокой, как у бризантных ВВ, поэтому часто она регулируется в сторону снижения. Например, для ракетного двигателя огромное значение имеет большая тяга и определенное, достаточно длительное, время горения порохового заряда. В минометах, пушках и стрелковом оружии скорость сгорания порохового заряда может быть более высокой, так как задачей заряда является выталкивание с очень высокой скоростью мины, артиллерийского снаряда или пули.

Пороха применяются в следующих областях:

· В минометах, артиллерийских и реактивных снарядах в виде трубок, лент, зерен, пластинок, дисков и др;

· В ракетной технике в твердотопливных двигателях также в различных формах (трубки, ленты, прутки и т.п.);

· В стрелковом оружии в патронах в гранулированном виде.

Для воспламенения порохов применяют комбинацию капсюля и специальной запальной трубки (воспламенителя), которая легко загорается от луча пламени капсюля и вызывает загорание основного порохового заряда. Воспламенитель обычно состоит из дымного или пироксилинового пороха.