Kwa kweli, Ibilisi huketi ndani ya mabomu, tayari kwa sekunde yoyote ili kuanza kuharibu na kuvunja kila kitu karibu. Kumuweka kiumbe huyu wa kuzimu na kuachilia tu inapohitajika ndio shida kuu ambayo wataalam wa dawa na wataalam wa teknolojia wanapaswa kutatua wakati wa kuunda na kutumia vilipuzi. Katika historia ya uundaji na uundaji wa vilipuzi (vilipuzi), kama vile tone la maji, historia ya kuibuka, ukuzaji na uharibifu wa majimbo na himaya zinaonyeshwa.
Kuandaa muhtasari wa masomo, mwandishi aligundua mara kwa mara kwamba nchi ambazo watawala wao walizingatia sana maendeleo ya sayansi, na zaidi ya yote kwa utatu wa asili wa wanahisabati - fizikia - kemia - walifikia urefu katika ukuaji wao. Mfano wa kushangaza unaweza kuwa kupanda kwa kasi kwenye hatua ya ulimwengu ya Ujerumani, ambayo katika nusu karne iliruka kutoka kwa umoja wa majimbo tofauti, ambayo mengine hata kwenye ramani ya kina ya Uropa ilikuwa ngumu kuona bila "upeo mdogo", kwa himaya ambayo ilibidi ihesabiwe kwa karne moja na nusu. Bila kupunguza sifa za Bismarck mkuu katika mchakato huu, nitanukuu kifungu chake, ambacho alisema baada ya kumalizika kwa ushindi wa vita vya Franco-Prussia: "Vita hii ilishindwa na mwalimu rahisi wa Ujerumani." Mwandishi angependa kutoa hakiki yake kwa kipengele cha kemikali cha kuongeza uwezo wa kupambana na jeshi na serikali, kama kawaida, bila kudai kabisa kuwa ni maoni yake tu.
Wakati wa kuchapisha nakala hiyo, mwandishi, kama Jules Verne, anaepuka kwa makusudi kubainisha maelezo maalum ya kiteknolojia na anazingatia njia za kiwandani za kupata vilipuzi. Hii inatokana sio tu na hali inayoeleweka kabisa ya uwajibikaji wa mwanasayansi kwa matokeo ya kazi zake (iwe ya vitendo au uandishi wa habari), lakini pia na ukweli kwamba mada ya utafiti ni swali "Kwa nini kila kitu kilikuwa hivi na sio vinginevyo? "Na sio" Nani alikuwa wa kwanza kupata? dutu ".
Kwa kuongezea, mwandishi anauliza msomaji msamaha kwa utumiaji wa kulazimishwa kwa maneno ya kemikali - sifa za sayansi (kama inavyoonyeshwa na uzoefu wake wa ufundishaji, sio mpendwa zaidi na watoto wa shule). Kutambua kuwa haiwezekani kuandika juu ya kemikali bila kutaja maneno ya kemikali, mwandishi atajaribu kupunguza msamiati maalum.
Na jambo la mwisho. Takwimu zilizotolewa na mwandishi hazipaswi kuzingatiwa kuwa ukweli wa kweli. Takwimu juu ya sifa za vilipuzi katika vyanzo tofauti hutofautiana na wakati mwingine kwa nguvu kabisa. Hii inaeleweka: sifa za risasi hutegemea sana aina yao "inayouzwa", uwepo / kutokuwepo kwa vitu vya kigeni, kuanzishwa kwa vidhibiti, njia za usanisi na mambo mengine mengi. Njia za kuamua sifa za vilipuzi pia hazijafahamika na sare (ingawa kutakuwa na usanifishaji zaidi hapa) na pia hawapatikani na uzazi maalum.
Uainishaji wa BB
Kulingana na aina ya mlipuko na unyeti wa ushawishi wa nje, mabomu yote yamegawanywa katika vikundi vitatu kuu:
1. Kuanzisha BB.
2. Mlipuko wa mabomu.
3. Kutupa vilipuzi.
Kuanzisha BB. Wao ni nyeti sana kwa ushawishi wa nje. Sifa zao zingine kawaida huwa chini. Lakini wana mali ya thamani - mlipuko wao (mkusanyiko) una athari ya kupasuka kwa mlipuko na kusukuma mabomu, ambayo kawaida huwa sio nyeti kwa aina zingine za ushawishi wa nje kabisa au huwa na unyeti mdogo sana. Kwa hivyo, vitu vya kuanzisha hutumiwa tu kusisimua mlipuko wa milipuko au bomu. Ili kuhakikisha usalama wa matumizi ya kuanzisha vilipuzi, vimejaa vifaa vya kinga (kofia, kofia ya kofia, kofia ya detonator, detonator ya umeme, fuse). Wawakilishi wa kawaida wa kuanzisha mabomu: zebaki hujaa, azide ya risasi, tenres (TNPC).
Kulipuka mabomu. Kwa kweli, hii ndio wanayosema na kuandika. Wanaandaa ganda, mabomu, mabomu, roketi, mabomu ya ardhini; wanalipua madaraja, magari, wafanyabiashara …
Mlipuko wa mlipuko umegawanywa katika vikundi vitatu kulingana na sifa zao za kulipuka:
- kuongezeka kwa nguvu (wawakilishi: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- nguvu ya kawaida (wawakilishi: TNT, melinite, plastiki);
- nguvu iliyopunguzwa (wawakilishi: nitrati ya amonia na mchanganyiko wake).
Milipuko ya nguvu iliyoongezeka ni nyeti zaidi kwa ushawishi wa nje na kwa hivyo hutumiwa mara nyingi katika mchanganyiko na phlegmatizers (vitu ambavyo hupunguza unyeti wa vilipuzi) au katika mchanganyiko na mabomu ya nguvu ya kawaida kuongeza nguvu ya mwisho. Wakati mwingine vilipuzi vyenye nguvu kubwa hutumiwa kama vichochezi vya kati.
Kutupa vilipuzi. Hizi ni mkusanyiko wa bunduki - moshi mweusi, pyroxylin isiyo na moshi na nitroglycerin. Pia zinajumuisha mchanganyiko anuwai ya pyrotechnic ya fataki, taa za taa na taa, makombora ya taa, migodi, na mabomu ya angani.
Kuhusu poda nyeusi na Black Berthold
Kwa karne kadhaa, aina pekee ya mlipuko uliotumiwa na wanadamu ilikuwa poda nyeusi. Kwa msaada wake, mipira ya kanuni ilitupwa kwa adui, na makombora ya kulipuka yakajazwa nayo. Baruti ilitumika katika migodi ya chini ya ardhi kuharibu kuta za ngome, kwa kuponda miamba.
Katika Uropa, ilijulikana kutoka karne ya 13, na hata mapema huko China, India na Byzantium. Maelezo ya kwanza yaliyorekodiwa ya baruti kwa firework ilielezewa na mwanasayansi wa China Sun-Simyao mnamo 682. Maximilian Mgiriki (karne za XIII-XIV) katika hati "Kitabu cha Taa" alielezea mchanganyiko kulingana na nitrati ya potasiamu, iliyotumiwa katika Byzantium kama "Moto wa Uigiriki" maarufu na yenye kutoka nitrate 60%, 20% ya sulfuri na 20% ya makaa ya mawe.
Historia ya Uropa ya ugunduzi wa baruti huanza na Mwingereza, mtawa wa Wafransisko Roger Bacon, ambaye mnamo 1242 katika kitabu chake "Liber de Nullitate Magiae" anatoa kichocheo cha poda nyeusi kwa roketi na fataki (40% chumvi, 30% ya makaa ya mawe na 30 % kiberiti) na mtawa wa nusu-hadithi Berthold Schwartz (1351). Walakini, inawezekana kuwa huyu alikuwa mtu mmoja: matumizi ya majina ya uwongo katika Zama za Kati yalikuwa ya kawaida, kama ilivyokuwa mkanganyiko uliofuata na uchumbianaji wa vyanzo.
Unyenyekevu wa muundo, kupatikana kwa vitu viwili kati ya vitatu (kiberiti cha asili bado sio kawaida katika mikoa ya kusini mwa Italia na Sicily), urahisi wa maandalizi - yote haya yalimhakikishia baruti maandamano ya ushindi kupitia nchi za Ulaya na Asia. Shida pekee ilikuwa kupata idadi kubwa ya nitrati ya potasiamu, lakini kazi hii ilifanikiwa kukabiliana nayo. Kwa kuwa amana pekee ya potashi ya nitrati wakati huo ilikuwa nchini India (kwa hivyo jina lake la pili - India), uzalishaji wa ndani ulianzishwa karibu nchi zote. Ilikuwa haiwezekani kumwita mzuri, hata na usambazaji thabiti wa matumaini: malighafi kwake ilikuwa mbolea, matumbo ya wanyama, mkojo na nywele za wanyama. Viungo visivyo vya kupendeza katika mchanganyiko huu wenye harufu mbaya na uliochafuliwa sana walikuwa chokaa na potashi. Utajiri huu wote kwa miezi kadhaa ulitupwa ndani ya mashimo, ambapo ulichacha chini ya ushawishi wa azotobacteria. Amonia iliyotolewa ilikuwa iliyooksidishwa kwa nitrati, ambayo mwishowe ilitoa nitrate inayotamaniwa, ambayo ilitengwa na kusafishwa na ujasishaji tena - kazi, pia, nitasema, sio ya kupendeza zaidi. Kama unavyoona, hakuna kitu ngumu sana katika mchakato huo, malighafi ni ya bei rahisi na upatikanaji wa baruti pia hivi karibuni ukawa wa ulimwengu wote.
Baruti nyeusi (au ya moshi) ilikuwa mlipuko wa ulimwengu wote wakati huo. Wala kutetemeka wala kubingirika, kwa miaka mingi ilitumika kama makombora na kama kujaza mabomu ya kwanza - prototypes za risasi za kisasa. Hadi mwisho wa theluthi ya kwanza ya karne ya 19, baruti ilikidhi mahitaji ya maendeleo. Lakini sayansi na tasnia haikusimama, na hivi karibuni ilikoma kukidhi mahitaji ya wakati huo kwa sababu ya uwezo wake mdogo. Mwisho wa ukiritimba wa baruti unaweza kuhusishwa na miaka ya 70 ya karne ya 17, wakati A. Lavoisier na C. Berthollet walipanga utengenezaji wa chumvi ya berthollet kulingana na chlorate ya potasiamu iliyogunduliwa na Berthollet (chumvi ya berthollet).
Historia ya chumvi ya Berthollet inaweza kufuatwa hadi wakati ambapo Claude Berthollet alisoma mali ya klorini iliyogunduliwa hivi karibuni na Carl Scheele. Kwa kupitisha klorini kupitia suluhisho moto iliyokolea ya hidroksidi ya potasiamu, Berthollet alipata dutu mpya, ambayo baadaye iliitwa na wanakemia poteriamu, na sio na wanakemia - chumvi ya Berthollet. Ilitokea mnamo 1786. Na ingawa chumvi ya shetani haijawahi kuwa mlipuko mpya, ilitimiza jukumu lake: kwanza, ilitumika kama motisha ya kutafuta mbadala mpya wa "mungu wa vita" dhaifu, na pili, ikawa mwanzilishi wa aina mpya za vilipuzi - waanzilishi.
Mafuta ya kulipuka
Na mnamo 1846, wakemia walipendekeza milipuko miwili mpya - pyroxylin na nitroglycerin. Huko Turin, duka la dawa la Kiitaliano Ascagno Sobrero aligundua kuwa inatosha kutibu glycerini na asidi ya nitriki (nitration) kuunda kioevu chenye mafuta wazi - nitroglycerin. Ripoti ya kwanza iliyochapishwa kumhusu ilichapishwa katika jarida la L'Institut (XV, 53) mnamo Februari 15, 1847, na inastahili nukuu. Sehemu ya kwanza inasema:
“Ascagno Sobrero, profesa wa kemia ya ufundi kutoka Turin, katika barua iliyosambazwa na prof. Peluzom, anaripoti kuwa amekuwa akipokea vilipuzi kwa hatua ya asidi ya nitriki kwenye vitu anuwai anuwai, ambayo ni sukari ya miwa, ishara, dextrite, sukari ya maziwa, nk. Sobrero pia alisoma athari ya mchanganyiko wa asidi ya nitriki na sulfuriki kwenye glycerini, na uzoefu ulimwonyesha kuwa dutu inapatikana, sawa na kung'ata pamba …"
Kwa kuongezea, kuna maelezo ya jaribio la nitration, la kupendeza tu kwa wanakemia wa kikaboni (na hata wakati huo tu kutoka kwa maoni ya kihistoria), lakini tutaona tu kipengele kimoja: nitro-derivatives ya selulosi, na pia uwezo wao wa kulipuka, walikuwa tayari wanajulikana wakati huo [11].
Nitroglycerin ni moja ya mabomu yenye nguvu na nyeti ya ulipuaji na inahitaji utunzaji maalum na uangalifu wakati wa kushughulikia.
1. Usikivu: huweza kulipuka kutokana na kupigwa risasi. Usikivu wa athari na kettlebell ya kilo 10 imeshuka kutoka urefu wa 25 cm - 100%. Mwako unageuka kuwa mkusanyiko.
2. Nishati ya mabadiliko ya kulipuka - 5300 J / kg.
3. Kasi ya kupasuka: 6500 m / s.
4. Brisisi: 15-18 mm.
5. Mlipuko: mita za ujazo 360-400. tazama [6].
Uwezekano wa kutumia nitroglycerini ilionyeshwa na mkemia maarufu wa Urusi N. N. Zinin, ambaye mnamo 1853-1855 wakati wa Vita vya Crimea, pamoja na mhandisi wa jeshi V. F. Petrushevsky, walizalisha idadi kubwa ya nitroglycerin.
Profesa wa Chuo Kikuu cha Kazan N. N. Zinin
Mhandisi wa jeshi V. F. Petrushevsky
Lakini shetani anayeishi katika nitroglycerini aliibuka kuwa mkali na mwasi. Ilibadilika kuwa unyeti wa dutu hii kwa ushawishi wa nje ni duni kidogo kuliko ile ya zebaki ya kulipuka. Inaweza kulipuka tayari wakati wa nitration, haiwezi kutikiswa, kuwashwa na kupozwa, au kufunikwa na jua. Inaweza kulipuka wakati wa kuhifadhi. Na ukiwasha moto na kiberiti, inaweza kuwaka kwa utulivu kabisa..
Na bado hitaji la mabomu yenye nguvu katikati ya karne ya 19 tayari lilikuwa kubwa sana hivi kwamba, licha ya ajali nyingi, nitroglycerin ilianza kutumiwa sana katika shughuli za ulipuaji.
Jaribio la kumzuia shetani mwovu lilifanywa na wengi, lakini utukufu wa tamer ulimwendea Alfred Nobel. Upeo na chini wa njia hii, pamoja na hatima ya mapato kutoka kwa uuzaji wa dutu hii, zinajulikana sana, na mwandishi anaona kuwa sio lazima kwenda kwenye maelezo yao.
Kuwa "mamacita" ndani ya pores ya kijazaji ajizi (na vitu kadhaa vilijaribiwa kama hivyo, bora ambayo ilikuwa ardhi ya infusoric - silika ya porous, 90% ya kiasi ambacho huanguka kwenye pores ambazo zinaweza kunyonya nitroglycerin kwa pupa), nitroglycerin ilizidi "kukaa", ikishika naye karibu nguvu zake zote za uharibifu. Kama unavyojua, Nobel alitoa mchanganyiko huu, ambao unaonekana kama peat, jina "baruti" (kutoka kwa neno la Uigiriki "dinos" - nguvu). Kejeli ya hatima: mwaka mmoja baada ya Nobel kupokea hati miliki ya utengenezaji wa baruti, Petrushevsky anachanganya kabisa nitroglycerini na magnesia na anapokea vilipuzi, baadaye vilivyoitwa "baruti ya Urusi".
Nitroglycerin (haswa, glycerin trinitrate) ni ester kamili ya glycerini na asidi ya nitriki. Kawaida hupatikana kwa kutibu glycerini na mchanganyiko wa asidi ya sulfuriki-nitriki (kwa lugha ya kemikali - athari ya uthibitisho):
Mlipuko wa nitroglycerini unaambatana na kutolewa kwa idadi kubwa ya bidhaa za gesi:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
Ufafanuzi unaendelea kwa mfululizo katika hatua tatu: katika kwanza, glycerol mononitrate hupatikana, kwa pili - glycerol dinitrate, na kwa tatu - glycerol trinitrate. Kwa mavuno kamili zaidi ya nitroglycerini, ziada ya 20% ya asidi ya nitriki inachukuliwa kwa ziada ya kiwango kinachohitajika kinadharia.
Nitration ilifanywa katika sufuria za kaure au vyombo vya risasi vya brazed katika umwagaji wa maji ya barafu. Karibu 700 g ya nitroglycerini ilipatikana kwa kukimbia moja, na wakati wa saa shughuli hizo zilifanywa mnamo 3-4.
Lakini mahitaji yanayoongezeka yamefanya marekebisho yao wenyewe kwa teknolojia ya kutengeneza nitroglycerin. Kwa muda (mnamo 1882), teknolojia ya utengenezaji wa vilipuzi kwenye nitrator ilitengenezwa. Katika kesi hii, mchakato uligawanywa katika hatua mbili: katika hatua ya kwanza, glycerini ilichanganywa na nusu ya kiasi cha asidi ya sulfuriki, na kwa hivyo joto nyingi iliyotolewa ilitumika, baada ya hapo mchanganyiko uliotengenezwa tayari wa asidi ya nitriki na sulfuriki iliingizwa ndani ya chombo hicho hicho. Kwa hivyo, iliwezekana kuzuia shida kuu: joto kali kupita kiasi la mchanganyiko wa athari. Kuchochea hufanywa na hewa iliyoshinikizwa kwa shinikizo la 4 atm. Uzalishaji wa mchakato ni kilo 100 za glycerini kwa dakika 20 kwa digrii 10 - 12.
Kwa sababu ya mvuto tofauti wa nitroglycerini (1, 6) na asidi ya taka (1, 7), hukusanya kutoka juu na kiunzi kali. Baada ya nitrati, nitroglycerini huoshwa na maji, kisha kuoshwa kutoka kwenye mabaki ya asidi na soda na kuoshwa tena na maji. Kuchanganya katika hatua zote za mchakato hufanywa na hewa iliyoshinikizwa. Kukausha hufanywa na uchujaji kupitia safu ya chumvi iliyowekwa kwenye meza [9].
Kama unavyoona, mwitikio ni rahisi sana (kumbuka wimbi la ugaidi mwishoni mwa karne ya 19, lililoinuliwa na "washambuliaji" ambao walijua sayansi rahisi ya kemia iliyotumika) na ni ya idadi ya "michakato rahisi ya kemikali" (A. Stetbacher). Karibu kiasi chochote cha nitroglycerini inaweza kufanywa katika hali rahisi (kutengeneza poda nyeusi sio rahisi sana).
Matumizi ya vitendanishi ni kama ifuatavyo: kupata 150 ml ya nitroglycerini, unahitaji kuchukua: 116 ml ya glycerin; 1126 ml ya asidi ya sulfuriki iliyokolea;
649 ml ya asidi ya nitriki (angalau mkusanyiko 62%).
Dynamite vitani
Dynamite ilitumika kwa mara ya kwanza katika Vita vya Franco-Prussia mnamo 1870-1871: Wasappers wa Prussia walipulizia maboma ya Ufaransa na baruti. Lakini usalama wa baruti ulibainika kuwa wa karibu. Jeshi liligundua mara moja kwamba wakati unapigwa risasi, hailipuki vibaya kuliko yule aliyekua, na mwako katika hali zingine hubadilika kuwa mlipuko.
Lakini kishawishi cha kupata risasi kali hakikuzuilika. Kupitia majaribio ya hatari na ngumu, iliwezekana kujua kwamba baruti haitapasuka ikiwa mizigo haiongezeki mara moja, lakini polepole, kuweka kasi ya projectile ndani ya mipaka salama.
Suluhisho la shida katika kiwango cha kiufundi ilionekana katika utumiaji wa hewa iliyoshinikizwa. Mnamo Juni 1886, Luteni Edmund Ludwig G. Zelinsky wa Kikosi cha 5 cha Silaha ya Jeshi la Merika alijaribu na kusafisha muundo wa asili wa Uhandisi wa Amerika. Kanuni ya nyumatiki iliyo na kiwango cha 380 mm na urefu wa mita 15 kwa msaada wa hewa iliyoshinikizwa hadi 140 atm inaweza kutupa projectiles na urefu wa 3.35 m kutoka 227 kg ya baruti saa 1800 mA projectile urefu wa 1.83 m na 51 kg ya baruti na kila m 5 elfu
Nguvu ya kuendesha ilitolewa na mitungi miwili ya hewa iliyoshinikizwa, na ile ya juu iliunganishwa na chombo na bomba rahisi. Silinda ya pili ilikuwa hifadhi ya kulisha ile ya juu, na shinikizo ndani yake yenyewe ilitunzwa kwa msaada wa pampu ya mvuke iliyozikwa ardhini. Projectile iliyobeba baruti iliumbwa kama dart - mshale wa silaha - na ilikuwa na kichwa cha vita cha pauni 50.
Mtawala wa Cambridge aliamuru jeshi kujaribu mfumo mmoja huko Milford Haven, lakini bunduki ilitumia karibu risasi zake zote kabla ya kugonga lengo, ambalo, hata hivyo, liliharibiwa vizuri sana. Admirals wa Amerika walifurahiya kanuni mpya: mnamo 1888, pesa ilitolewa ili kutengeneza bunduki za baruti 250 kwa silaha za pwani.
Mnamo 1885 Zelinsky alianzisha Kampuni ya Bunduki ya Nyumatiki kuanzisha bunduki za nyumatiki na makombora ya baruti katika jeshi na navy. Majaribio yake yalisababisha kuzungumzia bunduki za hewa kama silaha mpya ya kuahidi. Jeshi la Wanamaji la Merika hata liliunda cruiser ya baruti ya Vesuvius ya tani 944 mnamo 1888, ikiwa na bunduki tatu kati ya hizi 381mm.
Mchoro wa cruiser ya "baruti" Vesuvius"
[katikati]
Na hivi ndivyo silaha zake zilizosimama zilivyoonekana[/kituo]
Lakini jambo la kushangaza: baada ya miaka michache, shauku ilikata tamaa. "Wakati wa Vita vya Uhispania na Amerika," mafundi-jeshi wa Amerika walisema juu ya hili, "bunduki hizi hazijawahi kufika mahali pazuri." Na ingawa haikuwa juu ya bunduki kama juu ya uwezo wa mafundi kupiga risasi kwa usahihi na kufunga kwa bunduki ngumu, mfumo huu haukupata maendeleo zaidi.
Mnamo 1885, Uholanzi iliweka kanuni ya hewa ya Zelinsky kwenye manowari yake namba 4. Walakini, jambo hilo halikufikia majaribio yake ya vitendo, tk. mashua ilipata ajali mbaya wakati wa uzinduzi.
Mnamo 1897, Holland aliweka tena manowari yake namba 8 na kanuni mpya ya Zelinsky. Silaha hiyo ilikuwa na bomba la torpedo lenye urefu wa milimita 457 na torpedoes tatu za Whitehead, pamoja na Zelinsky aft bunduki ya angani kwa makombora ya baruti (Mizunguko 7 ya lbs 222. Kilo 100.7) kila mmoja). Walakini, kwa sababu ya pipa fupi sana, lililopunguzwa na saizi ya boti, bunduki hii ilikuwa na upeo mfupi wa kurusha. Baada ya upigaji risasi wa kivumbuzi, mvumbuzi huyo aliufungua mnamo 1899.
Katika siku zijazo, sio Holland wala wabunifu wengine walioweka bunduki (vifaa) vya kurusha mabomu ya kutupa na makombora ya baruti kwenye manowari zao. Kwa hivyo bunduki za Zelinsky bila kutambulika, lakini haraka aliacha hatua [12].
Ndugu ya nitroglycerini
Kutoka kwa mtazamo wa kemikali, glycerini ndiye mwakilishi rahisi wa darasa la alkoholi tatu. Kuna analog yake ya diatomiki - ethilini glikoli. Je! Ni ajabu kwamba baada ya kufahamiana na nitroglycerini, wataalam wa dawa walielekeza mawazo yao kwa ethilini glikoli, wakitumaini kuwa itakuwa rahisi kutumia.
Lakini hapa pia, shetani wa vilipuzi alionyesha tabia yake isiyo na maana. Tabia za dinitroethilini glikoli (mlipuko huu haukupokea jina lake mwenyewe) haikuwa tofauti sana na nitroglycerin:
1. Usikivu: mpasuko wakati mzigo wa kilo 2 unashuka kutoka urefu wa cm 20; nyeti kwa msuguano, moto.
2. Nishati ya mabadiliko ya kulipuka - 6900 J / kg.
3. Kasi ya kupasuka: 7200 m / s.
4. Ubunifu: 16.8 mm.
5. Mlipuko wa juu: mita za ujazo 620-650. sentimita.
Ilipatikana kwanza na Henry mnamo 1870. Inapatikana kwa nitration makini ya ethilini glikoli kulingana na utaratibu sawa na utayarishaji wa nitroglycerin (mchanganyiko wa nitrate: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; uwiano - 1 hadi 5 kwa heshima na ethilini glikoli).
Mchakato wa nitrati unaweza kufanywa kwa joto la chini, ambayo ni mwelekeo wa mavuno mengi [7, 8].
Licha ya ukweli kwamba, kwa jumla, unyeti wa DNEG ulibainika kuwa chini kuliko ile ya NG, matumizi yake hayakuahidi faida kubwa. Ikiwa tunaongeza hii kuwa tete zaidi kuliko ile ya NG, na upatikanaji mdogo wa malighafi, basi inakuwa wazi kuwa njia hii pia haikuongoza mahali.
Walakini, pia hakuonekana kuwa bure kabisa. Mwanzoni, ilitumika kama nyongeza ya baruti, wakati wa Vita vya Kidunia vya pili, kwa sababu ya ukosefu wa glycerini, ilitumika kama mbadala ya nitroglycerini katika poda zisizo na moshi. Poda kama hizo zilikuwa na maisha mafupi ya rafu kwa sababu ya tete ya DNEG, lakini katika hali ya wakati wa vita hii haikujali sana: hakuna mtu atakayezihifadhi kwa muda mrefu.
Christian Schönbein Apron
Haijulikani ni muda gani wanajeshi wangetumia kutafuta njia za kutuliza nitroglycerin, ikiwa mwishoni mwa karne ya 19 teknolojia ya viwanda ya kutengeneza nitroester nyingine haikuwa imefika. Kwa ufupi, historia ya kuonekana kwake ni kama ifuatavyo [16].
Mnamo 1832, duka la dawa la Ufaransa Henri Braconneau aligundua kuwa wakati wanga na nyuzi za kuni zilipotibiwa na asidi ya nitriki, nyenzo isiyodumu, inayowaka na kulipuka iliundwa, ambayo aliiita xyloidin. Ukweli, jambo hilo lilikuwa mdogo kwa ujumbe kuhusu ugunduzi huu. Miaka sita baadaye, mnamo 1838, duka la dawa lingine la Kifaransa, Théophile-Jules Pelouse, alichakata karatasi na ubao wa karatasi kwa njia ile ile na kutoa nyenzo sawa, ambayo aliita nitramidine. Nani angefikiria wakati huo, lakini sababu ya kutowezekana kwa kutumia nitramidine kwa madhumuni ya kiufundi ilikuwa haswa utulivu wake mdogo.
Mnamo 1845, duka la dawa la Uswisi Christian Friedrich Schönbein (ambaye alikuwa maarufu kwa wakati huo kwa ugunduzi wa ozoni) alikuwa akifanya majaribio katika maabara yake. Mkewe alimkataza kabisa kuleta chupa zake jikoni, kwa hivyo alikuwa na haraka kumaliza jaribio kwa kukosekana kwake - na akamwaga mchanganyiko wa caustic mezani. Kwa kujaribu kuzuia kashfa, yeye, katika mila bora ya usahihi wa Uswizi, aliifuta na apron yake ya kazi, kwani hakukuwa na mchanganyiko mwingi. Halafu, pia katika utamaduni wa ujamaa wa Uswizi, aliosha apron na maji na kuitundika juu ya jiko kukauka. Kwa muda gani au fupi ilining'inia hapo, historia iko kimya, lakini kwamba baada ya kukausha apron ilitoweka ghafla, inajulikana kwa hakika. Kwa kuongezea, hakutoweka kimya kimya, kwa Kiingereza, lakini kwa sauti kubwa, mtu anaweza hata kusema uchawi: kwa mwangaza na makofi makubwa ya mlipuko. Lakini hii ndio ilimvutia Schönbein: mlipuko huo ulitokea bila moshi hata kidogo!
Na ingawa Schönbein hakuwa wa kwanza kugundua nitrocellulose, ndiye ambaye alikuwa amepangwa kutoa hitimisho juu ya umuhimu wa ugunduzi. Wakati huo, poda nyeusi ilitumiwa katika silaha, masizi ambayo yalichafua bunduki ambazo kwa vipindi kati ya risasi zililazimika kusafishwa, na baada ya volleys ya kwanza pazia la moshi likaibuka kwamba walipaswa kupigana karibu kwa upofu. Bila kusema, pumzi za moshi mweusi zilionyesha kabisa eneo la betri. Kitu pekee kilichoangaza maisha ni utambuzi kwamba adui alikuwa katika hali ile ile. Kwa hivyo, jeshi lilijibu kwa shauku kwa kilipuzi, ambacho hutoa moshi kidogo, na zaidi ya hayo, pia ni nguvu zaidi kuliko poda nyeusi.
Nitrocellulose, bila mapungufu ya unga mweusi, ilifanya iwezekane kuanzisha uzalishaji wa unga usiokuwa na moshi. Na, katika mila ya wakati huo, waliamua kuitumia kama propellant na kama mlipuko. Mnamo mwaka wa 1885, baada ya kazi nyingi za majaribio, mhandisi wa Ufaransa Paul Viel alipokea na kujaribu kilo kadhaa za poda iliyosababishwa ya pyroxylin, iitwayo baruti "B" - poda ya kwanza isiyo na moshi. Uchunguzi umethibitisha faida za propellant mpya.
Walakini, haikuwa rahisi kuanzisha utengenezaji wa idadi kubwa ya nitrocellulose kwa mahitaji ya jeshi. Nitrocellulose haikuwa na subira sana kusubiri vita na viwanda, kama sheria, iliruka hewani kwa kawaida, kama kushindana na uzalishaji wa nitroglycerini. Ukuzaji wa teknolojia ya uzalishaji wa viwandani wa pyroxylin ilibidi kushinda vizuizi kama hakuna mlipuko mwingine wowote. Ilichukua robo nzima ya karne kutekeleza kazi kadhaa na watafiti kutoka nchi tofauti hadi kilipuzi hiki cha asili kilipofaa kutumiwa na hadi njia na njia nyingi zilipopatikana ambazo kwa namna fulani zimehakikishwa dhidi ya mlipuko wakati wa uhifadhi wa bidhaa kwa muda mrefu. Maneno "kwa njia yoyote" sio kifaa cha fasihi, lakini ni dhihirisho la ugumu ambao wataalam wa dawa na teknolojia wamekutana nao katika kufafanua vigezo vya utulivu. Hakukuwa na uamuzi thabiti juu ya njia za kuamua vigezo vya utulivu, na kwa upanuzi zaidi wa wigo wa utumiaji wa mlipuko huu, milipuko ya mara kwa mara ilifunua sifa zaidi na za kushangaza katika tabia ya ether hii ngumu ya kipekee. Ilikuwa hadi 1891 kwamba James Dewar na Frederick Abel waliweza kupata teknolojia salama.
Uzalishaji wa pyroxylin inahitaji idadi kubwa ya vifaa vya msaidizi na mchakato mrefu wa kiteknolojia, ambayo shughuli zote lazima zifanyike kwa usawa na kwa usawa.
Bidhaa ya awali ya uzalishaji wa pyroxylin ni selulosi, mwakilishi bora wa ambayo ni pamba. Selulosi safi ya asili ni polima iliyo na mabaki ya sukari, ambayo ni jamaa wa karibu wa wanga: (C6H10O5) n. Kwa kuongezea, taka kutoka kwa vinu vya karatasi vinaweza kutoa malighafi bora.
Uboreshaji wa nyuzi ulifanywa kwa kiwango cha viwandani nyuma katika miaka ya 60 ya karne ya 19 na ilifanywa katika sufuria za kauri na kuzunguka zaidi kwa centrifuges. Walakini, mwishoni mwa karne, njia hii ya zamani ilibadilishwa na teknolojia ya Amerika, ingawa wakati wa WWI ilihuishwa kwa sababu ya gharama yake ya chini na unyenyekevu (haswa, uhalisi).
Pamba iliyosafishwa imepakiwa kwenye nitrator, mchanganyiko wa nitrati (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, maji - 7%) imeongezwa kulingana na kilo 15 ya nyuzi 900 kg ya mchanganyiko, ambayo inatoa mavuno ya kilo 25 ya pyroxylin.
Nitrator zimeunganishwa kwenye betri, zenye mitambo nne na centrifuge moja. Nitrator zinajazwa na muda (takriban dakika 40) sawa na wakati wa uchimbaji, ambao unahakikisha kuendelea kwa mchakato.
Pyroxylin ni mchanganyiko wa bidhaa zilizo na viwango tofauti vya nitrati ya selulosi. Pyroxylin, iliyopatikana kwa kutumia asidi ya fosforasi badala ya asidi ya sulfuriki, ni thabiti sana, lakini teknolojia hii haikuchukua mizizi kwa sababu ya gharama kubwa na tija ndogo.
Pyroxylin iliyobanwa ina mali ya kujiwasha na inahitaji kuloweshwa. Maji yanayotumiwa kuosha na kuleta utulivu pyroxylin hayapaswi kuwa na mawakala wa alkali, kwani bidhaa za uharibifu wa alkali ni vichocheo vya autoignition. Kukausha kwa mwisho kwa unyevu unaohitajika kunapatikana kwa kusukutua na pombe kabisa.
Lakini nitrocellulose iliyonyunyizwa pia haina shida kutoka kwa shida: inaathiriwa na uchafuzi wa vijidudu ambavyo husababisha ukungu. Ilinde kwa kutia uso. Bidhaa iliyokamilishwa ilikuwa na sifa zifuatazo:
1. Usikivu wa pyroxylin hutegemea sana unyevu. Kavu (3 - 5% ya unyevu) huwaka kwa urahisi kutoka kwa moto wazi au kugusa kwa chuma moto, kuchimba visima, msuguano. Inalipuka wakati mzigo wa kilo 2 unashuka kutoka urefu wa cm 10. Wakati unyevu unapoongezeka, unyeti hupungua na kwa maji 50%, uwezo wa kufutwa hupotea.
2. Nishati ya mabadiliko ya kulipuka - 4200 MJ / kg.
3. Kasi ya kupasuka: 6300 m / s.
4. Ubunifu: 18 mm.
5. Mlipuko wa juu: mita za ujazo 240. sentimita.
Na bado, licha ya mapungufu, pyroxylin yenye kemikali zaidi inafaa kijeshi zaidi ya nitroglycerin na baruti, unyeti wake unaweza kubadilishwa kwa kubadilisha kiwango cha unyevu. Kwa hivyo, pyroxylin iliyobuniwa ilianza kupata matumizi anuwai ya kuandaa vichwa vya migodi na makombora, lakini baada ya muda, bidhaa hii isiyo na kifani ilibadilishwa kutoka kwa nitrojeni za hydrocarbon zenye kunukia. Nitrocellulose ilibaki kama mlipuko wa propellant, lakini kama mlipuko wa mlipuko umepungua milele katika siku za nyuma [9].
Puli ya jeli na nitroglycerini yenye nguvu
"Poda nyeusi … inawakilisha matengenezo yote ya uboreshaji zaidi - kupitia uchunguzi wa kisayansi wa matukio yasiyoonekana yanayotokea wakati wa mwako wake. Bunduki isiyo na moshi ni kiunga kipya kati ya nguvu ya nchi na maendeleo yao ya kisayansi. Kwa sababu hii, nikiwa mmoja wa mashujaa wa sayansi ya Urusi, kwa nguvu na miaka yangu inayopungua sithubutu kuchambua kazi za baruti isiyo na moshi …"
Msomaji, hata anajua kidogo historia ya kemia, labda tayari amekadiria ni maneno ya nani - mkemia mahiri wa Urusi D. I. Mendeleev.
Mendeleev alitumia bidii nyingi na umakini kwa porrocheliy kama uwanja wa maarifa ya kemikali katika miaka ya mwisho ya maisha yake - mnamo 1890-1897. Lakini, kama kawaida, awamu inayotumika ya maendeleo ilitanguliwa na kipindi cha tafakari, mkusanyiko na upangaji wa maarifa.
Yote ilianza na ukweli kwamba mnamo 1875 Alfred Nobel ambaye hakuchoka alifanya ugunduzi mwingine: suluhisho la plastiki na laini ya nitrocellulose katika nitroglycerin. Imefanikiwa pamoja fomu thabiti, wiani mkubwa, urahisi wa ukingo, nishati iliyojilimbikizia na kutokuwa na hisia kwa unyevu mwingi wa anga. Jelly, iliyochomwa kabisa ndani ya dioksidi kaboni, nitrojeni na maji, ilikuwa na dinitrocellulose 8% na 92% ya nitroglycerin.
Tofauti na fundi wa Nobel, D. I. Mendeleev aliendelea kutoka kwa njia ya kisayansi tu. Katika msingi wa utafiti wake, aliweka wazo dhahiri kabisa na lenye msingi wa kemikali: dutu inayohitajika wakati wa mwako inapaswa kutoa kiwango cha juu cha bidhaa za gesi kwa kila kitengo cha uzani. Kutoka kwa mtazamo wa kemikali, hii inamaanisha kuwa inapaswa kuwa na oksijeni ya kutosha katika kiwanja hiki kubadilisha kaboni kuwa oksidi ya gesi, hidrojeni ndani ya maji, na uwezo wa oksidi kutoa nishati kwa mchakato huu wote. Hesabu ya kina ilisababisha fomula ya muundo ufuatao: C30H38 (NO2) 12O25. Wakati wa kuchoma, unapaswa kupata zifuatazo:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
Sio kazi rahisi kutekeleza athari ya awali ya dutu ya muundo kama huo, hata kwa sasa, kwa hivyo, kwa mazoezi, mchanganyiko wa nitrocellulose ya 7-10% na nitoglycerini ya 90-93% ilitumika. Asilimia ya yaliyomo katika nitrojeni ni karibu 13, 7%, ambayo inazidi kidogo takwimu hii kwa pyrocollodia (12, 4%). Uendeshaji sio ngumu sana, hauitaji utumiaji wa vifaa ngumu (hufanywa katika awamu ya kioevu) na huendelea chini ya hali ya kawaida.
Mnamo 1888, Nobel alipokea hati miliki ya unga wa bunduki uliotengenezwa na nitroglycerin na colloxylin (nyuzi yenye nitrati ya chini), iliyoitwa kama bunduki isiyo na moshi ya pyroxylin. Utunzi huu haubadiliki hadi sasa chini ya majina anuwai ya kiufundi, maarufu zaidi ambayo ni cordite na ballistite. Tofauti kuu ni katika uwiano kati ya nitroglycerin na pyroxylin (katika cordite ni ya juu) [13].
Je! Mabomu haya yanahusianaje? Wacha tuangalie meza:
Jedwali 1.
BB …… Usikivu…. Nishati… Kasi …… Brisance… Mlipuko wa hali ya juu
……… (kg / cm /% ya milipuko)… mlipuko…
GN ……….2 / 4/100 ………… 5300 ……..6500 ………..15 - 18 …………………………………………
DNEG …… 2/10/100 ………..6900 ……… 7200 ……….16, 8 …………… 620 - 650
NK ……… 2/25/10 ………… 4200 ……… 6300 ………..18 ……………. 240
Tabia za mabomu yote ni sawa, lakini tofauti katika mali ya mwili iliamuru niches tofauti za matumizi yao.
Kama tulivyoona, nitroglycerini wala pyroxylin haikuwafurahisha jeshi na tabia yao. Sababu ya utulivu mdogo wa vitu hivi, inaonekana kwangu, iko juu ya uso. Misombo yote mawili (au tatu - kuhesabu na dinitroethilini glikoli) ni wawakilishi wa darasa la ether. Na kikundi cha ester sio mmoja wa viongozi katika upinzani wa kemikali. Badala yake, anaweza kupatikana kati ya watu wa nje. Kikundi cha nitro, kilicho na nitrojeni katika hali ya kushangaza ya oksidi ya + 5 kwa ajili yake, pia sio mfano wa utulivu. Upatanisho wa wakala huyu mwenye nguvu wa vioksidishaji na wakala mzuri wa kupunguza kama kikundi cha alkoholi ya alkoholi inaongoza kwa athari kadhaa mbaya, mbaya zaidi ambayo ni kutokuwa na nguvu katika matumizi.
Kwa nini wakemia na wanajeshi walitumia wakati mwingi kujaribu kwao? Kama inavyoonekana, wengi na wengi wameshinda. Jeshi - nguvu kubwa na upatikanaji wa malighafi, ambayo iliongeza ufanisi wa kupambana na jeshi na kuifanya isiwe na wasiwasi kwa utoaji wakati wa vita. Wataalamu wa teknolojia - hali ndogo ya usanisi (hakuna haja ya kutumia joto la juu na shinikizo iliyoinuliwa) na urahisi wa kiteknolojia (licha ya michakato mingi, athari zote zinaendelea kwa ujazo mmoja na bila hitaji la kutenga bidhaa za kati).
Mavuno halisi ya bidhaa pia yalikuwa ya juu sana (Jedwali 2), ambayo haikusababisha hitaji la haraka la kutafuta vyanzo vya asidi ya nitriki ya bei rahisi (suala na asidi ya sulfuriki ilitatuliwa mapema zaidi).
Jedwali 2.
BB …… Matumizi ya vitendanishi kwa kilo 1….. Idadi ya hatua…. Idadi ya bidhaa zinazotolewa
……… asidi ya nitriki.. Sidi ya sulfuriki
GN …….10 ……………. 23 ……………..3 …………………… 1
DNEG….16, 5 …………..16, 5 …………… 2 …………………… 1
NK ……..8, 5 …………… 25 ……………..3 …………………… 1
Hali hiyo ilibadilika sana wakati mwili mpya wa shetani wa vilipuzi ulipotokea: trinitrophenol na trinitrotoluene.
(Itaendelea)
