Ruuti on useista komponenteista koostuva ponneaineräjähde, joka pystyy palamaan ilman happea ulkopuolelta, vapauttaen suuren määrän lämpöenergiaa ja kaasumaisia ​​aineita, jota käytetään ammusten heittoon, rakettien kuljettamiseen ja muihin tarkoituksiin.

Ruudin keksintö

Nykyajan tavanomaisen viisauden mukaan ruuti keksittiin keskiajalla Kiinassa kiinalaisten alkemistien kokeiden seurauksena, jotka etsivät kuolemattomuuden eliksiiriä ja törmäsivät vahingossa ruutiin.

Ruudin keksiminen johti ilotulitteiden käyttöönottoon Kiinassa ja ruudin käyttöön sotilaallisiin tarkoituksiin liekinheittimien, rakettien, pommien, primitiivisten kranaattien ja miinojen muodossa.

Kiinalaiset käyttivät pitkään ruutia syttyvien ammusten valmistukseen, joita he kutsuivat nimellä "ho pao", joka tarkoittaa kiinaksi "tulipalloa". Erityinen heittokone heitti tämän syttyneen ammuksen, joka räjähti ilmaan ja sirotti palavia hiukkasia ympärilleen ja sytytti tuleen kaiken ympärillä.

Hieman myöhemmin Kiinasta ruudin valmistuksen salaisuus tuli Intian kautta arabeille, jotka paransivat sen valmistustekniikkaa ja jo Egyptin mamelukit alkoivat käyttää ruutia aseissaan jatkuvasti.

Ruudin tulo Euroopassa

Ruudin ensimmäinen esiintyminen Euroopassa liittyy Bysantin kreikkalaisen Markuksen nimeen, joka kuvaili ruudin koostumusta käsikirjoituksessaan, tämä tapahtui noin 1220. Englantilainen tiedemies Roger Bacon vuonna 1242 mainitsi tieteellisessä tutkielmassaan ensimmäisenä ruudin Euroopassa.

Toissijainen ruudin keksintö Euroopassa liittyy munkkialkemistin Berthold Schwartzin nimeen, joka kokeitaan suorittaessaan sai vahingossa salpeterin, hiilen ja rikin seoksen, alkoi jauhaa sitä huhmaressaan, seos sytytettiin sen päälle vahingossa pudonnut kipinä. Ensimmäisen tykistöaseen luomisen idea on Berthold Schwarz. Vaikka se voi olla vain legenda.

Vuonna 1346 Crécyn taistelussa britit käyttivät valettua pronssista kanuunaa ampuessaan lentopalloja ranskalaisia ​​vastaan. Tykkiin laitettiin ruutipanos, sytytin vedettiin ulos, tykkiin laitettiin ydin, joka oli tavallinen kivi tai se voi olla lyijyä tai rautaa. Sulake sytytettiin tuleen, aseen sisällä ollut ruuti syttyi, jauhekaasut heittivät ytimen ulos. Ruudin ilmestyminen ja taistelukäyttö Euroopassa muuttivat radikaalisti sodankäynnin luonnetta.

Vuonna 1884 keksittiin ensimmäinen savuton jauhe, se oli pyroksyliinijauhe, sen hankki ensin ranskalainen tiedemies P. Viel. Neljä vuotta myöhemmin, vuonna 1888 Ruotsissa, Alfred Nobel keksi ballistisen ruudin, cordiittiruudin hankkivat ensimmäisen kerran Yhdistyneessä kuningaskunnassa Frederick Abel ja James Dewar vuonna 1889.

Venäläiset tiedemiehet osallistuivat myös uuden ruudin kehittämiseen, kuuluisa venäläinen kemisti Dmitri Ivanovitš Mendelejev loi pyrokolodisen ruudin vuosina 1887-1891.

Ruudin kehitystyö on edelleen kesken, uusia reseptejä ruudin valmistukseen luodaan ja niiden pääominaisuuksien parantaminen on käynnissä.

Ruuti Venäjällä

Ruuti ilmestyi ensimmäisen kerran Venäjällä vuonna 1389. 1400-luvulla Venäjälle ilmestyivät ensimmäiset ruutitehtaat.

Ruutiliiketoiminnan suuri kehitys tapahtui Pietari I:n hallituskaudella, joka kiinnitti suurta huomiota sotilasasioiden ja teollisuuden kehittämiseen, hänen alaisuudessaan rakennettiin kolme suurta ruutitehdasta Pietariin, Sestroretskiin ja Okhtaan.

Venäläiset tutkijat Mihail Jurjevitš Lomonosov ja Dmitri Ivanovitš Mendelejev suorittivat kokeensa uusien ruudin tutkimiseksi ja luomiseksi.

Ruutin tyypit

Kaikki ruuti on jaettu kahteen suureen ryhmään:

• sekoitettu ruuti, mukaan lukien savuinen, tai musta jauhe, alumiinijauhetta
• nitroselluloosa ( savuton jauhe), Nämä sisältävät pyroksiliinijauhe, ballistinen jauhe, cordiitti jauhe

musta jauhe

Koko ruudin historia alkoi juuri mustan jauheen luomisesta, kaikki muu ruuti luotiin paljon myöhemmin.

Savu (musta) jauhe on seos murskattuja hiilen, rikin ja salpeterin hiukkasia, jotka on sekoitettu tietyissä suhteissa. Jokainen mustan jauheen komponenteista suorittaa tehtävänsä. Kun se kuumennetaan 250 asteen lämpötilaan, rikki syttyy ensin, mikä sytyttää salpeterin. Noin 300 asteen lämpötilassa salpiteri alkaa vapauttaa happea, minkä seurauksena palamisprosessi tapahtuu. Ruudissa oleva kivihiili on polttoaine, joka palamisen seurauksena tuottaa suuren määrän kaasuja, jotka luovat laukaukseen tarvittavan valtavan paineen.

Savujauheen rakenne on rakeinen ja raekoolla on suuri vaikutus jauheen ominaisuuksiin, palamisnopeuteen ja sen syntyvään paineeseen.

Mustan jauheen tuotannossa se käy läpi viisi vaihetta:

• Komponenttien (nitraatti, hiili ja rikki) jauhaminen jauheeksi
• Sekoitus
• Puristaminen levyihin
• Murskaa rakeiksi
• Kiillotus

Savujauheen laatu ja sen palamisen tehokkuus riippuu:

• jauhatuskomponenttien hienous
• sekoituksen täydellisyys
• jyvien muoto ja koko

Mustan jauheen raekoon mukaan se tapahtuu:

• suuri (0,8 - 1,25 mm);
• keskikokoinen (0,6 - 0,75 mm);
• pieni (0,4 - 0,6 mm);
• hyvin pieni (0,25 - 0,4 mm).

Savujauhetta ei käytetä vain metsästykseen, vaan myös muihin tarkoituksiin:

• johto (paloa johtaville johtoille)
• kivääri (käytetään savuttomien ruutipanosten sytyttimenä)
• karkeaa mustaa jauhetta (sytyttimille)
• hitaasti palava musta jauhe (vahvistimille ja moderaattoreille putkissa ja sulakkeissa)
• kaivos (räjäytystyötä varten)
• metsästys
• Urheilu

Pitkien kokeiden tuloksena kehitettiin optimaalinen mustan jauheen koostumus metsästykseen:

• 76% kaliumnitraattia
• 15 % hiiltä
• 9% rikkiä

Metsästäjän on tärkeää määrittää oikein mustan jauheen laatu ja kunto, jota hän käyttää patruunoiden varustamiseen.

• Savujauheen värin tulee olla musta tai hieman ruskea, ilman vieraita sävyjä.
• Savujauheen rakeilla ei saa olla valkeahtavaa sävyä.
• Murskattaessa mustan jauheen jyvää sormien välissä, sen ei pitäisi murentua, vaan hajota erillisiksi hiukkasiksi
• Kaadettaessa musta jauhe ei saa muodostaa kokkareita tai jättää pölyä

Jos musta ruuti ei täytä näitä kriteerejä, sen käyttö patruunoiden lataamisessa voi olla vaarallista metsästäjälle itselleen, tällainen ruuti voi aiheuttaa aseen piipun räjähtämisen.

Mustan jauheen edut

Mustan jauheen haitat

• Savujauhe on erittäin hygroskooppista, yli 2 %:n kosteuspitoisuudellaan se syttyy erittäin huonosti. Siksi on erittäin tärkeää säilyttää se oikeissa olosuhteissa.
• Tynnyreiden korkea korroosio, mustan jauheen palamisen aikana muodostuu rikki- ja rikkihappoja, jotka aiheuttavat tynnyrien voimakasta korroosiota.
• Paksua savua ammuttaessa, mikä usein vaikeuttaa toisen laukauksen ampumista.
• Savujauhetta ei voida käyttää puoliautomaattisissa aseissa.
• Vaarallinen käsitellä. Savujauheella on alhainen syttymislämpötila, se syttyy helposti ja voi olla vaarallista etenkin poltettaessa suurta massaa, koska tapahtuu voimakas räjähdys.
• Teholtaan se on noin kolme kertaa savutonta jauhetta huonompi, antaa pienen laukauksen lentonopeuden, riittävän voimakkaalla rekyylillä ja kovalla laukauksella.

alumiinijauhetta

Alumiinijauhetta ei käytetä metsästyksessä tai ammunnassa, sitä käytetään pyrotekniikassa. Koostuu kolmesta komponentista: suola, alumiini ja rikki. Alumiinijauheella on korkea lämpötila ja palamisnopeus, samalla kun se lähettää suuren määrän valoa. Sitä käytetään räjähdysainekoostumuksissa ja koostumuksissa, jotka tuottavat salaman. Alumiinijauhe ei käytännössä pelkää kosteutta, ei muodosta kokkareita.

Savuton jauhe

Savuton jauhe keksittiin paljon myöhemmin kuin musta jauhe. Tällä hetkellä se on lähes kokonaan korvannut mustan jauheen sen käytöstä metsästyksessä.

Savuton jauhe eroaa hyvin koostumukseltaan, ominaisuuksiltaan ja perusominaisuuksiltaan savuisesta jauheesta ja sillä on omat etunsa ja haittansa.

Koostumuksensa mukaan savuttomat jauheet ovat:

• yksiemäksinen (pääkomponentti on nitroselluloosa)
• kaksiemäksinen (pääkomponentit: nitroselluloosa ja nitroglyseriini)
• kolmiemäksinen (pääkomponentit: nitroselluloosa, nitroglyseriini ja nitroguanidiini)

Pääkomponenttien lisäksi savuttomien jauheiden koostumus sisältää stabilisaattoreita, ballistisia modifioijia, pehmittimiä, sideaineita, kuparinpoistoaineita, liekinsammuttimia, tynnyrin kulumista vähentäviä lisäaineita, palamiskatalyyttejä ja grafiittia. Juuri nämä lisäaineet luovat halutun ruudin laadun.

Nitroselluloosa hajoaa ajan myötä, varsinkin varastoitaessa suuria määriä ruutia tai varastoitaessa ruutia yli 25 asteen lämpötilassa, hajoamisen aikana syntyy lämpöä, joka voi johtaa ruudin itsestään syttymiseen. Yksiemäksiset nitroselluloosajauheet ovat erityisen herkkiä hajoamiselle. Tämän ilmiön estämiseksi ruutiin lisätään stabilointiaineita, joista pääasiallinen on difenyyliamiini. Stabilisaattoreita lisätään pieniä määriä, luokkaa 0,5-2 % ruudin kokonaismassasta, kun taas suuret määrät voivat huonontaa ruudin ballistista suorituskykyä.

Palonestoaineita on lisätty vähentämään laukauksen aiheuttamaa salamaa, mikä paljastaa ampujan ja sokeuttaa hänet ammuttaessa.

Katalyyttejä lisätään ruudin palamisnopeuden lisäämiseksi.

Savuttoman jauheen koostumukseen lisätään grafiittia, jotta jauherakeet eivät tartu yhteen eivätkä estä jauheen itsestään syttymistä staattisen sähkön purkauksista.

Yksi- ja kaksiemäksiset savuttomat jauheet muodostavat suurimman osan nykypäivän metsästyksessä käytettävästä ruudista. Ne ovat niin yleisiä, että kun he sanovat "ruuti", ne tarkoittavat savutonta jauhetta.

Savuttoman jauheen ominaisuudet riippuvat suuresti sen rakeiden koosta ja muodosta. Rakeiden pinta vaikuttaa niiden muodon muutokseen ja ruudin palamisnopeuteen. Muuttamalla rakeiden muotoa voit muuttaa ruudin painetta ja palamisnopeutta.

Nopeasti palavat jauheet antavat vastaavasti enemmän painetta, antavat suuremman luodin tai laukauksen nopeuden, mutta antavat samalla korkeamman lämpötilan, mikä lisää aseen piipun kulumista.

Savuttoman jauheen väri voi olla keltaisesta mustaan ​​kaikissa mahdollisissa sävyissä.

Savuttoman jauheen edut

• Sillä on alhainen hygroskooppisuus, se ei ime kosteutta ilmasta eikä muuta sen ominaisuuksia, jos savuton jauhe on kostea, se voidaan kuivata, kuivauksen jälkeen se palauttaa ominaisuudet kokonaan
• Tehokkaampi kuin musta jauhe
• Antaa vähemmän palamistuotteita, tukkii piipun vähemmän, voidaan käyttää puoliautomaattisissa aseissa.
• Antaa vähemmän savua ja hiljaisemman laukausäänen

Savuttoman jauheen haitat

• Korkeamman palamislämpötilan ansiosta se kuluttaa enemmän aseen piipua
• Vaatii oikeat säilytysolosuhteet, jos näitä ehtoja ei noudateta, se muuttaa ominaisuuksiaan
• Lyhyempi säilyvyys kuin musta jauhe
• Kestää vähemmän lämpötilan vaihteluita kuin musta jauhe

Kuinka valita ruuti

Savuttomia ja savuttomia jauheita verrattaessa valinta osuu savuttomaan jauheeseen. Savuton ruuti on kaikissa ominaisuuksissaan ja ominaisuuksiltaan huomattavasti parempi kuin savuinen ruuti.

Suunnitelma:

Johdanto

• 1 Ruudin historia
• 2 ruutityyppiä
  • 2.1 Sekapolttoaineet
    • 2.1.1 Musta jauhe
  • 2.2 Nitroselluloosa jauhe
    • 2.2.1 Pyroksyliini
    • 2.2.2 Ballistinen
    • 2.2.3 Kordiitit
    • 2.2.4 kiinteää ponneainetta
• 3 Ruudin poltto ja sen säätely
• 4 Ruudin ominaisuudet
Kirjallisuus

Johdanto

Savuton nitroselluloosajauhe N110

Savuton jauhepatruuna

Jauhe- monikomponenttinen kiinteä aine, joka pystyy palamaan säännöllisesti rinnakkaisissa kerroksissa ilman hapen pääsyä ulkopuolelta vapauttaen suuren määrän lämpöenergiaa ja kaasumaisia ​​tuotteita, joita käytetään ammusten heittoon, rakettien liikkeelle ja muihin tarkoituksiin. Ruuti kuuluu ajoräjähteiden luokkaan.

1. Ruudin historia

Räjähteiden ensimmäinen edustaja oli musta jauhe- kaliumnitraatin, hiilen ja rikin mekaaninen seos, yleensä suhteessa 15:3:2. On vahva mielipide, että tällaiset yhdisteet ilmestyivät antiikin aikana ja niitä käytettiin pääasiassa sytyttävinä ja tuhoavina keinoina. Tästä ei kuitenkaan ole löydetty aineellista tai luotettavia asiakirjoja. Luonnossa salpeterikerrostumat ovat harvinaisia, eikä kaliumnitraattia, jota tarvitaan riittävän stabiilien koostumusten valmistukseen, esiinny ollenkaan.

Kiinassa ruudin resepti ilmestyi vuonna 1044, mutta on mahdollista, että ruuti oli olemassa aikaisemmin; Jotkut uskovat, että ruudin keksijä tai keksinnön edelläkävijä oli Wei Boyang 2. vuosisadalla. Katso keskiaikaisten kiinalaisten väitetystä ruudin keksimisestä kohdasta Neljä suurta keksintöä.

Kaliumnitraatin tuotanto vaatii kehittyneitä teknologisia menetelmiä, jotka ilmestyivät vasta kemian kehityksen myötä 1400-1500-luvuilla. Pitkälle kehittyneen ominaispinta-alan omaavien hiilimateriaalien, kuten puuhiilen, tuotanto vaatii myös kehittynyttä teknologiaa, joka ilmaantui vasta rautametallurgian kehittyessä. Todennäköisintä on erilaisten luonnollisten nitraattipitoisten seosten käyttö orgaanisen aineksen kanssa, joilla on pyroteknisille koostumuksille ominaisia ​​ominaisuuksia. Eräänä ruudin keksijänä pidetään munkki Berthold Schwartzia.

Mustan jauheen heittoominaisuus löydettiin paljon myöhemmin ja se toimi sysäyksenä ampuma-aseiden kehitykselle. Euroopassa (myös Venäjällä) se on tunnettu 1200-luvulta lähtien; 1800-luvun puoliväliin asti se oli ainoa voimakas räjähdysaine ja 1800-luvun loppuun asti - ponneaine.

Nitroselluloosajauheiden ja sitten yksittäisten voimakkaiden räjähteiden keksimisen myötä musta jauhe menetti merkityksensä suurelta osin.

Pyroksyliinijauheen hankki ensimmäisenä Ranskassa P. Viel vuonna 1884, ballistista jauhetta - Ruotsissa Alfred Nobel vuonna 1888, kordiittijauhetta - Isossa-Britanniassa 1800-luvun lopulla. Samoihin aikoihin (1887-91) Venäjällä Dmitri Mendelejev kehitti pyrokollodista ruutia ja ryhmä Okhtan ruutitehtaan insinöörejä kehitti pyroksyliiniruutia.

1900-luvun 30-luvulla luotiin ensimmäisen kerran Neuvostoliitossa ballistisia jauhepanoksia raketteille, joita joukot käyttivät menestyksekkäästi Suuren isänmaallisen sodan aikana (monilaukaisurakettijärjestelmät). Rakettimoottoreiden sekoitettuja ajoaineita kehitettiin 1940-luvun lopulla.

Ruutia kehitetään edelleen uusien formulaatioiden, erikoistarkoituksiin käytettävien ruutien luomisen ja niiden pääominaisuuksien parantamisen suuntaan.

2. Ruutityypit

Ruutia on kahta tyyppiä: sekoitettu (mukaan lukien savuinen) ja nitroselluloosa (savuton). Rakettimoottoreissa käytettyjä jauheita kutsutaan kiinteiksi ponneaineiksi. perusta nitroselluloosa ruuti on nitroselluloosaa ja pehmitintä. Pääkomponenttien lisäksi nämä ruutit sisältävät erilaisia ​​lisäaineita.

Ruuti on räjähdysaine. Sopivissa sytytysolosuhteissa ruuti kykenee räjähtämään samalla tavalla kuin voimakkaat räjähteet, minkä vuoksi mustaa jauhetta on käytetty pitkään voimakkaana räjähteenä. Pitkäaikaisessa varastoinnissa, joka on pidempi kuin tietylle jauheelle asetettu aika, tai kun sitä varastoidaan väärissä olosuhteissa, tapahtuu jauhekomponenttien kemiallista hajoamista ja muutoksia sen toimintaominaisuuksissa (palamistila, rakettilohkojen mekaaniset ominaisuudet jne.). Tällaisten jauheiden käyttö ja jopa varastointi on erittäin vaarallista ja voi aiheuttaa räjähdyksen.

2.1. Sekoitettu ruuti

2.1.1. musta jauhe

Jauhelaatikko ja kauha ruutia varten XVIII-XIX vuosisatoja.

Moderni savuinen Ruutia valmistetaan epäsäännöllisen muotoisena jyvänä. Ruudin valmistuksen perusta on rikin, kaliumnitraatin ja hiilen seos. Monissa maissa on omat suhteensa näiden komponenttien sekoittamiseen, mutta ne eivät eroa paljon, Venäjällä käytetään seuraavaa koostumusta: 75% KNO 3 (kaliumnitraatti) 15% C (hiili) ja 10% S (rikki). Hapettimen rooli niissä suorittaa kaliumnitraatti (kaliumnitraatti), pääpolttoaine on kivihiili. Rikki on sementointiaine, joka vähentää ruudin hygroskooppisuutta ja helpottaa sen syttymistä. Mustan jauheen palamistehokkuus riippuu suurelta osin komponenttien jauhatuksen hienoudesta, sekoituksen täydellisyydestä ja rakeiden muodosta valmiissa muodossa.

Savujauheiden lajikkeet (% KNO 3, S, C:n koostumus):

• johto (sytytysnaruille) (77%, 12%, 11%);
• kivääri (sytyttimiin nitroselluloosajauheiden ja kiinteiden polttoaineiden panoksille sekä sytytys- ja sytytysammusten panoksille);
• karkearakeinen (sytyttimille);
• hitaasti palava (vahvistimille ja moderaattoreille putkissa ja sulakkeissa);
• kaivos (räjäytystyötä varten) (75 %, 10 %, 15 %);
• metsästys (76 %, 9 %, 15 %);
• Urheilu.

Savujauhe syttyy helposti liekeistä ja kipinöistä (leimahduspiste 300 °C), joten sitä on vaarallista käsitellä. Se varastoidaan hermeettisessä suljetussa tilassa erillään muun tyyppisestä ruudista. Hygroskooppinen, kosteuspitoisuus yli 2 % syttyvää. Mustan jauheen valmistusprosessi käsittää hienojakoisten komponenttien sekoittamisen ja tuloksena olevan jauhemassan käsittelyn tietyn kokoisten rakeiden saamiseksi. Tynnyrikorroosio mustalla jauheella on paljon voimakkaampaa kuin nitroselluloosajauheilla, koska rikki- ja rikkihapot ovat palamisen sivutuote. Tällä hetkellä ilotulituksissa käytetään mustaa jauhetta. Noin 1800-luvun loppuun asti sitä käytettiin ampuma-aseissa ja räjähtävissä ammuksissa.

2.2. Nitroselluloosa jauhe

Pehmittimen (liuottimen) koostumuksen ja tyypin mukaan nitroselluloosajauheet jaetaan: pyroksiliiniin, ballistiseen ja kordiittiin.

2.2.1. pyroksyliini

Osa pyroksyliini jauheet sisältävät yleensä 91-96 % pyroksyliiniä, 1,2-5 % haihtuvia aineita (alkoholi, eetteri ja vesi), 1,0-1,5 % stabilointiainetta (difenyyliamiini, senroliitti) varastoinninkestävyyden lisäämiseksi, 2-6 % flegmatisaattoria ulkopinnan palamisen hidastamiseksi. jauherakeita ja 0,2-0,3 % grafiittia lisäaineina. Tällaiset jauheet valmistetaan levyjen, nauhojen, renkaiden, putkien ja rakeiden muodossa, joissa on yksi tai useampi kanava; käytetään pienaseissa ja tykistössä. Pyroksyliinijauheiden tärkeimmät haitat ovat: kaasumaisten palamistuotteiden alhainen energia (verrattuna esimerkiksi ballistisiin jauheisiin), rakettimoottoreiden halkaisijaltaan suurien panosten saamisen teknologinen monimutkaisuus. Teknologisen syklin pääaika kuluu haihtuvien liuottimien poistamiseen jauhepuolivalmiista tuotteista. Käyttötarkoituksesta riippuen tavanomaisen pyroksyliinin lisäksi on olemassa erityisiä ruutia: paloa hidastavia, vähän hygroskooppisia, matalagradientteja (palamisnopeuden pienellä riippuvuudella latauslämpötilasta); alhainen eroosio (vähennetty erosiivinen vaikutus poraukseen); flegmatisoitunut (pieni pintakerrosten palamisnopeus); huokoinen ja muut. Pyroksyliinijauheiden tuotantoprosessiin kuuluu pyroksyliinin liuottaminen (pehmennys), tuloksena olevan jauhemassan puristaminen ja leikkaaminen, jotta jauheelementeille saadaan tietty muoto ja koko, liuotin poistetaan ja se koostuu useista peräkkäisistä toimenpiteistä.

2.2.2. ballistinen

perusta ballistinen Jauheet koostuvat nitroselluloosasta ja ei-irrotettavasta pehmittimestä, minkä vuoksi niitä kutsutaan joskus kaksiemäksisiksi. Käytetystä pehmittimestä riippuen niitä kutsutaan nitroglyseriiniksi, diglykoliksi jne. Ballististen jauheiden tavallinen koostumus: 40-60 % kolloksiliinia (nitroselluloosaa, jonka typpipitoisuus on alle 12,2 %) ja 30-55 % nitroglyseriiniä (nitroglyseriinijauheita) tai dietyleeniglykolidinitraatti (diglykoliruuti) tai niiden seokset. Lisäksi nämä jauheet sisältävät aromaattisia nitroyhdisteitä (esim. dinitrotolueenia) palamislämpötilan säätelyyn, stabilointiaineita (difenyyliamiini, centraliitti) sekä vaseliiniöljyä, kamferia ja muita lisäaineita. Myös hienojakoista metallia (alumiini-magnesiumseos) voidaan lisätä ballistisiin jauheisiin palamistuotteiden lämpötilan ja energian lisäämiseksi, tällaisia ​​​​jauheita kutsutaan metalloiduiksi. Ruutia valmistetaan putkien, tammi, lautasten, renkaiden ja nauhojen muodossa. Sovelluksen mukaan ballistiset jauheet jaetaan raketteihin (rakettimoottoreiden ja kaasugeneraattoreiden panokset), tykistöyn (tykistöpanokset) ja kranaatteihin (kranaatinheittimien ajopanoksiin). Verrattuna ballistisiin pyroksiliinijauheisiin ne ovat vähemmän hygroskooppisia, nopeampia valmistaa, pystyvät tuottamaan suuria panoksia (jopa 0,8 metriä halkaisijaltaan), korkean mekaanisen lujuuden ja joustavuuden pehmittimen käytön ansiosta. Ballististen jauheiden haittana pyroksyliinijauheisiin verrattuna on suuri vaara tuotannossa, koska niiden koostumuksessa on voimakasta räjähdysainetta - nitroglyseriiniä, joka on erittäin herkkä ulkoisille vaikutuksille, sekä kyvyttömyydestä saada halkaisijaltaan olevia varauksia. yli 0,8 m, toisin kuin synteettisiin polymeereihin perustuvat sekajauheet. Ballististen jauheiden valmistuksen teknologisessa prosessissa komponentit sekoitetaan lämpimään veteen, jotta ne jakautuvat tasaisesti, puristetaan vettä ja rullataan toistuvasti kuumilla teloilla. Tämä poistaa vettä ja pehmittää selluloosanitraattia, joka on sarven muotoisen rainan muotoinen. Seuraavaksi ruuti puristetaan ulos muotin läpi tai rullataan ohuiksi levyiksi ja leikataan.

2.2.3. Cordite

Cordite ruuti sisältää runsaasti typpeä sisältävää pyroksyliinia, irrotettavaa (alkoholi-eetteriseos, asetoni) ja ei-irrotettavaa (nitroglyseriini) pehmitintä. Tämä tuo näiden jauheiden tuotantoteknologian lähemmäksi pyroksyliinijauheiden tuotantoa. Etu cordites- suuri teho, mutta ne aiheuttavat tynnyrien korkeuden nousun palamistuotteiden korkeamman lämpötilan vuoksi.

2.2.4. kiinteää ponneainetta

Synteettisiin polymeereihin (kiinteisiin ponneaineisiin) perustuvat sekajauheet sisältävät noin 50-60 % hapetinta, yleensä ammoniumperkloraattia, 10-20 % pehmitettyä polymeerisideainetta, 10-20 % hienoa alumiinijauhetta ja erilaisia ​​lisäaineita. Tämä jauhevalmistuksen suunta ilmestyi ensimmäisen kerran Saksassa 1900-luvun 30-40-luvulla, sodan päätyttyä tällaisten polttoaineiden aktiivinen kehittäminen otettiin käyttöön Yhdysvalloissa ja 50-luvun alussa Neuvostoliitossa. Tärkeimmät edut ballistisiin jauheisiin nähden, jotka herättivät niihin paljon huomiota, olivat: tällaista polttoainetta käyttävien rakettimoottoreiden korkeampi ominaistyöntövoima, kyky luoda minkä tahansa muotoisia ja kokoisia varauksia, koostumusten suuri muodonmuutos ja mekaaniset ominaisuudet, kyky hallita palamisnopeutta laajalla alueella. Nämä edut mahdollistivat strategisten ohjusten luomisen, joiden kantama on yli 10 000 km; ballististen jauheiden avulla S. P. Korolev onnistui yhdessä jauhevalmistajien kanssa luomaan ohjuksen, jonka kantama on enintään 2 000 km. Mutta sekoitetuilla kiinteillä ponneaineilla on merkittäviä haittoja verrattuna nitroselluloosajauheisiin: niiden erittäin korkeat valmistuskustannukset, panoksen tuotantosyklin kesto (jopa useita kuukausia), hävittämisen monimutkaisuus, ammoniumperkloraatin vapautuminen suolahapon ilmakehään. palamisen aikana.

3. Ruudin poltto ja sen säätely

Palaminen rinnakkaisissa kerroksissa, joka ei muutu räjähdykseksi, määräytyy lämmön siirtymällä kerroksesta kerrokseen, ja se saavutetaan valmistamalla riittävän monoliittisia jauheelementtejä, joissa ei ole halkeamia. Ruudin palamisnopeus riippuu voimalain mukaan paineesta, kasvaen paineen kasvaessa, joten ruudin palamisnopeuteen ei pidä keskittyä ilmanpaineessa arvioiden sen ominaisuuksia. Ruudin palamisnopeuden säätely on erittäin vaikea tehtävä ja se ratkaistaan ​​käyttämällä erilaisia ​​polttokatalyyttejä ruudin koostumuksessa. Palaminen rinnakkaisissa kerroksissa antaa sinun hallita kaasun muodostumisnopeutta. Ruudin kaasunmuodostus riippuu panoksen pinnan koosta ja sen palamisnopeudesta.

Jauheelementtien pinnan koko määräytyy niiden muodon, geometristen mittojen mukaan ja voi kasvaa tai pienentyä palamisprosessin aikana. Tällaista palamista kutsutaan progressiivinen tai degressiivinen. Vakiokaasun muodostumisnopeuden tai sen muutoksen saavuttamiseksi tietyn lain mukaisesti yksittäiset panososat (esimerkiksi raketit) peitetään palamattomien materiaalien kerroksella ( varaus). Ruudien palamisnopeus riippuu niiden koostumuksesta, alkulämpötilasta ja paineesta.

4. Rudin ominaisuudet

Ruudin pääominaisuudet ovat: palamislämpö Q - 1 kilogramman ruutia täydellisen palamisen aikana vapautuva lämpömäärä; 1 kilogramman ruutia palaessa vapautuvien kaasumaisten tuotteiden tilavuus V (määritetään sen jälkeen, kun kaasut on saatettu normaaleihin olosuhteisiin); kaasun lämpötila T, joka määritetään ruudin palamisen aikana vakiotilavuuden olosuhteissa ja ilman lämpöhäviöitä; ruutiheys ρ; ruutivoima f - työ, jonka 1 kilogramma jauhekaasuja voisi tehdä, laajeneessaan kuumennettaessa T astetta normaalissa ilmanpaineessa.

Ruutin päätyyppien ominaisuudet

Kirjallisuus

• Mao Tso-ben Se keksittiin Kiinassa / Käännös kiinan kielestä ja muistiinpanoja A. Klyshko. - M .: Nuori vartija, 1959. - S. 35-45. -160 s. - 25 000 kappaletta.
• Neuvostoliiton sotilastietosanakirja, M., 1978.

ladata
Tämä tiivistelmä perustuu venäläisen Wikipedian artikkeliin. Synkronointi valmis 07/10/11 05:15:53
Luokat: , Jauhevalmistus , Tekniikan historia , Kasettien komponentit .
Teksti on saatavilla Creative Commons Attribution-ShareAlike -lisenssillä.

Savuttoman jauheen ympärillä

Mies elää etsinnässä.
Robert Walser

Se ei koske niitä ihmisiä, joiden kohtalo osoittautui liittyväksi ampuma-aseiden käyttöön, vaan niistä, jotka loivat ruudin ja etsivät uusia käyttöalueita.

Vanhin keksintö

Ensin on osoitettava kunnioitusta savuttoman jauheen edeltäjälle - sen savuiselle "veljelle". Musta jauhe (kutsutaan myös mustaksi jauheeksi) on huolellisesti sekoitettu seos kaliumnitraatista KNO 3 , puuhiiltä ja rikkiä. Ruudin tärkein etu on, että se voi palaa ilman ilmaa. Palavia aineita ovat hiili ja rikki, ja salpetteri toimittaa palamiseen tarvittavan hapen. Toinen ruudin tärkeä ominaisuus on, että se muodostaa palaessaan suuren määrän kaasuja. Kemiallinen yhtälö ruudin polttamiseen:

2KNO 3 + S + 3C \u003d K 2 S + 3CO 2 + N 2.

Ensimmäinen maininta reseptistä palavan salpeterin, rikin ja hiilen seoksen valmistamiseksi (saatu bambusahanpurusta) löytyy 1. vuosisadalla eaa. n. Tuohon aikaan ruutia käytettiin ilotulitteiden valmistukseen. Mustan jauheen laaja käyttö sotilaallisena räjähteenä alkoi Euroopassa 1200-luvun lopulla. Palavia komponentteja ruutia, hiiltä ja rikkiä oli helposti saatavilla. Salaatti oli kuitenkin niukka tuote, koska ainoa kaliumnitraatin KNO 3 lähde oli ns. kalium- tai intialainen suola. Euroopassa ei ollut luonnollisia kaliumnitraatin lähteitä, se tuotiin Intiasta ja sitä käytettiin vain ruudin valmistukseen. Koska ruutia vaadittiin enemmän ja enemmän joka vuosisata, eikä tuontisalpieria ollut tarpeeksi, mikä oli myös erittäin kallista, sen toinen lähde löydettiin - guano (espanjasta. guano). Nämä ovat luonnostaan ​​hajonneita lintujen ja lepakoiden jätöksiä, jotka ovat seos fosfori-, typpi- ja joidenkin orgaanisten happojen kalsium-, natrium- ja ammoniumsuoloja. Suurin vaikeus ruudin valmistuksessa tällaisista raaka-aineista oli, että guano ei sisällä kaliumia, vaan pääasiassa natriumnitraattia NaNO 3 . Siitä ei voida valmistaa ruutia, koska se houkuttelee kosteutta ja sellainen ruuti kosteutuu nopeasti. Natriumnitraatin muuttamiseksi kaliumnitraatiksi käytettiin yksinkertaista reaktiota:

NaNO 3 + KCl \u003d NaCl + KNO 3.

Jokainen näistä yhdisteistä liukenee veteen eivätkä saostu reaktioseoksesta, joten tuloksena oleva vesiliuos sisältää kaikki neljä yhdistettä. Erottaminen on kuitenkin mahdollista, jos yhdisteiden erilaisia ​​liukoisuuksia käytetään lämpötilan noustessa. NaCl:n liukoisuus veteen on alhainen ja lisäksi muuttuu hyvin vähän lämpötilan mukaan, ja KNO 3:n liukoisuus kiehuvaan veteen on lähes 20 kertaa suurempi kuin kylmässä vedessä. Siksi NaNO 3:n ja KCl:n kyllästetyt kuumat vesiliuokset sekoitetaan ja seos jäähdytetään, saostunut kiteinen sakka sisältää melko puhdasta KNO 3:a.

Kaikkia ongelmia ei kuitenkaan ole ratkaistu. Suurin osa guanon ainesosista liukenee veteen ja huuhtoutuu helposti pois sateen vaikutuksesta. Siksi Euroopassa guanon kertymiä voitiin löytää vain luolista, joissa lintu- tai lepakkoyhdyskunnat pesivät. Esimerkiksi Krimin juurelta löydettiin luolia, joissa oli guanokertymiä, mikä mahdollisti pienen ruutitehtaan perustamisen "luolaraaka-aineille" Sevastopolissa Englannin, Ranskan ja Venäjän sodan aikana 1854-1855.

Luonnollisesti kaikki Euroopan reservit olivat pieniä, ja niitä kehitettiin nopeasti. Valtavat guanovarannot Etelä-Amerikan Tyynenmeren rannikolla tulivat apuun. Miljoonat kalaa syövien lintujen - lokkien, merimetsojen, tiirien, albatrossien - siirtokuntia pesii kivisillä rannoilla Perun, Chilen ja offshore-saarten rannikolla (kuva 1). Koska tällä alueella ei ole juurikaan sadetta, guanoa kertyi rannikolle vuosisatojen ajan ja muodostui paikoin kymmeniä metrejä paksuja ja yli 100 km pitkiä kerrostumia. Guano ei ollut vain suolan lähde, vaan myös arvokas lannoite, jonka kysyntä kasvoi jatkuvasti. Tämän seurauksena vuonna 1856 Yhdysvallat jopa hyväksyi erityisen "Guanosaarten lain" (jota joskus kutsutaan "Guanolaiksi"). Tämän lain mukaan guansaaret katsottiin Yhdysvaltojen hallussa, mikä auttoi tällaisten saarten nopeutettua vangitsemista ja arvokkaiden resurssien lähteiden hallinnan luomista.

Guanon tarve saavutti sellaisen mittakaavan, että 1900-luvun alussa. sen vienti oli miljoonia tonneja, kaikki tutkitut varat alkoivat nopeasti ehtyä. Syntyi ongelma, jonka kemia on aina pystynyt ratkaisemaan, luotiin perustavanlaatuisesti erilainen ruuti, jonka valmistukseen salaattia ei tarvittu ollenkaan.

Kaikki alkoi polymeereistä

Ihmiskunta on kauan sitten oppinut käyttämään luonnonpolymeerejä (puuvilla, villa, silkki, eläinten nahat). Tuloksena olevien tuotteiden muodot - kankaiden tai nahkakerrosten valmistukseen käytettävät kuidut - riippuvat lähdemateriaalista. Muodon muuttamiseen perusteellisesti oli välttämätöntä muuttaa kemiallisesti lähdemateriaalia jollain tavalla. Se oli selluloosa, joka tasoitti tietä tällaisille muutoksille, jotka lopulta johtivat polymeerikemian luomiseen. Selluloosa koostuu puuvillasta, puusta, pellavalangoista, hamppukuiduista ja tietysti paperista, joka on valmistettu puusta.

Selluloosan polymeeriketju on koottu happisiltojen yhdistämistä sykleistä, ulkoisesti se muistuttaa helmiä (kuva 2).

Koska selluloosan koostumuksessa on monia hydroksyyli-HO-ryhmiä, juuri niitä alettiin altistaa erilaisille muunnoksille. Yksi ensimmäisistä onnistuneista reaktioista on nitraus, ts. NO 2 -nitroryhmien lisääminen typpihapon HNO 3:n vaikutuksesta selluloosaan (kuva 3).

Vapautuneen veden sitomiseksi ja siten prosessin nopeuttamiseksi reaktioseokseen lisätään väkevää rikkihappoa. Jos puuvillaa käsitellään määritellyllä seoksella ja pestään sitten happojäämistä ja kuivataan, se näyttää ulkoisesti täsmälleen samalta kuin alkuperäinen, mutta toisin kuin luonnollinen puuvilla, tällainen puuvilla liukenee helposti orgaanisiin liuottimiin, kuten esim. eetteri. Tämä ominaisuus käytettiin heti käyttöön, lakkoja alettiin valmistaa nitroselluloosasta - ne muodostavat upean kiiltävän pinnan, joka voidaan helposti kiillottaa (nitro-lakat). Nitro-lakkoja käytettiin pitkään autojen korien pinnoittamiseen, nyt ne on korvattu akryylilakoilla. Muuten, kynsilakka on myös valmistettu nitroselluloosasta.

Ei ole yhtä mielenkiintoista, että ensimmäinen muovi polymeerikemian historiassa valmistettiin nitroselluloosasta. 1870-luvulla nitroselluloosan ja kamferipehmittimen pohjalta luotiin ensin kestomuovi. Tällaiselle muoville annettiin tietty muoto korotetussa lämpötilassa ja paineen alaisena, ja kun aine jäähtyi, annettu muoto säilyi. Muovi sai nimensä selluloidi, siitä alettiin valmistaa ensimmäisiä valokuva- ja filmifilmejä, biljardipalloja (korvaamalla kalliin norsunluun) sekä erilaisia ​​taloustavaroita (kammat, lelut, peilien kehyksiä, laseja jne.). Selluloidin haittana oli, että se oli syttyvä ja palanut erittäin nopeasti, ja palamista oli lähes mahdotonta pysäyttää. Siksi selluloidi korvattiin vähitellen muilla, vähemmän syttyvillä polymeereillä. Samasta syystä nitroselluloosasta valmistettu tekosilkki hylättiin nopeasti.

Ennen suosittua selluloidia ei unohdeta nykyään. kuuluisa rockbändi Tequilajazz julkaisi albumin nimeltä Celluloid. Albumi sisältää joitain elokuville kirjoitettuja sävelmiä, ja sana "selluloidi" viittaa materiaaliin, josta elokuva on aiemmin tehty. Jos tekijät olisivat halunneet antaa albumille nykyaikaisemman nimen, niin sen olisi pitänyt antaa nimi "Cellulose Acetate", koska se on vähemmän syttyvä ja siksi korvasi selluloidin, ja ultramoderni nimi olisi "Polyesteri", joka alkaa kilpailla menestyksekkäästi selluloosa-asetaatin kanssa kalvon valmistuksessa.

On tuotteita, joissa selluloidia käytetään edelleen, se osoittautui välttämättömäksi pöytätennispallojen valmistuksessa; Kitaristien mukaan selluloidista valmistetut pickit (plektrumit) antavat parhaan soundin. Illusionistit käyttävät tästä materiaalista valmistettuja pieniä tikkuja näyttämään kirkkaita, nopeasti haihtuvia liekkejä.

Polymeerimateriaalien "uransa" keskeyttäneen nitroselluloosan palavuus avasi laajan tien aivan toiseen suuntaan.

Tulipalo ilman savua

Vielä 1840-luvulla. tutkijat huomasivat, että kun puuta, pahvia ja paperia käsiteltiin typpihapolla, muodostui nopeasti palavia materiaaleja, mutta menestynein menetelmä nitroselluloosan saamiseksi löydettiin sattumalta. Vuonna 1846 sveitsiläinen kemisti K. Schonbein kaatoi väkevää typpihappoa pöydälle työskennellessään ja poisti sen puuvillarätillä, jonka hän sitten ripusti kuivumaan. Kuivumisen jälkeen tuodun liekin kangas paloi välittömästi. Schonbein tutki tämän prosessin kemiaa yksityiskohtaisemmin. Hän päätti ensin lisätä väkevää rikkihappoa puuvillan nitraukseen. Nitroselluloosa palaa erittäin tehokkaasti. Jos laitat kämmenelle palan "nitrattua" vanua ja sytytät sen tuleen, vanu palaa niin nopeasti, että käsi ei tunne palamista (kuva 4).

Ranskalainen insinööri P. Viel pystyi valmistamaan ruutia tästä palavasta materiaalista vuonna 1884. Oli tarpeen luoda helposti prosessoitava koostumus, lisäksi vaadittiin, että se on säilytyksen aikana vakaa ja turvallinen käsitellä. Liuotettuaan nitroselluloosaa alkoholin ja eetterin seokseen Viel sai viskoosin massan, joka jauhamisen ja myöhemmän kuivauksen jälkeen antoi erinomaista ruutia. Teholtaan se oli paljon mustaa jauhetta parempi, eikä palaessaan erittänyt savua, joten sitä kutsuttiin savuttomaksi. Jälkimmäinen omaisuus osoittautui erittäin tärkeäksi vihollisuuksien suorittamisen kannalta. Savutonta jauhetta käytettäessä taistelukentät eivät olleet savupilvien peitossa, mikä mahdollisti tykistöjen suunnatun tulen. Puuttui myös laukauksen jälkeinen petollinen savuhuimaus, joka aiemmin antoi viholliselle ampujan sijainnin. XIX vuosisadan lopussa. kaikki kehittyneet maat alkoivat tuottaa savutonta jauhetta.

Legendat ja todellisuus

Jokainen kemiallinen tuote kulkee monimutkaisen polun laboratoriokokeista teolliseen tuotantoon. Oli tarpeen luoda erilaisia ​​ruutilaatuja, joista osa soveltui tykistöyn, osa kivääriammuntaan, ruudin tulee olla laadultaan vakaata, vakaata varastoinnin aikana ja sen valmistus on turvallista. Siksi useita menetelmiä ruudin valmistamiseksi ilmestyi kerralla.

D.I. Mendelejev oli merkittävässä roolissa ruudin tuotannon organisoinnissa Venäjällä. Vuonna 1890 hän teki matkan Saksaan ja Englantiin, jossa hän tutustui ruudin valmistukseen. On jopa legenda, että ennen tätä matkaa Mendelejev määritti savuttoman ruutikoostumuksen käyttämällä tietoja ruutitehtaalle viikoittain tuotujen raaka-aineiden määrästä. Voidaan olettaa, että näin korkealuokkaisen kemistin ei ollut vaikea ymmärtää saamansa tiedon perusteella prosessin yleistä kaavaa.

Palattuaan Pietarin matkalta hän alkoi tutkia yksityiskohtaisesti selluloosan nitrausta. Ennen Mendelejevia monet uskoivat, että mitä enemmän nitrattua selluloosaa oli, sitä suurempi oli sen räjähdysvoima. Mendelejev osoitti, että näin ei ole. Kävi ilmi, että on olemassa optimaalinen nitrausaste, jossa osa ruudin sisältämästä hiilestä hapettuu ei hiilidioksidiksi CO 2, vaan hiilimonoksidiksi CO. Seurauksena on, että ruudin massayksikköä kohden muodostuu suurin määrä kaasua, ts. ruudissa on suurin kaasunmuodostus.

Nitroselluloosan valmistuksen aikana se pestään perusteellisesti vedellä rikki- ja typpihapon jäämistä, minkä jälkeen se kuivataan kosteusjäämistä. Aikaisemmin tämä tehtiin lämpimällä ilmavirralla. Tällainen kuivausprosessi oli tehoton ja lisäksi räjähtävä. Mendelejev ehdotti märän massan kuivaamista pesemällä se alkoholilla, johon nitroselluloosa ei liukene. Vesi poistettiin turvallisesti. Tämä menetelmä otettiin myöhemmin käyttöön kaikkialla maailmassa, ja siitä tuli klassinen tekninen tekniikka savuttoman jauheen valmistuksessa.

Tuloksena Mendelejev onnistui luomaan kemiallisesti homogeenisen ja täysin turvallisen savuttoman jauheen. Hän kutsui ruutiaan pyrokollodium- paloliima Vuonna 1893 testattiin uutta ruutia ammuttaessa pitkän kantaman meriaseista, ja Mendelejev sai onnittelusähkeen kuuluisalta valtameritutkijalta ja merkittävältä laivaston komentajalta, vara-amiraali SO Makarovilta.

Valitettavasti pyrokolodisen ruudin tuotanto ei sen ilmeisistä eduista huolimatta parantunut Venäjällä. Syynä tähän oli tykistöosaston johtavien virkamiesten ihailu kaikkeen ulkomaiseen ja vastaavasti epäluottamus Venäjän kehitykseen. Tämän seurauksena Okhtan tehtaalla koko ruudin tuotanto oli kutsutun ranskalaisen asiantuntijan Messenin hallinnassa. Hän ei edes ottanut huomioon Mendelejevin mielipidettä, joka huomasi tuotannon puutteet ja hoiti liiketoimintaa tiukasti ohjeidensa mukaan. Mutta Mendelejevin pyrokolodinen ruuti otettiin käyttöön Amerikan armeijassa, ja sitä valmistettiin valtavia määriä Yhdysvaltain tehtailla ensimmäisen maailmansodan aikana. Lisäksi amerikkalaiset onnistuivat jopa ottamaan patentin pyrokolodisen ruudin tuotantoon viisi vuotta sen jälkeen, kun Mendeleev oli luonut sen, mutta tämä tosiasia ei innostunut Venäjän sotilasosastosta, joka uskoi lujasti ranskalaisen ruudin etuihin.

1900-luvun alkuun mennessä. useiden savuttomien jauheiden maailmanlaajuista tuotantoa aloitettiin. Niistä yleisimmät olivat Mendelejevin pyrokollodinen ruuti, lisäksi koostumukseltaan sitä lähellä oleva, mutta eri teknologialla ja lyhyemmällä säilyvyysajalla Vielin pyroksyliiniruuti (kuvattiin aiemmin) sekä jauheseos ns. cordiitti.Kordiitin valmistukseen liittyy epätavallinen tarina, josta keskustellaan myöhemmin.

Kemisti Presidentti

H. Weizmann (1874–1952)

1900-luvun alusta lähtien. Englannin sotateollisuus keskittyi kordiittiruutiin. Se sisältää nitroselluloosaa ja nitroglyseriiniä. Muovausvaiheessa käytettiin asetonia, joka lisäsi seoksen plastisuutta. Muotin jälkeen asetoni haihtui. Vaikeutena oli, että ensimmäisen maailmansodan alkaessa Englanti toi suurimman osan asetonista Yhdysvalloista meritse, mutta tuolloin saksalaiset sukellusveneet olivat jo täysin "vastuussa" merestä. Englannissa oli kiireellinen tarve tuottaa asetonia itse. Vähän tunnettu kemisti Chaim Weizmann tuli apuun, joka vähän ennen sitä oli muuttanut Englantiin Motolin kylästä (lähellä Pinskin kaupunkia Valko-Venäjällä).

Työskennellessään Manchesterin yliopiston kemian laitoksella hän julkaisi paperin, jossa kuvattiin hiilihydraattien entsymaattista hajoamista. Tämä tuotti asetonin, etanolin ja butanolin seosta. Britannian sotaministeriö kutsui Weizmannin katsomaan, voidaanko hänen löytämänsä prosessin avulla järjestää asetonin tuotanto sotilasteollisuudelle välttämättömässä määrin. Weizmannin mukaan tällainen tuotanto voitaisiin luoda, jos pienet tekniset ongelmat ratkeaisi. Asetonin erottamiseen yksinkertainen tislaus on varsin käyttökelpoinen läsnä olevien yhdisteiden kiehumispisteiden huomattavan eron vuoksi. Tuotannon organisoinnissa syntyi kuitenkin täysin erilainen vaikeus. Weizmann-prosessissa hiilihydraattien lähde oli vilja, mutta Englannin oma viljatuotanto kului kokonaan elintarviketeollisuudelle. Yhdysvalloista jouduttiin tuomaan lisää viljaa meritse, minkä seurauksena asetonin tuontia uhkaavat saksalaiset U-veneet uhkasivat myös viljan tuontia. Näytti siltä, ​​että ympyrä oli sulkeutunut, mutta silti ulospääsy tästä tilanteesta löytyi. Hevoskastanjat osoittautuivat hyväksi hiilihydraattien lähteeksi, jolla ei muuten ollut mitään ravintoarvoa. Tämän seurauksena Englannissa järjestettiin massakampanja hevoskastanjoiden keräämiseksi, johon osallistuivat kaikki maan koululaiset.

Lloyd George, joka oli Ison-Britannian pääministeri ensimmäisen maailmansodan aikana, ilmaisi kiitoksensa Weizmannille hänen pyrkimyksistään vahvistaa maan sotilaallista voimaa, esitteli hänet ulkoministeri David Balfourille. Balfour kysyi Weizmannilta, minkä palkinnon hän haluaisi saada. Weizmannin halu osoittautui täysin odottamattomaksi, hän ehdotti juutalaisen valtion perustamista Palestiinan alueelle - juutalaisten historialliseen kotimaahan, joka oli ollut Englannin hallinnassa tuolloin monta vuotta. Tämän seurauksena vuonna 1917 ilmestyi historiaan mennyt Balfourin julistus, jossa Englanti ehdotti alueen jakamista tulevalle juutalaisvaltiolle.

Tämä julistus täytti roolinsa, mutta ei heti, vaan vasta 31 vuoden kuluttua. Kun koko maailma sai tietää natsien julmuuksista toisen maailmansodan aikana, tarve luoda tällainen valtio tuli ilmeiseksi. Tämän seurauksena vuonna 1948 perustettiin Israelin valtio. Chaim Weizmannista tuli sen ensimmäinen presidentti henkilönä, joka ensimmäisenä ehdotti tätä ideaa maailmanyhteisölle. Israelin Rehovotin kaupungissa sijaitseva tutkimuslaitos kantaa nyt hänen nimeään. Ja kaikki alkoi savuttoman jauheen tuotannosta.

Vanhan "ammatin" paluu

Ruudin käyttö sotilasasioissa rajoittui pitkään kahteen tehtävään: ensimmäinen oli saada liikkeelle aseen piipussa oleva luoti tai ammus, toinen oli, että ammuksen päässä sijaitsevan taistelukärjen täytyi räjähtää osuessaan kohteeseen ja tuottaa tuhoisan vaikutuksen. Savuton ruuti mahdollisti uuden, unohdetun ruudin mahdollisuuden elvyttämisen uudelle tasolle, jota varten se itse asiassa luotiin muinaisessa Kiinassa - ilotulitteiden käynnistäminen. Vähitellen sotilasteollisuus keksi ajatuksen käyttää savutonta jauhetta ponneaineena, jolloin raketti voi liikkua suihkun työntövoiman vuoksi, joka syntyy, kun kaasuja suihkutetaan rakettisuuttimesta. Ensimmäiset tällaiset kokeet suoritettiin 1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla, ja savuttoman jauheen ilmestyminen toi nämä työt uudelle tasolle - rakettitekniikka syntyi. Aluksi luotiin jauhepanoksiin perustuvia kiinteää polttoainetta sisältäviä raketteja, pian ilmestyi nestemäisiä polttoaineita käyttäviä raketteja - hiilivetyjen seoksia hapettimien kanssa.

Ruudin koostumus oli tähän mennessä muuttunut jonkin verran: Venäjällä haihtuvien liuottimien sijasta alettiin käyttää TNT:tä. Uusi pyroksiliini-trotyyli ruuti(PTP) paloi täysin ilman savua, valtavan kaasunmuodostuksen kanssa ja melko vakaasti. Sitä alettiin käyttää painettujen tammien muodossa, joka muistutti jonkin verran jääkiekkokiekkoa. Mielenkiintoista on, että ensimmäiset tällaiset tammi tehtiin samoilla puristimilla, joita Mendelejev käytti intohimonsa aikana ruutia kohtaan.

Yksi ensimmäisistä epätavallisista panssarintorjuntaohjuksiin perustuvien kiinteän polttoaineen rakettien sovelluksista ehdotettiin 1930-luvulla. – käytä niitä lentokoneen vahvistimina. Maan päällä tämä mahdollisti lentokoneiden lähtöajon pituuden lyhentämisen rajusti, ja ilmassa se lisäsi lyhytaikaista jyrkkää lentonopeutta, kun oli tarpeen saada kiinni vihollista tai välttää hänen kohtaamistaan. Voidaan kuvitella ensimmäisten testaajien tuntemuksia, kun raivoisa tulen soihtu syttyi ohjaamon kyljessä.

Kotimaista rakettitiedettä 1930-luvulla. jota johtivat rakettitekniikan alan näkyvät henkilöt - I.T. Kleymenov, V.P. Glushko, G.E. Langemak ja S.P. Korolev (tuleva avaruusrakettien luoja), jotka työskentelivät erityisesti luodussa Reactive Research Institutessa (RNII) .

Juuri tässä instituutissa Glushkon ja Langemakin ideoiden pohjalta luotiin ensin projekti moninkertaisvarauksellisesta laitteistosta rakettien laukaisua varten, myöhemmin tämä asennus tuli tunnetuksi legendaarisella nimellä "Katyusha".

Näinä vuosina stalinististen sortotoimien vauhtipyörä oli jo saamassa vauhtia. Vuonna 1937 instituutin johtaja Kleimenov ja hänen sijaisensa Langemak pidätettiin ja ammuttiin valheellisella tuomitsemisella, ja vuonna 1938 Glushko (8 vuotta) ja Korolev (10 vuodeksi) pidätettiin ja tuomittiin. He kaikki kunnostettiin myöhemmin, Kleymenov ja Langemak postuumisti.

Näissä dramaattisissa tapahtumissa A.G. Kostikov, joka työskenteli instituutissa tavallisena insinöörinä, näytteli epämiellyttävän roolin. Hän johti asiantuntijalautakuntaa, joka teki päätöksen instituutin pääjohdon tuhotoiminnasta. Erinomaisia ​​asiantuntijoita pidätettiin ja tuomittiin kansan vihollisina. Tämän seurauksena Kostikov otti pääinsinöörin paikan, hänestä tuli sitten instituutin johtaja ja samalla uudentyyppisen aseen "tekijä". Tästä hänet palkittiin anteliaasti sodan alussa, huolimatta siitä, että hänellä ei ollut mitään tekemistä Katyushan luomisen kanssa.

Viranomaisten tunnustus Kostikovin ansioista uusien aseiden luomisessa sekä hänen pyrkimyksensä tunnistaa "kansan vihollisia" instituutissa eivät pelastaneet häntä sorrosta. Heinäkuussa 1942 hänen johtamansa instituutti sai puolustuskomitealta tehtävän: kehittää kahdeksassa kuukaudessa suihkumoottorilla varustettu hävittäjä-sieppaaja. Tehtävä oli erittäin vaikea, sitä ei ollut mahdollista suorittaa ajoissa (lentokone luotiin vasta kuusi kuukautta määritellyn ajanjakson päättymisen jälkeen). Helmikuussa 1943 Kostikov pidätettiin ja häntä syytettiin vakoilusta ja sabotaasista. Hänen tuleva kohtalonsa ei kuitenkaan ollut yhtä traaginen kuin niillä, joita hän itse syytti tuhoamisesta, vuotta myöhemmin hänet vapautettiin.

Palataksemme tarinaan Katyushoista (kuva 5), ​​muistamme, että uuden ohjusaseen tehokkuus osoitti heti sodan alussa. 14. heinäkuuta 1941 ensimmäinen viiden katyushan salvo kattoi saksalaisten joukkojen keskittymisen Orshan rautatieaseman alueelle. Sitten katyushat ilmestyivät Leningradin rintamalle. Suuren isänmaallisen sodan loppuun mennessä sen rintamilla toimi yli kymmenen tuhatta katyushaa ampuen noin 12 miljoonaa eri kaliiperista rakettia.

Rauhanomaiset ruudin ammatit

Mielenkiintoista on, että ruuti voi pelastaa ihmishenkiä paitsi siksi, että sitä käytetään ampuma-aseissa suojaamaan aggressiiviselta hyökkäykseltä, myös silloin, kun sitä käytetään melko rauhanomaisesti.

Autoteollisuuden intensiivinen kehitys on aiheuttanut useita ongelmia, erityisesti kuljettajan ja matkustajien turvallisuuden. Yleisimmin käytetyt turvavyöt, jotka suojaavat loukkaantumiselta auton äkillisen jarrutuksen aikana. Tällaiset vyöt eivät kuitenkaan voi estää päätä osumasta ohjauspyörään, kojelautaan tai tuulilasiin ja pään takaosaan vartalon terävän taaksepäinliikkeen aikana. Nykyaikaisin suojakeino on turvatyyny, se on tietyn muotoinen nylonpussi, joka täytetään oikeaan aikaan paineilmalla erikoispurkista (kuva 6).

Riisi. 6. Airbag testi mannekeenilla

Tyynyssä on pienet tuuletusaukot, joiden läpi kaasu poistuu hitaasti sen jälkeen kun se "puristaa" matkustajan. Pussin täyttö kaasulla tapahtuu 0,05 sekunnissa, mutta tämä aika ei silti riitä tapauksissa, joissa auto liikkuu yli nopeudella
120 km/h Savuton jauhe tuli apuun. Välittömästi polttamalla pieni jauhepanos mahdollistaa tyynyn täyttämisen palamistuotteista kymmenen kertaa paineilmaa nopeammin. Koska tyynyn täyttämisen jälkeen kaasut poistuvat hitaasti, ruutiin kehitettiin erityinen koostumus, joka ei poltettaessa muodosta haitallisia tuotteita, kuten typen oksidia ja hiilimonoksidia.

Savuton jauhe löysi toisen rauhanomaisen käyttötarkoituksen siellä, missä sitä vähiten voitiin odottaa - tulentorjuntaan. Pieni jauhepanos, joka sijoitetaan sammuttimeen, mahdollistaa sammutusseoksen "ampumisen" lähes välittömästi leviävän liekin suuntaan.

Älä myöskään unohda, että tähän asti vanha ruudin "ammatti" - ilotulitteiden laukaisu (kuva 7) - luo meille iloisen tunnelman lomalla.

Pyroksiliiniruuti mahdollisti onnistuneesti kaikkien tykistöjärjestelmien ampumisen ongelmat ensimmäisen maailmansodan loppuun asti. Kotimaisen tykistön edelleen kehittäminen vaati kiireellisesti balietiittijauheiden kehittämistä ja käyttöä.

Ballististen jauheiden pääkomponentit ovat vähätyppiset selluloosanitraatit (kolloksiliinit), vähän haihtuva liuotin - pehmitin, kemiallisen kestävyyden stabilointiaine ja erilaiset lisäaineet. Yhdysvalloissa ballistisissa jauheissa käytetään pyroksipliinejä, joiden typpipitoisuus on 13,15 % ja 13,25 %.

Nitroglyseriiniä ja nitrodiglykolia on käytetty laajalti haihtumattomana liuottimena ballististen jauheiden valmistuksessa.

Nitroglyseriini on glyseriinin käsittelyn tuote typpi- ja rikkihapon seoksella ja se on voimakas räjähdysaine, joka on erittäin herkkä ulkoisille vaikutuksille. Nitroglyseriini on normaaliolosuhteissa nestemäinen ja toimii hyvänä pehmittimenä vähätyppisille selluloosanitraateille. Ruudin valmistusprosessissa nitroglyseriiniä ei poisteta jauhemassasta ja se on yksi valmiin ruudin pääkomponenteista, mikä määrää suurelta osin sen fysikaalis-kemialliset ja ballistiset ominaisuudet.

Nitrodiglykoli on dietyleeniglykolin jalostuksen tuote typpi- ja rikkihapon seoksella. Dietyleeniglykolia saadaan synteettisesti eteenistä. Kuten nitroglyseriini, nitrodiglykoli on neste, jolla on hyvät pehmittävät ominaisuudet.

Toisen maailmansodan aikana Saksa alkoi käyttää nitrodiglykoliin perustuvaa ruutia, joka sisälsi jopa 30 % nitroguanidiinia, joka on valkoinen kiteinen aine, jolla on räjähtäviä ominaisuuksia. Tällaisia ​​ruutia kutsutaan guanidiiniksi tai gudoliksi.

Nitroguanidiinia sisältäviä jauheita käytetään Yhdysvalloissa ja niitä kutsutaan kolmiemäksisiksi jauheiksi, toisin kuin pyroksyliinijauheet, joita kutsutaan yksiemäksisiksi, ja nitroglyseriinijauheet, joita kutsutaan kaksiemäksisiksi. Ballististen jauheiden kemiallisen kestävyyden stabilointiaineena centraliitteja, valkoisia kiteisiä aineita on käytetty eniten. Valmis jauhe sisältää 1-5 % centraliittia. Ballististen jauheiden kosteuspitoisuus on yleensä enintään 1 %.

Jauheiden tarkoituksesta riippuen niiden koostumukseen lisätään erilaisia ​​​​lisäaineita. Palamislämpötilan alentamiseksi ruudin sytytysvaikutuksen vähentämiseksi sen koostumukseen lisätään ns. jäähdytyslisäaineita, joita käytetään dinitrotolueenina, dibutyyliftalaattina ja eräinä muina aineina. Dinitrotolueeni ja dibutyyliftalaatti ovat myös muita koloksiliinin pehmittimiä. Niiden pitoisuus valmiissa jauheessa voi olla 4-11%.

Ns. teknologinen lisäaine voidaan lisätä jauheiden koostumukseen, mikä helpottaa jauhemassan valmistusprosessia. Vaseliinia on käytetty laajalti teknologisena lisäaineena, sen pitoisuus ruudissa on jopa 2 %.

Suihkumoottoreiden ajoittaisen ja epävakaan palamisen ilmiöiden poistamiseksi ruudin koostumukseen lisätään katalyyttisiä ja stabiloivia lisäaineita. Niiden pitoisuus ruudissa on alhainen: 0,2 - 2-3%. Polttokatalyytteinä käytetään lyijyyhdisteitä ja stabilointilisäaineina liitua, magnesiumoksidia ja muita tulenkestäviä aineita.

Joidenkin kotimaisten ja ulkomaisten ballististen jauheiden koostumukset on esitetty taulukossa. kymmenen.

Pöytä10

Jauhekomponenttien nimi
	ruuti		laastijauhetta	suihkujauhe
	nitroglyseriini	nitro deagle vasemmalle
Koloksiliini
Nitroglyseriini
Nitrodiglykoli
Centralite
Dinitrotolueeni
dibutyyliftalaatti
Vaseliini
Vesi, (yli100 % )
Grafiitti
magnesiumoksidi
Muut aineet

Ballistista ruutia käytetään aseiden, kranaatinheittimien ja raketinheittimien ampumiseen.

Ruuti valmistetaan pääasiassa eripituisina ja eripaksuisina palavan holvin putkina 1 (kuva 12).

laasti ruuti valmistettu levyjen, nauhojen 2, spiraalien ja renkaiden muodossa 3.

Riisi. 12. Ballististen jauheiden muoto:

1-putki (putkimainen ruuti); g-teippi (nauha-

rox); 3- rengas; 4 - tarkistaja

Reaktiivinen ruuti on valmistettu paksujen yksikanavaisten nappuloiden muodossa, joissa on 4 lieriömäistä ja monimutkaisempaa geometrista muotoa.

Nykyaikainen tekniikka mahdollistaa jauhepatruunoiden valmistuksen, joiden palamiskaton paksuus on jopa 300 mm tai enemmän.

Ballististen jauheiden valmistusprosessi suoritetaan seuraavasti.

Jauhekomponentit sekoitetaan lämpimään veteen. Tällä sekoituksella koloksiliini turpoaa liuottimissa.

Alustavan kosteuden poistamisen jälkeen massa johdetaan toistuvasti kuumien telojen läpi. Teloilla tapahtuu edelleen kosteuden poistoa, jauhemassan tiivistämistä ja plastisointia. Jauhemassasta saadaan tarvittavan muotoisia ja kokoisia jauheelementtejä.

Putkien saamiseksi rullataan telojen jälkeinen jauheraina rulliksi ja puristetaan sopivien muottien läpi. Putket leikataan tietyn pituisiksi jauheelementeiksi. Lamellin, teipin ja renkaan muotoisen jauheen saamiseksi jauhemassa johdetaan rullien läpi tarkasti säädettävällä rakolla. Tuloksena oleva kangas leikataan levyiksi tai tietyn kokoisiksi nauhoiksi tai siitä leikataan renkaat.

Ballististen jauheiden valmistuksen teknologinen prosessi on vähemmän pitkä ja taloudellisempi kuin pyroksyliinijauheet, se mahdollistaa automaation laajan käytön, mutta on räjähdysherkempi.

Ruutielementtien tarkoituksesta, kemiallisesta koostumuksesta, muodosta ja koosta riippuen on olemassa ballistisen tyypin ruutilaatuja. Ruutimerkkien symbolit ovat hyvin erilaisia. Suihkumoottoreiden ruudilla on merkinnät, jotka osoittavat vain ruudin tarkoituksen ja sen likimääräisen koostumuksen. Reaktiivisten jauheiden nimityksessä ei ole mainintaa elementtien muodosta ja koosta. Esimerkiksi H, HM 2 tarkoittaa reaktiivista ruutia, jossa nitroglyseriiniä käytetään pehmittimenä, toinen ruuti sisältää lisäyksenä magnesiumoksidia (2 %).

Aseen ballistinen ruuti on merkitty seuraavasti: ruudin likimääräistä koostumusta osoittavien kirjainten taakse laitetaan kojelaudan läpi ruudin kaloripitoisuutta osoittava numero, ja sitten putken koko ilmoitetaan murto-osalla, joka on samanlainen kuin pyroksyliini ruuti. Toisin kuin pyroksyliinijauheet, putkimaisia ​​ballistisia jauhoja määritettäessä kirjaimia TP ei kiinnitetä, koska ballistisia jauheita ei valmisteta lieriömäisten rakeiden muodossa. Esimerkiksi tuotemerkki NDT-3 18/1 tarkoittaa, että dinitrotolueenia jäähdyttävänä lisäaineena sisältävä nitroglyseriiniruuti, joka kuuluu kolmanteen ryhmään kaloripitoisuudeltaan, on yksikanavaisen putken muotoinen, jonka palamiskaaren paksuus on 1,8 mm. Lamellijauheet on merkitty kirjaimilla ja numeroilla: NBPl 12-10 - nitroglyseriini ballistinen laasti lamellijauhe, jonka holvin paksuus on 0,12 mm ja levyn leveys 1 mm.

Nauharuuti on merkitty kirjaimella L ja numerolla, joka vastaa palavan holvin paksuutta millimetrin sadasosissa, esimerkiksi NBL-33. Rengasjauheet on merkitty kirjaimella K, jota seuraa murtoluku: osoittaja osoittaa renkaan sisähalkaisijan millimetreinä, nimittäjä on ulkohalkaisija. Murtoluvun jälkeen viivan läpi puetaan numero, joka osoittaa palavan holvin paksuuden millimetrin sadasosina, esimerkiksi NBK 32/64-14.

Ballistiset jauheet erottuvat erilaisista kemiallisista koostumuksista ja geometrisista muodoista, ja siksi ne eroavat fysikaalis-kemiallisista ja ballistisista ominaisuuksistaan.

Ballistiset jauheet ovat vähemmän hygroskooppisia kuin pyroksiliinijauheet.

Käytännössä laajalti käytettyjen ballististen jauheiden positiivinen ominaisuus on kyky muuttaa merkittävästi niiden energiaominaisuuksia muuttamalla vähän haihtuvan räjähdysaineen pitoisuutta melko laajalla alueella ja lisäämällä niiden koostumukseen erilaisia ​​lisäaineita. Tämän avulla voit laajentaa merkittävästi tämän nitroselluloosa-ruutiryhmän käytännön soveltamista. Ballististen jauheiden palamislämpö voi niiden koostumuksesta riippuen vaihdella välillä 650-1500 kcal / kg. Palamislämmön mukaan ballistiset jauheet jaetaan korkeakalorisiin (1000-1500 kcal / kg), keskikalorisiin (800-1000 kcal / kg) ja vähäkalorisiin (650-800 kcal / kg). Vähäkalorisia jauheita kutsutaan usein kylmä- tai vähäeroosiojauheiksi.

Ballististen jauheiden palamisnopeus, jauheen vahvuus ja muut ominaisuudet voivat vaihdella laajalla alueella.

Ruuti on olennainen elementti, jota käytetään patruunoiden varustamiseen. Ilman tämän aineen keksintöä ihmiskunta ei olisi koskaan tiennyt tuliaseista.

Mutta harvat ihmiset tuntevat ruudin ilmestymisen historian. Ja käy ilmi, että se keksittiin aivan vahingossa. Ja sitten niitä käytettiin pitkään vain ilotulitteiden laukaisemiseen.

Ruudin tulo

Tämä aine keksittiin Kiinassa. Kukaan ei tiedä tarkkaa päivämäärää mustan jauheen ilmestymiselle, jota kutsutaan myös mustaksi. Tämä tapahtui kuitenkin noin 800-luvulla. eKr. Tuohon aikaan Kiinan keisarit olivat hyvin huolissaan omasta terveydestään. He halusivat elää pitkään ja jopa unelmoivat kuolemattomuudesta. Tätä varten keisarit rohkaisivat kiinalaisten alkemistien työhön, jotka yrittivät löytää maagisen eliksiirin. Tietenkin me kaikki tiedämme, että ihmiskunta ei koskaan saanut ihmeellistä nestettä. Sinnikkyyttään osoittaneet kiinalaiset suorittivat kuitenkin monia kokeita samalla kun sekoittivat erilaisia ​​aineita. He eivät menettäneet toivoaan täyttää keisarillinen määräys. Mutta joskus testit päättyivät epämiellyttäviin tapahtumiin. Yksi niistä tapahtui sen jälkeen, kun alkemistit sekoittivat suolapintaa, hiiltä ja joitain muita komponentteja. Historialle tuntematon tutkija uutta ainetta testattaessa sai liekkejä ja savua. Keksitty kaava kirjattiin jopa Kiinan kronikkaan.

Pitkään aikaan mustaa jauhetta käytettiin vain ilotulituksiin. Kiinalaiset menivät kuitenkin pidemmälle. He stabiloivat tämän aineen kaavan ja oppivat käyttämään sitä räjähdyksiin.

11-luvulla keksittiin historian ensimmäinen ruutiase. Nämä olivat taisteluraketteja, joissa ruuti ensin syttyi ja sitten räjähti. Tätä ruutiasetta käytettiin linnoituksen muurien piirityksen aikana. Kuitenkin niinä päivinä sillä oli enemmän psykologinen vaikutus viholliseen kuin vahingollinen vaikutus. Tehokkain muinaisten kiinalaisten tutkimusmatkailijoiden keksimä ase olivat savikäsipommit. He räjähtivät ja suihkuttivat kaiken ympärillä sirpaleilla.

Euroopan valloitus

Kiinasta musta jauhe alkoi levitä ympäri maailmaa. Se ilmestyi Euroopassa 1000-luvulla. Sen toivat tänne arabikauppiaat, jotka myivät raketteja ilotulitteita varten. Mongolit alkoivat käyttää tätä ainetta taistelutarkoituksiin. He käyttivät mustaa jauhetta ottamaan ritarien aiemmin valloittamattomat linnat. Mongolit käyttivät melko yksinkertaista, mutta samalla tehokasta tekniikkaa. He kaivoivat seinien alle ja laittoivat sinne jauhekaivoksen. Räjähtäessään tämä sotilasase löi helposti reiän jopa paksuimpiin esteisiin.

Vuonna 1118 ensimmäiset tykit ilmestyivät Eurooppaan. Arabit käyttivät niitä Espanjan valtauksen aikana. Vuonna 1308 ruutitykillä oli ratkaiseva rooli Gibraltarin linnoituksen valloittamisessa. Sitten espanjalaiset käyttivät niitä, jotka ottivat nämä aseet arabeilta. Sen jälkeen ruutitykkien valmistus aloitettiin kaikkialla Euroopassa. Venäjä ei ollut poikkeus.

Pyroksyliinin saaminen

Mustaa jauhetta 1800-luvun loppuun asti. he ladasivat kranaatinheittimiä ja vinkuja, piikiviä ja musketteja sekä muita sotilasaseita. Mutta samaan aikaan tutkijat eivät lopettaneet tutkimustaan ​​parantaakseen tätä ainetta. Esimerkki tästä ovat Lomonosovin kokeet, jotka loivat jauheseoksen kaikkien komponenttien järkevän suhteen. Historia muistaa myös epäonnistuneen yrityksen korvata niukka salpetari berthollet-suolalla, jonka teki Claude Louis Bertole. Tämän vaihdon seurauksena oli useita räjähdyksiä. Berthollet-suola tai natriumkloraatti osoittautui erittäin aktiiviseksi hapettavaksi aineeksi.

Uusi virstanpylväs jauheen valmistuksen historiassa alkoi vuonna 1832. Silloin ranskalainen kemisti A. Bracono sai ensimmäisen kerran nitroselluloosaa eli priroksyliinia. Tämä aine on typpihapon ja selluloosan esteri. Jälkimmäisen molekyyli sisältää suuren määrän hydroksyyliryhmiä, jotka reagoivat typpihapon kanssa.

Monet tiedemiehet ovat tutkineet pyroksiliinin ominaisuuksia. Joten vuonna 1848 venäläiset insinöörit A.A. Fadeev ja G.I. Hess havaitsi, että tämä aine on useita kertoja tehokkaampi kuin kiinalaisten keksimä musta jauhe. Pyroksyliiniä yritettiin jopa käyttää ampumiseen. Ne kuitenkin päättyivät epäonnistumiseen, koska huokoisella ja irtonaisella selluloosalla oli heterogeeninen koostumus ja se palasi epäjohdonmukaisella nopeudella. Pyroksyliinin puristamisyritykset päättyivät myös epäonnistumiseen. Tämän prosessin aikana aine usein syttyi.

Pyroksyliinijauheen saaminen

Kuka keksi savuttoman jauheen? Vuonna 1884 ranskalainen kemisti J. Viel loi monoliittisen aineen, joka perustuu pyroksiliiniin. Tämä on ensimmäinen savuton jauhe ihmiskunnan historiassa. Sen saamiseksi tutkija käytti pyroksiliinin kykyä lisätä tilavuutta alkoholin ja eetterin seoksessa. Tässä tapauksessa saatiin pehmeä massa, joka sitten puristettiin, siitä tehtiin levyjä tai teippejä ja sitten kuivattiin. Näin ollen suurin osa liuottimesta haihtui. Sen merkityksetön tilavuus säilyi pyroksiliinissa. Se jatkoi toimintaansa pehmittimenä.

Tämä massa on savuttoman jauheen perusta. Sen tilavuus tässä räjähdysaineessa on noin 80-95%. Toisin kuin aiemmin saatu selluloosa, pyroksiliiniruuti osoitti kykynsä palaa tasaisella nopeudella tiukasti kerroksittain. Siksi sitä käytetään edelleen pienaseissa tähän päivään asti.

Uuden aineen edut

Vielin valkoinen jauhe oli todellinen vallankumouksellinen löytö pienaseiden alalla. Ja tämän tosiasian selittämiseen oli useita syitä:

1. Ruuti ei käytännössä tuottanut savua, kun taas aiemmin käytetty räjähde kavensi useiden laukausten jälkeen merkittävästi hävittäjän näkökenttää. Vain voimakkaat tuulenpuuskat pääsivät eroon esiin nousevista savupilvistä mustaa jauhetta käytettäessä. Lisäksi vallankumouksellinen keksintö teki mahdolliseksi olla luovuttamatta taistelijan asemaa.

2. Vielin ruuti antoi luodin lentää ulos suuremmalla nopeudella. Tästä johtuen sen lentorata oli suorempi, mikä lisäsi merkittävästi tulen tarkkuutta ja sen kantamaa, joka oli noin 1000 m.

3. Suurten tehoominaisuuksien vuoksi savutonta jauhetta käytettiin pienempiä määriä. Ammuksista on tullut paljon kevyempiä, mikä mahdollisti niiden määrän lisäämisen armeijaa siirrettäessä.

4. Patruunoiden varustaminen pyroksiliinilla antoi ne toimia myös märkinä. Mustaan ​​jauheeseen perustuvat ammukset on täytynyt suojata kosteudelta.

Viel-ruutia testattiin onnistuneesti Lebel-kiväärissä, jonka Ranskan armeija hyväksyi välittömästi. Kiirehti soveltamaan keksintöä ja muita Euroopan maita. Ensimmäiset näistä olivat Saksa ja Itävalta. Uusia aseita näissä osavaltioissa esiteltiin vuonna 1888.

Nitroglyseriini ruuti

Pian tutkijat saivat uuden aineen sotilasaseisiin. Niistä tuli savutonta nitroglyseriinijauhetta. Sen toinen nimi on ballistiitti. Tällaisen savuttoman jauheen perustana oli myös nitroselluloosa. Sen määrä räjähdysaineessa kuitenkin pieneni 56-57 prosenttiin. Tässä tapauksessa nestemäinen trinitroglyseriini toimi pehmittimenä. Tällainen ruuti osoittautui erittäin tehokkaaksi, ja on syytä sanoa, että sitä käytetään edelleen rakettijoukoissa ja tykistössä.

pyrokolodinen ruuti

1800-luvun lopulla Mendelejev ehdotti reseptiään savuttomaan räjähteeseen. Venäläinen tiedemies on löytänyt tavan saada liukoista nitroselluloosaa. Hän kutsui sitä pyrokollodiumiksi. Tuloksena oleva aine vapautui suurimman mahdollisen määrän kaasumaisia ​​tuotteita. Pyrokollodista ruutia on testattu menestyksekkäästi eri kaliipereissa aseissa, jotka suoritettiin merikoepaikalla.

Lomonosovin ansiot sotilasasioissa ja ruudin valmistuksessa eivät kuitenkaan ole vain tässä. Hän teki merkittävän parannuksen räjähteiden valmistustekniikkaan. Tiedemies ehdotti nitroselluloosan dehydratointia ei kuivaamalla, vaan alkoholin avulla. Tämä teki ruudin valmistuksesta turvallisempaa. Lisäksi itse nitroselluloosan laatu parani, koska siitä huuhdeltiin alkoholin avulla vähemmän kestäviä tuotteita.

Moderni käyttö

Tällä hetkellä nitroselluloosaan perustuvaa ruutia käytetään nykyaikaisissa puoliautomaattisissa ja automaattisissa aseissa. Toisin kuin musta jauhe, se ei käytännössä jätä kiinteitä palamistuotteita aseen piippuihin. Tämä mahdollisti aseiden automaattisen uudelleenlatauksen, kun siinä käytettiin suurta määrää liikkuvia mekanismeja ja osia.

Pienaseiden ponneaineen pääosan muodostavat erilaiset savuttomat jauheet, jotka ovat niin yleisiä, että sana "ruti" tarkoittaa yleensä savutonta. Muinaisten kiinalaisten alkemistien keksimää ainetta käytetään vain soihduissa, piipun alla olevissa kranaatinheittimissä ja joissakin sileäputkeisiin aseisiin suunnitelluissa patruunoissa.

Metsästysympäristössä on tapana käyttää pyroksyylilajiketta savutonta jauhetta. Vain joskus nitroglyseriinilajit löytävät sovelluksensa, mutta ne eivät ole erityisen suosittuja.

Yhdiste

Mitkä ovat metsästyksessä käytettävän räjähteen osia? Savuttoman jauheen koostumuksella ei ole mitään tekemistä sen savuisen ulkonäön kanssa. Se koostuu pääasiassa pyroksiliinista. Se on räjähdysaineessa 91-96 prosenttia. Lisäksi metsästysjauhe sisältää 1,2-5 % haihtuvia aineita, kuten vettä, alkoholia ja eetteriä. Stabiilisuuden lisäämiseksi varastoinnin aikana tähän sisältyy 1-1,5 % difenyyliamiinistabilisaattoria. Flegmatisoijat hidastavat jauherakeiden ulompien kerrosten palamista. Savuttomassa metsästysjauheessa niitä on 2–6 prosenttia. Merkittävä osa (0,2-0,3 %) on palonestoaineita ja grafiittia.

Lomake

Pyroksyliini, jota käytetään savuttoman jauheen valmistukseen, käsitellään hapettimella, jonka perustana on alkoholi-eetteriseos. Lopputuloksena on homogeeninen hyytelömäinen aine. Saatu seos käsitellään mekaanisesti. Tuloksena saadaan aineen rakeinen rakenne, jonka väri vaihtelee kellanruskeasta puhtaan mustaan. Joskus saman erän sisällä on mahdollista eri sävyinen ruuti. Tasaisen värin saamiseksi seos käsitellään jauhetulla grafiitilla. Tämä prosessi mahdollistaa myös jyvien tahmeuden tasoittamisen.

Ominaisuudet

Savuton jauhe erottuu kyvystä muodostaa tasaisesti kaasua ja palaa. Tämä puolestaan ​​​​jakeen kokoa muuttaessa antaa sinun hallita ja säätää palamisprosesseja.

Savuttoman jauheen houkuttelevista ominaisuuksista mainitaan seuraavat:

Matala hygroskooppisuus ja veteen liukenemattomuus;
- suurempi vaikutus ja puhtaus kuin savuinen vastine;
- ominaisuuksien säilyttäminen jopa korkeassa kosteudessa;
- kuivausmahdollisuus;
- savun puuttuminen laukauksen jälkeen, mikä tuotetaan suhteellisen hiljaisella äänellä.

On kuitenkin pidettävä mielessä, että valkoinen jauhe:

Se vapauttaa poltettaessa hiilimonoksidia, joka on vaarallista ihmisille;
- reagoi negatiivisesti lämpötilan muutoksiin;
- edistää aseen nopeampaa kulumista, koska piippuun muodostuu korkea lämpötila;
- on säilytettävä suljetussa pakkauksessa sään todennäköisyyden vuoksi;
- sillä on rajoitettu säilyvyysaika;
- voi olla syttyvää korkeissa lämpötiloissa;
- ei käytetä aseissa, joiden passissa tämä ilmenee.

Vanhin venäläinen ruuti

Metsästyspatruunat on varustettu tällä räjähteellä vuodesta 1937. Ruuti "Falcon" on riittävän suuri teho, joka täyttää kehittyneet maailmanstandardit. On huomattava, että tämän aineen koostumusta muutettiin vuonna 1977. Tämä johtui tiukempien sääntöjen vahvistamisesta tämän tyyppisille räjähdysaineille.

Ruutia "Falcon" suositellaan aloitteleville metsästäjille, jotka haluavat ladata patruunoita itse. Loppujen lopuksi tämä aine pystyy antamaan heille anteeksi näytteen virheen. Ruutia "Falcon" käyttävät monet kotimaiset patruunoiden valmistajat, kuten Polieks, Vetter, Azot ja muut.