A pólvora é um propulsor, composto por vários componentes, capaz de queimar sem oxigênio de fora, liberando uma grande quantidade de energia térmica e substâncias gasosas, usado para lançar projéteis, propulsão de foguetes e outros fins.

A invenção da pólvora

De acordo com a sabedoria convencional moderna, a pólvora foi inventada na Idade Média na China, como resultado dos experimentos de alquimistas chineses que procuravam um elixir da imortalidade e acidentalmente tropeçaram na pólvora.

A invenção da pólvora levou à introdução de fogos de artifício na China e ao uso da pólvora para fins militares, na forma de lança-chamas, foguetes, bombas, granadas primitivas e minas.

Por muito tempo, os chineses usaram a pólvora para fazer projéteis incendiários, que eles chamavam de "ho pao", que significa " bola fogo". Uma máquina de arremesso especial jogou esse projétil inflamado, que explodiu no ar, espalhando partículas em chamas ao seu redor, incendiando tudo ao redor.

Pouco depois, da China, o segredo da fabricação da pólvora passou pela Índia para os árabes, que aprimoraram a tecnologia de sua fabricação e já os mamelucos do Egito começaram a usar a pólvora em suas armas de forma contínua.

O advento da pólvora na Europa

A primeira aparição da pólvora na Europa está associada ao nome do bizantino Marcos, o Grego, que descreveu a composição da pólvora em seu manuscrito, isso aconteceu por volta de 1220. O cientista inglês Roger Bacon em 1242 foi o primeiro a mencionar a pólvora na Europa em seu tratado científico.

A invenção secundária da pólvora na Europa está associada ao nome do monge alquimista Berthold Schwartz, que, ao realizar seus experimentos, obteve acidentalmente uma mistura de salitre, carvão e enxofre, começou a moê-lo em seu almofariz, a mistura foi inflamada por uma faísca que acidentalmente caiu sobre ele. É Berthold Schwarz quem é creditado com a ideia de criar a primeira arma de artilharia. Embora possa ser apenas uma lenda.

Em 1346, na Batalha de Crécy, os britânicos usaram canhões de bronze fundido disparando voleios contra os franceses. Uma carga de pólvora foi colocada no canhão, o fusível foi retirado, um núcleo foi colocado no canhão, que era uma pedra comum, ou poderia ser feito de chumbo ou ferro. O fusível foi incendiado, a pólvora dentro da arma incendiada, os gases em pó jogaram o núcleo para fora. Aparência e uso de combate pólvora na Europa mudou radicalmente a natureza da guerra.

Em 1884, o primeiro sem pó preto, foi pólvora de piroxilina, foi obtido pela primeira vez pelo cientista francês P. Viel. Quatro anos depois, em 1888 na Suécia, Alfred Nobel inventou a pólvora balística, a pólvora de cordite foi obtida pela primeira vez no Reino Unido por Frederick Abel e James Dewar em 1889.

Os cientistas russos também contribuíram para o desenvolvimento da nova pólvora, o famoso químico russo Dmitry Ivanovich Mendeleev criou a pólvora pirocolódica em 1887-1891.

O desenvolvimento da pólvora ainda está em andamento, novas receitas para a preparação da pólvora estão sendo criadas e estão em andamento trabalhos para melhorar suas principais características.

Pólvora na Rússia

A pólvora apareceu pela primeira vez na Rússia em 1389. No século 15, as primeiras fábricas de pólvora apareceram na Rússia.

O grande desenvolvimento do negócio de pólvora ocorreu durante o reinado de Pedro I, que prestou grande atenção ao desenvolvimento dos assuntos militares e ao desenvolvimento da indústria, sob ele três grandes fábricas de pólvora foram construídas em São Petersburgo, Sestroretsk e Okhta.

Os cientistas russos Mikhail Yurievich Lomonosov e Dmitry Ivanovich Mendeleev realizaram seus experimentos no estudo e criação de novas pólvoras.

Tipos de pólvora

Toda a pólvora é dividida em dois grandes grupos:

• pólvora mista, estes incluem esfumaçado, ou pó preto, pó de alumínio
• nitrocelulose ( pó sem fumaça), Esses incluem pó de piroxilina, pó balístico, pó de cordite

pó preto

Toda a história da pólvora começou precisamente com a criação da pólvora negra, todas as outras pólvoras foram criadas muito mais tarde.

O pó de fumaça (preto) é uma mistura de partículas trituradas de carvão, enxofre e salitre, misturadas em certas proporções. Cada um dos componentes do pó preto desempenha sua função. Quando aquecido a uma temperatura de 250 graus, o enxofre inflama primeiro, o que inflama o salitre. A uma temperatura de cerca de 300 graus, o salitre começa a liberar oxigênio, devido ao qual ocorre o processo de combustão. O carvão em pólvora é um combustível que, como resultado da combustão, produz uma grande quantidade de gases que criam a enorme pressão necessária para um tiro.

O pó de fumaça tem uma estrutura granular e o tamanho do grão tem grande influência sobre as propriedades da pólvora, sua taxa de queima e a pressão que ela cria.

Na produção de pólvora negra, ela passa por cinco etapas:

• Componentes de moagem (nitrato, carvão e enxofre) em pó
• Mistura
• Pressionando em discos
• Esmagamento em grânulos
• Polimento

A qualidade do pó de fumaça e a eficiência de sua combustão dependem de:

• finura dos componentes de moagem
• completude da mistura
• forma e tamanho do grão

Dependendo do tamanho do grão do pó preto, acontece:

• grande (0,8 - 1,25 mm);
• médio (0,6 - 0,75 mm);
• pequeno (0,4 - 0,6 mm);
• muito pequeno (0,25 - 0,4 mm).

O pó de fumaça é usado não apenas para caça, mas também para outros fins:

• cordão (para cabos condutores de fogo)
• rifle (usado como um dispositivo de ignição para cargas de pólvora sem fumaça)
• pó preto grosso (para ignitores)
• pólvora negra de queima lenta (para amplificadores e moderadores em tubos e fusíveis)
• mina (para explodir)
• Caçando
• Esportes

Como resultado de longos experimentos, a composição ideal de pólvora negra para caça foi desenvolvida:

• 76% nitrato de potássio
• 15% carvão
• 9% de enxofre

É importante que o caçador determine corretamente a qualidade e a condição do pó preto que ele usa para equipar os cartuchos.

• A cor do pó de fumaça deve ser preta ou levemente marrom, sem tons estranhos.
• Os grãos de pó de fumaça não devem ter um tom esbranquiçado.
• Ao esmagar um grão de pó preto entre os dedos, ele não deve desmoronar, mas se dividir em partículas separadas
• Ao derramar, o pó preto não deve formar grumos ou deixar poeira

Se a pólvora negra não atender a esses critérios, seu uso no carregamento de cartuchos pode ser perigoso para o próprio caçador, tal pó pode fazer com que o cano da arma estoure.

Vantagens do pó preto

Desvantagens do pó preto

• O pó de fumaça é muito higroscópico, com um teor de umidade superior a 2%, inflama muito mal. Portanto, é extremamente importante armazená-lo nas condições corretas.
• Alta corrosão dos barris, durante a combustão da pólvora negra, formam-se ácidos sulfúrico e sulfuroso, que causam severa corrosão dos barris.
• Fumaça espessa quando disparada, o que muitas vezes dificulta o disparo de um segundo tiro.
• Pó de fumaça não pode ser usado em armas semiautomáticas.
• Perigoso de manusear. O pó de fumaça tem temperatura baixa inflamável, facilmente inflamável, pode ser perigoso, especialmente ao queimar uma grande massa, pois ocorre uma explosão poderosa.
• Em termos de potência, é cerca de três vezes inferior ao pó sem fumaça, dá uma velocidade de vôo baixa, com recuo suficientemente forte e um tiro alto.

pó de alumínio

O pó de alumínio não é usado para caça ou tiro, é usado em pirotecnia. Consiste em três componentes: salitre, alumínio e enxofre. O pó de alumínio tem uma alta temperatura e taxa de queima, enquanto emite uma grande quantidade de luz. É usado em composições explosivas e composições que produzem um flash. O pó de alumínio praticamente não tem medo de umidade, não forma grumos.

Pó sem fumaça

O pó sem fumaça foi inventado muito depois do pó preto. Atualmente, substituiu quase completamente a pólvora negra de seu uso na caça.

O pó sem fumaça é muito diferente do pó esfumaçado em composição, propriedades e características básicas e tem suas próprias vantagens e desvantagens.

De acordo com sua composição, os pós sem fumaça são:

• monobásico (o principal componente é a nitrocelulose)
• dibásico (componentes principais: nitrocelulose e nitroglicerina)
• tribásico (componentes principais: nitrocelulose, nitroglicerina e nitroguanidina)

Além dos componentes principais, a composição dos pós sem fumaça inclui estabilizantes, modificadores balísticos, amaciantes, aglutinantes, decopperizers, corta-chamas, aditivos que reduzem o desgaste do cano, catalisadores de combustão e grafite. São esses aditivos que criam a qualidade desejada da pólvora.

A nitrocelulose se decompõe com o tempo, especialmente durante o armazenamento um grande número pólvora ou armazenamento de pólvora a uma temperatura superior a 25 graus, o calor é gerado durante a decomposição, o que pode levar à combustão espontânea da pólvora. Os pós de nitrocelulose monobásicos são especialmente suscetíveis à decomposição. Para evitar esse fenômeno, estabilizadores são adicionados à pólvora, sendo o principal a difenilamina. Os estabilizantes são adicionados em pequenas quantidades, da ordem de 0,5-2% da massa total da pólvora, enquanto grandes quantidades podem piorar o desempenho balístico da pólvora.

Retardadores de chama são adicionados para reduzir o flash do tiro, que desmascara o atirador e o cega quando disparado.

Catalisadores são adicionados para aumentar a taxa de queima de pólvora.

A grafite é adicionada à composição do pó sem fumaça para que os grânulos do pó não grudem e evitem a combustão espontânea do pó por descargas de eletricidade estática.

Pós sem fumaça de base simples e dupla compõem a maioria das pólvoras usadas para caça hoje. Eles são tão comuns que quando dizem "pólvora" querem dizer pólvora sem fumaça.

As propriedades do pó sem fumaça são altamente dependentes do tamanho e forma de seus grânulos. A superfície dos grânulos afeta a mudança em sua forma e a taxa de combustão da pólvora. Ao alterar a forma dos grânulos, você pode alterar a pressão e a velocidade de combustão da pólvora.

Pós de queima rápida dão mais pressão, respectivamente, dão maior velocidade de uma bala ou tiro, mas ao mesmo tempo dão uma temperatura mais alta, o que aumenta o desgaste do cano da arma.

A cor do pó sem fumaça pode ser do amarelo ao preto, em todos os tons possíveis.

Vantagens do pó sem fumaça

• Tem baixa higroscopicidade, não absorve a umidade do ar e não altera suas propriedades, se o pó sem fumaça estiver úmido, pode ser seco, após a secagem restaurará completamente suas propriedades
• Mais poderoso que o pó preto
• Dá menos produtos de combustão, entope menos o cano, pode ser usado em armas semiautomáticas.
• Dá menos fumaça e um som de tiro mais silencioso

Desvantagens do pó sem fumaça

• Devido à maior temperatura de combustão, dá mais desgaste ao cano da arma
• Requer condições de armazenamento corretas, se essas condições não forem observadas, altera suas propriedades
• Vida útil mais curta do que o pó preto
• Menos resistente às flutuações de temperatura do que o pó preto

Como escolher a pólvora

Ao comparar pós sem fumaça e sem fumaça, a escolha recai sobre o pó sem fumaça. O pó sem fumaça em todas as suas qualidades e características é significativamente superior à pólvora esfumaçada.

Plano:

Introdução

• 1 História da pólvora
• 2 tipos de pólvora
  • 2.1 Propulsores mistos
    • 2.1.1 Pó preto
  • 2.2 Nitrocelulose em pó
    • 2.2.1 Piroxilina
    • 2.2.2 Balística
    • 2.2.3 Cordões
    • 2.2.4 propulsor sólido
• 3 Combustão da pólvora e sua regulação
• 4 Características da pólvora
Literatura

Introdução

Pó sem fumaça de nitrocelulose N110

Cartucho de pó sem fumaça

Em pó- uma substância sólida multicomponente capaz de combustão regular em camadas paralelas sem acesso ao oxigênio do exterior com a liberação de uma grande quantidade de energia térmica e produtos gasosos utilizados para lançar projéteis, movimento de foguetes e outros fins. A pólvora pertence à classe de explosivos propulsores.

1. História da pólvora

O primeiro representante de explosivos foi pó preto- uma mistura mecânica de nitrato de potássio, carvão e enxofre, geralmente na proporção de 15:3:2. Há uma forte opinião de que tais compostos apareceram na antiguidade e foram usados ​​principalmente como meios incendiários e destrutivos. No entanto, não foram encontradas provas materiais ou documentais confiáveis ​​disso. Na natureza, os depósitos de salitre são raros e o nitrato de potássio, necessário para a fabricação de composições suficientemente estáveis, não ocorre.

Na China, a receita da pólvora apareceu em 1044, mas é possível que a pólvora existisse antes; alguns acreditam que o inventor da pólvora ou o precursor da invenção foi Wei Boyang no século II. Para a suposta invenção da pólvora pelos chineses medievais, veja Quatro Grandes Invenções.

A fabricação de nitrato de potássio requer métodos tecnológicos desenvolvidos que surgiram apenas com o desenvolvimento da química em séculos XV-XVI. Fabricação materiais de carbono com uma área de superfície específica altamente desenvolvida como carvão também requer tecnologia avançada, que surgiu apenas com o desenvolvimento da metalurgia do ferro. O mais provável é o uso de várias misturas naturais contendo nitrato com matéria orgânica, que possuem as propriedades inerentes à composições pirotécnicas. Um dos inventores da pólvora é considerado o monge Berthold Schwartz.

A propriedade de arremesso da pólvora negra foi descoberta muito mais tarde e serviu de impulso para o desenvolvimento de armas de fogo. Na Europa (inclusive na Rússia) é conhecido desde o século XIII; antes da meados do século dezenove século, permaneceu o único explosivo explosivo e até o final do século 19 - um propulsor.

Com a invenção dos pós de nitrocelulose e, em seguida, dos poderosos explosivos individuais, a pólvora negra perdeu em grande parte sua importância.

O pó de piroxilina foi obtido pela primeira vez na França por P. Viel em 1884, pó balístico - na Suécia por Alfred Nobel em 1888, pó de cordite - na Grã-Bretanha em final do XIX século. Na mesma época (1887-91) na Rússia, Dmitri Mendeleev desenvolveu a pólvora pirocolódica, e um grupo de engenheiros da fábrica de pólvora Okhta desenvolveu a pólvora piroxilina.

Nos anos 30 do século 20, as cargas de pólvora balística foram criadas pela primeira vez na URSS para foguetes que foram usados ​​com sucesso pelas tropas durante a Grande Guerra Patriótica (sistemas de foguetes de lançamento múltiplo). Propulsores mistos para motores de foguetes foram desenvolvidos no final da década de 1940.

A melhoria adicional da pólvora é realizada no sentido de criar novas formulações, pólvoras para fins especiais e melhorar suas principais características.

2. Tipos de pólvora

Existem dois tipos de pólvora: mista (incluindo fumaça) e nitrocelulose (sem fumaça). Os pós usados ​​em motores de foguetes são chamados de propelentes sólidos. base nitrocelulose pólvoras são nitrocelulose e um plastificante. Além dos componentes principais, essas pólvoras contêm vários aditivos.

A pólvora é um explosivo propulsor. Sob a condição de iniciação apropriada, a pólvora é capaz de detonar de maneira semelhante a explosivos de alta potência, em que a pólvora negra por muito tempo usado como um alto explosivo. Com armazenamento de longo prazo superior ao período estabelecido para determinado pó ou quando armazenado em condições inadequadas, ocorre decomposição química dos componentes do pó e alteração de suas características operacionais (modo de combustão, características mecânicas dos blocos de foguetes, etc.). A operação e até mesmo o armazenamento de tais pós são extremamente perigosos e podem levar a uma explosão.

2.1. Pólvora mista

2.1.1. pó preto

Caixa de pólvora e colher para pólvora séculos XVIII-XIX.

Moderno esfumaçado A pólvora é produzida na forma de grãos de formato irregular. A base para a produção de pólvora é uma mistura de enxofre, nitrato de potássio e carvão. Muitos países têm suas próprias proporções de mistura desses componentes, mas não diferem muito, na Rússia é adotada a seguinte composição: 75% KNO 3 (nitrato de potássio) 15% C (carvão vegetal) e 10% S (enxofre). O papel do agente oxidante neles é desempenhado pelo nitrato de potássio (nitrato de potássio), o principal combustível é o carvão. O enxofre é um agente cimentante que reduz a higroscopicidade da pólvora e facilita sua ignição. A eficiência de combustão do pó preto está amplamente relacionada à finura da moagem dos componentes, à perfeição da mistura e à forma dos grãos na forma final.

Variedades de pós de fumaça (% composição de KNO 3, S, C.):

• cabo (para cabos de ignição) (77%, 12%, 11%);
• fuzil (para ignitores para cargas de pós de nitrocelulose e combustíveis sólidos mistos, bem como para expelir cargas em projéteis incendiários e de iluminação);
• granulado grosso (para ignitores);
• queima lenta (para amplificadores e moderadores em tubos e fusíveis);
• mina (para detonação) (75%, 10%, 15%);
• caça (76%, 9%, 15%);
• Esportes.

O pó de fumaça é facilmente inflamado por chamas e faíscas (ponto de inflamação 300 ° C), portanto, é perigoso de manusear. É armazenado em um fechamento hermético separado de outros tipos de pólvora. Higroscópico, com um teor de umidade superior a 2% inflamável. O processo de produção de pó preto envolve a mistura de componentes finamente divididos e o processamento da polpa em pó resultante para obter grãos de um determinado tamanho. A corrosão dos barris com pólvora negra é muito mais forte do que com pós de nitrocelulose, porque subproduto combustão é ácido sulfúrico e sulfuroso. Atualmente, o pó preto é usado em fogos de artifício. Até o final do século XIX, era usado em armas de fogo e munições explosivas.

2.2. Nitrocelulose em pó

De acordo com a composição e tipo de plastificante (solvente), os pós de nitrocelulose são divididos em: piroxilina, balístico e cordita.

2.2.1. piroxilina

Papel piroxilina os pós geralmente incluem 91-96% de piroxilina, 1,2-5% de substâncias voláteis (álcool, éter e água), 1,0-1,5% de estabilizador (difenilamina, centrolita) para aumentar a estabilidade de armazenamento, 2-6% de fleumatizador para retardar a combustão do exterior camadas de grãos em pó e 0,2-0,3% de grafite como aditivos. Tais pós são feitos na forma de placas, fitas, anéis, tubos e grãos com um ou mais canais; usado em armas pequenas e artilharia. As principais desvantagens dos pós de piroxilina são: baixa energia dos produtos de combustão gasosa (em relação, por exemplo, pós balísticos), complexidade tecnológica de obtenção de cargas grande diâmetro para motores de foguete. O principal tempo do ciclo tecnológico é gasto na remoção de solventes voláteis do produto semi-acabado em pó. Dependendo da finalidade, além da piroxilina usual, existem pólvoras especiais: retardante de chama, baixo higroscópico, baixo gradiente (com uma pequena dependência da taxa de queima na temperatura de carga); baixo erosivo (com impacto erosivo reduzido no furo); fleumatizado (com uma taxa de queima reduzida das camadas superficiais); poroso e outros. O processo de produção de pós de piroxilina envolve a dissolução (plastificação) da piroxilina, prensagem da massa de pó resultante e corte para dar aos elementos do pó uma certa forma e tamanho, remoção do solvente e consiste em várias operações sequenciais.

2.2.2. balístico

base balístico Os pós são compostos de nitrocelulose e um plastificante não removível, razão pela qual às vezes são chamados de dibásicos. Dependendo do plastificante usado, eles são chamados de nitroglicerina, diglicol, etc. A composição usual de pós balísticos: 40-60% de coloxilina (nitrocelulose com teor de nitrogênio inferior a 12,2%) e 30-55% de nitroglicerina (pós de nitroglicerina) ou dinitrato de dietilenoglicol (pólvora de diglicol) ou suas misturas. Além disso, esses pós contêm compostos nitro aromáticos (por exemplo, dinitrotolueno) para controlar a temperatura de combustão, estabilizadores (difenilamina, centralita), além de óleo de vaselina, cânfora e outros aditivos. Além disso, metal finamente disperso (liga de alumínio-magnésio) pode ser introduzido em pós balísticos para aumentar a temperatura e a energia dos produtos de combustão, tais pós são chamados de metalizados. A pólvora é feita na forma de tubos, damas, placas, anéis e fitas. Por aplicação, os pós balísticos são divididos em foguete (para cargas de motores de foguetes e geradores de gás), artilharia (para cargas de propulsores a peças de artilharia) e argamassa (para cargas de propulsores a morteiros). Comparados aos pós balísticos de piroxilina, são menos higroscópicos, mais rápidos de fabricar, capazes de produzir grandes cargas (até 0,8 metros de diâmetro), alta resistência mecânica e flexibilidade devido ao uso de plastificante. A desvantagem dos pós balísticos em relação aos pós de piroxilina é um grande perigo na produção, devido à presença em sua composição de um poderoso explosivo - a nitroglicerina, que é muito sensível a influências externas, bem como a incapacidade de obter cargas com diâmetro de mais de 0,8 m, ao contrário de pós mistos à base de polímeros sintéticos. Processo tecnológico a produção de pós balísticos envolve a mistura dos componentes em água morna para distribuí-los uniformemente, espremendo a água e rolando repetidamente em rolos quentes. Isso remove a água e plastifica o nitrato de celulose, que assume a forma de uma teia em forma de chifre. Em seguida, a pólvora é prensada através de matrizes ou enrolada em folhas finas e cortada.

2.2.3. Cordite

Cordite A pólvora contém piroxilina com alto teor de nitrogênio, um plastificante removível (mistura álcool-éter, acetona) e não removível (nitroglicerina). Isso aproxima a tecnologia de produção desses pós da produção de pós de piroxilina. Vantagem cordites- alta potência, porém, causam um aumento da altura dos barris devido à maior temperatura dos produtos de combustão.

2.2.4. propulsor sólido

Pós mistos à base de polímeros sintéticos (propulsores sólidos) contêm aproximadamente 50-60% de oxidante, geralmente perclorato de amônio, 10-20% aglutinante de polímero plastificado, 10-20% de pó de alumínio fino e vários aditivos. Essa direção de fabricação de pó apareceu pela primeira vez na Alemanha nos anos 30-40 do século XX, após o fim da guerra, o desenvolvimento ativo de tais combustíveis foi retomado nos EUA e no início dos anos 50 na URSS. As principais vantagens sobre os pós balísticos que atraíram muita atenção para eles foram: um maior empuxo específico dos motores de foguete usando esse combustível, a capacidade de criar cargas de qualquer forma e tamanho, alta deformação e propriedades mecânicas das composições, capacidade de controlar a taxa de queima em uma ampla faixa. Essas vantagens permitiram criar mísseis estratégicos com alcance superior a 10.000 km; usando pós balísticos, S.P. Korolev, juntamente com fabricantes de pólvora, conseguiu criar um míssil com alcance máximo de 2.000 km. Mas os propelentes sólidos mistos têm desvantagens significativas em comparação com os pós de nitrocelulose: muito Preço Alto sua fabricação, a duração do ciclo de produção da carga (até vários meses), a complexidade do descarte, a liberação de perclorato de amônio na atmosfera durante a combustão do ácido clorídrico.

3. Combustão da pólvora e sua regulamentação

A combustão em camadas paralelas, que não se transforma em explosão, é determinada pela transferência de calor de camada para camada e é alcançada pela fabricação de elementos em pó suficientemente monolíticos e desprovidos de rachaduras. A taxa de queima da pólvora depende da pressão de acordo com uma lei de potência, aumentando com o aumento da pressão, então você não deve se concentrar na taxa de queima da pólvora em pressão atmosférica avaliando suas características. A regulação da taxa de queima da pólvora é uma tarefa muito difícil e é resolvida usando vários catalisadores de combustão na composição da pólvora. A combustão em camadas paralelas permite controlar a taxa de formação de gás. A formação de gás da pólvora depende do tamanho da superfície da carga e da taxa de sua combustão.

O tamanho da superfície dos elementos em pó é determinado pela sua forma, dimensões geométricas e pode aumentar ou diminuir durante o processo de combustão. Essa combustão é chamada progressivo ou degressivo. Para obter uma taxa constante de formação de gás ou sua mudança de acordo com uma determinada lei, seções individuais de cargas (por exemplo, foguetes) são cobertas com uma camada de materiais não combustíveis ( reserva). A taxa de queima das pólvoras depende de sua composição, temperatura inicial e pressão.

4. Características da pólvora

As principais características da pólvora são: calor de combustão Q - a quantidade de calor liberada durante a combustão completa de 1 quilograma de pólvora; o volume de produtos gasosos V liberados durante a combustão de 1 quilograma de pólvora (determinado após os gases serem reduzidos a condições normais); temperatura do gás T, determinada durante a combustão da pólvora em condições de volume constante e ausência de perdas de calor; densidade da pólvora ρ; força da pólvora f - o trabalho que 1 quilograma de gases em pó poderia fazer, expandindo quando aquecido em T graus à pressão atmosférica normal.

Características dos principais tipos de pólvora

Literatura

• Mao Tso-ben Foi inventado na China / Tradução do chinês e notas de A. Klyshko. - M.: Jovem Guarda, 1959. - S. 35-45. - 160 segundos. - 25.000 cópias.
• soviético enciclopédia militar, M., 1978.

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Este resumo é baseado em um artigo da Wikipedia russa. Sincronização concluída 07/10/11 05:15:53
Categorias: , Fabricação de pó , História da tecnologia , Componentes de cartucho .
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Em torno de pó sem fumaça

O homem vive em busca.
Robert Walser

Não será sobre aquelas pessoas cujo destino acabou por estar ligado ao uso de armas de fogo, mas sobre aqueles que criaram a pólvora e procuraram novas áreas de sua aplicação.

A invenção mais antiga

Primeiro, vamos prestar homenagem ao antecessor do pó sem fumaça - seu "irmão" esfumaçado. O pó preto (também chamado pó preto) é uma mistura cuidadosamente misturada de nitrato de potássio KNO 3 , carvão e enxofre. A principal vantagem da pólvora é que ela pode queimar sem ar. Substâncias combustíveis são carvão e enxofre, e salitre fornece o oxigênio necessário para a combustão. Outra propriedade importante da pólvora é que ela forma uma grande quantidade de gases durante a combustão. equação química queima de pólvora:

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

A primeira menção de uma receita para a preparação de uma mistura combustível de salitre, enxofre e carvão (obtida da serragem de bambu) é encontrada em um antigo tratado chinês do século I aC. n. Naquela época, a pólvora era usada para fazer fogos de artifício. O uso generalizado de pólvora negra como explosivo militar começou na Europa em final do XIII dentro. Os componentes combustíveis da pólvora, carvão e enxofre, estavam prontamente disponíveis. No entanto, o salitre era um produto escasso, pois a única fonte de nitrato de potássio KNO 3 era o chamado salitre de potássio ou indiano. Na Europa fontes naturais não havia nitrato de potássio, era trazido da Índia e usado apenas para a produção de pólvora. Como mais e mais pólvora era necessária a cada século, e não havia salitre importado suficiente, que também era muito caro, sua outra fonte foi encontrada - guano (do espanhol. guano). Estes são restos naturalmente decompostos de excrementos de pássaros e morcegos, que são uma mistura de sais de cálcio, sódio e amônio de fosfórico, nítrico e alguns ácidos orgânicos. A principal dificuldade na produção de pólvora a partir de tais matérias-primas era que o guano não contém potássio, mas principalmente nitrato de sódio NaNO 3 . Não pode ser usado para fazer pólvora, porque atrai umidade, e essa pólvora rapidamente fica úmida. Para converter nitrato de sódio em nitrato de potássio, uma reação simples foi usada:

NaNO 3 + KCl \u003d NaCl + KNO 3.

Cada um desses compostos é solúvel em água e não precipita para fora da mistura de reação, de modo que a solução aquosa resultante contém todos os quatro compostos. No entanto, a separação é possível usando solubilidade diferente compostos à medida que a temperatura aumenta. A solubilidade do NaCl em água é baixa e, além disso, muda muito pouco com a temperatura, e a solubilidade do KNO 3 em água fervente é quase 20 vezes maior do que em água fria. Portanto, soluções aquosas saturadas de NaNO 3 e KCl são misturadas e, em seguida, a mistura é resfriada, o precipitado cristalino precipitado contém KNO 3 razoavelmente puro.

No entanto, nem todos os problemas foram resolvidos. Maioria partes constituintes Os guanos são solúveis em água e são facilmente lavados pelas chuvas. Portanto, na Europa, os acúmulos de guano só podiam ser encontrados em cavernas onde colônias de pássaros ou morcegos costumavam nidificar. Cavernas contendo acumulações de guano foram encontradas, por exemplo, no sopé da Crimeia, o que permitiu organizar uma pequena fábrica de pólvora nas "matérias-primas da caverna" em Sebastopol durante a guerra anglo-franco-russa de 1854-1855.

Naturalmente, todas as reservas europeias eram pequenas e foram rapidamente desenvolvidas. Enormes reservas de guano ao longo da costa do Pacífico da América do Sul vieram em socorro. Milhões de colônias de aves que comem peixes - gaivotas, biguás, andorinhas-do-mar, albatrozes - nidificam em costões rochosos ao longo das costas do Peru, Chile e ilhas (Figura 1). Como quase não chove nesta área, o guano se acumulou na costa por muitos séculos, formando em alguns lugares depósitos com dezenas de metros de espessura e mais de 100 km de extensão. O guano não era apenas uma fonte de salitre, mas também um fertilizante valioso, a demanda por ele aumentava constantemente. Como resultado, em 1856, os Estados Unidos até adotaram uma “Lei das Ilhas Guano” especial (às vezes chamada de “Lei Guano”). De acordo com essa lei, as ilhas de guan eram consideradas posse dos Estados Unidos, o que contribuiu para a captura acelerada de tais ilhas e a criação de controle sobre as fontes de um recurso valioso.

A necessidade de guano atingiu tal escala que no início do século 20. suas exportações atingiram milhões de toneladas, todas as reservas exploradas começaram a se esgotar rapidamente. Surgiu um problema, semelhante ao que a química sempre conseguiu resolver, uma pólvora fundamentalmente diferente foi criada, pois sua fabricação de salitre não era necessária.

Tudo começou com polímeros

A humanidade há muito aprendeu a usar polímeros naturais (algodão, lã, seda, peles de animais). As formas dos produtos resultantes - fibras para fabricação de tecidos ou camadas de couro - dependem do material de origem. Para alterar fundamentalmente a forma, foi necessário modificar quimicamente o material de origem de alguma forma. Foi a celulose que abriu o caminho para essas transformações, o que acabou levando à criação da química de polímeros. A celulose consiste em algodão, madeira, fios de linho, fibras de cânhamo e, claro, papel, que é feito de madeira.

A cadeia polimérica da celulose é montada a partir de ciclos conectados por pontes de oxigênio, assemelhando-se externamente a esferas (Fig. 2).

Como existem muitos grupos hidroxil HO na composição da celulose, foram eles que começaram a ser submetidos a várias transformações. Uma das primeiras reações bem sucedidas é a nitração, ou seja, introdução de grupos nitro NO 2 pela ação do ácido nítrico HNO 3 na celulose (Fig. 3).

Para ligar a água liberada e assim acelerar o processo, ácido sulfúrico concentrado é adicionado à mistura de reação. Se o algodão for tratado com a mistura especificada e depois lavado de vestígios de ácidos e seco, externamente parecerá exatamente o mesmo que o original, mas ao contrário do algodão natural, esse algodão é facilmente solúvel em solventes orgânicos, como éter. Esta propriedade foi imediatamente utilizada, os vernizes começaram a ser feitos de nitrocelulose - eles formam uma magnífica superfície brilhante que pode ser facilmente polida (nitro-vernizes). Por muito tempo, os nitro-vernizes foram usados ​​para revestir as carrocerias dos carros, agora eles foram substituídos por vernizes acrílicos. A propósito, o esmalte também é feito de nitrocelulose.

Não é menos interessante que o primeiro plástico da história da química de polímeros tenha sido feito de nitrocelulose. Na década de 1870 à base de nitrocelulose misturada com plastificante de cânfora, foi criado um termoplástico. A esse plástico foi dada uma certa forma a temperatura elevada e sob pressão, e quando a substância esfriou, a forma dada foi preservada. O plástico tem o seu nome celulóide, os primeiros filmes fotográficos e cinematográficos, bolas de bilhar (substituindo assim o caro marfim), bem como vários utensílios domésticos (pentes, brinquedos, molduras para espelhos, óculos, etc.) começaram a ser feitos a partir dele. A desvantagem do celulóide era que era inflamável e queimava muito rapidamente, sendo quase impossível parar a queima. Portanto, o celulóide foi gradualmente substituído por outros polímeros menos inflamáveis. Pela mesma razão, a seda artificial feita de nitrocelulose foi rapidamente abandonada.

O celulóide outrora popular não é esquecido hoje. banda de rock famosa Tequilajazz lançou um álbum chamado Celluloid. O álbum inclui algumas músicas escritas para filmes, e a palavra "celulóide" refere-se ao material do qual o filme foi feito anteriormente. Se os autores quisessem dar um nome mais moderno ao álbum, então ele deveria se chamar "Acetato de Celulose", pois é menos inflamável e, portanto, substituiu o celulóide, e o nome ultramoderno seria "Poliéster", que começa a competir com sucesso com o acetato de celulose na fabricação de filme.

Há produtos em que ainda se usa celulóide, que se revelou indispensável no fabrico de bolas de ténis de mesa; De acordo com os guitarristas melhor som dar mediadores (plectra) de celulóide. Os ilusionistas usam pequenos bastões feitos desse material para exibir chamas brilhantes e que se apagam rapidamente.

A combustibilidade da nitrocelulose, que interrompeu sua "carreira" em materiais poliméricos, abriu um amplo caminho em uma direção completamente diferente.

Fogo sem fumaça

De volta à década de 1840. os pesquisadores notaram que quando madeira, papelão e papel eram tratados com ácido nítrico, formavam-se materiais de queima rápida, mas o método mais bem-sucedido para obter nitrocelulose foi descoberto por acidente. Em 1846, o químico suíço K. Schonbein derramou ácido nítrico concentrado na mesa enquanto trabalhava e usou um pano de algodão para removê-lo, que depois pendurou para secar. Após a secagem, o tecido da chama trazida queimou instantaneamente. Schonbein estudou a química desse processo com mais detalhes. Foi ele quem primeiro decidiu adicionar ácido sulfúrico concentrado à nitração do algodão. A nitrocelulose queima de forma muito eficaz. Se você colocar um pedaço de algodão “nitrado” na palma da mão e incendiá-lo, o algodão queimará tão rapidamente que a mão não sentirá nenhuma queimadura (Fig. 4).

Foi possível fazer pólvora com base neste material combustível em 1884 pelo engenheiro francês P. Viel. Era necessário criar uma composição que fosse fácil de processar, além disso, exigia-se que fosse estável durante o armazenamento e segura de manusear. Dissolvendo a nitrocelulose em uma mistura de álcool e éter, Viel obteve uma massa viscosa que, após moagem e posterior secagem, deu excelente pólvora. Em termos de potência, era muito superior ao pó preto e, ao queimar, não emitia fumaça, por isso foi chamado de sem fumaça. Esta última propriedade acabou por ser muito importante para a condução das hostilidades. Ao usar pólvora sem fumaça, os campos de batalha não estavam envoltos em nuvens de fumaça, o que permitia que a artilharia conduzisse fogo direcionado. Também faltava a traiçoeira nuvem de fumaça após o tiro, que anteriormente dava ao inimigo a localização do atirador. No final do século XIX. tudo os países desenvolvidos começou a produzir pó sem fumaça.

lendas e realidade

Cada produto químico passa por um caminho complexo desde experimentos de laboratório até a produção industrial. Foi necessário criar diferentes graus de pólvora, alguns adequados para artilharia, outros para tiro com rifle, a pólvora deve ser estável em qualidade, estável durante o armazenamento e sua produção é segura. Portanto, vários métodos para a produção de pólvora apareceram de uma só vez.

D.I. Mendeleev desempenhou um papel significativo na organização da produção de pólvora na Rússia. Em 1890 fez uma viagem à Alemanha e Inglaterra, onde conheceu a produção de pólvora. Existe até uma lenda de que antes desta viagem, Mendeleev determinou a composição da pólvora sem fumaça, usando informações sobre a quantidade de matérias-primas que eram trazidas para a fábrica de pólvora semanalmente. Pode-se supor que para um químico tal alta classe não foi difícil compreender o esquema geral do processo com base nas informações recebidas.

Voltando de uma viagem a São Petersburgo, começou a estudar detalhadamente a nitração da celulose. Antes de Mendeleev, muitos acreditavam que quanto mais celulose nitrada, maior seu poder explosivo. Mendeleev provou que não é assim. Descobriu-se que existe um grau ótimo de nitração, no qual parte do carbono contido na pólvora é oxidado não em dióxido de carbono CO 2, mas em monóxido de carbono CO. Como resultado, o maior volume de gás é formado por unidade de massa de pólvora, ou seja, pólvora tem uma formação máxima de gás.

Durante a produção de nitrocelulose, é cuidadosamente lavado com água de vestígios de ácidos sulfúrico e nítrico, após o que é seco de vestígios de umidade. Anteriormente, isso era feito usando um fluxo de ar quente. Tal processo de secagem era ineficaz e, além disso, explosivo. Mendeleev sugeriu secar a massa úmida lavando-a com álcool, no qual a nitrocelulose é insolúvel. A água foi removida com segurança. Este método foi posteriormente adotado em todo o mundo e tornou-se uma técnica tecnológica clássica na fabricação de pó sem fumaça.

Como resultado, Mendeleev conseguiu criar um pó sem fumaça quimicamente homogêneo e completamente seguro. Ele chamou sua pólvora pirocolódio- cola de fogo Em 1893, uma nova pólvora foi testada ao disparar de canhões navais de longo alcance, e Mendeleev recebeu telegrama de congratulações do famoso oceanógrafo e notável comandante naval vice-almirante S.O. Makarov.

Infelizmente, a produção de pólvora pirocolódica, apesar de suas vantagens óbvias, não melhorou na Rússia. A razão para isso foi a admiração dos principais funcionários da Diretoria de Artilharia por tudo o que é estrangeiro e, consequentemente, a desconfiança dos desenvolvimentos russos. Como resultado, na fábrica de Okhta, toda a produção de pólvora estava sob o controle do especialista francês convidado Messen. Ele nem levou em consideração a opinião de Mendeleev, que notou as deficiências da produção e conduziu os negócios estritamente de acordo com suas instruções. Mas a pólvora pirocolódica de Mendeleev foi colocada em serviço em exército americano e foi produzido em grandes quantidades nas fábricas dos EUA durante a Primeira Guerra Mundial. Além disso, os americanos conseguiram patentear a produção de pólvora pirocolódica cinco anos depois de criada por Mendeleev, mas esse fato não excitou o departamento militar russo, que acreditava firmemente nas vantagens da pólvora francesa.

Até o início do século XX. foi estabelecida a produção mundial de vários tipos de pó sem fumaça. O mais comum entre eles foi a pólvora pirocolódica de Mendeleev, além disso, próxima a ela em composição, mas com uma tecnologia diferente e mais tempo curto armazenamento da pólvora de piroxilina de Viel (descrita anteriormente), bem como uma mistura de pó chamada cordite.Uma história inusitada está ligada à produção de cordite, que será discutida mais adiante.

Presidente químico

H. Weizmann (1874–1952)

Desde o início do século XX. a indústria militar da Inglaterra estava focada na pólvora de cordite. Contém nitrocelulose e nitroglicerina. Na etapa de moldagem foi utilizada acetona, que conferiu maior plasticidade à mistura. Após a moldagem, a acetona evaporou. A dificuldade era que, no início da Primeira Guerra Mundial, a Inglaterra importava a maior parte da acetona dos EUA. pelo mar, mas naquela época os submarinos alemães já estavam completamente "hospedando" o mar. Na Inglaterra, havia uma necessidade urgente de produzir acetona por conta própria. Poucos vieram em socorro famoso químico Chaim Weizmann, que pouco antes emigrou para a Inglaterra da vila de Motol (perto de Pinsk na Bielorrússia).

Trabalhando para Faculdade de Química University of Manchester, ele publicou um artigo onde descrevia a quebra enzimática dos carboidratos. Isso produziu uma mistura de acetona, etanol e butanol. O Ministério da Guerra Britânico convidou Weizmann para ver se o processo que ele havia descoberto poderia produzir a quantidade de acetona necessária para a indústria militar. Segundo Weizmann, tal produção poderia ser criada resolvendo pequenos problemas. problemas técnicos. Para a separação da acetona, a destilação simples é bastante aplicável devido à notável diferença nos pontos de ebulição dos compostos presentes. No entanto, ao organizar a produção, surgiu uma dificuldade completamente diferente. A fonte de carboidratos no processo Weizmann era o grão, mas a própria produção de grãos da Inglaterra era totalmente consumida pela indústria alimentícia. Grãos adicionais tiveram que ser trazidos dos EUA por mar, com o resultado de que os submarinos alemães que ameaçavam as importações de acetona também ameaçavam as importações de grãos. Parecia que o círculo estava fechado, mas ainda assim foi encontrada uma saída para essa situação. A castanha-da-índia acabou por ser uma boa fonte de hidratos de carbono, que, aliás, não tinha valor nutricional. Como resultado, uma campanha de massa foi organizada na Inglaterra para coletar castanhas-da-índia, da qual participaram todos os escolares do país.

Lloyd George, primeiro-ministro da Grã-Bretanha durante a Primeira Guerra Mundial, expressando sua gratidão a Weizmann por seus esforços para fortalecer poder militar país, apresentou-o ao ministro das Relações Exteriores, David Balfour. Balfour perguntou a Weizmann qual prêmio ele gostaria de receber. O desejo de Weizmann acabou sendo completamente inesperado, ele propôs criar um estado judeu no território da Palestina - a pátria histórica dos judeus, que estava sob o controle da Inglaterra há muitos anos naquela época. Como resultado, em 1917, surgiu a Declaração Balfour, que entrou para a história, na qual a Inglaterra propunha alocar território para o futuro Estado judeu.

Esta declaração cumpriu seu papel, mas não imediatamente, mas somente após 31 anos. Quando o mundo inteiro soube das atrocidades dos nazistas durante a Segunda Guerra Mundial, a necessidade de criar tal estado tornou-se óbvia. Como resultado, em 1948 foi estabelecido o Estado de Israel. Chaim Weizmann tornou-se seu primeiro presidente, como a pessoa que primeiro propôs essa ideia à comunidade mundial. O instituto de pesquisa na cidade israelense de Rehovot agora leva seu nome. E tudo começou com a produção de pó sem fumaça.

O retorno da velha "profissão"

Por muito tempo, o uso da pólvora em assuntos militares foi limitado a duas tarefas: a primeira era colocar em movimento uma bala ou projétil localizado no cano da arma, a segunda era que a ogiva localizada na cabeça do projétil deveria explodir quando atingir o alvo e produzir um efeito destrutivo. Pó sem fumaça autorizado a reviver em um novo nível mais um, a esquecida possibilidade de pólvora, para a qual, de fato, foi criada na China antiga - o lançamento de fogos de artifício. Gradualmente, a indústria militar surgiu com a ideia de usar pó sem fumaça como propulsor, permitindo que o foguete se movesse devido ao empuxo do jato gerado quando os gases são ejetados do bico do foguete. Os primeiros experimentos desse tipo foram realizados já na primeira metade do século XIX, e o advento do pó sem fumaça trouxe esses trabalhos para novo nível- A tecnologia de foguetes surgiu. Inicialmente, foram criados foguetes de propelente sólido baseados em cargas de pó, logo surgiram foguetes de combustível líquido - misturas de hidrocarbonetos com oxidantes.

A composição da pólvora nessa época havia sido um pouco alterada: na Rússia, em vez de solventes voláteis, eles começaram a usar a adição de TNT. Novo pólvora piroxilina-trotil(PTP) queimou absolutamente sem fumaça, com enorme formação de gás e bastante estável. Começou a ser usado na forma de damas prensadas, lembrando um pouco um disco de hóquei. Curiosamente, as primeiras dessas damas foram feitas nas mesmas prensas que Mendeleev usou durante sua paixão pela pólvora.

Um dos primeiros usos incomuns foguetes sólidos baseados em mísseis antitanque foram propostos na década de 1930. - use-os como impulsionadores de aeronaves. No solo, isso possibilitou reduzir drasticamente a duração da corrida inicial das aeronaves e, no ar, proporcionou um aumento acentuado de curto prazo na velocidade de voo quando era necessário alcançar o inimigo ou evitar encontrá-lo. Pode-se imaginar os sentimentos dos primeiros testadores quando uma tocha de fogo furioso irrompeu na lateral da cabine.

Ciência de foguetes doméstica na década de 1930. dirigido figuras eminentes no campo da tecnologia de foguetes - I.T. Kleimenov, V.P. Glushko, G.E. Langemak e S.P. Korolev (futuro criador foguetes espaciais), que trabalhou em um Jet Research Institute (RNII) especialmente criado.

Foi neste instituto, nas ideias de Glushko e Langemak, que foi criado o projeto de uma instalação de carga múltipla para disparo de foguetes de salva, mais tarde esta instalação ficou conhecida sob o nome lendário "Katyusha".

Durante esses anos, o volante já estava ganhando força repressões stalinistas. Em 1937, em uma denúncia falsa, o chefe do instituto Kleimenov e seu vice Langemak foram presos e logo baleados, e em 1938 Glushko (por 8 anos) e Korolev (por 10 anos) foram presos e condenados. Todos eles foram reabilitados posteriormente, Kleymenov e Langemak postumamente.

Nesses eventos dramáticos, A.G. Kostikov, que trabalhava no instituto como engenheiro comum, desempenhou um papel pouco atraente. Ele chefiou a comissão de especialistas, que emitiu uma decisão sobre as atividades de demolição da direção principal do instituto. Especialistas eminentes foram presos e condenados como inimigos do povo. Como resultado, Kostikov assumiu o cargo de engenheiro-chefe, depois se tornou o chefe do instituto e ao mesmo tempo o "autor" de um novo tipo de arma. Por isso, ele foi generosamente premiado no início da guerra, apesar de não ter nada a ver com a criação de Katyusha.

O reconhecimento pelas autoridades dos méritos de Kostikov na criação de novas armas, bem como seus esforços para identificar "inimigos do povo" no instituto, não o salvaram da repressão. Em julho de 1942, o instituto chefiado por ele recebeu uma tarefa do Comitê de Defesa: desenvolver um caça-interceptador com motor a jato em oito meses. A tarefa foi extremamente difícil, não foi possível concluí-la a tempo (a aeronave foi criada apenas seis meses após o término do período especificado). Em fevereiro de 1943, Kostikov foi preso e acusado de espionagem e sabotagem. No entanto, seu destino posterior não foi tão trágico quanto o daqueles que ele mesmo acusou de destruir, um ano depois ele foi libertado.

Voltando à história dos Katyushas (Fig. 5), lembramos que a eficácia da nova arma de mísseis foi demonstrada logo no início da guerra. Em 14 de julho de 1941, a primeira salva de cinco Katyushas cobriu o aglomerado tropas alemãs perto da estação ferroviária Orsha. Então os Katyushas apareceram em Frente de Leningrado. Ao final da Grande Guerra Patriótica, mais de dez mil Katyushas operavam em suas frentes, disparando cerca de 12 milhões de foguetes de vários calibres.

Profissões pacíficas pólvora

Curiosamente, a pólvora pode salvar vidas não apenas como resultado de ser usada em armas de fogo para proteger contra um ataque agressivo, mas também quando é usada de forma bastante pacífica.

O intenso desenvolvimento da indústria automotiva colocou vários problemas, principalmente a segurança do motorista e dos passageiros. Os cintos de segurança mais utilizados, que protegem contra lesões durante a frenagem repentina do carro. No entanto, esses cintos não podem impedir que a cabeça bata no volante, painel ou pára-brisa e na parte de trás da cabeça durante um movimento brusco do corpo para trás. A maioria maneira moderna proteção - um airbag inflável, é um saco de nylon certa forma, que no momento certo é preenchido com ar comprimido de um cartucho especial (Fig. 6).

Arroz. 6. Teste de airbag em manequins

O travesseiro tem pequenos orifícios de ventilação através dos quais o gás é liberado lentamente depois de "espremer" o passageiro. O enchimento da bolsa com gás ocorre em 0,05 s, mas esse tempo ainda não é suficiente nos casos em que o carro está se movendo a uma velocidade superior
120 km/h Pó sem fumaça veio para o resgate. A queima instantânea de uma pequena carga de pó permite inflar o travesseiro com produtos de combustão dez vezes mais rápido que o ar comprimido. Como, depois de inflar o travesseiro, os gases são sangrados lentamente, foi desenvolvida uma composição especial de pólvora que, quando queimada, não forma produtos nocivos como óxido de nitrogênio e monóxido de carbono.

O pó sem fumaça encontrou outro uso pacífico onde menos se poderia esperar - para combater o fogo. Uma pequena carga de pólvora, colocada em um extintor de incêndio, permite "disparar" quase instantaneamente a mistura extintora na direção da chama que se espalha.

Também não podemos esquecer que até agora a velha "profissão" da pólvora - lançar fogos de artifício (Fig. 7) - cria um clima alegre para nós nas férias.

A pólvora de piroxilina tornou possível resolver com sucesso os problemas de disparo de todos os sistemas de artilharia, até o final da Primeira Guerra Mundial. O maior desenvolvimento da artilharia doméstica exigia urgentemente o desenvolvimento e uso de pós de balietita.

Os principais componentes dos pós balísticos são nitratos de celulose com baixo teor de nitrogênio (coloxilinas), um solvente de baixa volatilidade - um plastificante, um estabilizador de resistência química e vários aditivos. Nos Estados Unidos, os pós balísticos utilizam piroxplinas com teor de 13,15% e 13,25% de nitrogênio.

A nitroglicerina e o nitrodiglicol têm sido amplamente utilizados como solvente não volátil na produção de pós balísticos.

A nitroglicerina é um produto do tratamento da glicerina com uma mistura de ácidos nítrico e sulfúrico e é um poderoso explosivo altamente sensível a influências externas. A nitroglicerina é um líquido em condições normais e serve como um bom plastificante para nitratos de celulose com baixo teor de nitrogênio. No processo de fabricação da pólvora, a nitroglicerina não é removida da massa do pó e é um dos principais componentes da pólvora acabada, o que determina em grande parte suas propriedades físico-químicas e balísticas.

O nitrodiglicol é um produto do processamento de dietilenoglicol com uma mistura de ácidos nítrico e sulfúrico. O dietilenoglicol é obtido sinteticamente a partir do etileno. Assim como a nitroglicerina, o nitrodiglicol é um líquido com boas propriedades plastificantes.

Durante a Segunda Guerra Mundial, pólvoras à base de nitrodiglicol começaram a ser usadas na Alemanha, que incluía até 30% de nitroguanidina, que é uma substância branca substância cristalina com propriedades explosivas. Essas pólvoras são chamadas de guanidina ou gudol.

Os pós contendo nitroguanidina são usados ​​nos EUA e são chamados de pós tribásicos, em contraste com os pós de piroxilina, chamados monobásicos, e os pós de nitroglicerina, chamados dibásicos. Como estabilizador para a resistência química de pós balísticos, as centralitas, substâncias cristalinas brancas, receberam o maior uso. O pó acabado contém de 1 a 5% de centralita. O teor de umidade em pós balísticos geralmente não é superior a 1%.

Dependendo da finalidade dos pós, vários aditivos são introduzidos em sua composição. Para reduzir a temperatura de combustão a fim de reduzir a ação incendiária da pólvora, são introduzidos em sua composição os chamados aditivos de resfriamento, que são usados ​​como dinitrotolueno, dibutil ftalato e algumas outras substâncias. O dinitrotolueno e o dibutil ftalato também são plastificantes adicionais da coloxilina. Seu conteúdo no pó acabado pode ser de 4 a 11%.

O chamado aditivo tecnológico pode ser introduzido na composição dos pós, o que facilita o processo de fabricação da massa em pó. Ampla aplicação recebeu vaselina como aditivo tecnológico, seu teor em pólvora é de até 2%.

Para eliminar os fenômenos de combustão intermitente e instável em motores a jato, aditivos catalíticos e estabilizadores são introduzidos na composição da pólvora. Seu conteúdo em pólvora é baixo: de 0,2 a 2-3%. Compostos de chumbo são usados ​​como catalisadores de combustão, e giz, óxido de magnésio e outras substâncias refratárias são usados ​​como aditivos estabilizadores.

As composições de alguns pós balísticos nacionais e estrangeiros são dadas na tabela. dez.

Mesa10

Nome dos componentes em pó
	pólvora		pó de argamassa	jato de pó
	nitroglicerina	nitro deagle esquerdo
Coloxilina
Nitroglicerina
Nitrodiglicol
Centralidade
Dinitrotolueno
dibutil ftalato
Petrolato
Água, (sobre100 % )
Grafite
óxido de magnésio
Outras substâncias

A pólvora do tipo balístico é usada para disparar armas, morteiros e lançadores de foguetes.

Pólvora são feitos principalmente na forma de tubos 1 (Fig. 12) de vários comprimentos e com várias espessuras da abóbada de queima.

pólvora de morteiro preparado na forma de placas, fitas 2, espirais e anéis 3.

Arroz. 12. Forma de pós balísticos:

1 tubo (pólvora tubular); g-fita (fita-

rox); 3- anel; 4 - verificador

Pólvora reativa são feitos na forma de damas grossas de canal único de 4 formas geométricas cilíndricas e mais complexas.

A tecnologia moderna possibilita a fabricação de cartuchos de pólvora com uma espessura de cobertura de queima de até 300 mm ou mais.

O processo de fabricação de pós balísticos é realizado da seguinte forma.

Os componentes da pólvora são misturados em água morna. Com esta mistura, a coloxilina incha em solventes.

Após a remoção preliminar da umidade, a massa é passada repetidamente por rolos quentes. Nos rolos há uma maior remoção de umidade, compactação e plastificação da massa de pó. Os elementos em pó da forma e tamanho necessários são obtidos a partir da massa de pó.

Para obter tubos, a teia de pó após os rolos é enrolada em rolos e prensada através das matrizes apropriadas. Os tubos são cortados em elementos em pó de um determinado comprimento. Para obter pó de forma lamelar, em fita e em anel, a massa de pó é passada por rolos com uma folga ajustável com precisão. A tela resultante é cortada em placas ou fitas de tamanhos específicos ou anéis são cortados dela.

O processo tecnológico para a fabricação de pós balísticos é menos demorado e mais econômico que a piroxilina, permite amplo uso de automação, mas é mais explosivo.

Dependendo da finalidade, composição química, forma e tamanho dos elementos em pó, existem graus de pólvora do tipo balístico. Os símbolos para marcas de pólvora são muito diversos. A pólvora para motores a jato tem designações que indicam apenas a finalidade da pólvora e sua composição aproximada. Não há indicação da forma e tamanho dos elementos na designação de pós reativos. Por exemplo, H, HM 2 significa pólvora reativa, na qual a nitroglicerina é usada como plastificante, a segunda pólvora contém a adição de óxido de magnésio (2%).

A pólvora balística de arma é designada da seguinte forma: atrás das letras que indicam a composição aproximada da pólvora, um número indicando o conteúdo calórico da pólvora é colocado no traço e, em seguida, o tamanho do tubo é indicado por uma fração, semelhante à piroxilina pólvora. Ao contrário dos pós de piroxilina, ao designar os pós balísticos tubulares, as letras TP não são afixadas, pois os pós balísticos não são feitos na forma de grãos cilíndricos. Por exemplo, a marca NDT-3 18/1 significa que a pólvora de nitroglicerina contendo dinitrotolueno como aditivo de resfriamento, que pertence ao terceiro grupo em termos de conteúdo calórico, tem a forma de um tubo de canal único com uma espessura de arco de queima de 1,8 milímetros. Os pós lamelares são indicados por letras e números: NBPL 12-10 - pó lamelar de argamassa balística de nitroglicerina com espessura de abóbada de 0,12 mm e largura da placa de 1 mm.

A pólvora de fita é designada pela letra L e um número correspondente à espessura da abóbada em chamas em centésimos de milímetro, por exemplo, NBL-33. Os pós do anel são indicados pela letra K seguida de um número fracionário: o numerador indica o diâmetro interno do anel em milímetros, o denominador é o diâmetro externo. Após a fração, um número é colocado no traço, indicando a espessura da abóbada em chamas em centésimos de milímetro, por exemplo, NBK 32/64-14.

Os pós balísticos se distinguem por uma variedade de composição química e formas geométricas e, portanto, são diferentes em suas propriedades físico-químicas e balísticas.

Os pós balísticos são menos higroscópicos do que os pós de piroxilina.

Uma propriedade positiva dos pós balísticos, amplamente utilizados na prática, é a capacidade de alterar significativamente suas características de energia, alterando o conteúdo de um solvente explosivo não volátil em uma faixa bastante ampla e introduzindo vários aditivos em sua composição. Isso permite expandir significativamente o escopo de aplicação prática deste grupo de pólvoras de nitrocelulose. O calor de combustão dos pós balísticos, dependendo de sua composição, pode variar de 650 a 1500 kcal/kg. De acordo com o calor de combustão, os pós balísticos são divididos em altamente calóricos (1000-1500 kcal/kg), médios calóricos (800-1000 kcal/kg) e de baixa caloria (650-800 kcal/kg). Pós de baixa caloria são muitas vezes referidos como pós frios ou de baixa erosão.

Para pós balísticos ampla variedade a taxa de queima, a força da pólvora e outras características podem mudar.

A pólvora é um elemento integral que é usado para equipar cartuchos. Sem a invenção desta substância, a humanidade nunca teria conhecido as armas de fogo.

Mas poucas pessoas estão familiarizadas com a história do aparecimento da pólvora. E acontece que foi inventado por acaso. E então por muito tempo eles foram usados ​​apenas para lançar fogos de artifício.

O advento da pólvora

Esta substância foi inventada na China. A data exata o aparecimento do pó preto, que também é chamado de preto, ninguém sabe. No entanto, isso aconteceu por volta do século VIII. BC. Naqueles dias, os imperadores da China estavam muito preocupados própria saúde. Eles queriam viver muito e até sonhavam com a imortalidade. Para fazer isso, os imperadores incentivaram o trabalho de alquimistas chineses que tentaram descobrir o elixir mágico. Claro, todos nós sabemos que a humanidade nunca recebeu o líquido milagroso. No entanto, os chineses, mostrando sua perseverança, realizaram muitos experimentos, misturando os mais substâncias diferentes. Eles não perderam a esperança de cumprir a ordem imperial. Mas às vezes os testes terminavam em incidentes desagradáveis. Um deles ocorreu depois que os alquimistas misturaram salitre, carvão e alguns outros componentes. Um pesquisador desconhecido da história ao testar uma nova substância recebeu chamas e fumaça. A fórmula inventada foi até registrada na crônica chinesa.

Por um longo período de tempo, o pó preto foi usado apenas para fogos de artifício. No entanto, os chineses foram mais longe. Estabilizaram a fórmula desta substância e aprenderam a usá-la para explosões.

No século 11 a primeira arma de pólvora da história foi inventada. Estes eram foguetes de combate, nos quais a pólvora primeiro incendiava e depois explodia. Esta arma de pólvora foi usada durante os cercos das muralhas da fortaleza. No entanto, naqueles dias, tinha um efeito mais psicológico sobre o inimigo do que um efeito prejudicial. A arma mais poderosa inventada pelos antigos exploradores chineses foram as bombas manuais de argila. Eles explodiram e cobriram tudo com fragmentos de cacos.

Conquista da Europa

Da China, a pólvora negra começou a se espalhar pelo mundo. Surgiu na Europa no século 11. Foi trazido para cá por mercadores árabes que vendiam foguetes como fogos de artifício. Os mongóis começaram a usar essa substância para fins de combate. Eles usaram pólvora negra para tomar os castelos anteriormente inexpugnáveis ​​dos cavaleiros. Os mongóis usavam uma tecnologia bastante simples, mas ao mesmo tempo eficaz. Eles cavaram sob as paredes e colocaram uma mina de pólvora lá. Explodindo, esta arma militar facilmente abriu um buraco até mesmo nas barreiras mais grossas.

Em 1118, os primeiros canhões apareceram na Europa. Eles foram usados ​​pelos árabes durante a captura da Espanha. Em 1308, os canhões de pólvora desempenharam um papel decisivo na captura da fortaleza de Gibraltar. Depois foram usadas pelos espanhóis, que adotaram essas armas dos árabes. Depois disso, a fabricação de canhões de pólvora começou em toda a Europa. A Rússia não foi exceção.

Obtenção de piroxilina

Pó preto até o final do século XIX. eles carregavam morteiros e guinchos, pederneiras e mosquetes, bem como outras armas militares. Mas, ao mesmo tempo, os cientistas não pararam suas pesquisas para melhorar essa substância. Um exemplo disso são os experimentos de Lomonosov, que estabeleceu uma proporção racional de todos os componentes da mistura em pó. A história também lembra a tentativa frustrada de substituir o escasso salitre pelo sal berthollet, realizada por Claude Louis Bertole. O resultado dessa substituição foram inúmeras explosões. O sal de Berthollet, ou clorato de sódio, provou ser um agente oxidante muito ativo.

Um novo marco na história da produção de pó começou em 1832. Foi então que o químico francês A. Bracono obteve pela primeira vez a nitrocelulose, ou priroxilina. Esta substância é um éster de ácido nítrico e celulose. A molécula deste último contém um grande número grupos hidroxila que reagem com ácido nítrico.

As propriedades da piroxilina foram investigadas por muitos cientistas. Assim, em 1848, os engenheiros russos A.A. Fadeev e G.I. Hess descobriu que esta substância é várias vezes mais poderosa que o pó preto inventado pelos chineses. Houve até tentativas de usar piroxilina para fotografar. No entanto, eles terminaram em fracasso, uma vez que a celulose porosa e solta tinha composição heterogênea e queimava a uma taxa inconsistente. As tentativas de comprimir a piroxilina também terminaram em fracasso. Durante este processo, a substância muitas vezes se inflamava.

Obtenção de pó de piroxilina

Quem inventou o pó sem fumaça? Em 1884 químico francês J. Viel com base na piroxilina criou uma substância monolítica. Este é o primeiro pó sem fumaça na história da humanidade. Para obtê-lo, o pesquisador utilizou a capacidade da piroxilina de aumentar de volume, estando em uma mistura de álcool e éter. Nesse caso, obteve-se uma massa macia, que foi então prensada, foram feitas placas ou fitas a partir dela e depois submetidas à secagem. A parte principal do solvente evaporou assim. Seu volume insignificante foi preservado em piroxilina. Continuou a funcionar como um plastificante.

Esta massa é a base do pó sem fumaça. Seu volume neste explosivo é de cerca de 80-95%. Ao contrário da celulose obtida anteriormente, a pólvora de piroxilina mostrou sua capacidade de queimar a uma taxa constante estritamente em camadas. É por isso que ainda hoje é usado para armas pequenas.

Vantagens da nova substância

A pólvora branca Viel tornou-se real descoberta revolucionária no domínio das armas de fogo. E havia várias razões que explicavam esse fato:

1. A pólvora praticamente não produzia fumaça, enquanto o explosivo usado anteriormente, após vários tiros disparados, estreitava significativamente o campo de visão do lutador. Apenas fortes rajadas de vento poderiam se livrar das nuvens de fumaça emergentes ao usar pólvora negra. Além disso, a invenção revolucionária tornou possível não divulgar a posição de um lutador.

2. A pólvora de Viel permitiu que a bala voasse do mais velocidade. Por conta disso, sua trajetória era mais direta, o que aumentava significativamente a precisão do tiro e seu alcance, que era de cerca de 1000 m.

3. Devido às características de grande potência, o pó sem fumaça foi usado em quantidades menores. A munição ficou muito mais leve, o que possibilitou aumentar seu número ao mover o exército.

4. Equipar os cartuchos com piroxilina permitiu que eles funcionassem mesmo quando molhados. A munição, que era baseada em pólvora negra, devia estar protegida da umidade.

A pólvora de Viel passou testes bem sucedidos no fuzil Lebel, que foi imediatamente adotado pelo exército francês. Apressou-se a aplicar a invenção e outros países europeus. Os primeiros foram a Alemanha e a Áustria. Novas armas nesses estados foram introduzidas em 1888.

pólvora de nitroglicerina

Em breve, pesquisadores obtiveram uma nova substância para armas militares. Eles se tornaram pó sem fumaça de nitroglicerina. Seu outro nome é balistita. A base desse pó sem fumaça também era a nitrocelulose. No entanto, sua quantidade no explosivo foi reduzida para 56-57%. como plastificante em este caso serviu como trinitroglicerina líquida. Essa pólvora acabou sendo muito poderosa, e vale dizer que ainda é usada em tropas de foguetes e artilharia.

pólvora pirocolódica

No final do século XIX Mendeleev propôs sua receita para um explosivo sem fumaça. Um cientista russo encontrou uma maneira de obter nitrocelulose solúvel. Ele o chamou de pirocolódio. A substância resultante emitiu a quantidade máxima de produtos gasosos. A pólvora pirocolódica foi testada com sucesso em armas de vários calibres, que foram realizadas no local de teste marítimo.

No entanto, os méritos de Lomonosov para assuntos militares e a fabricação de pólvora não estão apenas nisso. Ele fez uma importante melhoria na tecnologia para a produção de explosivos. O cientista propôs desidratar a nitrocelulose não por secagem, mas com a ajuda do álcool. Isso tornou a produção de pólvora mais segura. Além disso, a qualidade da própria nitrocelulose foi melhorada, pois os produtos menos resistentes foram lavados com a ajuda do álcool.

Uso moderno

Atualmente, a pólvora, que é baseada em nitrocelulose, é usada em armas semiautomáticas e automáticas modernas. Ao contrário da pólvora negra, praticamente não deixa armas nos canos. alimentos sólidos combustão. Isso possibilitou a recarga automática de armas ao usar um grande número de mecanismos móveis e peças nele.

Várias variedades de pólvora sem fumaça são a parte principal do propulsor usado em armas pequenas. Eles são tão difundidos que, via de regra, a palavra "pólvora" significa sem fumaça. A substância, inventada por antigos alquimistas chineses, é usada apenas em sinalizadores, lançadores de granadas sob o cano e em alguns cartuchos projetados para armas de cano liso.

Quanto ao ambiente de caça, costuma-se usar uma variedade de piroxilina de pó sem fumaça. Apenas às vezes as espécies de nitroglicerina encontram sua aplicação, mas não são particularmente populares.

Composto

Quais são os componentes de um explosivo usado na caça? A composição do pó sem fumaça não tem nada a ver com sua aparência esfumaçada. Consiste principalmente em piroxilina. É no explosivo é 91-96 por cento. Além disso, a pólvora de caça contém de 1,2 a 5% de substâncias voláteis, como água, álcool e éter. Para aumentar a estabilidade durante o armazenamento, 1 a 1,5 por cento de estabilizador de difenilamina está incluído aqui. Os fleumatizadores retardam a queima das camadas externas dos grãos de pó. Eles em pó de caça sem fumaça é de 2 a 6 por cento. Uma parte insignificante (0,2-0,3%) são aditivos retardadores de chama e grafite.

A forma

A piroxilina, usada para a produção de pó sem fumaça, é tratada com um agente oxidante, cuja base é uma mistura de álcool-éter. O resultado final é uma substância gelatinosa homogênea. A mistura resultante é processada mecanicamente. Como resultado, é obtida uma estrutura granular da substância, cuja cor varia de marrom-amarelado a preto puro. Às vezes, dentro do mesmo lote, é possível um tom diferente de pólvora. Para dar uma cor uniforme, a mistura é processada com grafite em pó. Este processo também permite nivelar a viscosidade dos grãos.

Propriedades

O pó sem fumaça se distingue pela capacidade de formação e combustão uniformes de gás. Este, por sua vez, ao alterar o tamanho da fração, permite controlar e ajustar os processos de combustão.

Entre as propriedades atraentes do pó sem fumaça, destacam-se as seguintes:

Baixa higroscopicidade e insolubilidade em água;
- maior efeito e pureza do que a contraparte esfumaçada;
- preservação das propriedades mesmo em alta umidade;
- a possibilidade de secagem;
- a ausência de fumaça após o disparo, que é produzida com um som relativamente baixo.

No entanto, deve-se ter em mente que o pó branco:

Ele emite monóxido de carbono quando disparado, o que é perigoso para os seres humanos;
- reage negativamente a mudanças de temperatura;
- contribui para um desgaste mais rápido da arma devido à criação de alta temperatura no cano;
- devem ser armazenados em embalagens lacradas devido à probabilidade de intempéries;
- tem uma vida útil limitada;
- pode ser inflamável em altas temperaturas;
- não usado em armas, cujo passaporte o indique.

A mais antiga pólvora russa

Os cartuchos de caça são equipados com este explosivo desde 1937. A pólvora "Falcon" tem um poder suficientemente grande que atende aos padrões do mundo desenvolvido. Deve-se notar que a composição desta substância foi alterada em 1977. Isso foi feito devido ao estabelecimento de regras mais rigorosas para esta espécie itens explosivos.

A pólvora "Falcon" é recomendada para caçadores iniciantes que preferem carregar cartuchos automaticamente. Afinal, essa substância é capaz de perdoá-los por um erro com uma amostra. A pólvora "Sokol" é usada por muitos fabricantes nacionais de cartuchos, como Polieks, Vetter, Azot e outros.