Черный порох

Состав черного пороха в разных странах и разных сортах, очень однообразен, как видно из следующих цифр, взятых из разных источников (см. табл. 32).

Селитра в этой смеси дает кислород для горения и азот для увеличения количества газов. Уголь дает горючий материал — углерод. Сера же нисколько не улучшает горения (в некоторые специальные сорта пороха она и не входит), но, с одной стороны, она служит как бы цементом или клеем, придающим прочность зернам пороха, с другой же стороны, получающийся благодаря ее присутствию при горении пороха в небольшом количестве сернистый калий размягчает главную массу нагара, состоящую из углекислого калия, который иначе крайне трудно очищался бы с поверхности канала ствола.

Таблица 32. Состав черных порохов

Для улучшения баллистических (метательных) свойств пороха и для его удешевления было сделано чрезвычайно большое количество разных попыток изменения его состава. Так, одно время в австрийском флоте применялся порох с аммиачной селитрой вместо калиевой: от 80 до 90 проц. аммиачной селитры (NH4NO3)и от 20 до 10 проц. угля; баллистические качества были превосходны, близки к свойствам нитроглицериновых порохов, т. е. высокие начальные скорости при низких давлениях, и притом температура горения гораздо ниже, чем при нитроглицериновых или при обычных черных порохах, всего около 1720° Ц. Но порох этот очень нестоек и гигроскопичен (влаголюбив), и потому пришлось его бросить.

Пробовали заменять древесный уголь другими богатыми углеродом веществами, включая и конский навоз (этот порох назывался «препозит»), но все эти изменения не удержались в практике.

Для угля принято употреблять мягкие породы дерева: осину, ольху и т. п. У нас принято употреблять ольху, однако, опыты со смолистым деревом, именно с сосной, давали очень хорошие результаты. Для некоторых сортов пороха употреблялся уголь не полного обжига, не черный, а бурый или шоколадный. Таков, например, превосходный бурый ружейный порох быв. Охтенского завода. Зерна его кажутся черными, так как они, как и зерна черных порохов, графитуются, но при раздавливании зерен видно, что порох имеет бурый цвет. Этот порох выделывался для боевых патронов берданки, но давал прекрасные результаты и в охотничьих ружьях.

От возможно более полного и однообразного размельчения составных частей черного пороха, не доводя, впрочем, размельчения до аморфного, бесформенного состояния этих веществ, т. е. до разрушения микроскопических кристалликов селитры и серы, от тщательного смешения полученных порошков, от плотности спрессования смеси и, наконец, от тщательности сортировки порохов по величине зерен зависит качество пороха.

Цвет хорошего пороха должен быть однообразен, на поверхности зерен не должно быть белых частиц селитры или желтых угля. В порохе не должно быть пороховой мякоти и пыли. Зерна должны быть настолько тверды, чтобы не растираться между пальцами. Если порох тусклый, матовый, имеет слипшиеся комки, — можно полагать, что он был сыр. Щепотка пороха, подожженная тлеющей спичкой на обыкновенной бумаге, не должна ее поджигать.

Плотность черных порохов, или удельный вес самого зерна, такова: для французских порохов, по Журнэ, «более 1,725»; для довоенных казенных русских порохов — ружейного черного — от 1,56 до 1,63 и бурого—от 1,72 до 1,77; для советского «Диана» (около 1928 г.) — от 1,60 до 1,64: для «простого» быв. Екатерининского завода (Виннера)— от 1,599 до 1,654 и для «отборного» этого же завода — от 1,617 до 1,672; по нашим нормам 1925 г. — от 1,55 до 1,70.

Гравиметрическая плотность, т. е. плотность не отдельных зерен, не самого вещества пороха, а целых его зарядов (иначе говоря, отношения веса см3, или хотя бы целого стакана пороха к весу точно такого же объема перегнанной воды при 4о Ц) очень близка к единице. Точнее же говоря: для французских порохов, насыпанных без утряски, — 0,915, с утряской же—1,1; для бурого ружейного Охтенского завода — от 0,94 до 0,98; для черных порохов по нашим нормам 1925 г. — «не менее 0,87».

Наконец, влажность для французских порохов менее 1 проц., для нашего довоенного казенного (ружейного) черного — 0,8— 1,0 проц.; для ружейного бурого — 0,9—1,1 проц.: для «простого» пороха быв. Екатерининского завода — 0,5—0,7 проц., и для его же «отборного» — 0,7—0,8 проц.; по нашим нормам 1925 г.— 0,7—1,2 проц.

Для процесса горения пороха, как это объясняется немногим далее, огромное значение имеет величина зерен. Поэтому приводим и эти данные.

Таблица 33. Французские пороха, число зерен в 1 г

При этом Журнэ рекомендует для ружей обычных калибров, от 10 до 28, порох «обыкновенный» № 3 и «сильный» № 2; для калибров 4 и 8 — «обыкновенный» № 2 и «сильный» № 1; для крупнокалиберных уточниц—№ 0; «сильные» же №№ 3 и 4 — только для маленьких зарядов в ружьях «слабого действия», но не в охотничьих.

Рис. 95. Мелкий порох	Рис. 96. Средний порох	Рис. 97. Крупный порох

В английских охотничьих порохах в мелких сортах большая часть зерен размером 0,25—0,5 мм и в 1 г около 4500—6000 и более зерен; в средних сортах величина зерен около 1/3—0,75 мм и в 1 г около 2700—3500 зерен; в крупных—зерна около 0,75—1,25 мм и в 1 г—900—1400 зерен (рис. 95—97).

В довоенных порохах наших казенных заводов: в ружейном буром величина зерен 0,51—0,89 мм, в охотничьем крупном — 1,02—1,27 мм и в охотничьем мелком — 0,13—0,38 мм.

Данные о размере зерен порохов быв. Екатерининского завода (Виннера) сведены в таблицу 34 (по экспертизе Испытательной комиссии быв. Охтенских пороховых заводов)

Наш черный порох «Диана» по данным 1928 г. имеет в 1 г зерен: в крупном — 890, в среднем—1840 и в мелком.—5180 зерен. По нашим нормам 1925 г. размеры зерен: крупного охотничьего пороха—1,20—1,70 мм, среднего —0,60—1,20 мм и мелкого — 0,12—0,60 мм.

При сгорании черный порох дает частью газообразные продукты, частью твердые (или, при высокой температуре, частью жидкие) остатки. По весу этих твердых остатков в зависимости от сорта пороха бывает около 56—58 проц., газообразных же продуктов около 44—42 проц. по весу же; по объему же эти газы, приведенные к температуре тающего льда (±0оЦ) и при нормальном воздушном давлении, занимают около 260—280 объемов, занимавшихся зарядом пороха до его сгорания.

Но при сгорании порох выделяет около 700—770 единиц тепла (калорий), и продукты горения нагреваются до очень высокой температуры в постоянном объеме, т. е. в помещении, не поддающемся расширению, до 2700—2800° Ц. В стволе охотничьего ружья, где снаряд вскоре после начала горения заряда начинает двигаться вперед, позволяя газам расширяться, температура их, конечно, ниже, достигая все же 2200—2300° Ц. А так как изменение температуры на каждые 273° Цельсия увеличивает упругость газов на 100 проц., то давление горячих газов несравненно выше,, чем при их охлаждении до нуля.

Таблица 34. Величина зерен и сила черных порохов

Примечание. Дробь твердая ньюкастельская 3,62 мм поперечником, пыжи—прокладка и войлочный Элея 11 калибра в 6,35 мм толщины.

Уместно будет заметить, что некоторые исследователи, например, так много сделавший для изучения дробового ружья С. А. Нетыкса, основываясь на высокой температуре продуктов горения пороха, считали совершенно' бесполезными всякие смазки и осалки пыжей, так как при температуре порядка 2200° все жиры разлагаются, теряя всякие смазочные свойства.

Это, несомненно, ошибка: самые простые и ежедневные наблюдения охотников и других стрелков ясно устанавливают тот факт, что просаленные пыжи действительно смазывают ствол. Вся ошибка здесь в недоучете того обстоятельства, что все явление выстрела продолжается очень короткое время, какие-нибудь тысячные доли секунды.

Что касается баллистических качеств черного пороха, то в Англии еще в конце XIX века за норму считалось, чтобы в ружьях 12 калибра заряд в 5,32 г среднего по крупности зерна пороха и 31,9 г дроби № 5 давал среднюю скорость на протяжении 10 ярдов от дула, что соответствует скорости удара в 4,57 м от дула — 354 м/сек. (т. е. начальную скорость в 372 м/сек.) при давлении в патроннике около 400 атм. (400 кг на 1 см*) или при 4,66 г мелкого пороха и прочих тех же условиях давления около 500 атм.

В Германии по указаниям, относящимся к 1913 г., норма была такая: для 12 калибра заряд 5,5—6,0 г, снаряд дроби-40—44 г, скорость удара в 12,5 м от дула — 300—310 м/сек. при среднем давлении в патроннике от 360 до 430 атм.; для 16 калибра заряд 4,5—.5,0 г, снаряд дроби — 32—36 г, скорость снаряда в том же расстоянии от дула—300—320 м/сек. при давлении 450—480 атм.

У нас до войны норма, установленная надписью Артиллерийского комитета от 6 сентября 1913 г. за № 1020, была такова: ружья 12 калибра при заряде в 5,5—6,0 г и снаряде дроби № 6 в 36 г должны давать скорость в 10 м от дула ("V₁₀", т. е показанная хронографом средняя скорость на протяжении от дула до 20 м) от 310 до 325 м/сек., при среднем давлении в патроннике не более 450 атм. и наибольшем, не превышающем 550 атм: Норма эта, следовательно, гарантировала при нормальных давлениях начальные скорости около 370—400 м/сек., т. е. вполне удовлетворительные и стоящие на современном уровне.

К сожалению, в 1925 г. нормы эти, как и другие упоминавшиеся требования к качествам черного пороха, были значительно понижены. Именно, при прежних предельных величинах давлений снаряд 12 калибра указывается в 35—36 г (т. е. допускается снаряд на 1 г меньший, чем требовался ранее), а скорости снаряда в 10 м от дула указываются в 275—305 м/сек. При этом номер дроби не оговаривается, что очень важно: крупная дробь лучше сохраняет свою скорость полета, чем мелкая, и от № 1 поэтому легче получить определенную скорость в некотором расстоянии от дула: скорость удара в 10 м от дула, равная 275 м/сек. при № 6 дроби (2,62 мм поперечником), соответствует начальной скорости около 313 м/сек., а при дроби № 1 (3,62 мм), которой часто пользуются на заводах для испытаний, она соответствует начальной скорости всего около 292 м/сек. Эти скорости совершенно не удовлетворяют практическим требованиям охоты.

Наибольшая скорость по этой норме—305 м/сек. в 10 м от дула — при №6 дроби соответствует начальной скорости около 370 (по Журнэ—360) м/сек., но при № 1 она соответствует лишь около 330 м/сек. Значит, и этот максимум меньше того, что считалось допустимым около 50 лет назад, но что давным давно осталось позади современных заграничных норм.

В довоенное время наши заводы выделывали значительное количество сортов черных порохов, которые различались один от другого и силой, и быстротой горения, и отношением к способу снаряжения (некоторые давали лучшие результаты при очень сильном, но не ударами, сжатии в гильзе, другие, например, «жемчужные» совершенно не выносили сжатия), и свойствами нагара. Такое разнообразие очень облегчало подбор сорта пороха к особенностям каждого данного ружья.

Для коротких стволов, а также для стволов, толстых в казне, но сильно истонченных в средних частях, выгоднее брать мелкий, т. е. быстро горящий, сильно взрывчатый порох. Для стволов очень длинных или же средней длины, но тонких в казенной части выгоднее крупный порох.

Если порох слишком крупен, то ускоряют его горение, беря более сильные пистоны, более тугие и толстые пыжи, крепче закручивая гильзы. При мелком порохе выгоднее поступать наоборот.

Все, что усиливает сопротивление снаряда, ускоряет горение пороха.

Лучшим из довоенных черных порохов был, пожалуй, «жемчужный» порох, именно мелкий. При порядочной силе (хотя он ближе был к средним по силе, чем к наиболее сильным) он давал превосходные осыпи, небольшие давления и чрезвычайно рыхлый, мягкий нагар. Совершенно неправильно говорит о нем С. А. Броунс («Технология пороха», часть I, 1925 г., стр. 163) будто это просто были чрезвычайно мелкие остатки от других порохов, отсеянные от пыли и тщательно полированные. Во-первых, даже «мелкий жемчужный» вовсе не был так уже чрезвычайно мелок, а кроме него были и средний, и крупный «жемчужный» порох. Во-вторых, весь он имел чрезвычайно правильную сферическую ((шаровидную) форму, как хорошая дробь, чего одной полировкой не достигается. Наконец, и по всем своим свойствам (мягкость зерна, особенный нагар) он резко отличался от всех других сортов.

Если, кроме' зерен, замечается пороховая пыль, ее следует отсеять прочь. Ввиду значительного разнообразия в качестве отдельных партий, а нередко и отдельных коробок, наших современных черных порохов, невозможно дать здесь соотношения силы их разных марок. Перед империалистической войной по обстоятельным опытам А. П. Ивашенцова наши пороха в ружье 12 калибра при бумажных гильзах и калиберных пыжах давали одинаковую резкость при таком соотношении зарядов: «царский мелкий» Русского об-ва — 5,86 г, «№ 3» того же об-ва (марка «Медведь») — 6,06 г, бердановский (боевых четырехлинейных патронов) — 6,13 г, «жемчужный мелкий» Русского об-ва (марка FFF)—6,20 г, «царский крупный» (того же Русского об-ва) — 6,40 г, «отборный № 2» завода Виннера — 6,60 г, «жемчужный крупный» (Русского об-ва, марка F) — 7,33 г.

По скорости горения они шли в том же порядке («царский мелкий»—наиболее быстро горящий), за тем лишь исключением, что «жемчужный мелкий» в этом отношении стоял между «отборным № 2» и «жемчужным крупным».

Достоинства черного пороха: он дешев, может храниться в годном состоянии хотя сто лет, только бы не отсырел, хорошо отмеривается меркой, хорошо зажигается всяким пистоном; нагар его меньше вредит стволу; к способам заряжания он мало чувствителен; при увеличениях заряда дает соответствующие увеличения давлений и скоростей.

Недостатки: отсырев, портится и уже не восстанавливает своих качеств после сушки; сильно пачкает стволы, так что бой дробью, а в особенности пулей, после нескольких выстрелов заметно ухудшается; при выстреле — довольно сильная отдача, гром выстрела и большое облако густого дыма, которое часто мешает во-время дать второй выстрел. Облако это или запах дыма нередко отпугивает приближающуюся дичь.