Виды нитропорохов

Описывать и даже называть хотя бы главнейшие современные сорта нитропорохов здесь нет возможности, но надо упомянуть, что их имеется несколько главных групп. Основой их, как упомянуто, является нитрованная клетчатка или пироксилин. Пироксилин получается в различных формах. Он может быть растворимый, т. е. растворяющийся без или почти без остатка в эфирно-спиртовой смеси, и есть нерастворимый, требующий для своего растворения более энергичных растворителей.

Пироксилин может содержать различные количества азота: в нерастворимом его может быть около 13 и даже 15 проч., в растворимом— около 11—12 проц. От количества азота в значительной степени зависит сила пироксилина, так как сорта с большим содержанием азота дают при сгорании больше газов и притом более высокой температуры. Поэтому очень часто употребляют для 'производства пороха смесь того и другого пироксилинов.

Пироксилин не при давлении, а лежащий открыто, сгорает гораздо медленнее, чем черный порох, не давая характерной для последнего вспышки. Но в закрытом вместилище, или же воспламененный ударным составом, например, капсюлем с гремучей ртутью, пироксилин сгорает так быстро, что уже дает разрушительную детонацию и не может годиться в качестве метательного вещества без применения мер, несколько замедляющих его горение.

Замедление это производится, с одной стороны, обращением пироксилина в коллоидальное состояние, т. е. в рогоподобное, непористое состояние, иначе говоря, желатинированием его растворителем (эфиром со спиртом, нитробензолом и др.) В таком состоянии пироксилин горит только на поверхности, сгорая последовательно слой за (слоем, а не разлагаясь почти мгновенно. В одних сортах пороха, как, например, порох Шульце, зерна желатинируются только в поверхностных частях, так что сначала зерна его горят более медленно, а когда снаряд уже подвинулся и для газов есть более просторное помещение, горение доходит до более пористых и быстро горящих центров зерен, В других сортах пироксилин желатинируется и уплотняется весь. Такой порох под названием «пироколлодий» еще в 1882 г. был предложен Д. И. Менделеевым из растворимого высокоазотистого (12,75 проц.) пироксилина. Этот тип во множестве сортов широко применяется в Америке, и близки сюда пороха Лишева, «глухарь» и Т. п.

С другой стороны, замедление горения достигается прибавлением к растворенному пироксилину различных веществ, называемых флегматизаторами. Таковы различные смолы, динитро-толуол, канифоль, нафталин, касторовое масло, вазелин и т. п. ' Для большей стойкости при хранении к пироксилину (помимо тщательной обработки, отмывки от малейших остатков кислот) прибавляются вещества, называемые стабилизаторами—амиловый спирт или теперь чаще — дифенильамин.

Чтобы ускорить горение сильно желатинированных порохов, иногда прибавляют в состав небольшое количество селитряно-угольной смеси.

Чтобы облегчить воспламенение пороха при охотничьих капсюлях, в некоторые сорта прибавляют к пироксилину большое количество селитры, главным образом, баритовой. При 'промывании затем этого пороха значительная часть селитры растворяется и вымывается, и порох получает уже не коллоидальное, но пористое строение, что сильно облегчает зажигание при взрыве капсюля.

Селитра входит в состав и современного пороха Шульце и «И, Си» (в «И. Си» около 38 проц. баритовой и около 9 проц. обыкновенной селитры). Но они с поверхности желатинируются и являются поэтому пороками полуколлоидального типа. В наш «сокол» и в германский «роттвейль» добавляется от 40 до 60 проц. калиевой селитры, которая, однако, после зернения и просушивания пороха вываривается из него почти совсем при температуре около 70°, так что остается не более 0,15 проц, селитры. Такое пористое строение облегчает зажигание и ускоряет горение пороха.

Эти пористые пороха, как «сокол» и «роттвейль» менее чувствительны к условиям заряжания патронов, чем полуколлоидальные, как «Шулыце» и «И. Си». У последних тонкий поверхностный желатинированный слой нередко в зернах, ближайших к капсюльному гнезду, разбивается при взрыве капсюля и быстро сгорает, ускоряя чрезмерно горение и остального заряда. В этом направлении могут действовать и трещинки поверхностного слоя зерен, и чрезмерное сдавливание заряда в гильзе. Поэтому полуколлоидальные пороха дают вообще высокие давления и при увеличенных или особенно жестких пыжах или очень увеличенных снарядах давления могут доходить до опасных пределов, как и при чрезмерно сильных капсюлях. В общем бой, даваемый ими, мало однообразен.

Коллоидальные пористые пороха дают более ровный бой и менее высокие давления, но к условиям снаряжения патронов все же довольно капризны. Чисто коллоидальные пороха во всех отношениях выше и тех и других, за исключением требования чрезвычайно сильного воспламенителя.

Кроме этих пироксилиновых порохов, имеется еще небольшое количество нитроглицериновых. Они состоят из коллодионного, т. е. растворимого пироксилина, растворяемого в нитроглицерине. Первоначально эти вещества брались пополам, в более новых сортах нитроглицерин берется в количестве около 36—39,5 проц. Охотничьи пороха этого типа выделываются, кроме Англии, во Франции, Италии, Австрии.                       

Некоторые из нитроглицериновых порохов очень стойки при разных температурных условиях. Все они имеют превосходные баллистические качества, давая при одинаковых давлениях большие начальные скорости, чем пироксилиновые пороха. Но эти достоинства получаются за счет серьезного неудобства. По га-зовыделяющей способности нитроглицериновые пороха очень немного превосходят пироксилиновые: последние выделяют при сгорании около 720—920 объемов разных газов, включая и водяной пар (считая, конечно, объемы, занимаемые газами при нормальном воздушном давлении и температуре таяния льда), нитроглицериновые же пороха выделяют около 820—970 объемов. Но в то время как пироксилиновые освобождают при сгорании около 800—950 калорий (единиц тепла) и нагревают продукты горения до 2000—2400° Ц, нитроглицериновые пороха освобождают более 1000 и до 1450 калорий, и температура газов доходит у них до 2700° Ц. Это, конечно, ведет к значительно более скорой порче стволов.

Самые лучшие результаты в дробовых охотничьих ружьях навали не нитроглицериновые и не чисто пироксилиновые пороха, но такие, как один ив бывших военных порохов для холостых винтовочных патронов (марки "Х1") и вырабатывавшийся Испытательной комиссией быв. Охтенских пороховых заводов не для продажи, — порох марки «Д».

Эти пороха вырабатывались из высокоазотистого пироксилина с растворимостью в 25 проц. и с 5-процентной прибавкой се-литряно-угольной смеси (на 4 части калиевой селитры 1 часть угля). Пороха эти не вымачивались, так что селитра не удалялась и не образовывались поры. Но присутствие этой смеси в составе облегчало воспламенение и ускоряло горение. По однообразию и постоянству действия, по совершенной безопасности в любых условиях снаряжения патронов и по баллистическим достоинствам порох «Д» был, можно сказать, лучшим порохом, хотя он был скорее малодымным, чем совершенно бездымным. Порох холостых патронов «X» также был чрезвычайно хорош, когда от него отсеивали пороховую пыль, могущую быть опасной в дробовом ружье.

Относительно формы дробовых нитропорохов надо сказать, что она очень разнообразна, но полуколлоидальные пороха обыкновенно зернятся в форме шариков или неправильных зерен, вроде черных порохов. Коллоидальным же для большей легкости воспламенения, а частью и для равномерности горения придается форма более (или менее тонких небольших пластинок, размеры которых, особенно же толщина, должны точно соответствовать составу пороха, т. е. свойствам его воспламеняемости и горения.

Так, пороха «Д» и «X1» имели толщину пластинок от 0,15 до 0,25 мм, «роттвейль» — 0,20—0,23 мм, несколько медленнее горящий «сокол» — 0,17 мм, гораздо более плотный вполне коллои-

дальный лишевский порох—0,12 мм, а выделывавшийся из очень высоко растворимого, а потому очень трудно воспламеняемого пироксилина «глухарь» требовал еще более тонких пластинок—0,08—0,1 мм.

Кордит выделывался в форме очень длинных, почти во всю длину гильзы, тонких, гибких шнурков с тончайшим каналом вдоль оси, как макароны.

Несколько сортов имеют вид таких же макарон, только нарезанных на короткие кусочки.

Наконец, некоторые (из последних американских нитропорохов имеют форму небольших чечевицеобразных дисков или лепешек, крестообразно как бы несколько надрезанных. Эти изменения формы приспособляются к тому, чтобы при легкой воспламеняемости порох в первые моменты горения, пока не преодолена инерция пыжа и снаряда и сила закрутки папковой гильзы, т. е. пока для пороха и его газов имеется еще очень мало простора, он не выделял слишком много газов и не поднимал бы этим очень высоко их давлений и температуры. А затем по мере сгорания поверхностных слоев зерна и по мере того, как снаряд сдвинулся из гильзы («а что требуется давление всего около 20 кг на 1 см2) и остается больше места для пороховых газов, чтобы газы развивались в большем количестве.

Относительно цвета нитропорохов надо сказать, что по цвету первых образцов Шульце его нередко называли белым порохом. Но теперешние нитропороха имеют, кажется, всевозможные окраски: желтые, оранжевые, красные, ярко зеленые (как «мюлле-рит»), бурые и почти черные. Последнее происходит оттого, что многие сорта довольно сильно графитируются, отчасти для придания поверхности большей гладкости, причем облегчается их отмеривание (которое, впрочем, к большинству сортов лучше не применять), а также увеличивается гравиметрическая плотность, так как гладкие порошинки лучше, плотнее укладываются в гильзе. С другой же стороны, графитование устраняет электризацию зерен при перевозке, тряске и т. п.

Надо сказать, что в странах, где черный порох имеет еще среди охотников очень большое распространение, было бы необходимым придавать нитропорохам бросающуюся в глаза яркую отличительную окраску, иначе возможны бывают случаи, когда нитропорох по темной окраске принимается малоопытными стрелками за черный порох и употребляется соответственно привычным образом, что, разумеется, ведет не только к разрыву ружья, но и к более серьезным последствиям.

В нижеприводимых таблицах 35—37 даем ряд сведений о некоторых из более распространенных и характерных нитропорохов разных стран.

Предполагавшийся у нас к выпуску (по данным 1933 г.) пористый пироксилиновый порох под маркой «П6—60», в форме цилиндриков 0,65—0,85 мм наружного поперечника и 1,2—1,5 мм длиной, с каналом 0,10—0,20 мм поперечником, гравиметрическая плотность не менее 0,400 (значит, вес 1 см3 не менее 0,4 г), в дробовике 12 калибра при заряде в 1,9—2,0 г и снаряде в 35 г должен давать начальную скорость (вероятно, имелась в виду скорость в 10 м от дула) 300—310 м/сек. при давлениях в 350—400 атм. В состав его должно входить 60 проц, селитры.

Данные о нескольких английских порохах приводим по анализам одной из наших лабораторий в 1931 г. (табл. 35).

Таблица 35. Анализ английских нитропорохов

С 1895 г. в Испытательной комиссии бывш. Охтенских пороховых заводов велись работы по выработке пироксилинового малодымного пороха с 5 проц. селитряно-угольной смеси, под маркой «Д», который, приблизительно, с 1896 г. шел в течение многих лет для тогдашней «царской» охоты. В 1911 г. бывш. Ох-тенским заводом была выпущена в продажу партия подобного же пороха марки «ХДА» 8 / 08 III, который от пороха «Д» отличался только толщиной пластинки, менее аккуратной резкой и меньшей тщательностью изготовления. Размеры пластинок были: толщина 0,22 мм и площадь 1,56X1,73 мм, удельный вес 1,622, стойкость при повторной пробе Вьелля при 106,5о Ц 72 часа. Баллистические свойства такие (табл. 38).

Этот порох уступал пороху Лишева только тем, что был не так экономичен вследствие величины заряда и давал несколько больше легкого, скоро исчезающего дыма. Совершенно такие же результаты давал и военный малодымный порох холостых патронов после просеивания через сита с отверстиями в 2 и в 0,76 мм.

Марка этого «холостого» малодымного пороха была «Х1».

Таблица 36. Данные о французских нитропорохах (по Журнэ)

Примечание. «Желоза»— вещество, добываемое из одной из водорослей.

Таблица 37. Данные о нитропорохах (по С. А. Броунсу, 1927 г.)

Таблица 38. Свойства нитропороха «X Д А»

В 1911 г. быв. Охтенский завод взамен малодымного стал изготовлять для холостых патронов бездымный порох, и в следующем году испытано было в дробовиках несколько образцов бездымных, малодымных и черного порохов (табл. 39).

Эти испытания показали, что порох с толщиной пластины в 0,13 мм дает высокие давления, а порох с толщиной в 0,18 мм дает много недогоревших порошинок. Поэтому был испытан другой револьверный порох с толщиной порошинок также в 0,13 мм, но с большей их длиной и шириной (табл. 40).

Таким образом, давлений, превышающих 600 атм., не дал и револьверный порох, однако, все же давления его были выше, чем у обоих малодымных порохов, а скорости, им даваемые, значительно ниже, чем у «ХДА». Для сравнения были испытаны параллельно с малодымным «ХДА» еще несколько продажных сортов нитропорохов (табл. 41).

Таблица 39. Свойства довоенных нитропорохов (русских)

Примечание. Ружье 12 калибра, снаряд-36 г дроби № 6 английской, 320 дробин в заряде; давление определялось в патроннике, стрельба на кучность производилась на 35,6 м (50 шагов). Сверловка-цилиндр.

Таким образом малодымный порох «ХДА» дал превосходный результат, удовлетворительную скорость при невысоких давлениях. Порох Лишева дал высоковатые давления при маловатых скоростях, а «сокол» и «мюллерит» дали непозволительные давления, а последний — и негодные скорости.

Таблица 40. Револьверный порох в дробовике

Примечание. Число несгоревших порошинок в канале ствола не превышало 8, в гильзах же вовсе не было.

Таблица 41. Свойства некоторых нитропорохов

Примечание. Стрельба производилась из ружья 12 калибра снарядом английской дроби в 3 г сериями по 30 патронов, в феврале 1911 г. «Мюллерит»—пластинчатый бездымный бельгийский порох (зеленого цвета}.

К началу 1927 г. относятся такие данные о «соколе». Удельный вес — 1,563; гравиметрическая плотность — 0,476, азота в проц.— 12,71, общее количество летучих веществ — 1,43 проц. влажности —1,30 проц. При испытании стрельбой скорость дроби в 10 м от дула от 301 до 320 м/сек., в среднем 307 м/сек.; давление пороховых газов от 424 до 550 атм., в среднем 480 атм.

Вот еще данные, относящиеся к 1931 г., по анализам одной из московских лабораторий. Надо иметь в виду, что стойкость пороха при 106,5^о Ц желательна не менее 50 часов (табл. 42).

Таблица 42. Анализы нитропорохов

Примечание. Зерновые и неправильные крупинки пороха не измерены.

Напомним, что процентное содержание азота влияет на силу пороха и на температуру при его горении. Вот простая формула, достаточно точно указывающая температуру горения (температура в градусах стоградусного термометра Цельсия) по процентному содержанию азота (N — число процентов): t^o = 31,7 Х N5/3 Это означает, что число процентов азота надо возвести в пятую степень, извлечь из полученной величины кубический корень и результат умножить на 31,7.

Результаты исследований пороха А. А. Лишева Испытательной комиссией быв. Охтенских пороховых заводов такие:

Удельный вес — 1,605; температура взрыва — 177° Ц, летучих веществ — 2,5 проц., из них удаляемых 6-часовой сушкой—1,2 проц., окиси азота — 200,7 см3 из 1 г; количество втянутой влаги через 15 час. — 1,95 проц. и через 3 суток—1,97 проц.; в ружье 12 калибра при заряде 2,09 г и снаряде дроби № 1 ньюкастель-ской—37,16 г, с пороховым пыжом 10 калибра, скорость в 10 м от дула 312 м/сек. при колебаниях между крайними выстрелами в 6 м; наибольшее давление в патроннике 510 атм. при среднем в 500 атм. При другой серии скорость этого же заряда — 318 м/сек. и давления 570 атм. При заряде в 2,22 г и этом же снаряде скорость в 10 м от дула 332 м/сек. и давление 650 атм.

При снаряде 37,16 г дроби и пыже 10 калибра в 12,7 мм толщиной в гильзу 12 калибра вмещается! не более 2,53 г пороха и давления получаются около 850 атм.

В Англии, как и в Америке, часто говорят и пишут о нитро-порохах в объемных единицах, хотя заряжают их, конечно, обыкновенно весом. И при этом различают их по группам, одни пороха называя «объемными», другие — «концентрированными». «Объемными» там называют те пороха, которых нормальный заряд 12 калибра имеет приблизительно тот же объем, как и нормальный заряд среднего черного пороха. Так как такой заряд черного пороха весит на английскую меру 3 драхмы (3 драхмы = 82 английских или аптекарских грана — 5,316 г), то они так и называют соответствующий заряд нитропороха: «такого-то нитропороха 3 драхмы». Но надо твердо помнить, что при этом имеются в виду не весовые драхмы по 1,772 г каждая, а условные объемные единицы: такая мерка, которая вмещает 3 драхмы или, округляя, 5,32 г черного пороха, а так как гравиметрическая плотность заряда черного пороха приблизительно равна единице, то объем такой мерки (вмещающей, следовательно, 5,32 г перегнанной воды) равняется 5,32 см3.

В такой мерке, т. е. занимая объем заряда черного пороха, более плотные из «объемных» порохов, как, например, Шульце, амберит, каннонит, рюби и т. п., имеющие гравиметрическую плотность почти (вдвое меньшую, чем черный порох, именно около 0,475—0,485, входят в количестве около 2,727 г, а по английскому (или старому аптекарскому) счету это составляет 42 грана. Так они обыкновенно и называют пороха этой группы: пороха, имеющие в 3 драхмах 42 грана. А так как по-английски слова «гран» и «зерно» пишутся одинаково (grains), то некоторые нередко понимают это так, что данный порох имеет в 3 драхмах веса 42 зернышка. На самом деле, конечно, такие громадные зерна мог бы иметь разве только пушечный порох тяжелой артиллерии.

Другая группа «объемных» порохов, менее плотных, к которым принадлежат «И. Си», бездымный даймонд, эмпайр и т. п., имеют гравиметрическую плотность втрое меньше черного пороха, именно около 0,375—0,385. Поэтому в трехдрахмовую мерку их вмещается не 5,32 г, как черного, и не 2,72 г, как Шульце, но всего 2,14 г или, на английский счет, 33 грана. Поэтому о них часто пишут как о порохах, имеющих 33 грана в 3 драхмах.

Наконец, «концентрированные» пороха, вроде охотничьего баллиcтита, имеют гравиметрическую плотность всего процентов на 30 меньше, чем черный порох, именно около 0,700—0,710. Но так как это очень сильные пороха, то их на обычный заряд

12 калибра идет около 1,6—1,8 г, которые занимают объем менее половины объема заряда черного пороха.

Ознакомившись с главными типами (Современных порохов и их составом и отличиями друг от друга, рассмотрим теперь несколько внимательнее самый интересный и практически важный вопрос: как именно происходит самое горение пороха