Порох. От алхимии до артиллерии: история вещества, которое изменило мир

Однако если мастер желал создать по-настоящему эффективную взрывчатку, избежать опасности было практически невозможно. Если просто перемешать три ингредиента пороха, то получается сероватый порошок, который мгновенно сгорает, но не взрывается. Чтобы запустить цепную реакцию взрыва, кислород, который высвобождается раскаленной селитрой, должен в ту же секунду соединиться с горючим (серой и углем). Но чтобы это произошло мгновенно, надо заставить ингредиенты вступить в максимально тесное взаимодействие. Добиться этого можно было путем тщательного перетирания. Селитру, серу и древесный уголь смешивали и долго толкли в ступе — чтобы смесь превратилась во взрывчатое вещество, требовались сутки. В результате получался тонкий как пудра порошок. Артиллеристы прозвали его «пороховой мякотью», или серпентином, — по имени примитивной пушки, в которой он использовался.

Во время перетирания мастер подвергался наибольшей опасности. Трение, искра, высеченная случайно попавшим в ступу кусочком железа, неосторожное обращение с лампой — все это означало немедленную катастрофу. Если ступу с перетертым порохом встряхивали, над ней поднималось облако пыли. Сквозняк мог отнести пыль к открытому огню, и пылинки, вспыхнув, приводили пламя обратно к массе пороха. Опасным было не только производство, но и хранение: частицы пороха легко просачивались сквозь щели в бочонках, улетучивались из неплотно закрытых емкостей.

Еще одним врагом мастера была влажность. Молекулы воды, присутствующие в воздухе, осаждаются на поверхности некоторых веществ, накапливаются там и постепенно увлажняют их. Такие вещества называют гигроскопичными. Этим свойством обладает, например, обычная столовая соль, забивающая в сырую погоду дырочки солонки. Древесный уголь тоже довольно гигроскопичен, а если его тонко помолоть, это свойство многократно усиливается: ведь для влаги становится доступна гораздо большая поверхность материала. Порох начинает терять свои взрывчатые свойства, если содержание влаги в нем превышает один процент. Пороховая мякоть, которую хранили в погребах, перевозили под проливным дождем или отправляли за море в трюме корабля, легко превращалась в бесполезную слипшуюся сырую массу. Селитра, в которой содержалось много гигроскопичного нитрата кальция, еще больше осложняла дело. Канонир никогда не знал до конца, чего ему ждать от своего пороха: последует ли мощный взрыв или разочаровывающий хлопок. Артиллеристы тратили много времени, просушивая и «восстанавливая» порошок.

Стрельба пороховой мякотью была делом медленным и непредсказуемым. Когда частицы пороха тесно спрессованы, заряд горит только на поверхности. В свое время китайцы использовали это свойство в своих «огненных копьях» и ракетах. Но в пушке вся масса пороха должна была сгорать стремительно. Артиллерист не мог доверху набить порохом зарядную камеру своей бомбарды: следовало оставить тщательно рассчитанное свободное пространство, чтобы рыхлый заряд вспыхнул достаточно эффективно. Так что камеру — толстостенный контейнер в задней части пушки — загружали только примерно наполовину. Затем забивали камеру деревянной пробкой и помещали сверху ядро.

Когда порох поджигали через запальное отверстие, он сначала воспламенялся только на поверхности. В результате горения возникала турбулентность, которая перемешивала остальной порох, и он тоже сразу вспыхивал. Если же порошок был спрессован слишком плотно или, напротив, был чересчур рыхлым либо не был правильно распределен внутри камеры, горение могло оказаться неравномерным, а выстрел — недостаточно мощным.

До конца XV столетия процесс заряжения бомбарды отнимал часы, а весь процесс подготовки к выстрелу мог занять целый день. Во время осады лотарингского города Меца в 1437 году некий пушкарь-виртуоз сумел выстрелить из большой бомбарды трижды за один день. Этот подвиг так поразил его командиров, что бомбардира заставили предпринять покаянное паломничество в Рим: столь стремительная стрельба явно не могла обойтись без помощи Вельзевула.

Одно из решений проблемы гигроскопичности заключалось в том, чтобы перевозить ингредиенты пороха по отдельности и составлять смесь непосредственно на поле боя. Это исключало взрыв во время транспортировки, поскольку по отдельности ингредиенты не опасны. Кроме того, артиллеристы могли просушить даже самую сырую селитру или древесный уголь непосредственно перед смешиванием. Подобные промышленные операции на поле битвы не были чем-то диковинным — кузнецам и плотникам там тоже хватало работы.