Взрыв

Итак, вторичные взрывчатые вещества применяются для получения разрушительного действия взрыва; инициирующие взрывчатые вещества служат для возбуждения взрыва вторичных взрывчатых веществ. Кроме того, взрывчатые вещества применяются ещё и в качестве метательного средства. Для этих целей используются взрывчатые вещества третьего класса — метательные взрывчатые вещества, или пороха.

Многие из нас увлекаются охотой. Вот охотник, затаив дыхание, высматривает поющего свою весеннюю песню токующего глухаря, смутно заметного сквозь ветви сосны на бледном фоне предрассветного неба. Наведя едва еще видимую мушку на тёмное пятно, охотник нажимает спуск, раздаётся выстрел, и огромная птица, ломая сучья, с шумом падает на землю.

Как происходит выстрел? В гильзе находится пороховой заряд, закрытый войлочным пыжом, выше — снаряд (дробь или пуля). В головку гильзы вставлен капсюль–воспламенитель. При спуске курка по капсюлю ударяет острый боёк; состав, находящийся в капсюле–воспламенителе, загорается и поджигает порох. Так как образующимся пороховым! газам уходить некуда, то давление их быстро растёт, С ростом давления увеличивается и скорость горения — (величина скорости горения бездымного пороха приблизительно пропорциональна давлению). Когда давление достигает определённой величины, снаряд начинает двигаться по стволу со всё возрастающей скоростью, вылетает из него и летит по направлению к цели. Чем больше скорость, с которой вылетает из ствола снаряд, тем больше дальность его полёта.

Горение пороха при выстреле должно быть безусловно устойчивым, то есть никогда не должно переходить во взрыв. Если произойдёт взрыв, то давление настолько увеличится, что ствол будет разорван.

Отсюда ясно, что инициирующие взрывчатые вещества не могут быть использованы как метательные: их горение неизбежно перешло бы во взрыв.

Однако и вторичные взрывчатые вещества в обычном их виде также нельзя применять как пороха. Горение этих взрывчатых веществ устойчиво не при всех условиях; в частности, если горение идёт при быстро возрастающем давлении, как это происходит при выстреле, то оно может перейти во взрыв. Большую роль при этом играют физическая структура и свойства взрывчатого вещества. Так, если применить вместо пороха пироксилин, имеющий структуру тонко измельчённой ваты, то горение его тотчас переходит во взрыв. Но если тот же пироксилин растворить в соответствующем растворителе, то после испарения последнего мы получим пироксилиновый порох — массу, напоминающую целлулоид; этот порох устойчиво горит при любых условиях.

Нитроглицерин — взрывчатое вещество, имеющее вид вязкой маслообразной жидкости, — также легко даёт взрыв при горении в условиях выстрела, то есть при возрастающем давлении. В сочетании же с пироксилином он образует нитроглицериновый порох, напоминающий по своим физическим свойствам рог, горение которого во взрыв уже не переходит.

От порохов требуется, чтобы они в условиях выстрела не только горели без перехода во взрыв, но и давали возможность надёжно и точно регулировать быстроту сгорания порохового заряда во время выстрела.

Зачем это нужно?

А вот зачем. Скорость, с которой снаряд вылетает из ствола, зависит от величины энергии, сообщаемой пороховыми газами снаряду. Эта энергия приблизительно равна силе давления на дно снаряда, умноженной на длину ствола. Наибольшую энергию снаряд получает тогда, когда давление на протяжении всего его пути в стволе остаётся постоянным и соответствующим прочности ствола.

^{Рис. 7. Одноканальный и многоканальный трубчатый порох.}

Во время выстрела снаряд в стволе движется всё быстрее и быстрее, и объём, который занимают пороховые газы, становится всё больше. Понятно, что если бы количество газов, образующихся при горении порохового заряда, было постоянным, то давление стало бы быстро падать. Для того чтобы давление не падало или, по крайней мере, падало возможно медленнее, нужно, чтобы газов при горении порохового заряда образовывалось в каждый последующий момент больше, чем в предыдущий.

Как это достигается?

Горение современных порохов происходит только на поверхности их частиц, быстро охватываемой пламенем при воспламенении. Но частицам пороха можно придать такую, форму, чтобы поверхность их при горении возрастала, например форму многоканальных трубок. Каждая такая трубка горит и по своей наружной поверхности и по внутренней поверхности каналов. Из рисунка 7, а видно, что при этом общая величина горящей поверхности будет возрастать и количество газов соответственно будет все время увеличиваться.

Иногда целесообразно придавать пороху такую форму, чтобы величина поверхности горения оставалась постоянной. Для этого порох изготовляют в виде длинных одно–канальных трубок или тонких лент. Если проследить за последовательным состоянием такой трубки или ленты при горении со всех сторон, то можно убедиться (рис. 7, б), что в ходе горения величина поверхности будет оставаться почти постоянной.