Пороха
и взрывчатые
вещества

1949
     
      Книга может быть полезна для студентов техникумов и учащихся военных училищ, а равно для работников конструкторских бюро и заводов, изготовляющих артиллерийское вооружение и боеприпасы.
     
      ПРЕДИСЛОВИЕ
      При современном состоянии артиллерийской техники конструктор артиллерийских систем, стрелкового оружия и боеприпасов должен обладать определенными познаниями в области порсхов, взрывчатых веществ и пиротехники. Он должен знать устройство элементов боеприпасов артиллерии и стрелкового оружия, а также явления, происходящие при выстреле.
      Чтобы уточнить характер сведений, необходимых конструктору» рассмотрим кратко элементы боеприпасов, следуя, за цепью событий, сопровождающих явление выстрела от момента воспламенения порохового заряда до момента разрыва снаряда при его попадании в цель.
      Чтобы произвести выстрел, необходимо воспламенить пороховой заряд; это воспламенение производится лучом пламени, для получения которого служат: капсюль-воспламенитель
      (в стрелковом оружии, авиационных пушках, минометах); капсюльная втулка, представляющая собой соединение капсюля-воспламенителя с небольшим зарядом из дымного пороха (в артиллерийских орудиях); ударная трубка (в артиллерийских системах картузного заряжания); электровоспламенитель (в реактивных системах) и другие средства воспламенения. Луч пламени от капсюля-воспламенителя, капсюльной втулки, ударной трубки, электрозапала и т. д. воспламеняет пороховой заряд непосредственно или с помощью порохового воспламенителя. Очевидно, что конструктору необходимо знакомство с этими элементами боеприпасов и содержащимися в них ударными и другими составами. Относящиеся сюда сведения даны в главах: «Инициирующие ВВ», «Средства инициирования» и «Дымный порох».
      Явления, происходящие в канале ствола орудия (оружия) при горении пороха, рассматриваются в специальной дисциплине—внутренней баллистике. Для изучения внутренней баллистики необходимы знание порохов и некоторые сведения из теории взрывчатых веществ, которые даются в главах I—VII и в главе «Коллоидные потроха».
      Законы движения снаряда после вылета его из канала ствола изучаются во внешней баллистике.
      Снаряды, действующие в конце траектории — у цели — многообразны по своему назначению и действию. В современной войне широко применяются фугасные, бризантные, кумулятивные и бронебойные снаряды, снаряжаемые бризантными взрывчатыми веществами. Необходимые сведения излагаются в главе «Бризантные взрывчатые вещества».
      Большое применение имеют в современной войне зажигательные, осветительные, сигнальные и трассирующие снаряды. Конструктору необходимы сведения о пиротехнических составах, которыми снаряжаются такие снаряды. Эти сведения даются в главе «Пиротехника».
      Для приведения всех этих снарядов в действие имеются специальные механизмы — трубки и взрыватели, наиболее ответственными частями которых являются элементы огневой цепи. Сюда относятся капсюли-воспламенители, капсюли-детонаторы, пороховые усилители и замедлители, детонаторы, специальные дистанционные составы и пр. Очевидно, что при проектировании трубки или взрывателя конструктор должен не только- правильно выбрать элементы огневой цепи, но он должен также быть в состоянии по результатам испытаний опытных партий трубок или взрывателей новой конструкции определить причины возможных при этих испытаниях неполадок и устранить их.
      Краткие сведения об элементах огневой цепи даны в главах «Инициирующие взрывчатые вещества» и «Дымный порох».
      Сведения по теории взрывчатых веществ, изложенные в первых семи главах книги, необходимы для изучения всех остальных глав.
      Автор выражает благодарность за ценные указания и советы, полученные в процессе работы над рукописью, действительному члену Академии артиллерийских наук К. К. Снитко, члену-корреспонденту Академии артиллерийских наук Ф. А. Бауму, профессору доктору К. К. Андрееву, профессору доктору А. Ф. Беляеву, доцентам кандидатам технических наук И. Е. Мойсак, А. А. Шидловекому, Н. С. Пужай и В. Д. Хазо-ву, кандидату химических наук Д. И. Тумаркину.
      Автор обращается к читателям с просьбой сообщить свои замечания и пожелания, которые будут приняты с благодарностью и учтены при дальнейшей работе над этой книгой.
      А. Г. Горст
      Тула, октябрь 1949 г.
     
      ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
     
      Развитие порохов и взрывчатых веществ, равно как и всех других областей науки и техники, зависит в первую очередь от развития производительных сил.
      Развитие порохов и взрывчатых веществ, с одной стороны, и артиллерии, с другой,— взаимосвязано: развивающаяся артиллерия предъявляла свои требования к ворохам и взрывчатым веществам; в свою очередь совершенствование порохов и взрывчатых веществ нередко оказывало значительное влияние на развитие артиллерии. Поэтому вполне естественно, что важнейшие этапы эволюции порохов и взрывчатых веществ совпадают с важнейшими этапами истории артиллерии, которые в свою очередь совпадают с этапами экономического развития государств, с ростом их производительных сил.
      Поэтому мы делим историю порохов и взрывчатых веществ на следующие три части, отвечающие основным этапам развития артиллерии:
      1. Зажигательные составы в доогнестрельную эпоху.
      2. Пороха и взрывчатые вещества в эпоху гладкоствольной артиллерии.
      3. Пороха и взрывчатые вещества в эпоху нарезной артиллерии.
     
      1. ДООГНЕСТРЕЛЬНАЯ ЭПОХА
      Доогнестрельная эпоха охватывает период с древнейших времен до XIV в.—до появления огнестрельного оружия. Эта эпоха включает последовательно первобытное, рабовладельческое и значительную часть феодального общества.
      В период этих общественных формаций техника развивалась чрезвычайно медленно. Так, например, от появления лука, который был важнейшим изобретением первобытного человека, до изобретения пригодных для военного применения метательных машин прошло, вероятно, много тысячелетий.
      В процессе дальнейшего развития лука и метательных машин появились аркбалиста, арбалет и, наконец, аркебуз — прообраз
      ЛИСТ 6-7 ОТСУТСТВУЕТ
      Открытие пироксилина и нитроглицерина. Только на основе успехов органической химии в 1846 г, стали возможны два замечательных открытия: нитроклетчатки и нитроглицерина. Эти два открытия явились фундаментом для дальнейшего развития порохов и бризантных веществ.
      Открытие нитроклетчатки привело в дальнейшем к поворотному пункту в истории пороха — к изобретению бездымного пороха. Открытие же нитроглицерина в результате запросов сильно развивавшейся в XIX в. горной промышленности привело к столь же важному повороту в истории взрывчатых веществ — к применению нитроглицерина, открытию явления детонации и бризантных взрывчатых веществ.
      Способы воспламенения пороха. Начиная с первых образцов стрелкового оружия XIV в. и до первой половины XIX в., т. е. в течение 500 лет, огонь сообщался пороху через «затравку». Оружие имело запальные отверстия, которые расширялись наружу и заканчивались полкой для затравочного пороха. Вначале затравочный порох воспламеняли примитивным способом с помощью кусочков тлеющего угля, в дальнейшем — раскаленным прутом, еще позже — с помощью фитиля. Способы воспламенения совершенствовались медленно: в конце XV в. появляется примитивный фитильный замок, в XVI в. появляются искровые замки, сперва так называемые терочные, позже колесцовые.
      Более совершенным был кремневый замок, изобретение которого явилось следующим этапом в развитии ружейных замков. Устройство этого замка было проще колесцового; искры получались при спуске курка от удара кремня, зажатого между губками курка, по терке, установленной над полкой с затравочным порохом.
      В России кремневый замок был введен в войсках Петром I в 1701 г. и служил в военном оружии около 150 лет, до Крымской войны включительно.
      Будучи совершеннее фитильного замка, кремневый замок обладал рядом серьезных недостатков. Поэтому в конце XVIII в. и в начале XIX в. велись изыскания с целью усовершенствования способа воспламенения; это привело к изобретению капсюля-воспламенителя и введению ударного механизма.
      Возможность решения этой задачи была подготовлена предшествовавшим развитием химии, в частности, открытием бертолетовой соли. Уже спустя несколько лет после открытия этой соли шотландец Форсайт в 1793 г. производил опыты со смесями, легко взрывавшимися при ударе и дававшими при этом луч пламени, достаточный для воспламенения пороха. Такие смеси получили название ударных составов. Опыты закончились успешно, и в 1807 г. были запатентованы в качестве ударных составов хлфатные смеси. Эти смеси смачивали водой для безопасности работы с ними, зернили или изготовляли из них шарики величиной с горошину или лепешки. Зерна, шарики, лепешки покрывали воском.
      Для первых, примитивных капсюлей был изобретен специальный замок, курок которого имел боек, ударявший в затравочное углубление, куда клали взрывчатую лепешку или шарик.
      Эти лепешки и шарики представляли в практическом применении большие неудобства (опасность при носке, легкое выпадание из затравочного отверстия и т. д.), которые были в значительной мере устранены в 1815 г. английским оружейником Иггом, запрессовавшим ударный состав в металлическую оболочку — колпачок. Так был изобретен капсюль-воспламенитель.
      Появление капсюля-воспламенителя привело к новому изменению замка; вместо прежнего затравочного углубления был поставлен затравочный стержень, на выступ которого надевали капсюль-воспламеийтсль. При спуске курка боек ударника разбивал капсюль, воспламенял его ударный состав, а получавшийся при этом луч пламени воспламенял порох.
      Капсюль-воспламенитель прежде всего (как и всякое другое усовершенствование в ружьях) распространился среди охотников. Против введения его в военных ружьях было много возражений, вследствие чего в ряде европейских государств капсюльные ружья были приняты только в 30-х и начале 40-х годов XIX в.
      В России капсюльное ружье было принято в 1840 г. (ли-ткхский штуцер); но этих ружей в русской армии было очень мало. В 1844 г. было решено переделать кремневые пехотные ружья на капсюльные; однако эта переделка происходила так медленно, что во время Крымской войны 1854—1855 гг. большая часть русской пехоты была вооружена гладкоствольными кремневыми ружьями.
      Гремучую ртуть, открытую в 1800 г., только с 1831 г. ввели в некоторых европейских странах в состав капсюлей.
      В России производсх. капсюлей-воспламенителей началось с 1843 г. на Охтенеком пороховом заводе, а гремучую ртуть применили в ударных составах впервые в 1867 г.
      Производство капсюлей-воспламенителей поставлено на наших заводах усилиями отечественных ученых и специалистов. Видную роль в этом деле сыграла работа А. А. Солонины.
     
      3. ЭПОХА НАРЕЗНОЙ АРТИЛЛЕРИИ
      Эпоха нарезной артиллерии охватывает период с середины XIX в. до нашего времени.
      Огромные успехи в развитии артиллерии (переход на нарезную артиллерию), порохов и взрывчатых веществ обусловлены быстрым экономическим развитием и крупными успеха-
      ми, достигнутыми в XIX в. в области физики, химии, математики и механики.
      Переход на нарезную артиллерию. Винтовые нарезы известны еще с начала XVII в. Уже тогда было замечено, что при стрельбе из ружья с винтовыми нарезами получается большая кучность боя, чем при стрельбе из гладкоствольного ружья. Позже был установлен ряд других преимуществ нарезного оружия. Однако в течение длительного времени это изобретение не могло быть реализовано вследствие отсутствия материальных условий для его осуществления. Машиностроение в XVII в, не могло обеспечить нарезание большого числа стволов,— эта работа производилась тогда вручную. Потребовалось еще значительное развитие науки, техники и промышленности в течение двухсот лет для возможности массового производства нарезных ружей. Освоение нарезных ружей произошло в Западной Европе в 30-х годах прошлого столетия; одновременно производилась замена кремневого замка на ударное приспособление для воспламенения пороха с помощью капсюля-воспламенителя. К 40-м годам во многих армиях были приняты на вооружение капсюльные нарезные ружья (штуцеры). В России переход на капсюльные нарезные ружья был совершен после Крымской войны, причем в 1856 г. новый образец нарезного ружья получил название «винтовки».
      Как и во многих других случаях, усовершенствование стрелкового оружия оказало большое влияние на развитие артиллерии. Со введением нарезных ружей значительно повысилась меткость пехотного огня, а дальность его повысилась до 1200 шагов. Артиллерия в это время сохранила на вооружении старые гладкоствольные орудия, стрелявшие на 600— 700 шагов. Поэтому артиллерия несла большие потери от ружейного огня. Отсюда возникли требования к артиллерии в отношении дальности стрельбы. Начались большие работы, приведшие почти одновременно ко введению нарезной артиллерии в ряде европейских стран. В России она была введена в li860 г.
      С введением нарезной артиллерии удалось увеличить дальность стрельбы до 3—3,5 км, а меткость новой артиллерии превосходила меткость гладкоствольной артиллерии при стрельбе на 1 км примерно в 5 раз. На этом, однако, артиллерийская техника не остановилась. Стремление к дальнейшему повышению баллистических качеств артиллерии и ручного огнестрельного оружия со всей силой подчеркнуло значение еше ранее поставленной задачи — изыскания более мощного пороха, чем старый, дымный порох.
      Попытки применения пироксилина для стрельбы. Открытие пироксилина сразу вызвало интерес со стороны военных специалистов; немедленно были поставлены разнообразные опыты с
      целью изучения возможности применения для стрельбы пироксилина вместо дымного пороха; первые же слабые успехи этих опытов привели к постройке пироксилиновых заводов в ряде стран. Но уже в 1847 г. взорвался завод з Австрии, а в последующие годы имели место взрывы пироксилиновых заводов во Франции и в других странах.
      Причиной этих взрывов было саморазложение пироксилина, который долгое время не удавалось получить в стойком виде, несмотря на производившуюся самую тщательную и сложную промывку.
      [Только после того как в 1865 г. Абель ввел измельчение пироксилиновых волокон в голландерах, стало возможным отмывать кислоту, заключающуюся во внутренней полости волокон. Одновременно он ввел метод контроля химической стойкости пироксилина. Эти усовершенствования устранили острую опасность взрыва пироксилина от саморазложения.
      Первые опыты применения пироксилина в качестве метательного средства, т. е. для стрельбы, были мало удачны. Главное затруднение заключалось в том, что при стрельбе рыхлым пироксилином происходило чрезвычайно быстрое и притом неравномерное его сгорание, в результате чего развивалось очень высокое давление, приводившее к разрыву орудия. Кроме того, при стрельбе пироксилином получалось очень большое рассеивание. Тем не менее в течение 50-х и 60-х годов продолжались попытки применения пироксилина для метательных целей взамен дымного пороха. Эти работы усилились в 70-х годах в связи с особенно острой потребностью в новом бездымном порохе, обнаружившейся при развитии оружейного дела.
      Появление потребности в бездымном порохе. В 70-х годах прошлого столетия велись большие работы по разработке магазинных винтовок, имевшие целью увеличить скорострельность ручного огнестрельного оружия.
      В результате этих работ в ряде стран была разработана скорострельная магазинная винтовка. Однако при сравнительных испытаниях стрельбой магазинные винтовки не давали в отношении абсолютного числа попаданий почти никакого преимущества перед однозарядными. Это объяснялось тем, что при частой стрельбе из магазинной винтовки дым не успевал рассеиваться и потому стрелкам были плохо видны мишени.
      Таким образом практика оружейного дела поставила со всей остротой задачу изыскания малодымного или бездымного пороха.
      Изобретение бездымного пороха. После многих самых раз нообразных и малоудачных попыток изготовления на основе пироксилина вещества, пригодного для замены дымного пороха в магазинных винтовках, в 1884 г. Вьелю удалось раз-
      решить эту проблему изобретением бездымного пироксилинового пороха.
      Это изобретение состояло в желатинизации пироксилина обработкой его спиртоэфирной смесью. Из полученной массы изготовляли мелкозернистый порох для стрельбы из винтовок; из все же позднее стали получать ленточные пороха для стрельбы из орудий.
      Полученный таким образом потрох благодаря своей сплошной структуре горел параллельными слоями, и это позволило управлять временем горения порохового заряда путем изменения толщины пороховых зерен.
      Французы держали изобретение Вьеля в строгом секрете. Было лишь известно, что новый порох представляет собой коллоидное вещество, полученное обработкой пироксилина летучим растворителем; имелись также некоторые сведения о баллистических свойствах пороха. Состав пороха и формы пороховых зерен были также неизвестны. Поэтому военное министерство в России поручило знаменитому русскому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву раскрыть секрет этого пороха. Менделеев настолько быстро разрешил эту задачу, что уже в 1891 г. было начато заводское изготовление бездымного попоха.
      Роль Д. И. Менделеева в развитии русского пороходелия этим не ограничилась; он предложил способ обезвоживания пироксилина спиртом, упростивший и обезопасивший эту операцию; он разработал новый, так называемый пироколлодийный порох. В дальнейшем развитии пороходелия в России участвовал ряд ученых и специалистов. А. В. Сухи некий ввел в технологию пороха операцию вымочки, которая значительно сократила длительность процесса производства пороха. В. Н. Никольский в конце прошлого столетия предложил впервые применять дифениламин в качестве стабилизатора пироксилинового пороха, что сильна повысило химическую стойкость пороха.
      Из последующих работ необходимо отметить исследования И. Н. Захарова, 3. В. Калачева, А. В. Сагюжникова, Г, П. Кис-немского, а также школы советских специалистов.
      Применением бездымного пороха была разрешена проблема скорострельности из магазинных винтовок. Вместе с тем применение бездымного пороха позволило уменьшить калибр вин-товки (вследствие облегчения очистки канала ствола, которое раньше было затруднительно при большом количестве нагара от дымного пороха). С переходом к бездымному пороху начальная скорость пули увеличилась с 4-20 до 615 мсек соответственно увеличились меткость, настильность и пробивная способность пули.
      Бездымный порох явился также необходимой предпосылкой для разрешения задачи конструирования и применения автоматического оружия, в первую очередь пулеметов.
      Появление бризантных взрывчатых веществ. В 1854 году знаменитый русский химик Николай Николаевич Зинин впервые поставил вопрос о применении нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, и под его руководством артиллерийский офицер В. Ф. Петрушевский впервые разработал способ приготовления значительных количеств нитроглицерина и способ его взрывания.
      По ряду причин артиллерийское ведомство отказалось от применения нитроглицерина для снаряжения гранат, вследствие чего опыты были прекращены. Опыты были вновь начаты по инициативе военного инженера О. Б. Берна и успешно проведены.
      В это время в России жил шведский инженер Альфред Нобель, который подробно ознакомился с работами Н. Н. Зинина и В. Ф. Петрушсвского. Он посещал в течение ряда лет их лабораторию. По возвращении в Швецию Нобель, недобросовестно использовав полученные в России сведения и положительные опытные данные, взял привилегию на применение нитроглицерина и на запал для его взрывания. В привилегии он назвал нитроглицерин «взрывчатым маслом Нобеля», а запал, аналогичный запалу Зинина п Петруше вс ко го, он назвал «запалом Нобеля».
      Продолжая работы русских ученых, Нобель наблюдал, что нитроглицерин хорошо взрывается под действием взрыва гремучей ртути. Вначале он применял для этой цели капсюль-воспламенитель. В дальнейших опытах гильза капсюля была удлинена для удобства надевания капсюля на огнепроводный шнур и закрепления на нем и был увеличен заряд гремучей ртути. Под действием такого капсюля был получен гораздо более мощный взрыв нитроглицерина, отличающийся некоторыми особенностями и получивший название детонации.
      Таким путем в 1865 г. был изобретен капсюль-детонатор и было открыто явление детонации взрывчатых веществ.
      Введение нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, быстро и закономерно приведшее к изобретению капсюля-детонатора и к открытию явления детонации, является поворотным пунктом в истории взрывчатых веществ, положившим начало бурному развитию бризантных взрывчатых веществ. Оказалось, что очень много химических соединений и их смесей, о взрывчатых свойствах которых подчас ничего не было известно, детонировали под действием капсюля-детонатора с силой, во много раз превосходившей силу взрыва дымного пороха.
      Таким образом устанавливается, что честь последовательных открытий и изобретений, образующих единое звено в истории взрывчатых веществ, а именно: введения нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества, изобретения капсюля-детонатора и открытия явления детонации принадлежит в первую очередь начинателю этого дела Н. Н. Зинину.
      Применение бризантных взрывчатых веществ в артиллерии.
      После введения в 60-х годах XIX в. нарезных орудий были приняты цилиндрические снаряды, снаряжавшиеся дымным порохом. В 1869 г. была открыта способность влажного пироксилина детонировать. Дальнейшие работы привели к его применению для снаряжения артиллерийских снарядов и морских мин (так называемый лекальный пироксилин).
      В России в 1876 г. было решено принять пироксилин для снаряжения артиллерийских снарядов. После этого военное министерство приступило к разработке способа снаряжения, которая затянулась вследствие новизны, а отсюда—сложности и трудности задачи. Лишь к началу 1890 г. было разработано снаряжение влажным пироксилином снарядов к нескольким мортирам и пушкам калибром от 8 до 11 дюймов.
      Применение пироксилина для снаряжения боеприпасов взамен дымного пороха является важным этапом в истории артиллерии. Вместе с тем оно имело ряд серьезных недостатков. Вследствие большой чувствительности сухого пироксилина к механическим воздействиям он может применяться для снаряжения снарядов только при содержании 18—20% влаги, притом поддержание такой влажности требовало постоянного наблюдения за пироксилином. Приходилось также наблюдать и за его химической стойкостью. Все это вместе с рядом других недостатков пироксилина •было причиной того, что после открытия в 1885 г. способности литой пикриновой кислоты детонировать от промежуточного детонатора в конце 80-х годов в ряде европейских стран было решено ввести ее для снаряжения снарядов.
      В России приступили к изучению свойств пикриновой кислоты и к разработке снаряжения ею снарядов в начале 90-х годов. Эта работа велась талантливым артиллерийским офицером С. В. Панпушко. В 1894 г. было разработано снаряжение мелинитом снарядов к нескольким тяжелым орудиям. В этот же период велась разработка снаряжения мелинитовых снарядов к полевым пушкам образца 1877 г. При испытании этих снарядов стрельбой произошли разрывы двух 87-мм легких пушек с человеческими жертвами. Эта неудача, причины которой были недостаточно исследованы и которая была неправильно оценена, надолго затормозила введение взрывчатых веществ для снаряжения снарядов к полевым орудиям.
      Мало удачны были работы и в других странах. Так, например, хотя в Англии в конце 90-х годов имелись на вооружении снаряды, снаряженные лиддитом (английское название мелинита), однако при стрельбе такими снарядами во время англо-бурской войны вследствие неудачной конструкции взрывателей получалось 100% неполных взрывов. Действие этих снарядов было совершенно неудовлетворительное, хуже действия снарядов, снаряженных дымным порохом.
      С появлением в начале XX в. скорострельных полевых пушек установилось мнение, что в полевом бою все задачи можно решить одним орудием — легкой пушкой и одним снарядом — шрапнелью. В соответствии с этим мнением в некоторых европейских странах граната к легким полевым пушкам была снята с вооружения. Между тем Япония, применив во время подавле- ния народного восстания в Китае мелинитовые снаряды, вооружала свою армию фугасными снарядами, снаряженными 800 г пикриновой кислоты («шимоза»), к 7Ъ-мм полевым и горным пушкам.
      Развитие боеприпасов после русско-японской войны. Русско-японская война оказала большое влияние на развитие военного дела вообще и боеприпасов в частности. Эта война разрешила в положительном смысле спорный вопрос о значении фугасной гранаты в полевом бою.
      Во время русско-японской войны впервые в истории войн имело место длительное сидение противников в прочных, хорошо оборудованных и защищенных окопах друг против друга. Для разрушения таких окопов требовались мощные фугасные снаряды. Это привело к созданию тяжелой полевой артиллерии.
      Во время этой войны выявилось также значение фугасных снарядов крупных калибров, содержавших заряд пикриновой кислоты весом до 40 кг (в 12-дюймовых снарядах), для борьбы с флотом. Такие снаряды не могли, конечно, пробить даже слабую броню, но их взрывы вызывали большие поверхностные разрушения на корабле, а при попадании их в концевые, слабо защищенные части кораблей они производили опасные пробоины, после которых корабли теряли пловучесть.
      Наконец, русско-японская война показала, что при выявившихся новых методах ведения войны требуется такой большой расход боеприпасов, который не наблюдался в прежних войнах.
      Все это привело к введению в ряде стран разнообразной и многочисленной артиллерии и к заготовке большого количества боеприпасов в промежутке между русской-японской и первой мировой войной.
      В это время в России был введен тротил для снаряжения снарядов.
      Рост расхода боеприпасов со времени первой мировой войны.
      Вскоре после начала первой мировой войны возникли новые обстоятельства, сильно повысившие расход боеприпасов и, соответственно, взрывчатых веществ.
      Во-первых, вопреки господствовавшему до этого мнению с самого начала войны было установлено, что артиллерийский огонь наносит наибольшие потери и является самым губительным.
      Во-вторых, во время первой мировой войны окопы не только быстро совершенствовались и становились более прочными, но чрезвычайно усилились благодаря возросшей огневой мощи стрелкового вооружения, обусловленной впервые появившимися в большом количестве станковыми пулеметами, а позднее и ручными. Пехота оказалась не в состоянии прорвать окопы без предварительной подготовки прорыва специальными техническими средствами. При таких условиях артиллерия получила решающее значение, так как до появления химических средств нападения, а позднее танков только ее мощным огнем можно было разрушить оборонительные сооружения противника, уничтожить или деморализовать их защитников и обеспечить возможность атакующей пехоте занять без больших потерь неприятельскую позицию.
      Во время первой мировой войны появились в большом количестве траншейные орудия, изобретенные и впервые примененные русскими войсками во время осады Порт-Артура японцами. Это были преимущественно гладкоствольные орудия, заряжавшиеся с дула, с дальностью от 0,5 до 1 км, названные бомбометами и минометами. Кроме того, впервые во время первой мировой войны в огромных количествах применялись ручные и ружейные гранаты.
      Представляет интерес динамика роста расхода боеприпасов за сравнительно короткий исторический период 1870—1918 гг.
      Во время франко-прусской войны 1870—1871 гг. Пруссия израсходовала 650 000 снарядов. Россия израсходовала во время русско-японской войны 900 000 снарядов.
      Расход боеприпасов в течение всей первой мировой войны 1914—1918 гг. составлял: ...
      Общий расход артиллерийских боеприпасов за время первой мировой войны превысил миллиард выстрелов стоимостью свыше 50 млрд. рублей.
      Показателен не только общий расход боеприпасов, но и огромный расход их на узких участках фронта в отдельных операциях. Так, например, артиллерийская подготовка и обеспечение наступления союзных армий под Вердено-м на фронте в 15 км за период с 13 по 26 августа 1917 г. потребовали расхода около 3 млн. 75-лш и 1 млн. тяжелых снарядов общим весом около 120 000 т, что дало на 1 пог. м фронта около 6 т снарядов, не считая мин. Наступление четвертой французской армии 26 сентября 1918 г., несмотря на поддержку танков и внезапность, вызвало расход 1315 тыс. 75-мм и 360 тыс. тяжелых снарядов в течение одного дня.
      Во вторую мировую войну расход боеприпасов возрос еще больше. Об этом свидетельствует исключительное массирование артиллерии в направлениях главного удара. Так, если в первую мировую войну при прорыве обороны противника число орудий на 1 км фронта не превышало 160, то во время Великой Отечественной войны число орудий и минометов достигало в отдельных операциях 250—610 на 1 км фронта.
      В США за время второй мировой войны было изготовлено 331 млн. снарядов, 377 тыс, т мин, 5,9 млн. т авиабомб и десятки миллионов прочих боеприпасов.
      Такой рост расхода боеприпасов привел еще в первую мировую войну к тому, что для удовлетворения никем не предвиденного огромного спроса на взрывчатые вещества пришлось вскоре после начала войны спешно разрабатывать и вводить на вооружение ряд нобых взрывчатых веществ. Из них основное значение приобрели так называемые суррогатные взрывчатые вещества, преимущественно аммиачнсселитренные взрывчатые вещества, представлявшие собой смеси аммиачной селитры с тротилом, ксилилом, дннитронафталином и другими веществами.
      Этот класс взрывчатых веществ был впервые изучен в 80-х годах прошлого столетия И. М. Чельцовым, который в 1886 г. предложил смесь из 72,5% аммиачной селитры и 27,5% пккрата аммония, названную им громобоем. Позже, с организацией производства тротила, ксилила, динитронафталина и др., стали производить аммиачнсселитренные ВВ, содержащие эти нитросоединения.
      Бризантные взрывчатые вещества в СССР. В дореволюционной России производство бризантных ВВ было отсталым. Вследствие недальновидности русского военного министерства некоторые заводы взрывчатых веществ до первой мировой войны были в руках иностранцев. Шлиссельбургский завод, где изготовляли тротил и тетрил для армии, находился в руках германских акционеров, Штеровский динамитный завод принадлежал французским и бельгийским акционерам. Аммониты производились на Украине французской фирмой Фавье. Естественно, что эти фирмы не заботились о развитии технологии производства, а преследовали цели наживы.
      Во время первой мировой войны началась усиленная работа в области взрывчатых веществ русских ученых, среди которых в первую очередь должны быть названы Е. Г. Тронов и А. А. Солонина.
      В первый период применения бризантных взрывчатых веществ снаряжение ими (кроме пироксилина) боеприпасов велось заливкой расплавленным веществом. Введение во время первой мировой войны для снаряжения боеприпасов аммото-ла, шнейдерита и других порошкообразных аммиачноселит-ренных взрывчатых веществ привело к разработке и применению новых методов снаряжения, которые, однако, оставались весьма несовершенными в течение всей войны. После первой мировой войны методы снаряжения порошкообразными взрывчатыми веществами были у нас усовершенствованы. Тем не менее наряду с новыми методами снаряжения значительное применение находил и старый метод заливки.
      Назовем наиболее выдающихся ученых и специалистов, оказавших решающее влияние на развитие у нас снаряжательного дела.
      Прежде всего отметим заслуги в разработке методов снаряжения боеприпасов пионера русского снаряжательного дела С. В. Панпушко; во время первой мировой войны Е. Г. Тронов разработал аммотольное снаряжение. Снаряжение тротилом было усовершенствовано Н. Т. Зверевым.
      В советское время Н. Т. Зверев ввел дальнейшие усовершенствования в тротиловое снаряжение. Крупнейший вклад внес Н. Т. Зверев в технику снаряжения боеприпасов разработанным им в 1929—1931 гг. способом механического снаря-• жения. С помощью этого способа во время Великой Отечественной войны была разрешена проблема использования суррогатных ВВ для снаряжения боеприпасов.
      Отечественные ученые внесли большой вклад в разработку широкого круга вопросов, связанных с теорией, производством и применением взрывчатых веществ. Л. Н. Шишков впервые (в 50-х гг. прошлою века) сделал анализ продуктов горения дымных порохов и вычислил температуру горения. Н. П. Федоров опубликовал выдающуюся работу о составе порохового остатка и продуктов разложения дымного пороха под различными давлениями. Далее следует отметить, кроме ранее упоминавшихся, крупные исследования А. В. Сапожникова, С.П.Ву-колова, Е. Г. Еронова, А. А. Дзержковича, В. И. Рдултсвского и ряда других ученых из школы советских химиков и артиллеристов.
      Особенностью в организации научно-исследовательских работ в советское время является то, что для решения любого более или менее крупного вопроса привлекаются не одиночки, а коллективы ученых и инженеров разных специальностей. Если вначале ученый проверяет и разрабатывает тот или иной вопрос на основе возникших у него новых идей, то позже, начиная с определенной стадии, оказывалась наиболее плодотворной коллективная работа. Именно такая работа наших ученых и инженеров, воодушевляемая советским патрио-
      тизмом, в сильнейшей мере способствовала выдающимся успехам советской науки и техники.
      Боеприпасы противотанковой артиллерии. В конце первой мировой войны на поле боя впервые появились танки, для борьбы с которыми потребовались снаряды специальной конструкции, обеспечивающие пробивание броневых плит. Действие такого снаряда должно было иметь место за броневой плитой, т. е. внутри танка. При необходимой скорострельности такой снаряд изготовлялся в первый период только малокалиберным. Отсюда вытекало требование большой мощности взрывчатого вещества.
      Поэтому после первой мировой войны велись большие работы с целью подыскания и изучения мощных взрывчатых веществ. В качестве таковых нашли применение тэн и гексоген, изучение которых началось в конце 20-х годов.
      Появление таких быстродвпжущихся целен, как танки и самолеты, потребовало возможности наблюдения за траекторией пули или малокалиберного снаряда; такое наблюдение было необходимо для того, чтобы при быстро передвигавшихся целях и их малой величине соответственно быстро вносить поправки при стрельбе.
      Поставленная войсками задача была удовлетворительно решена применением трассеров.
      Дальнейшее развитие боеприпасов к противотанковым орудиям привело к применению кумулятивных снарядов.
      Взрывчатые вещества во второй мировой войне. Во время второй мировой войны впервые изготовлялись в значительных количествах тэн и гексоген. Других новых взрывчатых веществ, за исключением нескольких веществ второстепенного значения, не появилось ни в одной из воевавших стран.
      Главная деятельность заводов и научных лабораторий была, повкдимому, направлена в сторону увеличения количества производившихся взрывчатых веществ с сохранением возможно высокого их качества, с целью удовлетворения возросших в огромных (размерах потребностей для снаряжения всех видов боеприпасов, включая невиданную ранее потребность в фугасных авиабомбах.
      Средства воспламенения и инициирования. В течение длительного периода из пушек стреляли ядрами и только начиная с конца XVII и начала XVIII веков появились разрывные шаровые снаряды, снаряжавшиеся порохом и снабжавшиеся деревянной дистанционной трубкой; эта трубка набивалась также порохом.
      Перевооружение артиллерии нарезными орудиями привело к разработке новых типов снарядов (цилиндрических) с ударными и дистанционными трубками. В этих трубках воспламенение производилось с помощью капсюлей-воспламенителей.
      При разработке снаряжения снарядов бризантными взрывчатыми веществами для возбуждения детонации был применен гремучертутный капсюль-детонатор. В 1900 г. были предложены комбинированные капсюли-детонаторы, в которых до 3Д гремучей ртути было заменено тротилом или тетрилом. Это изобретение значительно обезопасило изготовление и применение капсюлей-детонаторов и заметно увеличило их детонирующую способность.
      В 1906 г. было предложено применение азида свинца взамен гремучей ртути, что еще больше увеличило инициирующую силу капсюля-детонатора. Дальнейшее увеличение мощности было достигнуто заменой тротила в комбинированных капсюлях-детонаторах тетрилом, а позже тэном.
      В деле развития азидных капсюлей-детонаторов имели большое значение работы А. А. Солонины, который подробно изучил как способы получения азида свинца, так и его свойства, наконец, разработал способы его применения в капсюлях-детонаторах.
      С. П. Вуколов и Р. В. Мусселиус разработали несколько образцов азидных капсюлей-детонаторов, для взрывателей к морским снарядам еще во время первой мировой войны. В развитии капсюлей большую роль сыграли |работы наших талантливых конструкторов Е. Г. Тронов а, А. А. Дзержковича, В. И. Рдул-товского. Значительна роль А. К- Юрвелина в постановке технологии производства капсюлей.
      Работы советских специалистов-капсюлыциков имели большое значение во время Великой отечественной войны.
      Бомбардировочная авиация и реактивные системы. Еще во время первой мировой войны возникла проблема обстрела глубокого тыла противника. Известная немецкая сверхдальнобойная пушка, обстрелявшая в 1916 г. Париж с расстояния около 100 км, имела некоторый кратковременный моральный успех, но она оказалась неэффективной и слишком дорогой.
      Задача обстрела глубокою тыла противника была успешно разрешена во время второй мировой войны применением бомбардировочной авиации. К концу войны появились дальнобойные самоуправляющиеся реактивные снаряды, с помощью которых по-новому были разрешены вопросы сверхдальней стрельбы.
      Появление реактивных снарядов, несомненна, является новым этапом в развитии артиллерии, совпадающим с мощным развитием бомбардировочной авиации.
      Появление бомбардировочной авиации и реактивных систем предшествовало появлению нового мощного средства войны
      атомной бомбы.
      Атомная энергия. После первой мировой войны перед химиками встал вопрос о возможности создания сверхмощного взрывчатого вещества, во много раз превышающего по силе известные до этого ВВ. Изучение вопроса показало, что современная химия не в состоянии дать взрывчатые вещества, сила которых превышала бы таковую известных ВВ, например, нитроглицерина, хотя бы в 4—5 раз. Это следует из того, что максимальная теп-
      лота взрыва, которая может быть получена для смеси жидкого водорода с жидким озоном, составляет 4500 ккал/кг, т. е. всего лишь в 3 раза больше теплоты взрыва нитроглицерина.
      Задача получения сверхмощного взрывчатого вещества могла быть разрешена только спустя примерно четверть века средствами современной ядерной физики. Об энергетических возможностях последней можно легко судить по примеру распада урана, при котором освобождается свыше 18 млрд. ккал/кг. При взрывном распаде урана развивается температура порядка 10 млн. градусов (при взрыве взрывчатых веществ максимальная достижимая температура равна примерно 4000°).
     
      ГЛАВА I
      ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВЧАТЫХ СИСТЕМ
     
      1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
      Взрывом называется явление мгновенного нарушения состояния системы, сопровождающееся механической работой движения или разрушения окружающей среды.
      Причины, вызывающие мгновенное нарушение состояния системы, могут быть различны. Укажем некоторые из них.
      1. Мгновенное изменение физического состояния, например, переход из жидкого состояния в газообразное.
      2. Мгновенное разрушение оболочки, в которой вещество (например, газ) находится под большим давлением сравнительно с
      давлением окружающей среды (атмосферы).
      3. Мгновенная химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты; если система жидкая или твердая, то необходимым условием взрыва является образование при реакции газов или паров.
      Приведем несколько примеров.
      1. Взрыв парового котла. При сильном перегреве пара, не соответствующем прочности стенок котла, или при мгновенном испарении большого количества воды, например, при подаче воды в котел, нагревающийся при уровне воды ниже огневой линии, может произойти разрыв котла. Такой взрыв может сопровождаться значительными разрушениями окружающих предметов.
      2. Взрыв баллона со сжатым газом. Причиной взрыва может быть нагрев баллона, наприиер, под летним солнцем при недостаточной прочности его стенок или появление механических
      повреждений стенок баллона.
      В обоих описанных случаях причиной мгновенного нарушения состояния системы являются чисто физические процессы: либо превращение жидкости в пар, либо ослабление стенок сосуда; в результате сосуд разрушался, а включенный в нем газ или пар расширялся с мгновенным проявлением работы. Никаких химических реакций при этом не было. Взрывы, вызванные такими причинами, носят название физических взрывов.
      3. Взрыв дымного пороха. При взрыве дымного пороха происходит чрезвычайно быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой; образуется углекислота, окись углерода, азот и некоторые другие продукты и выделяется значительное количество теплоты. Мгновенно образовавшиеся газообразные продукты, нагретые до высокой температуры, обладают высоким давлением, вследствие чего явление сопровождается механической работой.
      Из сказанного видно, что причиной мгновенного нарушения состояния системы в примере дымного пороха является быстрая химическая реакция.
      Взрывы, вызванные чрезвычайно быстрой химической реакцией, носят название химических взрывов. Химическую реакцию, сопровождающуюся взрывом, называют взрывчатым превращением.
      Вещества, способные к взрывчатым превращениям под влиянием соответствующего воздействия, называются взрывчатыми веществами.
     
      2. УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКОГО ВЗРЫВА
      Возможность химического взрыва определяется четырьмя условиями:
      1) большой скоростью химического превращения;
      2) экзотермичностью его;
      3) наличием газов или паров в продуктах взрыва;
      4) способностью реакции к самораспространению.
      Скорость химического превращения. Для небольших зарядов
      взрывчатых веществ продолжительность взрывчатого превращения измеряется временем от сотых до стотысячных и миллионных долей секунды. Этим определяется большая мощность, развивающаяся при взрыве. Покажем это на примере тротила.
      При взрыве 1 кг тротила выделяется 950 ккал. Принимая расширение продуктов взрыва адиабатным и коэффициент полезного действия равным 0,1, найдем работу, производимую при взрыве 1 кг тротила. Она равна 0,195042741 ООО кгм (427 — механический эквивалент теплоты). Принимая некоторые упрощающие допущения, можно оценить продолжительность взрыва равной примерно одной стотысячной доле секунды. Отсюда, учитывая, что 75 кгм!сек равны одной лошадиной силе, найдем мощность взрыва одного кг тротила равной
      Известно, что не существует машины, способной развить такую колоссальную мощность.
      Большая мощность взрывчатых веществ обусловлена не большим запасом внутренней энергии, а чрезвычайно малой продолжительностью взрыва.
      Экзотермичность реакции. На классическом примере разложения щавелевокислых солей Бертло показал, что если для превращения вещества требуется приток энергии извне, то оно не обладает взрывчатыми свойствами, и, наоборот, взрывчатыми являются только вещества, при химическом превращении которых выделяется теплота:
      Чтобы химическое превращение было взрывчатым, необходимо наличие газообразных или парообразных веществ в продуктах взрыва. Газообразные продукты — непосредственные физические агенты, которыми осуществляется превращение тепловой энергии взрыва в механическую работу.
      Самораспространение реакции. Взрывчатое превращение обычно возникает на ограниченном участке вещества под влиянием какого-либо внешнего импульса.
      Чтобы вещество было взрывчатым, необходимо, чтобы начавшееся химическое превращение распространялось по веществу самопроизвольно. Это условие является следствием первых двух; его значение тем больше, чем меньше экзотермичность реакции.