1. Вибухівка: що це таке?
2. Основні властивості ВВ
3. Класифікація вибухових речовин
4. Трохи історії ВВ

29.04.2019

Велику частину історії людина використовувала для знищення собі подібних всілякі види холодної зброї, починаючи від нехитрого кам'яної сокири, і закінчуючи досить просунутими і складними у виготовленні металевими знаряддями. Приблизно в XI-XII столітті в Європи почали застосовувати гармати, і тим самим людство познайомилося з найважливішим вибуховою речовиною - чорним порохом.

Це був поворотний момент у військовій історії, хоча знадобилося ще приблизно вісім століть, щоб вогнепальна зброя повністю витіснило з полів битв гостро наточений сталь. Паралельно прогресу гармат і мортир розвивалися вибухові речовини - причому не тільки порох, а й усіляких складів для спорядження артилерійських снарядів або виготовлення фугасів. Розробка нових вибухових речовин і вибухових пристроїв активно триває і в наші дні.

Сьогодні відомі десятки вибухових речовин. Крім військових потреб, вибухівка активно застосовується в гірничій справі, при будівництві доріг і тунелів. Однак перш ніж говорити про основні групи вибухових речовин, слід трохи докладніше згадати про процеси, що відбуваються під час вибуху і зрозуміти принцип дії вибухових речовин (ВВ).

Вибухівка: що це таке?

Вибухові речовини - це велика група хімічних сполук або сумішей, які під впливом зовнішніх факторів здатні до швидкої, що самопідтримується і некерованою реакції з виділенням великої кількості енергії. Простіше кажучи, хімічний вибух - це процес перетворення енергії молекулярних зв'язків в теплову енергію. Зазвичай його результатом є велика кількість розжарених газів, які і виконують механічну роботу (дроблення, руйнування, переміщення та ін.).

Класифікація вибухових речовин досить складна і заплутана. До ВВ відносяться речовини, які розпадаються не тільки в процесі вибуху (детонації), але і повільного або швидкого горіння. До останньої групи належать пороху і різні види піротехнічних сумішей.

Детонацією називають стрімке (надзвукове) поширення фронту стиснення з супутньою йому екзотермічної реакцією у вибуховій речовині. В цьому випадку хімічні перетворення йдуть настільки бурхливо і виділяється така кількість теплової енергії і газоподібних продуктів, що в речовині утворюється ударна хвиля. Детонація - це процес максимально швидкого, можна сказати, лавиноподібного залучення речовини в реакцію хімічного вибуху.

Дефлаграція, або горіння - це тип окисно-відновної хімічної реакції, під час якої її фронт переміщається в речовині за рахунок звичайної тепловіддачі. Подібні реакції добре всім відомі і часто зустрічаються в повсякденному житті.

Цікаво, що енергія, що виділяється при вибуху, не так вже й велика. Наприклад, при детонації 1 кг тротилу її виділяється в кілька разів менше, ніж при згорянні 1 кг кам'яного вугілля. Однак під час вибуху це відбувається в мільйони разів швидше, вся енергія виділяється практично миттєво.

Щоб запустити процес хімічного вибуху необхідно вплив зовнішнього фактора, він може бути декількох видів:

• механічний (накол, удар, тертя);
• хімічний (реакція будь-якого речовини з зарядом вибухівки);
• зовнішня детонація (вибух в безпосередній близькості від ВВ);
• теплової (полум'я, нагрівання, іскра).

Слід зазначити, що різні види ВВ мають різну чутливість до зовнішніх впливів.

Деякі з них (наприклад, чорний порох) прекрасно реагують на теплове вплив, але при цьому практично не відгукується на механічне і хімічне. А для підриву тротилу потрібно тільки детонационное вплив. Гримуча ртуть бурхливо реагує на будь-який зовнішній подразник, а є деякі ВВ, які детонують взагалі без будь-якого зовнішнього впливу. Практичне використання таких «вибухонебезпечних» ВВ просто неможливо.

Основні властивості ВВ

Головними з них є:

• температура продуктів вибуху;
• теплота вибуху;
• швидкість детонації;
• бризантность;
• фугасних.

На останніх двох пунктах слід зупинитися окремо. Бризантність ВВ - це його здатність руйнувати прилеглу до нього середовище (гірську породу, метал, дерево). Дана характеристика багато в чому залежить від фізичного стану, в якому знаходиться вибухівка (ступінь подрібнення, щільність, однорідність). Бризантність безпосередньо залежить від швидкості детонації вибухової речовини - чим вона вища, тим краще ВВ може дробити і руйнувати все довкола.

Бризантні вибухові речовини зазвичай використовують для спорядження артилерійських снарядів, авіабомб, мін, торпед, гранат та інших боєприпасів. Цей тип ВВ менш чутливий до зовнішніх чинників, щоб підірвати такий заряд вибухової речовини необхідна зовнішня детонація. Залежно від своєї руйнівної сили брізантние вибухові речовини поділяються на:

• Підвищеної потужності: гексоген, тетрил, оксоген;
• Середньої потужності: тротил, мелініт, пластид;
• Зниженої потужності: ВВ на основі аміачної селітри.

Чим вище бризантность ВВ, тим краще воно зруйнує корпус бомби або снаряда, додасть осколках велику енергію і створить більш потужну ударну хвилю.

Не менш важливою властивістю вибухових речовин є його фугасних. Це сама загальна характеристика будь-якого ВВ, вона показує наскільки та чи інша вибухівка володіє руйнує здатністю. Фугасні безпосередньо залежить від кількості газів, які утворюються під час вибуху. Слід зазначити, що бризантность і фугасні, як правило, не пов'язані між собою.

Фугасних і бризантность визначають те, що ми називаємо потужністю або силою вибуху. Однак для різних цілей необхідно підбирати відповідні види ВВ. Бризантність дуже важлива для снарядів, мін та авіабомб, а ось для гірських робіт більше підійде вибухівка зі значним рівнем фугасних. На практиці підбір ВВ набагато складніший, і щоб правильно вибрати вибухівку, слід враховувати всі її характеристики.

Існує загальноприйнятий спосіб визначення потужності різних вибухових речовин. Це так званий тротиловий еквівалент, коли потужність тротилу умовно приймається за одиницю. Використовуючи цей спосіб можна вирахувати, що потужність 125 гр тротилу дорівнює 100 гр гексогену і 150 гр амоніту.

Ще однією важливою характеристикою вибухових речовин є їх чутливість. Вона визначається ймовірністю вибуху ВВ при впливі на нього того чи іншого фактора. Від цього параметра залежить безпека виробництва і зберігання вибухових речовин.

Щоб краще показати, наскільки важлива ця характеристика вибухової речовини, можна сказати, що американці розробили спеціальний стандарт (STANAG 4439) для чутливості вибухових речовин. І на це їм довелося піти не від хорошого життя, а після низки важких нещасних випадків: при підриві на американській базі ВВС «Бьен-Хо» у В'єтнамі загинули 33 людини, внаслідок вибухів на авіаносці «Форрестол» були пошкоджені близько 80 літаків, а також після детонації авіаракет на авіаносці «Оріскані» (1966 рік). Так що хороша не просто потужна вибухівка, а детонує саме в потрібний момент - і ніколи більше.

Всі сучасні ВВ - це або хімічні сполуки, або механічні суміші. До першої групи належать гексоген, тротил, нітрогліцерин, пікринової кислота. Хімічні вибухові речовини, як правило, отримують нитрованием різних видів вуглеводнів, що призводить до введення в їх молекули азоту і кисню. До другої групи - аміачно-селітрену ВР. До складу вибухових речовин подібного типу зазвичай входять речовини, багаті киснем і вуглецем. Для підвищення температури вибуху в суміші часто додають порошки металів: алюмінію, берилію, магнію.

Крім всіх перерахованих вище властивостей, будь-вибухова речовина має бути хімічно стійким і придатним для тривалого зберігання. У 80-х роках минулого століття китайці зуміли синтезувати найпотужнішу вибухівку - трициклічну сечовину. Її потужність перевищувала тротил в двадцять разів. Проблема була в тому, що через кілька днів після виготовлення речовина розкладалось і перетворювалося в слиз, непридатну для подальшого використання.

Класифікація вибухових речовин

За своїм вибуховою властивостями ВВ діляться на:

1. Ініціюють. Вони використовуються для підриву (детонації) інших вибухових речовин. Основними відмінностями ВВ цієї групи є висока чутливість до ініціював факторам і висока швидкість детонації. До цієї групи належать: гримуча ртуть, діазодінітрофенол, трінітрорезорцинат свинцю та інші. Як правило, ці сполуки використовуються в капсулях-воспламенителях, запальних трубках, капсулях-детонаторах, пиропатронах, самоліквідатора;
2. Бризантні вибухові речовини. Цей тип ВВ володіє значним рівнем БРИЗАНТНА і використовується в якості основного заряду для переважної більшості боєприпасів. Ці потужні вибухові речовини відрізняються за своїм хімічним складом (N-нітраміни, нітрати, інші нітросполуки). Іноді їх використовують у вигляді різних сумішей. Бризантні вибухові речовини також активно використовують в гірничій справі, при прокладці тунелів, проведенні інших інженерних робіт;
3. Метальні вибухові речовини. Є джерелом енергії для метання снарядів, мін, куль, гранат, а також для руху ракет. До цього класу вибухових речовин відносяться пороху і різні види ракетного палива;
4. Піротехнічні склади. Використовуються для спорядження спеціальних боєприпасів. При згорянні виробляють специфічний ефект: освітлювальний, сигнальний, запальний.

Вибухові речовини поділяють і по їх фізичному стану на:

1. Рідкі. Наприклад, нітрогліколь, нітрогліцерин, етілнітрат. Існують і різноманітні рідинні суміші ВВ (панкластіт, вибухові речовини Шпренгеля);
2. газоподібні;
3. Гелевидні. Якщо розчинити нитроцеллюлозу в нітрогліцерині, то вийде так званий гримучий холодець. Це вкрай нестабільне, але досить потужне вибухова гелевидний речовина. Його любили використовувати російські революціонери-терористи в кінці XIX століття;
4. Суспензії. Досить велика група вибухових речовин, які в наші дні застосовуються для промислових цілей. Існують різні види вибухових суспензій, в яких ВВ або окислювач є рідким середовищем;
5. Емульсійні вибухові речовини. Вельми популярний в наші дні вид ВВ. Часто використовується в будівельних або шахтних роботах;
6. Тверді. Найбільш поширена група ВВ. До неї відносяться практично всі вибухові речовини, використовувані у військовій справі. Можуть бути монолітними (тротил), гранульованими або порошкоподібними (гексоген);
7. Пластичні. Ця група вибухових речовин володіє пластичністю. Така вибухівка коштує дорожче звичайної, тому її рідко застосовують для спорядження боєприпасів. Типовим представником цієї групи є пластид (або пластіт). Його часто використовують при проведенні диверсій для підриву конструкцій. За своїм складом пластид - це суміш гексогену і будь-якого пластифікатора;
8. Еластичні.

Трохи історії ВВ

Першим вибуховою речовиною, яке було придумано людством, став чорний порох. Вважається, що він був винайдений в Китаї ще в VII столітті нашої ери. Однак надійних підтверджень цьому досі так і не виявлено. Взагалі навколо пороху і перших спроб його застосування створено чимало міфів і явно фантастичних історій.

Існують давньокитайські тексти, в яких описані суміші, схожі за складом на чорний димний порох. Їх використовували в якості ліків, а також для піротехнічних шоу. Крім того, є численні джерела, які стверджують, що в наступних століттях китайці активно використовували порох для виробництва ракет, мін, гранат і навіть вогнеметів. Правда, ілюстрації деяких видів цього древнього вогнепальної зброї змушують засумніватися в можливості його практичного застосування.

Ще до пороху в Європі стали застосовувати «грецький вогонь» - пальне вибухову речовину, рецепт якого, на жаль, не дійшов до наших днів. «Грецький вогонь» був легкозаймисту суміш, яка не тільки не тушілась водою, але навіть ставала в контакті з нею ще більш вогненебезпечної. Цей ВВ був придуманий візантійцями, вони активно використовували «грецький вогонь» як на суші, так і в морських баталіях, і зберігали його рецептуру в найсуворішому секреті. Сучасні експерти вважають, що до складу цієї суміші входили нафту, смола, сірка і негашене вапно.

Порох вперше з'явився в Європі приблизно в середині XIII століття і до сих пір невідомо, як саме він потрапив на континент. Серед європейських винахідників пороху часто згадують імена ченця Бертольда Шварца і англійського вченого Роджера Бекона, хоча єдиної думки у істориків немає. За однією з версій порох, винайдений в Китаї, через Індію та Близький Схід потрапив в Європу. Так чи інакше, вже в XIII столітті європейці знали про порох і навіть намагалися використовувати це кристалічна вибухову речовину для хв і примітивного вогнепальної зброї.

Довгі століття порох залишався єдиним видом ВВ, яке знав і застосовував людина. Тільки на рубежі XVIII-XIX століть, завдяки розвитку хімії та інших природничих наук, розвиток вибухових речовин досягло нових висот.

В кінці XVIII століття завдяки французьким хімікам Лавуазьє і Бертолле з'явився так звані хлоратниє порох. В цей же час було винайдено «гримуче срібло», а також пікринова кислота, яка в майбутньому стала використовуватися для спорядження артилерійських снарядів.

У 1799 році англійським хіміком Говардом була знайдена «гримуча ртуть», яка до сих пір використовується в капсулях як ініціюючого вибухової речовини. На початку XIX століття було отримано піроксилін - вибухова речовина, яким можна було не тільки споряджати снаряди, а й виготовляти з нього бездимний порох.

У 1847 році був вперше синтезований нітрогліцерин, проте ця вибухівка виявилася занадто нестабільній і небезпечній для виробництва і зберігання. Трохи пізніше цю проблему частково вдалося вирішити знаменитому Альфреду Нобелю, який запропонував змішувати нитроглецирина з глиною. так вийшов динаміт . Це потужне вибухова речовина, однак воно відрізняється підвищеною чутливістю. Під час Першої Світової війни динамітом намагалися споряджати снаряди, але від цієї ідеї досить швидко відмовилися. Динаміт ще довго використовували в гірських роботах, але в наші дні ця вибухівка давно не проводиться.

У 1863 році німецькі вчені відкрили тротил, а в 1891 році в Німеччині почалося промислове виробництво цього вибухової речовини. У 1897 році німецький хімік Ленце синтезував гексоген - одне з найпотужніших і поширених вибухових речовин в наші дні.

Розробка нових вибухових речовин і вибухових пристроїв тривала все минуле століття, дослідження в цьому напрямку йдуть і сьогодні.

У 1942 році американський хімік Бахманн отримав нову вибухівку, схожу на гексоген, але набагато могутніше його. Нове ВВ отримало назву октоген, за своєю ефективністю один кілограм цієї вибухової речовини дорівнює чотирьом кілограмам тротилу.

У 60-ті роки американська компанія EXCOA запропонувала Пентагону нову вибухівку на основі гідразину, яка нібито була в 20 разів потужніший за тротил. Однак був у цього ВВ і один відчутний мінус - абсолютно мерзенний запах покинутого привокзального туалету. Перевірка показала, що за потужністю нова речовина перевершує тротил всього лише в 2-3 рази, і від використання вирішили відмовитися. Після цього EXCOA запропонувала інший спосіб застосування вибухової речовини: робити з його допомогою окопи.

Речовина тонкою цівкою поливалось на землю, а потім підривалася. Тим самим в лічені секунди можна було отримати окоп повного профілю без зайвих зусиль. Кілька комплектів вибухівки відправили до В'єтнаму для випробування в бойових умовах. Кінець цієї історії був забавним: окопи, отримані за допомогою вибуху, мали такий огидний запах, що солдати відмовлялися перебувати в них.

В кінці 80-х американці розробили нову вибухівку - CL-20. За інформацією деяких ЗМІ, її потужність чи не в двадцять разів перевищує тротил. Однак через свою високу ціну (1300 доларів за 1 кг) широкомасштабне виробництво нового ВВ так і не було розпочато.

Автор статті:

Захоплююся військовою історією, бойовою технікою, зброєю та іншими питаннями, пов'язаними з армією. Люблю друковане слово у всіх його формах.

Свіжі публікації автора: