Порох это вещество: История вещества, которое изменило мир. Келли Джек. Издательство КоЛибри. (отрывок). Интернет-магазин Лабиринт

Содержание

Где добывают порох. Краткая история развития порохов

Порох является неотъемлемым элементом, который используется для снаряжения патронов. Без изобретения этого вещества человечество никогда не узнало бы об огнестрельном оружии.

Но мало кто знаком с историей появления пороха. А его, оказывается, изобрели совершенно случайно. Да и потом долгое время применяли лишь для запуска фейерверков.

Появление пороха

Это вещество было изобретено в Китае. Точную дату появления дымного пороха, который еще называется и черным, не знает никто. Однако случилось это приблизительно в 8 в. до нашей эры. В те времена императоров Китая очень заботило собственное здоровье. Они хотели жить долго и даже мечтали о бессмертии. Для этого императоры поощряли труды китайских алхимиков, которые пытались открыть волшебный эликсир. Конечно, все мы знаем о том, что чудотворной жидкости человечество так и не получило. Однако китайцы, проявляя свое упорство, проводили множество опытов, смешивая при этом самые разные вещества. Они не теряли надежду исполнить императорский заказ. Но порой испытания заканчивались неприятными инцидентами. Один из них произошел после того, как алхимики смешали селитру, уголь и кое-какие иные компоненты. Неизвестный истории исследователь при испытании нового вещества получил пламя и дым. Изобретенную формулу записали даже в китайскую летопись.

В течение длительного периода времени черный порох использовался только для фейерверков. Однако китайцы пошли дальше. Они стабилизировали формулу этого вещества и научились применять его для взрывов.

В 11 в. было изобретено первое в истории пороховое оружие. Это были боевые ракеты, в которых порох вначале загорался, а затем происходил его взрыв. Использовали это пороховое оружие при осадах крепостных стен. Однако в те времена оно оказывало на противника больше психологическое, чем поражающее воздействие. Самым мощным оружием, которое придумали древние китайские исследователи, были глиняные ручные бомбы. Они взрывались и осыпали все вокруг осколками черепков.

Покорение Европы

Из Китая черный порох начал распространяться по всему миру. В Европе он появился в 11 в. Его привезли сюда арабские купцы, которые продавали ракеты для фейерверков. Применять это вещество в боевых целях стали монголы. Они использовали дымный порох при взятии ранее неприступных замков рыцарей. Монголами была использована довольно простая, но в то же время эффективная технология. Они делали под стенами подкоп и закладывали туда пороховую мину. Взрываясь, это боевое оружие с легкостью пробивало брешь даже в самых толстых заграждениях.

В 1118 г. в Европе появились первые пушки. Они были применены арабами при захвате Испании. В 1308 г. пороховые пушки сыграли решающую роль при взятии Гибралтарской крепости. Тогда они были использованы испанцами, которые переняли это оружие у арабов. После этого изготовление пороховых пушек началось по всей Европе. Не стала исключением и Россия.

Получение пироксилина

Черным порохом вплоть до конца 19 в. заряжали мортиры и пищали, кремневые ружья и мушкеты, а также другое боевое оружие. Но при этом ученые не прекращали свои исследования по совершенствованию этого вещества. Примером тому могут служить опыты Ломоносова, который установил рациональное соотношение всех составляющих пороховой смеси. История помнит и о неудачной попытке замены дефицитной селитры на бертолетовую соль, которая была предпринята Клодом Луи Бертоле. Результатом этой замены послужили многочисленные взрывы. Бертолетовая соль, или хлорат натрия, оказалась очень активным окислителем.

Новая веха в истории пороходелия началась с 1832 г. Именно тогда французский химик А. Браконо впервые получил нитроклетчатку, или прироксилин. Это вещество является эфиром азотной кислоты и целлюлозы. В молекуле последней находится большое количество гидроксильных групп, которые и вступают в реакцию с азотной кислотой.

Свойства пироксилина были исследованы многими учеными. Так, в 1848 г. русскими инженерами А.А. Фадеевым и Г. И. Гессом было установлено, что это вещество по своей мощности в несколько раз превосходит изобретенный китайцами черный порох. Были даже попытки использования пироксилина для стрельбы. Однако они закончились неудачей, так как пористая и рыхлая целлюлоза имела неоднородный состав и горела с непостоянной скоростью. Попытки спрессовать пироксилин также закончились неудачей. Во время этого процесса вещество часто возгоралось.

Получение пироксилинового пороха

Кто изобрел бездымный порох? В 1884 г. французским химиком Ж. Вьелем на основе пироксилина было создано монолитное вещество. Это и есть первый в истории человечества бездымный порох. Для его получения исследователь использовал способность пироксилина увеличиваться в объеме, находясь в смеси спирта и эфира. При этом получалась мягкая масса, которую после прессовали, делали из нее пластины или ленты, а далее подвергали сушке. Основная часть растворителя при этом улетучивалась. Незначительный его объем сохранялся в пироксилине. Он продолжал функционировать как пластификатор.

Такая масса и является основой бездымного пороха. Ее объем в этом взрывчатом веществе составляет порядка 80-95 %. В отличие от ранее полученной целлюлозы пироксилиновый порох показал свою способность сгорать с постоянной скоростью строго по слоям. Именно поэтому его и до настоящего времени используют для стрелкового оружия.

Преимущества нового вещества

Белый порох Вьеля стал настоящим революционным открытием в области огнестрельного стрелкового оружия. И причин, объясняющих этот факт, было несколько:

1. Порох практически не давал дыма, тогда как используемое ранее взрывчатое вещество уже после нескольких произведенных выстрелов значительно сужало поле зрения бойца. От появляющихся клубов дыма при применении черного пороха могли избавить только сильные порывы ветра. Кроме того, революционное изобретение позволяло не выдавать позицию бойца.

2. Порох Вьеля позволял пуле вылететь с большей скоростью. Из-за этого ее траектория была более прямой, что значительно повышало точность стрельбы и ее дальность, которая составила порядка 1000 м.

3. В связи с большими характеристиками мощности, бездымный порох использовался в меньших количествах. Боеприпасы стали значительно легче, что позволило увеличить их количество при перемещении армии.

4. Снаряжение патронов пироксилином позволяло срабатывать им даже в мокром состоянии. Боеприпасы, в основе которых находился черный порох, обязательно должны были предохраняться от влаги.

Порох Вьеля прошел успешные испытания в винтовке Лебеля, которую тут же взяла на вооружение французская армия. Поспешили применить изобретение и другие европейские страны. Первыми из них были Германия и Австрия. Новое вооружение в этих государствах было введено в 1888 г.

Нитроглицериновый порох

Вскоре исследователями было получено новое вещество для боевого оружия. Им стал нитроглицериновый бездымный порох. Другое его название — баллистит. Основой такого бездымного пороха также являлась нитроцеллюлоза. Однако ее количество во взрывчатом веществе было снижено до 56-57 процентов. В качестве пластификатора в данном случае служил жидкий тринитроглицерин. Такой порох оказался очень мощным, и стоит сказать о том, что он до сих пор находит свое применение в ракетных войсках и артиллерии.

Пироколлодийный порох

В конце 19 в. свою рецептуру бездымного взрывчатого вещества предложил Менделеев. Русский ученый нашел способ, позволяющий получить растворимую нитроклетчатку. Ее он и назвал пироколлодием. Полученное вещество выделяло максимальное количество газообразных продуктов. Пироколлодийный порох прошел успешные испытания в орудиях различного калибра, которые были проведены на морском полигоне.

Однако не только в этом состоят заслуги Ломоносова перед военным делом и изготовлением пороха. В технологию производства взрывчатого вещества им было внесено важное усовершенствование. Ученый предложил обезвоживать нитроклетчатку не сушкой, а с помощью спирта. Это сделало производство пороха более безопасным. Кроме того, было повышено качество самой нитроклетчатки, так как при помощи спирта из нее вымывались менее стойкие продукты.

Современное использование

В настоящее время порох, который основан на нитроцеллюлозе, используется в современном полуавтоматическом и автоматическом оружии. В отличие от черного пороха он практически не оставляет в стволах орудий твердых продуктов сгорания. Это и позволило осуществлять автоматическую перезарядку оружия при использовании в нем большого количества подвижных механизмов и частей.

Различные разновидности бездымного пороха являются основной частью метательных взрывчатых веществ, которые применяются в стрелковом вооружении.Они имеют столь широкое распространение, что, как правило, слово «порох» подразумевает собой именно бездымный. Вещество, изобретенное древними китайскими алхимиками, используется только в сигнальных ракетницах, подствольных гранатометах и в некоторых патронах, предназначенных для гладкоствольного оружия.

Что касается охотничьей среды, то здесь принято использовать пироксилиновую разновидность бездымного пороха. Только иногда находят свое применение нитроглицериновые виды, но особой популярностью они не пользуются.

Состав

Из каких компонентов состоит взрывчатое вещество, применяемое в охотничьем деле? Состав бездымного пороха не имеет ничего общего с дымным его видом. В основном он состоит из пироксилина. Его во взрывчатом веществе находится 91-96 процентов. Кроме того, охотничий порох содержит в себе от 1,2 до 5 % таких летучих веществ, как вода, спирт и эфир. Для увеличения стойкости во время хранения сюда включено от 1 до 1,5 процентов стабилизатора дифениламина. Замедляют горение наружных слоев пороховых зерен флегматизаторы. Их в бездымном охотничьем порохе находится от 2 до 6 процентов. Незначительную часть (0,2-0,3%) составляют пламегасящие присадки и графит.

Форма

Пироксилин, используемый для производства бездымного пороха, обрабатывается окислителем, основу которого составляет спиртоэфирная смесь. В конечном итоге получается однородное желеобразное вещество. Полученная смесь подвергается механической обработке. В результате получают зерненную структуру вещества, цвет которого варьируется от желто-бурого до чисто черного. Порой в рамках одной партии возможен различный оттенок пороха. Для придания ему однородного цвета производится обработка смеси порошкообразным графитом. Этот процесс позволяет и нивелировать слипаемость зерен.

Свойства

Бездымный порох отличает способность равномерного газообразования и горения. Это, в свою очередь, при изменении размера фракции позволяет обеспечить контроль и отрегулировать процессы горения.

Среди привлекательных свойств бездымного пороха отмечают следующее:

Низкую гигроскопичность и нерастворимость в воде;
— больший эффект и чистоту, чем у дымного аналога;
— сохранение свойств даже при повышенной влажности;
— возможность просушки;
— отсутствие дыма после выстрела, который производится с относительно негромким звуком.

Однако стоит иметь в виду, что белый порох:

Выделяет при выстреле угарный газ, который опасен для человека;
— негативно реагирует на изменения температур;
— способствует более быстрому износу оружия из-за создания высокой температуры в стволе;
— должен храниться в герметичной упаковке в связи с вероятностью его выветривания;
— обладает ограниченным сроком хранения;
— может быть пожароопасен при высокой температуре;
— не используется в оружии, в паспорте которого указывается на это.

Старейший российский порох

Этим взрывчатым веществом снаряжают охотничьи патроны с 1937 г. Порох «Сокол» обладает достаточно большой мощностью, соответствующей разработанным мировым стандартам. Следует отметить, что состав этого вещества был изменен в 1977 г. Это было сделано из-за установления более строгих правил к данному виду взрывчатых элементов.

Порох «Сокол» рекомендуют для использования начинающим охотникам, предпочитающим производить самостоятельную зарядку патронов. Ведь это вещество способно простить им ошибку с навеской. Порох «Сокол» используется многими отечественными производителями патронов, такими как «Полиэкс», «Феттер», «Азот» и другие.

Порох – это крепкое многокомпонентное взрывчатое соединение, которое обладает способностью закономерно сгорать без проникновения кислорода параллельными слоями, в результате деятельности, образуя обильно разогретые газообразные продукты.

На протяжении достаточно длительного времени обитатели европейского континента приписывали именно себе изобретение пороха. И насколько же они были ошеломлены, когда встретили в конце пятнадцатого столетия в Индии огнестрельное оружие! Усердные исследования историков со временем доказали, что порох впервые был изобретен именно китайскими умельцами намного раньше.

Всем известный Петрарка еще в далеком 1366 году сравнивал изобретение и стремительное распространение пороха с эпидемией новой чумы, что есть весьма символично, так как чума распространилась как раз из азиатского континента незадолго до этих времен. Через определенное время начинает бытовать миф о том, что в Китае порох использовался исключительно с целью изготовления фейерверков, а вот уже европейцы додумались, как применять его в своих военных сражениях. Но тщательные исследования авторитетных историков с мировыми именами в раз опровергли подобные утверждения.

Уголь, селитра и сера даже в древнем Китае были совершенно обыкновенными ингредиентами в традиционной медицине. Почва в Китае вполне произвольно выделяла селитру, и арабы, узнавшие о селитре ещё в восьмом столетии, прозвали её «китайским снегом».

Первый раз, упоминание о горючем соединении селитры, древесного угля и древесины встречается в трактате лекаря-исследователя Сунь Сымяо «Основные завещания по канону эликсира наивысшей чистоты», написание которого датируется 682 годом. Весьма интересно и необычно то, что Сунь Сымяо не заметил ничего сверхъестественного в добыче быстрогорящего вещества, но при этом он предостерегал коллег от неизвестного эффекта, считая его вовсе не нужным. Такая горючая смесь не являлась порохом, но уже последователи Сунь Сымяо не стали слушать предупреждений и далее продолжили исследования необыкновенной смеси.

И уже в 808 году встречается описание некой смеси из селитры, серы и древесного угля, что правда, которая, ни по соотношению, ни по форме, ни по скорости горения не совсем соответствует современному пороху, но называться порохом заслуживает. Выглядело данное соединение своеобразной пастой, которая использовалась в медицинских целях как средство для обеззараживания небезопасных и глубоких ран. Называлось это соединение «хояо», совмещая в собственном названии пару иероглифов – «лекарство» и «огонь».

Первый раз в истории человечества, в военных целях, порох упоминается в 970 году, когда военнокомандующие Юэ И-фон и Фэн И-шэн начали применять в зажигательных стрелах свежий горящий порох. Есть возможность встретить подробное описание трех рецептов дымного пороха с разнообразными темпами горения в китайском трактате «Азы военного дела». В 1132 году состоялось изобретение первого огнестрельного орудия – пищали, изобретателем которого считается Чень Гуй, а в 1232 году в период осады монгольскими полками Кайфына уже были задействованы китайцами пушки, которые обильно заряжались разрывными бомбами и каменными ядрами.

Говоря о порохе, будет совсем неправильным не упомянуть об одной из наиболее популярных гордостей китайских мастеров – фейерверках. Данное искусство развивалось на протяжении многих столетий, изначально применялось в ритуальных целях – по исповеданию китайцев, яркий свет и шумные звуки обладали отпугивающим действием на злых, недобрых духов.

Спустя некоторое время фейерверки становятся обязательным атрибутом всевозможных торжественных праздников, а профессионалы, умеющие создавать в небе рисунки при помощи последовательных выстрелов, считались в стране очень уважаемыми и знатными людьми.

В результате всего вышеупомянутого, следует сказать, что длительные споры и размышления о пользе или вреде данного изобретения ни коем образом не смогут сделать его куда менее значительным, в связи с чем изобретение пороха, как и прочие великие китайские изобретения, на многие времена существенно изменили мир.

Дымным (черным) порохом изначально называли вещество, состоящее из смеси угля, серы и калиевой селитры в пропорциях 3:2:15. Эта твердая многокомпонентная взрывчатая субстанция горит без доступа кислорода. В результате такой реакции образуются газообразные продукты, мощности которых хватает для запуска снарядов и ракет.

Как появился порох

Принято считать, что порох изобрели в Китае в VII столетии. Назвать точную дату невозможно, так как официальных источников, подтверждающих эту версию, нет. Некоторые ученые предполагают, что порох научились использовать древние индейцы 1,5 тысячи лет до нашей эры, однако доказательств этому нет.

Правдоподоная версия гласит, что изобретателями пороха стали китайцы. Изначально селитра использовалась в медицине: древневосточные врачеватели смешивали это вещество с медом и поджигали, чтобы получить «целебный дым». Кто впервые решил соединить три компонента для получения пороха? Возможно, это сделали даосы — представители религиозного течения, пытавшиеся изготовить «пилюлю бессмертия».

Участие алхимии

По другой версии, автором рецепта пороха стал китайский алхимик Сунь Сы-Мяо. Однажды он приготовил смесь из селитры и серы, затем добавил в нее части лоскутового дерева. Когда полученная смесь разогревалась на плите, произошла сильная вспышка, похожая на взрыв. Такая реакция заинтересовала алхимика, и он занялся ее изучением. Первый образец пороха, приготовленный китайским ученым, не имел должной взрывчатой силы. Последователи алхимика постоянно совершенствовали рецепт опытным путем, пока не открыли три его компонента: серу, уголь и калиевую селитру.

Применение пороха

Как только предприимчивые китайцы поняли, что созданный черный порошок дымит, взрывается и поджигает все вокруг, они задумались о способах его применения. Так изобрели любимую игрушку жителей Поднебесной Империи — пиротехнику. Затем порох начали использовать в оружейном деле, изготавливая из него взрывающиеся снаряды.

Китайский фейерверк (иллюстрация XVIII века)

Узнать, как сделать фейерверк дома, можно . Раньше, чтобы сделать фейерверк, брали полую бамбуковую палочку и заполняли ее порохом. После этого бамбук направляли в небо и поджигали. Первые бомбы, созданные с применением «черного порошка», назывались «пи ли хо цю», что переводилось с китайского, как «огненный шар, издающий звук грома». Эти примитивные снаряды укладывали в катапульту, затем поджигали и метали в сторону врага.

Аналоги пороха

В древней Византии использовался «греческий огонь» — аналог пороха. Для его изготовления использовали нефть, которая заменяла уголь.

Точный состав вещества неизвестен, однако ученые предполагают, что селитры в нем не было. Это означает, что гореть без доступа воздуха «греческий огонь» не мог. Не смотря на это, с помощью вещества византийцам удалось уничтожить арабские корабли, осаждавшие Константинополь.


Византийцы используют «греческий огонь» (иллюстрация XII века)

Неразгаданные свойства

Китайцы, придумавшие порох, так и не догадались, что для запуска снаряда можно использовать силу газа, многократно увеличивающего скорость снаряда и дальность полета. Такая идея пришла в голову европейцам в XIV столетии. Монах-францисканец Бертольд Шварц однажды молол в ступе смесь пороха, и в процессе работы в емкость с черным порошком попала искра. Тут же произошел взрыв. После этого случая средневековый алхимик вплотную занялся изучением свойств черного порошка и даже посвятил пороху трактат.

После него свойства пороха описал другой монах и изобретатель по имени Роджер Бэкон. Ученый составил точный рецепт вещества, и долгое время хранил его в секрете, не вынося за пределы монашеского ордена. Служители церкви полагали, что как только способ приготовления пороха станет известен необразованным людям, они воспользуются рецептом для создания оружия.

Раскрытый потенциал

Несмотря на меры предосторожности, тайна пороха стала доступна оружейникам. Рецепт постоянно совершенствовался, но прорыв произошел на рубеже XIX-XX столетий, когда создали бездымный порох.


Бездымный порох

Вскоре ученые изобрели твердое ракетное топливо – разновидность пороха, без которой было бы невозможным возникновение ракетостроения.

Изобретатель : Сунь Сы-мяо
Страна : Китай
Время изобретения : VII век

Изобретение пороха и распространение его в Европе имело огромные последствия для всей дальнейшей истории человечества. Хотя европейцы последними из цивилизованных народов научились делать эту взрывчатую смесь, именно они сумели извлечь из ее открытия наибольшую практическую пользу.

Бурное развитие огнестрельного оружия и революция в военном деле были первыми следствиями распространения пороха. Это в свою очередь повлекло за собой глубочайшие социальные сдвиги: закованные в латы рыцари и их неприступные замки оказались бессильны перед огнем пушек и аркебуз.

Феодальному обществу был нанесен такой удар, от которого оно уже не смогло оправиться. В короткое время многие европейские державы преодолели феодальную раздробленность и превратились в могущественные централизованные государства. В истории техники найдется мало изобретений, которые привели бы к таким грандиозным и далеко идущим изменениям.

До того как порох стал известен на западе, он уже имел многовековую историю на востоке, а изобрели его китайцы. Важнейшей составной частью пороха является селитра. В некоторых областях Китая она встречалась в самородном виде и была похожа на хлопья снега, припорошившего землю. Позже открыли, что селитра образуется в местностях, богатых щелочами и гниющими (доставляющими азот) веществами.

Разжигая огонь, китайцы могли наблюдать вспышки, возникавшие при горении селитры с углем. Впервые свойства селитры описал китайский медик Тао Хун-цзин, живший на рубеже V и VI столетий. С этого времени она применялась как составная часть некоторых лекарств. Алхимики часто пользовались ей, проводя свои опыты. В VII веке один из них, Сунь Сы-мяо, приготовил смесь из серы и селитры, добавив к ним несколько долей локустового дерева.

Нагревая эту смесь в тигле, он вдруг получил сильнейшую вспышку пламени. Этот опыт он описал в своем трактате «Дань цзин». Считается, что Сунь Сы-мяо приготовил один из первых образцов пороха, который, правда, не обладал еще сильным взрывчатым эффектом. В дальнейшем состав пороха был усовершенствован другими алхимиками, установившими опытным путем три его основных компонента: уголь, серу и калиевую селитру.

Средневековые китайцы не могли научно объяснить, что за взрывная реакция происходит при воспламенении пороха, но они очень скоро научились использовать ее в военных целях. Правда, в их жизни порох вовсе не имел того революционного влияния, которое оказал позже на европейское общество. Объясняется это тем, что мастера долгое время готовили пороховую смесь из неочищенных компонентов.

Между тем неочищенная селитра и сера, содержащая посторонние примеси, не давали сильного взрывного эффекта. Несколько веков порох использовался исключительно в качестве зажигательного средства. Позднее, когда его качество улучшилось, порох стали применять как взрывчатое вещество при изготовлении фугасов, ручных гранат и взрывпакетов. Но и после этого долгое время не догадывались использовать силу возникавших при горении пороха газов для метания пуль или ядер. Только в XII-XIII веках китайцы стали пользоваться оружием, очень отдаленно напоминавшим огнестрельное, но зато они изобрели петарду и ракету.

От китайцев секрет пороха узнали арабы и монголы. В первой трети XIII века арабы достигли большого искусства в пиротехнике. Они употребляли селитру во многих соединениях, мешая ее с серой и углем, добавляли к ним другие компоненты и устраивали фейерверки удивительной красоты. От арабов состав пороховой смеси стал известен европейским алхимикам. Один из них, Марк Грек, уже в 1220 году записал в своем трактате рецепт пороха. 6 частей селитры на 1 часть серы и 1 часть угля.

Позже достаточно точно о составе пороха писал Роджер Бэкон. Однако, прошло еще около ста лет, прежде чем рецепт этот перестал быть тайной. Это вторичное открытие пороха связывают с именем другого алхимика, фрейбургского монаха Бертольда Шварца. Однажды он стал толочь в ступке измельченную смесь из селитры, серы и угля, в результате чего произошел взрыв, опаливший Бертольду бороду. Этот или другой опыт подал Бертольду мысль использовать силу пороховых газов для метания камней. Считается, что он изготовил одно из первых в Европе .

Чтобы понять принцип действия огнестрельного оружия, надо хотя бы в общих чертах представлять себе, какие химические реакции происходят в пороховой массе. Если порох был хорошо промешан и правильно приготовлен, достаточно было одной искры, чтобы воспламенить его. Дело в том, что при нагревании свыше 300 градусов селитра начинала выделять свой кислород и отдавала его смешанным с ней веществам, то есть окисляла или сжигала их.

Уголь в порохе играл роль топлива, доставляющего требуемый объем газообразных продуктов высокой . Ввиду этого селитра и уголь сами по себе уже образовывали взрывчатое вещество. Серу добавляли потому, что она способствовала образованию большего количества теплоты и облегчала воспламенение пороха (сера загоралась уже при 250 градусах, а уголь только при 350).

Как только огонь появлялся в какой-нибудь части этой смеси, горение распространялось с необыкновенной быстротой, потому что, раз начавшись, оно не требовало больше доступа воздуха и образовывало большое количество газов, имеющих высокую температуру. Газы с большой силой расширялись во все стороны, образуя взрывной эффект. Таким образом, горение распространялось одинаково и внутри смеси, и по ее поверхности.

Реакцию, происходящую при горении пороха, можно приблизительно описать следующей формулой:2KNO3 + 3C + S = K2S + 3CO2 + N2, где K2S — твердый остаток горения, а CO2 и N2 — газы. Классический состав пороха: селитры — 75%, угля — 15%, серы — 10%. Этот состав давал наибольший выход газов. Но и здесь в них обращалось только около 40% пороховой массы. Остальное составляли твердые продукты горения. Они осаждались в виде копоти или вырывались при выстреле в виде густых клубов дыма.

Вскоре после открытия Бертольда Шварца порох получил уже самое широкое распространение, и его изготавливали в самых отдаленных уголках Европы. Каждый из компонентов смеси требовал особой подготовки. Уголь для пороха получали, обжигая ольховое дерево в особых железных ретортах без доступа воздуха. Самородную серу путем плавки освобождали от посторонних примесей. Селитру некоторое время ввозили с востока. Потом открыли, что ее можно получать искусственно, если создать соответствующие условия.

С конца XIV века выпуск селитры наладили в Италии и Германии. Ее добывали со стен погребов, предварительно смоченных раствором селитры, или из труб, наполненных винным камнем, известью, солью и мочой людей, пьющих . Полученную селитру осаждали с помощью вина и уксуса. Это был наиболее дорогой компонент. Поэтому селитру старались извлечь даже из порченного подмоченного пороха. Для этого порох кипятили в уксусе. В ходе этой операции уголь всплывал вверх, сера осаждалась, а селитра растворялась. Затем ее выпаривали из раствора.

Качество пороха во многом зависело от того, насколько полно и равномерно происходило смешение его составных частей. Для того чтобы вещества лучше смешивались, их подвергали сильному измельчению. Первоначально порох представлял собой тонкий мукообразный порошок. Пользоваться им было неудобно, так как при зарядке орудий и аркебузов пороховая мякоть липла к стенкам ствола.

Наконец заметили, что порох в виде комочков гораздо удобнее — он легко заряжался и при воспламенении давал больше газов (2 фунта пороха в комьях давали больший эффект, чем 3 фунта в мякоти). В первой четверти XV века для удобства стали употреблять зерновой порох, получавшийся путем раскатывания пороховой мякоти (со спиртом и другими примесями) в тесто, которое затем пропускали через решето. Чтобы зерна не перетирались при транспортировке, их научились полировать. Для этого их помещали в специальный барабан, при раскручивании которого зерна ударялись и терлись друг о друга и уплотнялись. После обработки их поверхность становилась гладкой и блестящей.

История человечества это история изобретений. Какие-то задумки забываются через пару лет после появления на свет, что-то меняет жизнь в корне. В военном деле сложно назвать более революционное изобретение, чем дымный порох.

Появление пороха означало закат целой эпохи, с его помощью уничтожались целые империи и народы. Годы тренировок с холодным оружием и дорогой доспех отныне равнялись куску металлической трубы и нескольким часам тренировки, а по прошествии нескольких лет последние и вовсе брали верх. То, что казалось ранее невозможным, подчинялось человеку, поставившему на службу порох.

Создание

Документально зафиксированного документа о том, кто и когда первым изобрел порох, то есть смешал селитру, уголь и серу, нет. Легенды и истории рассказывают различные версии, но во всех есть общая черта. Изобретатели пороха – алхимики, предшественники современных ученых. Нехватку знаний древние ученые компенсировали недюжинной энергией в проведении экспериментов и верой в свои силы.

Заветной мечтой любого алхимика были производство вещества, дававшего вечную молодость и способного превращать любой металл в золото. К сожалению, не вышло. Но смешивая самые разные ингредиенты, они получали первые представления о природе вещей и первые простейшие химические составы. Один из составов однажды сжег алхимику брови. По одной из версий это ученый мудрец Сунь Сы-мяо, живший в VII веке до нашей эры.

Кем бы ни был создатель пороха, его изобретение сначала не вызвало большого ажиотажа среди военных чинов. Магический взрывающийся порошок больше заинтересовал придворных устроителей праздников, использовавших его для фейерверков.

Лишь в ХI веке уже нашей эры, чудо порошок стали использовать в качестве боевой начинки для «Огненных стрел», прообраза современных ракет.

Попадание такого снаряда в толпу легкобронированных или не бронированных вовсе солдат противника вызывала чудовищные последствия. Правда, оружие это не отличалось точностью, хорошо, если из десятка в цель попадала одна, использование было скорее деморализующим.

В Европу порох попал, по мнению большей части исследователей, вместе с арабскими купцами по Великому Шелковому Пути. Существует легенда о монахе Бертольде Шварце, случайно получившем порох в XIV веке. Эта история при ближайшем рассмотрении не выдерживает критики. Стоит лишь сказать, что составные части пороха к этому времени были известны, дело стояло за изобретением орудия, с помощью которого порох будет метать снаряды.

Первые прообразы пушек, использованные на полях сражений Европы, ознаменовали революцию не только в военном деле, но и во всех смежных областях. Порох подстегнул промышленность, ведь для выстрела нужен ствол из качественного металла. Вызывало проблемы хранение пороха, требовалось развитие упаковки.


Входящая в состав селитра, гигроскопичный материал, впитывающий влагу из окружающей среды, быстро приходил в негодность. Порох быстро отсыревал при неправильном хранении.

Одновременно порох сделал бесполезным практически любой доспех, лишив мастеров-бронников работы. Далеко вперед шагнула медицина, так как пулевые ранения и ожоги лечатся иначе, нежели колото-резаные раны. К слову, представители медицины не раз поднимали вопрос о запрещении пороха как «адского зелья, не делающего различий между богатыми и бедными, полководцами и новобранцами». И это только было только начало.

Порох использовали и против камня.

Высокие стены замков с распространением пушек ушли в прошлое, уже в XV веке оборонительная архитектура стремиться к толстым низким стенам. Инженеры стремятся закопаться, создать больше бастионов, апрошей и окопов. Для того, чтобы подорвать эти стены используют подкопы, в них закладываются бочки с порохом. Так была взята Казань войсками Ивана Грозного.

Подобные устройства назывались минами, и часто осажденные делали контр-мины, уничтожая отряды вражеских саперов. Закладывали мины и обороняющиеся солдаты. В таком случае часто погибал весь передовой отряд штурмующих, а у шедших за ними бойцов часто не хватало мужества пройти через брешь, в которой за секунду погибли несколько десятков товарищей.

С начала использования состава на войне краеугольным камнем стала проблема чистки порохового нагара. С эпохи Средних веков до наших дней этот момент не претерпел изменений. Ствол, даже современной снайперской винтовки, не прочищенный нерадивым или ленивым стрелком разрывает как и сотни лет назад.

Конечно, с использованием новых типов пороха чистка ствола стала менее актуальной проблемой, но любому уважающему себя владельцу оружия известно правило «пострелял-почисти». К слову, в эпоху Наполеоновских войн существовал метод экспресс-чистки ствола от нагара во время боя. Для этого достаточно было помочиться в ствол.

Из чего приготавливаются разные типы пороха

Первые образцы черного пороха изготавливались из серы, селитры и мёда с реальгаром, то есть моносульфидом мышьяка. Иногда использовались сушеные корни и прочие растения. Но наибольшего эффекта смесь достигала при смешивании серы, селитры и угля. Так появился классический черный порох. Важную роль играло процентное соотношение веществ при смешивании. Связано это было с особенностями самих веществ, так как:

  • сера, загорается при температуре всего 200 градусов по Цельсию, в классическом рецепте ее 10%;
  • селитра, подхватывает огонь и выделяет кислород, необходимый для горения следующего элемента, ее должно быть 75%;
  • уголь, обеспечивающий выделение газа и энергию, толкающую снаряд, 15 % вещества хватит.

Черный порох может содержать и другие пропорции, но в этих случаях баллистические характеристики могут серьезно отличаться как в большую, так и в меньшую сторону.

Слишком мощный порох так же был не нужен в войсках.

Несовершенство оружия при использовании сильного порошка приводило к быстрому износу ствола. Производство пороха обычно организовывали в малонаселенных частях города, недалеко от реки, на которой устраивали водяные мельницы, для перемалывания состава.

Иногда можно встретить осколки старого ремесла в городских названиях, так в Нижнем Новгороде существует Зеленский съезд. Зельем в старину называли порох, и на дне оврага, через который проложена дорога, производили порох для обороны нижегородского кремля.


Важно понимать разницу между простым горением пороха и его детонацией для взрыва. На открытом пространстве порох – специфический горючий состав, с высокой скоростью горения и выделяемой теплотой, однако не обладающий взрывоопасностью. Иное дело горящий порох в оболочке. Выделяемые газы и дым создают давление, которое и приводит, в одном случае к взрыву, в другом, если имеются условия, к выстрелу.

Неугомонные военные, в поисках идеального оружия, с самого начала жаловались на главный недостаток дымного пороха, собственно, сам дым. При выстреле орудие или бойца застилали клубы дыма, при малом ветре они долго не рассеивались. Это демаскировало позицию, одновременно мешая целиться.

В русском языке сохранилась поговорка «Бой в Крыму, все в дыму…» с разными, более-менее приличными концовками.

Химики решили помочь армии, и в XIX веке сначала в одной, затем в другой, третьей, пятой стране стали появляться образцы пироксилинового пороха. В России состав этого пороха рассчитал сам Менделеев. По легенде, для этого ему всего лишь потребовался список въезжающих на территорию немецкой пороховой фабрики вагонов с сырьем.

Потребовалось некоторое время для того, чтобы сделать образец более устойчивым, но открытие было сделано и его уже не остановить. Это была еще одна революция, так как обладавший намного большей силой новый образец пороха толкнул вперед не только пули, но и промышленность, военное дело. Мировые войны и конфликты современности используют уже именно его.

Несмотря на фактическое завоевание бездымными видами пороха мирового господства, черный порох продолжает пользоваться широкой популярностью среди широких слоев населения. Его используют для фейерверков, охотничьих ружей, разных «мужских» игрушек типа самострелов, частенько стоящих пальцев играющим.


Черный порох покупается в магазине, можно попробовать приготовить его и самому. Пошаговые рецепты находятся в широком доступе во множестве как книжных, так и электронных ресурсах. В любом случае, нужно помнить о безопасности, как своей, так и окружающих.

Помимо представленных видов пороха, появляются экзотические варианты. Например, жидкий порох, в состав которого входит керосин. Безумная, на первый взгляд идея, на испытаниях давала фантастический результат по бронепробиваемости.

Многая информация находится под грифом «секретно» до сих пор, но технические умы продолжают развивать и эту тему.

Довольно часто керосин используют в качестве основного компонента в фугасах (от лат. focus — огонь) и напалмах (napalm — от англ. naphthenic acid — нафтеновая кислота), но это уже несколько другая история.

Виды пороха и производители

Может показаться, что порох бывает нескольких разновидностей, в зависимости от химического состава, но это не так. Одна и та же формула может быть воплощена в совершенно разные вещества.

Так, в эпоху Наполеоновских войн самым качественным порохом обладала британская армия. Несмотря на одинаковые формулы, англичане использовали более качественные, добываемые в Индии, составляющие, за счет чего их порох так высоко ценился.


Различался порох и степенями помола. Охотники и особые подразделения в армии, лучшие стрелки, имели несколько видов этого порошка. Самый лучший, тщательно отмерянный порох находился в специальных колбах, называемых берендейках. Его использовали только в том случае, когда выстрел должен был быть единственным и точным.

Артиллерийский порох так же отличался по помолу. Конечно, он был грубее охотничьего пороха, но в эпоху дульнозарядной артиллерии часты были дуэли между расчетами, особенно это касалось флота. Условно в артиллерию можно отнести и ракеты.

>Несмотря на «ужасную точность», эксперименты с этим оружием более-менее успешно велись минимум в двух армиях, русской и английской, на рубеже XVIII-XIX веков.

В этих ракетах так же использовался свой вид пороха, как правило, низкого качества.

В эпоху бездымного пороха специализация сильно усложнилось. Современные пороха различаются по плотности, размеру и по геометрическим фигурам порошинок, все это рассчитано и обусловлено своими характеристиками.


Современный охотничий порох можно перечислять бесконечно, но имеется несколько образцов, базовых для производства патронов:

  • порох крук, украинская разработка, высочайшего качества, не имеющая в составе ингредиентов, повышающих износ ствола;
  • порох сунар 410, медленногорящий состав, быстро нашедший поклонников в охотничьей среде;
  • порох сильвер, один из самых мощных образцов на рынке охотничьих товаров;
  • порох тахо, испанский продукт, один из самых неоднозначных видов данного товара, выбор которого лежит исключительно на воле и желании самого охотника.

Разработаны и продаются многие другие виды черного пороха, но здесь любителям пострелять самостоятельно снаряженными патронами советы давать сложно, так как каждый сам выбирает для себя лучший товар для конкретных задач. Приоритеты все равно расставит мерка для пороха и опыт.

Порох на страницах книг и кино

Разумеется, такое важное изобретение не могло не оставить след в культуре. Однако сложно найти произведение, в котором черному пороху, или открытию черного пороха уделялось бы особое внимание. В самом деле, мы же не задумываемся, когда видим колесо в кино или книге? Многие народные высказывания так же касаются этого вещества.


Откуда пошло хранить порох сухим? Если порох промок, боец не готов отражать атаку. Легендарное «Есть ли порох в пороховницах», означающее наличие или отсутствие сил для продолжения борьбы.

Между тем, есть несколько произведений, описывающих во всех подробностях операции с порохом. Для лучшего знакомства с процессами изготовления стоит обратиться к материалам, повествующим о затерянных на необитаемых местностях людях. Как правило, все они пытаются, с разной степенью успеха, самостоятельно получить порох.

Много внимания уделено пороху в английской литературе, описывающей эпоху Наполеоновских войн. Так, в цикле книг о похождениях стрелка Шарпа, в каждом томе есть как минимум одно подробное упоминание о заряжании мушкета «Браун Бесс» и реверанс в сторону английского пороха.

В телевизионном сериале, снятом по мотивам книг, так же пороху уделено достаточно большое внимание.

Артиллерийские пороха часто встречаются в книжной серии о капитане Королевского флота Джеке Обри Патрика О’Брайана. Большая часть технической стороны посвящена парусному флоту, но артиллерийской подготовке также уделено много внимания.

Описание пороха можно встретить в неожиданных произведениях. Львиная доля авторов игнорируют этот состав, считая само собой разумеющимся, но между строк можно прочитать об этом, безусловно, одном из самых главных изобретений человечества.

Название проникло в нашу жизнь, и мы можем спокойно наслаждаться чаем зеленый порох, слушать Машу Порох, не задумываясь о том, в честь чего названы перечисленные явления повседневности, и не чувствовать запаха пороха с полей сражений, проходивших в течение столетий.

Видео

Изобретение пороха и первые огнестрельные орудия

Порох — единственное взрывчатое вещество в течение более 500 лет истории человечества. Точной даты его создания не может назвать ни один ученый в мире. Тем не менее, в настоящее время существует несколько основных версий происхождения пороха и времени его получения людьми:

  • до 1500 года до нашей эры в Индии. Приблизительно в первом веке до нашей эры секрет его изготовления попал в Китай и Аравию, а в шестом веке нашей эры — в Византию;
  • в 300-200 годах до нашей эры в Китае. В первом веке до нашей эры секрет его изготовления попал в Индию и Аравию, а в шестом веке нашей эры — в Византию;
  • в 100-300 годах нашей эры в Индии и Китае. В VI-VIII веках секрет его изготовления попал в Византию, а после начала монгольских завоеваний в XII-XIII веках — в Аравию и Европу.

Стоит отметить, что горючие свойства двух из трех компонентов пороха — серы и древесного угля — были известны еще древним людям, которые использовали в своей жизни результаты природных катастроф (лесных пожаров, извержений вулканов и т.п.). Однако только получение и очистка легко разлагающегося окислителя — калиевой селитры — позволило осуществить процесс горения без доступа воздуха. Таким образом, было получено вещество, свойства которого не имели аналогов в окружающем людей мире, и которое впоследствии стало основой ракетного и огнестрельного оружия.

Дата знакомства людей с технологией получения селитры также не известна, но может быть оценена по следующим косвенным данным:

  • калиевую селитру (saltpeter) получали из мест массовой концентрации компоста и останков умерших животных уже в IV-III веках до нашей эры;
  • лекарственное средство «земляная соль» (селитра) впервые описывается в медицинской книге «Шеньнун бэньцацзин», датируемой вторым веком до нашей эры;
  • термин «китайский снег» (селитра) встречается в древних рукописях арабов, начиная с первого века до нашей эры;
  • термин «китайская соль» (селитра) упоминается в Византийских документах c шестого века нашей эры.

Первое документальное описание состава и рецепта приготовления пороха принадлежит современнику династии Тан-Сунь, даосскому алхимику и врачу Сы-Мяо, жившему в 601-682 годах нашей эры. В его трактате «Бесценные рецепты», впервые напечатанном в 1066 году, приводится состав смеси: 8 частей селитры, 4 части серы, 1 часть угля. Правда, такой порох медленно горел, как ракетное топливо, а не взрывался.

Однако вряд ли это соответствует реальной дате открытия пороха. Фейерверки и примитивные снаряды на основе горючих смесей были известны в Китае и Индии намного раньше, приблизительно в 1 веке нашей эры.

В 994 году китайский город Чу Чанг был осажден армией численностью до 100 000 человек. Командующий обороной города применил против осаждающих не только катапульты с зажигательными снарядами, но и далеко летящие «огненные стрелы». А в 1132 году генерал Чень Гуй изобрел прототип пищали. Его огнестрельное оружие было разового использования - бамбуковый ствол, набитый дымным порохом. При его поджигании из ствола вылетала струя дыма и пламени, что было достаточно эффективно в ближнем бою и против конницы.

Первое массовое применение пороховых гранат и пушек, выбрасывающих каменные ядра на расстояние до 600 метров, зафиксировано китайскими историками в 1232 году при защите Кайфыня от войск Хубилая.

С 1258 года описание огненного оружия правителя Дели встречаются в древне-индусских сочинениях, а спустя сто лет артиллерия стала обычной для индийских армий.

Западные европейцы столкнулись с боевым применением горючих смесей на основе селитры в сражениях с маврами, на территории Испании, в ходе «крестовых походов» (1096-1270 гг.).

В начале XIII века во Франции начались работы по созданию технологий производства и применения пороха, но вскоре все эти изыскания были запрещены церковью, которая нарекла порох «дьявольским зельем». Знание его секрета стало достаточным основанием для сожжения на костре.

В 1305 году под Рондой арабы применили против испанцев первые огнестрельные орудия — «модфы», стрелявшие свинцовыми ядрами величиной с грецкий орех. Орудия представляли собой сваренные ковкой железные трубы, прикрепленные к деревянной колоде. Новое оружие показало такую боевую эффективность, что заставило европейцев быстро забыть запрет церкви. И уже через три года, при осаде Гибралтара, испанские христиане использовали пушки собственного производства.

В 1324 году в городе Мец началось производство новейших для того времени литых медных орудий. Это событие признано сегодня, как начало официальной истории становления Европейской артиллерии. Впервые такие пушки были применены немецкими рыцарями в 1331 году при осаде Брешии и Чивиделли.

Спустя некоторое время артиллерийские мастерские, объединяющие пороховые и литейные заводы, появляются по всей Европе. Во Франции пушки начали лить в 1337 году, в Италии — в 1345 году, в Голландии — в 1356 году. В Польше артиллерия появляется в 1370 году, в Чехии — в 1373 году, на Руси и в Литве — в 1382 году, в Швеции — в 1395 году.

С середины XV века ручное метательное оружие постепенно вытеснялось огнестрельным, что привело к изменению тактики ведения боя и спровоцировало серию локальных войн, в ходе которых «обкатывались» новые способы военных действий.

1453 году Султан Мухаммед II при захвате Константинополя применил неизвестные до него осадные орудия — 8-метровые пушки, бросающие каменные ядра весом до 500 кг. Вес стволов самых больших турецких бомбард, аналогом которых является российская «Царь-пушка», достигал 100 тонн.

В дальнейшем артиллерия полностью вытеснила ручное и механическое метательное оружие, что привело к пересмотру основ военной фортификации. Все артиллерийские орудия разделились на осадные, полевые, конные и полковые.

ОГНЕННЫЕ СМЕСИ ДРЕВНЕГО МИРА

Первое огненное оружие, называемое в древнеиндийском эпосе «Махабхарата» оружием Брахмы или пламенем Индры, походило «…на огромную железную стрелу, которая выглядела как гигантский посланец смерти». Как говорится в описание его применения в битве, проходившей почти за 3200 лет до нашей эры: «Сверкающий снаряд, обладающий сиянием огня, был выпущен. Густой туман внезапно покрыл войско. Все стороны горизонта погрузились во мрак. Поднялись несущие зло вихри. Тучи с ревом устремились в высоту неба…».

Первый достоверно зафиксированный случай применения огневых боеприпасов — в битве при Делии (424 год до нашей эры). Горящая смесь выбрасывалась мехами из трубы, представлявшей собой полое бревно.

В 212 году до нашей эры, во времена Пунических войн, Архимед применил некое оружие, с помощью которого защитники г. Сиракузы сожгли корабли римлян, пытающихся захватить город с моря. С учетом невысокой дальности стрельбы и точности наведения метательных орудий древних, можно предположить, что применялся состав, способный гореть в воде. Секрет этого оружия был потерян, так как в следующем году римская армия все же захватила город и в ярости уничтожила все его население, включая великого ученого

В сочинениях Корнелия Тацита упоминается о применении в 69 году нашей эры зажигательных снарядов при столкновении войск враждующих римских партий вителианцев и флавианцев. Но сведения о способе их изготовления полностью отсутствуют.

Первое упоминание об огненном оружии в Китае встречается в хрониках династии Тхань (Тан-шу). В 645 году нашей эры при осаде Ляодуна использовалось некое оружие под названием «Огонь», от действия которого в городе погибли около 10 тысяч человек. однако письменные документы также не приводят информации о технических свойствах этого оружия. 

Греческий огонь. В 673 году сирийский механик и архитектор Калинник, беженец из Маальбека, предложил Византийским императорам новое оружие, названное позже «греческим огнем». Рецепт смеси доподлинно не сохранился, но по отрывочным сведениям из различных источников можно предположить, что это была нефть с добавлением серы и селитры.

Уже через 5 лет «греческий огонь» был применен при осаде Константинополя арабами. По приказу императора Константина IV огненная смесь была вылита в море и подожжена во время одной из атак арабского флота. Море горело более суток, сгорели почти все люди и корабли.

В 941 году действие «греческого огня» опробовали на себе ратники киевского князя Игоря в его походе на Византию. Греки запускали огненную смесь из труб на русские ладьи, в результате чего «много людей русских и с лодьми греками сожжено и потоплено…». Зажигательные снаряды попали на Русь в конце 12 века от половцев, которые использовали их при своих набегах на окраинные княжества. А уже в 1219 году русское войско, посланное великим князем Георгием Владимирским, атаковало город камских булгар Ошель, использовало «греческий огонь», который на крепостные стены и за них метали специально обученные стрельцы.

Европейцы познакомились с действием «греческого огня» в начале 13 века, во время пятого крестового похода. Начиная с 1217-1221 годов огненные смеси начали распространяться по всей Европе с возвращавшимися из походов крестоносцами и просто искателями приключений и сокровищ.

Однако активное использование «греческого огня», да и других огненных смесей продолжалось только до начала массового применения пороха, после чего они потеряли свое военное значение и были постепенно забыты.

Источник: ОАО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение»


Tag: Оружие_История_оружия_Оружие_в_развитии
Обсуди статью на форуме

Самарский пороховой завод Коммунар Новости завода

Где и когда изобрели порох?

За всю историю человечества было немало изобретений, которые полностью перевернули ход истории в те или иные моменты. Но единицы из них имеют значение планетарного масштаба. Изобретение пороха относится именно к таким редким открытиям, которые дали большой толчок к появлению и развитию новых отраслей науки и промышленности. Поэтому каждый образованный человек должен знать, где изобрели порох, в какой стране он впервые использовался в военных целях.

Предыстория появления пороха

Долгое время не утихали споры о том, когда изобрели порох. Одни приписывали рецепт горючего вещества китайцам, другие считали, что его изобрели европейцы, и только оттуда он попал в Азию. Трудно с точностью до одного года сказать, когда изобрели порох, но вот его родиной однозначно необходимо считать Китай. Редкие путешественники, попавшие в Китай в Средневековье, отмечали любовь местных жителей к шумным весельям, сопровождавшимся необычными и весьма громкими взрывами.

Самих китайцев это действо очень веселило, а вот европейцам внушало страх и ужас. На самом деле это был еще не порох, а просто бамбуковые побеги, брошенные в огонь. После нагрева стебли лопались с характерным звуком, который был очень похож на небесный гром. Эффект от взрывающихся побегов дал почву для размышления китайским монахам, начавшим проводить эксперименты по созданию подобного вещества из природных компонентов.

История изобретения

Трудно сказать, в каком году китайцы изобрели порох, но существуют сведения о том, что уже в шестом веке китайцы имели представление о смеси нескольких компонентов, которая горит ярким пламенем. Пальма первенства в изобретении пороха по праву принадлежит монахам даосистских храмов. Среди них было очень много алхимиков, которые постоянно проводили эксперименты по созданию эликсира бессмертия. Они соединяли различные вещества в разной пропорции, надеясь однажды найти верную комбинацию. Некоторые китайские императоры находились в тяжелой зависимости от этих снадобий, они мечтали получить вечную жизнь и не гнушались употреблением опасных смесей. В середине девятого века один из монахов написал трактат, в котором описывал практически все известные эликсиры и способы их применения. Но не это было самым важным — в нескольких строках трактата упоминался опасный эликсир, который внезапно загорелся в руках алхимиков, причинив им неимоверную боль. Погасить пламя не удалось, и за несколько минут сгорел целый дом.

Именно эти данные могут поставить жирную точку в споре о том, в каком году изобрели порох и где. Хотя вплоть до десятого-одиннадцатого века порох в Китае не производили массово. К началу двенадцатого века появилось несколько китайских научных трактатов с подробным описанием компонентов пороха и необходимую для горения концентрацию. Стоит уточнить, что когда изобрели порох, он был горючим веществом и не мог взрываться.

Состав пороха

После изобретения пороха монахи потратили несколько лет на определение идеального соотношения компонентов. После долгих проб и ошибок появилась смесь, названная «огненным зельем» и состоящая из угля, серы и селитры. Именно последний компонент стал определяющим в установлении родины изобретения пороха. Дело в том, что отыскать селитру в природе довольно сложно, но в Китае она в большом избытке находится в почве.

Известны случаи, когда она выступала на поверхность земли беловатым налетом толщиной до трех сантиметров. Некоторые китайские повара добавляли селитру в пищу для улучшения вкусовых качеств вместо соли. Они всегда замечали, что попадание селитры в огонь вызывало яркие вспышки и усиливало горение. О свойствах серы даосы знали довольно давно, ее часто использовали для фокусов, которые монахи называли «магией». Последний элемент пороха — каменный уголь — всегда использовался для получения тепла при горении. Поэтому не удивительно, что эти три вещества стали основой пороха.

Мирное применение пороха в Китае

В то время, когда изобрели порох, китайцы даже не представляли, насколько великое открытие они сделали. Волшебные свойства «огненного зелья» они решили использовать для красочных шествий. Порох становился основным элементом хлопушек и фейерверков. Благодаря правильной комбинации ингредиентов в смеси, в воздух взлетали тысячи огней, которые превращали уличное шествие в нечто совершенно особенное.

Но не стоит считать, что, имея такое изобретение, китайцы не понимали его важности в военном деле. Несмотря на то, что Китай в Средние века не являлся агрессором, он находился в состоянии постоянной обороны своих границ. Соседние кочевые племена периодически совершали набеги на пограничные китайские провинции, и изобретение пороха пришлось как нельзя кстати. С его помощью китайцы надолго закрепили свои позиции в азиатском регионе.

Порох: первое применение китайцами в военных целях.

Европейцы долгое время считали, что китайцы не использовали порох в военных целях. Но на самом деле эти данные ошибочны. Существуют письменные подтверждения того, что еще в третьем веке один из знаменитых китайских полководцев сумел победить кочевые племена с помощью пороха. Он заманил врагов в узкое ущелье, где предварительно были заложены заряды. Они представляли собой узкие глиняные горшки, наполненные порохом и металлом. К ним вели бамбуковые трубки с пропитанными серой шнурами. Когда китайцы их подожгли, грянул гром, несколько раз отраженный стенами ущелья. Из-под ног кочевников полетели комья земли, камни и металлические куски. Страшное происшествие заставило агрессоров надолго покинуть пограничные провинции Китая.

С одиннадцатого по тринадцатый век китайцы совершенствовали свой военный потенциал с помощью пороха. Они изобретали все новые виды оружия. Врагов настигали огненные шары, снаряды, запущенные из бамбуковых трубок, и орудия, запускаемые из катапульты. Благодаря своему «огненному зелью» китайцы выходили победителями практически из всех сражений, а слава о необычном веществе разлетелась по миру.

Порох покидает Китай: арабы и монголы начинают изготавливать порох.

Приблизительно в тринадцатом веке рецепт пороха попал в руки арабов и монголов. По одному из преданий арабы выкрали трактат, в котором было подробное описание пропорции угля, серы и селитры, необходимые для идеальной смеси. Для того чтобы получить этот драгоценный источник информации, арабы уничтожили целый горный монастырь. Неизвестно, так ли это было, но уже в том же веке арабы сконструировали первую пушку со снарядами из пороха. Она была довольно несовершенна и часто калечила самих солдат, но эффект от оружия явно покрывал человеческие потери.

«Греческий огонь»: византийский порох.

Согласно историческим источникам, от арабов рецепт пороха попал в Византию. Местные алхимики немного поработали над составом и стали использовать горючую смесь, называющуюся «греческий огонь». Она успешно показала себя при обороне города, когда огонь из труб сжег практически весь флот противника. Доподлинно неизвестно, что входило в состав «греческого огня». Его рецепт хранили в строжайшей тайне, но ученые предполагают, что византийцы использовали серу, нефть, селитру, смолу и масла.

Порох в Европе: кто изобрел?

Долгое время виновником появления пороха в Европе считался Роджер Бэкон. В середине тринадцатого века он стал первым европейцем, который описал в книге все рецепты изготовления пороха. Но книга была зашифрована, и воспользоваться ею не представлялось возможным. Если вы хотите знать, кто изобрел порох в Европе, то ответом на ваш вопрос будет история Бертольда Шварца. Он являлся монахом и занимался алхимией на благо своего Ордена францисканцев. В начале четырнадцатого века он работал над определением пропорций вещества из угля, серы и селитры. После долгих опытов ему удалось растереть в ступке нужные компоненты в пропорции, достаточной для взрыва. Взрывная волна чуть не отправила монаха на тот свет. Но его изобретение положило начало новой эры в Европе — эры огнестрельного оружия. Первую модель «стреляющей ступки» разработал все тот же Шварц, за что и был посажен в тюрьму в целях неразглашения тайны. Но монаха выкрали и тайно перевезли в Германию, где он продолжил свои опыты по усовершенствованию огнестрельного оружия. Чем закончил свою жизнь пытливый монах, до сих пор неизвестно. По одной из версий, он был взорван на бочке с порохом, по другой, благополучно умер в весьма преклонном возрасте. Как бы то ни было, но порох подарил европейцам большие возможности, которыми они не преминули воспользоваться.

К девятнадцатому веку порох получил большое распространение, но его «золотые» годы были еще впереди.

Кaк изoбрeли пoрoх в Рoссии

Пoнaчaлy дымный чёрный пoрoх испoльзoвaлся при стрeльбe в видe мякoти пoрoхa пoрoшкoooбрaзнoгo видa. Сaмo жe слoвo «пoрoх», или «прaх», oзнaчaeт пыль. Испoльзoвaть тaкyю пoрoхoвyю мякoть былo тяжeлo из-зa прилипaния eё к стeнкaм oрyдий. В рeзyльтaтe oбдyмывaния этoй прoблeмы былo рeшeнo дeлaть пoрoх в видe кoмoчкoв, чтo пoзвoлялo лeгчe зaряжaть пyшки, a при вoсплaмeнeнии тaким oбрaзoм пoлyчaть знaчитeльнo бoльший oбъём гaзa.

Гдe-тo в сeрeдинe 15 вeкa в России нaчaли испoльзoвaть зeлёный пoрoх. Eгo мoжнo былo пoлyчить, рaскaтывaя в тeстo мякoть пoрoхa вмeстe сo спиртoм и дрyгими примeсями, зaтeм тeстo прoпyскaли чeрeз спeциaльнoe рeшeтo. Рaзвитиe oтeчeствeннoгo прoизвoдствa пoрoхa пoлyчaeт знaчитeльный всплeск вo врeмeнa прaвлeния Ивaнa Грoзнoгo, a тaкжe Пeтрa I. При Пeтрe Вeликoм были пoстрoeны срaзy три зaвoдa пo прoизвoдствy пoрoхa: Пeтeрбyргский, Сeстрoрeцкий, a тaкжe Oхтинский.

Изyчeниeм пoрoхa в Рoссии зaнимaлся Лoмoнoсoв, кoтoрый прoизвёл тeoрeтичeскиe выклaдки, a тaкжe ряд экспeримeнтoв нaд дымным пoрoхoм. Пoзжe eгo нaрaбoтки испoльзoвaлись фрaнцyзскими yчёными, кoтoрыe пoлyчили нaибoлee yдaчный сoстaв смeси: 75 % кaлиeвoй сeлитры, 10 % сeры и 15 % yгля.

В нaчaлe XIX вeкa рyсский пoрoх стaл считaться oдним из сaмых высoкoкaчeствeнных в мирe, нo, кaк извeстнo, чёрный пoрoх oблaдaл знaчитeльными нeдoстaткaми, тaкими кaк зaбивaния дyлa рyжья в рeзyльтaтe нaлипaния чaстиц пoрoхa, a тaкжe oгрoмнoe кoличeствo дымa при вeдeнии стрeльбы. Eщё oдним сyщeствeнным нeдoстaткoм былo oбрaзoвaниe сeрных сoeдинeний, вплoть дo сeрнистoй кислoты, кoтoрaя рaзъeдaлa мeтaлличeскиe чaсти oрyжия.

К кoнцy XIX вeкa был изoбрeтён бeлый пoрoх, пoзжe нaзвaнный бeздымным, в oснoвe кoтoрoгo лeжaлa нитрoцeллюлoзa. Тaкoй пoрoх гoрeл пoслoйнo, чтo yлyчшaлo бaллистичeскиe свoйствa снaрядoв. Бeлый пoрoх при гoрeнии прoизвoдил гoрaздo мeньшee кoличeствo дымa, чтo прoизвeлo цeлый рывoк в рaзвитии aртиллeрии.

В 1891 гoдy Дмитрий Ивaнoвич Мeндeлeeв сoздaёт пирoкoллoдийный пoрoх и спyстя гoд нaчинaются eгo испытaния для вoeнных цeлeй. В рeзyльтaтe oн принимaeтся нa вooрyжeниe. Д. И. Мeндeлeeв крaйнe скрyпyлёзнo срaвнивaeт в свoих рaбoтaх свoё изoбрeтeниe с дрyгими видaми пoрoхa и oтмeчaeт eгo прeимyщeствa: стaбильнoсть сoстaвa, гoмoгeннoсть, oтсyтствиe «слeдoв дeтoнaции».

Имeннo в СССР были сoздaны пeрвыe рeaктивныe систeмы зaлпoвoгo oгня. Мы yспeшнo примeняли для зaрядoв рeaктивных систeм бaллиститный пoрoх, a в кoнцe 1940-х гoдoв сoздaли смeсeвыe виды пoрoхa, кoтoрыe испoльзoвaли в двигaтeлях рaкeт.

Ничтo нe стoит нa мeстe, вeдь сoздaются всё нoвыe видe вooрyжeния, a oт вoйны никтo нe спeшит oткaзывaться, знaчит пoрoх eщё дoлгo бyдeт имeть спрoс и рaбoтy …

«Осторожно, люди!»: чем пахнет Луна?

  • Сева Новгородцев
  • Би-би-си, Лондон

Раньше при начислении командировочных бухгалтерия считала день отъезда и день приезда как один день. По этому поводу у нас в оркестре шутили: «День приезда, день отъезда — говорил трубач Леня, выразительно щелкая себя по горлу и безнадежно махая рукой, — один день!»

Я вовсе не хочу этим сказать, что все новогодние дни сливаются в один. Нет, бывают дни, когда туман рассеивается и выглядывает солнце. В такие минуты хочется тряхнуть буйной головой и огорошить приятеля или подругу неожиданным вопросом на космическую тему.

Например — чем пахнет луна? Уверяю вас, что от такого вопроса собеседник застынет в задумчивом молчании. А вы, воздев к небу палец, расскажете ему. Итак, запоминайте, записывайте.

Ответ первый и очевидный: луна ничем не пахнет, поскольку находясь на ней надо носить скафандр, через который нюхать невозможно.

Однако, ОД-НА-КО!!! Американские астронавты, которые везли лунные образцы, смогли их как следует понюхать. Оказывается, господа, лунная пыль пахнет порохом.

Пилот лунного модуля «Аполлона 16», Чарльз Дьюк, который провел на Луне 71 час, то есть, почти трое суток, рассказал, что лунная пыль не только пахнет порохом, она и на вкус порох напоминает.

Джин Сернан, участник следующей миссии, «Аполлон 17», заядлый стрелок, так и сказал — «тут как будто из карабина только что выстрелили…»

Выбрать другой медиа-плейер

Ученые поспешили внести ясность — по химическому составу лунная пыль и порох никакого отношения друг к другу не имеют. Современный бездымный порох — это смесь нитроцеллюлозы и нитроглицерина. Лунная пыль это — наполовину измельченный оксид кремния, стекло, образовавшееся от падения метеоритов. Вторая половина — это железо, кальций и магний в минеральных соединениях пироксена.

Откуда же запах пороха? — Загадка.

По одной теории, из-за постоянного облучения луны космическими лучами, молекулы на ее поверхности остаются в свободном, не связанном состоянии. Астронавты и их космический корабль приносят частицы влаги, которая вступает в реакцию и создает летучие вещества. Вот они и пахнут порохом.

В виде примера приводят пустыню. Там жарко, пахнет сухой травой, дальним пометом верблюда, но стоит выпасть дождю, как появляется резкий запах плесени.

Эту историю я рассказал людям бывалым, служивым.

Молодежи про запах луны говорить бесполезно.

Она пороху не нюхала.

Металл на смену пороху

Уже который век основой подавляющего большинства оружия является порох. До сих пор изобретение древних китайцев не потеряло актуальности и не потеряет ее в ближайшее будущее. Более того, сама концепция метания боеприпаса при помощи взрывного выделения газов специальной смесью останется практически применимой даже тогда, когда человечество станет воевать еще и в космосе. В таком случае огнестрельное оружие, при ряде соответствующих доработок, станет одним из самых грозных доводов космических войск. Если луч лазера можно «отбить» подходящим зеркальным покрытием, то кинетический боеприпас остановит только броня, которая утяжеляет технику, а стало быть, и увеличивает стоимость ее вывода в космос. Только ко времени первых боев в космосе металлургия может успеть сделать новые легкие сорта брони. Не отказываться же по такому случаю от снарядов, поражающих цель за счет кинетической энергии? Да и на Земле еще есть где воевать.
Существующие пороховые боеприпасы подошли к пределу своих возможностей. Оружейная химия уже «сварила» почти все возможные сорта пороха с максимальными метательными свойствами. Теплота сгорания самых «сильных» сортов не доходит до 4 МДж/кг. Соответственно, было бы логичным использовать вместо пороха другие вещества, с большими цифрами теплоты сгорания, например, металлы, у которых этот показатель в разы больше. Значит, для достижения того же эффекта можно класть в гильзу меньше действующего вещества. Такая концепция боеприпаса получила название пневмоэлектрический патрон/снаряд. Сейчас мы рассмотрим эту идею подробнее, и станет понятно, почему ее назвали именно так.

Что представляет собой пневмоэлектрический патрон. По виду он отдаленно напоминает обычный пороховой, хотя имеет меньше размеры, особенно длину. Вместо капсюля в нем размещен воспламеняющий элемент (спираль или что-то подобное), а вместо пороха – порошок металла и некоторое количество сжатого газа-окислителя (кислород или даже фтор). Также присутствует некоторый объем другого газа, это может быть вещество из правого края таблицы Менделеева – инертный газ, либо избыточное количество окислителя. Принцип работы патрона прост: электровоспламенитель оружия подает напряжение на воспламеняющий элемент, который поджигает металлический порошок. Он, в свою очередь, сгорает в кислородной атмосфере с высокой скоростью и выделяет большое количество тепла. Поскольку объем газов, образующихся при горении недостаточен для стрельбы, тепло разогревает инертный газ и тот, соответственно, добавляет недостающее давление. Продукты горения вместе с нагретым инертным газом выталкивают пулю из патрона и ствола. «Электро» в названии боеприпаса говорит о способе воспламенения, а «пневмо» — о способе разгона пули. Дело в том, что основной импульс ей придает как раз нагретый и расширившийся «дополнительный» газ.

Пневмоэлектрические патроны в «лабораторных условиях» имеют следующие преимущества перед пороховыми:
— большая удельная мощность заряда. Это позволит как увеличить начальную скорость пули/снаряда, так и уменьшить размер боеприпаса при сохранении характеристик. Соответственно, можно увеличить емкость боекомплекта отдельно взятого бойца.

— отсутствие необходимости расходовать часть энергии газов на работу автоматики. Надо заметить, этот тезис требует применять на оружии аккумуляторы достаточной емкости и мощности. Если их нет, то можно вместо традиционного для пороховых автоматов газового двигателя установить генератор с подходящими характеристиками, который и обеспечит работу, либо сохранить привычную газовую автоматику, приспособленную под новые условия работы.
— упрощение конструкции оружия и уменьшение количества движущихся частей. Полностью избавится от последних не удастся, но компоновка и эксплуатация должна стать легче.

— полный отказ от какого-либо внешнего источника энергии или встроенного аккумулятора. При применении в пневмоэлектрическом оружии соответствующего материала воспламеняющей спирали возможно в качестве генератора использовать пьезоэлектрический элемент, связанный со спусковым крючком. Однако в таком случае придется либо отбирать часть газов для газового двигателя, либо делать механику, сходную с револьверами двойного действия, где при нажатии на спусковой крючок проворачивается барабан, взводится и спускается курок.

Тем не менее, создание практически применимого пневмоэлектрического боеприпаса требует решения целого ряда проблем:
— термические. Большая теплота сгорания металлического заряда патрона требует применения новых материалов с лучшими показателями теплостойкости. Иначе, если ствол оружия и т.д. делать по нынешним технологиям, пистолет или автомат могут оплавиться или даже загореться в руках стрелка. Также металлический ствол при некоторых обстоятельствах тоже может вступить в реакцию с газом-окислителем или его избытком, предназначенным для разгона пули.
— химические и абразивные свойства. В пневмоэлектрическом оружии, как и в пороховом, образуется нагар. Причем нагар от металлического заряда будет обладать большими абразивными свойствами, чем пороховой. Решить эту проблему можно будет в комплексе с предыдущей путем применения специальных покрытий ствола наподобие тефлона. Дополнительно оружие можно оборудовать системой продувки ствола «забортным» воздухом, что частично охладит и очистит ствол. Также металлы можно заменить другими веществами, чьи оксиды имеют меньшую твердость.
— время реакции. Скорость горения большинства металлов при нормальных условиях недостаточна для использования в оружии «как есть». Ускорить реакцию горения предлагается при помощи катализаторов, изменения формы или размера частиц рабочего вещества. Как альтернативный вариант можно рассматривать повышенное давление газа-окислителя или даже применение его в сжиженном виде.
— особенности электрической схемы. Применение в оружии большого количества электрических деталей требует соответствующей герметизации во избежание замыканий и выхода из строя. Для этого электрический воспламенительный узел можно выполнять в виде отдельного блока, имеющего хорошую герметизацию.

Так, например, вся электрическая «начинка» на пневмоэлектрическом оружии с газовым двигателем автоматики (пьезоэлемент, связанный со спусковым крючком, набор конденсаторов и контакты воспламенителя) может быть помещена в единый корпус, дополнительно залитый эпоксидной смолой или другим подобным материалом. Однако ремонт узла придется выполнять полной его заменой.

Несмотря на то, что пневмоэлектрические заряды не представляют собой взрывчатое вещество в классическом понимании, их можно использовать не только для метания боеприпасов. Одно из «альтернативных» применений пневмоэлектрического оружия заключается в повышении эффективности осколочно-фугасных снарядов. В этой связи часто приводят следующий пример: поверхность внутренней полости снаряда выполнена из циркония либо из сплава на его основе, а сама полость заполнена кислородом либо кислородом в смеси с другим газом. В двадцатикилограммовом подобном снаряде при попадании в цель только за счет удара может начаться реакция горения, по причине которой на килограмм кислорода приходится около 2,8 кг среагировавшего циркония. В ходе реакции с таким количеством исходных веществ выделяется около 80 МДж тепловой энергии, что соответствует примерно 20-22 килограммам тротила. Оставшиеся, к примеру, три-четыре килограмма кислорода резко нагреваются и разрывают корпус снаряда, осыпая окружающее пространство осколками и провоцируя возгорание окружающих объектов. Также вместо избыточного количества кислорода можно закачать в снаряд более эффективный окислитель фтор или термостойкие отравляющие вещества.

Однако больший интерес представляет не вещество, применяемое в снаряде, а его количество: в указанном примере снаряд весит 20 кг, а прореагировавшие вещества меньше четырех, что составляет менее 20% от общей массы. Если к ним прибавить те четыре килограмма вещества, которые приводят к разрыву снаряда, то вся химическая его часть составляет только 40%. Таким образом, во-первых, можно увеличивать мощность боеприпаса, сохраняя прежние габариты, а во-вторых, для создания осколков остается достаточное количество металла, сравнимое с существующими снарядами. Но самый интересный в практическом аспекте факт состоит в том, что циркониево-кислородный пневмоэлектрический снаряд по массовым и тепловым показателям аналогичен снаряду, целиком сделанному из тротила.

Что касается надежности снаряда, то вряд ли конструкторы, когда дело дойдет хотя бы до опытных образцов, станут надеяться на тепло, выделяемое при ударе. Гораздо выгоднее будет применить электрический или химический взрыватель, выделяющий необходимую для запуска реакции энергию. Помимо создания артиллерийских снарядов возможно создание ручных гранат, минометных мин, противотанковых мин и авиационных бомб с аналогичным принципом действия.

Однако, несмотря на все преимущества пневмоэлектрического оружия и патент на принцип действия, работы по теме идут крайне медленно и вяло. Вкупе с целым набором проблем, мешающих начать применение пневмоэлектрических боеприпасов, эта медлительность не дает повода для оптимизма. Если все работы будут идти так же, как и сейчас, то до первых опытных образцов дело дойдет году к 2020-му, и то, при удачном стечении обстоятельств и отсутствии внезапно возникших дополнительных трудностей.

Определение пороха по Merriam-Webster

пистолет · порох · дер | \ ˈGən-ˌpau̇-dər \

: взрывоопасная смесь нитрата калия, древесного угля и серы, используемая в артиллерийских и взрывных работах. широко : любой из различных порохов, используемых в ружьях в качестве метательных зарядов.

Воссоздание рецептов пороха 1300-х годов раскрывает химические секреты

Впервые использовался в боях в Китае примерно в 900 г.Д., обещание пороха распространилось на весь остальной мир к началу 13 века, в конечном итоге революционизировав войну в качестве топлива в огнестрельном оружии и артиллерии. Все это время мастера-артиллеристы возились с формулами пороха, пытаясь найти идеальную смесь.

Теперь исследователи воссоздали средневековые рецепты пороха и проанализировали энергию, выделяемую при сгорании, обнаружив, что эволюция идеального пороха происходила медленно, методом проб и ошибок, как и почти вся наука.

Для исследования, опубликованного в ACS Omega, , исследователи определили 16 рецептов пороха из средневековых текстов, датированных 1336–1449 гг.

Помимо средневековых стрелков, добавляющих несколько случайных ингредиентов, порох теперь и всегда был комбинацией нитрата калия (KNO 3 , также называемый селитрой), серы (S 8 , октасера) и древесного угля.Что изменилось с годами, так это соотношение каждого из этих ингредиентов.

В то время как сегодняшние соотношения составов пороха обычно составляют 75: 10: 15 — KNO 3 : S 8 : древесный уголь — средневековые рецепты, как правило, содержали меньше нитрата калия и больше серы. Например, в период с середины 1300-х до начала 1400-х годов KNO 3 : S8 изменялся от 2: 1 до 16: 1; в то время как соотношение KNO 3 : уголь варьировалось от 1: 1 до 8: 1.

Согласно данным калориметрии бомбы, приведенным в исследовании, увеличение процента древесного угля приводит к более высокой теплоте сгорания.Исследовательская группа зафиксировала два самых высоких показателя сгорания из 1336 рецептов, где соотношение KNO 3 : древесный уголь составляло 1: 1.

«Было высказано предположение, что одна из причин, по которой рецепты пороха менялись с течением времени, — это потребность в более безопасных рецептах, которые не подвергали бы опасности средневековых артиллеристов и не наносили ущерба пушкам», — пишут авторы в своей статье. «Эта идея подтверждается тем фактом, что два самых старых рецепта имели две из самых высоких температур сгорания. Артиллеристы, возможно, прекратили использовать эти рецепты, потому что у них был такой высокий уровень термодинамической активности.”

Исследователи обнаружили, что с течением времени содержание серы в рецептах снизилось примерно с 20% до 5%, а теплота сгорания снизилась примерно на 3,5%.

После 1400 года артиллеристы начали дорабатывать свои рецепты и вводить несколько случайных добавок. Считалось, что Corning, или практика сушки пороха на небольшие комки, улучшает сгорание и консистенцию. На тот момент рецепты того периода иногда включали воду, лак, уксус и бренди.

Когда исследовательская группа воссоздала рецепты, они обнаружили, что обработка солода с водой снижает теплоту горения, но влияние уксуса, лака и бренди было неубедительным.

Хотя они проверили несколько рецептов на полигоне Вест-Пойнт, используя копию пушки для метания камней начала 15-го века, исследователи говорят, что необходимо провести дополнительные полевые работы, чтобы оценить, какая формула будет работать лучше в историческом контексте.

В будущих исследованиях команда хочет использовать порозиметрию и сканирующую электронную микроскопию, чтобы сравнить площади поверхности и расстояние между ингредиентами рецептов, чтобы лучше понять влияние корнинга.

«[Мы хотим] проанализировать рецепты пороха, чтобы помочь историкам в их интерпретации средневековых текстов и определить, было ли намерение создать эти рецепты мастерами-артиллеристами», — пишет исследовательская группа из военной академии Вест-Пойнт и Института Стивенса. Технология. «Кроме того, понимание энергетики рецептов дает важную техническую информацию о раннем производстве пороха».

Фото: Пушка 15 века у городских стен Шибеника.Кредит: Silve Rije

Взрыв средневековых рецептов пороха

«Эволюция средневекового пороха: термодинамический анализ и анализ горения»
ACS Omega

Впервые использованный в битвах в Китае примерно в 900 году нашей эры, порох распространился по всей Евразии к концу 13 века, в конечном итоге революционизировав войну в качестве топлива в огнестрельном оружии и артиллерии. Тем временем мастера-артиллеристы возились с формулами пороха, пытаясь найти идеальную смесь.Теперь исследователи, сообщающие о ACS Omega , воссоздали средневековые рецепты пороха и проанализировали энергию, выделяемую при сгорании, обнаружив, что эволюция идеального пороха происходила медленно, методом проб и ошибок.

Порох, также известный как черный порох, хотя и в значительной степени устаревший в современном оружии, все еще используется в историческом оружии, фейерверках и пиротехнике. Взрывчатое вещество представляет собой комбинацию нитрата калия (или «селитры»), серы и древесного угля в различных соотношениях.Средневековые рецепты иногда включали интересные добавки, такие как камфора, лак или бренди, с непонятными целями. Дон Ригнер, Клифф Роджерс и их команда химиков и историков хотели проанализировать энергетику средневековых рецептов пороха, чтобы помочь понять намерения мастеров-стрелков при создании этих формул, а также предоставить важную техническую информацию о раннем производстве пороха.

Для этого исследователи идентифицировали более 20 рецептов пороха из средневековых текстов, датированных 1336–1449 гг.D. Они приготовили порошки и измерили энергию, выделяемую непосредственно перед и во время горения, используя дифференциальную сканирующую калориметрию и калориметрию бомбы. Они также испытали несколько рецептов на стрельбище в Вест-Пойнте, используя точную копию каменной пушки начала 15-го века.

В целом, в период 1338–1400 гг. Н.э. процент селитры увеличился, а количество древесного угля уменьшилось, что привело к снижению теплоты сгорания, что могло дать более безопасные рецепты для средневековых артиллеристов.После 1400 г. н.э. процентное содержание селитры (самого дорогого ингредиента) немного уменьшилось, в то время как содержание серы и древесного угля увеличилось, что повысило теплоту сгорания, хотя и не так высоко, как в самых ранних рецептах. Некоторые добавки, такие как комбинация камфары и хлорида аммония, по-видимому, делали порох сильнее, тогда как другие, такие как вода или бренди, не показывали энергетических преимуществ, но могли служить другим целям. Например, они могли сделать материал более стабильным при транспортировке или хранении.Хотя исследователи охарактеризовали порох в лаборатории и в ограниченных экспериментах на дальности стрельбы, по их словам, необходимо провести дополнительные полевые работы, чтобы оценить, какой состав будет работать лучше всего в историческом контексте.

Авторы выражают признательность за финансирование Программе стипендиатов Pinnacle Технологического института Стивенса и Стипендии исторических исследований Омара Н. Брэдли | Военная академия США в Вест-Пойнте.

Как делают фейерверки и порох? | 14-16 лет | План урока

В этом направленном упражнении, связанном с текстом (DART), учащиеся узнают, что скрывается за взрывной силой фейерверков.Это задание предоставляет возможности для группового обсуждения, ролевых игр, исторических исследований и сочувственного письма глазами вымышленного ребенка-рабочего (Алиса) на фабрике по производству черного пороха.

Цели обучения

Студенты признают, что:

  • Взрывчатое вещество, называемое черным порохом, производится из смеси химических веществ.
  • Изготовление черного пороха часто связано с неприятными условиями труда.

Последовательность действий

Введение

Использовать черный порох в качестве взрывчатого вещества в фейерверках.Объясните студентам, что они собираются узнать больше о черном порохе.

Производство черного пороха: этап 1

  1. Разделите учеников на группы по три или четыре человека.
  2. Раздайте каждому ученику экземпляр «Изготовление черного пороха».
  3. Выберите одного или нескольких студентов, чтобы прочитать в классе справочный материал.
  4. Предложите студентам представить, каким должен был быть завод по производству черного пороха.

Производство черного пороха: этап 2

Настройте групповую активность одним из следующих способов:

  1. Попросите все группы ответить на поставленные вопросы.
  2. Предложите разным группам взглянуть на текст с разных точек зрения:
    • Условия труда.
    • Безопасность.
    • Научные методики.
    • Химические реакции, упомянутые или упомянутые в тексте.
  3. Организуйте группы, чтобы по-разному реагировать на справочный материал. (Эта стратегия может потребовать дополнительного времени для проведения дополнительных исследований.) Возможности включают:
    • Написание диалога между Алисой и коллегой по работе, членом ее семьи или «боссом», включая объяснение одного или нескольких процессов, над которыми она должна работать.
    • Разработка ролевой игры, чтобы показать Алису за работой, которая «играет» перед классом.
    • Проведение собеседования с владельцем фабрики, выяснение условий и порядка работы.
    • Дальнейшее изучение истории черного пороха — производится ли он до сих пор? Если да, то как? Как изменились условия труда людей?

Дайте учащимся около 30 минут, чтобы ответить на текст и проработать вопросы.

Наблюдайте за тем, как группы назначают докладчика, который сообщит классу о результатах своей работы.

Пленарное заседание

  1. Соберите группы на пленарное заседание.
  2. В зависимости от используемой стратегии пригласите ученика (ов), чтобы рассказать классу о результатах своей группы.
  3. Убедитесь, что результаты групп были разделены, чтобы достичь общего понимания ответов на вопросы, а также понимания того, что она должна была чувствовать, будучи Алисой.
  4. Расширить обсуждение дополнительными вопросами, например:
    1. «Зачем было нужно так много черного пороха?»
    2. «Что случилось с черным порохом после того, как он покинул завод?»
    3. «Как сегодня делают черный порох?» — если этот вопрос не был рассмотрен в групповой работе.

Обратная связь

Соберите листы для ответов. Предоставьте письменный отзыв, подчеркнув, насколько студенты усвоили химические принципы производства черного пороха и поняли условия, в которых он был изготовлен.

Творчески используя этот материал, учителя могут стимулировать обсуждение и дальнейшие исследования.

Именно в результате того, что студенты слышат реакции друг друга на текст и их ответы на вопросы, они сталкиваются с рядом идей, из которых они приходят к единому мнению. Процесс обсуждения в группах и оценки результатов на пленарном заседании способствует более четкому пониманию изучаемых идей.

Поддерживающий письменный отзыв касается любой оставшейся путаницы между историей и химическими принципами и процессами.

ответы

Обратите внимание на то, что слово «сера» в тексте написано как «сера».

  1. Информация включает: ольху и иву, нарезанные на трехфутовые палки; палочки помещаются в цилиндр; баллоны помещаются в топку; древесина частично горит и образует черную палку; древесный уголь охлаждают и измельчают в порошок.
  2. Углерод
  3. Углерод превращается в углекислый газ. Это не древесный уголь, и он будет выброшен в воздух.
  4. Окись углерода, 2C + O 2 → 2CO.
  5. Серные породы нельзя использовать в том виде, в каком они есть.
  6. Диоксид серы. Он образуется при горении серы на воздухе, S + O 2 → SO 2 .
  7. Например, «В желоб добавляется вода, и растворимые соли растворяются, образуя раствор. Нерастворимые примеси опускаются на дно. Раствор кипятят и жидкость переносят в охладитель. Раствор медленно испаряется и кристаллизуется. ‘
  8. 75% нитрата калия, 10% серы и 15% древесного угля.
  9. Порошок не взорвется.
  10. Она отвешивает 30 фунтов селитры, 4 фунта серы и 6 фунтов древесного угля в ящик, устанавливает токарь и смешивает эти вещества. Когда они смешиваются, она кладет пакет под коробку, вытаскивает слайд и высыпает порошок в пакет.
  11. 40/22 или 0,454 x 40 = 18,16 кг.
  12. Меры предосторожности включают:
    1. Сменить одежду, чтобы избежать попадания черного порошка в место, где может быть пламя.
    2. Не курить на заводе.
    3. Ношение обуви с кожаной подошвой — металлическая подошва может вызвать искру.
    4. Не ходить «между домами», чтобы предотвратить смешивание химикатов, которые могут взорваться вместе.
    5. Отсутствие металлических предметов, способных вызвать искру.
  13. Не очень был взрыв на заводе. Другими мерами предосторожности могут быть: ношение защитных очков и защитной одежды, работа в более изолированных условиях.
  14. Пунктов из текста:
    • 12 или 14-часовой рабочий день.
    • Низкая зарплата.
    • Пострадать, заболеть или получить травму.
    • Быть избитым за то, что он заснул.
    • Оштрафован за нарушение правил.
    • Работаю маленьким ребенком.
    • Выполнение тяжелых работ (переворачивание смесительной камеры, подъем).
    • Работа с постоянной опасностью взрыва.
    • Вдыхание токсичных газов.
    • Работа в очень жаркой среде.

Дополнительная информация

Этот план урока изначально был частью веб-сайта Assessment for Learning, опубликованного в 2008 году.

Оценка

для обучения — это эффективный способ активного вовлечения учащихся в учебу. Каждый план занятия содержит предложения по организации занятий и рабочие листы, которые можно использовать со студентами.

Благодарность

В. Доброго, Современная химия для школ и ВУЗов .Лондон: Королевское химическое общество, 2004.

Химики Вест-Пойнта воссоздают средневековые рецепты пороха

Изготовление пороха немного похоже на приготовление пищи, только более взрывоопасно. Создатели пороха в XIV и XV веках использовали черный порох, привезенный в Европу из Китая, затем смешивали три его ингредиента один за другим: селитру (также известную как нитрат калия), древесный уголь и серу. Но они также сделали несколько импровизаций в стиле шеф-повара, включая брызги бренди, уксуса или лака.

Группа экспертов Военной академии армии США в Вест-Пойнте воссоздала эти средневековые рецепты и испытала крафт-порох в точной копии пушки. Они обнаружили, что для получения правильного раннего пороха требовалось много экспериментов, и это дает им представление о том, как современные производители бомб могут использовать аналогичные методы проб и ошибок для сборки взрывных устройств.

Проект начался, когда профессор истории Вест-Пойнт Клифф Роджерс просматривал Feuerwerkbuch (по-немецки «книга фейерверков»), собрание анонимных рукописей.Роджерс говорит, что Feuerwerkbuch — это практическое руководство для опытных артиллеристов, в котором обсуждается, как обрабатывать ингредиенты для пороха, как его делать, а также как заряжать и стрелять из пушки. Рукописи собирались в течение нескольких десятилетий, когда технология пороха и артиллерии быстро менялась; книга включала рецепты с 1336 года до ее публикации в 1420 году и использовала описательные термины, такие как «обычный», «лучше» и «еще лучше», чтобы описать горючие свойства каждой смеси.

Роджерс попросил своего коллегу Дон Ригнер, профессора химии, проверить один рецепт, в котором использовалось необычное соотношение серы, селитры и древесного угля. «Основная цель заключалась в том, чтобы проверить интерпретацию одного конкретного рецепта, который казался неправильным», — говорит Ригнер, ведущий автор статьи команды, опубликованной в этом месяце в журнале ACS Omega . Проблема оказалась в ошибке перевода, а не в научной, но это вызвало их интерес. «Тогда это стало: ну, а как насчет всех этих других ингредиентов, которые добавляли средневековые артиллеристы, и каков был процесс мышления?» — говорит Ригнер.«Знали ли эти люди без химического образования, что они делают? Была ли у них гипотеза о том, что эти новые ингредиенты сделают для них, или как их смешивание поможет им? »

Ригнер и Роджерс решили воссоздать эти ранние рецепты и выяснить, будут ли они работать. Ригнер работала в своей химической лаборатории со своей дочерью, студенткой инженерного факультета Технологического института Стивенса, которая была дома во время пандемии Covid-19 в прошлом году. «Мы начали смешивать ингредиенты в лаборатории, начиная с сухих смесей», — вспоминает она.«А затем, когда это было необходимо, если это указано в рецепте, мы также добавляли различные влажные растворы, будь то вода, лак или уксус».

После того, как они придумали конечный продукт, команда матери и дочери поместила материал в камеру, содержащую чистый кислород, чтобы проверить «бомбовую калориметрию» пороха, которая является мерой количества тепловой энергии, производимой при его воспламенении. . Тесси Ричи, главный химик в Вест-Пойнте, проанализировала химические остатки лабораторных и полевых испытаний.

Порох — обзор | Темы ScienceDirect

2.3.2 Остаток выстрела

Состав остатка выстрела (GSR), также известного как остаток выстрела патрона (109) (CDR) или остаток выстрела огнестрельного оружия (110) (FDR), состоит из израсходованных и неизрасходованных частиц от капсюля и метательного взрывчатого вещества. . Кроме того, могут даже присутствовать компоненты от гильзы пули и огнестрельного оружия. Как только смесь праймера загорится, она образует черный шлейф, который выходит через все доступные отверстия на огнестрельном оружии и затвердевает вокруг. Из-за разницы в форме огнестрельного оружия этот выброс шлейфа может быть характерным для типа используемого оружия, например револьвера, автоматического или дробовика.Следы этих компонентов обычно обнаруживаются на руках и одежде тех, кто находился поблизости от огнестрельного оружия. Разряд также накапливается на объектах в этом районе. Это особенно важно, потому что, как указывают Швёбл и Экслайн (111), при совершении преступления с применением огнестрельного оружия чаще всего задают вопрос: «Кто стрелял из пистолета?» (или в случае подозрения в самоубийстве: «Мы уверены, что жертва действительно стреляла из пистолета?»).

Первым методом GSR для определения того, стрелял ли кто-то из пистолета или нет, был парафиновый тест, также известный как тест на нитрат дермы или дифениламин.Теодоро Гонсалес из лаборатории криминальной идентификации в Мехико впервые применил этот тест в Соединенных Штатах в 1933 году. Тест проводился путем покрытия руки подозреваемого слоем парафина, который после охлаждения можно было отломить, а парафин обработать кислотный раствор дифениламина, реагент, используемый для обнаружения нитратов или нитритов. Положительный результат будет считаться синими пятнами на воске. Хотя это действительно дало положительные результаты для тех, кто стрелял из пистолета, он также дал положительные результаты для других, кто мог контактировать с нитратами или нитритами из других источников, веществами, часто встречающимися в кислотных дождях, удобрениях, сточных водах и канализационных трубах (112 ).

Несмотря на свои недостатки, парафиновый тест был быстро принят правоохранительными органами, и его использование стало широко распространенным всего за несколько лет. Первый зарегистрированный случай, в котором были допущены доказательства, основанные на парафиновом тесте, был рассмотрен в 1936 году (113). Этот случай затем создал прецедент, за которым последовало бесчисленное множество других случаев (114).

Интересно, что первое исчерпывающее исследование парафиновой пробы не было опубликовано до 1967 года, более чем через 30 лет после вынесения вердикта по первому случаю (115). Более раннее, но гораздо меньшее исследование было проведено в 1955 г. (116).Из исследования 1967 года ученые узнали, что «ржавчина, цветной лак для ногтей и остатки испарившейся мочи, мыла и водопроводной воды» дали положительный результат на нитраты или нитриты. Хотя вывод исследования заключался в том, что тест был явно неспецифическим (115), интересно отметить, что даже после этой публикации суды все еще принимали результаты теста на парафин в качестве доказательства. Это знаменует собой довольно неудачную историческую тенденцию в судебной медицине: методы судебной экспертизы часто возникают из-за необходимости в криминалистических лабораториях и принимаются другими судебно-медицинскими экспертами до того, как станет доступным тщательное и независимое тестирование принципов работы, избирательности, чувствительности и общенаучной достоверности.Только после строгих научных проверок, иногда спустя более 30 лет после внедрения, метод показывает свои слабые стороны. Другой пример этой тенденции можно найти с помощью анализа голосовых отпечатков (117). К счастью, масс-спектрометрия как метод судебной экспертизы не попала в эту категорию.

Из-за общей ненадежности цветовых тестов были разработаны альтернативные элементные и масс-спектрометрические подходы, такие как нейтронно-активационный анализ (NAA) (111), атомно-абсорбционная спектроскопия в графитовой печи (111) (GFAAS), GC-MS (118 ), ICP-MS (119), LC-MS / MS (120) и DESI MS / MS (121).Хотя в 1980-х годах было приемлемо использовать ГХ / МС для случаев огнестрельного оружия (122), текущим стандартом, установленным Американским обществом испытаний и материалов (ASTM E1588-07), является GSR-анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии / энергодисперсия X- лучевая спектрометрия частиц свинца, сурьмы, бария и др. Однако даже анализ SEM – EDXRS в последнее время подвергается сомнению из-за отсутствия уникальности частиц GSR.

Взрывчатые вещества — История — Порох, Нобель, Динамит и Химия

Первым химическим взрывчатым веществом был порох, или черный порох, смесь древесного угля, серы и нитрата калия (или селитры).Китайцы изобрели его примерно 1000 лет назад. Сотни лет порох использовался в основном для создания фейерверков. Примечательно, что китайцы не использовали порох в качестве оружия войны до тех пор, пока европейцы не начали использовать его для стрельбы камнями и копьями из труб, а позже — металлическими шарами из пушек и пушек.

Европейцы, вероятно, узнали о порохе от путешественников с Ближнего Востока. Очевидно, к началу XIII века на Западе порох чаще использовался для ведения войны, чем для изготовления фейерверков.Англичане и немцы производили порох в начале 1300-х годов. Он оставался единственным взрывчатым веществом в течение 300 сотен лет, до 1628 года, когда было обнаружено другое взрывчатое вещество, названное гремящим золотом.

Порох изменил жизнь как мирных жителей, так и солдат во всех западных странах, где он применялся. (Восточные страны, такие как Китай и Япония, отвергали повсеместное использование пороха в войне до девятнадцатого века.) Армии и флот, которые научились использовать его первыми — мятежные чешские табориты сражались с немцами в 1420 году, а английский флот сражался с испанцами в 1587 году. например, одержал влиятельные первые победы.Эти победы быстро заставили своих противников научиться так же эффективно использовать порох. Это изменило способ ведения и победы в войнах, а также изменило отношения между народами и их правителями. Королевские власти больше не могли прятаться за каменными стенами в замках. Порох разрушил стены и частично помог положить конец верности и рабству крестьян местным лордам и хозяевам. Страны с национальными армиями стали более важными, чем местные правители, поскольку война стала более смертоносной, в значительной степени из-за использования пороха.Только в семнадцатом веке европейцы начали использовать взрывчатые вещества в мирное время, чтобы расшатывать скалы в шахтах и ​​расчищать поля от валунов и деревьев.

Другие химические взрывчатые вещества были обнаружены после изобретения пороха и гремящего золота. Наиболее распространенными из них являются химические соединения, содержащие азот, такие как азиды, нитраты и другие нитросоединения.

В 1846 году итальянский химик Асканио Собреро (1812–1888) изобрел первое современное взрывчатое вещество, нитроглицерин, обработав глицерин азотной и серной кислотами.К сожалению, для многих первых пользователей открытие Собреро было слишком нестабильным, чтобы его можно было безопасно использовать. Нитроглицерин легко взрывается при ударе или сотрясении. Это вдохновило шведского изобретателя Альфреда Нобеля (1833-1896) в 1862 году на поиск безопасного способа упаковки нитроглицерина. В середине 1860-х ему удалось смешать его с инертным впитывающим материалом. Его изобретение назвали динамитом.

Динамит заменил порох как наиболее широко используемое взрывчатое вещество (помимо его использования в военных целях). Но Нобель продолжал экспериментировать со взрывчатыми веществами и в 1875 году изобрел студенистый динамит, взрывное желе.Он был мощнее и даже немного безопаснее, чем динамит, который он изобрел девятью годами ранее. Добавление нитрата аммония к динамиту еще больше снизило вероятность случайных взрывов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *