Что мощнее аммонал или тротил
ВВ за рюмкой чая — о сравнении взрывчатых веществ.
Что же у нас есть и зачем понаизобретали столько разных ВВ, если самого мощного так и не нашли? А есть у нас, дорогие читатели, «оптимальное для данной задачи взрывчатое вещество». Вся соль в «для данной задачи», ибо задачи перед взрывчатыми веществами ставятся самые разнообразные, и хорошо показавшее себя в одной из них, может быть неприемлемым для иных задач. Иными словами, выбирать можно и должно, но не по критерию «самое лучшее», для корректного выбора потребуется сравнить множество параметров, зачастую взаимоисключающих. Придется учитывать условия эксплуатации, конструкционные особенности самого заряда, материал и конфигурацию боеприпаса, желаемый эффект и так далее. На каждом этапе будут отсеиваться те или иные рецептуры, и из оставшихся в финале будет производиться выбор в пользу наиболее полно удовлетворяющего всем требованиям, либо обеспечивающего наибольший эффект. Не стоит забывать и про экономический фактор.
Вернемся к началу – как же люди сравнивали между собой взрывчатые вещества на заре их появления? Когда химия окончательно сложилась как точная наука и были подтверждены теории о строении вещества, произошел буквально прорыв в химии взрывчатых веществ. Ведь что такое теория? Это не инструмент объяснения, как думает большинство обывателей: «сегодня была выдумана теория X, которая объясняет Y! Ура, товарищи!». Нет, в первую очередь любая теория, это инструмент предсказания. И то, насколько точно та или иная теория может предсказать результат наших действий, определяет место данной теории в храме науки. Будет она блистать пред алтарем, или тихонько копошиться в урне перед входом. В XIX веке теория о строении и свойствах органических нитросоединений предсказывала, что у них есть немалый потенциал в роли взрывчатых веществ. Все эти десятки веществ, открытые за пару десятилетий вовсе не случайны (хорошо, в основном не случайны), но базировались на научном предположении, что в нитросоединениях заключена большая потенциальная энергия. Потому то сотни химиков по всему миру и бросились нитрировать все и вся, периодически наталкиваясь на искомые свойства синтезируемых веществ. И вот, совершенно неожиданно, вместо старого доброго дымного пороха, пред очи человека с погонами толпа химиков всех мастей вываливает мешок и три авоськи всевозможных рецептур и смесей, способных тем или иным образом взрываться. Что делать?
И господа ученые выдали на гора феерию способов сравнить «вещество А с веществом Б». Методы местами были странные, местами нелепые, но многое из предложенного звучало разумно и, что более важно, раз за разом давало предсказуемый результат. То есть, если метод Х утверждает, что граната снаряженная веществом А проломит больше досок, чем такая же, снаряженная веществом Б, и на практике это подтверждается, то метод имеет право на применение, так как, выше уже было отмечено – сила теории не в объяснении, а в предсказании. Довольно быстро было выяснено, что эффекты, производимые взрывчатыми веществами на окружающую среду разнообразны, и единого критерия сравнения быть не может. Для практического применения были избраны критерии сравнения по безопасности, дробящему эффекту и совершаемой работе.
Следующим пунктом шло сравнение действия, которое оказывает взрывчатое вещество. Здесь все оказалось сложнее. Пока номенклатура испытываемых веществ была невелика, а их действие подобно, выработанные методики сравнения давали хоть и с оговорками, но имеющий предсказательную силу результат. Типичный пример: хорошо известная всем интересовавшимся темой проба на бризантность по методу Гесса. Навеска из 50 грамм взрывчатого вещества, подпрессованная до плотности 1 грамм на кубический сантиметр, взрывается на свинцовом цилиндре с заданными размерами. Уменьшение высоты цилиндрика после взрыва считается мерой дробящего (бризантного) действия испытуемого вещества. На первый взгляд все отлично, испытывай разные составы, сравнивай миллиметры уменьшения высоты, и который сильнее сплющил свинцовый столбик, тот и лучше! Но вот появились взрывчатые вещества с высокой скоростью детонации, и навеска в 50 грамм полностью уничтожала испытуемый цилиндр. Грубо говоря, испытуемая величина вышла за пределы шкалы измерения, а «продлить» шкалу нет возможности. Ведь если удлинить свинцовый столбик, это исказит предыдущие опыты и придется пересравнивать все до единого результаты, всех взрывчатых веществ. Аналогичная картина и с рецептурами, чья насыпная плотность выше единицы, либо с жидкими составами, чья плотность отличается от единицы. Результаты их испытаний были не релевантны, так как получены в отличных от всех остальных опытов условиях и в таблицы пошли мелким шрифтом сноски, что вот эти миллиметры суть другие и прямому сравнению не подлежат.
Другой пример: проба на бризантность по стальной пластине. Потенциально более точный метод с широким диапазоном измерения результатов: на стальной пластине со строго определенными механическими свойствами подрывается навеска испытуемого состава, и по объему оставленной воронки определяется дробящая способность. Привязка к плотности отсутствовала, наоборот, можно было проследить, как меняется действие взрывчатого вещества в зависимости от плотности запрессовки. Минусов у способа было ровно два: трудность с выдерживанием механических свойств стали с требуемой точностью, и сложности определения объема кратера. Только относительно недавно были разработаны автоматизированные методы измерения как самой тестовой пластины, так и объема оставленного на ее поверхности углубления, и теперь этот метод весьма популярен на западе.
Ситуация с измерением фугасного действия обстояла не лучшим образом. Наиболее распространенный тест в свинцовой бомбе дает большую погрешность в измерениях (на результат влияло даже качество песка, используемого для забивки) и невозможность прямого сравнения новых взрывчатых веществ, выходящих за шкалу измерений.
К чему это все было написано? Чтобы дать понять: определение «самого мощного взрывчатого вещества» мгновенно наталкивается на проблему отсутствия объективного метода сравнения и разнообразность измеряемых характеристик. И если принять все условности методов сравнения, практическое применение тоже наталкивается на сложности. Для объяснения вновь немного углубимся в теорию, хотя и без формул. Как мы помним, ударная волна в массе взрывчатого вещества поддерживается расширением газообразных продуктов реакции. Между кристаллами ударная волна несколько ослабевает, внутри них наоборот, разгоняется. Следовательно, чем плотнее упаковано взрывчатое вещество, чем выше его плотность, чем больше молекул в единице объема прореагирует и меньше будут потери ударной волны в промежутках между кристаллами. Иными словами, дробящие свойства взрывчатого вещества зависят от его плотности, как абсолютной, так и фактической плотности при прессовании, и зависимость эта не линейная, а степенная. Но испытания проводятся при плотности единица!
Рассмотрим конкретный пример пироксилина и тринитротолуола. По справочникам тех лет, работа сухого пироксилина в свинцовой бомбе Трауцля составляет 420 кубических сантиметров, тринитротолуола 360. Казалось бы, пироксилин выгоднее для снаряжения боеприпасов, и с некоторыми трудностями можно мириться, как платой за могущество. Однако, вспоминаем, что данные получены при плотности один грамм на кубический сантиметр. Прессованный пироксилин имеет плотность немного выше 1,2 в то время как тринитротолуол уже 1,58. Далее, пироксилин требуется флегматизировать увлажнением до 18-22%, что дополнительно снизит его работоспособность, часть энергии потратится на испарение воды и нагрев пара. И вспомним, что дробящее действие зависит от плотности заряда нелинейно, то есть 30% повышение плотности над пироксилином оборачивается существенной прибавкой бризантности тринитротолуола. В итоге, уступая пироксилину на 15% в фугасности по методу Трауцля, тринитротолуол с лихвой отыгрывает это отставание тем, что в каморе снаряда его будет на 30% больше и его дробящее воздействие окажется в 1,5-2 раза выше, в то время как пироксилин будет дополнительно ослаблен большим содержанием воды в заряде.
Что поделать, но придется нашему герою снять китель и, надев лабораторный халат проверять на практике, обстрелами мишеней и подрывом в грунте красивые цифры господ ученых. Лучше, конечно, проучить это дело кому-либо другому, званием пониже, и делать это как можно дальше от своего кабинета. Во избежание. Вот уже исполнители, составят свои таблицы пересчета и поправочных коэффициентов, которые в будущем используют инженеры при проектировании боеприпасов и выборе типа взрывчатого вещества для них.
Как можем видеть, старые таблицы с показателями фугасности и бризантности по методам Трауцля, Гесса или Каста не дают однозначного ответа на вопрос – какое взрывчатое вещество лучше. Они даже не всегда дают адекватное представление о свойствах самих сравниваемых веществ, что называется «вообще». Ныне эти методы почти не применяются, уступив более объективным и показательным пробам на торцевое метание, давление во фронте ударной волны и скорость детонации. Торцевое метание металлической пластины показывает, какую скорость придаст навеска взрывчатого вещества при рабочей плотности стальной пластине, плотно прижатой к торцу испытуемого заряда определенной формы. Это важный показатель бризантности и эффективности рецептуры для снаряжения кумулятивных зарядов. Обычно используется в процентном выражении, где за 100% принимается тест октогена. Давление во фронте ударной волны на определенных расстояниях показывает характеризует способность взрывчатого вещества наносить повреждения удаленным объектам и в целом, фугасность. Ценность данного теста, в отличие от метода Трауцля в том, что некоторые взрывчатые вещества обладают «медленным» характером и продукты реакции догорают в воздухе, подпитывая ударную волну. Подрыв пробы такого вещества в замкнутом объеме свинцовой бомбы не дает объективной картины, демонстрируя заниженные показатели фугасности. Не говоря уже о том, что испытать таким образом аэрозольные составы принципиально невозможно.
Немного про промышленную взрывчатку
С момента свободного распространения аммиачноселитренных ВВ началось интенсивное развитие взрывного дела и горной промышленности.
— смешение селитры с топливом, катализаторами и (или) более чувствительными и мощными ВВ типа тротила;
Основываясь на этих принципах промышленность начала выпускать широкий ассортимент ПВВ на основе селитры. По морфологическому принципу можно выделить:
Эмулин, который я указал в списке гранулированных ВВ, производитель относит к эмульсионным, а американцы бы его отнесли к тяжёлым ANFO, т.к. это гранулы пористой селитры в пленке из эмульсионной матрицы.
ВВ могут быть насыпными, патронированными и льющимися. Тут, думаю, все понятно.
По применимости ПВВ делятся на допущенные для применения:
— в шахтах опасных по газу и пыли;
— в шахтах не опасных по газу и пыли;
— в сульфидных рудах;
— на земной поверхности.
Шахтные ВВ отличаются пониженным образованием вредных газов (кислородный баланс стремится к нулю) и наличием пламегасящих присадок. В ПВВ для сульфидных руд вносятся присадки, препятствующие взаимодействию ВВ с серой и последующему саморазогреву, терморазложению с переходом в самопроизвольную детонацию.
Также ПВВ могут быть водоустойчивыми и неводоустойчивыми. Тут тоже всё понятно.
В последнее время большее распространение получают эмульсионные ВВ, как дешёвые, технологичные, мощные, стабильные и экологичные.
Игданиты, хоть и являются самыми дешёвыми, теряют свои позиции из-за низкой работоспособности, нестабильности и низкой водоустойчивости.
Составы с добавлением тротила, аллюминиевого порошка практически исчезают с рынка ПВВ из-за дороговизны и высокой токсичности выделяемых при взрыве газов.
Что мощнее аммонал или тротил
2,4,6- Тринитротолуол (тол, тротил, ТНТ, TNT) |
| Кристаллы тринитротолуола, полученные перекристаллизацией из метанола 2,4,6-Тринитротолуол был синтезирован еще в 1863 году немецким химиком Юлиусом Вильбрандом (Julius Bernhard Friedrich Adolph Wilbrand). Промышленное производство данного вещества впервые началось в Германии в 1891 г. (что не удивительно, поскольку Германия традиционно являлась лидером в области химии и химической промышленности). Вскоре в немецкой и американской армиях тротил пришел на смену опасной и токсичной пикриновой кислоте: тринитротолуол стали использовать для оснащения боеприпасов. |
Фугасные снаряды со смесью тротила и гексогена 2,4,6-Тринитротолуол имеет высокую мощность и скорость детонации (6700-7000 м/с), вместе с тем он малочувствителен к ударам и трению, стабилен при хранении и не склонен к взаимодействию с окружающими веществами с образованием взрывоопасных продуктов (чем выгодно отличается от той же пикриновой кислоты). Тротил плавится при 81°C, причем при температуре плавления он сохраняет химическую стабильность (в отличие, например, от гексогена). Другими словами, тротил можно расплавить при нагревании в достаточно горячей воде. |