Бездымный порох

Финский бездымный порох

Бездымный порох — это тип пороха, используемый в огнестрельном оружии и артиллерии производит меньше дыма и меньше загрязнений , который при выстреле по сравнению с черным порохом . Из-за схожего использования как исходный состав черного пороха, так и бездымное порох, пришедшее на его замену, обычно называют порохом . Продукты сгорания бездымного пороха в основном газообразные, по сравнению с примерно 55% твердых продуктов сгорания (в основном карбоната калия , сульфата калия и сульфида калия ) черного пороха. Кроме того, бездымный порох не оставляет густого и тяжелого налета материала гигроскопичного , связанного с черным порохом, который вызывает ржавчину ствола.

Несмотря на свое название, бездымный порох не полностью свободен от дыма ; хотя дым от боеприпасов для стрелкового оружия может быть малозаметным, дым от артиллерийского огня может быть значительным.

Изобретенный в 1884 году Полем Вьей , наиболее распространенные составы основаны на нитроцеллюлозе , но этот термин также использовался для описания различных смесей пикратов с нитратными , хлоратными или дихроматными окислителями в конце 19 века, до того, как преимущества нитроцеллюлозы стали очевидны.

Бездымные пороха обычно классифицируются как взрывчатые вещества категории 1.3 в соответствии с Рекомендациями ООН по транспортировке опасных грузов – Типовые правила , региональными правилами (такими как ДОПОГ ) и национальными правилами. Однако они используются в качестве твердого топлива ; при нормальном использовании они подвергаются дефлаграции , а не детонации .

Бездымный порох сделал возможным самозарядное огнестрельное оружие со многими движущимися частями (которые в противном случае могли бы застрять или заклинить из-за сильного загрязнения черным порохом). Бездымный порох позволил разработать современное полу- и полностью автоматическое огнестрельное оружие, а также более легкие затворы и стволы для артиллерии.

История

До широкого внедрения бездымного пороха использование пороха или черного пороха вызывало множество проблем на поле боя. Военные командиры со времен наполеоновских войн сообщали о трудностях с отдачей приказов на поле боя, скрытом дымом стрельбы. Визуальных сигналов не было видно сквозь густой дым от пороха, использованного в орудиях. Если не было сильного ветра, после нескольких выстрелов солдатам, использующим пороховые боеприпасы, обзор закрывал огромное облако дыма, и эта проблема усугублялась с увеличением скорострельности. в 1884 году во время битвы при Тамаи суданским войскам удалось прорвать каре британской пехоты, вооруженной Мартини-Генрисами . Благодаря этому Снайперы , ведущие огонь с закрытых позиций, рисковали обнаружить свое местоположение облаком дыма.

Порох горит в относительно неэффективном процессе, при котором создается более низкое давление, что делает его мощность примерно на треть меньшей, чем такое же количество бездымного пороха.

Значительная часть продуктов сгорания пороха представляет собой твердые частицы, которые также гигроскопичны , что означает, что они притягивают влагу из воздуха и делают обязательную очистку после каждого использования, чтобы предотвратить скопление воды в стволе, что может привести к коррозии и преждевременному выходу из строя. Эти твердые вещества также являются причиной склонности пороха к сильному загрязнению , что приводит к заряжания заклиниванию с казенной части и может затруднить перезарядку.

Нитроглицерин и пушечный хлопок

Нитроглицерин был синтезирован итальянским химиком Асканио Собреро в 1847 году. Впоследствии оно было разработано и изготовлено Альфредом Нобелем как промышленное взрывчатое вещество под торговой маркой « Динамит », но и тогда оно было непригодно в качестве топлива: несмотря на свои энергичные и бездымные качества, оно детонирует на сверхзвуковой скорости , в отличие от плавного горения на дозвуковой скорости. скорости, что делает его более склонным к разрушению ствола оружия, а не к вылету из него снаряда. Нитроглицерин также очень чувствителен к ударам, что делает его непригодным для ношения в боевых условиях.

Важным шагом вперед стало изобретение порохового хлопка , материала на основе нитроцеллюлозы, немецким химиком Кристианом Фридрихом Шенбейном в 1846 году. Он пропагандировал его использование в качестве взрывчатого вещества. и продал права на производство Австрийской империи . Ганкоттон был более мощным, чем порох, но в то же время был несколько более нестабильным. Джон Тейлор получил английский патент на пушечный хлопок; и John Hall & Sons начали производство в Фавершаме .

Интерес Англии угас после того, как в 1847 году взрыв разрушил фабрику в Фавершаме. Австрийский барон Вильгельм Ленк фон Вольфсберг построил два завода по производству пушечного хлопка, производящих артиллерийское топливо, но это тоже было опасно в полевых условиях, а орудия, которые могли стрелять тысячами выстрелов с использованием черного пороха, могли достигать Срок службы истекает всего после нескольких сотен выстрелов из более мощной пушки. Стрелковое оружие не могло противостоять давлению, создаваемому пушечной ватой.

После взрыва одной из австрийских фабрик в 1862 году компания Thomas Prentice & Company начала производство пушечного хлопка в Стоумаркете в 1863 году ; и химик британского военного министерства сэр Фредерик Абель начали тщательные исследования на королевских пороховых заводах Уолтем-Эбби, которые привели к созданию производственного процесса, который устраняет примеси в нитроцеллюлозе, делая ее более безопасной в производстве и стабильным продуктом, более безопасным в обращении. Абель запатентовал этот процесс в 1865 году, когда взорвалась вторая австрийская фабрика по производству пушечного хлопка. После взрыва фабрики Стоумаркет в 1871 году Уолтем-Эбби начало производство пушечного хлопка для торпедных и минных боеголовок.

Улучшения

Экструдированный порошок-карандаш

В 1863 году прусский артиллерийский капитан Иоганн Ф. Ф. Шульце запатентовал стрелковое пороховое топливо из азотированной древесины лиственных пород, пропитанной селитрой или нитратом бария . В 1866 году Прентис получил патент на спортивный порошок из нитрованной бумаги, производимый в Стоумаркете, но баллистическая однородность пострадала, поскольку бумага поглощала атмосферную влагу. В 1871 году Фредерик Фолькманн получил австрийский патент на коллоидную версию пороха Шульце под названием Коллодин , который он производил недалеко от Вены для использования в спортивном огнестрельном оружии. В то время австрийские патенты не были опубликованы, и Австрийская империя сочла эту операцию нарушением государственной монополии на производство взрывчатых веществ и закрыла завод Фолькмана в 1875 году.

В 1882 году компания Explosives Company в Стоумаркете запатентовала улучшенную рецептуру нитрованного хлопка, желатинизированного эфирным спиртом с нитратами калия и бария . Эти пороха годились для дробовиков, но не для винтовок. потому что нарезка приводит к сопротивлению плавному расширению газа, которое у гладкоствольных ружей снижено.

В 1884 году Поль Вьей изобрел бездымный порох под названием Poudre B (сокращение от poudre blanche , белый порох, в отличие от черного пороха ). Изготовлен из 68,2% нерастворимой нитроцеллюлозы , 29,8% растворимой нитроцеллюлозы, желатинизированной эфиром , и 2% парафина. Он был принят на вооружение винтовки Лебеля под патрон 8×50 ммR Lebel . Его пропускали через валки для формирования тонких, как бумага, листов, которые разрезали на хлопья нужного размера. Полученное топливо , известное как пироцеллюлоза , содержит несколько меньше азота, чем пороховая вата , и менее летучее. Особенно хорошей особенностью пороха является то, что он не взорвется, если его не сжать, что делает его очень безопасным в обращении в нормальных условиях. Порох Вьей произвел революцию в эффективности стрелкового оружия, поскольку он почти не выделял дыма и был в три раза мощнее черного пороха. Более высокая начальная скорость означала более пологую траекторию , меньший снос ветром и падение пули, что делало возможными выстрелы на дистанцию ​​1000 м (1094 ярда). Поскольку для запуска пули требовалось меньше пороха, патрон можно было сделать меньше и легче. Это позволило войскам нести больше боеприпасов при том же весе. Кроме того, он будет гореть, даже будучи мокрым. Боеприпасы с черным порохом необходимо было хранить в сухом виде, и они почти всегда хранились и транспортировались в водонепроницаемых патронах. Другие европейские страны быстро последовали этому примеру и начали использовать свои собственные версии Poudre B, первыми из которых были Германия и Австрия, которые представили новое оружие в 1888 году. Впоследствии Poudre B несколько раз модифицировался с добавлением и удалением различных соединений. Крупп начал добавлять дифениламин в качестве стабилизатора в 1888 году.

Тем временем в 1887 году Альфред Нобель получил английский патент на бездымный порох, который он назвал Баллистит . В этом порохе волокнистая структура хлопка (нитроцеллюлозы) разрушалась нитроглицерина . не растворителем, а раствором В Англии в 1889 году аналогичный порошок запатентовал Хайрам Максим , а в США в 1890 году — Хадсон Максим . Баллистит был запатентован в США в 1891 году. Немцы приняли баллистит для использования на флоте в 1898 году, назвав его WPC/98. Итальянцы приняли его как филит , в форме шнура, а не хлопьев, но, осознав его недостатки, изменили его на состав с нитроглицерином, который они назвали соленитом . В 1891 году русские поручили химику Менделееву найти подходящее топливо. Он создал нитроцеллюлозу, желатинизированную эфиром-спиртом, которая давала больше азота и более однородную коллоидную структуру, чем нитроваты, использовавшиеся французами. у Пудре Б. Он назвал его пироколлодием .

Крупный план нитей кордита в британском винтовочном патроне .303 (1964 года выпуска).

Великобритания провела испытания всех различных типов топлива, представленных ее вниманию, но была недовольна ими всеми и искала что-то, превосходящее все существующие типы. В 1889 году сэр Фредерик Абель , Джеймс Дьюар и доктор В. Келлнер запатентовали (№№ 5614 и 11664 на имя Абеля и Дьюара) новый состав, который производился на Королевском пороховом заводе в Уолтемском аббатстве. Он поступил на британскую службу в 1891 году как Cordite Mark 1. Его основной состав состоял из 58% нитроглицерина , 37% пушечного хлопка и 3% минерального желе. Модифицированная версия Cordite MD поступила на вооружение в 1901 году, в которой процент пушечного хлопка увеличился до 65%, а нитроглицерина снизился до 30%. Это изменение снизило температуру сгорания и, следовательно, эрозию и износ ствола. Преимущества кордита перед порохом заключались в уменьшении максимального давления в патроннике (следовательно, более легких казенных частях и т. д.), но более длительном высоком давлении. Кордит может быть изготовлен любой желаемой формы и размера. Создание кордита привело к длительной судебной тяжбе между Нобелем, Максимом и другим изобретателем по поводу предполагаемого нарушения британских патентов .

Компания Anglo-American Explosives Company начала производство пороха для дробовика в Окленде, штат Нью-Джерси, в 1890 году. DuPont начала производство пушечного хлопка в городке Карнис-Пойнт, штат Нью-Джерси, в 1891 году. Чарльз Э. Манро с военно-морской торпедной станции в Ньюпорте, штат Род-Айленд, в 1891 году запатентовал состав порохового хлопка, коллоидированного с нитробензолом, под названием Индурит . в США начали производить бездымный порох, когда Arms Company заряжать спортивные патроны порохом Explosives Company . начала Winchester Repeating в Несколько фирм компания 1893 году нитроцеллюлозные Ruby порошки , Laflin & Rand заключили соглашение о лицензии на производство Ballistite , и DuPont начала производство бездымный порох. Армия США оценила 25 разновидностей бездымного пороха и выбрала пороха Руби и Пейтон как наиболее подходящие для использования в служебной винтовке Краг-Йоргенсен . Предпочтение отдавалось рубину , поскольку для защиты латунных гильз от пикриновой кислоты в порохе Пейтона требовалось лужение . Вместо того, чтобы платить необходимые гонорары за Ballistite , Laflin & Rand профинансировала реорганизацию Леонарда в американскую компанию по производству бездымного пороха. Лейтенант армии США Уистлер помогал руководителю завода American Smokeless Powder Company Аспинуоллу в разработке улучшенного пороха, получившего название WA за их усилия. Бездымный порох WA был стандартом для винтовок военной службы США с 1897 по 1908 год.

В 1897 году лейтенант ВМС США Джон Бернаду запатентовал порошок нитроцеллюлозы, коллоидированный эфиром спирта. Военно-морской флот лицензировал или продал патенты на этот состав компаниям DuPont и California Powder Works, сохранив при этом права на производство военно-морского порохового завода в Индиан-Хед, штат Мэриленд, построенного в 1900 году. Армия Соединенных Штатов приняла одноосновной состав ВМФ в 1908 году и начала производство. в Пикатинни Арсенал . К тому времени Laflin & Rand взяла на себя управление American Powder Company, чтобы защитить свои инвестиции, а Laflin & Rand была куплена DuPont в 1902 году. Получив в 1903 году аренду компании Explosives Company на 99 лет, DuPont воспользовалась всеми важными патентами на бездымный порох в Соединенных Штатах и ​​смогла оптимизировать производство бездымного пороха. Когда в 1912 году антимонопольные меры правительства вынудили компанию продать свои активы, DuPont сохранила составы нитроцеллюлозных бездымных порохов, используемых в вооруженных силах США, и выпустила составы с двойной основой, используемые в спортивных боеприпасах, реорганизованной компании Hercules Powder Company . Эти новые и более мощные пороха были более стабильными и, следовательно, более безопасными в обращении, чем Poudre B.

Характеристики

Бездымный пистолетный порох Hodgdon H110

На свойства пороха большое влияние оказывают размеры и форма его кусочков. Удельная поверхность пороха влияет на скорость горения, а размер и форма частиц определяют удельную поверхность. Манипулируя формой, можно влиять на скорость горения и, следовательно, на скорость нарастания давления во время сгорания. Бездымный порох горит только на поверхности деталей. Более крупные куски горят медленнее, а скорость горения дополнительно контролируется огнезащитными покрытиями, которые немного замедляют горение. Цель состоит в том, чтобы регулировать скорость горения так, чтобы на метаемый снаряд оказывалось более или менее постоянное давление, пока он находится в стволе, чтобы получить максимальную скорость. Перфорации стабилизируют скорость горения, потому что, когда внешняя часть горит внутрь (таким образом уменьшая площадь горящей поверхности), внутренняя часть горит наружу (таким образом увеличивая площадь горящей поверхности, но быстрее, чтобы заполнить увеличивающийся объем ствола, представленный выходящим снаряд). Быстрогорящие пистолетные пороха изготавливаются путем экструзии форм большей площади, например хлопьев, или путем сплющивания сферических гранул. Сушку обычно проводят под вакуумом. Растворители конденсируются и перерабатываются. Гранулы также покрыты графитом , чтобы предотвратить нежелательное возгорание искр статического электричества.

Бездымный порох не оставляет густого и сильного загрязнения материала гигроскопичного , связанного с черным порохом, который вызывает ржавчину ствола (хотя некоторые капсюли могут оставлять гигроскопические соли, оказывающие аналогичный эффект; некоррозионные капсюли были введены в 1920-х годах). )

Более быстро сгорающее топливо создает более высокие температуры и более высокие давления, однако оно также увеличивает износ стволов орудий.

Нитроцеллюлоза со временем портится, образуя кислые побочные продукты. Эти побочные продукты катализируют дальнейшее ухудшение состояния, увеличивая его скорость. Выделяющееся тепло при бестарном хранении пороха или слишком крупных блоков твердого топлива может вызвать самовоспламенение материала. Одноосновные нитроцеллюлозные пороха гигроскопичны и наиболее подвержены разложению; Двухосновное и трехосновное топливо имеет тенденцию портиться медленнее. Для нейтрализации продуктов разложения, которые в противном случае могли бы вызвать коррозию металлов патронов и стволов оружия, карбонат кальция . в некоторые составы добавляют

Чтобы предотвратить накопление продуктов разложения, стабилизаторы добавляют . Дифениламин является одним из наиболее распространенных стабилизаторов. Нитрованные аналоги дифениламина, образующиеся в процессе стабилизации разлагающегося порошка, иногда сами используют в качестве стабилизаторов. Стабилизаторы добавляются в количестве 0,5–2% от общего количества рецептуры; более высокие количества имеют тенденцию ухудшать его баллистические свойства. Количество стабилизатора со временем исчерпывается с существенным изменением баллистических свойств. Порох, хранящийся, следует периодически проверять на количество оставшегося стабилизатора. так как его истощение может привести к самовоспламенению топлива. Влага со временем изменяет расход стабилизаторов.

Состав

Пороха, в которых используется нитроцеллюлоза ( скорость детонации 7300 м/с (23 950 футов/с), коэффициент RE 1,10) (обычно эфирно-спиртовой коллоид нитроцеллюлозы) в качестве единственного ингредиента взрывчатого вещества, описываются как одноосновный порох .

Смеси порохов, содержащие нитроцеллюлозу и нитроглицерин (скорость детонации 7700 м/с (25 260 футов/с), коэффициент RE 1,54) в качестве взрывчатых компонентов пороха, известны как двухосновный порох . В качестве альтернативы динитрат диэтиленгликоля (скорость детонации 6610 м/с (21690 футов/с), коэффициент RE 1,17) можно использовать в качестве замены нитроглицерина, когда важно снизить температуру пламени без ущерба для давления в камере. Снижение температуры пламени существенно снижает эрозию ствола и, следовательно, износ.

В 1930-е годы трехосновное пороховое топливо, содержащее нитроцеллюлозу, нитроглицерин или динитрат диэтиленгликоля и значительное количество нитрогуанидина было разработано (скорость детонации 8200 м / с (26 900 футов / с), коэффициент RE 0,95) в качестве ингредиентов взрывчатого топлива. Эти смеси «холодного топлива» снижают температуру вспышки и пламени без ущерба для давления в камере по сравнению с одно- и двухосновными порохами, хотя и за счет большего количества дыма. На практике порох с тройной базой используется в основном для боеприпасов большого калибра, например, используемых в (морской) артиллерии и танковых орудиях , которые больше всего страдают от эрозии канала ствола. Во время Второй мировой войны он использовался британской артиллерией. После этой войны он стал стандартным порохом во всех британских боеприпасах большого калибра, за исключением стрелкового оружия. Большинство западных стран, за исключением США, пошли по тому же пути.

В конце 20 века начали появляться новые рецептуры пороха. Они основаны на нитрогуанидине и бризантных взрывчатых веществах типа гексогена (скорость детонации 8750 м/с (28710 футов/с), коэффициент RE 1,60).

Скорости детонации имеют ограниченное значение при оценке скорости реакции нитроцеллюлозных порохов, составленных таким образом, чтобы избежать детонации. Хотя более медленную реакцию часто называют горением из-за схожих газообразных конечных продуктов при повышенных температурах, разложение отличается от горения в атмосфере кислорода . Преобразование нитроцеллюлозных порохов в газ высокого давления происходит от открытой поверхности к внутренней части каждой твердой частицы в соответствии с законом Пиоберта . Исследования реакций твердого одноосновного и двухосновного топлива показывают, что скорость реакции контролируется переносом тепла через температурный градиент через ряд зон или фаз, когда реакция протекает от поверхности в твердое тело. Самая глубокая часть твердого тела, испытывающая теплообмен, плавится и в пенной зоне начинается фазовый переход из твердого тела в газ . Газообразное топливо разлагается на более простые молекулы в окружающей зоне шипения . Энергия высвобождается в светящейся внешней зоне пламени. где более простые молекулы газа реагируют с образованием обычных продуктов сгорания, таких как пар и окись углерода . Зона пены действует как изолятор, замедляя скорость передачи тепла из зоны пламени в непрореагировавшее твердое вещество. Скорость реакции зависит от давления; потому что пена обеспечивает менее эффективную теплопередачу при низком давлении, но с большей теплопередачей, поскольку более высокое давление сжимает объем газа в этой пене. Пропелленты, рассчитанные на минимальное давление теплопередачи, могут не поддерживать зону пламени при более низких давлениях.

Энергетические компоненты, используемые в бездымных порохах, включают нитроцеллюлозу (наиболее распространенную), нитроглицерин , нитрогуанидин , ДИНА (бис-нитроксиэтилнитрамин; диэтаноламина динитрат, ДЭАДН; ДГЭ), фивонит (2,2,5,5-тетраметилол-циклопентанон тетранитрат, CyP). , ДГН ( динитрат диэтиленгликоля ) и ацетилцеллюлоза.

Сдерживающие средства (или модеранты) используются для замедления скорости горения. К сдерживающим факторам относятся централиты (симметричная дифенилмочевина — в основном диэтил или диметил), дибутилфталат , динитротолуол (токсичный и канцерогенный), акардит (асимметричная дифенилмочевина), орто-толилуретан, и полиэфирадипат. камфора , но сейчас она устарела. Раньше использовалась

Стабилизаторы предотвращают или замедляют саморазложение. К ним относятся дифениламин , вазелин , карбонат кальция , оксид магния , бикарбонат натрия и метиловый эфир бета-нафтола. К устаревшим стабилизаторам относятся амиловый спирт и анилин .

Обезмедляющие добавки препятствуют накоплению остатков меди в нарезах ствола. К ним относятся металлическое олово и его соединения (например, диоксид олова ), и металлический висмут и его соединения (например, триоксид висмута , субкарбонат висмута , нитрат висмута , антимонид висмута ); соединения висмута предпочтительнее, поскольку медь растворяется в расплавленном висмуте, образуя хрупкий и легко удаляемый сплав. Свинцовая фольга и соединения свинца были прекращены из-за токсичности.

материалы, снижающие износ, включая воск , тальк и диоксид титана Для снижения износа гильз ствола оружия добавляются используются полиуретановые кожухи. . В больших пистолетах поверх мешков с порохом

Другие добавки включают этилацетат (растворитель для производства сферического порошка), канифоль (поверхностно-активное вещество, удерживающее форму зерен сферического порошка) и графит ( смазка, покрывающая зерна и предотвращающая их слипание, а также рассеивающая статическое электричество ). .

Уменьшение вспышки

Редукторы вспышки затемняют дульную вспышку — свет, излучаемый вблизи дульного среза горячими пороховыми газами и химическими реакциями, возникающими при смешивании газов с окружающим воздухом. Перед выходом снаряда может произойти небольшая предварительная вспышка из-за утечки газов мимо снаряда. После выхода дульного среза тепла газов обычно достаточно, чтобы испустить видимое излучение: первичную вспышку. Газы расширяются, но, проходя через диск Маха, они повторно сжимаются, образуя промежуточную вспышку. Горячие горючие газы (например, водород и окись углерода) могут последовать за ним, когда они смешиваются с кислородом окружающего воздуха, образуя вторичную вспышку, самую яркую. Вторичная вспышка обычно не возникает при использовании стрелкового оружия.

Нитроцеллюлоза содержит недостаточно кислорода для полного окисления углерода и водорода. Дефицит кислорода увеличивается добавлением графита и органических стабилизаторов. Продукты сгорания внутри ствола пистолета включают горючие газы, такие как водород и окись углерода. При высокой температуре эти легковоспламеняющиеся газы воспламеняются при турбулентном смешивании с атмосферным кислородом за пределами дульного среза пистолета. В ночных боях вспышка зажигания может указать противнику местонахождение орудия. и вызвать временную куриную слепоту у артиллерийского расчета фотообесцвечиванием визуального фиолетового цвета .

Пламегасители обычно используются в стрелковом оружии для уменьшения заметности вспышки, но этот подход непрактичен для артиллерии. Наблюдалась артиллерийская дульная вспышка на расстоянии до 150 футов (46 м) от дульного среза, она может отражаться от облаков и быть видимой на расстоянии до 30 миль (48 км). Для артиллерии наиболее эффективным методом является порох, производящий при относительно низких температурах большую долю инертного азота, разжижающего горючие газы. Для этого используются пропелленты тройной основы из-за содержания азота в нитрогуанидине.

Воспламеняющие вещества включают хлорид калия , нитрат калия , сульфат калия , и битартрат калия (тартрат калия: побочный продукт производства вина, ранее использовавшийся французской артиллерией). До использования порохов тройной основы обычным методом уменьшения вспышки было добавление неорганических солей, таких как хлорид калия, чтобы их удельная теплоемкость могла снизить температуру газов сгорания, а их мелкодисперсные частицы дыма могли блокировать видимые длины волн лучистой энергии сгорания.

У всех пламегасителей есть недостаток: образование дыма.

Производство

Порохи для ручного заряжания боеприпасов

Бездымный порох можно сформовать в небольшие сферические шарики или экструдировать в цилиндры или полосы различной формы поперечного сечения (полосы различных прямоугольных пропорций, цилиндры с одним или несколькими отверстиями, цилиндры с прорезями) с использованием растворителей, таких как эфир. Эти изделия можно разрезать на короткие («хлопья») или длинные куски («шнуры» длиной во много дюймов). Пушечный порох имеет самые крупные куски.

ВМС США производили одноосновный трубчатый порох для морской артиллерии в Индиан-Хед, штат Мэриленд , начиная с 1900 года. Аналогичные процедуры использовались для производства армии США на арсенале Пикатинни, начиная с 1907 года. и для производства более мелкозернистых порохов для улучшенной военной винтовки (IMR) после 1914 года. Коротковолокнистый хлопковый линт кипятили в растворе гидроксида натрия для удаления растительных восков, а затем сушили перед преобразованием в нитроцеллюлозу путем смешивания с концентрированными азотной и серной кислотами . На этом этапе производственного процесса нитроцеллюлоза по-прежнему напоминает волокнистый хлопок, и ее обычно называют пироцеллюлозой, поскольку она самопроизвольно воспламеняется на воздухе до тех пор, пока не будет удалена непрореагировавшая кислота. Также использовался термин пушечный хлопок; хотя в некоторых источниках пушечный хлопок определяется как продукт с более высокой степенью нитрования и очистки, используемый в торпед и мин боеголовках до использования тротила .

Непрореагировавшую кислоту удаляли из пироцеллюлозной массы с помощью многоступенчатого процесса осушения и промывки водой, аналогичного тому, который используется на бумажных фабриках при производстве химической древесной массы . Спирт под давлением удалил оставшуюся воду из осушенной пироцеллюлозы перед смешиванием с эфиром и дифениламином. Затем смесь пропускали через пресс, выдавливая длинный трубчатый корд, который можно было разрезать на зерна желаемой длины.

Затем спирт и эфир выпаривали из «зеленых» зерен пороха до оставшейся концентрации растворителя от 3 процентов для винтовочных порохов до 7 процентов для крупных артиллерийских зерен. Скорость горения обратно пропорциональна концентрации растворителя. Зерна были покрыты электропроводящим графитом, чтобы минимизировать образование статического электричества во время последующего смешивания. «Партии», содержащие более десяти тонн пороховых зерен, смешивались через башню из смесительных бункеров, чтобы минимизировать баллистические различия. Затем каждую смешанную партию подвергали испытаниям для определения правильной загрузки для достижения желаемых характеристик.

Военные количества старого бездымного пороха иногда перерабатывались в новые партии пороха. В течение 1920-х годов Фред Олсен работал в «Арсенале Пикатинни», экспериментируя со способами утилизации тонн одноосновного пушечного пороха, изготовленного для Первой мировой войны. В 1929 году Олсен работал в компании Western Cartridge Company и к 1933 году разработал процесс производства сферического бездымного пороха . Переработанный порошок или промытая пироцеллюлоза может быть растворена в этилацетате, содержащем небольшие количества желаемых стабилизаторов и других добавок. Полученный сироп в сочетании с водой и поверхностно-активными веществами можно нагревать и перемешивать в контейнере под давлением до тех пор, пока сироп не образует эмульсию небольших сферических шариков желаемого размера. Этилацетат отгоняется по мере медленного снижения давления, оставляя небольшие сферы нитроцеллюлозы и добавок. Сферы можно впоследствии модифицировать, добавляя нитроглицерин для увеличения энергии, выравнивая между валками до одинакового минимального размера, покрывая фталатными средствами для замедления воспламенения и/или глазуруя графитом для улучшения характеристик текучести во время смешивания.

Современный бездымный порох производится в США компанией St. Marks Powder , Inc., принадлежащей General Dynamics .

См. также

• Шимозный порошок
• Антикварное огнестрельное оружие
• Коричнево-коричневый

Библиография

• Кэмпбелл, Джон (1985). Морское вооружение Второй мировой войны . Издательство Военно-морского института. ISBN  0-87021-459-4 .
• Дэвис, Тенни Л. (1943). Химия порошков и взрывчатых веществ (изд. Angriff Press [1992]). John Wiley & Sons Inc. ISBN  0-913022-00-4 .
• Даллман, Джон (2006). «Вопрос 27/05: «Безвспышечное» топливо». Военный корабль Интернешнл . XLIII (3): 246. ISSN   0043-0374 .
• Дэвис, Уильям С. младший (1981). Ручная загрузка . Национальная стрелковая ассоциация Америки. ISBN  0-935998-34-9 .
• Фэрфилд, AP, CDR USN (1921). Морская артиллерия . Лорд Балтимор Пресс. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Гиббс, Джей (2010). «Вопрос 27/05: «Безвспышечное» топливо». Военный корабль Интернешнл . XLVII (3): 217. ISSN   0043-0374 .
• Гробмайер, АХ (2006). «Вопрос 27/05: «Безвспышечное» топливо». Военный корабль Интернешнл . XLIII (3): 245. ISSN   0043-0374 .
• Грулич, Фред (2006). «Вопрос 27/05: «Безвспышечное» топливо». Военный корабль Интернешнл . XLIII (3): 245–246. ISSN   0043-0374 .
• Хэтчер, Джулиан С. и Барр, Эл (1951). Ручная загрузка . Компания Hennage Litograph Company.
• Матунас, Э.А. (1978). Данные о загрузке пороха Winchester-Western Ball . Корпорация Олин.
• Вулф, Дэйв (1982). Профили пороха, Том 1 . Издательская компания Вулфа. ISBN  0-935632-10-7 .

Внешние ссылки

• Производство бездымных порохов и их криминалистический анализ: краткий обзор . Роберт М. Херамб, Брюс Р. МакКорд
• Документы Хадсона Максима. Архивировано 9 марта 2018 года в Wayback Machine (1851–1925) в музее и библиотеке Хэгли . В сборник включен материал, касающийся патента Максима на процесс изготовления бездымного пороха.