Порох бертолле: Хлоратные БВВ — 11 Февраля 2015

Хлоратные БВВ - 11 Февраля 2015

   Наши гости часто проявляют интерес к смесям на основе хлоратов и аналогичных минеральных окислителей, поэтому углубим знания в данном вопросе.

   Итак, в 1785 году два французских химика, А. Лавуазье и К. Бертолле впервые описали свойства и установили состав хлората калия. Вскоре они предложили данное соединение для частичной или полной замены калийной селитры в составе пороха для артиллерии и взрывных работ. Авторы предполагали, что состав будет обладать значительно большей восприимчивостью к внешним воздействиям и большей мощностью, чем составы на основе селитр. И они не ошиблись.

   В конце 18-го и начале 19-го века проводились ряд экспериментов по использованию составов а основе хлората калия в качестве ВВ различного назначения. Ценой ряда аварий и несчастных случаев было установлено, что новый окислитель резко повысил опасность в обращении и сделал пороха на его основе практически бесполезными для артиллерии и стрелкового оружия. Пороха с хлоратом калия в составе (например, “порох Бертолле”: КClO3, S, C в соотношении 75:12,5:12,5) отличались резкими перепадами давления при горении, что крайне неблагоприятно для точности стрельбы и целостности оружия. Такая ситуация объясняется разрушением пороховых элементов при движении по каналу ствола, что сопровождается появлением новых очагов пламени в разломах зерен (от трения). Резкие скачки интенсивности горения пороховых элементов нарушали равномерность горения, вплоть до разрыва ствола. В артиллерии крупного калибра с большой длиной стволов это часто приводило к разрыву ствола. То есть, послойное горение переходило в конвективное (дефлограцию).

   Не на много лучше показали себя новые БВВ. Исходя из опыта использования минного пороха, заряды хлоратных смесей (первой из которых стал “порох Коссиньи”: КClO3, S, C в соотношении 82,4:8,8:8,8) использовали насыпной плотности. При воспламенении заряда происходило уплотнение массы под действием давления газообразных продуктов, что сопровождалось возникновением новых очагов пламени от внутреннего трения. Количество и место преимущественного возникновения очагов пламени зависело от дисперсного состава смеси, ее влажности, соотношения компонентов, микропримесей соединений переходных металлов (катализаторы разложения хлоратов), начальной температуры заряда, типа топлива и многих других факторов. То есть, полнота и скорость взрывного горения были практически непредсказуемы. Для достижения достаточно высоких энергетических характеристик требовался прочный корпус.

   Справедливости ради следует отметить, что хлоратные смеси обладали в 1,2-1,8 раз большей эффективностью, чем дымный порох, особенно при разрушении скальных пород и каменных построек. Но, высокая стоимость хлоратов на рубеже 18-19 веков не позволила хлоратным БВВ получить широкую известность. Отдельной проблемой стала химическая стойкость, которая для хлоратных смесей на большинстве топлив оказалась весьма низкой.

   Развитие промышленности в первой половине 19-го века, а главное, изобретение детонатора на фульминате ртути, вдохнули вторую жизнь в хлоратные смеси. Первые же эксперименты показали, что смеси на основе хлората калия способны устойчиво детонировать (в отличие от дымного пороха, который требует мощного промежуточного детонатора и прочного корпуса). За короткое время появились ряд составов, многие из которых некоторое время использовались в качестве промышленных и военных БВВ.

   В таблице указаны ряд хлоратных смесей различного состава, известных под собирательным термином “

Шеддиты”. Шеддитами называют все хлоратные и перхлоратные составы, так как, основоположником работ в этом направлении стал автор первых шеддитов (давший им это имя), Стритт.

   Шеддиты стали наиболее массовым и самым удачным вариантом хлоратных БВВ конца 19-го века. Их отличительной чертой является использование в качестве топлива горючих органических жидкостей. В их ряду как малоактивные соединения типа вазелина или керосина, так и менее химически устойчивые, вроде касторового масла или нитронафталина. Использование нитропроизводных ароматических углеводородов вскоре признали нерациональным, так как, они дороже керосина, намного токсичнее и мало увеличивают энергетику и восприимчивость к детонатору. Остановились на легких фракциях нефти (керосин, лигроин, бензины) и вазелине (часто использовали всю масляную фракцию нефти (температура кипения 170-210*С при пониженном давлении)).

   По сравнению с широко распространенными на тот момент динамитами, хлоратные БВВ обладали рядом преимуществ и недостатков. К минусам можно отнести быстрое изменение свойств из-за стекания горючего в нижнюю часть заряда, испарение углеводородов и низкую химическую стойкость ряда составов в связи с автокаталитическим разложением хлоратной смеси с течением времени (ряд составов, включающих роданид калия и гексоцианоферрат 4 калия, самовоспламенялись от долгого хранения). Преимуществами можно назвать возможность быстрого приготовления состава на месте простой пропиткой хлората калия керосином, что благоприятствовало безопасности в обращении и экономичности. Так же, в отличие от динамитов, хлоратные БВВ надежно детонировали при пониженных температурах и не становились при заморозке более восприимчивыми к трению (динамиты, не содержащие коллоксилина, при заморозке очень восприимчивы к трению, удару и даже тряске). Как здесь не вспомнить строки из бессмертного произведения Дмитрия Наркисовича Мамина-Сибиряка “Золото”:

   “- Это у тебя что за рубахой-то накладено, Родион Потапыч?

   - А диомит… Я его по зимам на себе ношу, потому как холоду этот самый диомит не любит.”

    В отличие от динамитов, хлоратные смеси имели неизменную чувствительность к трению и удару, которая для композиций на жидких топливах была на приемлемом уровне. Жидкие углеводороды смазывали кристаллики хлората, снижая трение.

   Часто хлоратом наполняли бумажный патрон или мешочек прямо на месте взрывных работ, предварительно пропитав порошок смесью жидких топлив. Свежеприготовленная смесь надежно детонировала от КД№8. Скорость детонации для стехиометрических смесей хлората калия с различными топливами оказалась не слишком высокой: с алюминием 1,5 км/сек, серой около 1,6 км/сек, древесный уголь 1,65 км/сек, древесной мукой 2,6 км/сек, керосином 3,6 км/сек. То есть, на уровне АСВВ без индивидуальных БВВ.

   Присутствие в продуктах взрывного превращения большого количества твердого остатка (в основном КСl), обуславливает низкую фугасность смесей. На практике, расширение в бомбе Трауцля 150-350 мл. Верхний предел (280-350 мл) для шеддитов с жидкими топливами. Бризантность по Касту в пределах 3-6,5 мм, то есть, 35-90% от ТНТ. Верхний предел для лучших шеддитов.

   Несмотря на достаточно высокие показатели взрывного превращения, хлоратные БВВ на основе минеральных хлоратов и перхлоратов не используются уже достаточно давно. Это связано, как с экономическими показателями (хлорат калия в разы дороже аммиачной селитры), так и с опасностью в обращении, так и с химической нестабильностью данных составов при хранении.

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ

 

В пиротехнических составах при хранении происходят изменения, связанные с их увлажнением и изменением наружной температуры окружающей среды. В результате увлажнения составов и прессованных изделий происходит частичное растворение компонентов состава, изменение плотности и формы изделия, его растрескивание, подсыхание и кристаллизация солей на поверхности состава. В результате изменения температуры окружающей среды может произойти изменение в рецепте и структуре состава, обуславливаемые возгонкой (реже испарением) летучих компонентов состава.

Для предохранения состава от поглощения влаги, в тех случаях когда почему-либо невозможна полная герметизация изделия, частицы состава покрывают защитной пленкой какого-либо, не пропускающего влагу, органического вещества. Наиболее часто употребимы олифа, минеральные масла, стеарин, парафин, а также лаки на основе искусственных и естественных смол. Часто эти вещества служат одновременно и цементаторами составов.

Химические изменения, происходящие в составах весьма разнообразны, но есть и общие положения основных длительных взаимодействий в составах.

Во многие пиросоставы входят алюминиевые и магниевые порошки, которые, взаимодействуя с влагой, гидратируются, выделяя тепло и вытесняя водород из воды влаги. Эта реакция быстрее проходит в том случае если порошки металлов смешаны с окислителями — нитратами, хлоратами, перхлоратами. Разогрев таких смесей в результате выделения тепла гидратации может привести к их воспламенению.

Стойкость составов увеличивается с уменьшением гигроскопичности окислителя, а значит в нитратных составах наиболее стойкими будут составы с нитратом бария, в хлоратных с хлоратом калия, в перхлоратных с перхлоратом калия.



Смеси, в которых присутствуют магний и сера, будут химически нестойкими. Смеси, в которых присутствуют одновременно порошки магния и алюминия, так же будут нестойкими.

Смеси хлората калия с магниевым порошком показывают значительные химические изменения и не рекомендуются для длительного хранения.

Смеси металлических порошков с перманганатом калия обладают меньшей химической стойкостью, чем хлоратные и перхлоратные смеси с теми же металлами.

Смеси перекиси бария с порошком металлов при увлажнении могут разогреваться до 60...100°С, теряя в следствии протекающей реакции свои свойства.

Железо–алюминиевый термит и термитные составы являются весьма химически стойкими.

Составы, содержащие порошок металлического железа, в большинстве случаев, являются химически нестойкими. В фейерверочных составах железные опилки перед введением в состав подвергают воронению — обработке горячим льняным маслом.

В общем случае составы с металлами требуют специальных испытаний на предмет совместности с остальными компонентами составов при увлажнении.

 

Составы, не содержащие порошков металлов

 

При увлажнении таких составов в большинстве случаев не происходит значительных химических изменений. Исключение составляют смеси, в которых присутствуют две растворимые соли, способные вступать в обменную реакцию.

Примером такой нежелательной комбинации может служить состав желтого огня, в который входит смесь нитрата бария с сернокислым, углекислым или щавелекислым натрием. При увлажнении таких смесей образуется гигроскопичный нитрат натрия, который обуславливает дальнейшее увлажнение состава, в следствии чего в образующемся растворе обменная реакция в некоторых случаях может пройти почти полностью.

 

Ва(NO3)2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaNO3

 

Составы не содержащие порошков металлов и гигроскопичных солей, а также комбинации солей, способных к обменной реакции, не претерпевают обычно при хранении существенных химических и физических изменений. Примером весьма стойкого состава может служить состав красного огня: хлорат калия – карбонат стронция – смола. Составы сигнальных дымов, содержащих хлорат калия, сахар или крахмал и какой-либо органический краситель, являются довольно гигроскопичными, но не претерпевают в процессе хранения заметных химических изменений. То же наблюдается во многих случаях и для составов маскирующих дымов, не содержащих порошков металлов.

 

Образование нестойкой соли хлората аммония

 

При увлажнении составов маскирующих дымов, содержащих наряду с хлоратом калия дымообразователь–хлористый аммоний, теоретически возможно протекание обменной реакции:

 

KClO3+NH4Cl = KCl + NH4ClO3

 

с образованием хлората аммония, способного к саморазложению и даже к самовзрыву при небольшом повышении температуры до 30…60°С. Однако, практика показывает, что составы маскирующих дымов, содержащие наряду с хлоратом калия и хлористым аммонием большое количество нафталина или антрацена (смесь Ершова), являются довольно устойчивыми при хранении, самовозгорания таких смесей на практике не наблюдалось.

Ввиду опасности протекания обменной реакции с образованием хлората аммония недопустимо введение в хлоратные составы аммиачной селитры. Согласно литературным указаниям, смесь хлората калия со стехиометрическим количеством нитрата аммония взрывается уже при 120°С.

 

Нестойкие смеси хлоратов с серой

 

Такие смеси совершенно не употребимы для снаряжения изделий, предназначенных к долговременному хранению. Особенно велика возможность самовоспламенения смесей KClO3 + S в тех случаях, когда сера содержит следы серной кислоты. В этом случае хлорат калия разлагается с выделением двуокиси хлора по реакции:

 

3KClO3 + 2H2SO4 = 2KHSO4 + KClO4 + 2ClO2 + H2O

 

Выделяющаяся при реакции двуокись хлора, разлагается со взрывом уже при 65°С, для чего хватает тепла, выделяющегося при реакции, кроме того двуокись хлора является сильнейшим окислителем соединяющимся со взрывом с фосфором, мышьяком и серой при комнатной температуре. Введение в такие смеси добавки корбанатов (например, мела — CaCO3), нейтрализует следы кислоты и несколько снижает вероятность самовоспламенения, однако, не исключает ее вовсе.

Смесь хлората калия с красным фосфором, будучи крайне чувствительна, также может самовоспламеняться со взрывом при наличии в смеси кислот. Красный фосфор, по-видимому, может содержать в себе следы желтого фосфора, который при медленном окислении на воздухе образует фосфорный ангидрид, который, присоединяя влагу воздуха, превращается в фосфорные кислоты, по-видимому, могущие служить причиной разложения хлората калия и выделения двуокиси хлора.

 

Снижение эффектности составов при хранении, допустимые сроки хранения

 

Увлажнение составов при хранении обычно приводит к снижению специального эффекта. Влажные составы горят медленнее, при горении развивают более низкую температуру, излучают меньшее количество световой энергии. В некоторых случаях увлажненный (или разложившийся) состав вообще не воспламеняется при попытке привести в действие пиротехническое изделие.

Поэтому для пиросоставов и изделий устанавливают допустимые сроки хранения до использования. В зависимости от рецепта состава и степени герметичности изделий сроки хранения изменяются от одного-двух лет до нескольких десятков лет.

Нормальным сроком хранения состава в изделиях считается 10 лет и более. К наиболее стойким составам с максимальными сроками хранения следует отнести составы сигнальных огней не содержащие порошки металла. Из осветительных, а также зажигательных составов наиболее химически стойкими являются составы, содержащие в качестве основного горючего только алюминий, а в качестве окислителя — нитрат бария.

Добавление магния в такие составы сильно снижает их химическую стойкость и уменьшает срок хранения.

Так как составы в порошкообразном состоянии при прочих равных условиях более подвержены действию влаги, чем спрессованные, то возможные сроки хранения для фотосмесей приходится принимать несколько меньшими, чем для других видов пиротехнических составов. При полной герметичности сроки хранения составов могут исчисляться десятками лет.

 

ПОРОХА, РАКЕТНЫЕ СОСТАВЫ

 

Черный (дымный) порох

 

Первым и наиболее старым пиротехническим составом, используемым человечеством был так называемый дымный (черный) порох, являющийся тройным пиросоставом с рецептом:

Уравнение реакции разложения черного пороха возможно достаточно приблизительно выразить формулой:

 

20KNO3 + 10S + 30C = 6K2CO3 + K2SO4 + 3K3S3 + 14CO2 + 10CO + N2 + 1690ккал

 

В настоящее время черный порох используется в основном в воспламенительных, вышибных, имитационных устройствах, в огнепроводных (бикфордовых) шнурах и пиротехнических изделиях развлекательного характера. Кроме пороха, приведенного состава, который называется ружейным порохом, применялся для производства взрывных работ минный порох рецепта:

В артиллерии до введения бездымных порохов применялся медленногорящий шоколадный порох, название которого образовалось из его цвета, напоминающего шоколад. Обычный березовый уголь в шоколадном порохе не до конца обуглен, то есть содержит значительное количество органических веществ, замедляющих его окисление при реакции горения. Шоколадный призматический порох (отпрессованный в виде небольших призм) имел рецепт:

Существовали сорта пороха почти не содержащие серы.

При сгорании ружейного черного пороха на 1г его приходится около 0,57г твердых продуктов горения и около 0,43г. газообразных продуктов горения. Газообразные продукты горения 1г пороха при температуре 0°С и давлении 760мм.вод.ст. занимают 280см3 объема, что более чем в 400 раз превышает объем взятого вещества перед началом горения. Давление газов при горении черного пороха достигает 6400 кгс/см2, температура горения 2200°С. Приготовление черного пороха заключается в тщательном смешении всех компонентов в бегунах, затем увлажнения водой или водно-спиртовой смесью, последующего прессования до удельного веса 1,6…1,75г/см3. После увлажнения смеси водой по высыханию массы ее прочность достаточно велика для последующего зернения и без прессования. Прессованные лепешки затем дробятся на зерна различной величины, которые просеиваются на различные фракции, затем полируются, графитизируются, окончательно просеиваются. Размер зерен может колебаться от 0,25мм (для ручного оружия) до 50мм (для артиллерийских орудий).

В пиротехнике достаточно часто применяется, так называемая, пороховая мякоть, представляющая из себя растертый в пыль зерненный черный порох или непрессованная смесь веществ рецептуры ружейного пороха.

 

Хлоратные пороха

 

В начале ХIХ века были попытки увеличить силу дымного пороха путем замены нитрата калия на хлорат калия (бертолетова соль). Из известных составов приведем два рецепта.

Порох Бертолле:

Порох Д’Ожанда:

Хлоратные пороха в 1,5...2 раза сильнее черного пороха, но отличаются повышенной чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям.

 

Зеленые пороха

 

В середине ХIХ века были разработаны, так называемые, зеленые пороха цвет которых определялся, содержащимися в составе пороха, солями пикриновой кислоты. Зеленые пороха относятся к классу малодымных смесевых порохов и до изобретения бездымных порохов некоторое время употреблялись как более мощные нежели черный порох. В настоящее время они не используются. Ниже приводятся рецепты некоторых зеленых порохов.

Порох Дезиньоля:

Порох Брюжера:

Порох Фонтеня для разрывных бомб:

Русский порох для подводных мин и разрывных снарядов:

Пороха с окислителем хлоратом калия, а также пороха, содержащие в своем составе соли пикриновой кислоты, являются пиротехническими составами значительной чувствительности к механическим и тепловым воздействиям. Инициирование таких составов огневым импульсом в замкнутой оболочке в достаточных количествах приводит к переходу горения во взрыв значительно легче, чем в каких бы то ни было иных пиротехнических составах. Инициирование таких смесей капсюлем-детонатором приводит к возбуждению взрыва со 100% вероятностью. Составы содержащие в себе как пикраты так и нитрат аммония могут детонировать как взрывчатые вещества пониженной и даже нормальной мощности.

 

Белые пороха

 

К белым порохам, цвет которых определяет, название могут быть отнесены порох Д’Ожанда, а также американский крезол-сульфонатный порох:

Порох приготовляется сушкой водного раствора смеси обоих веществ, чем отличается от способа приготовления иных пиротехнических смесей механическим смешением.

 

Адсорбционные пороха

 

Автором книги в 1970г. были разработаны пороха, названные им адсорбционными, по названию основного процесса получения таких порохов. Процесс получения включает в себя приготовление перенасыщенного раствора какого-либо окислителя в соответствующем растворителе и воздействие этим раствором на способное к адсорбции горючее.

Наибольшей способности к адсорбции среди распространенных горючих является уголь в активированной форме, поэтому наиболее просто получающиеся адсорбционные пороха включают в состав указанное горючее. Окислитель, используемый в адсорбционном порохе на активированном угле, должен обладать значительной растворимостью в воде, используемой в качестве растворителя. Значительной растворимостью в воде при повышенной температуре, необходимой для приготовления перенасыщенного раствора, обладают нитрат калия и нитрат аммония. Составы на основе нитрата аммония, однако, очень гигроскопичны и без специальных мер, не допускающих их увлажнение, не применимы.

Раствор нитрата калия приготовляется при нагревании до кипения, пока вводимый нитрат калия не перестанет растворяться в кипящем растворе, затем кипящим раствором воздействуют на подогретый до 100°С молотый активированный уголь. Смесь перемешивается при добавлении горячего перенасыщенного раствора, пока не достигнет сметанообразного состояния. После этого смесь выливается в формы для затвердевания или в корпуса реактивных двигателей. Сушка производится естественным способом, причем, в процессе сушки происходит частичное высаливание окислителя на поверхность состава, не влияющее на его свойства. После сушки форм производится их дробление и зернение обычным способом.

Количество могущего адсорбироваться нитрата калия недостаточно для полного окисления угля в составе, поэтому адсорбционный порох имеет отрицательный кислородный баланс, однако, в связи с простотой производства и возможностью снаряжения им реактивных двигателей методом заливки, не исключается возможность практического использования. Целесообразно вводить в указанный тип пороха перхлорат аммония при приготовлении раствора окислителя, его введение увеличивает скорость горения пороха, его силу и удельную тягу при использовании в ракетных двигателях.

Адсорбционные пороха на активированном угле приобретают нулевой кислородный баланс при употреблении в качестве окислителей нитрата или перхлората лития или смеси нитрата калия с указанными веществами, возможно применение хлората и перхлората бария, однако, пороха на их основе будут значительно гигроскопичны.

 

Иные дымные пороха

 

Существует значительное количество составов порохов, не описанных в данной книге, применяемых в различных специальных целях, например, замедлительных устройствах. Такие пороха редко обеспечивают стабильность характеристик в широком интервале температур при использовании в небольших устройствах. Имеется рецептура пороха, удовлетворяющего указанные требования:

Имеется рецептура пороха, созданного автором и не уступающего по характеристикам черному пороху, однако, не содержащем элементарную серу:

Способ его изготовления несколько отличается от изготовления черного пороха. Смесь нитрата калия и угля увлажняется раствором в воде необходимого количества тиомочевины, после высыхания массы производится дробление и зернение в обычном порядке.

 

Реактивные составы (смесевые пороха)

 

Смесевые ракетные пороха состоят из дискретных частиц твердых окислителей и горючих или из частиц окислителя, помещенных в массу горючего.

Энергетические свойства ТРТ наиболее полно оцениваются величиной удельной тяги (удельного или единичного импульса) РДТТ, то есть величиной тяги двигателя Р, отнесенной к расходу G топлива в единицу времени.

 

РУД = P / G [сек]

 

Удельная тяга РДТТ зависит от состава и свойств топлива, от полноты его сгорания и степени расширения газов в сопле.

Величину удельной тяги можно определить либо при помощи достаточно сложного термодинамического расчета, либо опытным путем испытаний опытного двигателя или модельного микродвигателя и сравнением его тяги с тягой стандартных ракетных топлив.

Для использования в ракетных двигателях реактивные составы должны обладать следующими свойствами.

1. Иметь строго определенную скорость горения.

2. В результате их горения должно выделяться максимальное количество газообразных продуктов реакции.

3. При горении должно оставаться минимальное количество твердых шлаков, легко выбрасываемых из сопла образующимися газами.

4. Тепловой эффект реакции должен быть максимален.

5. Температура горения должна быть максимальна.

6. Теплоемкость и степень диссоциации продуктов горения должны быть минимальны.

7. Молекулярный вес продуктов реакции должен быть минимален.

8. Температура конденсации твердых продуктов реакции, находящихся в испаренном состоянии должна быть минимальна.

К сожалению, ни одно из современных ТРТ не удовлетворяет всем приведенным выше требованиям, так как многие их этих требований взаимно противоречивы. Однако, в настоящее время известны многие ТРТ удовлетворяющие значительному количеству требований из приведенных, эти ТРТ были получены как чисто опытным путем, так и в результате значительных теоретических исследований. Во многих современных ТРТ, применяемых как в больших баллистических ракетах и ракетах для вывода полезных грузов в открытый космос, так и в сравнительно небольших и малых боевых ракетах, в качестве одного из компонентов горючего применяются порошки металлов, обеспечивающие большие тепловые эффекты реакции окисления, а также значительные температуры реакции вследствие большой молекулярной массы продуктов реакции. Однако, вследствие того, что эти продукты являются высокоплавкими и высококипящими веществами, то есть даже при температуре реакции могут находиться в конденсированном виде и не расширяться в сопле двигателя, их количество в ТРТ, обеспечивающее положительный эффект, строго ограничено и не превышает 10…20%. Существуют ТРТ и совсем не содержащие порошков металлов.

В качестве окислителей ТРТ употребляются в основном нитраты и перхлораты, все они представляют собой кристаллические вещества. Горючие ТРТ (кроме металлов) представляют собой, в основном, эластичные вещества с высокими адгезионными свойствами, обеспечивающими невозможность растрескивания готового заряда ТРТ и прочное прилипание к кристаллам окислителя. Удовлетворительными механическими и адгезионными свойствами обладают синтетические полимерные органические соединения типа каучуков, смол, пластмасс, а также тяжелые нефтепродукты асфальт и битум.

Асфальт и битум сохраняют необходимые механические свойства в достаточно узком диапазоне температур, поэтому на практике применяют в основном синтетические продукты, перечисленные выше.

Наибольший тепловой эффект реакции в указанных синтетических веществах при окислении их наиболее распространенным окислителем ПХА дают:

каучук натуральный — 960 ккал/кг и смола феноло-формальдегидная — 950 ккал/кг. Остальные вещества имеют тепловой эффект реакции от 935 до 810 ккал/кг.

Заряды твердого ракетного топлива получают смешением порошка окислителя с указанными веществами, проводят деаэрацию смеси, заливают смесь в корпус ракетного двигателя, где она и затвердевает либо под действием введенного в смолу отвердителя или введенного в каучук вулканизатора (с последующей вулканизацией). Пластмассовые горючие обычно пластифицируют, смешивают с окислителем, затем прессуют в готовые формы и высушивают. Применяется и термопластическое прессование смеси веществ.

Вообще изготовление РДТТ очень сложный и трудоемкий процесс, сопряженный с большим риском допущения какой-либо неточности, которая в дальнейшем может привести к взрыву РДТТ в полете ракеты. Для примера укажем, что заливка ТРТ в камеру укороченного варианта американского РДТТ «Эроджет» диаметром 6,6м с зарядом весом 720т продолжается более недели, а его полимеризация в залитой камере продолжается не менее 1,5 месяцев.

Приведем рецепты некоторых видов зарубежных ракетных топлив:

1.

Снаряжение РДТТ заливкой при повышенной температуре.

2.«Basucka»

3. ALТ–161 (удельная тяга 186 сек)

Заливка при повышенной температуре

4. М–7 (удельная тяга 200 сек)

Сажа — катализатор горения, этилцентралит — стабилизатор. Прессование.

5. NDRC–480

Прессование.

6. «Filipps petroleum»

Диэтилфталат — стабилизатор

7. «Rocret» (удельная тяга 150 сек)

Литье.

8. GCRC – 201 – 6 (удельная тяга 200 сек)

9. «Aisit»

10.

В ракетном моделировании применяется достаточно интересное реактивное топливо, называемое «карамельным». Название происходит от процесса приготовления топлива, заключающегося в осторожном расплавлении свекловичного сахара и аккуратном внесении в расплав соответствующего количества калиевой селитры. Способ приготовления такого топлива радикально отличается от способов смешения других пиросоставов, так как температура плавления сахара близка к температуре самовоспламенения готовой смеси, такой способ смешения никогда не применяется при изготовлении пиросмесей в промышленных масштабах. При крайней опасности приготовления карамельного топлива, оно отличается значительной гомогенностью и, соответственно, большой скоростью горения. Такое топливо удобно для снаряжения небольших двигателей методом заливки расплава в камеру сгорания.

Рецепт топлива:

Температура горения топлива 1427°С.

 


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Читать онлайн "Основы пиротехники" автора Ладягин Ю. О. - RuLit

Существовали сорта пороха почти не содержащие серы.

При сгорании ружейного черного пороха на 1г его приходится около 0,57г твердых продуктов горения и около 0,43г. газообразных продуктов горения. Газообразные продукты горения 1г пороха при температуре 0°С и давлении 760мм.вод.ст. занимают 280см3объема, что более чем в 400 раз превышает объем взятого вещества перед началом горения. Давление газов при горении черного пороха достигает 6400 кгс/см2, температура горения 2200°С. Приготовление черного пороха заключается в тщательном смешении всех компонентов в бегунах, затем увлажнения водой или водно-спиртовой смесью, последующего прессования до удельного веса 1,6…1,75г/см3. После увлажнения смеси водой по высыханию массы ее прочность достаточно велика для последующего зернения и без прессования. Прессованные лепешки затем дробятся на зерна различной величины, которые просеиваются на различные фракции, затем полируются, графитизируются, окончательно просеиваются. Размер зерен может колебаться от 0,25мм (для ручного оружия) до 50мм (для артиллерийских орудий).

В пиротехнике достаточно часто применяется, так называемая, пороховая мякоть, представляющая из себя растертый в пыль зерненный черный порох или непрессованная смесь веществ рецептуры ружейного пороха.

Хлоратные пороха

В начале ХIХ века были попытки увеличить силу дымного пороха путем замены нитрата калия на хлорат калия (бертолетова соль). Из известных составов приведем два рецепта.

Порох Бертолле:

Порох Д’Ожанда:

Хлоратные пороха в 1,5...2 раза сильнее черного пороха, но отличаются повышенной чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям.

Зеленые пороха

В середине ХIХ века были разработаны, так называемые, зеленые пороха цвет которых определялся, содержащимися в составе пороха, солями пикриновой кислоты. Зеленые пороха относятся к классу малодымных смесевых порохов и до изобретения бездымных порохов некоторое время употреблялись как более мощные нежели черный порох. В настоящее время они не используются. Ниже приводятся рецепты некоторых зеленых порохов.

Порох Дезиньоля:

Порох Брюжера:

Порох Фонтеня для разрывных бомб:

Русский порох для подводных мин и разрывных снарядов:

Пороха с окислителем хлоратом калия, а также пороха, содержащие в своем составе соли пикриновой кислоты, являются пиротехническими составами значительной чувствительности к механическим и тепловым воздействиям. Инициирование таких составов огневым импульсом в замкнутой оболочке в достаточных количествах приводит к переходу горения во взрыв значительно легче, чем в каких бы то ни было иных пиротехнических составах. Инициирование таких смесей капсюлем-детонатором приводит к возбуждению взрыва со 100% вероятностью. Составы содержащие в себе как пикраты так и нитрат аммония могут детонировать как взрывчатые вещества пониженной и даже нормальной мощности.

Белые пороха

К белым порохам, цвет которых определяет, название могут быть отнесены порох Д’Ожанда, а также американский крезол-сульфонатный порох:

Порох приготовляется сушкой водного раствора смеси обоих веществ, чем отличается от способа приготовления иных пиротехнических смесей механическим смешением.

Адсорбционные пороха

Автором книги в 1970г. были разработаны пороха, названные им адсорбционными, по названию основного процесса получения таких порохов. Процесс получения включает в себя приготовление перенасыщенного раствора какого-либо окислителя в соответствующем растворителе и воздействие этим раствором на способное к адсорбции горючее.

Наибольшей способности к адсорбции среди распространенных горючих является уголь в активированной форме, поэтому наиболее просто получающиеся адсорбционные пороха включают в состав указанное горючее. Окислитель, используемый в адсорбционном порохе на активированном угле, должен обладать значительной растворимостью в воде, используемой в качестве растворителя. Значительной растворимостью в воде при повышенной температуре, необходимой для приготовления перенасыщенного раствора, обладают нитрат калия и нитрат аммония. Составы на основе нитрата аммония, однако, очень гигроскопичны и без специальных мер, не допускающих их увлажнение, не применимы.

Перхлорат калия « Попаданцев.нет

Пороха на основе бертолетовой соли плохи своей склонностью к самовозгоранию и слишком большой скоростью горения (2-2,5 км/с против 0,5-1 км/с у черного пороха). Частично эти проблемы можно снять, превратив бертолетову соль в перхлорат калия — KClO4.

Сейчас перхлорат калия получают из дешевых компонентов относительно сложным способом. Электролиз соли дает хлорат соли, который при электролизе с платиновыми электродами превращается в перхлорат натрия. И уже реакцией последнего с KCl получают перхлорат калия. Расход электричества при таком производстве примерно в полтора раза больше по сравнению с производством бертолетовой соли.

Для попаданца гораздо заманчивее выглядит простое прямое превращение бертолетовой соли в перхлорат при помощи серной кислоты.

3KClO3 + H2SO4 -> KClO4 + 2ClO2 + 2KHSO4 + H2O

ClO2 это токсичный газ. Перхлорат (KClO4) легко отделить от KHSO4 за счет малой растворимости перхлората в воде.

Желательно полное превращение бертолетовой соли в перхлорат — даже небольшое количество первой сильно увеличит нестабильность смеси. Это может занять до 5 часов. Проверить результат реакции на отсутствие бертолетовой соли можно, добавив в смесь сахара и капнув серной кислоты. При наличии соли она проявит себя яркой вспышкой пламени (на этой реакции основан так называемый запал Кибальчича).

Перхлорат калия как и бертолетова соль при нагреве разлагается с выделением кислорода. Но для перхлората эта реакция имеет эндотермический характер, она поглощает небольшое количество тепла. Поэтому смеси на основе перхлоратов практически безопасны в использовании. Скорость детонации таких порохов также ниже и ее можно понизить грубым измельчением смешиваемых компонент (на скорость детонации смесей с бертолетовой солью такой способ влияет слабо).

P.S. Похоже, оптимальный вариант получения перхлората, это аккуратный нагрев бертолетовой соли. См. коммент.

Химик Бертолле предложил при производстве пороха заменить это на хлорноватистый калий, который ныне зовётся бертолетовой солью, 7 букв

  1. Поиск слов
  2.   /  
  3. Кроссворд ответы
  4.   /  
  5. Химик Бертолле предложил при производстве пороха заменить это на хлорноватистый калий, который ныне зовётся бертолетовой солью, 7 букв

селитра

Слово "селитра" состоит из 7 букв:

— первая буква С

— вторая буква Е

— третья буква Л

— четвертая буква И

— пятая буква Т

— шестая буква Р

— седьмая буква А

Посмотреть значние слова "селитра" в словаре.

Альтернативные варианты определений к слову "селитра", всего найдено — 19 вариантов:

  • Азотное удобрение
  • Азотнокислая соль
  • Азотнокислая соль калия, натрия, аммония
  • Азотнокислая соль, употребляющаяся в агрономии, в технике взрывчатых веществ
  • Аммиачная ...
  • В 1880-х годах её месторождения в пустыне Атакама стали причиной ожесточённой войны между Чили, Перу и Боливией
  • Взрывочреватый нитрат
  • Из нее делают порох и удобрения
  • Минеральные удобрения
  • Она бывает чилийской, аммониевой, калиевой, кальциевой, натриевой и аммиачной
  • Природная сода, щелочь
  • Природная сода, щёлочь, нитрат металлов
  • Соль для взрывчатки
  • Составляющая взрывчатки
  • Сырье для пороха
  • Сырьё для пороха и удобрения
  • Удобрение
  • Удобрение, подрабатывающее по совместительству взрывчаткой
  • Что раньше называли «китайской солью»?

Бертолле - Большая химическая энциклопедия

Бертолле знал, что реакция между Na2C03 и CaCl2 завершается, образуя NaCl и осадок CaC03 в качестве продуктов. [Pg.136]

Используя это понимание, Бертолле пришел к выводу, что реакция обратима и что относительные количества реагентов и продуктов определяют направление, в котором протекает реакция, и конечный состав реакционной смеси. Мы распознаем способность реакции двигаться в обоих направлениях, используя двойную стрелку при написании реакции.[Pg.136]

По соглашению, вещества слева от стрелок называются реагентами, а вещества справа от стрелок - продуктами. Как обнаружил Бертолле, написание реакции таким образом не гарантирует, что реакция A и B с образованием C и D будет благоприятной. В зависимости от начальных условий реакция может двигаться влево, вправо или находиться в состоянии равновесия. Понимание факторов, определяющих окончательное положение реакции, является одной из целей химической термодинамики.[Pg.137]

C. W. Scheele приготовил и изучил газообразный хлор (MnO2 -f-HCl), но подумал, что это соединение 1785 Chemical bleaching (водная вода KOH 4-Cl2), введенное C.-L. Бертолле ... [Pg.790]

Однако Шееле полагал, что он приготовил соединение (дефлогистированный морской кислый воздух), и это заблуждение было усугублено К.-Л. Бертолле, который в 1785 году показал, что при действии хлора на воду высвобождается кислород tCl2 (g) -F ... [Pg.792]

Аммиак, название которого, похоже, происходит от имени египетского бога Амона, был получен впервые время в 1612 году Кунчелом путем нагревания хлорида аммония из экскрементов животных с гидроксидом кальция [1].Этот газ, описываемый как удушающий, был изучен Шееле и Пристли, а его формула (Nh4) была установлена ​​Бертолле в 1875 году [1, 2]. [Pg.91]

Профессор Дарсе несколько раз советовал герцогу, и Дарсе или Бертолле могли порекомендовать Леблана в дом Орлеана… [Pg.3]

Клод-Луи Бертолле. Очерк о новом методе отбеливания. Дублинские попечители фабрики льна и пеньки. 1790. Английский перевод. [Стр.201]

Морис Кросланд.Общество Аркей. Взгляд на французскую науку во времена Наполеона I. Кембридж, MA Harvard University Press, 1967. Полная биография Бертолле. [Стр.201]

М. Гупил-Садун. Клод-Луи Бертолле, Un Savant Sans Ambition Politique. Recherche. 20 (ноябрь 1989 г.) 1382-1383. [Стр.201]

Барбара Уитни Кейзер. Между наукой и ремеслом Дело о бертолле и крашении. Анналы науки. 47 (1990) 213-260. Водораздел между крашением как ремеслом и как технологией. [Pg.201]

Мишель Садун-Гупиль. Le Chimiste Claude-Louis Berthollet 1748-1822 Sa Vie - Son Oeuvre Paris Librairie Philosophique J. Vrin, 1977 г. Полная биография Бертолле. [Стр.201]

Хлорный отбеливатель Berthollet помог миру одеться в сияющий белый цвет. Позже он очищал питьевую воду, спасая жизни во всем мире. Его процесс решил две важные проблемы, но он невольно создал неожиданную проблему, которая обнаружилась почти два столетия спустя. Только после того, как современные химики научились анализировать и идентифицировать мельчайшие следы химических веществ... [Стр.254]

Эта книга о научных корнях нашего современного образа жизни. В нем рассказывается история химиков-пионеров, таких как Бертолле, открытия которых решили критические проблемы в их жизни. Читателей следует предупредить. Жизнь этих ученых, как правило, драматична. Они наполнены радостью открытий, волнением своего времени и даже болью человеческой трагедии. [Pg.255]

Демонстрация Бертолле в 1788 году замены нитрата калия в порохе хлоратом привела к сильному взрыву во время операции по дроблению, в результате которого погибли два человека.Более поздние инциденты, связанные с заводами по производству хлоратсодержащих взрывчатых веществ, привели к массовым разрушениям. [Pg.1373]

Гаспар Монж, Бертолле, Фуркрой, Пьер Адэ и Х. Хассенфрац, а также барон П. Дитрих. [Pg.62]

Антуан Л. Лавуазье, Элементы химии, пер. Роберт Керр (переиздание в Нью-Йорке, Дувр, 1965 г., из Эдинбургского изд. 1790 г., на основе 1-го изд. 1789 г.) xxxiiixxxiv. Лавуазье назвал Бертолле, Фуркруа, [Де] Лапласа, Монжа и «других».… [Стр.69]

Политехническая школа, Институт Египта и пригородные поместья Арквей, Лаплас и Бертолле.Как и Гей-Люссак, химики Луи Н. Воклен, Мишель Эжен Шеврёль и Луи Жак Тенар принимали хорошо рекомендованных студентов в свои частные химические лаборатории. К 1830-м годам Дюма и Виктор Рено стали обучать студентов в большем количестве в рамках ожидаемой химической программы. 84 ... [Стр.70]

Преобразование произошло в то время, когда ньютоновская программа объяснения потеряла свои позиции в нескольких областях лабораторных исследований, включая физическую оптику, электричество и тепло.В интеллектуальном плане эта потеря влияния была воплощена в публикации в 1826 году мемуаров Августина Френеля 1819 года о дифракции света, в которых он отказался от корпускулярной теории Ньютона. Институционально спад был зарегистрирован в результате избрания Фурье в 1822 г. постом постоянного секретаря Академии наук, несмотря на противодействие Лапласа, который вместе с Бертолле ранее олицетворял ньютоновскую традицию во Франции37 ... [Стр. 84]

CL Berthollet, Исследования законов химического сродства, пер.М. Фаррелл (Балтимор Филип Неклин, 1809) 37. Или: «Кажется ... как будто конденсация увеличивается до такой степени, что большая часть поверхности элементарных атомов скрыта внутри составного атома» в Берцелиус, Essai sur la theorie des пропорции, 54. [Pg.116]

В этой связи Сервос упоминает, среди прочего, Роберта Бунзена из Гейдельберга, который изобрел углеродно-цинковую батарею и спектроскоп HH Landolt в Бонне, позже в Берлине. , который изучал преломляющую способность молекулы по отношению к преломляющей способности ее атомов Генрих Роуз в Берлине, который развивал теорию действия масс Бертолле, и Като Гульдберг и Питер Вааге в Норвегии, которые сделали это более тщательно.См. John W. Servos, Physical Chemistry from Ostwald to Pauling, 1115. [Pg.124]

Корни как химической термодинамики, так и современной кинетики лежат в идеях восемнадцатого века о химическом «сродстве» и «силе», преобразованных в концепции «работы» и «энергии» девятнадцатого века. Бертолле определил фундаментальную трудность теорий аффинити восемнадцатого века в критике, которая в равной степени применима к теориям электрохимического дуализма начала девятнадцатого века.В "Recherches sur les lois de l affinite" (1799) Бертолле писал: ... [Pg.135]

CL Berthollet, Researches into the Laws of Chemical Affinity, 146, 154. [Pg.135]

Ueber die Berthollet sche Affinitatstheorie, Ann.Phys. 138 (1869) 65102, обсуждается в Helge Kragh, ... [Pg.136]

Цель Роберта Леспье по установлению дисциплинарной специализации «химических теорий» во Франции была частично реализована в работах некоторых из его учеников, особенно Дюпона, Прево и Киррманна.Впервые четко очерченная исследовательская школа во Франции применила искусство «теоретической химии» в изучении органической структуры и механизмов реакций. Они застенчиво использовали физические методы и аппаратуру, и они поддерживали контакты с небольшой сетью физиков, которые были учителями, друзьями Леспио или ближайшими коллегами. У них была лабораторная территория, которая была местом домашних встреч, независимо от их нынешней принадлежности. У них была общая история, которую можно проследить от поколения к поколению в лаборатории Ecole Normale до Бертолле, «отца» химической механики.[Стр.178]


См. Также в источнике #XX - [ Pg.14 ]

См. Также в источнике #XX - [ Pg.59 ]

См. Также в источнике №XX - [ Pg.395 , Pg.396 , Pg.397 , Pg.398 , Pg.404 , Pg.405 , Pg.406 , Pg.407 , Pg.408 , Pg.409 , Pg.410 ]

См. Также в источнике №XX - [ Pg.35 ]

См. Также в источнике №XX - [ Pg.206 ]

См. Также в источнике №XX - [ Pg.191 ]

См. Также в источнике №XX - [ Pg.362 , Pg.437 ]


.

Порох | Мир Monster Hunter World вики

Monster Hunter World Wiki Войти в систему

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о