Füstmentes por

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2015. február 15-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 46 szerkesztést igényelnek .

A füstmentes por ( angolul  Smokeless powder ) vagy a nitropor ( angolul nitro por ) a lőfegyverekben és tüzérségben , szilárd rakétahajtóművekben használt cellulóz-nitrát alapú hajtóanyagú robbanóanyagok csoportneve , amelyek égéskor nem képeznek szilárd részecskéket (füstöt), de csak gáznemű égéstermékek, ellentétben a füstös (fekete) lőporral.  

A füstmentes porok közé tartozik a kordit , a ballisztit és hagyományosan a fehér por ( angolul  Poudre B ). Egybázisúra, kétbázisúra és hárombázisúra oszthatók.

Leírás

A füstmentes por nitrocellulózból (egybázisú), általában legfeljebb ötven százalék nitroglicerint (kétbázisú) és néha nitro-glicerint és nitroguanidint (hárombázisú) tartalmaz. A végterméket gömb alakú részecskékre granulálják, vagy éter típusú oldószerekkel hengerekké vagy pelyhekké préselik . Ezenkívül a füstmentes por további komponensei lehetnek stabilizátorok és ballisztikai módosítók.

A kétbázisú hajtóanyagokat általában kézi lőfegyverekben és vadászlőszerekben használják, míg a törzshajtóanyagokat szélesebb körben használják tüzérségi és kis kaliberű rakétahajtóművekben .

Ezen porok füstmentességének az az oka, hogy az összetevőik oxidációs termékei többnyire gáz halmazállapotúak , szemben a fekete porral, amely égés során akár 55% szilárdanyagot bocsát ki ( kálium-karbonát , kálium -szulfát stb.).

A füstmentes por csak a pelletek, pelyhek vagy hengerek – röviden szemcsék – felületén ég meg . A nagyobb golyócskák lassabban égnek, égésük sebességét egy speciális égésgátló bevonat is szabályozza, melynek fő funkciója a forgó golyóra vagy lövedékre gyakorolt ​​többé-kevésbé állandó nyomás szabályozása, amely még nem hagyta el a fegyver csövét, lehetővé téve számukra a maximális sebesség elérését.

A legnagyobb szemcsék az ágyúporban . Ezek egy ujjnyi méretű hengerek , amelyekben hét lyuk van (egy a szimmetriatengely mentén, a maradék hat pedig a középső keresztmetszet köre mentén található). Ezek a lyukak stabilizálják az égési folyamatot annak köszönhetően, hogy míg a külső felület égés közben csökkenti a külső égési területet, addig a belső felület is leég, növelve a belső égési területet. Belülről a pelletben gyorsabb az égés, így lehetővé válik a hordóban lévő nyomás állandó szinten tartása, miközben a golyó/lövedék előremozgása miatt megnő benne a szabad tér.

A gyorsan égő pisztolyporok úgy készülnek, hogy a szemcséik felülete maximális legyen, mint a pelyhek vagy lapos korongok.

A port főként vákuumban szárítják . Szárításkor az oldószerek lecsapódnak, és újra felhasználhatók a gyártási folyamatban. A granulátumokat grafit borítja, hogy megakadályozza a statikus elektromosság szikráitól való meggyulladásukat.

Történelem

Piroxilin

Napóleon kora óta panaszkodnak a csapatok parancsnokai, hogy a fegyverekben használt lőpor miatt nem tudnak parancsot adni a csatában.

Nagy áttörést hozott a piroxilin  , egy nitrocellulóz alapú anyag feltalálása . Széles körű alkalmazást talált a tüzérségben.

A piroxilinnek azonban számos jelentős hátránya volt. A piroxilin erősebb volt, mint a fekete lőpor, ugyanakkor kevésbé stabil, így alkalmatlanná vált kis lőfegyverekkel való használatra - nemcsak a nagyobb terepveszély, hanem a fegyver fokozott kopása miatt is. A közönséges puskaporral ezerszer tüzelni képes fegyverek néhány száz, erősebb piroxilinnal leadott lövés után tönkrementek. Számos robbanás történt a piroxilin gyárakban a piroxilin instabilitásával és stabilizáló eszközeivel szembeni hanyag hozzáállás miatt.

Ezen okok miatt a piroxilin használatát több mint húsz évre felfüggesztették, amíg az emberek megtanulták "megszelídíteni". A piroxilin csak 1880-ban vált életképes robbanóanyaggá.

Fehér por

1884-ben Paul Vieille feltalálta a Poudre B nevű füstmentes port, amely zselatinizált nitrocellulóz alapú (68% dietil-éterben oldhatatlan trinitrocellulóz keverve 30% éterben oldott dinitrocellulózzal , 2% paraffin hozzáadásával), további porképzéssel. elemeket, majd a lőporszemek szárítását.

A most nitrocellulóznak nevezett végső robbanóanyag valamivel kevesebb nitrogént tartalmaz, mint a piroxilin, így alkohol-éter keverékkel könnyebben kocsonyásodik. Ennek a lőpornak az volt a nagy előnye, hogy a piroxilinnal ellentétben rétegesen ég, ami előre jelezhetővé tette ballisztikai tulajdonságait.

A Viel puskapor több okból is forradalmasította a kézi lőfegyverek világát:

Viel puskaport használtak a Lebel puskában , amelyet a francia hadsereg azonnal átvett, hogy kihasználja az új lőpor minden előnyét a feketével szemben. Más európai országok is siettek követni a franciák példáját, és áttértek a Poudre B analógjaira is. Elsőként Németország, majd Ausztria következett, amely 1888-ban új fegyvereket vezetett be.

Ballistit és kordit

Körülbelül Viel-lel egy időben, 1887 -ben Nagy-Britanniában Alfred Nobel kifejlesztette a ballisztitet , az egyik első nitroglicerin füstmentes porokat, amely egyenlő arányban puskaporból és nitroglicerinből állt, és brit szabadalmat kapott rá.

A ballisztitot Frederic Abel és James Dewar módosította egy új vegyületté, a korditté . Nitroglicerint és puskaport is tartalmaz, de a lőpor legnitráltabb fajtáját használja, amely éter és alkohol keverékében nem oldódik , míg a Nobel oldható formákat használt. A Cordite a XX. században a füstmentes robbanóanyag fő típusává vált a brit hadseregben.

A Cordite 1894-ben és 1895-ben perek tárgyává vált Nobel és a brit kormány között. Nobel úgy vélte, hogy a ballisztit szabadalma magában foglalta a korditot is, a gyakorlatban lehetetlen előállítani az egyik formát tiszta formában, a második keverése nélkül. A bíróság Nobel ellen döntött.

1889-ben Hiram Maxim fegyverkovács is brit szabadalmat kapott egy hasonló kompozícióra , 1890 -ben pedig testvére, Hudson Maxim szabadalmaztatta ezt a kompozíciót az Egyesült Államokban.

Ezek az új robbanóanyagok stabilabbak és biztonságosabbak voltak, mint a fehér por, és ami még fontosabb, erősebbek.

Pirokollód por

1891. január 23-án Dmitrij Ivanovics Mengyelejev megalkotta és elnevezte ezt a puskaport „pirokololódion” - az általa nyert és elnevezett nitrocellulóz típusa szerint - "pirokollódium". A nitrocellulózpor egy fajtája, amely magában foglalja a jól oldódó nitrocellulózt és magát az oldószert, további komponensei a gázképződés stabilizálására szolgáló különféle adalékok. A termelés a Szentpétervár melletti shlisselburgi üzemben kezdődött . 1892 őszén a haditengerészet tüzérségi főfelügyelője, S. O. Makarov admirális részvételével pirokollód lőport teszteltek. Másfél év alatt D. I. Mengyelejev vezetésével kidolgozták az orosz füstmentes por alapját jelentő pirokollódium technológiát. Az 1893-as tesztelést követően SO Makarov admirális megerősítette, hogy az új "füstmentes főzet" minden kaliberű fegyverben használható. [egy]

1895-1896-ban a "Tengeri Gyűjtemény" két nagy cikket jelentetett meg D. I. Mengyelejevtől "A pirokolodikus füstmentes porról" általános címmel, ahol különös figyelmet fordítanak a technológia kémiájára, és megadják a pirokollódium előállításának reakcióját. Az égése során kibocsátott gázok mennyiségét jellemzik, az alapanyagot következetesen és alaposan átgondolják. D. I. Mengyelejev, a pirokollód por 12 paraméterének alapos összehasonlításával más lőporral, bemutatja tagadhatatlan előnyeit, mindenekelőtt az összetétel stabilitását, homogenitását és a „robbanás nyomainak” hiányát. [2]

Zselatinpor

Ivan Platonovich Grave - a Mihajlovszkij Tüzérségi Akadémia  professzora , ezredes - 1916-ban továbbfejlesztette a francia találmányt: füstmentes port kapott más alapon - nem illékony oldószeren - kolloid vagy zselatinos lőport. Könnyen formázták, sőt esztergagépen is megmunkálták. A zselatinport nagy falvastagságú (néhány milliméternél több) porelemek formájában használták.

1926-ban Grave szabadalmat kapott erre a találmányra a Szovjetunióban . A Főtüzérségi Igazgatóság (GAU) megerősíti szerzői szerepét a Katyusha számára lőpor és lövedékek kifejlesztésében [3 ] .

Alkalmazás

Manapság a kizárólag nitrocellulóz alapú porokat egybázisúnak, a korditszerű porokat kétbázisúnak nevezik. A tribázikus korditokat is kifejlesztették (Cordite N és NQ) nitroguanidin hozzáadásával , amelyet eredetileg a haditengerészeti hadihajók nagy ágyúiban használtak , de bekerültek a tankerőkbe , és ma már a tábori tüzérségben is használják. A hárombázisú porok fő előnye a kétbázisúakhoz képest a hasonló hatásfokú porgázok lényegesen alacsonyabb hőmérséklete. A nitroguanidin tartalmú lőpor további felhasználásának kilátásai a kis kaliberű, nagy tűzgyorsaságú repülési és légvédelmi ágyúkhoz kapcsolódnak.

A füstmentes por lehetővé tette a modern félautomata és automata fegyverek gyártását . A fekete por nagy mennyiségű szilárd terméket (a puskapor tömegének 40-50%-a) hagyott a fegyvercsövekben. A feketepor fő szilárd égéstermékei, a poliszulfidok (K2Sn, ahol n=2-6) és a kálium-szulfid (K2S) magukhoz vonzzák a nedvességet, és káliumlúggá és kénhidrogénné hidrolizálnak. A füstmentes porok égetése során legfeljebb 0,1-0,5% szilárd termék képződik, amely lehetővé tette a fegyverek automatikus újratöltését különféle mozgó alkatrészek segítségével. Érdemes megfontolni, hogy minden füstmentes por égéstermékei sok nitrogén-oxidot tartalmaznak, ami növeli a fegyver fémére gyakorolt ​​maró hatást.

Az egy- és kétbázisú füstmentes porok ma már a kézi lőfegyverekben használt hajtóanyagú robbanóanyagok nagy részét teszik ki. Annyira elterjedtek, hogy a "puskapor" szó legtöbb használata kifejezetten a füstmentes porra vonatkozik, különösen, ha kézifegyverekre és tüzérségre utal. A füstporokat csak csöv alatti gránátvetőkben , fáklyás fegyverekben és egyes sima csövű fegyverek töltényeiben használják MBB-ként.

Egyes esetekben, például számos kézműves kézigránátban és rögtönzött tüzérségi lövedékben, füstmentes por is használható erős robbanóanyagként , amelynél a töltési sűrűséget a detonációnak megfelelő értékre állítják be , és erős detonátorokat használnak. . Ellentétben sok robbanóanyaggal, füstmentes por használatához nem szükséges robbanósapka, minden gyújtóanyag elegendő. A füstmentes porok robbanóanyagként való alkalmazásának hatékonysága gyulladás esetén összemérhető a bánya feketepor használatának hatékonyságával. Erőteljes detonátorok (a gyakorlatban legalább 400-600 gr. TNT) használatakor a hatékonyság a legtöbb egyedi robbanóanyag szintjén van .

Instabilitás és stabilizáció

A nitrocellulóz idővel lebomlik nitrogén-oxidok felszabadulásával, amelyek katalizálják a lőporkomponensek további lebomlását. A bomlási reakciók során hő szabadul fel, amely nagy mennyiségű lőpor hosszú távú tárolása vagy a lőpor magas hőmérsékleten (a gyakorlatban 25 °C feletti) tárolása esetén elegendő lehet az öngyulladáshoz.

Az egybázisú nitrocellulózporok a legérzékenyebbek a lebomlásra; A két- és hárombázisúak lassabban bomlanak le, ami a vegyszerállóság-stabilizátorok magasabb tartalmával és egyenletesebb eloszlásával jár együtt a lőpor térfogatában, mivel a nitroglicerin és más lágyítószerek hozzájárulnak a nitrocellulóz homogén műanyag állapotba való átviteléhez. A lőpor energiadús komponenseinek savas kémiai bomlástermékei (főleg nitrogén-oxidok, salétromsavak, salétromsavak) külön tárolva korrodálhatják a töltényhüvely, a töltet töltény és a lőszer fémeit, illetve a porcsomagolás fémeit.

A porkészítményben a savas bomlástermékek felhalmozódásának elkerülése érdekében stabilizátorokat adnak hozzá , amelyek közül a legnépszerűbbek a difenil -amin és a centrolitok (1. és 2. sz.). Használnak még 4-nitro-difenil -amint , N-nitrozo -difenil-amint és N-metil-p-nitroanilint . A stabilizátorokat a készítmény teljes tömegének 0,5-2%-a nagyságrendű mennyiségben adjuk hozzá; nagyobb mennyiségek némileg ronthatják a lőpor ballisztikai jellemzőit az oxigénháztartás eltolódása miatt. A stabilizátor mennyisége az idő múlásával csökken a puskapor savas bomlástermékeivel való reakciók során bekövetkező fogyasztás miatt, ami spontán égéshez vezethet, ezért a robbanóanyagokat időszakonként ellenőrizni kell a stabilizátorok mennyiségére. A kémiai stabilitást stabilizáló szerek tartalmának növelése segít megnövelni a hajtóanyagú robbanóanyag tárolási idejét, de csökkenti a portöltet ballisztikus tulajdonságait.

Füstmentes robbanóanyagok

A különböző típusú lőporok összetétele különféle aktív és segédkomponenseket tartalmazhat:

A puskapor tulajdonságai nagymértékben függenek a szemcsék méretétől és alakjától. A szemcsék felülete befolyásolja alakjuk változását és az égés sebességét. A szemcsék alakjának változtatásával a nyomás és a lőpor égési folyamatának görbéje idővel befolyásolható.

A gyorsabban égő kompozíciók magasabb hőmérsékleten nagyobb nyomást adnak, de növelik a fegyvercső kopását is.

A Primex por 0-40% nitroglicerint, 0-10% dibutil-ftalátot, 0-10% poliészter-adipátot, 0-5% gyantát, 0-5% etil-acetátot, 0,3-1,5% difenil-amint, 0-1,5% N-nitrozodifenil-amint tartalmaz. 0-1,5% 2-nitro-fenil-amin, 0-1,5% kálium-nitrát, 0-1,5% kálium-szulfát, 0-1,5% ón-oxid, 0,02-1% grafit, 0-1% kalcium-karbonát és a maradék 100% - nitrocellulóz . Az USA füstmentes por gyártójának anyagbiztonsági adatlapja

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ D. I. Mengyelejev életének és munkásságának krónikája. L.: Tudomány. 1984, 313. o
  2. ↑ Mengyelejev Dmitrij Ivanovics. Mengyelejev, D. I. Művei: 25 kötetben / Vezetőszerkesztő akad. V. G. Khlopin; Kötetgondozók: prof. S. P. Vukolov és hon. tevékenység Tudomány L. I. Bagal. - L.-M .. - A Szovjetunió Tudományos Akadémiája. - Leningrád-Moszkva: Szovjetunió Tudományos Akadémia, 1949. - S. 181-253. — 314 p.
  3. ↑ A Katyusha egyik alkotója Archivált 2015. október 24-én a Wayback Machine -nél .

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák