Nitroglicerina, nitroglicolii sunt lichide uleioase incolore, foarte sensibile la stres mecanic și, prin urmare, transportul nitroesterilor este interzis și sunt procesați la locul de fabricație.
Nitrometanul este un lichid mobil incolor, solubil în apă, detonează la impact și dintr-un impuls exploziv, impulsul minim de inițiere este de 3-5 g TNT, sensibil la șoc mecanic și frecare. Caracteristicile energetice sunt echivalente cu hexogenul.
Compoziția VS-6D este o compoziție eutectică cu patru componente. De aspect- lichid uleios de la galben deschis la galben închis. Nehigroscopic, insolubil în apă. Solubil în acetonă, dicloroetan, alcool etilic. Soluțiile alcaline descompun compoziția BC-6D. Are un efect toxic general la nivel de hexogen. Folosit în minele antipersonal ale sistemelor de minerit la distanță.
Compoziție LD-70 este un lichid foarte mobil de la galben deschis la galben închis. Conține dinitrat de dietilen glicol (70%) și dinitrat de trietilen glicol (30%). Proprietăți fiziceși compatibilitate cu materiale structurale precum cele ale VS-6D. Compatibil cu oțel 30, oțel 12Х18Н10Т, aluminiu A-70m, alamă, polietilenă, cauciuc IRP-1266.
Industria a dezvoltat noi explozivi lichizi puternici și ieftini, numiți „explozivi lichizi fabricați la punctul de utilizare” (vVzhIMI sau Kvazar-VV). O clasă de explozibili similari a fost descoperită la sfârșitul secolului al XIX-lea. și a primit numele de panclastite. Au un complex de caracteristici explozive și operaționale care le permit să fie clasificate ca explozivi puternici cu un diametru critic de 0,3 mm, un grad ridicat de pericol pentru o încărcare de electricitate statică și o sensibilitate scăzută (la nivelul TNT) la inițial. impulsuri mecanice.
Tabelul 16
| Explozie | Caracteristici inițiale | Caracteristici derivate | |||
| Plută | Căldură | Viteză detonaţie, | Eliberare volumetrică de energie, kJ/m 3 | Puterea de încărcare, kJ/(m 2 s) | |
| Muniție | 1075 | 4335 | 4190 | 45,4 | 19,0 |
| TNT | 1660 | 4230 | 7000 | 70,2 | 49,1 |
| VVZHI | 1290 | 6340 | 6700 | 81,8 | 54,8 |
Caracteristicile explozivilor lichizi în comparație cu compozițiile cunoscute
Din datele prezentate în tabel. 16 rezultă că Kvazar-VV, conform criteriilor de eliberare volumetrică de energie și putere, este superior TNT. Produsul rezidual din producerea acidului azotic concentrat, tetroxidul de azot, este folosit ca oxidant, iar ca combustibil sunt folosiți produse de hidrocarburi binecunoscute de cracare a petrolului (kerosen sau motorină). Aceste componente se amestecă bine. VZHIMI are un timp scurt, determinat, de regulă, de timpul de pregătire pentru explozie, dar nu mai mult decât perioada de depozitare garantată (o zi) și, dacă este necesar, poate fi ușor eliminat prin diluarea cu apă sau neutralizarea cu sifon. .
Mai multe despre subiectul Explozivi lichidi:
- Încălcarea regulilor de siguranță atunci când se efectuează lucrări miniere, construcții sau alte lucrări
- DIRECTIVA SEDIULUI WEHRMACHT DIN 7 FEBRUARIE 1941 PRIVIND GRADAREA URGENȚEI IMPLEMENTĂRII PROGRAMELOR DE PRODUCTIE
- DIN RAPORTUL DEPARTAMENTULUI DE ECONOMIE MILITARĂ ŞI INDUSTRIE MILITARĂ PRIVIND REZULTATELE OBŢINUTE ÎN PERIOADA DE LA 1 SEPTEMBRIE 1940 LA 1 APRILIE 1941
Explozivi se numesc compuși sau amestecuri chimice instabili care se transformă extrem de rapid sub influența unui anumit impuls în alte substanțe stabile cu degajarea unei cantități semnificative de căldură și a unui volum mare de produse gazoase care se află sub presiune foarte mare și, expansându-se, efectuează una sau o altă lucrare mecanică.
Explozivii moderni sunt fie compuși chimici (hexogen, TNT etc..), sau amestecuri mecanice(nitrat de amoniu și explozivi cu nitroglicerină).
Compuși chimici se obțin prin tratarea diferitelor hidrocarburi cu acid azotic (nitrare), adică prin introducerea de substanțe precum azotul și oxigenul în molecula de hidrocarbură.
Amestecuri mecanice sunt realizate prin amestecarea substanțelor bogate în oxigen cu substanțe bogate în carbon.
În ambele cazuri, oxigenul este într-o stare legată de azot sau clor (excepția este oxilicități, unde oxigenul este în stare liberă nelegată).
În funcție de conținutul cantitativ de oxigen din exploziv, oxidarea elementelor combustibile în procesul de transformare explozivă poate fi complet sau incomplet, iar uneori oxigenul poate rămâne chiar în exces. În conformitate cu aceasta, se disting explozivii cu echilibru de oxigen în exces (pozitiv), zero și insuficient (negativ).
Cele mai profitabile sunt explozivii care au un echilibru de oxigen zero, deoarece carbonul este complet oxidat la CO2 și hidrogenul la H2O, Ca rezultat, cantitatea maximă de căldură posibilă pentru un anumit exploziv este eliberată. Un exemplu de astfel de exploziv ar fi dinaftalită, care este un amestec de azotat de amoniu și dinitronaftalină:
La echilibrul excesului de oxigen oxigenul rămas neutilizat se combină cu azotul pentru a forma oxizi de azot foarte toxici, care absorb o parte din căldură, ceea ce reduce cantitatea de energie eliberată în timpul exploziei. Un exemplu de exploziv cu un echilibru de oxigen în exces este nitroglicerină:
Pe de altă parte, când echilibru insuficient de oxigen nu tot carbonul este transformat în dioxid de carbon; o parte din acesta este oxidată numai la monoxid de carbon. (CO) care este, de asemenea, otrăvitor, deși într-o măsură mai mică decât oxizii de azot. În plus, o parte din carbon poate rămâne în formă solidă. Carbonul solid rămas și oxidarea sa incompletă numai la CO duc la o scădere a energiei eliberate în timpul exploziei.
Într-adevăr, în timpul formării unei molecule gram de monoxid de carbon, se eliberează doar 26 kcal/mol de căldură, în timp ce în timpul formării unei molecule gram de dioxid de carbon se eliberează 94 kcal/mol.
Un exemplu de exploziv cu un echilibru negativ de oxigen este TNT:
În condiții reale, atunci când produsele de explozie efectuează lucrări mecanice, apar reacții chimice suplimentare (secundare), iar compoziția reală a produselor de explozie diferă oarecum de schemele de calcul date, iar cantitatea de gaze toxice din produsele de explozie se modifică.
Clasificarea explozivilor
Explozivii pot fi în stare gazoasă, lichidă și solidă sau sub formă de amestecuri de substanțe solide sau lichide cu substanțe solide sau gazoase.
În prezent, atunci când numărul de explozibili diferiți este foarte mare (mii de articole), împărțirea acestora numai pe starea fizică este complet insuficientă. Această diviziune nu spune nimic nici despre performanța (puterea) explozivilor, prin care se putea judeca domeniul de aplicare al unuia sau altuia dintre ei, nici despre proprietățile explozivilor, după care se putea aprecia gradul de pericol în manipulare și depozitare. . . Prin urmare, în prezent sunt acceptate alte trei clasificări ale explozivilor.
După prima clasificare Toți explozivii sunt împărțiți în funcție de puterea și domeniul de aplicare în:.
A) putere crescută (PETN, hexogen, tetril);
B) putere normală (TNT, acid picric, plastite, tetritol, amoniți de rocă, amoniți care conțin 50-60% TNT și explozivi gelatinoși cu nitroglicerină);
B) putere redusă (explozivi cu azotat de amoniu, pe lângă cei menționați mai sus, explozivi cu nitroglicerină sub formă de pulbere și cloratite).
3. Explozivi propulsori(pulbere neagră și pulbere de piroxilină și nitroglicerină fără fum).
Această clasificare, desigur, nu include toate denumirile explozivilor, ci doar pe cele care sunt utilizate în principal în operațiunile de explozie. În special, sub denumirea generală de explozivi cu azotat de amoniu există zeci de compoziții diferite, fiecare cu propriul nume separat.
A doua clasificareîmparte explozivul după lor compoziție chimică:
1. Compuși nitro; substanțele de acest tip conțin două până la patru grupe nitro (NO 2); Acestea includ tetril, TNT, hexogen, tetritol, acid picric și dinitronaftalena, care face parte din unii explozivi de azotat de amoniu.
2. Nitroesteri; Substanțele de acest tip conțin mai multe grupe nitrați (ONO 2). Acestea includ PETN, explozivi cu nitroglicerină și pulberi fără fum.
3. Săruri de acid azotic- substanțe care conțin grupa NO 3, al cărei reprezentant principal este azotatul de amoniu NH 4 NO 3, care face parte din toți explozivii cu azotat de amoniu. Acest grup include, de asemenea, azotat de potasiu KNO 3 - baza pulberii negre și azotat de sodiu NaNO 3, care face parte din explozivii cu nitroglicerină.
4. Săruri de acid hidronitric(HN 3), din care se utilizează numai azidă de plumb.
5. Săruri ale acidului fulminat(HONC), din care se folosește numai fulminat de mercur.
6. Săruri ale acidului percloric, așa-numitele cloratite și percloratite, - explozivi în care componenta principală - purtătorul de oxigen - este cloratul sau perclorat de potasiu (KClO 3 și KClO 4); acum sunt folosite foarte rar. Separat de această clasificare este un exploziv numit oxyliquit.
Pe baza structurii chimice a unui exploziv, se pot aprecia proprietățile sale de bază:
Sensibilitatea, durabilitatea, compoziția produselor de explozie, prin urmare, puterea substanței, interacțiunea acesteia cu alte substanțe (de exemplu, cu materialul învelișului) și o serie de alte proprietăți.
Natura legăturii dintre grupările nitro și carbon (în compuși nitro și nitro esteri) determină sensibilitatea explozivului la influențele externe și stabilitatea acestora (conservarea proprietăților explozive) în condiții de depozitare. De exemplu, compușii nitro, în care azotul din grupa NO 2 este legat direct de carbon (C-NO 2), sunt mai puțin sensibili și mai stabili decât nitroesterii, în care azotul este legat de carbon printr-unul dintre oxigenii din gruparea ONO2 (C-O-N02); o astfel de conexiune este mai puțin puternică și face explozivul mai sensibil și mai puțin persistent.
Numărul de grupuri nitro conținute într-un exploziv caracterizează puterea acestuia din urmă, precum și gradul de sensibilitate a acestuia la influențele externe. Cu cât mai multe grupuri nitro într-o moleculă explozivă, cu atât este mai puternică și mai sensibilă. De exemplu, mononitrotoluen(avand doar o grupa nitro) este un lichid uleios care nu are proprietati explozive; dinitrotoluen, care conține două grupe nitro, este deja o substanță explozivă, dar cu caracteristici explozive slabe; și, în sfârșit Trinitrotoluen (TNT), având trei grupe nitro, este un exploziv destul de satisfăcător din punct de vedere al puterii.
Compușii dinitro sunt utilizați într-o măsură limitată; Majoritatea explozibililor moderni conțin trei sau patru grupuri nitro.
Prezența altor grupuri în explozivi îi afectează, de asemenea, proprietățile. De exemplu, azotul suplimentar (N 3) în RDX crește sensibilitatea acestuia din urmă. Gruparea metil (CH 3) din TNT și tetril asigură că acești explozivi nu interacționează cu metalele, în timp ce gruparea hidroxil (OH) din acidul picric este motivul interacțiunii ușoare a substanței cu metalele (cu excepția staniului) și a aspectului. de așa-numiții picrati fie ai altor metale, care sunt substanțe explozive care sunt foarte sensibile la impact și frecare.
Explozivii obținuți prin înlocuirea hidrogenului cu un metal în acid hidronitros sau fulminat provoacă fragilitatea extremă a legăturilor intramoleculare și, în consecință, sensibilitatea deosebită a acestor substanțe la influențele externe mecanice și termice.
Pentru lucrările de sablare din viața de zi cu zi, se adoptă a treia clasificare a explozivilor: - asupra admisibilităţii utilizării lor în anumite condiţii.
Conform acestei clasificări, se disting următoarele trei grupuri principale:
1. Explozivi omologați pentru lucru deschis.
2. Explozivi aprobați pentru lucrări subterane în condiții care sunt ferite de posibilitatea de explozie a mucegaiului și a prafului de cărbune.
3. Explozivi aprobați numai pentru condiții periculoase din cauza posibilității unei explozii de gaz sau praf (explozivi de siguranță).
Criteriul de atribuire a unui exploziv unui anumit grup este cantitatea de gaze toxice (dăunătoare) eliberate în timpul exploziei și temperatura produselor de explozie. Da, TNT pentru că cantitate mare gazele toxice generate în timpul exploziei pot fi utilizate numai în muncă deschisă ( constructii si exploatare), în timp ce explozivii de azotat de amoniu sunt permisi atât în lucrările deschise, cât și în subterane, în condiții care nu sunt periculoase din punct de vedere al gazului și al prafului. Pentru lucrările subterane, unde este posibilă prezența amestecurilor de gaz exploziv și praf-aer, sunt permise numai explozivii cu o temperatură scăzută a produselor de explozie.
Fiecare nouă generație încearcă să le depășească pe generațiile anterioare în ceea ce se numește umplutura pentru mașinile infernale și alte lucruri, cu alte cuvinte - în căutarea unui exploziv puternic. S-ar părea că era explozivilor sub formă de praf de pușcă se estompează treptat, dar căutarea de noi explozibili nu se oprește. Cu cât masa explozivului este mai mică și puterea sa distructivă este mai mare, cu atât este mai bine experților militari. Robotica dictează o intensificare a căutării unui astfel de exploziv, precum și utilizarea rachetelor mici și a bombelor de mare putere distructivă pe UAV.
Desigur, o substanță ideală din punct de vedere militar este puțin probabil să fie descoperită vreodată, dar evoluțiile recente sugerează că încă se poate obține ceva apropiat de un astfel de concept. Aproape de idealitate înseamnă aici depozitare stabilă, putere distructivă mare, volum mic și transport ușor. Nu trebuie să uităm că și prețul unui astfel de exploziv trebuie să fie acceptabil, altfel crearea de arme pe baza acestuia poate devasta pur și simplu bugetul militar al unei anumite țări.
Evoluții au loc de mult timp în ceea ce privește utilizarea formulelor chimice de substanțe precum trinitrotoluen, pentrita, hexogen și o serie de altele. Cu toate acestea, este extrem de rar ca știința „explozivă” să ofere produse complet noi.
De aceea, apariția unei astfel de substanțe precum hexantirogexaazaisowurtzitane (numele este legat de limbă) poate fi considerată o adevărată descoperire în domeniul său. Pentru a nu rupe limba, oamenii de știință au decis să dea acestei substanțe un nume mai digerabil - CL-20.
Această substanță a fost obținută pentru prima dată acum aproximativ 26 de ani - în 1986 stat american California. Particularitatea sa constă în faptul că densitatea de energie din această substanță este încă maximă în comparație cu alte substanțe. Densitatea mare de energie a CL-20 și concurența redusă în producția sa înseamnă că costul unor astfel de explozivi astăzi este pur și simplu astronomic. Un kilogram de CL-20 costă aproximativ 1.300 de dolari. Desigur, acest preț nu permite utilizarea unui agent exploziv la scară industrială. Cu toate acestea, în curând, cred experții, prețul acestui exploziv poate scădea semnificativ, deoarece există opțiuni pentru sinteza alternativă a.
Dacă comparăm hexanthirogexaazaisowurtzitanul cu cel mai eficient exploziv folosit astăzi în scopuri militare (octogen), atunci costul acestuia din urmă este de aproximativ o sută de dolari pe kg. Cu toate acestea, hexanthirogexaazaisowurtzitane este mai eficient. Viteza de detonare a lui CL-20 este de 9660 m/s, care este cu 560 m/s mai mare decât cea a HMX. Densitatea CL-20 este, de asemenea, mai mare decât cea a aceluiași HMX, ceea ce înseamnă că perspectivele pentru hexanthirogexaazaisowurtzitane ar trebui să fie, de asemenea, bune.
Una dintre zonele posibile pentru utilizarea CL-20 astăzi este dronele. Totuși, există o problemă aici, deoarece CL-20 este foarte sensibil la influențele mecanice. Chiar și scuturarea obișnuită, care poate apărea cu un UAV în aer, poate provoca detonarea substanței. Pentru a evita explozia dronei în sine, experții au propus utilizarea CL-20 în integrare cu o componentă din plastic care ar reduce nivelul de impact mecanic. Dar, de îndată ce au fost efectuate astfel de experimente, s-a dovedit că hexanthirogexaazaisowurtzitane (formula C6H6N12O12) își pierde foarte mult proprietățile sale „ucigaș”.
Se pare că această substanță are perspective enorme, dar de două decenii și jumătate nimeni nu a reușit să o gestioneze cu înțelepciune. Dar experimentele continuă și astăzi. Americanul Adam Matzger lucrează la îmbunătățirea CL-20, încercând să schimbe forma acestei probleme.
Matzger a decis să folosească cristalizarea dintr-o soluție comună pentru a obține cristale moleculare ale substanței. Drept urmare, au venit cu o variantă în care pentru fiecare 2 molecule de CL-20 există 1 moleculă de HMX. Viteza de detonare a acestui amestec este între vitezele celor două substanțe indicate separat, dar noua substanță este mult mai stabilă decât CL-20 în sine și mai eficientă decât HMX.
Care este cel mai eficient exploziv din lume?...
„Lasă gudronul, dinamita și amonialul să spargă!
Teroare în SUA: o altă explozie a avut loc în New Jersey
Am văzut munții ăștia la televizor”.
Versurile cântecului de S. Shpanova, E. Rodionova
Uzina chimică Kalinovsky a creat un nou exploziv în emulsie, Sferit-DP, care este cu 20 la sută mai puternic decât TNT, dar în același timp mai sigur de utilizat și mai ieftin de produs. Conform scopului său, „Spherit-DP” este un exploziv industrial aparținând clasei II. Poate fi folosit atât pentru explozii în munți, cât și în minele.
De asemenea, este potrivit ca detonator pentru explozivi care au sensibilitate scăzută la detonare și în încărcături aeriene care funcționează la temperaturi de la minus 50 la plus 50 de grade.
Puterea crescută a noului exploziv este asigurată de faptul că în emulsia finită există puțină apă, ceea ce crește căldura calculată a exploziei sale. Pentru minerit, noi explozivi sunt produși sub formă de cartușe într-o carcasă de plastic de diferite diametre, astfel încât sunt convenabile pentru utilizare în mine și în munți. Serviciul de presă al întreprinderii remarcă eficiența economică ridicată a utilizării acestui exploziv, în comparație cu amonitul tradițional, și subliniază că analogii săi, produși în cantități industriale, nu sunt în prezent disponibili pe piața internă.
Bine si ce explozibilidelocau fost create de omeniretoatepovestea lui?
A apărut înaintea altor explozibili pulbere neagră neagră- un amestec mecanic de sulf, salpetru și cărbune. Cel mai probabil a fost inventat fie în India, fie în China, unde existau multe zăcăminte accesibile de salpetru, dar astfel de praf de pușcă era folosit doar... în scop de divertisment, pentru artificii și rachete. Abia în 1259 chinezii au folosit praful de pușcă pentru a crea „lânca focului furios”, care amintește oarecum de aruncatorii de flăcări din cel de-al Doilea Război Mondial. Atunci arabii care trăiau în Spania au fost primii care au folosit praful de pușcă în Europa. Este adevărat că se știe că filosoful și omul de știință englez Roger Bacon (aproximativ 1214-1292) într-una dintre lucrările sale a raportat despre compoziția explozivă a nitrat-gri-cărbune, adică pulberea neagră neagră.
Cu toate acestea, până în vremea noastră au supraviețuit vase ceramice din același secol al XIII-lea, pe pereții cărora s-au păstrat urme de fulminat de mercur. Ce este fulminatul de mercur, dacă nu este cunoscut tuturor? fulminat de mercur- un exploziv puternic și periculos folosit în capacele detonatoarelor. Adevărat, a fost descoperit în 1799 de chimistul englez Edward Howard împreună cu „argint exploziv”. Dar poate era cunoscut și de alchimiștii medievali mai devreme?
De asemenea, a fost cunoscut de foarte mult timp azidă de plumb- o sare a acidului hidronitric care explodeaza usor la cea mai mica frecare sau impact. Atunci chimistul italian Ascaño Sobrero a descoperit în 1847 nitroglicerină, care s-a dovedit a fi explozibili puterniciși... un medicament pentru bolile de inimă. O reclamă pentru acest exploziv a fost creată de nimeni altul decât Jules Verne, care în romanul „Insula misterioasă” nu numai că a descris puterea sa teribilă, ci chiar și metoda de preparare, deși a exclus o etapă importantă a sintezei sale.
Alfred Nobel, fondator Premiul Nobel, s-a ocupat și de nitroglicerina și în 1867 a inventat dinamită, aceeași nitroglicerină, dar amestecată doar cu pământ de diatomee sau pământ infuzor și, prin urmare, mai sigur de manipulat. Ulterior, tema pericolelor asociate cu utilizarea nitroglicerinei a devenit baza intrigii filmului „Salariile fricii” (1953), în care șoferii transportă nitroglicerină cu camionul și își asumă riscuri teribile. Ei bine, în filmul de comedie „Harry și Walter merg la New York” (1976), nitroglicerina este folosită pentru a deschide ușile sigure și pare la fel de simplu ca și cum ar fi ulei vegetal obișnuit.
Cu toate acestea, în ciuda utilizării pe scară largă a dinamitei, ca să spunem așa, „în viața de zi cu zi”, aceasta nu a fost folosită în război din cauza sensibilității sale ridicate. Un exploziv mai puternic decât praful de pușcă, atât fum, cât și fără fum, a devenit piroxilină(sau trinitrat de celuloză), pe care Jules Verne l-a descris și în „The Mysterious Island” și care a fost obținut de A. Braconnot încă din 1832. În 1890, D.I. Mendeleev și-a dat seama cum să-l producă în siguranță. După care atât obuzele, cât și torpilele au început să fie umplute cu piroxilină. armata rusă iar marina.
Mai întâi francezii, apoi japonezii, au început să umple obuzele tunurilor navale cu așa-numitele acid picric- tritrofenolul, care a fost folosit mai întâi ca colorant galben și abia mai târziu ca explozibil puternic. Războiul ruso-japonez a devenit apoteoza folosirii acestui tip de exploziv, dar si-a aratat si marele pericol. Formând oxizi cu suprafața metalică din interiorul proiectilelor (picriti), acidul picric a explodat în momentul tragerii, astfel încât proiectilul nici măcar nu a avut timp să zboare din țeava pistolului.
Pentru a preveni acest lucru, japonezii au venit cu ideea de a turna o încărcătură din acid picric cristalin în forma cavității interne a proiectilului, împachetându-l în hârtie de orez, apoi și în folie de plumb și numai în această formă plasată. în interiorul proiectilului. Acest know-how a sporit siguranța în mod semnificativ, dar nu complet. În legătură cu aceasta, britanicii, de exemplu, s-au întors din nou la umplerea obuzelor de tunuri navale cu pulbere neagră și au reținut obuzele cu lyddite (numele englezesc pentru exploziv picrin) ca ... „arme apocalipsei”, adică fără speranță. pentru nava de război situatii.
Este clar că utilizarea unui astfel de periculos substanta de combatere armata a refuzat imediat, înlocuindu-l în timpul primului război mondial cu trinitrotoluen ceva mai puțin puternic, dar mai sigur, sau TNT. Și primele obuze cu TNT au apărut în Germania și SUA în 1902. TNT a devenit, s-ar putea spune, umplerea standard a tot ceea ce explodează, atât în timpul Primului, cât și al celui de-Al Doilea Război Mondial, și chiar, în plus, un indicator al puterii explozivilor, a căror putere se măsoară în raport cu TNT. Și acest lucru s-a întâmplat nu numai datorită puterii sale. TNT este, de asemenea, destul de sigur de manevrat și are proprietăți tehnologice înalte. Se topeste usor si se toarna in orice forma. Cu toate acestea, căutarea unor explozibili și mai puternici nu s-a oprit odată cu răspândirea TNT.
Deci, în 1899, chimistul german Hans Genning a brevetat un medicament pentru infecțiile tractului urinar - RDX, care s-a dovedit a fi un exploziv puternic! Un kilogram de hexogen este egal ca putere cu 1,25 kilograme de TNT. În 1942 a apărut HMX, care a început să fie folosit în amestec cu TNT. Acest exploziv s-a dovedit a fi atât de puternic încât un kilogram de HMX poate înlocui patru kilograme de TNT.
La începutul anilor 60 ai secolului trecut în SUA a fost sintetizat exploziv cu nitrat de hidrazină, care era deja de 20 de ori mai puternic decât TNT. Totuși, acest exploziv avea un miros complet dezgustător și greu de suportat... de fecale, așa că în cele din urmă a fost abandonat.
Există și explozibili ca teno. Dar este prea sensibil, motiv pentru care este greu de folosit. La urma urmei, armata are nevoie nu atât de explozibili mai puternici decât alții, ci de cei care nu explodează la cea mai mică atingere și pot fi depozitați în depozite ani de zile.
Prin urmare, nu este potrivit pentru rolul de superexplozivi și uree triciclică, creată în China în anii 80 ai secolului trecut. Doar un kilogram din acesta ar putea înlocui 22 de kilograme de TNT. Dar, în practică, acest exploziv nu este potrivit pentru uz militar datorită faptului că chiar a doua zi, în timpul depozitării normale, se transformă în mucus. Dinitrourea, pe care l-au inventat și chinezii, este mai slab, dar mai ușor de păstrat.
Sunt explozibili americani CL-20, din care un kilogram este, de asemenea, egal cu 20 de kilograme de TNT. În plus, este important ca acesta să aibă o rezistență ridicată la impact.
Apropo, puterea explozivului poate fi mărită prin adăugarea de pulbere de aluminiu. Acești explozivi sunt numiti amoniale- conțin aluminiu și desiș. Cu toate acestea, au și dezavantajul lor - aglomerare mare. Așa că căutarea „explozivului ideal”, aparent, va continua mult timp.
Este interesant că în timpul Marelui Război Patriotic, când nevoia de explozibili era foarte acută pentru industria noastră, ei au învățat să folosească explozivi în locul tradiționalului TNT. dinamon gradul „T” dintr-un amestec de... azotat de amoniu și turbă măcinată. Dar în Asia Centrala atât bombele, cât și minele au fost umplute cu dinamon marca Zh, în care rolul de turbă a fost jucat de... tort de bumbac.
- Asta e puterea, știi? Puterea conținută în materie. Materia are o putere monstruoasă. Eu... simt la atingere că totul este plin în ea... Și toate acestea sunt reținute... printr-un efort incredibil. Odată ce îl scuturi din interior, bam! - descompunere. Totul este o explozie.
Karel Capek, „Krakatit”
Genialul inginer chimist pe jumătate nebun, Prokop, a dat în această epigrafă o definiție foarte precisă, deși ciudată, a explozivilor. Despre aceste substanțe, care au determinat în mare măsură dezvoltarea civilizației umane, vom vorbi în acest articol. Desigur, nu vom vorbi doar despre utilizarea militară a explozivilor - domeniul de aplicare a acestuia este atât de larg încât nu se încadrează în nicio formulă „în și afară”. Tu și cu mine trebuie să ne dăm seama ce este o explozie, să ne familiarizăm cu tipurile de explozivi, să ne amintim istoria apariției, dezvoltării și îmbunătățirii acestora. Informațiile curioase sau pur și simplu interesante despre tot ceea ce ține de explozii nu vor fi omise.
Pentru prima dată în practica mea de autor, sunt forțat să emit un avertisment - nu vor exista rețete pentru fabricarea explozivilor, descrieri ale tehnologiei sau diagrame de aspect ale dispozitivelor explozive în articol. Speranță de înțelegere.
Ce este o explozie?
„Și iată explozia de la Grottup”, a spus bătrânul: în imagine sunt nori de fum roz aruncați de flăcări galbene de sulf sus, până la margine; Corpuri umane sfâșiate atârnă îngrozitor de fum și flăcări. — Peste cinci mii de oameni au murit în această explozie. A fost o mare nenorocire”, oftă bătrânul. - Aceasta este ultima mea poză.
Karel Capek, „Krakatit”
Răspunsul la această întrebare aparent foarte simplă nu este atât de simplu pe cât ar părea la prima vedere. Cele mai frecvente și definiție precisă explozia nu există până astăzi. Cărțile de referință și enciclopediile academice oferă o definiție foarte vagă a tipului „un proces fizic și chimic necontrolat, cu curgere rapidă, cu eliberare de energie semnificativă într-un volum mic”. Punctul slab al acestei definiții este că nu sunt specificate criterii cantitative.
Semn internațional „Atenție! Exploziv". Laconic și extrem de clar.
Volumul, cantitatea de energie eliberată și timpul de apariție - toate aceste cantități pot fi, desigur, aduse la conceptul de „putere specifică minimă”, care va determina limita peste care procesul poate fi considerat exploziv. Dar se întâmplă că nimeni nu are nevoie cu adevărat de o asemenea precizie a definițiilor - personalul militar, geologii, pirotehnicienii, fizicienii nucleari, astrofizicienii și tehnologii au propriile criterii de explozie. Un artilerist pur și simplu nu va întreba dacă rezultatul unui proiectil cu fragmentare puternic exploziv ar trebui considerat o explozie, iar un astrofizician, atunci când i se pune o întrebare similară cu privire la o supernovă, va ridica în general din umeri uluit.
Exploziile diferă în ceea ce privește natura fizică a sursei de energie și modul în care aceasta este eliberată. Pentru a evidenția exploziile chimice care ne interesează, să încercăm să înțelegem ce alte explozii există.
Explozie termodinamică- o categorie destul de mare de procese rapide cu eliberare de energie termica sau cinetica. De exemplu, dacă creșteți presiunea gazului într-un vas sigilat, mai devreme sau mai târziu vasul se va prăbuși și va avea loc o explozie. Și dacă un vas sigilat cu un lichid supraîncălzit sub presiune este deschis rapid, se va produce o explozie din cauza eliberării presiunii, fierberii instantanee a lichidului și formării undelor de șoc.
Explozie cinetică— conversia energiei cinetice a unui corp material în mișcare în energie termică în timpul frânării bruște. Căderea unei mingi de foc pe Pământ este un exemplu foarte tipic de explozie cinetică. Impactul unui proiectil perforator asupra blindajului unui tanc ar putea fi considerat și o explozie cinetică, dar aici totul este ceva mai complicat - natura explozivă a interacțiunii este asigurată nu numai de efectul pur termic al impactului. Electronii liberi din metalul proiectilului, care se deplasează cu aceeași viteză, în timpul frânării bruște continuă să se miște prin inerție, formând curenți uriași în conductor.
Distrugerea celei de-a 4-a unități de putere Centrala nucleara de la Cernobîl- o explozie termodinamică tipică.
Explozie electrică— eliberarea energiei termice în timpul trecerii așa-numiților curenți de „șoc” în conductor. Aici natura explozivă a procesului este determinată de rezistența conductorului și de mărimea curentului care trece. De exemplu, un condensator cu o capacitate de 100 μF, încărcat la 300 V, acumulează energie de 4,5 J. Dacă închideți bornele condensatorului cu un fir subțire, această energie va fi eliberată pe fir sub formă de căldură în zeci de microsecunde, dezvoltând o putere de zeci și chiar sute de kilowați. În acest caz, firul, desigur, se va evapora - adică va avea loc o explozie. O explozie electrică poate fi considerată și o descărcare de fulger într-o furtună.
Explozie nucleara este procesul de eliberare a energiei intranucleare a atomilor în timpul reacțiilor nucleare necontrolate. Aici, energia este eliberată nu numai sub formă de căldură - spectrul de radiații în domeniul electromagnetic în timpul unei explozii nucleare este cu adevărat colosal. În plus, energie explozie nucleara purtate de fragmente de fisiune sau produse de fuziune, electroni rapizi și neutroni.
Conceptul de explozie în rândul astrofizicienilor este de neconceput din perspectiva scărilor terestre - aici vorbim despre eliberarea de energie în cantități pe care omenirea probabil nu le va produce pe toată perioada existenței sale. Datorită exploziilor de supernove de prima și a doua generație, care au provocat eliberarea de elemente grele, a apărut Sistemul Solar, pe a treia planetă a cărei viață ar putea apărea. Și dacă ne amintim de teoria Big Bang-ului, putem spune cu încredere că nu numai viața pe pământ, ci și întregul nostru univers își datorează existența exploziei.
Explozie chimică
Nu există termochimie. Distrugere. Chimie distructivă, asta este. Acesta este un lucru uriaș, Tomesh, din punct de vedere pur științific.
Karel Capek, „Krakatit”
Ei bine, acum se pare că ne-am hotărât asupra acelor tipuri de explozii pe care nu le vom lua în considerare în continuare. Să trecem la subiectul care ne interesează – binecunoscutele explozii chimice.
O explozie chimică de test de o sută de tone la locul de testare nuclear de la Alamogordo.
Explozie chimică este procesul de transformare a energiei interne a legăturilor moleculare în energie termică în timpul apariției rapide și necontrolate a reacțiilor chimice. Dar în această definiție găsim aceeași problemă ca și în cazul definiției unei explozii în general - nu există un consens asupra proceselor chimice care pot fi considerate o explozie.
În opinia majorității experților, cel mai strict criteriu pentru o explozie chimică este propagarea reacției datorită procesului de detonare, și nu deflagrația.
Detonaţie este propagarea supersonică a unui front de compresie cu o reacție exotermă însoțitoare într-o substanță. Mecanismul detonației este că, ca urmare a declanșării unei reacții chimice, o mare cantitate de energie termică și produse gazoase sunt eliberate la presiune ridicată, ceea ce creează o undă de șoc. Când frontul său trece prin substanță, are loc un șoc de șoc și temperatura crește brusc (în fizică, acest fenomen este descris printr-un proces adiabatic), inițiind o reacție chimică ulterioară. Astfel, detonarea este un mecanism de auto-susținere pentru cea mai rapidă implicare (avalanșă) a unei substanțe într-o reacție chimică.
Aprinderea unui cap de chibrit are loc de mii de ori mai lent decât cea mai lentă explozie.
Într-o notă: viteza de detonare este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui exploziv. Pentru explozivi solizi, acesta variază de la 1,2 km/s până la 9 km/s. Cu cât viteza de detonare este mai mare, cu atât este mai mare presiunea în zona de compactare și eficiența exploziei.
Deflagraţie- un proces redox subsonic în care frontul de reacție se mișcă datorită transferului de căldură. Adică vorbim despre binecunoscutul proces de ardere a unui agent reducător într-un agent oxidant. Viteza de propagare a frontului de ardere este determinată nu numai de puterea calorică a reacției și de eficiența transferului de căldură în substanță, ci și de mecanismul de acces al oxidantului în zona de reacție.
Dar și aici nu totul este clar. De exemplu, un jet puternic de gaz inflamabil în atmosferă va arde într-un mod destul de complex - nu numai de-a lungul suprafeței jetului de gaz, ci și în acea parte a volumului în care aerul va fi aspirat datorită efectului de jet. În acest caz, sunt posibile și procesele de detonare - un fel de „pop” cu defalcarea flăcării.
Acesta este interesant: Laboratorul de ardere al Institutului de Cercetare a Fizicii, unde am lucrat cândva, se luptă cu problema detonării controlate a unei torțe cu hidrogen de mai bine de doi ani. În acele zile, era numit în glumă „Laboratorul de ardere și, dacă era posibil, explozia”.
Din tot ceea ce s-a spus, ar trebui trasă o concluzie importantă - există o varietate de combinații de procese de ardere și detonare și tranziții într-o direcție sau alta. Din acest motiv, pentru simplitate, diferite procese exoterme rapide sunt de obicei clasificate ca explozii chimice fără a specifica natura lor.
Terminologie necesară
- Despre ce vorbesti, ce numere sunt acolo! Primul experiment... cincizeci la sută amidon... și biscuitul sa spart; un inginer și doi asistenți de laborator... tot în bucăți. Nu mă crezi? Experimentul doi: bloc Trauzl, nouăzeci la sută vaselină și boom! Acoperișul a fost aruncat în aer, un muncitor a fost ucis; Tot ce a mai rămas din bloc au fost trosnituri.
Karel Capek, „Krakatit”
Costum de protecție Sapper. Neutralizează dispozitivele explozive cu design necunoscut.
Înainte de a trece la o cunoaștere directă cu explozivii, ar trebui să înțelegem puțin despre unele dintre conceptele asociate cu această clasă de compuși chimici. Probabil că ați auzit cu toții termenii „încărcare explozivă mare” și „explozivi mari”. Să ne dăm seama ce înseamnă.
Explozivitate ridicată- caracteristica cea mai generală a unui exploziv care determină măsura eficacității sale distructive. Explozivitatea ridicată depinde direct de cantitatea de produse gazoase eliberate în timpul exploziei.
Atunci când se evaluează numeric explozivitatea ridicată, se folosesc diferite metode, dintre care cea mai faimoasă este Testul lui Trauzl. Testul se efectuează prin detonarea unei încărcături cântărind 10 grame plasată într-un recipient cilindric de plumb închis ermetic (numit uneori Bombă Trauzl). Când are loc o explozie, containerul se umflă. Diferența dintre volumele sale înainte și după explozie, exprimată în centimetri cubi, este o măsură a explozivității ridicate. Adesea folosesc așa-numitele explozivitate relativ mare, exprimat ca raport dintre rezultatele obținute și rezultatele detonării a 10 grame de TNT cristalin.
Într-o notă: explozivitatea relativ mare nu trebuie confundată cu echivalentul TNT - acestea sunt concepte complet diferite.
Astfel de rupturi ale carcasei indică o strălucire scăzută a încărcăturii.
Brisance- capacitatea explozivilor de a produce, în timpul unei explozii, fragmentarea unui mediu solid în imediata apropiere a sarcinii (mai multe dintre razele acesteia). Această caracteristică depinde în primul rând de starea fizică a explozivului (densitate, uniformitate, grad de măcinare). Odată cu creșterea densității, brisance crește simultan cu creșterea vitezei de detonare.
Brisanța poate fi reglată în limite largi prin amestecarea explozivului cu așa-numitele flegmatizatori- compuși chimici incapabili de explozie.
Pentru a măsura brisance în cele mai multe cazuri, indirect Testul Hess, în care se pune pe un cilindru de plumb de o anumită înălțime și diametru, se detonează o încărcătură de 50 de grame, apoi se măsoară înălțimea cilindrului comprimat de explozie. Diferența dintre înălțimile cilindrului înainte și după explozie, exprimată în milimetri, este o măsură a brisantei.
Cu toate acestea, testul Hess nu este potrivit pentru testarea explozivilor puternici - o încărcare de 50 de grame distruge pur și simplu cilindrul de plumb la sol. Pentru astfel de cazuri este folosit Brisantometru Casta cu un cilindru de cupru numit concasor.
O astfel de explozie este foarte eficientă, dar, de regulă, ineficientă.
vene - s-a cheltuit prea multă energie încălzind norul de fum.
Într-o notă: Explozivitatea ridicată și brisance sunt cantități care nu sunt legate între ele. Cândva, în tinerețea mea, eram interesat de chimia explozivilor. Și într-o zi, câteva grame de peroxid de acetonă pe care le-am primit au detonat spontan, distrugând creuzetul de faianță până la cel mai fin praf, acoperind masa cu un strat subțire. În acel moment, eram literalmente la un metru de explozie, dar nu am fost rănit deloc. După cum puteți vedea, peroxidul de acetonă are o strălucire excelentă, dar explozibilitate scăzută. Aceeași cantitate de exploziv puternic ar putea duce la barotraumă și chiar o contuzie.
Sensibilitate - o caracteristică care determină probabilitatea unei explozii sub o anumită influență specifică asupra unui exploziv. Cel mai adesea, această valoare este prezentată sub aspectul valorii minime de expunere care duce la o explozie garantată în anumite condiții standard.
Există multe metode diferite pentru a determina o anumită sensibilitate (impact, frecare, încălzire, descărcare de scânteie, lumbago, detonare). Toate aceste sensibilități sunt extrem de importante pentru producția, transportul și utilizarea în siguranță a explozivilor.
Acesta este interesant:Înregistrările de sensibilitate aparțin unor compuși chimici foarte simpli. Iodură de azot (alias nitrură de triiod) I3N în formă uscată detonează dintr-o lumină, prin ținerea unei pene, prin presiune ușoară sau încălzire, chiar și dintr-un sunet puternic. Acesta este poate singurul exploziv care detonează din radiația alfa. Și un cristal de trioxid de xenon - cel mai stabil dintre oxizi de xenon - este capabil să detoneze din propria greutate dacă masa lui depășește 20 mg.
Sudarea prin explozie oferă această imagine a cusăturii pe tăietură. Valul este clar vizibil
structură în formă formată dintr-o undă de șoc staționară în detaliu.
Sensibilitatea la detonare primește un termen special - susceptibil, adică capacitatea unei încărcături explozive de a exploda atunci când este expusă la factorii de explozie ai unei alte încărcături. Cel mai adesea, susceptibilitatea este exprimată în termeni de masa de fulminat de mercur necesară pentru a asigura detonarea garantată a încărcăturii. De exemplu, pentru trinitrotoluen susceptibilitatea este de 0,15 g.
Există un alt concept foarte important asociat cu explozivii - diametrul critic. Acesta este cel mai mic diametru al unei sarcini cilindrice la care se poate propaga procesul de detonare.
Dacă diametrul încărcăturii este mai mic decât critic, atunci detonația fie nu are loc deloc, fie se estompează pe măsură ce fața sa se mișcă de-a lungul cilindrului. Trebuie remarcat faptul că viteza de detonare a unui anumit exploziv este departe de a fi constantă - odată cu creșterea diametrului încărcăturii, crește până la o valoare caracteristică unui exploziv dat și a stării sale fizice. Se numește diametrul sarcinii la care viteza de detonare devine constantă diametrul maxim.
Diametrul critic de detonare este determinat de obicei prin detonarea încărcăturilor model cu o lungime de cel puțin cinci diametre de încărcare. Pentru explozivi mari, este de obicei câțiva milimetri.
Muniție de explozie volumetrică
Omenirea a făcut cunoștință cu explozia volumetrică cu mult înainte de crearea primului exploziv. Praful de făină în mori, praful de cărbune în mine, fibrele microscopice vegetale în aerul fabricilor sunt aerosoli inflamabili, capabili să detoneze în anumite condiții. O scânteie a fost suficientă – iar camerele uriașe s-au prăbușit ca niște cărți de cărți dintr-o explozie monstruoasă de praf aproape invizibilă pentru ochi.
O explozie volumetrică în interiorul unei mașini duce la următoarele consecințe.
Un astfel de fenomen ar trebui să atragă mai devreme sau mai târziu atenția armatei - și, desigur, a făcut-o. Există un tip de muniție care utilizează pulverizarea unei substanțe inflamabile sub formă de aerosol și detonarea norului de gaz rezultat - muniție cu explozie volumetrică (uneori numită muniție termobarică).
Principiul de funcționare al unei bombe aeriene volumetrice detonante constă într-o detonare în două etape - mai întâi, o sarcină explozivă pulverizează o substanță inflamabilă în aer, apoi a doua încărcătură detonează amestecul combustibil-aer rezultat.
O explozie volumetrică are o trăsătură importantă care o deosebește de detonarea unei sarcini concentrate - explozia unui amestec combustibil-aer are un efect exploziv mult mai mare decât o încărcătură clasică de aceeași masă. Mai mult, pe măsură ce dimensiunea norilor crește, explozivitatea ridicată crește neliniar. Bombele aeriene de calibru mare care detonează cu volum pot crea o explozie comparabilă ca energie cu o încărcătură nucleară tactică de mică putere.
Principalul factor dăunător al unei explozii volumetrice este unda de șoc, deoarece efectul de explozie aici nu se poate distinge de zero.
Informațiile despre muniția termobarică, distorsionate dincolo de recunoașterea de către jurnaliștii analfabeți, determină o persoană informată la furie neprihănită și o persoană ignorantă în groază de panică. Nu este suficient pentru vizionarii jurnalişti că au numit bomba aeriană cu detonare volumetrică termenul ridicol „bombă cu vid”. Ei urmează instrucțiunile lui Joseph Goebbels și adună prostii atât de sălbatice încât unii oameni le cred.
Testarea unui dispozitiv exploziv termobaric. Se pare că este încă foarte departe de a fi un model de luptă.
„...Principiul de funcționare al acestei arme groaznice, care se apropie de puterea unei bombe nucleare, se bazează pe un fel de explozie inversă. Când această bombă explodează, oxigenul este ars instantaneu, creând un vid profund, mai adânc decât în spațiul cosmic. Toate obiectele din jur, oamenii, mașinile, animalele, copacii sunt atrași instantaneu în epicentrul exploziei și, ciocnind, se transformă în pulbere...”
De acord, doar „arderea oxigenului” indică în mod clar „trei săli de clasă și două coridoare”. Și „un vid mai adânc decât în spațiul cosmic” sugerează în mod clar că autorul acestei scrieri nu este conștient de prezența a 78% azot în aer, care este complet nepotrivit pentru „ardere”. Doar că fantezia nestăpânită care revarsă oameni, animale și copaci în epicentru (sic!) trezește admirație involuntară.
Clasificarea explozivilor
„Totul este un exploziv... trebuie doar să-l manevrezi corect.”
Karel Capek, „Krakatit”
Da, acestea sunt și explozibili. Dar nu le vom discuta, ci doar le vom admira.
Chimia și tehnologia explozivilor este încă considerată un domeniu de cunoaștere cu acces sever limitat la informații. Această stare de fapt duce inevitabil la o mare varietate de formulări și definiții. Și tocmai din acest motiv o comisie specială a ONU a adoptat în 2003 „Sistemul de clasificare și etichetare a produselor chimice”, agreat la nivel global. Următoarea este o definiție a explozivilor luată din acest document.
Exploziv(sau amestec) - o substanță solidă sau lichidă (sau amestec de substanțe) care este ea însăși capabilă de o reacție chimică cu eliberarea de gaze la o astfel de temperatură și o asemenea presiune și la o astfel de viteză încât provoacă daune obiectelor din jur. Substanțele pirotehnice sunt incluse în această categorie chiar dacă nu emit gaze.
Substanță pirotehnică(sau amestec) - o substanță sau un amestec de substanțe care este destinat să producă efectul de căldură, foc, sunet sau fum sau o combinație a acestora ca rezultat al reacțiilor chimice exoterme auto-susținute care au loc fără detonare.
Astfel, categoria explozivilor include în mod tradițional tot felul de compoziții de pulbere capabile să ardă fără acces la aer. Mai mult, aceeași categorie include chiar petardele cu care oamenii adoră să se delecteze Revelion. Dar mai jos vom vorbi despre explozibili „adevărați”, fără de care militarii, constructorii și minerii nu își pot imagina existența.
Explozivii sunt clasificați în funcție de mai multe principii - compoziție, stare fizică, formă de explozie, domeniu de aplicare.
Compus
Există două clase mari de explozivi - individuali și compoziți.
Individual sunt compuși chimici capabili de oxidare intramoleculară. În acest caz, molecula nu ar trebui să conțină oxigen deloc - este suficient ca o parte a moleculei să transfere un electron în cealaltă parte cu o putere termică pozitivă.
Din punct de vedere energetic, molecula unui astfel de exploziv poate fi reprezentată ca o minge întinsă într-o depresiune pe vârful unui munte. Acesta va sta în liniște până când îi este transferat un impuls relativ mic, după care se va rostogoli pe versantul muntelui, eliberând energie care o depășește semnificativ pe cea cheltuită.
O liră de TNT în ambalajul original și o încărcătură amonială de 20 de kilograme.
Explozivii individuali includ trinitrotoluen (aka TNT, tol, TNT), hexogen, nitroglicerina, fulminat de mercur (fulminat de mercur), azidă de plumb.
Compozit constau din două sau mai multe substanțe care nu sunt înrudite chimic între ele. Uneori, componentele unor astfel de explozivi în sine nu sunt capabile de detonare, dar prezintă aceste proprietăți atunci când reacționează între ele (de obicei, un amestec de agent oxidant și agent reducător). Un exemplu tipic de astfel de compozit din două părți este oxyliquit (o substanță inflamabilă poroasă impregnată cu oxigen lichid).
Compozitele pot consta, de asemenea, dintr-un amestec de explozivi individuali cu aditivi care reglează sensibilitatea, explozivitatea ridicată și strălucirea. Astfel de aditivi pot slăbi atât caracteristicile explozive ale compozitelor (parafină, cerezină, talc, difenilamină), cât și le pot îmbunătăți (pulberi de diferite metale active chimic - aluminiu, magneziu, zirconiu). În plus, există aditivi stabilizatori care măresc durata de valabilitate a încărcăturilor explozive finite și aditivi de condiționare care aduc explozivul la starea fizică necesară.
În legătură cu dezvoltarea și răspândirea terorismului global, cerințele de control asupra explozivilor au devenit mai stricte. Compoziția explozibililor moderni în obligatoriu sunt introduși markeri chimici care se găsesc în produsele de explozie și indică clar producătorul, precum și substanțe mirositoare care ajută la detectarea încărcăturilor explozive de către câinii sniffer și dispozitivele de cromatografie în gaz.
Stare fizică
Bomba americană BLU-82/B conține 5700 kg de amonial. Aceasta este una dintre cele mai puternice bombe non-nucleare.
Această clasificare este foarte extinsă. Include nu numai trei stări ale materiei (gaz, lichid, solid), ci și tot felul de sisteme dispersate (geluri, suspensii, emulsii). Un reprezentant tipic al explozivilor lichizi - nitroglicerina - atunci când nitroceluloza este dizolvată în ea, se transformă într-un gel cunoscut sub numele de „jeleu exploziv”, iar atunci când acest gel este amestecat cu un absorbant solid, se formează dinamită solidă.
Așa-numitele „gaze explozive”, adică amestecurile de hidrogen cu oxigen sau clor, practic nu sunt folosite nici în industrie, nici în afacerile militare. Sunt extrem de instabile, au o sensibilitate extrem de mare și nu permit o acțiune explozivă precisă. Există, totuși, așa-numitele muniții cu explozie volumetrice, în care armata a manifestat un mare interes. Nu se încadrează în categoria explozivilor gazoși, dar sunt suficient de aproape de aceasta.
Cele mai multe compoziții industriale moderne sunt suspensii apoase de compozite constând din nitrat de amoniu și componente inflamabile. Astfel de compoziții sunt foarte convenabile pentru transportul la locul operațiunilor de sablare și turnare în găuri. Iar formulările Sprengel utilizate pe scară largă sunt depozitate separat și preparate direct la locul de utilizare în cantitatea necesară.
Explozivii militari sunt de obicei solide. Trinitrotoluenul de renume mondial se topește fără descompunere și, prin urmare, permite crearea de încărcături monolitice. Și la fel de bine-cunoscutele RDX și PETN se descompun atunci când sunt topite (uneori cu o explozie), astfel încât încărcăturile de la astfel de explozivi se formează prin presarea masei cristaline în stare umedă, urmată de uscare. Amoniții și amonialii utilizați la încărcarea muniției sunt de obicei granulați pentru a facilita încărcarea.
Forma de explozie
Fulminatul de mercur purificat amintește oarecum de zăpadele din martie.
Pentru a asigura siguranța depozitării și utilizării, încărcăturile industriale și militare trebuie să fie formate din explozivi insensibili - cu cât sensibilitatea lor este mai mică, cu atât mai bine. Și pentru a detona aceste încărcături, se folosesc încărcături suficient de mici încât detonarea lor spontană în timpul depozitării să nu provoace daune semnificative. Un exemplu tipic al acestei abordări este grenada ofensivă RGD-5 cu o siguranță UZRGM.
Iniţierea se numesc explozibili individuali sau mixti care sunt foarte sensibili la influente simple (impact, frecare, caldura). Astfel de substanțe necesită o eliberare de energie suficientă pentru a declanșa procesul de detonare a explozivilor puternici - adică o capacitate mare de inițiere. În plus, trebuie să aibă o bună curgere și compresibilitate, rezistență chimică și compatibilitate cu explozivi secundari.
Explozivii de inițiere sunt utilizați în modele speciale numite capace de detonatoare și capace de aprindere. Sunt peste tot acolo unde trebuie să faci o explozie. Și nu pot fi împărțiți în „militare” și „civile” - metoda de utilizare a explozivilor mari nu joacă absolut niciun rol aici.
Acesta este interesant: Derivații de tetrazol sunt utilizați în airbagurile auto ca sursă de eliberare explozivă de azot gazos. După cum puteți vedea, o explozie nu poate doar ucide, ci și poate salva vieți.
Așa arăta trinitrotoluenul, obținut în cântare
Heinrich Kast.
Exemplele de inițiere a explozivilor includ fulminatul de mercur, azida de plumb și trinitroresorcinatul de plumb. Cu toate acestea, în prezent, sunt căutați și introduși în mod activ explozivii inițiatori care nu conțin metale grele. Compozițiile pe bază de nitrotetrazol în combinație cu fier sunt recomandate ca fiind ecologice. Și complexe de amoniac de perclorat de cobalt cu derivați de tetrazol detonează din fascicul cu laser, furnizat prin fibră optică. Această tehnologie elimină detonarea accidentală atunci când se acumulează o sarcină statică și crește semnificativ siguranța operațiunilor de sablare.
Exploziv puternic explozivii, așa cum sa menționat deja, se caracterizează printr-o sensibilitate scăzută. Diferiți compuși nitro sunt utilizați pe scară largă ca compoziții individuale și mixte. Pe lângă obișnuitul și binecunoscutul TNT, putem aminti nitroamine (tetril, hexogen, octogen), esteri ai acidului azotic (nitroglicerină, nitroglicol), nitrați de celuloză.
Acesta este interesant: După ce a servit cu fidelitate bombardierii de toate tipurile timp de o sută de ani, trinitrotoluenul pierde teren. În orice caz, nu a mai fost folosit în operațiunile de sablare din Statele Unite din 1990. Motivul constă în aceleași considerente de mediu - produsele unei explozii de TNT sunt foarte toxice.
Explozivii mari sunt folosiți pentru a umple obuze de artilerie, bombe aeriene, torpile, focoase de rachete de diferite clase, grenade de mână - într-un cuvânt, aplicațiile lor militare sunt nesfârșite.
De asemenea, ar trebui să ne amintim despre armele nucleare, în care o explozie chimică este folosită pentru a transfera ansamblul într-o stare supercritică. Cu toate acestea, aici cuvântul „exploziv puternic” ar trebui folosit cu prudență - lentilele de implozie necesită doar o explozie scăzută și mare, astfel încât ansamblul să fie comprimat și să nu fie zdrobit de o explozie. În acest scop, se folosește boratolul (un amestec de TNT cu nitrat de bariu) - o compoziție cu eliberare mare de gaze, dar cu o rată scăzută de detonare.
Memorialul calului nebun, posibil
găsit în Dakota de Sud și dedicat șefului indian Crazy Horse, sculptat din rocă solidă
cu ajutorul explozibililor.
Numele neoficial al companiei aeriene
bombe GBU-43/B - Mama tuturor bombelor. La momentul creării, era cea mai mare bombă non-nucleară din lume și conținea 8,5 tone de explozibil.
Acesta este interesant: Memorialul Crazy Horse, fiind construit în statul Dakota de Sud în onoarea legendarului lider de război al tribului indian Oglala, este realizat cu explozibili.
Încărcăturile explozive mari sunt utilizate în tehnologia rachetelor și spațiale pentru a separa elementele structurale ale vehiculelor de lansare și navelor spațiale, pentru a ejecta și trage parașute și pentru a opri de urgență motoarele. De asemenea, automatizarea aviației nu le-a ignorat - împușcarea copertinei cabinei luptătorului înainte de ejectare este efectuată cu mici încărcături explozive mari. Și în elicopterul Mi-28, astfel de încărcături îndeplinesc trei funcții simultan în timpul unei evadari de urgență din elicopter - împușcarea lamelor, resetarea ușilor cabinei și umflarea camerelor de siguranță situate sub nivelul ușii.
Suma semnificativa Explozivii puternici sunt utilizați în minerit (operațiuni de decapare, minerit), în construcții (pregătirea gropilor, distrugerea rocilor și a structurilor lichidate de construcții), în industrie (sudarea prin explozie, prelucrarea în impulsuri de consolidare a metalelor, ștanțare).
Plastită sau plastidă?
Voi fi sincer: ambele forme ale numelui „jurnalistic popular” pentru compusul exploziv plastic Compoziție C-4 evocă în mine aproximativ aceleași sentimente ca „epicentrul unei explozii cu bombe cu vid”.
Totuși, de ce S-4? Nu, plasticitul este un exploziv monstruos forță distructivă, ale căror urme se găsesc cu siguranță în aeroporturi, școli și spitale aruncate în aer de teroriști. Niciun terorist care se respectă nu ar atinge tolu sau amonial cu degetul - acestea sunt jucării pentru copii în comparație cu plasticitul, din care o cutie de chibrituri transformă o mașină în minge de foc, iar un kilogram zdrobește o clădire cu mai multe etaje în gunoi.
Lipirea detonatoarelor în brichete moi C-4 este o chestiune simplă. Așa ar trebui să fie explozivii militari - simpli și de încredere.
Dar atunci ce este o „plastidă”? Oh, deci acesta este numele acelorași explozivi teroristi super-puternici, dar scris de o persoană care vrea să arate că este „în cunoștință”. Ei spun că „plasticul” este scris de ignoranți analfabeti. Și, în general, acesta este un fel de verb la persoana a treia la timpul prezent. Ortografia corectă este „plastid”.
Ei bine, acum că am vărsat bila acumulată, hai să vorbim serios. Nu există nici plastic, nici plastid în sensul de explozibil. Chiar înainte de al Doilea Război Mondial, a apărut o întreagă clasă de compoziții explozive din plastic, cel mai adesea bazate pe hexogen sau octogen. Aceste trenuri au fost create pentru lucrări tehnice civile. Încercați, de exemplu, să atașați mai multe blocuri TNT la o grindă I verticală care trebuie distrusă. Și nu uitați că ar trebui să fie detonate sincron, cu o precizie de o fracțiune de milisecundă. Dar cu compușii din plastic totul este mult mai simplu - am înfipt o substanță similară cu plastilina tare în jurul fasciculului, am înfipt câteva detonatoare electrice în ea în jurul perimetrului - și s-a terminat.
Abia mai târziu, când s-a dovedit că explozivii din plastic erau foarte convenabil de desfășurat, armata americană a devenit interesată de ei și a creat zeci de compoziții diferite pentru ei înșiși. Și s-a întâmplat că cea mai populară dintre toate a fost compoziția neremarcabilă C-4, dezvoltată în anii 1960 pentru nevoile de sabotaj al armatei. Dar el nu a fost niciodată un „plasticit”. Și nici nu a fost niciodată un „plastid”.
Istoria explozivilor
Da, voi dezlănțui o furtună ca niciodată; Voi renunța la krakatite, elementul eliberat, iar barca umanității se va sparge în bucăți... Vor muri mii de mii. Națiunile vor fi distruse și cetățile vor fi măturate; nu va fi nicio limită pentru cei care au arme în mâini și distrugere în inimile lor.
Karel Capek, „Krakatit”
Timp de sute de ani de la inventarea prafului de pușcă până în 1863, omenirea nu a avut idee despre puterea care stătea latentă în explozivi. Toate lucrările de sablare au fost efectuate prin plasarea unei anumite cantități de praf de pușcă, care a fost apoi aprinsă cu ajutorul unui fitil. Cu un efect semnificativ de mare explozie al unei astfel de explozii, strălucirea sa a fost practic zero.
Până la sfârșitul primului război mondial a existat
a tras bombe cu praf de pușcă
ar fi tare și ridicol.
Obuzele de artilerie și bombele pline cu praf de pușcă au avut un efect de fragmentare nesemnificativ. Cu o creștere relativ lentă a presiunii gazelor pulbere, corpurile din fontă și oțel s-au prăbușit de-a lungul a două sau trei linii de rezistență redusă, producând un număr foarte mic de fragmente foarte mari. Probabilitatea de a lovi personalul inamic cu astfel de fragmente era atât de mică încât bombele cu praf de pușcă au furnizat în principal un efect demoralizant.
Grimasele destinului
Descoperirea unei substanțe chimice și descoperirea proprietăților sale explozive au avut loc adesea în momente diferite. De fapt, începutul istoriei explozivilor ar fi putut fi pus în 1832, când chimist francez Henri Braconneau a obtinut produsul nitrarii complete a celulozei - piroxilina. Cu toate acestea, nimeni nu a început să-i studieze proprietățile și nu existau modalități de a iniția detonarea piroxilinei în acel moment.
Dacă te uiți mai departe în timp, vei descoperi că unul dintre cele mai comune explozibile, acidul picric, a fost descoperit în 1771. Dar la acel moment nu exista nici măcar o posibilitate teoretică de a-l detona - fulminatul de mercur a apărut abia în 1799 și au mai rămas mai bine de treizeci de ani până la prima utilizare a fulminatului de mercur în capacele de aprindere.
Începeți sub formă lichidă
Istoria explozivilor moderni începe în 1846, când omul de știință italian Ascanio Sobrero a produs pentru prima dată nitroglicerină, un ester al glicerinei și acidului azotic. Sobrero a descoperit rapid proprietățile explozive ale lichidului vâscos incolor și, prin urmare, a numit inițial compusul rezultat piroglicerină.
Alfred Nobel este omul care a creat dinamita.
Model tridimensional al moleculei de nitroglicerină.
De idei moderne Nitroglicerina este un exploziv foarte mediocru. În stare lichidă este prea sensibil la șoc și căldură, iar în stare solidă (răcită la 13 ° C) - la frecare. Explozivitatea ridicată și brizanța nitroglicerinei depind puternic de metoda de inițiere, iar atunci când se folosește un detonator slab, puterea exploziei este relativ mică. Dar apoi a fost o descoperire - lumea nu cunoștea încă astfel de substanțe.
Uz practic nitroglicerina a început doar șaptesprezece ani mai târziu. În 1863, inginerul suedez Alfred Nobel proiectează un grund sub formă de pulbere care permite utilizarea nitroglicerinei în minerit. Încă doi ani mai târziu, în 1865, Nobel a creat prima capsulă detonatoare cu drepturi depline care conține fulminat de mercur. Folosind un astfel de detonator, puteți iniția aproape orice exploziv puternic și puteți provoca o explozie cu drepturi depline.
În 1867, a apărut primul exploziv potrivit pentru depozitarea și transportul în siguranță - dinamita. Nobel a fost nevoie de nouă ani pentru a perfecționa tehnologia de producere a dinamitei - în 1876, a fost brevetată o soluție de nitroceluloză în nitroglicerină (sau „jeleu exploziv”), care până în prezent este considerat unul dintre cei mai puternici explozivi mari. Din această compoziție a fost preparată celebra dinamită a lui Nobel.
Remarcabilul chimist și inginer Alfred Nobel, care a schimbat de fapt fața lumii și a dat un impuls real dezvoltării tehnologiei militare moderne și, indirect, spațiale, a murit în 1896, după ce a trăit 63 de ani. Având o sănătate precară, a fost atât de purtat de muncă, încât a uitat adesea să mănânce. La fiecare dintre fabricile sale a fost construit un laborator, astfel încât proprietarul care sosește neașteptat să poată continua experimentele fără cea mai mică întârziere. El a fost directorul general al fabricilor sale, și contabilul șef, și inginer șef și tehnolog și secretar. Setea de cunoaștere a fost principala trăsătură a caracterului său: „Lucrurile la care lucrez sunt cu adevărat monstruoase, dar sunt atât de interesante, atât de perfecte din punct de vedere tehnic, încât devin de două ori atractive.”
Vopsea explozivă
În 1868, chimistul britanic Frederick Augustus Abel, după șase ani de cercetări, a reușit să obțină piroxilină presată. Cu toate acestea, în ceea ce privește trinitrofenolul (acidul picric), lui Abel i s-a atribuit rolul de „frână autorizată”. Mai mult de la începutul XIX de secole, proprietățile explozive ale sărurilor acidului picric erau cunoscute, dar nimeni nu și-a dat seama că acidul picric însuși era capabil de explozie până în 1873. Acidul picric a fost folosit ca colorant timp de un secol. Într-o perioadă în care au început testarea riguroasă a proprietăților explozive ale diferitelor substanțe, Abel a declarat de mai multe ori cu autoritate că trinitrofenolul este absolut inert.
Model tridimensional al moleculei de trinitrofenol.
Hermann Sprengel era de origine germană.
nia, dar a trăit și a lucrat în Marea Britanie. El a fost cel care a dat francezilor
oportunitate de a face bani pe melinita secretă.
În 1873, germanul Hermann Sprengel, care a creat o întreagă clasă de explozibili, a demonstrat în mod convingător capacitatea trinitrofenolului de a detona, dar a apărut o altă dificultate - trinitrofenolul cristalin presat s-a dovedit a fi foarte capricios și imprevizibil - fie nu a explodat atunci când a fost necesar, sau a explodat când nu era necesar.
Acidul picric a fost adus în fața Comisiei franceze pentru explozivi. S-a constatat că este o substanță puternică de sablare, a doua numai după nitroglicerină, dar este ușor dezamăgită de echilibrul de oxigen. De asemenea, sa constatat că acidul picric în sine are o sensibilitate scăzută, iar sărurile sale formate în timpul depozitării pe termen lung detonează. Aceste studii au marcat începutul unei revoluții complete în privința acidului picric. Neîncrederea în noul exploziv a fost în cele din urmă spulberată de munca chimistului parizian Turpin, care a arătat că acidul picric topit își schimbă în mod nerecunoscut proprietățile în comparație cu masa cristalină presată și își pierde complet sensibilitatea periculoasă.
Acesta este interesant: Mai târziu s-a dovedit că fuziunea a rezolvat problemele cu detonarea într-un exploziv similar cu trinitrofenolul - trinitrotoluen.
O astfel de cercetare, desigur, a fost strict clasificată. Și în anii optzeci ai secolului al XIX-lea, când francezii au început să producă un nou exploziv numit „melinit”, Rusia, Germania, Marea Britanie și Statele Unite au arătat un mare interes pentru acesta. La urma urmei, efectul puternic exploziv al muniției umplute cu melinită arată impresionant și astăzi. Inteligența a început să funcționeze activ, iar după scurt timp secretul melinitului a devenit un secret deschis.
În 1890, D.I. Mendeleev i-a scris ministrului Cihaciov maritim: „În ceea ce privește melinitul, al cărui efect distructiv depășește toate datele de testare, atunci, conform surselor private din diferite părți, se înțelege în mod uniform că melinita nu este altceva decât acid picric răcit topit la presiune ridicată.”.
Trezește-l pe demon
În mod ciudat, „ruda” acidului picric, trinitrotoluenul, a avut o soartă similară. A fost obținut pentru prima dată de chimistul german Wilbrand în 1863, dar abia la începutul secolului al XX-lea și-a găsit utilizare ca exploziv, când inginerul german Heinrich Kast și-a început cercetările. În primul rând, a atras atenția asupra tehnologiei pentru sinteza trinitrotoluenului - nu conținea etape explozive. Numai acesta a fost un avantaj colosal. Numeroasele explozii oribile ale fabricilor producătoare de nitroglicerină erau încă proaspete în memoria europenilor.
Model tridimensional al moleculei de trinitrotoluen.
Un alt avantaj important a fost inerția chimică a trinitrotoluenului - reactivitatea și higroscopicitatea acidului picric i-au enervat foarte mult pe proiectanții de obuze de artilerie.
Fulgii gălbui de trinitrotoluen produși de Kast au arătat o dispoziție surprinzător de pașnică - atât de pașnică încât mulți se îndoiau de capacitatea sa de a detona. Lovituri puternice au zdrobit solzii cu un ciocan; într-un foc, trinitrotoluenul a explodat nu mai bine decât lemnul de foc de mesteacăn, dar a ars mult mai rău. S-a ajuns la punctul în care au încercat să tragă în pungi cu trinitrotoluen de la puști. Rezultatul au fost doar nori de praf galben.
Dar a fost găsită o modalitate de a trezi demonul adormit - pentru prima dată acest lucru s-a întâmplat când o bombă cu melinită a fost detonată aproape de o masă de trinitrotoluen. Și apoi s-a dovedit că, dacă este topită într-un bloc monolitic, atunci detonarea fiabilă este asigurată de o capsulă detonatoare standard Nobel nr. 8. În caz contrar, trinitrotoluenul topit s-a dovedit a fi același flegmatic ca înainte de topire. Puteți să-l tăiați, să-l găuriți, să-l apăsați, să-l șlefuiți - într-un cuvânt, faceți ce doriți. Temperatura de topire de 80°C este extrem de convenabilă din punct de vedere tehnologic - nu se va scurge la căldură, dar nu necesită costuri speciale pentru topire. Trinitrotoluenul topit este foarte fluid; poate fi turnat cu ușurință în obuze și bombe prin orificiul siguranței. În general, un vis militar devine realitate.
Sub conducerea lui Kast, Germania a primit primele sute de tone de explozibili noi în 1905. Ca și în cazul melinitului francez, acesta a fost strict clasificat și purta numele fără sens „TNT”. Dar după doar un an, prin eforturile ofițerului rus V.I. Rdultovsky, secretul TNT a fost dezvăluit și a început să fie produs în Rusia.
Din aer și apă
Explozivii pe bază de azotat de amoniu au fost brevetați în 1867, dar datorită higroscopicității lor ridicate nu au fost folosiți mult timp. Lucrurile au decolat abia după dezvoltarea producției de îngrășăminte minerale, când au găsit moduri eficiente impiedicand salitrul sa se amoleze.
Numărul mare de explozibili cu conținut de azot descoperiți în secolul al XIX-lea (melinită, TNT, nitromanită, pentrită, hexogen) necesita cantități mari de acid azotic. Acest lucru i-a determinat pe chimiștii germani să dezvolte tehnologie pentru fixarea azotului atmosferic, care, la rândul său, a făcut posibilă producerea de explozivi fără participarea materiilor prime minerale și fosile.
Demolarea unui pod dărăpănat folosind încărcături explozive mari. Acest tip de muncă este arta de a anticipa consecințele.
Așa explodează șase tone de amonial.
Azotatul de amoniu, care servește drept bază pentru compozitele explozive, este produs literalmente din aer și apă folosind metoda Haber (același Fritz Haber care este cunoscut drept creatorul arme chimice). Explozivii pe bază de azotat de amoniu (amoniți și amoniali) au revoluționat exploziile industriale. S-au dovedit a fi nu numai foarte puternice, ci și extrem de ieftine.
Astfel, industria minieră și a construcțiilor au primit explozibili ieftini, care, la nevoie, puteau fi folosiți cu succes în afacerile militare.
La mijlocul secolului al XX-lea, în Statele Unite s-au răspândit compozite de azotat de amoniu și motorină, iar apoi s-au obținut amestecuri umplute cu apă care erau potrivite pentru explozii în puțuri verticale adânci. În prezent, lista explozibililor individuali și compoziți utilizați în lume include sute de articole.
Deci, să rezumam cunoștințele noastre cu explozivii pe scurt și poate dezamăgitor pentru unii. Ne-am familiarizat cu terminologia explozivilor, am aflat ce tipuri de explozibili sunt și unde sunt utilizați și ne-am amintit puțină istorie. Da, nu ne-am îmbunătățit deloc educația în ceea ce privește crearea de explozibili și dispozitive explozive. Și asta, vă spun, este în bine. Fii fericit ori de câte ori este posibil.
De mâna unui copil
Inginerul militar John Newton.
Un exemplu izbitor de muncă care ar fi fost imposibilă fără explozibili este distrugerea recifului stâncos al Flood Rock din Hell's Gate, o secțiune îngustă a East River, lângă New York.
Pentru producerea acestei explozii au fost folosite 136 de tone de explozibili. Pe o suprafață de 38.220 de metri pătrați au fost așezați 6,5 kilometri de galerii, în care au fost amplasate 13.280 de încărcături (în medie 11 kilograme de explozibili pe încărcătură). Lucrarea a fost efectuată sub îndrumarea unui veteran război civil John Newton.
Pe 10 octombrie 1885, la ora 11:13, fiica lui Newton, în vârstă de doisprezece ani, a pus sub tensiune detonatoarele. Apa a crescut într-o masă clocotită pe o suprafață de 100 de mii metri patrati, au existat trei replici consecutive în 45 de secunde. Zgomotul de la explozie a durat aproximativ un minut și s-a auzit la o distanță de cincisprezece kilometri. Datorită acestei explozii, drumul către New York de la Oceanul Atlantic a scăzut cu mai mult de douăsprezece ore.