книги / Физико-химические свойства взрывчатых веществ, порохов и твердых ракетных топлив

По силе взрыва и чувствительности к механическим воздействиям равен тетрилу. По сравнению с последним менее токсичен и не обладает красящими свойствами.

Дина. Химическое название – диэтанолнитратнитрамин. Химическая формула O2N–N(СН2СН2ONO2)2.

Чувствительность к удару такая же, как у тэна. По силе взрыва близок к тэну и гексогену. Хорошо пластифицирует нитроклетчатку.

В табл. 5 представлены основные характеристики физикохимических свойств бризантных ВВ.

Бризантные ВВ – кристаллические вещества белого или желтого цвета. По температуре плавления (затвердевания) только тротил и дина, плавящиеся без разложения при сравнительно невысоких температурах, пригодны для изготовления разрывных зарядов способом заливки.

Тротил, тетрил, дина, эдна хорошо прессуются, давая заряды с достаточно высокой плотностью и прочностью. Тэн, гексоген и октоген имеют плохую прессуемость, поэтому в чистом виде они не могут быть использованы для снаряжения боеприпасов.

Имея плохую растворимость в воде (исключая дину), бризантные ВВ большей частью хорошо растворяются, особенно при нагревании, в органических растворителях, таких как ацетон, бензол, толуол, дихлорэтан, этиловый спирт и др.

В химическом отношении бризантные ВВ – вещества достаточно нейтральные, с металлами и их окислами не взаимодействуют (исключая дину). Тротил со щелочами, в том числе и с NH4ОH, образует окрашенные соединения – «тротилаты», обладающие высокой чувствительностью, не уступая в этом отношении инициирующим ВВ.

Химическая стойкость бризантных ВВ достаточно высокая (температура начала разложения 110 °С и выше) и обеспечивает их применение и длительное хранение в широком интервале температур.

41

В табл. 6 приведены значения взрывчатых характеристик основных бризантных ВВ.

Наименее чувствительным по всем видам начального импульса является тротил. Заряды из тротила можно подвергать механической обработке, соблюдая при этом определенные меры безопасности.

Тетрил, тэн, гексоген, дина, эдна обладают значительно более высокой чувствительностью, чем тротил, что затрудняет или делает вообще невозможным применение этих ВВ в чистом виде для изготовленияразрывныхзарядовособеннозначительноймассы.

По энергетике тротил уступает остальным штатным ВВ, хотя в целом имеет достаточно высокие энергетические характеристики. Обладая при этом высокими эксплуатационными и технологическими качествами, тротил не утратил своего значения как одно из основных бризантных ВВ. В чистом виде тротил применяется для снаряжения осколочных и осколочнофугасных боеприпасов, а также для изготовления подрывных зарядов и детонаторов. Особенно широкое применение тротил имеет в смесевых ВВ, таких как ТГ (тротил+гексоген), октолы (тротил+октоген), ТГА (тротил + гексоген + алюминий), аммотолы (тротил + NH4NO3) и др.

42

Остальные ВВ ввиду их повышенной чувствительности и неудовлетворительных технологических качеств в чистом виде применяются ограниченно, особенно для снаряжения боеприпасов. Так, чистый тетрил применяется для изготовления детонаторов. Чистые тэн, тетрил, гексоген находят применение во вторичных зарядах капсюлей-детонаторов, а также в детонирующем шнуре.

Различные условия применения ВВ и многообразие выполняемых боеприпасами задач предъявляют к взрывчатым веществам различные, подчас противоречивые требования, которым индивидуальные ВВ не могут удовлетворять в полной мере.

Поэтому на практике более широко применяются не индивидуальные ВВ, а смесевые, содержащие различные компоненты и добавки, благодаря чему представляется возможным создавать взрывчатые системы с необходимыми взрывчатыми, технологическими и эксплуатационными свойствами.

1.3.2. Бризантные взрывчатые смеси

Бризантные взрывчатые смеси (смесевые бризантные ВВ) – это сложные взрывчатые системы, содержащие несколько взрывчатых или невзрывчатых компонентов, в виде механических смесей или сплавов.

Для придания определенных свойств при изготовлении смесевых ВВ в их состав включают следующие компоненты: горючие вещества, окислители, сенсибилизаторы, стабилизаторы, флегматизаторы и пламегасители. Последние встречаются только в составе предохранительных ВВ. Предохранительные ВВ не воспламеняют газы или пыль в атмосфере подземных выработок.

Г о р ю ч и е в е щ е с т в а вводятся в состав ВВ для увеличения количества энергии, выделяемой при взрыве. В качестве горючих веществ применяют твердые или жидкие компоненты (как правило, невзрывчатые, типа тонкоизмельченного угля, древесной муки, солярового масла), бога-

45

тые углеродом и водородом или пудры (алюминия, магния и т.д.), способные легко окисляться и выделять большое количество тепла и газов.

Роль горючих веществ выполняют и некоторые взрывчатые компоненты (тротил, гексоген и т. п. ), имеющие в своем составе недостаточное количество кислорода для полного окисления углерода. При этом часть углерода реагирует с избыточным кислородом окислителя, повышая тем самым общую энергию взрыва.

О к и с л и т е л и содержат избыточный кислород и вводятся в состав ВВ для окисления горючих элементов. В качестве окислителя применяют аммиачную, калиевую и натриевую селитры, перхлораты калия и натрия, жидкий кислород и т.п.

С е н с и б и л и з а т о р ы – вещества, вводимые в состав ВВ для повышения его чувствительности к восприятию и передаче детонации. В качестве сенсибилизаторов обычно применяют чувствительные мощные ВВ: тротил, нитроглицерин, нитрогликоль, гексоген и т.п. Иногда роль сенсибилизатора выполняют и невзрывчатые вещества, такие как соляровое масло (не более 6 %), уголь или древесная мука.

С т а б и л и з а т о р ы – вещества, вводимые в состав ВВ для повышения химической и физической стойкости. В качестве стабилизатора в аммонитах используют древесную, жмыховую и торфяную муку, а в динамитах – мел и соду. Стабилизаторы, используемые в аммонитах, выполняют также роль горючих добавок и разрыхлителей, уменьшая слеживаемость взрывчатых веществ.

Флегматизаторы вводятся в состав ВВ для снижения чувствительности его к механическим воздействиям. В качестве флегматизаторов используют вазелин, различные масла, тальк, парафин и т.п. Эти вещества обволакивают частицы ВВ, не вступая с ним в реакцию и тем самым снижая его чувствительность к механическим воздействиям. Флегматизаторы для нитроцеллюлозных порохов – это вещества, уменьшающие скорость горения поверхностных слоев пороховых элементов.

46

П л а м е г а с и т е л и – вещества, вводимые в состав ВВ для снижения температуры взрыва и уменьшения вероятности воспламенения метановоздушных и пылевоздушных смесей в закрытых помещениях. В качестве пламегасителей применяют хлористый натрий, хлористый калий и т.п.

Впродуктах горения нитроцеллюлозных порохов содержатся значительные количества горючих газов, преимущественно окиси углерода и водорода, которые после вылета из канала ствола смешиваются с воздухом. Температура образовавшейся горючей смеси выше температуры воспламенения, поэтому смесь воспламеняется и впереди дула появляется пламя. Для устранения пламени применяют беспламенные пороха, которые получают введением в состав пороха добавок, повышающих температуру воспламенения газовых смесей или понижающих температуру горения пороха. На основе этих добавок изготовляют беспламенные и пламегасящие пороха, а также пламегасители. Примерный состав беспламенного пороха: пироксилин – 85 вес. частей; динитротолуол – 10 вес. частей; дибутилфталат – 5 вес. частей; дифениламин – 1 вес. часть; сернокислый калий –

0,3–0,5 вес. частей.

Вэтом составе динитротолуол и дибутилфталат понижают температуру воспламенения продуктов сгорания, а сернокислый калий повышает температуру воспламенения смеси пороховых газов с воздухом.

По составу (природе основных компонентов) смесевые бризантные ВВ делятся на ряд классов, среди которых наиболее широкое применение в военном деле имеют:

1) смеси и сплавы индивидуальных ВВ;

2) флегматизированные ВВ;

3) металлосодержащие ВВ;

4) пластичные ВВ;

5) аммонийно-селитряные ВВ (аммониты).

Смеси и сплавы индивидуальных ВВ (ВВ + ВВ). Приме-

нение смесей и сплавов индивидуальных ВВ вызвано необходи-

47

мостью улучшения технологических качеств системы. Например, такие высокоэффективные ВВ, как гексоген и тэн, плавятся с разложением, поэтому они абсолютно непригодны для снаряжения боеприпасов заливкой. Применяя смесь (или сплав) такого ВВ с другим, которое плавится без разложения (например, тротил), можно изготовлять разрывные заряды методом заливки, что особенно важно для крупных боеприпасов, снаряжаемых преимущественно заливкой.

Естественно, что использование смесей и сплавов ВВ позволяет также регулировать их энергетику (Q, W, D) и чувствительность путем изменения соотношения и природы компонентов.

Наибольшее распространение для снаряжения боеприпасов имеют смеси и сплавы тротила с гексогеном, имеющие сокращенное обозначение ТГ и известные под названием гексолитов. По взрывчато-энергетическим характеристикам гексолиты занимают промежуточное положение между тротилом и гексогеном.

Благодаря тротилу смеси ТГ имеют хорошую прессуемость и обладают литьевыми свойствами, что позволяет использовать заливку и прессование для снаряжении боеприпасов этими смесями.

Применяются смеси ТГ для снаряжения кумулятивных и фугасных боеприпасов, а также для изготовления детонаторов.

Освоение октогена привело к появлению его смесей с тротилом, получивших название октолы. При аналогичном составе и близких взрывчатых характеристиках октолы по сравнению со смесями ТГ имеют более высокую термическую стойкость, что

восновном и обусловливает применение октолов.

Вкачестве примера можно привести октол, состоящий из

77 % октогена и 23 % тротила и имеющий при плотности 1800 кг/м3 скорость детонации D = 8540 м/с.

Кроме гексолитов и октолов известны также другие смеси,

вкоторых технологической основой является тротил.

48

Смесь тротила с тэном (пентолит-50) применяется в армии США для снаряжения кумулятивных боеприпасов.

Смеси ТД (тротил + динитронафталин) применяются в осколочных и осколочно-фугасных боеприпасах (чаще — минах) сталистого чугуна.

Помимо двойных смесей ВВ могут применяться и трехкомпонентные составы, например, смесь ГТТ: 75 % гексогена + + 12,5 % тротила + 12,5 % тетрила.

Флегматизированные ВВ (ВВ + флегматизатор). С це-

лью снижения чувствительности ВВ до безопасного уровня и одновременно для улучшения прессуемости применяются смеси взрывчатых веществ с флегматизаторами. В качестве флегматизаторов используются легкоплавкие вещества: парафин, церезин-стеариновый сплав, оксизин, галовакс и др.

Наиболее часто во флегматизированном виде применяются гексоген, октоген, тэн, а также некоторые более сложные системы, содержащие, например, два ВВ.

Гексоген обычно флегматизируется церезин-стеариновым сплавом (в соотношении 3:2) с добавкой 1...2 % (по отношению к флегматизатору) красного красителя – для отличия флегматизированного продукта по внешнему виду. Смесь Л-IХ-1 применяется для снаряжения кумулятивных и бронебойных снарядов, детонирующего шнура, а также для изготовления детонаторов. Возможно также применение ее в осколочных и осколочнофугасных боеприпасах.

Флегматизированный парафином тэн (шифр ТН) применяется для изготовления детонаторов, снаряжения детонирующего шнура и в качестве вторичного заряда капсюлей-детонаторов.

Металлосодержащие взрывчатые смеси. Введение ме-

таллических горючих в состав взрывчатых смесей повышает работоспособность продуктов взрыва за счет увеличения теплоты и температуры взрыва. Несмотря на происходящее при этом уменьшение удельного объема продуктов взрыва, фугасность ВВ существенно возрастает.

49

Наиболее широко в качестве металлического горючего используется алюминий, который вводится в состав смеси в виде тонкодисперсного порошка или пудры.

Известно значительное количество металлосодержащих взрывчатых смесей, среди которых наибольшее распространение имеют смеси на основе гексогена или гексогена и тротила.

Как видно, металлосодержащие смеси могут иметь в своем составе флегматизатор, поскольку металлическое горючее является сенсибилизирующим компонентом.

Применяются металлосодержащие смеси для снаряжения бронебойных и осколочно-зажигательных снарядов (А-IХ-2, ТТЛ), фугасных артиллерийских боеприпасов крупного калибра (ТГЛГ-5, МС, ТГА), авиабомб, инженерных боеприпасов, мин, торпед.

В США смеси ТГА известны под шифром НВХ и применяются в тех же целях, что и отечественные ТГА.

Пластичные ВВ. Пластичные (пластифицированные) ВВ – это взрывчатые смеси, легко деформирующиеся от незначительных усилий и сохраняющие приданную им форму неограниченное время в условиях эксплуатационных температур.

Такие ВВ применяются в подрывном (инженерном) деле для изготовления зарядов любой требуемой формы непосредственно на месте проведения взрывных работ.

Пластичные ВВ получаются путем смешивания сыпучих порошкообразных ВВ со специальными пластификаторами. В качестве пластификаторов используются минеральные и растительные масла (олифа), каучуки, смолы. Взрывчатыми компонентами пластичных ВВ служат гексоген, октоген, тэн. Пластификация ВВ может быть достигнута путем введения в состав смесей нитратов целлюлозы (коллоксилина) и веществ, пластифицирующих нитраты целлюлозы (нитроглицерин, тротил и др.).

Значительный интерес пластичные ВВ представляют в качестве разрывных зарядов фугасных и бронебойно-фугасных боеприпасов. При ударе в преграду корпус боеприпаса дефор-

50