For det meste av historien brukte mannen alle slags kuldearmer til å ødelegge sin egen type, alt fra en rett steinøkse til svært avansert og vanskelig å produsere metallverktøy. Rundt XI-XII århundrene i Europa begynte å bruke våpen, og dermed ble menneskeheten kjent med det viktigste eksplosive svarte pulveret.
Det var et vendepunkt i militærhistorien, selv om det tok rundt åtte århundrer for skytevåpen å tvinge ut kraftig kuttstål fra slagmarkene. Parallelt med fremdriften av kanoner og mørteler utviklet eksplosiver - ikke bare krypdyr, men også alle slags komposisjoner for artilleri skaller eller landminer. Utviklingen av nye sprengstoff og eksplosive enheter fortsetter aktivt i våre dager.
I dag er dusinvis av eksplosiver kjent. I tillegg til militære behov brukes sprengstoff aktivt i gruvedrift, i bygging av veier og tunneler. Før du snakker om hovedgruppene av sprengstoff, er det imidlertid nødvendig å nøye nærmere om prosessene som oppstår under eksplosjonen, og å forstå sprengstoffprinsippens prinsipp (HE).
Eksplosiver: hva er det?
Eksplosiver er en stor gruppe kjemiske forbindelser eller blandinger som, under påvirkning av eksterne faktorer, er i stand til en rask, selvbærende og ukontrollabel reaksjon med frigjøring av store mengder energi. Enkelt sagt er en kjemisk eksplosjon prosessen med å konvertere molekylære bindings energi til termisk energi. Vanligvis er resultatet et stort antall varme gasser, som utfører mekanisk arbeid (knusing, ødeleggelse, flytting, etc.).
Klassifiseringen av sprengstoff er ganske komplisert og forvirrende. Eksplosiver inkluderer stoffer som brytes ned, ikke bare i eksplosjonsprosessen (detonasjon), men også av langsom eller rask brenning. Sistnevnte gruppe inkluderer krypeskum og ulike typer pyrotekniske blandinger.
Generelt er begrepet "detonasjon" og "deflagration" (brennende) nøkkelen til å forstå prosessene for en kjemisk eksplosjon.
Detonasjon er den raske (supersoniske) forplantningen av komprimeringsfronten med den medfølgende eksoterme reaksjonen i et eksplosivt materiale. I dette tilfelle fortsetter kjemiske transformasjoner så raskt og en slik mengde termisk energi og gassformige produkter frigjøres at en sjokkbølge dannes i stoffet. Detonasjon er en raskest prosess, man kan si, lavin-lignende involvering av et stoff i en kjemisk eksplosjonsreaksjon.
Deflagrering, eller forbrenning er en type redoksisk kjemisk reaksjon, under hvilken fronten beveger seg i et stoff på grunn av vanlig varmeoverføring. Slike reaksjoner er godt kjent for alle og finnes ofte i hverdagen.
Det er nysgjerrig at energien som slippes ut under eksplosjonen, ikke er så stor. For eksempel, når 1 kg trotyl er detonert, frigjøres det flere ganger mindre enn når 1 kg kull brennes. Men med eksplosjonen skjer det millioner ganger raskere, all energi frigjøres nesten umiddelbart.
Det skal bemerkes at hastigheten for forplantning av detonasjon er det viktigste kjennetegn ved sprengstoff. Jo høyere det er, jo mer effektiv er eksplosiv ladning.
For å starte prosessen med en kjemisk eksplosjon, er en ekstern faktor nødvendig, det kan være av flere typer:
- mekanisk (punktering, støt, friksjon);
- kjemisk (reaksjon av et stoff med eksplosiv ladning);
- ekstern detonasjon (eksplosjon i nærheten av eksplosiv);
- varme (flamme, varme, gnist).
Det skal bemerkes at forskjellige typer eksplosiver har forskjellig følsomhet for ytre påvirkninger.
Noen av dem (for eksempel svartpulver) reagerer godt på termiske effekter, men samtidig reagerer de ikke praktisk på mekanisk og kjemisk. Og for å detonere TNT, er det bare en detoneringseffekt som trengs. Thundering kvikksølv reagerer voldsomt på eventuelle eksterne stimulanser, og det er noen eksplosiver som detonerer uten ekstern påvirkning i det hele tatt. Praktisk bruk av slike "eksplosive" eksplosiver er ganske enkelt umulig.
De viktigste egenskapene til sprengstoff
De viktigste er:
- eksplosjon produkter temperatur;
- eksplosjonsvarme;
- detonasjon rate;
- eksplosivitet;
- høyeksplosiv.
De to siste punktene bør diskuteres separat. Sprengstoff sprengningsstoffer - dette er evnen til å ødelegge omgivelsene (stein, metall, tre). Denne egenskapen er i stor grad avhengig av den fysiske tilstanden der eksplosivet er plassert (grad av sliping, tetthet, enhetlighet). Brisance avhenger av detonasjonshastigheten til eksplosivet - jo høyere er det, jo bedre eksplosiv kan knuse og ødelegge omgivende gjenstander.
Sprengstoff sprengningsstoffer brukes vanligvis til å utstyre artilleri skaller, bomber, miner, torpedoer, granater og annen ammunisjon. Denne typen eksplosiv er mindre følsom for eksterne faktorer, ekstern detonasjon er nødvendig for å undergrave en slik eksplosiv ladning. Avhengig av deres destruktive kraft, er sprengningsplaster fordelt på:
- Økt kraft: heksogen, tetryl, oksogen;
- Middels kraft: TNT, melinitt, plastid;
- Redusert kraft: sprengstoff basert på ammoniumnitrat.
Jo høyere eksplosiv eksplosivitet, desto bedre vil det ødelegge bomben eller prosjektilens kropp, gi fragmentet mer energi og skape en kraftigere støtbølge.
Ikke mindre viktig egenskap av eksplosiver er dens eksplosivitet. Dette er den vanligste egenskapen til noen eksplosive, det viser hvordan dette eller det eksplosive har en destruktive evne. Eksplosivitet avhenger direkte av mengden gasser som dannes under eksplosjonen. Det bør bemerkes at høy eksplosivitet og høy eksplosivitet som regel ikke er relatert til hverandre.
Høy eksplosivitet og sprengning bestemmer hva vi kaller kraften eller kraften til en eksplosjon. For ulike formål er det imidlertid nødvendig å velge passende typer eksplosiver. Brizantnosti er veldig viktig for skall, gruver og luftbomber, men eksplosiver med et betydelig nivå av høy eksplosivitet er mer egnet for gruvedrift. I praksis er utvalget av eksplosiver mye mer komplisert, og for å velge riktig eksplosivmateriale, bør alle dets egenskaper tas i betraktning.
Det er en allment akseptert metode for å bestemme kraften til forskjellige eksplosiver. Dette er den såkalte TNT-ekvivalenten, når kraften til TNT er konvensjonelt tatt som en. Ved hjelp av denne metoden kan det beregnes at kraften på 125 g trotyl er lik 100 g RDX og 150 g ammonitt.
En annen viktig egenskap ved sprengstoff er deres følsomhet. Det bestemmes av sannsynligheten for en eksplosjon av et eksplosiv når det blir utsatt for en bestemt faktor. Sikkerheten ved produksjon og lagring av eksplosiver avhenger av denne parameteren.
For bedre å vise hvor viktig denne eksplosive egenskapen er, kan vi si at amerikanerne har utviklet en spesiell standard (STANAG 4439) for eksplosivets følsomhet. Og de måtte gå for det ikke fra et godt liv, men etter en rekke svært alvorlige ulykker: 33 personer ble drept under eksplosjonen på den amerikanske Bien-Ho-luftkraftbasen i Vietnam, var om lag 80 fly skadet som følge av Forrestal-flyselskapseksplosjonene, og etter detonasjonen av flyet på flyselskapet "Oriskani" (1966). Så ikke bare kraftige eksplosiver er gode, men detonerer akkurat akkurat det rette øyeblikket - aldri igjen.
Alle moderne sprengstoff er enten kjemiske forbindelser eller mekaniske blandinger. Den første gruppen inkluderer heksogen, trotyl, nitroglyserin, pikrinsyre. Kjemiske sprengstoff er som regel oppnådd ved nitrering av forskjellige typer hydrokarboner, noe som fører til innføring av nitrogen og oksygen i deres molekyler. Til den andre gruppen - ammoniumnitrat-eksplosiver. Sammensetningen av eksplosiver av denne typen inkluderer vanligvis stoffer rik på oksygen og karbon. For å øke temperaturen i eksplosjonen i blandingen blir det ofte tilsatt pulver av metaller: aluminium, beryllium, magnesium.
I tillegg til alle ovennevnte egenskaper, bør eksplosivstoffer være kjemisk resistente og egnet for langtidslagring. På 80-tallet i forrige århundre kunne kineserne syntetisere de kraftigste sprengstoffene - trisyklisk urea. Dens kraft oversteg trotylen tyve ganger. Problemet var at noen dager etter produksjonen, sank stoffet og ble til slim, uegnet til videre bruk.
Eksplosiver klassifisering
Ved eksplosive egenskaper er sprengstoffene delt inn i:
- Initiere. De brukes til å eksplodere (detonere) andre eksplosiver. De største forskjellene i sprengstoff i denne gruppen er høy følsomhet for initierende faktorer og høye detonasjonshastigheter. Denne gruppen inkluderer: eksplosiv kvikksølv, diazodinitrofenol, blytrinitrosorcinat og andre. Disse forbindelsene brukes som regel i primere, tenningsrør, detonatorkapsler, sprøyter, selvmord
- Sprengstoffsprengning. Denne typen eksplosiv har et betydelig brisansnivå og brukes som hovedladning for det store flertallet av ammunisjon. Disse kraftige sprengstoffene er forskjellige i deres kjemiske sammensetning (N-nitraminer, nitrater, andre nitroforbindelser). Noen ganger blir de brukt i form av forskjellige blandinger. Sprengstoff sprengningsstoffer benyttes også aktivt i gruvedrift, når man legger tunneler og utfører andre ingeniørarbeid;
- Kastende sprengstoff. De er en kilde til energi for å kaste prosjektiler, miner, kuler, granater, samt for bevegelse av raketter. Pulver og ulike typer rakettbrensel tilhører denne klassen av eksplosiver;
- Pyrotekniske sammensetninger. Brukes til å utstyre spesiell ammunisjon. Når de brenner, produserer de en bestemt effekt: lysende, signalering, brannslukk.
Eksplosiver deles også av deres fysiske tilstand i:
- Væske. For eksempel nitroglykol, nitroglyserin, etylnitrat. Det finnes også forskjellige flytende blandinger av eksplosiver (panklastitt, Sprengel-sprengstoff);
- gass;
- Gelatinert. Hvis du oppløs nitrocellulose i nitroglyserin, får du den såkalte eksplosive geléen. Dette er en ekstremt ustabil, men ganske kraftig eksplosiv gelignende substans. Han ble brukt av russiske revolusjonære terrorister i slutten av XIX århundre;
- Suspensjon. Ganske en omfattende gruppe sprengstoff, som i dag brukes til industrielle formål. Det finnes forskjellige typer eksplosive suspensjoner der eksplosiv eller oksidasjonsmiddel er et flytende medium;
- Emulsjonssprengstoff. En veldig populær type sprengstoff disse dager. Ofte brukt i bygge- og gruvearbeid;
- Solid. Den vanligste gruppen av eksplosiver. Den omfatter nesten alle eksplosiver som brukes i militære anliggender. Kan være monolitisk (trotyl), granulær eller pulverisert (heksogen);
- Plast. Denne gruppen av eksplosiver har plastisitet. Slike eksplosiver er dyrere enn normalt, så de er sjelden brukt til å utstyre ammunisjon. En typisk representant for denne gruppen er plastidet (eller plastid). Det brukes ofte under sabotasje for å undergrave strukturer. Med sin sammensetning er plastid en blanding av RDX og en hvilken som helst mykner;
- Spenstig.
Noen historie med sprengstoff
Det første eksplosive stoffet, som ble oppfunnet av menneskeheten, var svart pulver. Det antas at det ble oppfunnet i Kina så tidlig som i det VII århundre e.Kr. Imidlertid er det ennå ikke funnet pålitelige bevis på dette. Vanligvis rundt pulveret og de første forsøkene på å bruke det opprettet mange myter og åpenbart fantastiske historier.
Det finnes gamle kinesiske tekster som beskriver blandinger som er like i sammensetning som svart pulver. De ble brukt som medisiner, samt for pyrotekniske show. I tillegg er det mange kilder som hevder at de kinesiske aktivt brukte kuber i de følgende århundrene til å lage raketter, miner, granater og til og med flammekastere. Det er sant at illustrasjoner av visse typer av denne gamle skytevåpen tviler på muligheten for praktisk bruk.
Selv før pulveret i Europa begynte å bruke "gresk brann" - brennbar eksplosiv, en oppskrift som dessverre ikke har nådd våre dager. "Gresk brann" var en brennbar blanding, som ikke bare slukket med vann, men ble til og med i kontakt med den enda mer brannfarlig. Dette eksplosivet ble oppfunnet av bysantinene, de brukte aktivt den "greske brannen" både på land og i sjøkamp, og holdt oppskriften i den strengeste hemmeligheten. Moderne eksperter mener at denne blandingen inneholdt olje, tjære, svovel og hurtiglime.
Krubb ble først oppdaget i Europa rundt midten av 1200-tallet, og det er fortsatt ukjent hvordan det kom til kontinentet. Blant europeiske oppfinnere av kryp, heter navnet på munken Berthold Schwartz og den engelske forskeren Roger Bacon ofte, men historikere har ingen felles mening. Ifølge en av versjonene kom krypfinne oppfunnet i Kina, gjennom India og Midtøsten, til Europa. Uansett, allerede i det XIII århundre, visste europeerne om krut og prøvde å bruke dette krystallinske eksplosive for miner og primitive skytevåpen.
For mange århundrer ble kvern forblir den eneste typen eksplosiver som mannen visste og brukte. Først på begynnelsen av XVIII-XIX århundrene, takket være utviklingen av kjemi og andre naturvitenskap, utviklet eksplosivene nye høyder.
På slutten av det 18. århundre, takket være de franske kjemikerne Lavoisier og Berthollet, oppstod det såkalte kloratpulveret. Samtidig ble det oppfunnet "eksplosivt sølv", så vel som pikrinsyre, som i fremtiden ble brukt til å utstyre artilleriskjell.
I 1799 fant den engelske kjemikeren Howard "rattling kvikksølv", som fremdeles brukes i primere som et initierende eksplosiv. I begynnelsen av 1800-tallet ble pyroxylin oppnådd - et eksplosiv materiale som ikke bare kunne brukes til å utstyre skall, men også å lage røykfritt pulver fra det.
I 1847 ble nitroglycerin først syntetisert, men dette eksplosive viste sig å være for ustabilt og farlig for produksjon og lagring. Litt senere ble dette problemet delvis løst av den berømte Alfred Nobel, som foreslo å blande nitroglycirin med leire. Så viste det seg dynamitt. Dette er et kraftig eksplosiv, men det er svært følsomt. Under første verdenskrig prøvde dynamitt å utstyre prosjektiler, men denne ideen ble raskt forlatt. Dynamitt ble brukt i gruvedrift i lang tid, men i dag er dette sprengstoffet ikke produsert i lang tid.
I 1863 oppdaget tyske forskere TNT, og i 1891 begynte den industrielle produksjonen av dette eksplosive i Tyskland. I 1897 syntetiserte den tyske kjemikeren Lentse hexogen - et av de mest kraftige og vanlige sprengstoffene i vår tid.
Utviklingen av nye sprengstoff og eksplosive enheter fortsatte gjennom det siste århundre, og forskning i denne retningen fortsetter i dag.
I 1942 mottok den amerikanske kjemikeren Bachmann et nytt eksplosiv som ligner heksogen, men mye kraftigere enn han. Det nye sprengstoffet fikk navnet okogen, i sin effektivitet er ett kilo av dette eksplosivet lik fire kilo TNT.
På 60-tallet tilbød det amerikanske selskapet EXCOA Pentagon et nytt hydrazinbasert eksplosiv, som angivelig var 20 ganger kraftigere enn TNT. Dette sprengstoffet hadde imidlertid en merkbar minus - den absolutt ekkel lukten av en forlatt stasjontoalett. Revisjonen viste at kraften til det nye stoffet overskrider TNT bare 2-3 ganger, og bestemte seg for ikke å bruke det. Etter dette foreslo EXCOA en annen måte å bruke en eksplosiv på: gjør grøfter med den.
Stoffet ble dratt ned på bakken, og eksploderte da. På et par sekunder var det derfor mulig å få en full profilgrav uten ekstra innsats. Flere sett med sprengstoff ble sendt til Vietnam for testing i kampforhold. Slutten på denne historien var morsom: Skyttene som ble oppnådd av eksplosjonen hadde en slik motbydelig lukt at soldatene nektet å være i dem.
På slutten av 80-tallet utviklet amerikanerne et nytt eksplosiv - CL-20. Ifølge noen medierapporter er strømmen nesten tjue ganger så høy som TNT. Men på grunn av sin høye pris ($ 1300 per 1 kg) ble den store produksjonen av nye sprengstoff aldri påbegynt.
