Взрывчатые вещества: принцип действия и основные виды

Алан-э-Дейл       28.06.2022 г.

Новое сверхмощное взрывчатое вещество синтезируют в американских лабораториях

Каждое новое поколение пытается перещеголять поколения предыдущие в том, что называется начинкой для адских машинок и другого оружия, другими словами – в поисках мощного взрывчатого вещества. Казалось бы, эпоха взрывчатки в виде пороха понемногу уходит в историю, однако поиски новых взрывчатых веществ не прекращаются. Чем меньше масса взрывчатого вещества, и чем больше его поражающая сила, тем лучшим оно представляется военным специалистам. Активизировать поиски такого взрывчатого вещества диктует робототехника, а также использование небольших ракет и бомб большой поражающей силы на БПЛА.

Естественно, что идеальное с военной точки зрения вещество вряд ли вообще будет когда либо обнаружено, но вот недавние разработки говорят о том, что нечто близкое к такому понятию получить всё же можно. Под близостью к идеальности здесь понимается стабильное хранение, высокая поражающая сила, небольшой объем и легкая транспортировка. Не нужно забывать, что цена такого взрывчатого вещества тоже должна быть приемлемой, иначе создание на его основе оружия может просто опустошить военный бюджет той или иной страны.

Разработки уже долгое время идут вокруг использования химических формул таких веществ, как тринитротолуол, пентрит, гексоген и ряд других. Однако в полной мере новинок «взрывная» наука предложить может крайне редко. Именно поэтому появление такого вещества как гексантирогексаазаизовюрцитан (название – язык сломаешь) можно считать настоящим прорывом в своей области. Чтобы не ломать язык, ученые решили дать этому веществу более удобоваримое название – CL-20. Это вещество впервые было получено еще около 26 лет назад – в далеком уже 1986 году в американском штате Калифорния. Его особенность заключается в том, что плотность энергии в этом веществе пока максимальная в сравнении с другими веществами. Высокая энергетическая плотность CL-20 и малая конкуренция при его производстве приводят к тому, что стоимость такой взрывчатки сегодня просто астрономическая. Один килограмм CL-20 стоит около 1300 долларов. Естественно, что такая цена не позволяет использовать взрывчатый агент в промышленных масштабах. Однако уже вскоре, считают эксперты, цена этой взрывчатки может существенно упасть, так как есть варианты по альтернативному синтезу гексантирогексаазаизовюрцитана.

Если сравнивать гексантирогексаазаизовюрцитан с самым эффективным на сегодняшний день взрывчатым веществом, применяемым в военных целях (октогеном), то стоимость последнего составляет около ста долларов за кг. Однако именно гексантирогексаазаизовюрцитан проявляет большую эффективность. Скорость детонации CL-20 составляет 9660 м/с, что на 560 м/с больше, чем у октогена. Плотность CL-20 также выше, чем у того же октогена, а значит, и с перспективами у гексантирогексаазаизовюрцитана тоже должно быть всё в порядке.

Одним из возможных направлений в применении CL-20 сегодня считают беспилотники. Однако здесь есть проблема, потому что CL-20 очень чувствителен к механическим воздействиям. Даже обычная тряска, которая вполне может произойти с БПЛА в воздухе способна вызвать детонацию вещества. Чтобы избежать взрыва самого беспилотника специалисты предложили использовать CL-20 в интеграции с пластиковым компонентом, который будет снижать уровень механического воздействия. Но как только такие эксперименты провели, оказалось, что гексантирогексаазаизовюрцитан (формула С6Н6N12О12) сильно теряет свои «убойные» свойства.

Получается, что перспективы у этого вещества огромные, но вот за два с половиной десятилетия им так никто и не сумел разумно распорядиться. Но эксперименты продолжаются и сегодня. Американец Адам Матцгер работает над совершенствованием CL-20, пытаясь изменить форму этой материи.

Матцгер решил использовать кристаллизацию из общего раствора для получения молекулярных кристаллов вещества. В итоге у них вышел вариант, когда на 2 молекулы CL-20 приходится 1 молекула октогена. Скорость детонации этой смеси находится между скоростями двух указанных веществ по отдельности, но при этом новое вещество гораздо стабильнее самого CL-20 и эффективнее октогена.

Чем ни самая эффективная взрывчатка в мире?..

Бризантное вещество

Бризантные вещества в отношении способности к нормальному горению занимают промежуточное положение между инициирующими и.

Сахаров 526 Борнезит 574 Брадикинин 687, 702 Брадикиноген 702 Брассидиновая кислота 594 Брассиловая кислота 63 Бризантные вещества 210 ел.

Схема обработки чеканкой.| Схема упрочнения взрывом.

Упрочнение взрывной волной ( рис. 58) основано на использовании высоких энергий, освобождаемых при детонации взрывчатых бризантных веществ. Скорость детонации при упрочнении составляет 7 — 103 м / с ( превышает скорость звука в стали примерно на 40 %), давление на поверхности достигает 15 — 103 МПа. Этот вид обработки значительно повышает долговечность изделий.

Применяют также механические упрочнения: чеканкой, ротационно-ударное шариками, гидродробеструйное, ультразвуковое через сферический инструмент или шарик, взрывом бризантных веществ.

Перекись довольно устойчива при обычной температуре, но сильно взрывает при температуре около 100, а также при толчке и трении как очень сильное бризантное вещество. Перекись также сильно взрывает при действии анилина и фенилгидразина.

Бомбикол 614, 615 Бораты Сахаров 513 Борнезит 561 Ботулизм 727 Брадикинин 672, 686 Брадикиноген 686 Брассидиновая кислота 581 Брассиловая кислота 60 Бризантные вещества 202 ел.

Для некоторых военных целей требуется высокая степень бризантного действия или мощности раздробления. Метательные ВВ — это ВВ с низким бризантным действием; высокая мощность раздробления организуется специальными ВВ — бризантными веществами.

В 1875 г. Нобель сделал дальнейшее открытие, что нитрат целлюлозы может набухать в нитроглицерине, образуя достаточно устойчивую желатинообразную массу, обладающую мощными взрывчатыми свойствами. Это сложный эфир азотной кислоты, который по своему строению подобен нитроглицерину С3Н5 ( ОМО2) з, и это сходство может быть является причиной растворимости твердого высокомолекулярного нитрата целлюлозы в жидком сложном эфире-нитроглицерине. Впервые приготовленное взрывчатое вещество этого типа, названное Нобелем гремучий желатин, содержало 92 % нитроглицерина и 8 % нитрата целлюлозы. Это одно из наиболее мощных бризантных веществ из известных взрывчатых веществ; применяется для взрывания скал. При более низком соотношении нитроглицерина и нитрата целлюлозы получаются медленно сгорающие смеси, пригодные для заполнения снарядов. Для оружия с нарезными стволами необходимо очень медленное горение пороха. Первоначальный толчок снаряду не должен сопровождаться возникновением чрезмерного давления в почти герметически замкнутом пространстве, где заключена свинцовая пуля или снаряд, плотно пригнанные в винтообразном канале ствола оружия.

Указанные недостатки вызывают необходимость разработки нового технологического метода, позволяющего исключить эти недостатки и открывающего возможности создания высокомобильного способа изготовления тонкостенных сложных деталей приборостроительной промышленности. Одним из таких возможных методов, получившим распространение в некоторых отраслях современной техники, является электрогидравлический, основанный на использовании взрывной волны, возникающей при электрическом импульсном разряде в жидкости. Кроме того, электрогидравлический метод требует меньше вспомогательного времени на установку детали и подготовку оборудования и, следовательно, позволяет получить большее количество деталей за единицу времени. Вместе с тем энергоемкость процесса взрыва бризантных веществ не имеет ограничений, энергоемкость же процесса электрогидравлического удара ограничивается рядом технических причин.

Применяется так называемый штемпельный аппарат Kast a ( для копра), верхний штемпель которого под различной нагрузкой приводится во вращательное движение. Вращение производится с помощью червячной передачи, непосредственно соединенной с мотором. Стальные штемпеля требуют добавки фрикционных средств, фарфоровые же позволяют производить испытание менее бризантных веществ ( гремуче-ртутные воспламенитель-ные составы) без добавок. Нагрузка осуществляется с помощью свинцовых грузов. Если при скорости 80 оборотов в минуту испытуемое вещество после 20 оборотов еще не детонирует, то нагрузку увеличивают.

Тетранитропентаэритрит

Наряду гексогеном и октогеном, классикой взрывчатых веществ считают трудно произносимый тетранитропентаэритрит, который чаще называют тэном. Однако из-за высокой чувствительности он так и не получил широкого применения. Дело в том, что для военных целей важна не столько взрывчатка, которая разрушительнее других, сколько – та, которая при этом не взрывается от любого прикосновения, то есть с низкой чувствительностью.

Особенно придирчиво к этому вопросы относятся американцы. Именно они разработали натовский стандарт STANAG 4439 для чувствительности взрывчатки, которая может использоваться в военных целях. Правда, это произошло уже после череды тяжелейших инцидентов, в числе которых: взрыв склада на американской базе ВВС «Бьен-Хо» во Вьетнаме, стоивший жизни 33 техникам; катастрофа на борту авианосца «Форрестол», в результате которой было повреждено 60 самолетов; детонация в хранилище авиационных ракет на борту авианосца «Орискани» (1966 года) тоже с многочисленными жертвами.

Астролит

В начале 60-х прошлого века американская компания EXCOA презентовала новое взрывчатое вещество на основе гидразина, заявив, что оно в 20 раз мощнее тротила. Прибывших на испытания генералов Пентагона сбил с ног жуткий запах заброшенного общественного туалета. Впрочем, они были готовы его потерпеть. Однако ряд тестов с авиабомбами, заправленными астролитом А 1-5 показал, что взрывчатка оказалось лишь в два раза мощнее тротила.

После того, как чиновники Пентагона забраковали эту бомбу, инженеры из EXCOA предложили новую версию этого взрывчатого вещества уже под маркой «АСТРА-ПАК», причем для рытья окопов методом направленного взрыва. На рекламном ролике солдат тонкой струйкой поливал землю, а затем из укрытия детонировал жидкость. И окоп в человеческий рост – был готов. По своей инициативе компания EXCOA выпустила 1000 комплектов такой взрывчатки и отправила на вьетнамский фронт.

В реальности всё закончилось грустно и анекдотично. Полученные окопы источали такой отвратительный запах, что американские солдаты стремились их покинуть любой ценой, невзирая на приказы и опасность для жизни. Те же, кто оставался, теряли сознание. Неиспользованные комплекты военнослужащие за свой счет отправили назад – в офис фирмы EXCOA.

История пластичных взрывчатых веществ

Девятнадцатый век стал настоящим «звездным часом» для химиков, которые занимались разработкой новых видов взрывчатых веществ. В 1867 году Альфредом Нобелем был запатентован динамит, который можно назвать первым пластичным взрывчатым веществом.

Первый вид динамита был изготовлен путем смешивания нитроглицерина с кизельгуром (кремниевая земля). Взрывчатое вещество получилось довольно мощным, имело приемлемый уровень безопасности (по сравнению с нитроглицерином) и обладало консистенцией теста.

Во время Второй мировой войны в Германии было разработано пластичное взрывчатое вещество гексопласт, которое состояло из смеси гексогена (75%), динитротолуола, тротила и нитроцеллюлозы. Позже американцы «позаимствовали» этот состав и начали его серийное производство под наименованием С-2.

В Великобритании первое пластичное взрывчатое вещество появилось еще до начала ПМВ, оно называлось PE-1 и использовалось для проведения взрывных работ. РЕ-1 состоял из 88% гексогена и 12% нефтяного масла. Позже этот состав был улучшен, в него добавили эмульгатор лецитин. Под наименованием РЕ-2 эта взрывчатка активно использовалось англичанами в период Второй мировой войны. Причем она находилась на вооружении специальных подразделений Великобритании, возможно именно поэтому пластичная взрывчатка стала в общественном сознании обязательным атрибутом диверсанта.

В 50-е годы англичане создали еще один вид ПВВ – РЕ-4. Причем эта разработка получилась настолько хорошо, что находится на вооружении английской армии и сегодня. В его состав входит: 88% гексогена, 11% специальной смазки DG-29 и эмульгатор. Данное взрывчатое вещество получилось весьма удачным – недорогим, надежным и довольно мощным. РЕ-4 используется для проведения взрывных работ, а также для снаряжения некоторых видов боеприпасов.

В США начали производить пластичную взрывчатку во время Второй мировой войны. Первым американским ПВВ стала взрывчатка С-1, аналогичная по составу английской РЕ-2. Чуть позже она была несколько модифицирована до С-2, а затем и С-3. Все эти ПВВ в качестве взрывчатого компонента использовали гексоген, отличались лишь пластификаторы.

В 1967 года была запатентована пластичная взрывчатка С-4, которая позже стала практически синонимом ПВВ. С-4 весьма успешно применялась во Вьетнаме, в настоящее время существует несколько классов этой взрывчатки, они отличаются друг от друга количеством гексогена.

С использованием С-4 во Вьетнаме связано несколько курьезных историй. Поначалу применение этого взрывчатого вещества привело к частым случаям тяжелых отравлений среди американских солдат. Дело в том, что они пытались использовать куски С-4 вместо привычной для американцев жвачки. Гексоген, входящий в состав С-4, является сильным ядом, он и вызывал отравления. После этого в инструкцию к С-4 был внесен пункт о том, что жевать пластит запрещено.

Вторая группа несчастных случаев была связана с попытками военнослужащих использовать С-4 в качестве топлива для приготовления пищи. Пластит не взрывался, но пары гексогена, попав вместе с дымом в пищу, также приводили к отравлениям. После этого в инструкциях к взрывчатке появился еще один пункт: «Запрещено использовать для приготовления пищи».

Следует отметить, что сегодня на вооружении американской армии находится большое количество разновидностей пластичной взрывчатки. Они отличаются и по взрывному компоненту, и по пластификаторам.

Первой советской пластичной взрывчаткой, которую начали выпускать массово, стала ПВВ-4. Этот пластит состоит из 80% гексогена, 15% смазочного масла и 5% стеарата кальция. Она появилась примерно в конце 40-х годов, однако в войска практически не поступала.

В 60-е годы в СССР был создан еще один вид пластичной взрывчатки – ПВВ-5А, который был полным аналогом американской С-4. Эту взрывчатку использовали для снаряжения мин МОН и динамической брони для танков.

В тот же период для систем разминирования была создана пластиковая взрывчатка ПВВ-7 с повышенным уровнем фугасности.

Долгое время пластичная взрывчатка считалась в СССР секретной, поэтому в строевые части она почти не поступала. Ситуация изменилась только с началом войны в Афганистане.

Октоген

В 1942 году американский химик Бахманн, проводя опыты с гексогеном, случайно обнаружил новое вещество октоген, причем в виде примеси. Свою находку он предложил военным, однако те отказались. Между тем, через несколько лет, после того, как удалось стабилизировать свойства этого химического соединения, в Пентагоне всё же заинтересовались октогеном. Правда, в чистом виде в военных целях он широко не применялся, чаще всего в литьевой смеси с тротилом. Эта взрывчатка получила название «октолом». Она оказалась на 15% мощнее гексогена. Что касается её эффективности, то считается, что один килограмм октогена произведет столько же разрушений, что и четыре килограмма тротила.

Впрочем, в те годы производство октогена было в 10 раз дороже изготовления гексогена, что сдерживало его выпуск в Советском Союзе. Наши генералы подсчитали, что лучше произвести шесть снарядов с гексогеном, чем один – с октолом. Именно поэтому так дорого обошелся американцам взрыв склада боеприпасов во вьетнамском Куи-Нгоне в апреле 1969 года. Тогда официальный представитель Пентагона заявил, что из-за диверсии партизан ущерб составил 123 миллиона долларов, или примерно 0.5 млрд. долларов в нынешних ценах.

В 80-х годах прошлого века после того, как советские химики, в том числе и Е.Ю. Орлова, разработали эффективную и недорогую технологию синтеза октогена, в больших объемах он стал выпускаться и у нас.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.