Вибухові речовини: призначення і класифікація.
Складовою частиною авіаційного озброєння являються засоби поразки, важливим компонентом яких є вибухові речовини.
ВИБУХОВИМИ РЕЧОВИНАМИ (ВР) називають особливу групу речовин, які здатні під дією порівняно невеликих зовнішніх впливів (удар, накол, нагрів, скачок тиску та ін.) до бистрих хімічних перетворень.
У військовій справі ВР застосовуються для спорядження авіаційних бомб, мін, снарядів, бойових частин ракет і других боєзапасів.
В результаті дуже швидких хімічних перетворень вибухової речовини виділяється велика кількість тепла. Дуже нагріті гази здібні виробляти механічну роботу по метанню, дрібненню, руйнуванню навколишнього середовища в дуже короткі строки. Таке явище називають вибухом.
Таким чином, вибухом звичайних ВР називається процес надзвичайно швидкого хімічного перетворення речовини, який супроводжується виділенням великої кількості енергії (тепла і газоподібних продуктів), виконуючої роботу по зруйнуванню і переміщенню навколишнього середовища.
ЯДЕРНИМ ВИБУХОМ називається вибух, заснований на використанні енергії ядерних реакцій вибухового характеру: цепної реакції ділення важких ядер (в ядерних боєприпасах ділення) і термоядерних реакцій синтезу (в термоядерних боєприпасах).
Основними характеристиками вибуху звичайних ВР являються:
1. Швидкість протікання процесу вибухового перетворення — найбільш суттєва характеристика, відрізняюча ВР від звичайних пальних речовин. Процес перетворення в різних ВР вимірюється проміжками часу від сотих до мільйонних долей секунди. Швидкість поширення вибуху по заряду від 5000 до 10000 м/с. Саме ця швидкість і забезпечує велику силу вибуху ВР.
2. Кількість виділяємого тепла і пов’язане з цим підвищення температури, прискорює хід реакції. Чим більше виділяється тепла, тим більшу механічну роботу можна одержати в результаті вибуху.
3. Кількість утворених газоподібних продуктів в процесі перетворення речовини характеризує можливість вибуху. Газоподібні продукти вибуху, нагріті до високої температури (2000-3000°С), в момент вибухового перетворення займають той же об’єм, який займала ВР до вибуху. При цьому створюється великий тиск газів. Ці гази, розширюючись, перетворюють теплову енергію в механічну роботу.
4. Чутливість ВР визначається тією кількістю зовнішньої енергії, яку можна затратити, щоб визвати його розклад. Кількість зовнішньої енергії, необхідної для збудження розкладу ВР, називається початковим імпульсом.
Початковий імпульс може бути:
- механічним (удар, накол, тертя);
- тепловим (нагрів, промінь, полум’я);
- електричним (накал нитки, іскра);
- хімічним (енергія, відділяюча при хімічній взаємодії);
- енергія іншої ВР.
Стисла характеристика метальних, бризантних та ініціюючих ВР і застосування їх в авіаційних бомбах.
Протягом багатьох століть єдиною відомою людині вибуховою речовиною був чорний (димний) порох. Появлення чорного пороху в Росії відноситься до тринадцятого століття. В середині вісімнадцятого століття великий російський вчений Ломоносов отримав таку суміш чорного пороху, який залишився незмінним до нашого часу. Пріоритет у відкритті і введенні в бойову техніку іншої речовини — динаміту, належить російському вченому, академіку Н.Н. Зиміну. В 1853р. під час Кримської війни Н.Н. Зимін і військовий інженер В.Ф. Петрушевський запропонували замінити в спорядженні гранат речовиною, яка містить нітрогліцерин.
Широкими науковими дослідженнями ВР і порохом займався великий російський хімік Д.І. Менделєєв. Створений ним бездимний порох виявився придатним для застосування в багатьох сучасних боєзапасах.
Інженери та вчені розробили багато нових сильних ВР і методів їх застосування, які успішно використовуються як при вибухових роботах, так і при виготовленні різних видів боєзапасів.
По практичному застосуванню ВР можна розділити на наступні чотири групи:
- бризантні ВР;
- ініціюючі ВР;
- кидаючі ВР або порох;
- піротехнічні суміші.
1. БРИЗАНТНІ ВР використовуються для спорядження бомб, снарядів та інших видів боєзапасів, а також для виконання робіт військового характеру і в народному господарстві. Широке застосування бризантних ВР обумовлене безпекою в поводженні, доступністю вихідних матеріалів, безпекою і економікою виробництва.
До бризантних відносяться наступні ВР: тротил, тетрил, гексоген, пикринова кислота, ТЕН (татранитропентаеритрит).
ТРОТИЛ — (тринитротолуол або тол) представляє собою тверду, кристалічну речовину жовтого кольору.
Тротил стійкий, з металами не взаємодіє, вперше був одержаний в 1863р., в якості ВР став застосовуватись з 1902р. Вихідними матеріалами для одержання тротилу являються: толуол - продукт перегонки кам’яного вугілля (нафти і суміш азотної і сірчаної кислот). Азотна кислота використовується для обробки толоулу, сірчана — для зв’язки утвореної при реакції води.
Температура плавлення близько 80°, плавиться без розкладання. Негігроскопічний, в воді розчиняється дуже погано, добре розчиняється в бензині, кислотах і лугах. Під дією сонячних променів темніє. Від удару, тертя, прострілу пулею не вибухає. На повітрі горить спокійно, без вибуху. Температура спалаху біля 300°С. Пресований тротил внаслідок значної інертності вимагає застосування проміжного детонатору.
В зв’язку багатьох переваг являється основною бризантною ВР і знаходить широке застосування для спорядження всіх видів боєприпасів, а також вибухових робіт. Крім того, тротил використовується для отримання різних сплавів і сумішей ВР.
ТЕТРИЛ — являється хімічною сполукою вперше був отриманий в 1877р. В якості вибухової речовини третил використовується з 1906р. Тетрил являється продуктом перегонки кам’яного вугілля, нафти.
Ініціюючі вибухові речовини
Гримуча ртуть (ФУЛЬМІНАТ РТУТІ) – Hg(ONC)2, ртутна сіль гримучої (фульмінатної) кислоти, ініціююча вибухова речовина. Безбарвні, білі або сірі кристали, густина 4307 кг/м3, т-ра займання 160 оС. Отруйна, у поводженні небезпечна. Надзвичайно чутлива до іскор, механічних впливів, особливо в сухому вигляді. Гримуча ртуть – найбільш чутлива з усіх ініціюючих ВР. Застосовують у капсулях-детонаторах і капсулях-запальниках.
Азид свинцю дрібний кристалічний порошок білого кольору з густиною 4,71-4,93, практично нерозчинний в холодній воді і малорозчинний у гарячій, здатний в присутності вологи і при підвищеній температурі реагувати з деякими металами. При виготовленні капсулів-детонаторів споряджається в гільзи з алюмінію, з яким не реагує. Низька температура помітно не впливає на його чутливість, яка залежить від розміру і форми кристалів. Вода практично не змінює здатності азиду свинцю до вибуху. Азид свинцю і продукти його вибуху токсичні. Застосовується як первинна ініціююча ВР в детонаторах (капсулях-детонаторах, електродетонаторах).
