Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПОРОХА

ПОРОХА (т. наз. метательные ВВ), твердые смеси орг. и(или) неорг. соединений, способные устойчиво (без перехода во взрыв или детонацию) гореть в широком интервале внеш. давлений (0,1-1000 МПа). Пороха-источники энергии для сообщения снарядам, ракетам и т. д. необходимой скорости полета к цели.

Для создания режима устойчивого горения с регламентир. скоростью тепло- и газовыделения пороха формуют в виде монолитных плотных зарядов с высокой мех. прочностью, не допускающей их разрушения в момент выстрела в стволе орудия или при горении в ракетном двигателе. При сохранении сплошности заряда горение порохов происходит послойно -параллельными слоями в направлении, перпендикулярном пов-сти горения заряда. Скорость тепло- и газовыделения определяется величиной пов-сти заряда и линейной скоростью горения. Пов-сть заряда порохов определяется размером и формой его элементов, выполненных в виде цилиндров с одним или несколькими каналами, пластин, лент, сфер и т. д. В зависимости от формы элементов величина пов-сти заряда при горении изменяется по-разному. Горение с уменьшением пов-сти заряда наз. дегрессивным и сопровождается уменьшением скорости газовыделения, горение с увеличением пов-сти наз. прогрессивным. В случае постоянной или слабо увеличивающейся пов-сти горящего заряда давление в стволе орудия или ракетной камере остается приблизительно постоянным.

Скорость горения порохов U увеличивается с повышением давления р окружающего газа и т-ры заряда Т0 по ур-нию: U = Bpv(l — АТ0), где А, B и v эмпирич. постоянные, зависящие от состава порохов. В ракетной камере с рабочим давлением ~ 10 МПа скорость горения порохов составляет 1 см/с, в ствольных системах с рабочим давлением 100-1000 МПа-10-100 см/с. Время сгорания порохового заряда определяется не только скоростью горения, но и величиной наим. размера отдельного элемента, т. наз. толщиной горящего свода, к-рая может колебаться от 0,1 мм для короткоствольных систем до неск. дм для ракетных двигателей. В ствольных системах порох сгорает за сотые и тысячные доли с, в ракетных двигателях-за десятки с. При горении порохов выделяется большое кол-во газов (до 1 м3/кг) с т-рой 1200-3700 °С.

Пороха характеризуют теплотой сгорания при постоянном объеме, объемом газообразных продуктов u0 и работоспособностью. Для ствольных систем работоспособность выражают работой, к-рую производят газообразные продукты взрыва 1 кг пороха,-т. наз. силой пороха f= p0u0Tг/273 в Н·м/кг, где p0-атм. давление, Tг-макс. т-ра газов; для ракетных систем работоспособность пороха-единичный импульс (в Н·с/кг), к-рый соответствует величине уд. тяги, развиваемой ракетным двигателем при сгорании 1 кг пороха.

В зависимости от хим. состава обычно различают нитро-целлюлозные и смесевые пороха. Основа всех нитроцеллюлоз-ных (бездымных) порохов-целлюлозы нитраты, пластифицированные разл. р-рителями. В зависимости от вида нитрата целлюлозы и летучести р-рителя различают пироксилиновые пороха, баллиститы и кордиты. Пироксилиновые пороха содержат пироксилин (12,2-13,5% N), следы летучего р-рителя - пластификатора (чаще всего смеси этанола с диэтиловым эфиром), небольшие кол-ва стабилизатора хим. стойкости порохов (напр., дифениламин) и флегматизатора (напр., камфора), др. добавки. При изготовлении пироксилиновых порохов после смешения компонентов и их пластификации полученную массу формуют в элементы с небольшой толщиной горящего свода (1,5-2,0 см), из к-рых затем удаляют р-ритель. Теплота сгорания пироксилиновых порохов ок. 4000 кДж/кг, объем газообразных продуктов ок. 1000 л/кг, сила пороха ок. 106 Н·м/кг. Применяют их только в ствольных системах. Баллиститы и кордиты-бездымные пороха для ствольных систем и твердые ракетные топлива.

Смесевые пороха-гетерог. композиции, состоящие, как правило, из кристаллич. окислителя (обычно NH4C1O4, 70-80% по массе) и горючего полимерного связующего (обычно синтетич. каучуки и смолы, 10-20%). Кроме того, смесевые пороха могут содержать пластификаторы, порошкообразный А1 (10-20%), катализаторы горения, отверждающие добавки и др. Изготовление смесевых порохов включает тщательное смешение всех компонентов (связующее находится в вязкотекучем состоянии), заполнение полученной массой изложницы или непосредственно ракетного двигателя, отверждение заряда при нагревании. Применяют в качестве смесевых твердых ракетных топлив. По сравнению с баллиститами смесевые пороха обладают более высокой уд. тягой, меньшей зависимостью скорости горения от давления и т-ры, возможностью регулирования физ.-мех. характеристик и скорости горения при помощи присадок. Благодаря высоким эластич. св-вам смесевых порохов можно изготовлять заряды жестко-скрепленными (на клеевой основе) со стенкой двигателя, что резко увеличивает коэф. наполнения топливом двигательной установки.

К смесевым порохам относят также дымные (черные) пороха. Окислителем в таких порохах служит KNO3 (70-80% по массе), горючим-уголь (10-20%), связующим-сера (8-10%). Дымный порох легко воспламеняется под действием искры и пламени; т. всп. ок. 300 °С; более чувствителен к удару, чем нек-рые бризантные ВВ. Скорость горения запрессованных зарядов таких порохов при атм. давлении 8-10 мм/с.

Процесс изготовления дымного пороха включает измельчение исходных компонентов, их смешение, уплотнение смеси, зернение, полирование и сортировку. Применяют дымный порох в патронах для охотничьих ружей, снаряжения дистанц. колец в трубках и огнепроводных шнуров, в воспламенителях к зарядам из нитроцеллюлозных порохов, зарядах типа шрапнели.

Раньше всех был применен дымный порох, место и время изобретения к-рого точно не установлены. Наиб. вероятно, что он появился в Китае, а затем стал известен арабам. В Европе (в т.ч. в России) дымный порох начали применять в 13 в.; до сер. 19 в. он оставался единственным ВВ для горных работ и до кон. 19 в.-метательным ср-вом. Пироксилиновый порох впервые получен в 1884 П. Вьелем, кордитный - в кон. 19 в. в Великобритании, баллиститный - в 1887 А. Нобелем. В России произ-во бездымного пороха осуществлено в 1890 благодаря работам Д. И. Менделеева. Заряды из баллиститных порохов для ракетных снарядов впервые разработаны в СССР в 30-х гг. и использовались в Великую Отечественную войну в гвардейских минометах "Катюша".

Лшп.: Сарнер С., Химия ракетных топлив, пер. с англ., М., 1969; Горст А. Р., Пороха и взрывчатые вещества, 3 изд., М., 1972. Б. С. Светлов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн