Піротехніка в подробицях стопіном

Стопіном називають вогнепровідний шнур - необхідний компонент практично всіх піротехнічних виробів. До його виготовлення потрібно поставитися з не меншою ретельністю, ніж в разі пороху - немає нічого неприємніше раптово згаслого гніту, коли ви не знаєте, чи то вже треба бігти виправляти зіпсований ефект, то чи почекати ще трохи: а раптом воно все-таки вибухне?

Фабричний стопіном (visco-fuse) по ідеї повинен виготовляється в оплетке різних кольорів, залежно від швидкості горіння, хоча це не завжди дотримується. Його, до речі, нескладно придбати в інтернет-магазинах, причому з гарантованою швидкістю горіння. Фабричний відрізняється від саморобного опліткою, яка іноді покривається водостійким лаком.

Всі без винятку зустрічалися мені допомоги, і самодіяльні і не дуже, повторювали опис технології виготовлення стопіном, наведене у Чувуріна [2]. Ось воно в оригінальному вигляді:

«Мотки« пряжі »колоподібними шарами занурюють в тарілку з насиченим розчином калійної селітри (25-30%). Його кількість має, як мінімум, в 4 рази перевищувати вагу пряжі. Бажано використовувати розчин кімнатної температури, тому що при охолодженні гарячого на нитках іноді виростають великі кристали селітри, а це небажано. Через дві години мотки виймають, злегка віджимають, підвішують на рамку і пару годин «подвяливают». У цей час готують порохове тісто [...] з розрахунку 12 г пороховий м'якоті або димного пороху, 4 г води, 1 г спирту і 0,25 г камеді (абрикосовою або гуммиарабика, які розпускають у воді завчасно) на 1 г ниток. В іншому випадку камедь можна замінити декстрином або крохмалем.
[...] Оброблені сіллю [Чувурін, очевидно, мав на увазі селітру] нитки на 2-3 години занурюють в порохове тісто, змотують на рамку, при необхідності пропускають крізь пальці, формуючи рівний профіль, припудривают пороховий м'якоттю і ретельно сушать (іноді до трьох діб). «Опудренних» стопіном сильно брудниться, зате горить значно швидше і запалюється практично миттєво. [...] Хороший стопіном має вигляд чорного круглого шнурка або вузької тасьми без вузлів, напливів, присвятив і світлих плям. На відкритому повітрі він горить зі швидкістю 3-5 см / с ».

У цьому описі досить багато невизначеностей: наприклад, Чувурін пропонує зважувати нитки, які не вказуючи їх товщину. Тим часом, один грам ниток 10-го номера або тоненькою 60-ки дадуть істотна відмінність в довжині, а витрата тесту пропорційний як вазі (обсягом пряжі), так і довжині нитки. Між номером нитки і її товщиною в мм немає однозначної залежності: для швейних ниток номер є приблизна довжина нитки вагою в один грам, але для самих товстих взуттєвих ниток це виглядає інакше (див. Нижче таблицю з ГОСТ 30226-93, де «лінійна щільність» в текс є вага кілометра нитки в грамах).

Ще один момент: витримку в розчині селітри можна скоротити до 30-40 хвилин, або взагалі обійтися без неї, якщо розчин, приготований при кімнатній температурі, довести до кипіння разом із зануреною в нього прядкою. ( «Великі кристали», про які говорить Чувурін, виростають, якщо насичений розчин готується при підвищеній температурі, коли розчинність селітри зростає в десять з гаком разів, див. Графік розчинність в розділі «Чорний порох». А якщо закип'ятити розчин, насичений при 20 °, то нічого ніде не виросте). «Подвяливаются» дві години - це, звичайно, дуже багато, при звичайній вологості нитки сохнуть вже через півгодини, а висушувати насухо і справді небажано: просочена селітрою суха пряжа витягне рідина з тіста, і незрозуміло, скільки рідини в нього треба додавати до оптимальної в'язкості.

Якщо є в розпорядженні кульова млин, робіть по Чувуріну - хіба що тесту брати можна трохи менше. Кілометрами, як Солодовников, ми стопіном не робимо, тому будемо вважати на метри. 6 метрів пряжі, складеної з 4-х ниток номера 00, важать близько 9 грам. На це кількість береться 30 грам води, в якій розчиняється близько 2,5 грам декстрину, потім в розчин додається 8 грам спирту і на цій справі замішується тісто з 90 грам пороховий м'якоті. Декстрин можна і розтирати відразу спільно з сухою сумішшю - так склад потім швидше размешается в тісто, без очікування, поки декстрин розійдеться у воді.

Густота суміші надає здебільшого вугільний пил, причому у великій залежності від її дисперсності. Властивості пороховий м'якоті щодо рідини дуже схожі із цементною сумішшю для кладки: до якогось моменту вона вбирає воду, залишаючись розсипчастою, а ще трохи перетворюють її в текучу рідину. Суміші для уповільненої стопіном (див. Далі), вимагають іншу кількість рідини, тому, щоб не помилитися, у всіх випадках я раджу сміливо додавати на 100 г 20-25 мл спиртового розчину, ретельно розміщувати, а потім додавати по 2-3 мл, весь час розмішуючи, поки не доведете тісто до консистенції рідкої сметани.

Для вимочування в тесті зручно взяти вузьку високу посуд, а витримані в селітрі нитки скрутити по її діаметру і утрамбувати отримані колечка до самого дна. Перед укладанням кілець тісто треба як слід розмішати. Кілець можна напхати стільки, скільки вміститься. В цьому випадку витрата м'якоті на одиницю пряжі буде менше, ніж якщо робити в блюдечку.

Ще одне уточнення до Чувуріну: витримані в пороховому тесті нитки перед розміщенням на просушку краще скрутити до тих пір, поки не почне вичавлювати тісто, після чого закріпити в натягнутому стані і провести кілька разів пальцями туди-сюди, чи не стискаючи, для формування рівного профілю. Скручений стопіном виходить міцніше, більш рівним і не розвалюється на окремі нитки при спробі відкусити маленький шматочок. Зрозуміло, чому цього немає в офіційних рецептах: спробуйте скрутити кілометр-другий ниток, вимазаних в чорній гидоти, бруднить все не гірше графітової мастила!

Сушка результату займає два світлових дня + ніч між ними, причому в денний час натягнутий стопіном виставляється на сонці. Якщо на сонці виставити немає можливості, то сушка в сухому приміщенні влітку дійсно може займати близько трьох діб. Причому з товщиною нитки стопіном час сушіння зростає непропорційно швидко: клей утворює зовні щільну оболонку, через яку сушка внутрішніх шарів сповільнюється. Час, що залишився тісто з декстрином висушити цілим клубком взагалі не вдається в прийнятні терміни, тільки розмазавши його тонким шаром. Звідси, до речі, зрозуміло, чому порохову масу з додаванням декстрину намагатися висушити після пресування цілої «таблеткою» - безнадійне заняття. Для зберігання такої стопіном зручно нарізати кусачками-бокорезами на шматки 8-10 см - довше ми тут не вживаємо.

Щоб зробити отриманий стопіном стійким до дії вологи, його можна занурити в саморобний нітроклей (колодій - див. Далі розділ про нітроцелюлозі). Саморобний колодій практично не змінює властивостей стопіном, на відміну від заводського нітролаку, який уповільнює горіння.

Отриманий стопіном горить швидко - десь 5 см в секунду. В отворах або загорнутий в паперову трубку прогорає практично миттєво. Це гарна якість, коли мова йде про займання, наприклад, звездок в римських свічках або підпал відразу декількох виробів від одного разветвляющегося стопіном. Але використовувати його в якості гніту неможливо: або ви просто не встигнете відійти на безпечну відстань, або доведеться ставити гноти в десятки сантиметрів завдовжки. Тому постає питання про уповільнення його горіння. Причому в звичайній практиці повільного стопіном-гніту витрачається навіть більше швидкого, тому його доводиться робити більше і частіше, ніж швидкий.

повільний стопіном

Є кілька способів уповільнити горіння стопіном. Перший, що напрошується - зменшити кількість селітри за рахунок збільшення кількості пального в м'якоті. Хоча багато для простоти беруть м'якоть без сірки, з одним вугіллям, Чувурін радить збільшувати кількість сірки, а не вугілля (склад 55KNO3: 27S: 14C), аж до виключення вугілля зовсім (68KNO3: 23S). Стопіном з сіркою спалахує легше і горить надійніше, ніж з одним вугіллям. Я після проб зупинився на суміші 60KNO3: 28S: 12C, причому декстрин в кількості 5-7 г на 100 г суміші розтирається з іншими компонентами. Одержаний в результаті повільний стопіном горить зі швидкістю 0,5-1 см / с і надійно проходить вузькості, але, швидше за все, зажадає дворазового покриття.

Згасаючий стопіном слід покрити другим шаром тіста. При цьому контакт з тестом повинен бути максимально коротким, щоб висохлий декстрин НЕ розмокнув, витримувати тривалий час, природно, не потрібно. Вузька висока посуд вже не підійде - тісто треба розміщувати в блюдечку до консистенції рідкої сметани. Зручний спосіб - стопіном ріжуть (точніше, розкушують кусачками-бокорезами) на шматочки по 4-5 або 7-10 сантиметрів, занурюють кожен в рідке тісто за допомогою пінцета, і сушать, розклавши на краю блюдечка. Цей спосіб підходить саме для повільного стопіном, який зазвичай вживається в якості гніту таких розмірів.

Другий звичайний метод зменшення швидкості горіння - просочити готовий стопіном сповільнювачем, в якості якого може виступити 10% розчин каніфолі в спирті. Результати неоднозначні - вогонь може місцями перериватися і стопіном погано горить в узкостях. Розведений нітролак (фабричні) може давати кращі результати, але в цьому випадку уповільнює горіння незначно, а надто густий, навпаки, може його взагалі зупинити. Зрештою я припинив трудомісткі експерименти в цю сторону.

Непоганий варіант виходить, якщо розмолоти повторно «просмажене» м'якоть або порох з того ж вугілля ручного вироблення. З пороху канонічного складу (75:15:10) у мене виходить досить спритний стопіном зі швидкістю горіння десь удвічі повільніше нормального - близько 2-2,5 см / с, причому з першого разу, без повторного покриття. Якщо в розмолоту м'якоть додати сірки до змісту 20-25% (тобто 10-15 грам на 100 грам м'якоті), то виходить повільний стопіном зі швидкістю 0,5-1 см / с. Не виключена і необхідність повторного покриття - як ми говорили, склад із збільшеною кількістю сірки горить не так активно, і може стати пустим занадто тонкому покритті.

Якщо хочете, навпаки, ще прискорити горіння, то додайте в «тісто» відсотків 10 бертолетової солі (тільки не розтирайте її разом з м'якоттю в сухому стані - вибухнете!) Або взагалі скористайтеся м'якоттю на основі одного хлората калію c вугіллям (75 г KClO3 на 20 г C). Якщо у вас є багато перхлората калію, то можна використовувати перхлоратних порох (73KClO4 + 12C + 12S), він також горить швидше. Нитка в цьому випадку можна вимочувати як і раніше в селітрі, а можна і в основному окислителе «тесту», але в будь-якому випадку це слід робити обов'язково.

Для додання водостійкості готовий повільний стопіном можна занурити в саморобний нітроклей (про нього див. У розділі про нитроцеллюлозу). Під водою не обіцяю, але у вологому повітрі він буде горіти з тією ж швидкістю (точніше, тліти), тільки менше розкидати іскри. Тільки не вживайте для цієї мети меблевий нітролак! - з ним стопіном буде гаснути.

І на закінчення: залишок тесту викидати не треба. Висушивши тісто з саморобним вугіллям коржем (для цього її кілька разів доведеться перевертати) і поламавши на шматочки, отримаємо іскристі звездки. У залишок тесту від повільного стопіном можна додати ще декстрину (до 12-15%), нанести склад на дерев'яну лучину від «камінних» сірників і отримати цілком прийнятний бенгальський вогонь. Тільки треба стежити, щоб склад лягав щільно, без пустот і не дуже товстим шаром, інакше він буде займатися відразу на всю довжину. І, нарешті, коржі сухого тесту можна потім розмочувати повторно і використовувати для наступних порцій стопіном. З швидким стопіном я таке робити не ризикнув, а ось повільний стопіном з «вторсировини» виходить цілком нормальний.

тертковим запал

На основі технології стопіном можна зробити тертковим запал для петард - це той, який чиркають про коробок, після чого петарду з усією можливою швидкістю кидають вгору якомога вище. У дитинстві, начитавшись книжок про громадянську війну, коли ще широко застосовували шрапнель - артилерійський снаряд, вибухає в повітрі і розкидають навколо свинцеві кульки - ми дуже любили саморобні петарди такого типу, по своєму ефекту нагадували розрив шрапнельного снаряда. На жаль, для них потрібний справжній порох, який, природно, був моторошним дефіцитом, тому така розвага можна було дозволити собі нечасто.

Петарда робилася так: заряд пороху з пів чайної ложки загортався в обривок газети, після чого на паперовий клубок намотували кілька шарів «чорної» (тобто тканинної) ізоляції, формуючи круглий кульку. У стінці кульки цвяхом протикають дірка, в яку запихали одну за одною кілька сірникових головок, акуратно відрізаних від сірника. Час горіння такого «гніту» було, природно, мінімальним (1-2 секунди), тому при використанні петарда заносили правою рукою за спину в замаху, лівою рукою до неї підносився сірникову коробку і чирканья відбувалося одночасно з кидком. Таке застосування досить надійно гарантувало від вибуху в руці, але, як ви самі розумієте, воно все-таки небезпечно і до того ж незручно.

Нормальний тертковим запал для подібних цілей можна зробити з сірники, обмазавши її тестом, як при виготовленні стопіном. Але при цьому доведеться замінити водний клей на неводний, інакше сірникова головка просочиться вологою і втратить свої запалювальної якості. Як клейкої основи можна взяти нітролак (НЕ саморобний «колоїд» з голови про нитроцеллюлозу. А просто меблевий). Складність в тому, що розчинник нітролаку має дуже невелике поверхневий натяг, і при спробі відформувати масу на сірнику руками, вона охочіше липне до пальців (де лак висихає швидше), ніж до сірника.

Тому краще використовувати спосіб виготовлення такого запалу багаторазовим зануренням. Так як бертолетова сіль в органічних расворітелях розчиняється (а сірка, що також входить в головку, розчиняється дуже погано), то для головки це безпечно. Спочатку м'якоть розмішують з нітролаком до густоти сметани. Потім сірник занурюють в таке тісто приблизно на 2-2,5 см довжини, злегка протирають верхівку головки, щоб вона була видна, і встромляють сірник для просушки заднім кінцем в підготовлений отвір в дерев'яній дошці. Приготувавши таким чином з кілька десятків заготовок (робити потрібно максимально швидко, інакше тісто встигне підсохнути), ємність з тістом щільно закупорюють і підсушують перший шар протягом години-двох. Потім таким же чином наносять другий шар і так далі - поки сірник не покриється рівним шаром тіста товщиною 2-3 міліметра. Останній шар злегка підсушують і ущільнюють поверхню пальцями, припудрених сухий м'якоттю. У остаточно висушених запалів можна відкусити залишився голий дерев'яний кінчик.

По суті справи ви виготовили щось на кшталт «Мисливські» сірники - від справжньої вона відрізняється тільки меншою товщиною і більшою швидкістю горіння (справжні «мисливські» сірники ще покривають шаром водостійкого лаку, тому вони горять навіть під водою). Але «мисливські» сірники через невисоку швидкості горіння застосовувати в якості запалу незручно. Наш запал довжиною 2 см згорає повністю за три-чотири секунди. Цього вистачає, щоб чиркнути, як слід розмахнутися і запустити петарду на максимальну висоту. Але все-таки будьте дуже обережні - наприклад, не доверяте петарди маленьким дітям, у яких координація рухів ще розвинена недостатньо.