Порох, вибух і детонація

Чому ж на відкритому повітрі бездимний порох спокійно горить, а не вибухає?
На відкритому повітрі можна по годинах простежити час горіння стрічки бездимного пороху (рис. 1); між тим найточніший секундомір не дозволяє виміряти час вибуху того ж пороху в знарядді. Чим же пояснити таку різницю в часі?
Виявляється, вся справа тут в умовах, при яких відбувається утворення газів.

1 На відкритому повітрі порох горить спокійно. У замкнутому просторі порох вибухає

При горінні пороху на відкритому повітрі утворюються гази швидко розсіюються: їх ніщо не утримує. Тому тиск не підвищується, і швидкість горіння порівняно невелика.
У замкнутому просторі утворюється газам виходу немає. Вони заповнюють весь простір. Їх тиск тому зростає. Під дією цього тиску вибухове перетворення йде дуже швидко, тобто весь порох дуже швидко звертається в гази. Виходить вже не звичайне горіння, а вибух (рис 1).
Чим більший тиск, тим більше швидкість вибуху. Збільшуючи тиск, ми можемо отримати дуже велику швидкість вибуху. Такий вибух, що протікає з величезною швидкістю, в десятки і навіть сотні разів більшою, ніж швидкість звичайного вибуху, називається детонацією. При ньому займання і вибухове перетворення як би зливаються, відбуваються одночасно.
Швидкість вибуху залежить не тільки від тиску. Можна іноді отримати детонацію, не застосовуючи великого тиску.
Бувають випадки, коли вибухає, детонує, наприклад, вугільний пил або навіть звичайна мука. Це трапляється тоді, коли вони розпорошені в повітрі.
У звичайних умовах вугілля запалити зовсім не легко, а борошно і того важче. Але коли частинки вугілля і муки розпорошені в повітрі, вони перемішуються з повітрям. Кожна частка вугілля або борошна оточена киснем. Тому вони так легко з'єднуються з киснем, згоряють з величезною швидкістю - детонують.
Що ж краще для стрільби-звичайний вибух або детонація?
Швидкість детонації більше швидкості звичайного вибуху. Може бути, і робота, що здійснюються газами при детонації, буде більше?
Спробуємо замінити вибух детонацією: створимо для цього в стовбурі тиск більше, ніж те, яке виходить зазвичай при запаленні пороху.
Для цього все той простір в стовбурі, яке залишається позаду снаряда, заповнимо порохом. Запалимо тепер порох.
Що вийде?

2 Відбулася детонація, ствол гармати розірвало

Перші ж порції газу, маючи дуже мало простору для свого поширення, створять в стовбурі дуже великий тиск. Під дією такого тиску весь порох одразу звернеться в гази: це ще в багато разів збільшить тиск. Все це відбудеться в проміжок часу, незмірно менший, ніж при звичайному вибуху. Він буде вимірюватися вже не тисячними, а десятитисячними і навіть стотисячним частками секунди!
Але що це сталося зі зброєю?
Подивіться на малюнок 2.
Стовбур не витримав!
Снаряд не встиг ще рушити з місця, як величезним тиском вже розірвало ствол на шматки.
Значить, надмірна швидкість вибуху, що перетворює його в детонацію, не годиться для стрільби. Не можна заповнювати порохом весь простір за снарядом і таким способом створювати надмірний тиск. В цьому випадку знаряддя загрожує розрив.
А якщо зробити знаряддя таким міцним, щоб воно не розірвалося навіть при детонації?
Ми незабаром дізнаємося, що і в цьому випадку детонація була б невигідна для стрільби.

3 Щільність заряджання цього знаряддя дорівнює 0,9 кг / 3,2 л = 0,28 кг / л

Тому, складаючи заряд пороху, ніколи не забувають про обсяг того простору, в якому порох буде підірваний, тобто про обсяг камори знаряддя. Ставлення ваги заряду в кілограмах до обсягу камори в літрах називається щільністю заряджання (рис. 3). Якщо щільність заряджання перевищить відомий межа, з'явиться небезпека детонації. Зазвичай щільність заряджання в знаряддях не перевищує 0,5-0,7 кілограма пороху на один літр обсягу камори.
Є, однак, такі речовини, які виробляються спеціально для отримання детонації. Це - брізантние або дроблять вибухові речовини, наприклад, піроксилін, тротил, гримуча ртуть, динаміт. На відміну від них пороху називаються метальними вибуховими речовинами.
Бризантні вибухові речовини мають цікавими особливостями.
Наприклад, одне з найбільш руйнівних бризантних речовин - піроксилін - років сто тому застосовували без усякого побоювання для цілком мирних цілей: для запалювання свічок в люстрах. Піроксиліновий шнур запалювали, і він горів абсолютно спокійно, трохи коптять, без вибуху, запалюючи одну свічку за одною.
Від удару же або від тертя цей самий піроксилін, якщо його висушити і укласти в оболонку, вибухає. А під час вибуху гримучої ртуті такий сухий піроксилін детонує.
Чому ж бризантне речовина - піроксилін - поводиться при різних обставинах зовсім по-різному: іноді горить, іноді вибухає, а іноді детонує? Адже, здавалося б, раз він створений для детонації, то він завжди повинен детонувати.
Справа в тому, що тут насамперед позначаються міцність хімічної сполуки молекул, хімічна і фізична природа речовини, здатність речовини до вибуховій перетворенню.
Вологий піроксилін горить, сухий піроксилін при ударі вибухає, а під час вибуху гримучої ртуті детонує. Подібно до цього по-різному поводяться і інші брізантние вибухові речовини.
Одним бризантних речовин для швидкого вибухового перетворення досить дотику полум'я. В інших-вибухове перетворення походить від удару. По-третє ж воно настає лише при сильному струсі, викликаному вибухом іншої вибухової речовини. Струс від вибуху поширюється досить далеко, на десятки метрів. Тому багато брізантние речовини можуть детонувати навіть тоді, коли вибух такого ж або іншого бризантного речовини стався далеко від них.
При детонації все бризантне речовина миттєво перетворюється в гази майже того ж обсягу, який займало цю речовину до детонації. Один кілограм динаміту, наприклад, звернеться в гази всього за дві стотисячних секунди!
Тут газам вже немає часу порівняно спокійно, разом з формуванням, поширюватися в повітрі. Гази з величезною силою і швидкістю б'ють у всі сторони; вони руйнують все, що заважає їм розширитися.
Чим ближче до вибуховій речовині розташоване перешкода для поширення газів, тим сильніше удар газів з цього перешкоди. Тому бризантне речовина, вибухаючи в посудині, закритій кришкою, дробить посудину, а кришка зазвичай, хоча і злітає, але залишається цілою (рис. 4). Адже дно і стінки посудини стикаються з бризантних речовиною, а кришка - немає.
Чи можна користуватися бризантними вибуховими речовинами для пострілу?

Звичайно, ні. Ми знаємо, що при детонації пороху розірвало ствол. Те ж саме відбулося б і в тому випадку, якщо б ми вклали в знаряддя заряд з бризантного вибухової речовини.
Але невеликими порціями бризантних вибухових речовин користуються в артилерії для запалення порохового заряду.
Справа в тому, що деякі брізантние речовини відрізняються надзвичайною, чутливістю: гримуча ртуть, наприклад, вибухає від простого уколу і навіть від струсу.
Чутливістю гримучої ртуті користуються для запалення заряду пороху.
Однак застосовувати гримучу ртуть в чистому вигляді не можна, - вона занадто чутлива; гримуча ртуть може вибухнути і запалити заряд пороху тоді, коли цього ще не потрібно, - при випадковому легкому ударі під час заряджання або навіть від струсу при перевезенні зарядів.
Щоб цього не сталося, чутливість гримучої ртуті штучно знижують, змішуючи її з бертолетової сіллю і антимоніт (препарат сурми). Ця суміш вибухає тільки при сильному ударі або уколі і називається ударним складом. Ударний склад поміщають в мідну чашечку. Чашечка з ударним складом називається капсулем.
При ударі або уколі капсуль вибухає і дає полум'я, яке запалює пороховий заряд.
Крім того, брізантние вибухові речовини, але вже зовсім чутливі навіть до удару, наприклад тротил, кладуть зазвичай всередину артилерійських снарядів для розриву їх у мети.
Як бачимо, артилерії потрібні і метальні, і брізантние вибухові речовини. Потрібні і вибух, і детонація. Тільки вони застосовуються для різних потреб.
Порох потрібен для метання, для викидання снаряда зі стовбура, бризантне речовина - для виготовлення капсулів і для розриву снаряда у мети.

4 Вибух і детонація

Цитата: Допис від Maxwell

Колись це відчув на власному тілі - підпалив петарду і тим боком з якої робиться підпал хотів засунути в пухку землю щоб подивитися яка буде воронка. В результаті петарда вибухнула ще у мене в руках поки я її засовував - брудом заткнуло дірочку-гніт і він прогорів набагато швидше. Добре хоч петарда була лошпаревая - пальці трохи понилі і пройшло.
Висновок - ніколи не засовували то що для цього не призначене

Нам не звіра б добути - нам би дома не бути.

Можна було спочатку засунути в землю, а потім підпалити і відійти

Наші славні предки завжди носили з собою зброю, тому що були дуже розумні, хоробрі і сільние.Ми повинні перейняти їх досвід і носити з собою ніж.
Адже якщо хочеш, щоб ніж врятував тобі життя один раз, носи його з собою всегда.Простая аксіома, але вона працює ...