ПОРОХ, в виде селитро-серо-угольные смеси, со времени его изобретения (XIII ст.) до середины XIX ст. были единственным взрывчатым веществом, известным человеку, и применялся для самых разнообразных технических целей: для подрывных работ, снаряжения мин и артиллерийских снарядов, для стрельбы из огнестрельного оружия. Когда же техника взрывчатых веществ постепенно стала обогащаться открытием целого ряда взрывчатых веществ (нитроклетчатка, нитроглицерин, пикриновая кислота, тринитротолуол и др.), превосходящих по силе взрыва в несколько раз обыкновенный Порох, а также открытием явления детонации (см. Ударные составы – составы употребляемые для снаряжения капсюлей и скорострельных трубок (см. Взрывчатые вещества и составы).), все эти взрывчатые вещества пришлось разделить на 2 группы: собственно взрывчатые вещества (см.), чрезвычайно быстро горящие и пригодные исключительно для производства различных взрывов, и Пороха или метательные взрывчатые вещества, пригодные и для стрельбы из огнестрельного оружия.

Пороха по составу и природе своей делятся на дымные и бездымные.

А) Дымный Порох

Дымный Порох в современной военной технике приобретает уже второстепенное значение (снаряжение некоторых снарядов, трубочные и ракетные составы, воспламенители, вспышки и т. п.), оставаясь лишь в практике подрывного дела, для салютационной и охотничьей стрельбы и пр.

Дымный Порох развился из т. наз. "греческого огня" (см.) и был известен много ранее, чем стал применяться для огнестрельного оружия. Первоначально готовились смеси из селитры с углем, смолой, горных воском, песком, содержащим нефть, и с др. горючими материалами, и применялись в фейерверочном деле, а также на войне для производства пожаров и для устрашения неприятеля; для целей же стрельбы применение этих смесей началось не раньше 2-ой половины XIII ст.

Состав дымного Порох, установившийся к этому времени, почти не подвергался изменениям за все время своего 6-век. существования: 75% калиевой селитры, 15% древесного угля и 10% серы.

В охотничий Порох несколько повышается % содержания селитры, за счет угля и серы, а в минных Порохах, наоборот, уменьшают его для удешевления и увеличения газообразных продуктов горения.

Были мало существенные попытки некоторые составные части Пороха заменять другими: калиевую селитру — натровой или бариевой, древесный уголь — древесной мукой или крахмалом и т. п.

Для получения доброкачественных дымного Пороха все его части тщательно измельчают и перемешивают в тесную однородную смесь; сначала он и применялся в виде порошка-мякоти; однако, неудобство обращения с нею вызвало переход к зернению Порохов, которое прошло целый ряд изменений и улучшений в связи с развитием устройства огнестрельного оружия.

Крупные изменения в фабрикации дымного Пороха были вызваны появлением нарезного оружия (1860-70 гг.), когда было увеличено число сортов Порохов по размерам зерен и по его плотности.

Для увеличения начальной скорости снаряда был применен мало обожжённый уголь в буром и шоколадном Порохе для оружия и в призматические Пороха для орудий больших калибров.

По внешнему виду дымный Порох представляет или зерна неправильной формы с поперечными размерами от 1 точки до 4 лн., или же правильные 6-гран. призмы; цвет, в зависимости от сорта угля, от светло-бурого до черного.

Удельный вес ружейных сортов дымного Пороха — 1,5—1,6; прессованный призматический Порох — 1,7—1,9.

В сухом воздухе дымный Порох сохраняется долгое время без малейших изменений; влажный же воздух сильно расстраивает его состав.

Пламя, искра и нагревание до 300° Ц. вызывают воспламенение Пороха, причем на открытом воздухе он дает вспышку с образованием большого количества густого белого дыма, главнейшие составные части которого: газообразные продукты (CO₂, CO и N₂) и твердый остаток, сообщающий цвет и гущину дыму и состоящий, гл. обр., из углекислой и сернокислой соли калия, сернистого калия и отчасти несгоревшего угля.

Фабрикация дымного Пороха

Фабрикация дымного Пороха слагается из следующих важных операций: отдельные составные части Пороха измельчаются в железных бочках с бронзовыми шариками; при этом часто селитра и сера измельчаются вместе, т. к. одна сера м. легко слипаться в комки.

Хорошо измельченные исходные вещества подвергаются затем смешению в соответственных пропорции в кожаных бочках с деревянными шариками; полученная порошкообразная масса смачивается 10-20% воды и подвергается обработке на бегунах для более тесного смешения.

Лепешки из-под бегунов дробятся на зернильных машинах, отсеиваются от пыли и прессуются на особых гидравлических прессах в плотные пластины, которые вновь дробятся на зернильных машинах.

Зерненый Порох полируется в деревянных бочках, высушивается, отсеивается от пыли и сортируется по величине зерен.

Призматический Порох получается прессованием в особых гидравлических прессах плотной и зернённой пороховой массы.

Дымный Порох от сильного удара или трения между 2 железными предметами легко взрывает. Перевозка его подчиняется строгим правилам.

Для этого зернённый Порох укупоривается в равендучные мешки, которые укладываются в деревянные бочки или ящики, оклеенные или выложенные внутри бумагой. Для пересылки призматического прессованного Порох укладывается в деревянные ящики плотными рядами, прослоенными войлоком.

Б) Бездымный Порох

Главнейшим толчком к изобретению нового вида Пороха, совершенно вытеснившего селитро-серо-угольный Порох в военном деле, послужил переход в конце XIX ст. к малокалиберному ружью, т. к. прежний Порох давал в этом оружии начальную скорость не более 500-525 м, а для надлежащего разрушительного действия его необходимо было иметь скорость не менее 600 м.

После многолетних лет практической разработки этой трудной задачи во всех государствах, лишь в 1884-85 гг. французскому пороховому инженеру Вьелю (см.) удалось приготовить Порох коллоидного типа, способный дать начальную скорость ок. 640 м при давлении не более 2.400 атм. и при том представлявший еще одну очень серьезную выгоду — бездымное сгорание без всякого твердого остатка.

Чрезвычайно удачные опыты с новыми Порохами привели в 1886 г. к его окончательному принятию для ручного оружия во Франции; к 1890-92 гг. для ручного оружия уже всюду был принят бездымный Порох коллоидного типа, теперь постепенно находящий применение и для артиллерийских орудий все больших клб. и совершенно, т. обр., вытесняющий в военном деле дымный Порох.

В России первые опыты по приготовлению бездымного Пороха в заводских размерах были начаты ок. 1891-92 гг. на Охтенском пороховом заводе, а затем оно установилось и на др. казённых заводах — в Казани и Шостке, при совершенном прекращении выделки дымного Пороха.

Морское ведомство приспособило в 1893 г. свой старый пироксилиновый завод для фабрикации бездымного Пороха особого типа (см. Менделеев и Пироколлодий); по закрытии же этого завода заказы морского ведомства исполняются частью Охтенским, частью Шлиссельбургским заводом Русского о-ва для производства Пороха.

Приготовление бездымного Пороха основывается на способности нитроклетчатки (см.) отчасти растворяться в некоторых летучих растворителях и образовывать с ними пластичную коллоидную массу (желатинироваться), легко обращаемую в ленты или в зерна различной формы и размера.

Плотное, желатинированное, рогообразное вещество, высушенное от избытка растворителя, горит значительно медленнее и прогрессивно, чем исходный нежелатинированный нитропродукт, и становится более безопасным для перевозки и хранения.

По химическому составу бездымного Пороха известны след. гл. видов:

1) пироксилиновые:

• а) французского типа (смесь растворимой и нерастворимой нитроклетчатки);
• б) пироколлодийный Порох (Д. И. Менделеева);

2) пироксилиново-нитроглицериновые:

• б) кордит (смесь нитроглицерина и нерастворимого пироксилина);
• а) баллистит (нитроглицерин и растворенная в нем нитроклетчатка);
• в) с малым содержанием нитроглицерина;

3) Порох из нитроклетчатки и нитросоединений ароматического ряда.

Свойства и фабрикация основных материалов для бездымного Пороха изложены в ст. Нитроклетчатка, Нитроглицерин, Растворители.

1) Фабрикация Пороха:

а) Пироксилиновые Пороха.

Смесь 2 видов (растворимой и нерастворимой) нитроклетчатки соответствующего состава готовится на пироксилиновом заводе; она д. обладать определённой растворимостью в смеси спирта и эфира и %% содержанием азота; для пироколлодийного Пороха готовится только одна нитроклетчатка (пироколлодий) с растворимостью ок. 98% и содержанием азота около 12,5-12,6%.

Завися от состава нитроклетчатки, баллистические качества Пороха сильно изменяются еще и с толщиною и размерами зерен и лент и в зависимости от количества остаточного растворителя в готовом Порохе; этими факторами и пользуются для получения различных сортов бездымного Пороха для оружия любого клб.

Пироксилиновая мезга с пироксилинового завода на пороховые заводы доставляется с влажностью ок. 30% и д. быть высушена, что прежде делалось прямо в сушилках при 45-50°Ц; но неудобство и опасность работы с сухим пироксилином заставили всюду заменить прямую сушку обезвоживанием винным спиртом в системе аппаратов (фиг. 1).

Влажный пироксилин спрессовывается в цилиндрических сосудах при помощи передвижного гидравлического пресса в плотную массу, а затем через него прогоняется воздушным давлением из находящихся рядом резервуаров-мерников винный спирт, который и увлекает из пироксилиновой массы всю воду. После того пироксилин снова подвергается прессованию на особом гидравлическом прессе (фиг. 2) до оставления в нем спирта приблизительно ¹/₂ вес. ч. на 1 л. пироксилина, что необходимо для следующей затем желатинизации.

Желатинизация пироксилина имеет очень существенное значение: при ней достигается превращение порошкообразной нитроклетчатки в вещество коллоидной природы, для чего чаще всего применяется смесь 1 ч. винного спирта и 2 ч. этилового эфира (иногда же пользуются уксусно-этиловым эфиром или ацетоном, см. Растворители), обрабатывая им обезвожен. пироксилин в мешательном аппарате (фиг. 3). Он состоит из герметически закрывающегося резервуара с винтов svb лопатками на горизонтальной оси, приводимой во вращение снаружи зубчатой передачей.

В зависимости от природы нитроклетчатки и растворителя наступает полное или частичное растворение её в пластическую, тестообразную массу, которая получает еще большую однородность и студнеобразную (коллоидную) структуру, с полным исчезанием физической природы исходной порошкообразной нитроклетчатки, при последующем прессовании для придания этой массе определенной формы (лент, зерен, трубок и т. п.). Это прессование совершается в гидравлическом прессе (фиг. 4), который снабжен 2 цилиндрами с выходными отверстиями соответственной формы внизу; пока в одном цилиндре идет прессование, в другой загружается следующая порция пороховой массы.

Вдавливанием сверху в цилиндр поршня гидравлического пресса выжимают через отверстие в дне его ленты или трубки, отрезают их довольно длинными кусками, вешая на деревянные палочки, и отправляют в предварительную сушку, с целью выделить из Пороха излишек растворителя и придать ему прочность, необходимую для дальнейшей обработки. При выделке толстых пороховых лент выделяющийся при сушке растворитель нередко улавливается сгущением его в особых холодильниках.

Для дальнейшего зернения ружейного Пороха, который прессуется в виде тонких нитей, применяются станки, вроде машин для крошки табаку; в них целый пучок нитей автоматически подается на известную длину и обрезается стальным ножом, давая либо мелкие квадратные зерна из плоских нитей, либо короткие цилиндрические зерна из круглых нитей.

Станок для резки пушечных Порохов показан на фиг. 5; 2 или несколько. лент подаются валиками на определенную длину вперед и режутся вертикально движущимся ножом.

Нарезанный Порох подвергается окончательной сушке, при которой содержание остаточного растворителя и влажности медленно доводится до требуемой нормы, в воздушных сушильнях при 40-45° Ц. Иногда для ускорения сушки Порох предварительно вымачивается в воде, подвергаясь затем более кратковременной сушке.

Количество остаточного растворителя в разных сортах Пороха колеблется от 1,5 до 8%.

б.) Нитроглицериновый Порох приготовляется из смеси нитроклетчатки и нитроглицерина; фабрикация по существу состоит из тех же операций, отличаясь только деталями.

О фабрикации баллистита см. это слово.

Для раскатки готовой желатинообразной массы служит машина (фиг. 6) с нагреваемыми вальцами. Баллистит готовится без всякого постороннего растворителя, т. к. желатинизация достигается на счет самого нитроглицерина, что и делает этот Порох весьма постоянным в отношении баллистических качеств.

Кордит (см.), приготовляемый из нерастворимого в нитроглицерине пироксилина, для желатинизации требует прибавки особого растворителя, для чего употребляется чаще всего ацетон, который затем удаляется сушкой,

в) Главными представителями Порохов третьего типа являются пластоменит, состоящий из 68% нитроклетчатки, 13% тринитротолуола, 6% динитротолуола и 13% баритовой селитры, и индурит (см. это), которые готовятся желатинизацией пироксилина в ароматических нитропроизводных после промывки спиртом.

2) Физические свойства бездымного Пороха.

По внешнему. виду все бездымные Пороха напоминают рог, столярный клей или целлулоид; цвет от светло-желтого до темно-коричневого.

В большинстве случаев они очень тверды и упруги; только кордит сравнительно мягок и режется легко ножом.

По внутреннему строению бездымный Порох относится к коллоидам, имея природу застывшего, затвердевшего студня; для невооруженного глаза полупрозрачны и довольно однородны; под микроскопом же ни один бездымных Порохов не имеет вполне однородного строения: в прозрачной массе всегда наблюдается нежелатинированные частицы нерастворимого пироксилина, а в кордите м. различать мельчайшие капельки жидкости (нитроглицерина или вазелина).

Удельный вес пироксилинового бездымного Пороха от 1,57 до 1,64; удельный вес баллистита — 1,64-1,65, а кордита — 1,56.

Гравиметрическая плотность (см.) ружейного зернистого Пороха (пироксилинового) — ок. 0,65.

Пушечные Пороха имеют форму пластинок различой толщины и размеров или стержней квадратного, круглого и трубчатого сечения.

Ружейный Порох имеет вид мелких плоских зерен или тонких нитей.

3) Химические свойства бездымного Пороха.

Пироксилиновый бездымный Порох содержит в себе всегда влажность и остаточный растворитель, который и обусловливает коллоидальное состояние; если же его удалить, то Порох превратится опять в порошкообразную мезгу пироксилина.

Для характеристики бездымного Порох в отношении летучих примесей принято определять количество летучих веществ, удаляемых сушкой, и общее содержание летучих веществ. Первые состоят из влажности, с примесью 20-30% органических веществ, входящих в растворитель. Состав собственно органического летучих веществ в бездымном Порохе пока совершенно не выяснен.

Остаточный растворитель постепенно испаряется, что весьма нежелательно, т. к. это м. влиять на баллистические качества Пороха и потому в настоящее время хранят бездымный Порох всегда в герметической укупорке.

Баллистит, не содержа остаточного растворителя, не требует этой предосторожности.

Бездымный Порох не боится подмочки водой; состав его при этом не нарушается, и, осторожно и постепенно высушенный, он годится вновь для стрельбы; это лишь немного м. отразиться на баллистических качествах Пороха, т. к. Порох может потерять часть остаточного растворителя.

При хранении на бездымный Порох вредно отзывается высокая температура, а также резкие колебания темп-ры: в обоих случаях усиленнее испаряется остаточный растворитель, понижая химическую стойкость Пороха. Обстоятельство это имеет очень большое практическое значение при хранении огромных запасов бездымного Пороха для военных целей.

На основании многочисленных опытов установлено, что:

1. колебания t° и присутствие влажности являются важнейшими причинами расстройства Пороха и понижения стойкости;
2. при t° ниже 20° Ц. пироксилиновый бездымный Порох хорошей выделки м. храниться неопределенно долгое время;
3. при повышении t° на 5° скорость разложения этих Порохов удваивается;
4. внешние признаки разложения Пороха ненадежны и обнаруживаются иногда слишком поздно; поэтому запасы бездымного Порох требуют периодического контроля с применением установленных методов испытания стойкости его.

4) Горение бездымного Пороха.

Воспламенение значительно труднее, чем дымного; поэтому в патронах для ручного огнестрельного оружия пришлось усилить капсюльный состав, а в зарядах для артиллерийских орудий ввести воспламенитель из ружейного дымного Пороха.

Все бездымные Пороха сгорают нацело в газы и водяные пары.

Количественные данные разложения некоторых бездымных Порохов приведены в таблице (по опытам проф. Сапожникова):

*) См. Баллистика внутренняя.

Потенциальная энергия (см. Ударные составы – составы употребляемые для снаряжения капсюлей и скорострельных трубок (см. Взрывчатые вещества и составы).) бездымного Пороха значительно больше, чем у дымных; напр., 5 кг кордита эквивалентны по запасу энергии 21,8 кг дымного Пороха. Поэтому при заряде бездымного Пороха в 2¹/_2-3 р. менее, чем дымный Порох, начальная скорость снаряда получается больше.

При стрельбе нагара и порохового остатка не получается; но с введением этого Пороха огнестрельное оружие стало изнашиваться больше (см. Выгорание канала).

Содержание в продуктах разложения ядовитой окиси углерода (СО), однако, для здоровья вполне безопасно даже при стрельбе бездымным Порохом в самых трудных условиях (закрытый капонир без вентиляции), т. к. % содержания СО оч. редко достигает опасного (2 объема СО на 1.000 обем. воздуха).

5) Современное состояние бездымного Пороходелия.

За прошедшие более 25 л. со времени изобретения бездымного Пороха техника фабрикации его достигла высокой степени совершенства, и опыт показал, что эти Пороха, отличаясь большой гибкостью своих баллистических качеств, позволяют успешно разрешать ряд серьезных задач, связанных с постепенным развитием и усовершенствованием огнестрельного оружия.

По сортам бездымный Порох между отдельными государствами распределяются так: Пороха пироксилиновые приняты: во Франции (армия и флот), в России (а. и ф.), в С.-А. Соед. Шт. (а. и ф.), в Германии (а.), в Японии (а.), в Аргентине (а.), в Бразилии (а.), в Бельгии (а.), в Румынии (а.) и в Испании (а.).

Пороха нитроглицериновые: в Англии (а. и ф.), в Испании (а. и ф.), в Германии (ф.), в Японии (ф.), в Аргентине (ф.) и в Бразилии (ф.).

Т. обр., большая часть армий (кроме двух) пользуется пироксилиновыми Порохами; зато во многих странах для флота принят нитроглицериновый Порох.

В баллистическом отношении нитроглицериновые Пороха д. стоять выше пироксилиновых: они обладают большей силой, а Порох типа баллистита (без летучего растворителя) еще меньше д. изменять при хранении свои баллистические качества, чем Пороха пироксилиновые. Но в то же время оба типа бездымного Пороха обладают некоторыми общими и частными недостатками, затрудняя вопрос о предпочтении и выдвигая в технике пороходелия ряд очень трудных задач. Важнейшей общей задачей является вопрос о химической стойкости и хранении всех видов бездымного Пороха. Опытом давно уже установлено, что бездымный Порох часто уступает в химической стойкости исходным материалам; во всех странах ежегодно принуждены уничтожать значительное количество долго хранившихся бездымных Порохов с ясно заметными признаками опасного химического саморазложения. Явление это принимает особенно острый характер при хранении Пороха в тяжелых температурных условиях, напр., в южных тропических странах или в крюйт-камерах военных судов старого типа, без специальных мер для охлаждения порохохранилищ. Этому обстоятельству обязаны известные катастрофы на французских военных судах "Iena" и "Libert?".

Одним из средств борьбы с этим злом является введение в бездымный Порох различных стабилизаторов, с целью препятствовать саморазложению нитроклетчатки и нитроглицерина. Чаще всего для этого в настоящее время применяют дифениламин, вводя его в разные бездымные Пороха от 0,5% до 2%.

Он поглощает окислы азота, выделяющиеся при саморазложении, постепенно обращаясь в очень прочные нитропроизводные, т. ч., выполнив свое назначение поглощения окислов азота, дифениламин не дает никаких соединений, вредно действующих на Порох.

Для той же цели применяются и др. амины, составляя, впрочем, чаще всего предмет государственных секретов.

Дифениламин, замедляя разложение Пороха, м. служит и указателем на его состояние, изменяя цвет при своих превращениях под влиянием окислов азота; при этом из желтого цвета в самой начальной стадии разложения Пороха дифениламин переходит в зеленый, окончательно же нитруясь, в оранжевый и, наконец, окисляясь дает голубую окраску.

Т. обр., Порох с зеленой окраской обладает еще достаточной стойкостью; но когда цвет его начинает переходит в оранжево-красный то это указывает, что дифениламин израсходован; такой Порох д. считаться в опасном состоянии и подлежит уничтожению.

Т. к. на стойкость Пороха д. влиять его физическая структура, то Порох французской типа (смесь нерастворимого и растворимого пироксилина) д. уступать пироколлодийным Порохам.

За последнее время производится много интересных опытов по выработке новых растворителей для желатинизации нитроклетчатки, которые позволяют значительно уменьшать количество летучего растворителя, не нарушая коллоидной структуры Пороха.

Так, в Германии для этой цели к ружейному Пороху применяют, под названием централитов, диметил-дифенилмочевину и др. производные из того же ряда. При обработке готового уже ружейного Порох в бочках со спиртовым раствором централита зерна Пороха покрываются твердой корочкой, сильно изменяющей баллистические качества Пороха: в начале горение его, значительно замедляется, но затем, одновременно с продвиганием пули по каналу и увеличением при этом пространства внутри оружия, скорость горения Пороха возрастает; поэтому притом же максимальным давлении, нач. скорость пули м. быть значительно повышена.

Нитроглицериновые Пороха производят значительное выгорание канала (см.); данные одного из сравнительных опытов по износу и потере меткости винтовки при стрельбе из неё различными Порохами дают возможность судить об этом:

Одним из средств борьбы с выгоранием является понижение содержания нитроглицерина в Порохе (см. Баллистит и Кордит).

Особенности бездымного Пороха коллоидного типа, при своих неоценимых преимуществах перед дымным Порохом в отношении их силы и, вообще, баллистических качеств, в отношении условий хранения их до сих пор вызывают оч. серьезные заботы. На ряду с мерами, принимаемыми в способах фабрикации Пороха, во всех государствах введена специальная организация надзора и непрерывного контроля запасов бездымного Пороха для периодической проверки стойкости Пороха и своевременного принятия мер к исправлению или уничтожению его.

Вопрос этот особенно важен для флота, в виду тяжелых условий хранения Пороха, и поэтому, для достижения ровной и достаточно низкой t° в порохохранилищах, на новых судах устанавливаются специальные холодильные машины и система вентиляции.