Детонация

Впервые Нобелем в 1864 г. было замечено, что нитроглицерин, зажженный в открытом сосуде накаленным телом или пламенем, сгорает совершенно спокойно; если же взорвать в нитроглицерине капсюль с гремучей ртутью, то происходит взрыв его с такой скоростью и силой, что разрушительное действие его превосходит взрыв нитроглицерина в самой прочной оболочке при воспламенении его раскаленным телом.

Такого рода взрыв назван Детонация.

В 1868 г. Абель в отношении к пироксилину получил следующие результаты, важные для общей характеристики этого явления:

а) в сухом и прессованном состоянии пироксилин легко детонирует от капсюля гремучей ртути; в рыхлом же или порошкообразном состоянии он разбрасывается в стороны и сгорает только отчасти;

в) количество гремучей ртути, необходимое для Детонации, тем меньше, чем прочнее оболочка капсюля;

с) гремучая ртуть м. вызвать Детонацию пироксилина и на некотором расстоянии от него, даже когда капсюль отделен от пироксилина перегородкой или слоем воды;

д) скорость распространения Детонации в сухом прессованном пироксилине плотностью 1,0-1,2, изменяется от 5.300 до 6.100 м. в сек.;

е) пироксилин с 20-30% влажности от капсюля гремучей ртути не детонирует, а только посредством запала из сухого пироксилина, депонируемого капсюлем гремучей ртути.

Затем, явление Детонации удалось распространить на все взрывчатые вещества; но, кроме нитроглицерина и сухого пироксилина, все они детонировали только при помощи посредствующего патрона, детонируемого капсюлем гремучей ртути.

На практике для этой цели пользовались запальными патронами из сухого пироксилина с капсюлями гремучей ртути или запальными патронами из смеси тротила и тетрила.

Открытие явления Детонации дало начало новой эпохе в технике применения взрывчатых веществ для минного и подрывного дела: при Детонации осуществляются условия наиболее выгодного применения взрывчатых веществ, т. к. достигается наиболее возможное разрушительное действие; Детонация позволяла производить разрушение, не вводя взрывчатое веществ внутрь разрушаемого предмета, а взрывая их только при соприкосновении с ним; благодаря открытию явления Детонации, артиллерия получила бризантные снаряды — единственное средство против бетонных и броневых закрытий.

Скорость Детонации – наиболее существенной и характерной чертой, отличающей Детонацию от обыкновенного взрыва, является та скорость, с какой взрывчатое разложение распространяется на массе взрывчатого веществ.

Бертело и Вьелль, изучая Детонацию газообразных взрывчатых смесей, заключенных в длинные трубки различного материала, пришли к выводу, что каждая смесь обладает определенной скоростью Детонации, которая не зависит ни от материала и размеров трубки, ни от рода детонатора, ни от давления газа (в пределах 3 атм.), ни от того, наконец, один или оба конца трубки остаются при взрыве открытыми.

Относительная же пропорция составных частей взрывчатых газов оказывает значительное влияние на скорость Детонации их; максимальная скорость Детонации получается при составе, соответствующем наиболее совершенному их сгоранию; при определенном избытке какой-либо составной части Детонация не происходит вовсе.

В некоторых же исключительных случаях обнаруживается, что и в газовых средах давление имеет существенное влияние на скорость распространения Детонации в них.

В отношении скоростей Детонация в жидких и твердых средах исследования Бертело и Вьелля выяснили, что в противность газовым смесям, в этом случае имеет значение материал и толщина стенок трубок, в которых заключены взрывчатые вещества.

Выяснить влияние начального давления на скорость Детонации при этих опытах не удалось.

Сильное понижение температуры для некоторых веществ (например, нитроглицерина) уменьшает скорость Детонации.

Позднейшие работы Бихеля показали, что с увеличением поперечных размеров заряда наблюдается повышение скорости Детонации.

Далее, Дотриш выяснил рядом опытов, что с увеличением плотности взрывчатых веществ скорость Детонации увеличивается до некоторого максимума, а затем начинает падать; для кизельгур-динамита максимальная скорость Детонации получается при плотности около 1,6; а уже при плотности 1,75 этот динамит от капсюля гремучей ртути не взрывает.

Теория Детонации.

Исследование продуктов разложения и теплоты взрыва при Детонации показывает, что в этом она мало чем отличается от обыкновенного взрыва; и потому единственным объяснением совершенно особенного характера действия при Детонации служат колоссальные скорости разложения, достигающие несколько тыс. м. в сек.

Наиболее удовлетворит, объяснение Детонация дается Бертело в его «теории взрывной волны», построенной на общих законах механики и термодинамики. Согласно этой теории, причины развития значительных скоростей разложения взрывчатых веществ при Детонации кроются уже в самых способах воспламенения, вызывающих Детонацию: сильный местный удар или аналогичное с ударом действие капсюля гремучей ртути.

Механическая энергия удара превращается в теплоту, под влиянием которой частички вещества почти мгновенно нагреваются до очень высокой температуры и подвергаются взрывчатому разложению.

Самый способ местного нагревания в случае Детонации резко отличается по крайней быстроте и интенсивности от нагревания при обыкновенном взрыве. Вследствие этого и дальнейший ход распространения разложения принимает особенный характер.

Первый слой вещества, подвергаясь крайне быстрому взрывчатому разложению, развивает своими продуктами очень высокое давление, действующее на следующий слой подобно тому же механическому удару, и в свою очередь производит нагревание и химическое разложение; и так идет от слоя к слою до полного разложения всего взятого заряда. Таким образом, в случае Детонации по массе взрывчатых веществ проходит этот последовательный ряд механических, тепловых и химических явлений, составляющих в целом т. наз. «взрывную волну».

В случае Детонации под влиянием гремучей ртути, согласно теории взрывной волны, допускают, что и здесь от взрыва капсюля происходит мгновенное развитие очень высокого местного давления, действующего подобно сильному механическому удару и возбуждающего взрывную волну.

Та же роль и запальных приспособлений, детонаторов (см. это слово) — усилить первоначальный удар капсюля гремучей ртути по поверхности взрывчатых веществ и вызвать энергичное развитие явлений, составляющих взрывную волну.

Явление передачи Детонации от одного заряда другому на некотором расстоянии или Детонация через влияние, по теории взрывной волны, объясняется тем, что развивающееся в момент Детонации очень высокое давление производит в окружающей заряд среде сильное волнообразное движение, которое и распространяется в ней по всем направлениям; на небольшом расстоянии от места взрыва эта чисто механическая волна м. по поверхности соседнего заряда произвести настолько сильный удар, что вызовет в нем явление взрывной волны и Детонацию.

Лучше всего Детонацию через влияние воспринимают динамиты; для пироксилина и мелинита передача Детонации на расстояние происходит значительно хуже, а бездымный пироксилин, пороха коллоидного строения совершенно не воспринимают Детонацию на расстоянии.

В военно-подрывном деле, где производятся определенными способами взрывания зарядов, Детонацией принято называть передачу взрыва от одного заряда (активного) к другому (пассивному) через расстояние, т.е. случай, когда пассивный заряд, находящийся в сфере действия активного заряда, взрывает без непосредственного его воспламенения. Дальность передачи взрыва при Детонации для данного вещества зависит, главным образом, от величины активного заряда, материала его оболочки и от окружающей среды.

При зарядах в металлических оболочках дальность передачи увеличивается почти вдвое, сравнительно с зарядами без оболочек. При зарядах в деревянных оболочках дальность передачи во столько же уменьшается.

Дальность передачи увеличивается, если заряды помещены на земле, а не подвешены на воздух.

Еще более благоприятным условием будет помещение зарядов на соединяющей их металлической подставке.

Наконец, наиболее дальности передачи м. достигнуть, располагая заряды на концах металлической трубы. Для мелинита зависимость между величиною заряда и дальностью передачи Детонации, при располагании зарядов, на деревянных столбах, выражается следующим образом:

Заряд 2 фн. детонирует такой же заряд на расстоянии 1 фт. т.е. дальность передачи в футах равна половине величины зарядов, выраженной в фунтах. Для динамита эти расстоянии можно считать почти вдвое большими, а для тринитротолуола вдвое меньшими. Однако, Детонация через указанные расстояния не всегда происходит, здесь имеет некоторое влияние, и состояние погоды, и направление ветра, и прочность укрепления зарядов, а потому на практике Детонацией пользуются лишь на незначительных расстояниях, причем в пассивные заряды вставляют капсюли с гремучей ртутью, обращенные своими отверстиями к активным зарядам. В этом случае рассчитывают на непосредственное действие пламени и горячих газов активного заряда.