Химия и Химики № 1 2013. Мортиры и римские свечи

Мортиры и римские свечи

Мортиры и римские свечи: наверняка у каждого - даже начинающего химика и пиротехника найдутся необходимые реактивы для изготовления этих несложных пиротехнических изделий. Нам потребуются: нитрат калия [1] (иначе говоря, калиевая селитра), древесный уголь [2], сера [3], спирт и дистиллированная вода [4], бумага, не очень тонкая нить ХБ, клей ПВА, ступка, большой шприц (на 10-20 мл), порошки алюминия и/или железа (это только для желающих) и, наконец, клеящие вещества - канифоль или клей БФ (можно - ПВА).

Начнем со шприца, у него нужно отрезать кончик и срезать часть поршня (чтобы поршень был плоский, а не выпуклый) - смотрите фотографии ниже. Шприц мы будем использовать как пресс-форму для звезд ("звездок").

Сначала я взял шприц на 10 мл, потом - на 20 мл. Как оказалось, звездки, приготовленные с помощью шприца на 20 мл, горят значительно ярче и значительно дольше, искрят еще сильнее. Это именно тот случай, когда размер имеет значение.

Чтобы сформировать звезду, поместим в шприц тесто горючего состава для звезд (его приготовление мы рассмотрим чуть позже), прижмем шприц к металлической пластине (например, консервной банке) и сильно надавим на поршень [k1]. Затем поршнем выдавим звездку на фольгу и будем ее сушить не менее двенадцати часов. (В случае использования воды вместо смеси вода - спирт (1 к 1), сушить придется дней 5). После высыхания звездки берем сверло (под диаметр стопина) и прямо рукой (не дрелью, иначе можно расколоть звездку!) сверлим звездку, и скоро получаем дырку - главное не торопиться и не давить. Теперь, зная диаметр звездок, сделаем пусковую трубу. Важно знать, что звездка должна входить в пусковую трубку с усилием. Например, я делал трубку, наматывая бумагу с клеем на пробирку, заминал нижний край с клеем и заматывал изолентой. Если сделать пусковую трубку слишком тонкой, то звездка может расколоться при заталкивании ее в трубку, если трубка широкая, то звездка не взлетит высоко.

В качестве вышибного заряда будем использовать черный порох. Можно использовать порох Бертолле [5], но с осторожностью (я бы не стал этого делать, хотя мои эксперименты с порохом Бертолле закончились без приключений).

Сначала нужно приготовить пороховую мякоть. Состав ее следующий (по массе):

нитрат калия - 75%,
уголь (лучше самодельный ольховый) - 15%,
сера - 10%.

Смесь растирают в ступке до состояния мелкого порошка (на одну загрузку не надо брать больше 10грамм, иначе будет трудно измельчить смесь тщательно). Потом пороховую мякоть (сразу грамм 30-50) необходимо замешать на спирте (спирт : дистиллированная вода 1 к 1) до состояния густого теста и продавить через сито из консервной банки в дне которой насверлены дырки сверлом 1.5 мм. Продавливать пороховое тесто нужно не над бумагой, а над алюминиевой фольгой (после высыхания порох не придется отковыривать) [k2]. Через 12 часов, когда порох подсохнет, помещаем его (за раз не менее 30-и грамм) в банку на 0.5 л, потрясем банку около минуты, в итоге крупные палочки пороха поломаются, и мы получим хорошие гранулы, годные для вышибных зарядов.

Для приготовления звездок я использовал состав:

нитрат калия - 57%,
уголь - 30%,
сера - 13%,

состав мелко толочь не нужно, иначе искры будут быстро сгорать, у меня даже остаются крупные частички угля (их можно видеть на фото).

Звездки, приготовленные с использованием натриевой селитры, дают яркий желтый свет - их легко отличить от звездок, приготовленных на калиевой селитре.

Состав надо замешать до состояния густого теста с клеящим раствором, какому именно раствору отдать предпочтение - думайте сами. Для склеивания звездного состава хорошо подходит раствор канифоли в спирте (неразбавленном), а также раствор клея БФ. Если использовать смесь спирт - вода (1 к 1), то канифоль не подходит - она не растворится, клей БФ растворяется плохо и частью выпадет в осадок. Можно растворить клей ПВА, причем, для этого подходит не только разведенный спирт, но и вода. Еще я пытался сделать клеящую жидкость смешиванием крахмального клейстера со спиртом (1 к 1) но не вышло: при смешивании крахмал выпал в осадок.

Какой раствор бы вы не выбрали, его клеящую способность не стоит переоценивать. Лучше взять больше клеящего раствора, чем меньше, иначе при запуске звездку может расколоть (см. видео "Мортира - разрыв звездки").

Нам также потребуется пороховой стопин, его легко приготовить, опуская ХБ нитки в жидкое пороховое тесто с последующей сушкой.

Вышибной заряд берут в количестве 1/2, 1/3, 1/4 от массы звездки (лучше промежуточное значение).

На дно пусковой трубки следует насыпать вышибной заряд, опустить стопин, и по нему запихнуть звездку с центральным каналом - мы получим мортиру. Сделав такими образом несколько чередований: звездка - порох, звездка - порох и т.д., легко приготовить быстро стреляющую римскую свечу. На новый год собираюсь сделать несколько связок (по 10-20 римских свечей) в которых свечи соединены одним стопином.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При поджигании изделий необходимо надеть защитные очки. Длину стопина лучше сделать больше, чем это необходимо, но, ни в коем случае, не меньше. Если погода безветренная, стопин можно сэкономить, частично заменив его нитью, пропитанной парафином [6]. Находиться надо на расстоянии не менее 7-10 м от стартовой площадки. Стартовые трубки нужно устанавливать очень надежно (чтобы они жестко держались), например, плотно втыкать в снег. Я поставил одну римскую свечу в сугроб, в итоге звездки взлетали невысоко и под наклоном, а трубку пришлось доставать с самого низа сугроба (см видео - "Римская свеча - неудачный запуск"). Если ненадежно установленная свеча упадет набок, то есть некоторая опасность что звездка попадет в человека. Не делайте запуск поблизости жилых домов - иначе есть риск устроить пожар. Не используйте одну стартовую трубку более трех раз.

_________________________________________________
¹ Можно использовать нитрат натрия, но, ни в коем случае не нитрат кальция или аммония. Кроме того, учтите: нитрат натрия гигроскопичен (поглощает воду) - в этом его существенное отличие от нитрата калия.

² Я использую самодельный ольховый и осиновый уголь, хорошо подходит и березовый, который можно купить как "уголь для мангалов".

³ Хорошо подходит кормовая сера.

⁴ Если у кого-то нет спирта, можно использовать водку или в самом крайнем случае - дистиллированную воду.

⁵ См. статью: Порох Бертолле (порох на основе хлората калия) - ссылка

⁶ Нить ХБ на несколько секунд опускают в расплавленный парафин. Желательно брать нить потолще.

Смотреть Видео (17 Мб, .avi )
Смотреть Видео (7 Мб, .avi )
Мортира - разрыв звездки; римская свеча - неудачный запуск