Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Грануляция пороха
Первоначально порох использовался только в виде мякоти, однако она создавала значительные неудобства в обращении. Из-за развитой поверхности пороховая мякоть легко могла отсыреть (древесный уголь гигроскопичен), отмерять и перевозить ее было неудобно, пороховая мякоть прилипала к стенкам ствола оружия, легко "просачивалась" через малейшие щели в таре и т.д.
"Стрельба пороховой мякотью была делом медленным и непредсказуемым. Когда частицы пороха тесно спрессованы, заряд горит только на поверхности. В свое время китайцы использовали это свойство в своих "огненных копьях" и ракетах. Но в пушке вся масса пороха должна сгорать стремительно. Артиллерист не мог доверху набить порохом зарядную камеру своей бомбарды: следовало оставить тщательно рассчитанное свободное пространство, чтобы рыхлый заряд вспыхнул достаточно эффективно. Так что камору - толстостенный контейнер в задней части пушки - загружали только примерно наполовину. Затем забивали камеру деревянной пробкой и помещали сверху ядро.
Когда порох поджигали через запальное отверстие, он сначала воспламенялся только на поверхности. В результате горения возникала турбулентность, которая перемешивала остальной порох, и он тоже сразу вспыхивал. Если же порошок был спрессован слишком плотно или, напротив, был чересчур рыхлым, либо не был правильно распределен внутри камеры, горение могло оказаться неравномерным, а выстрел - недостаточно мощным.
До конца XV столетия процесс заряжения бомбарды отнимал часы, а весь процесс подготовки к выстрелу мог занять целый день. Во время осады лотарингского города Меца в 1437 году немецкий пушкарь-виртуоз сумел выстрелить из большой бомбарды трижды за один день. Этот подвиг так поразил его командиров, что бомбардира заставили предпринять покаянное паломничество в Рим: столь стремительная стрельба явно не могла обойтись без помощи Вельзевула." [Дж. Келли Порох. От алхимии до артиллерии: история вещества, которое изменило мир, Колибри, М, 2005 ссылка]
Избавиться от этих неудобств помогло изобретение зернения пороха: в какой-то момент мастера открыли способ влажного растирания, позволяющий достичь более тщательного смешения. Из полученной пасты лепили произвольной величины лепешки и высушивали их. В таком виде порох меньше отсыревал. Перед боем артиллеристы опять размалывали порох. При этом некоторое его количество оставалось в виде крошки - было замечено, что в таком виде порох быстрее горит и обладает большей силой.
"Сегодня нам совершенно ясно, почему дробленые "лепешки" давали более мощный взрыв. Для распространения огня внутри порохового заряда необходим аэрозоль - воздушная взвесь капель расплавленной селитры: она поджигает частицы заряда одну за другой. Чтобы это происходило, необходимо свободное пространство между частицами. Как для растопки лучше подходят щепки, а не опилки, точно так же и порох лучше горит в гранулированном, а не в порошкообразном виде. И дело тут не в лучшем доступе воздуха - порох при горении выделяет достаточно собственного кислорода, - а в том, что в гранулированном веществе пламени легче проникнуть в глубину смеси, что гарантирует стремительное горение. Кроме того, новый порох было гораздо легче загружать в пушку. Даже туго утрамбованные гранулы никогда не прилегали друг к другу так же плотно, как крошечные частицы пороховой мякоти. В сущности, зерненный порох сам обеспечивал необходимое свободное пространство в камере, и артиллеристам больше не приходилось беспокоиться об этом. Не нужна была теперь и деревянная пробка: чтобы удержать заряд на месте, достаточно было тряпичного пыжа. " [Дж. Келли Порох. От алхимии до артиллерии: история вещества, которое изменило мир, Колибри, М, 2005 ]
В дальнейшем методика грануляции была усовершенствована, мякоть подвергалась прессованию при высоком давлении, после дробления неровные кусочки подвергались полировке, что позволяло получить твердые блестящие гранулы.
Конечно, в домашних условиях невозможно получить настоящий фабричный зерненный порох, однако воспользовавшись простейшей методикой можно улучшить свойства нашего пороха.
Для этого в ступке смочим пороховую мякоть небольшим количеством водного раствора спирта 1:1 (соотношение по объему, на дистиллированной воде), спирт добавляется для лучшего смачивания пороха и снижения растворимости селитры. Нами было взято 2,0 мл раствора спирта на 9,0 г пороха. При этом селитра пропитывает частицы угля и достигается лучшее смешение. Порох тщательно растирают и давлением пестика прессуют. Полученную слегка влажную массу счищают со стенок и помещают на полиэтиленовый пакет. Шпателем равномерно распределяют тонким слоем и легкими ударами раскалывают на небольшие крупинки. Затем сушат на воздухе не менее суток.
(В данном случае важно как количество, так и концентрация раствора спирта. Если воды слишком много - возможно образование крупных кристалликов селитры, что ухудшит свойства пороха. Если взять более крепкий спирт - селитра в нем буде плохо растворима и пропитки угля селитрой не произойдет. Оптимальное соотношение воды и спирта 1:1, что близко к крепости обыкновенной водки).
Высохшие крупинки довольно легко раздавить пальцами, в отличие от фабричных гранул, прессованных под высоким давлением и подвергнутых полировке, тем не менее, свойства пороха улучшаются, и обращаться с ним удобнее.
Сушка гранулированного пороха фото И.Н. Григорьев |
Затем нужно просеять и отсортировать порох, отделить мякоть, а оставшиеся крупные гранулы разбить в ступке слабыми ударами пестика. Наша цель - средняя фракция с крупинками не более 1 мм, и не менее примерно ~0,3 мм. Конечно, набора сит у нас не было, да и вряд ли у любителей химии представится возможность достать их. Мы использовали в качестве грубого сита ситечко для чая, а в качестве мелкого сита служил кусок металлической сетки с диаметром ячеек около 0,3 мм.
Использованные "сита" |
Возможно, подойдет сито для муки или нечто подобное.
Порядок просеивания такой - ситечко для чая ставится на мелкую сетку, в него насыпаем порох, аккуратно встряхиваем ситечко. Мелкие гранулы и мякоть проходят сквозь ситечко и остаются на сетке, когда их наберется достаточно, начинаем встряхивать сетку, пыль проходит, остается нужная нам фракция. Мякоть собирайте на лист бумаги, она хорошего качества и пригодна для опытов. Крупные гранулы останутся в чайном ситечке.
Когда весь порох переработан, лучше его дополнительно подсушить, для чего помещаем его тонким слоем на тарелку из нержавейки (или жесть с подвернутыми краями) ставим на электроплитку и на короткое время включаем ее. Пробуем пальцем степень нагрева, температура не должна быть выше 100 °С, периодически перемешиваем порох встряхиванием. Сушим около 15 минут, затем помещаем его в герметичный пузырек. На фото лучший порох находится на листке внизу.
Часть крупных гранул была использована для опыта (горение пороха), остальное их количество раздроблено и просеяно.
Полученные образцы гранулированного пороха. Внизу наиболее ценная фракция |
