Химия и Химики № 4 2011. Черный порох

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Эксперименты с порохом

Опыт №3. Метательные свойства пороха
(использование в огнестрельном оружии)

Юный химик, обрати внимание!
У нас были серьезные сомнения в целесообразности публикации этого раздела. В 70-е годы ныне позабытые "поджигные" (самодельные гладкоствольные пистолеты они же "самопалы") были почти у всех мальчишек. В качестве пороха использовали состав спичечных головок, в результате многие поплатились травмами различной степени тяжести. "Спичечный состав" - далеко не лучший порох, он чувствителен к трению, при попытках утрамбовывать заряд шомполом часто происходили взрывы. Это очень опасная игрушка, требующая большой осторожности: неосторожным выстрелом можно легко покалечить или даже убить человека, недостаточно толстые стенки (или слишком большой заряд пороха) могут привести к разрыву ствола и тяжелым травмам от разлетающихся осколков. Изготовление самодельного огнестрельного оружия преследуется по законам Российской Федерации, Украины и многих других стран. Подобная самоделка, не что иное как примитивный пистолет. Поэтому настоятельно советуем воздержаться от конструирования "действующих моделей".

Правовая система устроена так, что люди, которые убили миллионы других людей или украли миллиарды долларов, легко могут избежать ответственности. Но для обычного человека даже простой химический опыт, взятый из учебника, может послужить причиной привлечения к уголовной ответственности (прим. ред.).

Надеюсь, читатели будут благоразумны и осмотрительны при проведении опытов.

Многие века черный порох широко использовался в качестве метательного взрывчатого вещества в различном огнестрельном оружии. Мгновенно расширяющиеся газы, образующиеся в момент сгорания пороха в замкнутом объеме оружейного ствола, стремятся выйти наружу, при этом они разгоняют до высоких скоростей пулю или снаряд, находящийся на их пути.

Позднее в огнестрельном оружии стали применять значительно более эффективные бездымные пороха, однако, черный порох не утратил свое значение и в наше время (например, его используют охотники).

В старину стенки ствола оружия были гладкими, стрелок насыпал заряд пороха, забивал пыж (использовалась бумага, вата и др.), клал поверх пулю и шомполом загонял еще один пыж. Процесс зарядки занимал много времени, а точность стрельбы была низкой.

В исторических фильмах часто можно увидеть плотные квадраты или тесные шеренги солдат, идущих в атаку. В условиях современного боя такая тактика была бы равносильна самоубийству: скорострельное и достаточно точное оружие моментально бы уничтожило плотные скопления людей. Однако в эпоху гладкоствольного оружия все было иначе: солдат, который целый день стоял под обстрелом, имел довольно хороший шанс остаться невредимым. Тесный строй был необходим, чтобы обеспечить приемлемую плотность огня (кроме того, пехота собиралась в квадраты или каре, чтобы эффективно противостоять коннице).

В ранних моделях оружия для поджога пороха использовался просто тлеющий фитиль. Затем для воспламенения изобрели "кремневый замок" - пружина с зажатым кремнем с силой ударяла по стальному "огниву", открывая "полку", образующийся сноп искр поджигал насыпанный внутрь порох, который через затравочное отверстие поджигал основной заряд. После этого происходил выстрел. Пытливая человеческая мысль постоянно совершенствовала оружие, усиливая его смертоносные свойства, было изобретено нарезное оружие, позволяющее эффективнее использовать энергию пороховых газов, позже усовершенствовали методы воспламенения введением капсюля (ударный метод). Затем появились патроны, увеличившие скорострельность. Юным химикам, интересующимся историей совершенствования огнестрельного оружия, рекомендуем посмотреть книгу В.Г. Федоров История винтовки, Воениздат, М., 1940 ссылка. Некоторые иллюстрации, приведенные в тексте, взяты именно из этой книги.

Для опыта было решено изготовить простейшую модель огнестрельного оружия. Для этого нами использовалась толстостенная стальная трубка, толщина стенок 2 мм. Один ее конец хорошо заклепывается молотком и загибается. Внутрь необходимо залить небольшой (15-20 мм) слой свинца или лучше оловянно-свинцового припоя. Делается это для того, чтобы пороховые газы оказывали равномерное давление на заклепанную часть ствола, и при этом получается ровное дно. В заклепанную трубку был помещен небольшой пруток припоя и расплавлен нагреванием горелкой, момент плавления контролируется помещаемой в ствол проволокой, после расплавления припоя ствол опускают в холодную воду. Затем с помощью ровного куска проволоки измеряем уровень "дна" нашей трубки. Отступив от "дна" на ~3 мм, тонким сверлом (мы использовали сверло диаметром 1,0 мм) сбоку просверливается отверстие. Затем слегка рассверлим 3 мм сверлом наше затравочное отверстие, глубина рассверливания ~0,5 мм.

Пули было решено отлить из аккумуляторного свинца (он тверже из-за добавки сурьмы). Для чего предварительно измерив внутренний диаметр трубки, высверлили графитовую болванку (использовали сверло диаметром 7,5 мм). В полученную форму залили 4,0 г свинца (предварительно вставив туда тонкую нихромовую проволочку с петелькой на конце, для удобного извлечения). Можно сделать гипсовую форму для отливки, или использовать в качестве пуль наиболее подходящие по диаметру шарики от подшипников.

После извлечения отливки обрезаем проволочный "хвостик". Получается довольно аккуратная пуля, разница в диаметре со стенками ствола небольшая (около 0,5 мм), что позволяет свободно вкладывать пулю, но предотвращает чрезмерный выход пороховых газов через зазор.

Из предосторожности мы засыпали в ствол небольшой заряд "гранулированного" пороха массой 0,50 г (как оказалось этого достаточно). Затем с помощью шомпола из куска толстой алюминиевой проволоки загоняем небольшой тугой комочек ваты (пыж), вкладываем пулю и поверх загоняем еще один пыж. Утрамбовываем не очень сильно, чтобы не раскрошить порох. Затем необходимо насыпать и слегка утрамбовать пороховую мякоть в затравочное отверстие, это осуществляется с помощью тонкой проволочки. Для безопасности опыта его было решено провести дистанционно, для чего вплотную к затравочному отверстию с помощью тонкой медной проволоки привязали спичку "спецназ" (подойдет также "охотничья"). "Орудие" плотно закрепили в двух штативах, придавив для тяжести кирпичами, и направили в сторону мишени. Направлять "орудие" в места возможного появления людей нельзя! Расстояние до мишени было 1,8 м, толщина досок мишени 23-24 мм, после мишени был еще слой досок с матерчатой обивкой от старого дивана.

Воспламенив спичку, мы удалились на безопасное расстояние, через короткое время раздался выстрел. Подойдя, увидели пулевое отверстие в мишени, пуля пробила первую мишень насквозь и не вошла во второй слой досок, вероятно из-за материи обивки.

Во втором опыте мы взяли заряд пороха в 2 раза больше (1,00 г), пыж забили значительно плотнее. Расстояние до мишени было 5,0 м, мишень аналогична первому опыту.

Примерное место выстрела отметили с помощью лазерной указки, прислонив ее параллельно стволу. Как оказалось, для такого примитивного орудия разброс был не таким уж большим: пуля ударила левее на 10 см.

Выстрел был громкий, похож по звуку на пистолетный. На ролике он вышел довольно удачно, видна также отдача в момент выстрела и разлетающиеся клочки пыжа.