Author: Чувурин А.В.
Tags: химия общая и неорганическая химия пиротехника
ISBN: 5-7768-0798-0
Year: 2003
Text
Чувурин А. В.
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ПИРОТЕХНИКА
Часть 1
Опасное знакомство
Харьков «Основа » 2003
ББК 24.1,24.2
482
УДК 54
Чувурин А.В.
482 Занимательная пиротехника: Опасное знакомство; В 2 ч. Ч. 1 - X.: Основа, 2003. - 360 с.
ISBN 5-7768-0798-0
В первой части книги подробно описано более 1400 составов и индивидуальных химических соединений, представляющих основу ракетного топлива, осветительных, самовоспламеняющихся, зажигательных, метательных, инициирующих, сигнальных, трассирующих, дымовых, воспламенительных и имитационных пиротехнических средств.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, неравнодушных к спичкам, кострам, ракетам и фейерверкам.
ч 1705000000 ББК 24.1. 24.2
226 - 2003
Научно-популярное издание
ЧУВУРИН Александр Викторович ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ПИРОТЕХНИКА Опасное знакомство
В двух частях
Часть 1
Издано в авторской редакции за счет средств автора Худжожник Д.Г Софиенко
Подписано до друку 23.05.03. Формат 60 х 84 1/16. Патр газетний. Друк офсетний. Умов. друк, арк, 20,93. Тираж 1000 пр. Зам. № 37.
Державне спсц1ал1зоване видавництво «Основа». Укра'ша, 61005, м. Харюв, пл. Повстання 17.
Надруковаио з орипнал-макету у друкарн! «РегюнЧнформ».
С1ИДОЦТВО про реестрацпо ДК № 31 ni,i 04.04.2000 р.
Украша, 61082, м. Харюв, пр. Московськнп, 144.
ISBN 5-7768-0798-0
© А.В. Чувурин, 2003
Совершенно секретно. СЮстас Ялекру: информация размышлению
J увурин Александр Викторович в детстве был нормальным JL ребёнком: говорить, ходить и заниматься пиротехникой начал одновременно. Благодаря патологической тяге к спичкам, кост-
рам, взрывпакетам и ракетному моделированию рано познакомился
с химией. Парашютист-инструктор.
Доктор химических наук, кандидат фармацевтических наук, ав-
тор 150 научных публикаций, 120 свидетельств и патентов на изо-
бретения, 6 оригинальных синтетических фармпрепаратов. Успел синтезировать и подробно изучить свыше 800 не описанных ранее органических соединений. Впервые подробно исследовал кинетику, термодинамику и механизм протекания твух десятков оригинальных химических реакций.
Все предлагаемые в книге опыты и пиротехнические фигуры освоил ещё в переходном возрасте без жертвоприношений, потому что строго соблюдал технику бе-
зопасности и тщательно мыл руки перед едой.
ТС читателю
онечно же, Вы яркая личность, иначе Вам не стоило бы по-купать эту книгу и, вероятно, Вы серьёзный читатель, поскольку заглянули во введение. Я надеюсь, что мы не расстанемся до последней страницы, а материал книги подскажет Вам интересное увлечение на долгие годы.
Дело в том, что есть люди, бросающие тень даже в полной темноте. Это пиротехники. Хотите стать одним из них? Тогда поехали.
В книге подробно описано приготовление около двух тысяч пиротехнических составов и индивидуальных веществ от доисторических прототипов пороха до компонентов современных твердотопливных ракет. Приводятся сотни экстремальных химических опытов.
Вы узнаете, как с помощью химических превращений можно сделать искусственный вулкан, комнатную молнию или цветной туман. Как развести огонь без спичек и зажигалки, пользоваться электросваркой без электричества и даже имитировать звук падающей авиабомбы. Как покрасить пламя в любой цвет. Как заставить гореть железо, медь или свинец. Как поджечь вино, песок или факел под водой. Как изготовить великолепные бриллианты, которые светятся в темноте и загораются при дуновении воздуха. Как сделать пистоны или хлопушки из арсенала медикаментов домашней аптечки. Как водой разжечь костёр. Как приготовить самовоспламеняющиеся составы из муки или отрубей, а сахар, крахмал или вату превратить в порох.
Для любознательных и трудолюбивых включено практическое руководство по изготовлению в кустарных условиях фейерверков, в том числе низовых, верховых, водных и даже комнатных, например, на праздничном столе или на шоколадной поверхности юбилейного торта.
Из своего детства я прекрасно помню, что во дворе не было ни одного нормального сверстника, не мечтавшего бы сделать и запустить ракету на отслужившей киноплёнке или хотя бы консервную банку с помощью карбида, а тем более подпалить магниевый взрывпакет на виду у одноклассниц.
Я помогу Вам изготовить сказочно красивый фейерверк своими руками, да ещё так, чтобы от Вашего усердия никто не пострадал.
Современная пиротехника шагнула далеко вперёд, и догнать её наша задача.
Лично я не смог бы отложить эту книгу в сторону, не прочитав её от корки до корки, но, возможно, у Вас более крепкая сила воли и сейчас есть шанс это проверить.
давайте договоримся
(L' ели Вы захотите очень быстро изучить материал этой книги, J—J прочитайте её оглавление.
Если попытаетесь найти ответ на интересующий вопрос, постарайтесь сразу попасть в нужный для Вас раздел.
Если же пока Вы не догадываетесь о чём спросить эту книгу, мой совет: прочитайте её от начала и до конца.
Если Вам в голову полезут опасные мысли - самое время ознакомиться с техникой безопасности.
Заповеди пиротехника выучите наизусть и строго их выполняйте - в этом Ваша страховка.
Дайте слово, что не будете увеличивать загрузки приводимых пиротехнических составов - оставьте себе шанс дочитаться до последней главы.
Если Вы всё же доберётесь до демонстрации своего фейерверка, помните, что искусство требует жертв, но лучше усадить их подальше.
Как бы не повёл себя перед зрителями Ваш фейерверк, делайте вид, что именно этого Вы и добивались.
Словом, делайте всё, что хотите, но так, чтобы не лишиться этой возможности.
Советы бывалого
Cf \ ля облегчения работы с книгой я позволю себе воспользо-ваться проверенным приёмом - рядом симпатичных пиктограмм, что-то в виде дорожных знаков типа: «На этом участке ГАИ
нет», «Проезжай быстрее» или наоборот «Стоимость проезда 20
грн».
STOP
Читать категорически запрещено
Не влезай - убьёт
Информация к размышлению
Спасайся, кто может
Иная опасность
Работай под тягой
Выброс материалов
Осторожно - синтез
& ] Тебя предупреждали
Обрати внимание
f
Часть I. Опасное знакомство
Глава 1. Позвольте представиться
1.1. ЛИе^никй огня
ТТу мерцающая свеча, и вспышка магния, и мощный взрыв, со-L крушающий вдребезги гору, имеют общую природу. Наука, изучающая эти процессы, получила название «пиротехника», что в переводе с греческого языка дословно означает «техника огня».
Огнём, как средством защиты от животных, а потом и от людей наши предки научились пользоваться ещё в глубокой древности, просто они не знали, как это называется. Сам же термин «пиротехника» в своё время включал более широкое понятие и объединял все области знания, имеющие отношение к огню и взрывам. Так, итальянский алхимик Бирингуччио в знаменитой книге «Пиротехния» (1540) описывает даже основы металлургического производства.
До середины XIX в. к пиротехнике относились сведения по изготовлению зажигательных и осветительных составов, взрывчатых веществ, различных видов пороха и, конечно, фейерверков. В дальнейшем в ходе научно-технического прогресса эти отрасли получили самостоятельное развитие.
Современная пиротехника включает военную и мирную область применения. Под термином «пиротехнический состав» подразумеваются вещества или их смеси, способные реагировать с образованием пламени, дыма или большого объёма газов, а их разложение сопровождается тепловыми, дымовыми, реактивными и звуковыми эффектами.
Подобные реакции инициируются в результате нагревания, удара, трения, сильного освещения или первичного взрыва другого взрывчатого вещества.
По условиям перехода горения в детонацию в виде ударной волны взрывчатые вещества делят на инициирующие, бризантные и метательные или пороха.
Надо признать, что отнесение веществ к определённой группе во многом условно. Их поведение при горении зависит от многочисленных факторов: температурного режима, развиваемого давления, степени дисперсности состава, площади поверхности горения, наличия активирующих или ингибирующих присадок, характера первичного импульса и даже массы реагирующего вещества.
Так, можно с помощью дымного пороха сделать медленногоря-щий, искристый бенгальский огонь и взорвать гранитную скалу; сверхвзрывчатый нитроглицерин заставить работать, как метательный состав и двигать снаряды; а тротил, пикриновую кислоту и пироксилин использовать в качестве горючего твердотопливных ракет.
Напротив, многие пиротехнические составы огненных фонтанов и ракет, сжигаемые россыпью вне корпуса, воспламеняются с трудом и горят очень слабо или даже тухнут. Зато могут самовозгораться при неправильных условиях хранения в большой массе совсем неожиданные материалы, например, уголь, зерно, опилки, сено, пакля, торф, различные жиры.
Известно ли Вам, что килограмм тротила при взрыве даёт энергии в два с лишним раза меньше, чем такая же масса бензина, сгорающая в двигателе автомобиля.
Поведение пиротехнических составов будет для Вас настолько же безопасно, насколько Вы сумеете их понять и приручить.
1.2. Начнём сначала
/'/ ' естолковые пользователи книги этот раздел могут пропустить. JJ Вам же, дорогой читатель, придётся проработать данный материал повнимательнее.
Чтобы Вам не приходилось слышать о пиротехнике, фейерверках и гениальных самоучках, изучивших предмет только на собственных ошибках, - не верьте. Запомните, что без элементарных знаний химии в эту область лучше не соваться, а изучать столь интересный предмет во всех отношениях выгоднее на ошибках других - их уже достаточно успели совершить без нас.
Итак, горение пиротехнических составов представляет собой окислительно-восстановительную реакцию. Активность такой смеси обусловлена химическим взаимодействием окислителя и горючего.
В числе наиболее применяемых в нашем деле окислителей соли кислородсодержащих кислот, в анионе которых присутствует элемент максимальной степени окисленности: хлораты - КСЮз, Ва(С1О3)2; перхлораты - КС1О4, NH4C1O4; нитраты - KNO3, NaNO3, Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, NH4NOj, Pb(NO3)2, LiNO3;
перманганаты - KMnO4, NH4MnO4;
хроматы и бихроматы - K2CrO4, K2Cr2O7, (NH)2Cr2O7;
сульфаты - BaSO4, CaSO4, SrSO4;
а также оксиды и пероксиды металлов - Fe2O3, Fe3O4, PbO2, Pb3O4, MnO2, BaO2, CrO3, WO3.
Арсенал горючих средств ещё более внушителен:
металлы - магний, алюминий, железо, цинк, медь, сурьма;
металлоиды - сера, фосфор, кристаллический йод, технический углерод в виде древесного угля или сажи;
сульфиды - сурьмы (антимоний Sb2S3 и Sb2S5), олова (SnS), меди (халькозин Cu2S и ковеллин CuS), мышьяка (реальгар As4S4 и аурипигмент As2S5), фосфора (P4S3);
углеводы - лактоза, сахароза, крахмал, декстрин, древесные опилки, пшеничная мука, нитроцеллюлоза;
углеводороды - парафин, воск, церезин, антрацен, нафталин, нефтепродукты;
смолы и камеди - канифоль, шеллак, резинаты, мастике, гум-. миарабик, фенолформальдегидные смолы (идитол и бакелит);
каучуки - полиуретановый и различные бутадиеновые; термопласты - поливинилхлорид (ПВХ) и полиакриламид.
Смолы, камеди, каучуки, ПВХ, декстрин и олифа также используются в качестве склеивающих веществ - цементаторов.
Кроме того, в пиротехнические составы могут входить «красители» пламени, дымообразователи, возгоняемые дымовые красители, флегматизаторы, снижающие чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, стабилизаторы, увеличивающие химическую стойкость, активаторы и ингибиторы горения.
1.3. Сделайте умное лицо
(7 [е имея точного рецепта, не каждая хозяйка рискнёт пригото-к/ L вить новое кулинарное блюдо. А что тогда говорить о пиротехнике. Прежде всего, для определения соотношения компонентов Вам необходимо знать уравнения протекающих процессов. Если Вы успели подзабыть химию, облегчить составление суммарной реакции помогут немудрёные правила:
а) написать реакцию взрывного разложения окислителя,
б) представить реакцию горения восстановителя в кислороде, в) уравнять коэффициенты у атомов кислорода, г) просуммировать полученные равенства.
К примеру, составление бинарной смеси из бертолетовой соли и свекловичного сахара, больше известной в кругах террористов как «запал Кибальчича», будет выглядеть так:
а) КС1О3 -> КС1 + 30
б)С12Н22Ои+ 240 -> 12СО2+11Н2О
в) 8КС1О3 -> 8КС1 + 24
г) 8КС1О3 + С12Н22Оц -> 12СО2 +11Н2О +8КС1
М=123 М=342
Как Вы уже догадались, нужное нам уравнение получилось на букву «г», но пользоваться им можно.
Зная молекулярные массы реагирующих веществ и стехиометрические коэффициенты реакции их взаимодействия, несложно рассчитать необходимые соотношения ингредиентов:
8-123-100 342-100
тксю3=------------~ 74%
8-123 + 342
ШСахарозы--------------~ 26%
8-123 + 342
Поджечь такую смесь можно каплей концентрированной серной
кислоты.
Кстати, русский царь Александр II лично принял участие в испытаниях этого состава вместе с народовольцами, но так и не успел его одобрить.
В пиротехнике чаще встречаются многокомпонентные составы, например, тройная пороховая смесь из калийной селитры, серы и древесного угля. Любой хороший химик знает, что скорость определяющей стадией сложной реакции является наиболее медленная. Пиротехнические же составы на первый взгляд ведут себя аномально. Скорость сгорания смеси селитра-уголь 2-5 мм/с, а состав селитра-сера в обыкновенных условиях совсем не воспламеняется и лишь слабо горит в нагретом до Ю0°С состоянии. Тройная же пороховая смесь быстро сгорает в открытом виде со скоростью 10-15мм/с или взрывается в замкнутом пространстве.
Это явление объясняется сопряжённостью реакций, когда выделяющееся в ходе бинарного взаимодействия тепло ускоряет проте
кание параллельного процесса горения, примерно так же, как пальцам в рукавицах теплее, чем в перчатках.
Известное даже школьнику уравнение горения пороховой смеси лишь приблизительно описывает процесс:
2KNO3 + S + ЗС —> K2S + N2 + ЗСО2 + 148,3 ккал
В действительности реакция в баллистическом режиме протекает по более сложному пути с образованием ещё некоторых твёрдых продуктов, поэтому в газ превращается около 43% пороха, а не 59% как следует из уравнения.
Ещё французский химик Марселей Бертло (1827-1907) установил, что разложение дымного пороха сопровождается комбинацией дополнительных реакций, на направление которых огромное значение оказывает давление реагирующей массы:
4KNO3 + 5С -> 2К2СО3 + ЗСО2 + 2N2 + 182,3 ккал
(Vo= 240 л/кг, t = 3068°C)
2KNO3 + 2S -> K2SO4 +SO2 + N2
(Vo= 160 л/кг, t = 3171°C, Q = 658'ккал/кг)
2KNO3 + 3C -> K2CO3 + CO2 +CO+ N2 + 161,2 ккал
2KNO3 + S + 2C -> K2SO4 + 2CO + N2 + 158,5 ккал
2KNO3 + S + C -> K2SO4 + CO2 + N2 + 200,1 ккал
где: Vo - выделяемый объём газа, t - температура реакции, Q - теплота процесса, f- расчётная сила взрыва.
Одно из предлагаемых суммарных уравнений (Сарро) протекающего процесса имеет вид:
10KNO3+4S+12C —> 8СО2+ЗСО +5N2 +К2СО3+2K2SO4+2K2S
(Vo = 279,5 л/кг, t = 2660 °C, f = 3100 кг/см2)
To есть, молярное соотношение реагирующих компонентов равно 2,5KNO3 : S : ЗС. Расчёт показывает, что в этом случае вес выделяющихся газообразных продуктов составляет 53% , а из каждого килограмма пороха образуется 280 л газа.
Уравнение Дебу соответствует разложению английских военных дымных порохов, сгорающих при повышенном давлении с образованием полисульфидов:
16KNO3+7S+21C—> 13CO2+3CO +8N2+5K2CO3 +K2SO4+2K2S2.
то есть 2,3KNO3: S : ЗС (Vo = 225 л/кг, Q = 740 ккал/кг)
При этом твёрдый остаток составляет 57,8%. Его количество увеличивается при сжигании пороха на открытом пространстве.
В своё время Альфред Берхард Нобель (1833-1896) и Фридрих Абель, установив, что в продуктах горения английского минного пороха отсутствует сульфат калия, предложили следующее уравнение его разложения:
6KNO3 + 4S+ 15С—> СО2+ 13CO+.3N2 + K2CO3 + 2K2S2
(Vo = 360 л/кг, Q = 516 ккал/кг),
что вполне соответствует составу: селитра 66%, сера 14%, древесный уголь 20%.
Как правило, в большинстве подобных уравнений не учитываются углеводы, входящие в состав древесного угля, а ведь содержание углерода в нём составляет всего 72-96%.
Разложение тройной смеси, рассчитанной на полное горение (Бертло), соответствует составу 84: 8: 8 и подходит под уравнение:
10KNO3 + 3S + 8С —> 6СО2 + 5N2+2K2CO3 + 3K2SO4
(Vo = 204 л/кг, t = 3354°С, f = 2804)
Такой порох при сгорании даёт небольшой объём газов, но очень высокую температуру взрыва вследствие полного сжигания углерода. На открытом пространстве количество шлаков от этого пороха также увеличивается.
В пиротехнике применяются большей частью смеси, имеющие недостаток окислителя, то есть, с отрицательным кислородным балансом, поэтому расчёт компонентов по первому традиционному уравнению (2KNO3 + S + ЗС) для нас всё же более предпочтителен.
Объём выделяемого газа в пороховой смеси можно увеличить, сместив направление реакции на выделение окиси углерода:
2KNO3 + S + 6С -> 6СО + N,K2S
Как видно из уравнения, для этого надо вдвое увеличить содержание в составе древесного угля, то есть, на 13% от общей массы. Температура реакции, правда, при этом снизится, да и такая смесь будет вести себя поспокойнее, но именно она лежит в основе большинства реактивных составов фейерверков.
В дальнейшем при изготовлении ракет, швермеров, пчёлок, жаворонков и различных форсов мы к ней вернёмся, а пока запомните магическую цифру «13».
1.4. ^Что бы это значило?
ля повышения выживаемости давайте разберёмся. Базу пиро-J—Л техники составляют вещества, которые не только красиво горят, но и при особых условиях способны взрываться. Чтобы это интересное свойство не застало Вас врасплох, для начала надо подготовиться хотя бы теоретически.
Взрывчатыми называются вещества (для простоты написания «ВВ»), способные при внешнем воздействии мгновенно разлагаться с выделением огромной механической, тепловой и световой энергии. Обычно, процесс такого разложения мы называем «взрывом».
Разложение с максимальной постоянной скоростью не ниже 2 км/с, получило название «детонация». Это слово происходит от латинского «detonare» (дословно «прогреметь») и означает очень быстрое химическое превращение ВВ, распространяемое со сверхзвуковой скоростью и сопровождаемое выделением энергии. Собственно, по специфическому шуму мы и оцениваем, произошёл взрыв или нет.
Под инициирующими или первичными взрывчатыми веществами понимают такие, которые взрываются от теплового или механического воздействия (пламя, искра, удар, трение) и силой своего взрыва вызывают детонацию другого менее чувствительного ВВ. К ним относятся гремучая ртуть, азид и стифнат свинца (тенерес), тетразен и другие. Они применяются в капсюлях-детонаторах и капсюлях воспламенителях.
Бризантными называют взрывчатые вещества, которые устойчиво детонируют с большой скорость и дробят окружающие материалы. В их числе: тротил, октоген, гексоген, ТЭН, тетрил, мелинит, динамиты, аммонийно-селитровые ВВ и вся группа инициирующих веществ.
К счастью, большинство составов для фейерверков даже во «взрывном» режиме разлагаются значительно медленнее и относятся к группе так называемых метательных веществ или порохов.
Взрывчатые свойства пиротехнических составов характеризуются скоростью детонации, бризантностью и фугасным действием (табл. 1, 2).
Скорость детонации - это скорость, с которой надо убегать с места взрыва, чтобы остаться в живых.
Для пиротехнических композиций на основе калийной селитры обычно она не превышает 1 км/с, для хлоратных составов - 2,5 км/с, в то время как для некоторых бризантных веществ (ТЭН, гексоген, нитроглицерин и др.) скорость распространения ударной волны доходит до 8-9 км/с.
Скорость детонации многих ВВ, в частности, тротила, возрастает с повышением его плотности. Правда, эта зависимость наблюдается до определённых пределов, выше которых взрывчатые свойства могут вырождаться, например, как у пироксилина, который превращается в порох.
Таблица 1. Константы взрывного разложения некоторых взрыв
чатых веществ
№ п/п Взрывчатые вещества dqTijTj ММ Макс, скорость детонации, км/с Бризантность, сжатие стального кольца, мм Работоспособность в бомбе Тра-уцля, см2 v„, л/кг
1 Аммонит АТ 10-20 3,8 7-8 270-285 930
2 Аммонит ПЖВ-20 28 4,35 13 265-290
3 Аммонит 6ЖВ 10-12 4,5 14-16 360-380 895
4 Аммонал М-10 10-12 4.5 15-18 430-440 '780
5 Аммонал скальн. №3 8-10 4.6 18-20 460-480 810
6 Акваиит АРЗ-8Н 100 3,5 22-25 400-410 822
7 Акватол Т-20 НО 5,0 24-26 350 987
8 Акванал А-10 290 4,2 23-25 430 812
9 Алюмотол 10-20 5,0 28-30 675
10 Астралит 8.0 995
11 ВВВ Т-18 120 5,0
12 Гексоген 1-1,5 8,8 475-495
13 Граммонит 79/21 40 4,2 20-25 360-370 895
14 Гранитол-1 40 5.5 26 345 ' 820
15 Гранитол 7 А 40 5,3 26-28 400-420 800
i 6 Гранулит АС-8 20-25 3,3 22-26 400-420 990
17 Граммонит 50/50 38-42 4.15 430
18 Гранулит М 15-20 3,6 18-22 320-330 980
19 Гранулотол (вод.) 25-30 5,5 32-34 1045
20 Динамон (древ.) 3,6 350
21 Детонит М 4-5 5,2 Г 18-22 460-500 832
22 Динитронафталин 1,15 100
23 Динамит 75% кнзельг. 6.0 440 535
24 Ионит 1,8 5-6 95-125 580
25 Игданит 25-30 3,76 15-20 320-330 980
26 Карботол ГЛ-10В 150 5,0 28-30 450-470 844
27 Нитроглицерин 1-2 7.7 550
28 Нитрогликоль 7,4 650 734
29 Нитродигликоль 425
30 Нитрометан 8-10 6.5 14 410 930
31 Окто ген 18 9.1 415 782
32 Тротил 8-10 6,7 7-16 285-310 750
33 ТЭН 1-1,5 8,6 500
34 Углеиит Э-6 7-9 2,2 7-11 130-170 560
Таблица 2. Константы взрывного разложения некоторых пиротехнических составов
№ п/п Состав, % Макс, скорость детонации, км/с Бризантность, сжатие медного цилиндра 7Х 10,5, мм Расширение навески в бомбе Трауц-ля, CMJ
1 Ва(С1О3)2 88, идитол 12 3,08 0,3 108
2 Ва(С1О3)2 81, акароидная смола 19 1,56 2,9 155
3 Ва(С1О3)2 25, Ba(NO3)j 25, КСЮ; 25, акароидная смола 21, декстрин 4 2.45 3,1 ПО
4 Ва(С1О3)2 85, шеллак 15 2,5
5 Ва(С1О3)2 25, Ba(NOp2 62, акароидная смола 13 1,95 Неполный взрыв 70
6 Ba(NO3),60, Al 13, Mg 14, идитол 13 2,48 0,2 22-75
7 Ba(NO3)2 66, сплав Mg-Al 22, касторовое масло 3, идитол 9 2,53 Неполный взрыв 37-113
8 Ba(NO3)2 73, Al 27 Неполный взрыв 34
9 КСЮ, 66, SrCiOj 20, идитол 14 2,68
10 К.С1О3 26, Sr(NO3)2 56, акароидная смола 18 2,2 Неполный взрыв 90
11 К.С1О.-63, CuO-2Cu(CH<OO)2 21, канифоль 10, декстрин 6 1,65 1,9 143
12 КСЮ36О, Na3AlF6 24, шеллак 13, акароидная смола 3 1,45 Неполный взрыв 100
13 K.CIO, 75, А125 1,5 3,2 160
14 К.С1О3 69, Mg-Al 3 1 7,0 175
15 К.СЮ-, 87, древесный уголь 13 1,62
16 КС1О3 87, графит 13 0,5
17 К.С1О, 91, керосин 9 (хлоратит-3) 3,6 5,5 255
18 К.С1О', 90, парафин 10 (шедднт О№4) 5,1 365
19 К.С1О3 75, древесная мука 25 2,6 3.8 220
20 К.С1О, 72, сера 28 1.6
21 КС1О3 90. сахароза 10 105
22 КС1О4 66, А1 34 0,76 172
23 Пороховая мякоть 89, древесный уголь 11 До 0,4 Неизмеримо
24 Дымный порох До 1,0 Неполный взрыв
25 NH4NO-, 1,95-3.4
Этот параметр достигает максимума при взрыве вещества в очень плотной оболочке, например, в стальной или непосредственно в шпуре в крепкой породе.
В своё время в числе наиболее применяемых способов определения скорости детонации веществ был метод Дотриша.
Бризантность веществ - их мощность, как и мощность движущегося поезда, оценивается количеством возможной работы в единицу времени или, проще говоря, разрушительной силой (дробящим эффектом). Для экспериментального определения бризантности проводят пробу на «обжатие» свинцовых столбиков (проба Гесса), взрывая над ними навески образцов и оценивая уровень деформации по разности высот. Вещества, не способные устойчиво детонировать в этих условиях, исследуют, используя более объёмные стальные кольца или медные цилиндры (крешеры) на «бризанто-метре» типа Каста.
Важным показателем бризантности служит тест на количество ’ дроблёного песка от детонации стандартной навески ВВ.
Фугасное действие (работоспособность) пиротехнических составов характеризует их способность расширяться в объёме при взрыве. Обычно, для оценки этого параметра применяют пробу Тра-уцля по расширению внутренней полости свинцовой «бомбы», в которой производится взрыв навески, а также метод баллистического маятника, по его отклонению под действием ударной волны.
В числе основных характеристик взрывчатых веществ энергия взрыва Е (кДж/кг), его теплота Q (кДж/кг или ккал/кг), объёмная энергия (кДж/л), объём выделяемого газа Vo (л/кг), температура реакции t (°C), давление детонации (ГПа или кг/см2), кислородный баланс (± %).
Из расчётных параметров в своё время также широко использовались показатели силы взрыва f (кг/см2) и его потенциал Р (т/м).
Эти константы нам тоже пригодятся для относительного сравнения ВВ, многие из которых в настоящее время не применяются.
Важной характеристикой ВВ является критический диаметр -минимальный диаметр вещества, при котором ещё возможно устойчивое распространение детонации. Он составляет от 0,01 мм для азида свинца до 200-300 мм для некоторых водонаполненных ВВ (акваналов и акватолов). В противном случае ударная волна может угаснуть и большая часть взрывчатого вещества не прореагирует.
Именно частицы исходных продуктов на месте взрыва чаще всего позволяют экспертам оценить вид применяемого ВВ.
Тротиловый эквивалент (а,) является распространённой величиной оценки мощности ВВ через работоспособность тротила. За эталон принят тротил с относительной плотностью (d) 1,5 и теплотой взрыва (Q) 4186 кДж/кг (1000 ккал/кг).
С повышением плотности детонационная чувствительность многих ВВ (пироксилина, тротила, пикриновой кислоты и других) снижается, а взрывные характеристики улучшаются. С этой целью некоторые взрывчатые вещества применяют в переплавленном виде (например, мелинит - плавленая под давлением пикриновая кислота). Но данное правило действует лишь отчасти: при очень высоком давлении некоторые вещества и пиротехнические смеси теряют взрывчатые свойства. Это их качество иногда называют «склонностью к перепрессовке».
Иногда этим пользуются специально. В частности, повышая плотность пироксилина с помощью растворителей, добиваются снижения скорости его детонации, тем самым, уменьшая бризантное и усиливая метательное действие, превращая грозное взрывчатое вещество в порох. В технологии фейерверков именно прессование позволяет превратить многие ВВ в эффективное горючее. Смеси для фотовспышки, обработанные под давлением, превращаются в спокойногорящие осветительные составы.
К счастью, большинство пиротехнических составов, применяемых для фейерверков, по силе бризантного действия и работоспособности значительно уступают современным ВВ. Однако не надо забывать, что некоторые из них в своё время активно использовались в горнорудном и военном деле. Особую опасность в пиротехнике представляют хлоратные смеси с органическими веществами.
1.5. 1(то не спрятался -я не виноват
Судя по тому, как Вы иногда нецензурно удивляетесь, передержав зажжённую спичку в руке, Вы уже в курсе, что пиротехнические смеси сгорают с выделением тепла. Но не все знают, что при этом процесс разложения окислителя протекает как с поглощением энергии (эндотермический), так и с её выделением (экзотермический). В реакциях первого типа принимают участие перхлораты, сульфаты, оксиды, пероксиды, перманганаты и почти все нитраты. Ко второй группе относятся все хлораты и нитрат аммония, поэтому за счёт постоянного притока тепла скорость их разложения прогрессивно увеличивается, и может привести к взрыву. Это необходимо учитывать при компоновке составов, так как этот фактор сильно влияет на их «чувствительность», детонационные свойства и температуру горения.
Для начала реакции горения необходимо местное повышение температуры состава (тепловой импульс), что достигается воздействием горячих пороховых газов, электрозапала или же применением специальных воспламенительных средств. Наконец, если я сложно выразился, воспользуйтесь зажигалкой.
А вот для инициирования взрыва применяют капсюль-детонатор, удар или даже трение, так как скорость разложения пиротехнических составов напрямую зависит от характера импульса, используемого для возбуждения реакции (табл. 3).
Таблица 3. Зависимость взрывчатых свойств пиротехнических составов от начального импульса по А. Шидловскому
№ п/п Состав. % Расширение навески 20 г в бомбе Трауцля, см3
Бикфордов шнур Капсюль-детонатор №8
1 Калия перхлорат 85, уголь древ 15 198 318
2 Калия перхлорат 59, магний 41 49 88
3 Бария нитрат 86, идитол 14 0 120
4 Тротил (d =1,55) 0 718
Если реакционная смесь инициируется огневым импульсом и её разложение происходит в открытом пространстве, то скорость горения измеряется, как правило, сантиметрами в секунду. Если же разложение происходит в замкнутом объёме, или в качестве исходного импульса использован детонатор, реакция обернётся взрывом, скорость распространения которого будет в тысячи раз больше.
Таблица 4. Температура вспышки (tBCI1.) пиротехнических смесей при прогрессивном нагреве 5 град/мин
Горючее Калия хлорат Калия перхлорат
% окислителя и горючего Температура вспышки, °C % окислителя и горючего Температура вспышки, °C
Стронция оксалат 19/81 350 17/83 440
Сурьмы III сульфид 54/46 290 48/52 420
Магниевые опилки 63/37 560 59/41 460
Алюминиевая пудра 75/25 785 77/23 765
Сера 63/37 200 68/32 540
Уголь древесный 87/13 325 85/15 460
Графит 87/13 >890
Лактоза 74/26 185 71/29 315
Шеллак 77/23 240 83/17 385
Идитол 77/23 280 81/19 430
Канифоль 82/18 335 86/14 435
Декстрин 60/40 210 72/28 310
Горючее Калия нитрат Бария нитрат
% окислителя и горючего Температура вспышки, °C % окислителя и горючего Температура вспышки, °C
Антимонит 55/45 450 58/42 >450
Магниевые опилки 63/37 565
Алюминиевая пудра 75/25 >890
Сера 61/39 450 77/23 >450
Уголь древесный 87/13 415 90/10 >450
Лактоза 77/23 430
Шеллак 86/14 415
Идитол 86/14 >450
Канифоль 90/10 >450
Декстрин 80/20 395
Состав, % Т °C Состав Т °C 113С».5 ч-
КСЮз 66, БгСгОд 26, акароидная смола 2, лактоза 2. декстрин 4 225 Динамит №1 Нобеля 210
КСЮз 26, Sr(NO-,)>56, акароидная смола 18 290 Гексоген 225
КСЮз 63. Cu(CH3COO)2-3Cu(AsO:)22I. канифоль 10, дексзрин 6 215 Окто ген 290
Ва(СЮз)з81, акароидная смола 19 248 взр. Дин итро нафтал и i [ 310
Ва(СЮз); 25, Ва(ЫОз'): 25, КСЮз 25, акароидная смола 21, декстрин 4 218 Тротил 295
Ва(СЮз); 25, Ba(NO-,)2 62,5, акароидн. смола 12.5 293 Тетрил 187 взр.
Пороховая мякоть 88,5, уголь 11,5 312 ТЭН 220 взр.
Дымный порох 285 Азид свинца 327 взр.
Пироксилин стабилизированный 185 Гремучая ртуть 180 взр.
Аммонит скальный №3 345 Йодистый азот 26 взр.
И пироксилин, и тротил, и даже нитроглицерин, подожжённые в небольшом количестве на открытом воздухе, устойчиво горят, но достаточно рядом взорваться капсюлю или их сильно ударить, чтобы прогремел взрыв.
Как видно из таблицы 4, температура вспышки (tBCn.) большинства хлоратных пиротехнических смесей значительно ниже, чем перхлоратных и нитратных. Именно поэтому подобные композиции применяют для изготовления изделий, требующих быстрого воспламенения, в частности, всевозможных звёздок.
Низкая температура вспышки пироксилина (160-170°С) также позволяет использовать его в аналогичных технологиях (огни Горелова). Плохо стабилизированный пироксилин воспламеняется ещё легче (135 -140°С).
Температура воспламенения большинства реактивных составов на основе дымного пороха лежит в пределах 300-320°С.
Чувствительность бинарных смесей особенно высока для прописей, содержащих органическое горючее: лактозу, шеллак и идитол. Канифоль в большинстве составов, как известно, замедляет скорость горения, да и температура воспламенения таких смесей несколько выше.
Для пиротехнических смесей с оксидами металлов характерна более высокая температура воспламенения. Так, для инициации железо-алюминиевого термита (1300°С) применяют «усиленные» зажигательные составы, например, магниевый термит (ГезОд + Mg) с температурой вспышки 575°С.
Наиболее высокой чувствительностью к нагреванию отличаются инициирующие ВВ, к примеру, гремучая ртуть, а йодистый азот взрывается даже при комнатной температуре.
Восприимчивость реакционных составов к механическому воздействию обычно оценивают по отношению к трению и на удар с помощью нехитрых приборов - копров (чаще Ленца и Каста).
При желании в любой момент Вы сможете без труда приспособить их для нанесения штемпеля на почтовые конверты, потому что человек неискушённый их сразу не всегда отличит.
Чувствительность к удару (табл. 5) увеличивается в рядах: нитраты —> перхлораты —> хлораты;
алюминий —> магний —> сера —> парафин —> роданиды.
Таблица 5. Чувствительность к удару (кг/см2) стехиометрических бинарных смесей по А. Шидловскому
Окислитель Горючее
Сера Лактоза Уголь древ. Магний (пер)- Алюминий (пудра)
Калия хлорат 1.! 1,8 3,2 4.5 4,5
Калия перхлорат 1.2 2,9 4,2 4.4 5
Калия нитрат 3,6 5 5 4,6 5
Калия роданид Реальгар Парафин Нафталин
0,5 0,6 1.1 1,3
Кровяная соль жёл т. Сурьмы (П1) сульфид Графит
2,2 3,5 >10
Для сравнения дымный порох выдерживает удар до 2,8 кг/см2, а
тринитротолуол - около 10 кг/см2. Так что можете смело тротиловой шашкой колоть орехи на кухне. Чтобы взорвать нитродигликоль, надо случайно уронить на него гирю массой в 2 кг с высоты 180 см; гремучая ртуть детонирует при падении того же груза с высоты 5 см, нитроглицерин - 4 см, а для взрыва йодистого азота иногда достаточно на него сильно подуть.
Вы же можете испытать сомнительный состав молотком на ме-
таллической пластинке прежде, чем начнёте им набивать корпус ракеты или огненного фонтана.
Даже если Вам это очень понравится, не увеличивайте навеску испытуемого состава более 50 мг, а чтобы не было мучительно больно, не подставляйте пальцы.
Известно, что порошковые пиротехнические смеси обычно более чувствительны к удару, чем спрессованные,или обработанные цементатором.
Способность составов реагировать на первичный тепловой импульс, как и их детонационные свойства во многом зависят от наличия в структуре реагирующих веществ определённых молекулярных фрагментов:
—С=С—, — C=N, — N=O, —ONO2, —О—О—, — N=N—, >N—N<,
—S-C=N, —OC1O2, —OC1O3, —О-МпОз
Эту закономерность обнаружил ещё в 1900 г. первый Нобелевский лауреат по химии нидерландец Якоб Вант-Гофф (1852-1911) (прошу не путать с его земляком живописцем Винсентом Ван-Гогом, не дожившим до этого славного события 10 лет).
Если такие остатки содержатся в структуре окислителя и восстановителя, то чувствительность реагирующей смеси резко возрастает, к примеру, состав KCIO3 + KSCN (56:44) очень взрывоопасен.
Ещё агрессивнее ведут себя вещества, содержащие в одной молекуле несколько подобных фрагментов, например, тринитротолуол, нитроглицерин или пероксид ацетона.
На изменение чувствительности пиротехнических составов и скорость их горения существенное влияние оказывают физико-химические факторы.
Так, повышение дисперсности компонентов до определённой степени способствует облегчению воспламенению горючей смеси. А прессование или введение теплопроводных и теплоёмких компонентов (в частности, металлов) напротив делает составы менее восприимчивыми к температурному импульсу в силу оттока тепловой энергии и перераспределению её на большую массу реагирующего вещества.
Прессование снижает скорость горения композиций, так как затрудняет проникновение раскалённых газов через их поверхность. В значительной степени этому способствует введение в пиротехнические смеси пластичных смол типа канифоли или горючих масел.
Включение флегматизаторов и пластификаторов типа вазелина, минеральных масел, парафина, стеарина и различных смол, кроме того, уменьшает чувствительность реакционных составов к трению.
Инертные вещества, пламенные красители, химические стабилизаторы (различные карбонаты) также способствуют снижению механической чувствительности пиротехнических смесей.
Напротив, примеси твёрдых веществ (чаще песка или дроблёного стекла), как, например, в спичках, резко повышают чувствительность подобных изделий к трению.
Повышение исходной температуры состава, а также внешнего давления, или горение в замкнутом пространстве резко увеличивают скорость сгорания сравнительно безобидных веществ и часто способствуют их детонации. Подобный эффект наблюдается при возгорании даже в открытом состоянии большого количества пиротехнической смеси (>10 кг), приводящего к взрыву.
1.6. Храните деньги в сберегательной кассе (]—<' ели, вняв совету государства, деньги кто-то и хранит в сбере-*—> гательной кассе, то, как показала многовековая практика, пиротехнические составы лучше сохранять в виде бумажных прописей, чем смешанного порошка.
Действительно в силу химических и физических факторов грозные компоненты стареют и даже могут становиться опасными.
Постоянные колебания температуры и влажности воздуха из-за набухания и растрескивания составов приводят к изменению их плотности и структуры. Порой этого достаточно для взрыва ракеты на старте.
Некоторые «рабочие вещества» в интервале колебания температур меняют агрегатное состояние. Так, нитроглицерин, входящий в разные композиции бездымных порохов и являющийся частым компонентом твёрдого ракетного топлива, замерзает при температуре ниже 12°С и приобретает особую чувствительность к механическим воздействиям, а в оттаявшем состоянии разрыхляет состав, резко увеличивая площадь его горения. Поэтому в твёрдотопливных ракетах, стоящих на боевом дежурстве, строго поддерживается определённая температура и эта статья расходов значительно превышает затраты на охрану подобных объектов.
В силу гигроскопичности компонентов и склонности их к гид-ратообразованию, некоторые составы при неправильном хранении теряют горючие свойства.
Для защиты пиротехнических изделий от действия влаги их часто покрывают защитной плёнкой из парафина, олифы или лака. Ещё эффективнее введение в их состав гидрофобных цементирующих компонентов.
Во влажной среде возможны самые нежелательные химические превращения пиротехнических компонентов. Так, входящие в состав активные металлы магний и алюминий образуют гидроокиси с выделением водорода. Возможно, разогревание и даже воспламенение подобных изделий, особенно содержащих магний. Обычно, эту реакцию ускоряют, присутствующие нитраты и тогда разложение сопровождается выделением аммиака.
Стойкость к влаге композиций, содержащих комбинации металлов Mg+Al, Cu+Zn, Al+Fe ещё меньше в силу гальванического разрушения защитной оксидной плёнки на их поверхности.
Хлоратные и перхлоратные смеси магния тем более не рекомендуются к длительному хранению в силу дополнительного каталитического воздействия этих окислителей. Введение в подобные составы аммониевых солей делает их ещё более нестабильными.
Композиции алюминия с перекисью бария в присутствии влаги разогреваются до кипения.
Если Вы любитель зимней рыбалки, то подобный эффект сможете приятно ощутить, изготовив нехитрую грелку и снарядив её смесью алюминиевой пудры с медным купоросом (1:10). Достаточно в неё плеснуть немного воды, и она несколько часов будет согревать Вас своим теплом.
Составы с железным порошком также являются нестойкими. В присутствии следов влаги и окислителей дисперсное железо быстро коррозирует, а дополнительное присутствие серы делает непригодными такие смеси уже через несколько недель. Для продления жизни этих композиций железный порошок предварительно пассивируют, например, оксидируют в щелочном растворе селитры, воронят либо покрывают парафиновой плёнкой.
Описаны многочисленные случаи самовозгорания хлоратных порохов, содержащих бертолетову соль и серу. Дело в том, что даже
черенковая (кристаллическая) сера в присутствии окислителей и влаги способна постепенно реагировать до сернистой кислоты. Серный же цвет или коллоидальная сера в силу большой дисперсности окисляются ещё легче, что показывает лакмусовая проба на кислую реакцию. Все хлораты в кислой среде взрывоопасны (вспомните запал Кибальчича). Как установил химик Юнк (1913) опасность самовозгорания таких пиротехнических составов резко возрастает с введением в рецептуру нитрата свинца или сульфида сурьмы (антимония).
Для стабилизации подобных составов в качестве раскислителей вводят карбонаты. По этой же причине иногда их добавляют в композиции, содержащие органические нитропроизводные.
Совместное применение аммиачной селитры с бертолетовой солью запрещено не только при изготовлении «мирной» пиротехнической продукции, но и производстве боевых взрывчатых веществ. Стехиометрическая смесь этих продуктов взрывается при 120°С. А в ходе обменной реакции между входящими в состав солями образуется хлорат аммония - особо взрывчатое вещество. Описаны случаи его самодетонации даже при 30-40°С!
Случаи самовозгорания дымовых смесей, содержащих хлорид аммония и бертолетову соль, к счастью, не описаны, но теоретические предпосылки для этого есть.
В качестве стабилизаторов химический стойкости пироксилиновых порохов используют дифениламин и централиты - симметричные диалкилдифенилмочевины. Эти вещества связывают выделяющуюся при хранении азотную кислоту, препятствуя самовозгоранию бездымных порохов.
Глава 2. Дымный двигатель прогресса
2.1. Лучше пороге пороховницах чем дробь в ягодицах
ак Вы уже знаете, калийная селитра с незапамятных времён нашла применение не только для консервирования копчёной колбасы, но и в производстве чёрного (дымного) пороха, представ
ляющего собой тонкую смесь нитрата калия, древесного угля и
серы, взрывающуюся при поджигании в замкнутом пространстве. Составы такого типа были, по-видимому, изобретены около 100 г. до н. э. в Китае. Они трактовались как результат соединения противоположных начал: «инь» и «ян» - селитры и серы, а сера по тем временам была воплощением подземных сил и ассоциировалась с вулканической деятельностью.
А, Вам не приходилось ви-« * деть, как уголь или сера Л. горят в плавленой се-литре? Бросьте кусочек черенковой серы в пробирку с
расплавленным нитратом калия. Сера загорится ослепительно ярким белым пламенем с голубоватым оттенком и может прожечь
стекло.
II сбудьте подставить под прибор ёмкость с песком и, " пожалуйста, уйдите с коврового покрытия.
Первое описание порохоподобных смесей для фейерверков дано китайским учёным Сунь-Сымяо в 682 г. В военных целях поначалу порох применялся больше для устрашения грохотом взрывов. Однако уже к 1259 г. в «поднебесной империи» им стали заряжать «огненные копья» - прообраз огнестрельных ружей и ракет.
Не исключено, что лавры первооткрывателя могли бы принадлежать и Вам, живи Вы на пару тысяч лет раньше. Ведь сегодня любой школьник знает, что получить дымный порох можно, смешав тщательно измельчённые нитрат калия, черенковую серу и древесный уголь в соотношении 7:1:1. Если у Вас появится желание узнать, как изготовляют порох профессионалы, наберитесь терпения и дочитайте книгу до конца.
Как горючая смесь чёрный порох впервые описан византийским пиротехником Марком Греком в 1250 г. Его рецепт включал 77%
калийной селитры, 7,7% серы и 15,3% древесного угля (сост. 1,
табл. 6). По-видимому, он же предложил смеси на основе калийной селитры в некоторых составах «греческого огня». Это зажигательное средство в виде серы со смолистыми веществами было известно ещё в VII в. Есть мнение, что столетие спустя арабы ввели в его состав селитру. По крайней мере, к 1290 г. на вооружении мавров помимо катапульт и баллист уже состояли первые мортиры — короткоствольные пушки, стреляющие каменными ядрами.
Таблица 6. Разновидности дымного пороха на основе нитратов
№ % I 2 3 4 5 6 7 8 9 10
П. Марка Грека П. Шварца П, Бертло П. Абеля англ, минный П. Сарро П. Дебу Галлоксилин П. скальн. Рюдонберга
Калия нитрат 77 48 84 66 79 77 65 37.5 70,6 30
Натрия нитрат 27.3 40
Сера 7,7 9.5 8 14 10 11 18.7 23,5 12
Сурьма 6.3
Сурьмы (III) сульфид 5,9
Уголь древесный 15.3 15.2 8 20 11 12 10 8
Древесные опилки 10
Лигнит 4
Сегнетова соль 6
Кровяная соль жёлтая 15
Крахмал 37,5
Таблица 6. Продолжение
'к № % X. II 12 13 14 15 16 17 18 19
П. белый Пиро пон П. скальп. Пеймейера П. Кюпа минный Литофрактор Саксифрагин минный
Калия нитрат 70,4 80 64 70,6 32,7 2
Натрия нитрат 52.5 75 16,3
Натрия сульфат 10.2
Бария нитрат 75 76
Сера 19,4 12 20 9,8 10 18,3 12,5
' Уголь древесный 11,8 32,7 12,5 22
Сажа 7
Древесные опилки 17
Дубовая кора 27,5
Лигнит 7,8 15
Сахароза 20
Одно из первых свидетельств о применении пороха в качестве взрывчатого вещества (1242) мы находим у выдающегося алхимика английского монаха францисканского монастыря Роджера Бекона (1214-1294): «Можно производить в воздухе гром и молнию, гораздо более мощные, чем естественные...». Он описал применение пороха в Китае в X в. для изготовления ракет и зажигательных стрел,
предположил появление в будущем с его помощью «колесниц без лошадей, кораблей без парусов и вёсел, летательных снарядов». В свободное от основной работы время этот монастырский пиротехник разработал что-то типа пенсне, опередив на столетия открытие увеличительных линз.
В 1354 г. воспроизвёл рецепт пороха и изучил его метательные свойства ещё один смиренный слуга бо
жий Бертольд Шварц, больше известный соотечественникам по бессмертному произведению И. Ильфа и Е. Петрова «12 стульев» (Общежитие студентов-химиков имени монаха Бертольда Шварца... Пошутил. Имени товарища Семашко). По крайней мере, один из первых видов пороха увековечил его фамилию (сост. 2), а на его родине в Германии даже воздвигнут памятник благочестивому соотечественнику.
Первое изображение стреляющей пушки появилось в Европе на полотне батальной живописи, запечатлевшей победу англичан над французами в битве при Креси (1326), однако боевая летопись того времени этот факт упорно замалчивает, что может указывать на более позднее происхождение картины.
Начало применения пороховых ракет в России, по-видимому, следует отнести Х-ХП вв. Согласно упоминанию в Ипатьевской летописи о «живом огне» боевые ракеты использовались в битве с половцами (1184), хотя речь могла идти об огнемётных снарядах с зажигательной смесью, секрет изготовления которых русичи уже знали.
Первые в западной Европе огнестрельные орудия, основанные на баллистическом применении дымного пороха, подробно описаны в середине XIV в. в Германии, где к тому времени уже сложилась сеть мануфактур по производству пороха.
На Руси порох для военных целей стали изготавливать с 70-х годов XIV в. Как указывают исторические документы (1389) при Дмитрии Донском уже был налажен выпуск дымного отечественного пороха («взрывчатого зелья»), кроме того, многие его сорта завозились из-за границы.
«Пушкарское сословие» появилось при Иване III, а первым торжеством русской артиллерии было взятие крепости Казани под предводительством Ивана IV, больше известного под псевдонимом «Грозный». И даже А. С. Пушкин, по-видимому, обязан своей .знаменитой фамилией далёкому прапрадеду - бомбардиру Григорию Пушке, достойно сложившему голову на Куликовом поле и пушкарям Пушкиным, отличившимся особой храбростью и меткостью при осаде Казани.
Порох в то время назывался «зельем», а артиллерийские войска - «туром». Хозяйственной частью в них заведовал «пушкарский
приказ», в котором заседали бояре и думные дьяки. В помощь пушкарям назначался корпус рабочих - «податных ярыг». В мирное время все они проживали в «пушкарских слободах».
Первое применение дымного пороха в горновзрывном деле относят к 1627 г. при разработке штольни в словацком руднике. С 1632 г. аналогичные взрывные работы стали проводиться на серебряных рудниках в Швеции.
Наиболее выдающиеся взрывные работы с помощью пороха были выполнены во второй половине XIX в. в карьерах порта Фри-уль возле Марселя и на рудниках Систиана недалеко от Триеста. Мощнейшие мины во Фриуле были взорваны в 1851 г. и 1857 г. в присутствии Наполеона III и великого русского князя Константина Николаевича. Эти мины содержали 32470 кг дымного пороха и дали при каждом взрыве более 100000 кубических метров камня. Из мин, взорванных в Систиане наиболее замечательны: №16 с зарядом в 13100 кг пороха, №18 массой 17700 кг и №12 с фантастическим весом 30000 кг.
Шесть веков продолжалось господство чёрного пороха в военном деле, при этом его состав, полученный в своё время эмпирическим путём, изменился мало: порох Бертло (сост. 3), Абеля (сост. 4), Сарро (сост. 5), Дебу (сост. 6) и другие (табл. 6).
Дымный порох - одно из выдающихся изобретений, оставивших глубокий след в истории человечества.
Такой порох и сегодня применяется для снаряжения охотничьих патронов, производства огнепроводных (бикфордовых) шнуров, в горнорудном деле и, конечно, в пиротехнике.
В зависимости от назначения и условий сгорания состав дымного пороха может незначительно колебаться. Мировые стандарты чёрного пороха сложившиеся к началу XX в. представлены в таблице 7.
Таблица 7. Мировые стандарты чёрного пороха к началу XX в.
Страна, % Россия Англия Германия
20 21 22 23 24 21 25 26 23
Калия нитрат 75 75 66,6 78 78 75 62 74 78
Сера 12,5 10 16,7 10 3 10 15 10 10
Уголь древесный 12,5 15 16,7 12 19 15 23 16 12
Тип древесины Крушина
Название Пороховая мякоть Военный Минный Охотничий Бурый призмагич. Военный Минный Военный Охотничий
^Страна. % Франция Австрия
20 27 28 21 29 30 31 21 23 32
Калия нитрат 75 74 62 75 64 60 58 75 78 72
Сера 12.5 iojT 20 10 18 22 24 10 10 14
Уголь древесный 12,5 15,5 18 15 18 18 18 15 12 14
Тип древесины Белое дерево Ольха Белое дерево Ольха
Название Военный МС Военный F Минный обыкновенный Минный мощный Минный специальный 1 Минный специальный 2 Минный специальный 3 Подрывной ET Охотничий Военный
Наибольшего единодушия различные страны достигли в производстве военного пороха (75:10:15) (сост. 21, 27), только в Австро-Венгерской империи он отличался несколько большим содержанием серы (72:14:14) (сост. 32). В охотничьих сортах дымного пороха пропорция селитры, как правило, выше (78:10:12) (сост. 23). Напротив, во всех минных видах пороха содержание нитрата калия понижено (сост. 22, 25, 28-31).
Большинство видов дымного пороха включают чёрный древесный уголь с высоким содержанием углерода (>85%), однако известны специальные виды пороха, например, бурый призматический (шоколадный) (сост. 24), в технологии которого использован так называемый «шоколадный уголь» низкой температурной обработки древесины (150-180°С). Содержание серы в его составе минимальное (3%) так как входящий уголь включает много горючих органических веществ. Сила взрыва этого пороха повышена, чего нельзя сказать о скорости его сгорания, которая в 7 раз ниже, чем ружейного чёрного и крупного охотничьего. Пороха такого типа удачно использовались в крупнокалиберной (прежде всего морской) артиллерии.
К концу XIX в. Российская империя обладала большой сетью казённых заведений по выделки пороха и взрывчатых веществ на его основе: Михайловско-Шосткинский завод в Черниговской губернии Глуховского уезда, Казанский, Шлиссельбургский и каскад Охтинских заводов в бассейне Невы. Кроме того, существовали частные заводы, в основном производящие охотничий порох: Турпа в Финляндии, Екатерининский, отставного генерала Виннера близ станции Саблино и другие.
«'Дымный порох - глянцевый (реже матовый) гранулированный продукт, с размером зёрен 1-10 мм чёрного цвета с сизым, голубоватым, сероватым или буроватым оттенком, в зависимости от степени отжига угля; drpaBIIMeT 0,91-0,98, da5collo, от 1,6 до 1,88; tBOCTM ~ 265-315°С. При прогрессивном нагреве tECn - 280-290°С. Развиваемая температура горения 2730-3400°С. Чувствительность к удару незначительна (2 кг/см2). Максимальная скорость детонации до 1,0 км/с, резко возрастает в присутствии хлоратов. Гигроскопичен. Количество поглощаемой влаги до 15%. Безущербная ре-генерация высушиванием возможна при содержании влаги не более 5%. Белёсый порох от «выщелачивания» селитры, как правило, низкокачест-венный.
Имейте в виду: хороший чёрный порох не раздавливается пальцами на ладони, не пачкает бумагу при пересыпании; сгорает быстро, не оставляя на плотной бумаге от малой кучки тёмного обгорелого пятна.
По размеру гранул дымный охотничий порох выпускается отечественной промышленностью трёх марок от мелкозернистого №1 до крупнозернистого №3.
Так называемая «пороховая мякоть» (сост. 20) - незернённый дымный порох, более чувствительна к внешним воздействиям и широко применяется в пиротехнике.
Промышленное гранулирование пороха включает стадии прессования с добавлением до 5-8% воды, дробления, полирования (округления) зёрен, сушки и сортировки. На порядок дешевле приготовить такой продукт самому. Для этого надо отдельно измельчённые и тщательно просеянные компоненты пороховой мякоти смешать с сильно разведенным нитролаком (3-5% от массы) и протереть стеклянной пробкой через сито. Использовать такой эрзац-порох можно после окончательного улетучивания запаха растворителя.
Чуть не забыл, знаменитый запах чёрного пороха, как и его дым, объясняются присутствием в составе взрывных газов взвеси сульфида калия, гидролизующегося с выделением сероводорода. Примесь образующихся полисульфидов состава K2SX (х=2-8) дополняет композицию запаха, позволяя отличить его от несвежих яиц.
А вот известный в своё время галлоксилиновый порох (сост. 7) был получен заменой серы на смесь древесной муки с желтой кровяной солью [K4Fe(CN)6] и традиционного запаха не имеет.
Некоторые виды дымного пороха дополнительно содержат неорганические добавки: сурьму (сост. 8), её сульфид (сост. 9), сегне-тову (сост. 10) и даже глауберову соль (сост. 11).
Известны многочисленные вариации дымного пороха, представляющие смеси нитратов с горючими веществами: древесными опилками (сост. 7, 13), дубовой корой (сост. 14) и даже сухими отрубями (табл. 6). Причём, не обязательно, чтобы порох был чёрным. Некогда весьма знаменитым был белый порох, содержащий крахмал (сост. 8) либо свекловичный сахар (сост. 12).
Иногда мальчишки-хулиганы готовят из такого карамельно-го состава горючие шарики и ночью катают их по асфальту, пугая прохожих. Для этого они осторожно подплавляют са-хар, домешивают селитру (1:4 или 1:3), скатывают горячие шарики и, не доводя до полного застывания, вставляют в них спички до уровня головки, что облегчает воспламенение изделий. Но Вы так не делайте!
В производстве пороха Пеймейера (сост. 15), Рюдонберга (сост. 10) и других (сост. 16) для минирования и взрывных работ в
своё время широко использовался бурый уголь (лигнит), поэтому такой порох также называли «бурым».
Некоторые современные сорта дымного пороха усилены взрывчатым веществом - нитратом гуанидина (сост. 372, 373, табл. 21).
Замена калийной селитры натриевой увеличивает мощность по-
роха и снижает его себестоимость: порох Шварца (сост. 2), минный порох Кюна (сост. 17), скальный порох Рюдонберга (сост. 10), порох для горных работ «пиро-пон» (сост. 14). Однако такие составы гигроскопичны, имеют ограниченный срок хранения и используются обычно в прессованном виде, что ограничивает механизированную закладку в шпуры.
Зато, благодаря своей гигроскопичности, натриевая и кальциевая селитра в смесях с аммиачной нашли применение в производстве водосодержащих ВВ. Эти современные взрывчатые средства описаны ниже. В отличие от представленных порохов они больше
напоминают густой шампунь и не горят, но при действии капсюля
мощно детонируют, причём, входящая в их состав вода только уси
ливает взрыв.
Натриевая селитра также входит в состав предохранительных ВВ, препятствующих возгоранию за счёт низкой температуры взрыва и пламегасящего эффекта.
Так, углениты 12ЦБ и Э-6 содержат смесь натриевой селитры с карбамидом, нитроэфирами (сенсибилизаторы, облегчающие детонацию), хлористым натрием (пламегаситель) и натрийкарбоксиме-тилцеллюлозой (желатинизатор). Они имеют низкую теплоту взры
ва (Q) 2300 кДж/кг, ограниченную скорость детонации 1,9-2,0 км/с, и применяются в угольных шахтах, опасных по содержанию метана.
Отечественный ионит, германский веттер-энергит А и веттер-карбонит С содержат нитрат натрия, хлористый аммоний и нитроклетчатку, причем ионит пластифицирован коллодием. Английский керрифрекс и дайнаджекс имеют аналогичный состав, но усилены аммиачной селитрой. При взрыве этих составов в ходе обменной реакции образуется ультрадисперсный хлористый натрий с сильным пламегасящим действием.
Ионит имеет низкую теплоту взрыва (1930 кДж/кг), небольшую скорость детонации (1,6-1,8 км/с) и применяется в виде накладных зарядов при дроблении негабаритных кусков породы в загазованных шахтах, для разрушения деревянных стоек и взрывного распыления воды.
В своё время натриевая селитра вместе с перхлоратом аммония широко использовалась для изготовления французских каипинитов и бельгийских ионкнтов, выделяющих при взрыве хлористый аммоний. В ионкиты дополнительно вводится гаситель пламени -хлористый натрий.
Нитрат натрия был частым компонентом в составе так называемых «пороховых динамитов» с пониженным дробящим эффектом: кадмпт, петролит, динамит Нобеля №2,А.
Взрывчатые вещества на основе нитрата бария Ва(НОз)2 обладают большой прогрессивностью горения, образуют при выстреле меньший нагар и значительно меньше дымят. Эти полезные качества позволили в своё время широко использовать их в технологии «малодымных» порохов. Однако высокая температура воспламенения и относительно низкая мощность взрыва отчасти ограничили применение бариевых «порохов». В их числе артиллерийский BN, лптофрактор (сост. 18), саксифрагнн (сост. 19). Нитрат бария иногда используется в качестве окислительной присадки в некоторых сортах пироксилинового пороха, например, французский охотничий марок R, S и М.
Нитрат свинца Pb(NO3)2 нашёл применение в качестве смесево-го взрывчатого вещества макарита. В некоторых странах он и сегодня используется в производстве детонаторов, но составы на его основе плохо хранятся во влажной среде. Наиболее широко они
востребованы в мирной пиротехнике и, прежде всего, в устройстве фейерверков, в частности, для изготовления огненного дождя или золотых колосьев.
Близкий по взрывчатым свойствам нитрат олова Sn(NO3)2 склонен к гидратообразованию, поэтому в пиротехнике обычно не применяется, однако в сухом виде он детонирует при резком нагревании и при ударе. Жаль, что порох на его основе даже в пороховнице вряд ли можно сохранить сухим.
2.2. Ъертолетовый кршмар
(77/ от День мая 1899 г. не предвещал для жителей Сент-JJL L Галенса близ Ливерпуля ничего плохого, но случилось непредвиденное...
Каким-то образом искра от бочки, которую закатывали в цех, попала на сухую деревянную раму кристаллизатора, пропитанную бертолетовой солью. Мгновенно вспыхнуло пламя и уже через несколько минут 156 т драгоценного продукта оказалось во власти стихии.
Бушующий огонь охватил всё здание завода. Невероятный жар вызвал разложение бертолетовой соли, расплавленные потоки которой сжигали всё на своём пути. От выделившегося кислорода заводские постройки раскалились добела и больше напоминали пылающую доменную печь. Огромное пламя высотой свыше 200 м с рёвом уносилось в чёрное небо. Мгновенно, как спички, сгорели большие передвижные подъёмные краны...
И вдруг всё взорвалось! Двойной ужасающей силы взрыв сокрушил вдребезги завод, сравнял с землёй окружающие постройки, в том числе фабрику по производству серной кислоты и разрушил соседнее газохранилище, превратив его руины в грандиозный факел. Падающие обломки подожгли уцелевшие дома.
От страшного удара земля всколыхнулась как при землетрясении. К несчастью, вагоны, проходившего вдалеке пассажирского поезда, сошли с рельс, что ещё больше усугубило катастрофу...
А как всё хорошо начиналось... В 70-е годы XVIII в. французские химики и близкие друзья Антуан Лавуазье (1743-1794) и Клод
Бертолле (1748-1822) изобрели взрывчатую смесь на основе ими же открытого хлората калия (1785) и организовали её производство. Соль скромно назвали «бертолетовой».
Судьба дважды спасала этих великих изобретателей от верной смерти во время грандиозных взрывов на подшефных бертолетовых заводах. Однако А. Лавуазье решил рискнуть третий раз и в ущерб химии занялся большой политикой, а вскоре (1794) был казнён якобинцами.
Сегодня бертолетова соль стала своеобразным символом пиротехники - не зря наиболее продвинутых её служителей иногда дразнят «бертолетами».
Знаменитый порох Бертолле (сост. 33, табл. 8) был разработан (1786) на базе пороховой мякоти (75:12,5:12,5) путём замены селитры на хлорат калия. По силе взрыва новый порох превосходил все известные на то время. Однако его широкое распространение ограничивалось повышенной склонностью к детонации и опасностью возгорания при хранении во влажной среде.
Полное горение такого пороха, как установлено, протекает в другом соотношении ингредиентов (82,4: 8,8: 8,8) (сост. 34, порох Коссиньи). Уравнение его взрывного разложения имеет вид:
22КС1О3 + 9S + 24С -» 24СО2 +9SO2 + 22КС1
Vo = 225 л/кг, t = 3866°С, f = 3547 кг/см2, Р = 406,2 т/м
Таблица 8. Составы хлоратных ВВ
К № % X. 33 34 35 36 37 38 39 40 41
Порох Бертолле Порох Коссиньи Смесь Мапокевпча Порох д'Ожанда
Калия хлорат 75 82.4 71,7 87 90 75 49 56 60
Калия роданид 44
Сера 12,5 8,8 28.3
Сурьмы (Ill) сульфид 25
Уголь древесный 12.5 8.8 13
Сажа 10
Кровяная соль жёлт. 28
Сахароза 23
Декстрин 40
Таблица 8. Продолжение
\ № % 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
Запал Кибальчича Топливные ВВ О№3 Прометей В В Стритта (шеддш ы)
Хлорат! гг-З
5 о siq 09/1 WO
Калия хлора! 74 74,2 90 75 91 90 90 81 80 80
Марганца диоксид 9
Нитробензол 5
Нитронаф галин 12 13
Динитротолуол 2
Древесные опилки 25
Сахароза 25,8 10
Лактоза 26
Касторовое масло 8 5
Нефть 3
Вазелин 10 5
Воск 5
Скипидар 2
Керосин 9
№ % Взрывчатые вещества Стритта (шеддиты)
1 О 1 О О№5 О№5 bis О№6 а О№6 b 1 => О 1 О№8
52 53 54 55 56 57 58 59 60 61
Калия хлора!' 79 90 90 90 89
Натрия хлорат 79 79 90 90 58,6
Нитронафталин 1
Динитротолуол 15 16 2
Тринитротолуол 14 41,4
Касторовое масло 5 5 5
Вазелин 3 4 3
Нефть 3
Парафин 10 7 7 5 7 10
Битум 2
По сравнению с аналогичным порохом на калийной селитре этот состав имеет почти в два раза более высокий потенциал и значительно превосходит его по силе взрывного действия.
В присутствии восстановителей (Sb2S3, AS2S2, As2S3,Cu2S, С, S, Р, Mg, Sb, Zn и других), а также многих органических веществ, хлорат калия взрывается от трения или удара (сост. 35-38).
К. Бертолле со своим учеником М. Бертло добился снаряжения французских торпед и гранат смесью бертолетовой соли с серой (сост. 35), хотя история сохранила для нас этот взрывчатый состав как «смесь Матюкевича». Скорость его детонации составляет 1,6 км/с.
л Лучше понять ощущение авторов Вы сможете, осторожно /-\ растирая смесь 1 г хлората калия и 0,5 г черенковой серы в А ступке. Предупреждаю, что этот опыт не для слабонервных, так как вся процедура сопровождается канонадой выстре-. лов. Проводить его следует под тягой и в защитной маске.
Не рекомендую увеличивать загрузку, чтобы эффект из акустического не превратился в какой-нибудь другой. Ай да Ма-тюкевич!
Знаменитые «спички Бертолле» представляли собой сцементированную смесь бертолетовой соли и серы на деревянных палочках.
Они зажигались прикосновением к прилагаемому в комплекте ас-
бесту,
пропитанному концентрированной серной кислотой.
Представляю, как носить такие спички в заднем кармане брюк.
Смеси хлората калия с желтой кровяной солью K4Fe(CN)6 (сост.
39) или роданидом калия KSCN (сост. 40) в своё время применялись в качестве минных и скальных ВВ большой мощности, но от
личались повышенной взрывоопасностью.
Разработанные в короткий срок хлоратные пороха Горели, Поля, Гаффенеггера, Гана, как и самого Бертолле, по баллистическим характеристикам не удовлетворяли артиллерийским требованиям из-за очень высокой скорости горения и чрезмерно развиваемого давления в орудии. Высокая чувствительность к удару огра
ничивала их применение в горнорудном деле.
Вместе с тем, хлоратные пороха широко применялись на калийных карьерах в Германии.
Для снижения бризантных свойств этих порохов использовались попытки частичной замены хлоратов калийной селитрой, например, пороха Эдгарда, Кнаффеля, Врнля, Ниссера, Шарпа и Смита. Ружейный порох Мелло представлял собой бумажные полоски, пропитанные хлоратным составом. Можете попробовать. Этот мощный порох готовится абсолютно несложно.
Относительно «спокойный» порох двойного действия Е. Тюр-пена состоял из смеси окислителей хлората и нитрата калия с дву
окисью марганца, пластифицированной гудроном. Такой «порох» при поджигании энергично горит, а под действием капсюля-детонатора превращается в грозное бризантное вещество.
Мощность хлорат-. ной смеси можно значительно увеличить, используя в качестве горючего материала декстрин (сост. 41), лактозу (сост. 42) или свекловичный сахар: порох . д’Ожанда (сост. 39),
запал Кибальчича или белый порох (сост. 43, 44).
Применение в подобных составах древесной пыли позволяет по-• высить скорость детонации до 2,6 км/с (сост. 45), а жидких углево-дородов, например, керосина - до 3,6 км/с (хлоратит-3, сост. 46).
На уровне хлоратита-3 надёжно работает ещё одно популярное 3 «топливное ВВ», содержащее вазелин (сост. 47). Несмотря на простоту приготовления (достаточно перемешать компоненты в пластиковом мешке) и приличные детонационные характеристики, его . применение ограничено относительно низкой живучестью (в жаркое время года, как правило, несколько суток). Для надёжной детонации это ВВ помещают в жёсткий контейнер.
Более стабильно при хранении хлоратное топливное ВВ с добавлением воска (сост. 48), которое иногда за внешнее сходство назы-
вают «пластиковой хлоратной взрывчаткой». Эта несложная композиция имеет относительную плотность 1,3, поэтому быстро тонет в воде, не боится длительного контакта с ней, а по бризантным качествам не уступает многим известным ВВ.
теля.
Для её приготовления воск и вазелин растворяют в бензине и / }\ этой жидкостью пропитывают измельчённую бертолетову соль. Размешивают массу до однородного состояния и оставляют на некоторое время на воздухе для испарения раствори-
ло консистенции это топливное ВВ слегка напоминает пластилин. К сожалению, больше оно ничем его не напоминает.
В 1881 г. запатентован взрывчатый состав рэкарок, получаемый пропиткой хлората калия в хлопчатобумажных мешках нитробензолом либо раствором каменноугольной смолы в сероуглероде. Более 100000 кг этого вещества было использовано для взрыва знаменитого Нью-Йоркского рифа.
Прославленный английский «Прометей» Г. Шпренгеля (1871) представлял собой прессованную смесь хлората калия с двуокисью марганца, пропитанную непосредственно перед употреблением «коктейлем» из нитробензола, скипидара и нефти. Это ВВ во Франции нашло применение под названием «О№3» (сост. 49).
В своё время из хлоратных ВВ наиболее употребительны были вещества Стритта (знаменитые шеддиты) - смеси порошкообразных хлоратов калия и натрия с раствором нитронафталина или ди-, тринитротолуола в касторовом масле. В качестве пластификаторов вместо касторового масла также применяют вазелин, парафин и нефтяные масла (сост. 50-60).
Эти ВВ по мощности эквивалентны динамитам, но более устойчивы к удару и не боятся действия холода. Взрываются они от капсюля-детонатора. Вещество Стритта «О№2» (сост. 52) имеет взрывной потенциал 5920 т/м и среднюю скорость детонации 2,75 км/с.
Шеддиты, изготовленные на хлорате натрия, обладают большей мощностью (f<7360). Их себестоимость несколько ниже, однако, они гигроскопичны и требуют тщательного парафинирования зарядов (сост. 54, 55, 59-61).
Наиболее широко во Франции применялись составы марки «О№5» (сост. 54, 55) и «О№8» (сост. 60). Их использовали в шахтах и карьерах, не содержащих рудничного газа, а также для ракет, рассеивающих градовые тучи.
Некоторые хлораты способны детонировать при нагревании и ударе. Особо взрывоопасен хлорат аммония NH4CIO3, бесцветные иглы которого самодетонируют при 102°С (в смесях значительно ниже, вплоть до 30-40°С) и механическом воздействии. Этот продукт может накапливаться при неправильном хранении в пиротехнических составах, содержащих одновременно бертолетову и любые аммонийные соли (очень опасно присутствие аммиачной селитры).
^Концентрированная хлорноватая кислота НС1О3 - густая бесцветная жидкость. Она бурно разлагается уже при 40°С и является настолько 0 сильным окислителем, что в контакте с ней бумага, вата, сахар, сера, фосфор и многие органические вещества воспламеняются (иногда со взрывом). Это же происходит при обработке любого хлоратного состава концентрированной серной кислотой.
^Бромат аммония NH4BrO3 - бесцветные гексагональные кристаллы, растворимые в воде и спиртах. Очень взрывоопасен, легко детонирует при нагревании или воздействии капсюля.
2.3. Альтернатива - это хорошо
С первого дня появления бертолетовой соли учёные ломали голову, чем бы её заменить за необузданный нрав.
В 1885 г. А. Нобель получил патент на применение перхлоратов для артиллерийских порохов (сост. 62, табл. 9).
Дело в том, что составы, содержащие вместо опасной бертолетовой соли перхлорат калия КС1О4, более стабильны при хранении и менее чувствительны в обращении. Они выделяют при горении или взрыве больший объём газов, но и требуют более мощной детонации.
В числе таких ВВ порох Пауэлла (сост. 63), пермоннты, пиро-дуалиты и вещества Жирара, которые в настоящее время практически не применяются (сост. 64-66).
Ещё полезнее для пиротехники оказалось открытие перхлората аммония NH4CIO4. Его стехиометрические смеси с тротилом (Q = 5550 кДж/кг, сост. 67) и с парафином (Q = 5230 кДж/кг, сост. 68) значительно более «энергоёмки», чем аналогичные составы с аммиачной селитрой (4190 кДж/кг и 3770 кДж/кг соответственно). Из ВВ на его основе заслуживают внимания карбониты, пороха Келлоу
(сост. 69), Каннеля, вещества Альвизи, перхлоратные шеддиты (сост. 70, 71), ионкиты (сост. 72-74), вещества Лёра, каипиниты (сост. 75, 76), карбогели и карлиты (сост. 240).
Таблица 9. Составы перхлоратных ВВ
№ % 62 63 64 65 66 67 68 69
Порох Нобеля Порох Пауэлла ° g = 5 с
Калия нитрат 5.8 50
Калия перхлорат 85 69,2 71 - 72 70
Аммония перхлорат 68,5 91 25
Тринитротолуол 31,5
Сера 12,5 12.5
Уголь древесный 15 12.5 12,5
Сахароза 30
Лактоза 29
Декстрин 28
Парафин 9
X. № % Xv 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79
Шеддиты Ионкиты Каипиниты
Тип 1 Тип 2 ск О О о О№11 2; о 2' О
Натрия нитрат 30 30 58 58 28 31
Натрия хлорид 5 4 4
Аммония нитрат 17.5
Аммония перхлорат 82 50 15 18 18 38 41 86
Бария нитрат 10
Магния перхлорат 65
Гидразина перхлорат 75,4
Динитротолуол 13 15
Тринитротолуол 22.5 20 10 34 24.6
Тринитронафталин 10 28
Древесные опилки 35
Касторовое масло 5 5
Асфальт 14
Шеддиты с перхлоратом аммония бывают двух типов и обладают могучим бризантным действием. По силе взрыва «тип 1» (сост. 70) близок к легендарному «гремучему студню» (f = 9576 кг/см’), скорость его детонации достигает 4,02 км/с при относительной плотности 1,04. Его предельная плотность - 1,33, за которой
детонационные свойства вырождаются. Этот показатель ниже, чем для веществ Стритта, содержащих хлораты.
К сожалению, при длительном хранении из-за усадки и спекания плотность таких составов сильно увеличивается, поэтому старые инструкции даже предусматривали необходимость тщательно разминать руками взрывные патроны перед употреблением.
Применение перхлоратных ВВ в шахтах ограничивается выделением-хлористого водорода (1 кг шеддита типа 1 образует при взрыве 156 л этого газа).
Наоборот, в своё время, данное свойство нашло применение при разработке на базе перхлората аммония первых предохранительных ВВ - бельгийских ионкитов (сост. 72-74) и французских каипи-нитов (сост. 75, 76). Эти составы дополнительно содержат натриевую селитру и выделяют при взрыве мелкодисперсный пламегаситель - хлористый натрий. Поначалу ионкиты усиливали хлористым натрием в свободном виде. z
В настоящее время перхлорат аммония широко применяется в производстве гелеобразных водосодержащих американских карбо-гелов №5, 10 15, а также предохранительных японских карлитов, содержащих в качестве основного ВВ аммиачную селитру.
Кстати, популярный у японских горняков зелёный карлит по составу мало отличается от ионкита О№9, используемого во Франции и в Бельгии ещё до первой мировой войны (сост. 72).
Вообще, при наличии перхлората аммония приготовить взрывчатое вещество несложно, достаточно осторожно смешать его с асфальтом (6:1) (сост. 77).
Всё больше находят применение «новые» перхлоратные соли. Так, перхлорат гидразина (N2H5C1O4), сенсибилизированный тротилом (24,6%), становится эффективнее последнего в чистом виде в полтора раза (Vo= 795 л/кг, Q = 6090 кДж/кг, сост. 78). Перхлораты нитрозила (NOC1O4) и нитрония (NO2C1O4), содержащие 62,2% и 66,7% связанного кислорода, наряду с перхлоратом аммония являются главными окислительными компонентами современных смесевых твёрдотопливных ракет.
Некоторые неорганические перхлораты обладают взрывчатыми свойствами. Так, перхлорат магния Mg(CIO4)2 (ангидрон), не-
г
из
смотря на высокую гигроскопичность, в сухом виде взрывается от сильного удара (1|ЖЛ 251 °C), а в смеси с древесными опилками представляет неплохое взрывчатое вещество с низкой скоростью детонации, которое, к сожалению, длительно не хранится (сост. 79).
Перхлораты тяжелых металлов ещё более склонны к детонации.
Большинство органических растворов перхлоратов также взрывоопасны.
^Перхлорат серебра AgCIO4 хорошо растворим во многих органических жидкостях (глицерине, нитробензоле, нитрометане), образуя легко детонирующие растворы. Большинство его комплексов с органическими веществами очень взрывоопасны, например, AgCIO4-C6H5NO2, AgCIO4-С6Н5СН3, AgClO4-C6H6
^Перхлорат кремния ввиду крайней неустойчивости в индивидуальном состоянии не получен, но был выделен в виде исключительно взрывчатых двойных солей с пиридином Si(CIO4)4-C6H5N и ацетонитрилом Si(CIO4)4-2CH3CN.
^Хлорная кислота безводная НС1О4 открыта Стадионом и исследована Роско. Бесцветная подвижная летучая жидкость, дымящая на воздухе (d = 1,78), мало устойчива, иногда взрывается просто при хранении. Выше 92°С мощно детонирует, также взрывается от соприкосновения с углем, бумагой, древесиной и медицинским эфиром.
^Хлорной кислоты моногидрат HCIO4-H2O (tnjl 50°С) более стабилен (иногда его рассматривают как перхлорат оксония [Н3О]С1О4), однако в присутствии окисляющихся веществ он детонирует.
JФторперхлорат FCIO4 и хлорперхлорат С1СЮ4, получаемые взаимодействием соответствующих галогенов с хлорной кислотой или её солями, крайне взрывчатые вещества даже при низких температурах.
JОбработкой перхлоратных солей тяжёлых металлов хлороформом в присутствии хлористого водорода получают бесцветную взрывчатую жидкость состава CI3CCIO4 (tnJI -55°С), детонирующую при встряхивании и нагревании выше 40°С.
^Перхлорат хромила (диоксид-диперхлорат хрома) СгО2(С1О4)2 -красная тяжёлая жидкость, 1|1Л -1°С, выше 90°С на воздухе взрывается, в присутствии горючих веществ детонирует.
Склонность к детонации также проявляют многие соли бромной, йодной и хлористой кислот особенно с тяжёлыми металлами.
Так, хлорит серебра и хлорит свинца (соли хлористой кислоты НС1О2) очень взрывоопасны. Они легко детонируют при нагревании или ударе.
Для взрыва перйодата аммония или органических йодоксипроизводных достаточно их нагреть.
^Хлорит свинца РЬ(С1О2)г - желтые тетрагональные кристаллы, мало растворимые в иоде (0,095% при 20°С и 0,42% при 100°С). Реагирует со щёлочью. Детонирует при 126°С, трении или ударе.
Е ^Перйодат аммония NH4JO4 взрывается при нагревании и представляет собой бесцветные тетрагональные кристаллы (d = 3,056), растворимые в воде(2,7% при 16°С).
JЙодоксибензол C6H5JO2 - иглы из воды, легко растворим в бензоле, хлороформе, уксусной кислоте, не растворим в этаноле. Детонирует при 236-237°С.
^Йодозобензол C6H5JO - жёлтый порошок, растворимый в воде и этаноле; при 210°С взрывается.
Глава 3. В помощь огороднику
3.1. Удобрение против сорняков
Оказывается, после нехитрого усовершенствования можно приспособить аммиачную селитру не только в качестве удобрения, но и для уничтожения сорняков, правда... самым радикальным способом.
Дело в том, что не все огородники-любители, хоть раз удобрявшие землю и державшие в руках эту селитру (NH4NO3), знают, что смеси на её основе на сегодняшний день являются наиболее распространёнными промышленными взрывчатыми веществами, а любой цветочный магазин, где она сложена мешками, представляет реальную угрозу для жителей соседнего квартала.
Данная соль в чистом виде вполне стабильна и взрывается только под действием очень мощного детонатора, однако иногда трагедия случается и без него. Быстрое нагревание нитрата аммония выше 220°С может закончится катастрофой.
Так, во время железнодорожной аварии (Трасквуд, США, 1960) загорелся вагон с аммиачной селитрой, упакованной в мешки. Грандиозный взрыв в доли секунды расправился с остальными 23 вагонами.
Печально закончился пожар в упаковочном отделении аммиачной селитры (Оклахома, США, 1973). Продукт хранился насыпом в помещении, обшитом фанерой и гофрированным алюминием. Это здание по своему составу больше напоминало огромный заряд взрывчатого аммонала, что и доказал огонь.
Загорание селитры в отделении грануляции фирмы «Атлас Пау-дер» (США, 1974) также спровоцировало мощнейший взрыв.
Вместе с тем, взорвать аммиачную селитру даже с помощью детонатора - дело неблагодарное. Сухой брикет селитры в бумажной оболочке, запрессованный в форме цилиндра диаметром 80 мм и плотностью 0,8, устойчиво детонирует только от 15 г гексогена. Развить такое давление с помощью молотка тем более не реально. При желании всё же можно спровоцировать взрыв аммиачной селитры даже стандартным детонатором №8, правда, для этого нужно запрессовать её навеску в отверстие стальной болванки.
* Проще всего аммиачную селитру поджечь, причём, как ни /!\ странно, с помощью воды. Для этого приготовьте смесь, ж состоящую из 5 г аммиачной селитры, 1 г хлорида аммония и 0,5 г цинковой пыли. Сформируйте из этого состава конус и .. капните на него несколько капель воды. Начнётся бурная ре-акция с голубым искристым пламенем и обильным выделением густого белого дыма. Этот состав часто применяют в качестве запала (сост. 766), поэтому хранить такую смесь категорически запрещено!
Температура взрыва аммиачной селитры, равная 1051°С, является, пожалуй, наиболее низкой из всех известных для взрывчатых веществ. Это позволило создать на её основе огромный арсенал так называемых «антигризутных» смесей («гризой» в старину называли рудничный газ), не вызывающих воспламенение горючих газов или взрывоопасной пыли. Термин принят Конгрессом прикладной химии в 1906 г., хотя в России он широко использовался ещё в конце XIX в.
Благодаря работам Маляра и Анри Ле Шателье (1850-1936) было установлено, что использовать огонь в загазованных штольнях значительно опаснее, чем производить плановые подрывы. Дело в том, что температура воспламенения шахтных газов обратно пропорционально зависит от продолжительности теплового воздействия. Так, при 650°С контакт должен составлять более 10 секунд, а при 1000°С - около 1 секунды. Учитывая короткий период детонации, в загазованных рудниках вполне безвредно могут применяться ВВ, развивающие температуру не выше 1500-1900°С. Для снижения температуры взрыва в своё время применяли «водяную забив
ку» скважин, добавляли соли с кристаллизационной водой, но самые лучшие результаты показали составы с аммиачной селитрой.
Оказывается, что детонация антигризутных веществ в загазованной шахте более безопасна, чем курение в местах, не предусмотренных для этого, и тем более, если рядом нет урны для окурков.
Столь широкое использование взрывчатых веществ на основе нитрата аммония связано с доступностью и низкой себестоимостью самой селитры, а также безопасностью этих составов в переработке и обращении. Кроме того, эти смеси отличаются большим объёмом выделяющихся неядовитых газов при низкой температуре взрыва, что делает их незаменимыми в горнодобывающей промышленности. Подобные взрывчатые композиции можно сгруппировать следующим образом (табл. 10-15):
- с горючими невзрывчатыми веществами, в том числе гранулированные («простейшие ВВ», AN-FO или АС-ДТ, динамоны, игданиты, гранулиты и другие);
- с алюминием или другими металлами (аммоналы);
- с тротилом или другими нитросоединениями (аммониты);
- гранулированные аммоналы (граммоналы) и аммониты (граммониты);
- водосодержащие составы, пластифицированные водным гелем (акватолы, акваниты, акваналы, slurry).
Взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры были предложены почти одновременно с динамитами шведами И. Норбином и И. Ольсеном (1867). Основная реакция разложения селитры протекает с положительным кислородным балансом:
2NH4NO3 —> 4Н2О + N2 + Оэ + 57 ккал
Это позволяет включать в подобные составы горючие вещества, которые увеличивают объём выделяемых при взрыве газов, и облегчают детонацию.
Первоначально такие смеси помимо селитры включали древесный уголь (сост. 80, 82), часто в комбинации с серой (сост. 83), сульфатами (сост. 83, 84) или оксалатами (сост. 85). Широко использовались горючие органические добавки: торф (сост. 81), древесные опилки (сост. 86-88), ржаная мука и крахмал (сост. 89, 90), а также различные смолы (сост. 93-97) (табл. 10).
Таблица 10. Простейшие взрывчатые смеси на основе
аммиачной селитры
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
Аммония нитрат 88 88 93 64 89 38 60 85 75 73 65
Калия нитрат 35 29
Бария нитрат 19
Аммония сульфат 8 6
Меди (11) сульфат 8
Аммония оксалат 10
Сера 2 5 3 2
Уголь древесный 12 7 18 12 4 20
Опилки древесные 4 15 5
Крахмал 8 9
Парафин 4
Торф 12
Анилина г/х 5 20
% --— № 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101
Аммония нитрат 80 90 90 95 70 70 91 94 92 80 95
Калия нитрат 4 2
Калия хлорат 20
Калия бихромат 2
Натрия нитрат 20 25
Уголь древесный 4
Нафталин 6
Смола 10 5 10’ 5 5
Мочевина 20 10
Парафин 5
% ——— 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112
Аммония нитрат 94 90 90 48 44 75 80 80 78 60 72
Натрия нитрат 49 45
Уголь древесный 15 15
Сера 5
Алюминий 1'5 6 40 6
Ферросилиций 15
Свинца диоксид 1
Уротропин 9 10
Абиетиновая к-га 1
Кальция формиат 25
Аммония стеарат 3 2
Анилина г/х 6
Масло машинное 7 5
Дизельное топливо 5
Известь негашён. 1
Стекло (порошок) 1
Таблица 10. Продолжение
113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123
Аммония нитрат 86 72 75 72 81 86 80 88 90 70 94
Калия бихромат 3
Уголь древесный 6 20 3 4 3 2 4 6 20 3
Алюминий 8 22 5 25 15 8 18 8 4 5 3
Цинк 5
Стеарин 6
Уже к 1869 г. Германия приступила к производству некоторых из этих веществ под общим названием «аммонкрут». Чуть позже Франция и Россия наладили выпуск «аммиачных» и «амидных» порохов.
Для облегчения взрыва в некоторые такие составы дополнительно вводили сильные окислители (нитраты, бихроматы, хлораты) (сост. 85, 86, 95-100). К примеру сказать, вестфалиты представляли смеси аммиачной и натриевой или калиевой селитры с резиной. Вещество пропитывали спиртовым раствором нитрата натрия, тщательно перемешивали и сухую, измельчённую массу фасовали в парафинированные патроны. Более поздние составы содержали бертолетову соль.
Известно весьма простое в изготовлении, но очень грозное ВВ из аммиачной селитры с бертолетовой солью (сост. 100), однако в силу крайне высокой чувствительности (1взр = 120°С) и неоднократных самоподрывов его производство повсеместно запрещено.
С 1900 г. в Австрии начали производить взрывчатое вещество динамон, содержавший в качестве горючего бурый уголь.
В 30-е годы XX в. в США наладили выпуск дисперсной аммиачной селитры с парафином под названием «нитроамон» (сост. 101). Аналогичные взрывчатые смеси применялись и в Европе (сост. 90). В некоторых из них в качестве горючего компонента использовался нафталин (сост. 99) и анилин (сост. 84, 88, 102).
Хорошо зарекомендовали себя взрывчатые смеси селитры с формиатом натрия (сост. 107) и мочевиной (сост. 91, 92). Теплота взрыва таких составов не превышает 3000 кДж/кг. Готовить эти смеси методом сплавления нельзя, так как в жидком состоянии компоненты реагируют друг с другом.
Другое дело - взрывчатые композиции аммиачной селитры с уротропином (сост. 103, 104). Их нагревают до 145°С и гранулируют. Состав 104 при относительной плотности 1,4 детонирует со скоростью 5,0 км/с. Добавление к этому ВВ всего 1% абиетиновой кислоты облегчает плавление и грануляцию смеси, а также повышает её взрывные характеристики (сост. 103). Заряд этого вещества диаметром 38 мм и длиной 30 см даже в бумажной упаковке детонирует со скоростью 5,7 км/с.
В своё время для шахтных работ широко применялись ромнты -смеси аммиачной селитры с бертолетовой солью и нафталином, приготовляемые на месте взрыва перед употреблением.
Под руководством Б. Д. Росси в 1936 г. в СССР был освоен выпуск динамона К, содержавшего муку сосновой коры. Этот недорогой состав широко применялся для взрывных работ на рудниках Криворожья. В годы Великой Отечественной войны дополнительно был разработан и срочно внедрён в производство ряд динамонов на местном органическом сырье, включая жмых и торф (динамоны Ж и Т, сост. 81).
J Динамон Т (диннамон Т) - серо-бурое ВВ, состоящее на 88% из аммиачной селитры с добавлением 12% тонкоизмельчёвного торфа; d = 1,0. Об-аладает низкой себестоимостью. По силе фугасного действия превосходит тротил, уступая ему по остальным показателям; деформация в тесте обжатия свинцового цилиндра - 13 мм; расширение свинцовой бомбы 340 мл; максимальная скорость детонации 2,9-3,5 км/с. Не чувствителен к удару. Взрывается только от сильного детонатора. Безопасен в обращении. Применяется для подрыва пластовых пород.
К современным «простейшим ВВ» на основе нитрата аммония относятся смеси гранулированной селитры с жидкими или легкоплавкими нефтепродуктами, многие из которых можно несложно приготовить на месте подрыва. В их числе: гранулиты и игданиты отечественного производства; амонекс, андекс, декамон (Германия); пеллит, алювит, алюмекс, темприл, аустенит, нилит (США); андомет, амекс, метамит (Канада); анабел, аноприл, побелит, гранулекс (Великобритания); ферролит, селтит, нитрат фуэл (Франция); пермон, пермонекс (Чехия и Словакия); энергел (Индия); приллнт (Швеция); нитрекс, ннтрол (Югославия); нике-гран (Венгрия); солетрол (Польша); нафтенит (Болгария); анол,
амелен, нитрамон (Румыния); наголит, алнафт, наурит (Испания); лабрит (Австрия); аннят (Финляндия) и другие (табл. 11).
Таблица 11. Простейшие гранулированные ВВ на основе аммиачной селитры
Хч № % Германия Польша
124 125 126 127 128 129 130
Декамов Алюмон Динамок Аммонекс Аммонекс 1 Солетрол Солетрол М
Аммония нитрат 94,5 92 89 93 94,5 95 95
Древесная мука 7 3
Алюминиевая пудра 4 3 2
Дизельное топливо 5.5 4 4 5
Машинное масло 1
Соляровое масло 5,5 3
№ % X. Венгрия Югославия Чехия СССР
131 132 133 134 135 129 128
Нафтеиит Г-1 Нафтеиит В-2 Нафтеиит А-4 Ннтрол Пермон 1 Игданит Гранулит М
Аммония нитрат 94.1 94 92,5 90 94 95 94,5
Уголь древесный 1,9 7
Графит 2
Алюминиевая пудра 3,5
Дизельное топливо 4 4 4 6 5
Машинное масло 2
Соляровое масло 5,5
Na-карбометилцеллюлоза I
Смеси гранулированной аммиачной селитры с дизельным топливом (АС-ДТ) начали активно применять в 60-е годы XX в. Теплота взрыва подобных веществ составляет 3800-5200 кДж/кг. В отличие от тонкодисперсных динамонов они не слеживаются, менее гигроскопичны, обладают хорошей сыпучестью, что упрощает механизированную закладку, и наиболее безопасны в обращении. Однако они менее восприимчивы к детонации и требуют для подрыва более мощный инициирующий заряд. В настоящее время доля потребления подобных ВВ в США превысила 85%.
Простейшая отечественная бинарная смесь гранулированной аммиачной селитры с дизельным топливом, сбалансированная по кислороду, получила название «игданит» (сост. 129).
✓Игданит - белая с желтизной гранулированная масса, жирная на ощупь Эи с запахом нефтепродуктов. Не пылит, не электризуется, сыпуч, легко уплотняется при пневмозарядке. Выгодно отличается низкой себестоимостью, простотой изготовления, а также низкой чувствительностью к механическому и тепловому воздейст вию. Взрывается только от промежуточного детонатора. Готовится на месте применения.
Игданит в бумажных патронах диаметром 150 мм детонирует со скоростью 1,54 км/с, а в скважинах того же диаметра в крепком известняке - 3,76 км/с. Теплота его взрыва 3700 кДж/кг, а относительная плотность 1,1.
Бризантность игданита возрастает с увеличением площади его поверхности. Для игданита на микропористой селитре критический диаметр шпуров уменьшается до 16 мм, скорость детонации при диаметре 28 мм составляет 2,8 км/с и 4,5 км/с при диаметре 50 мм.
Это эффективное взрывчатое вещество можно получить случайно, если облить оставшийся на поле мешок аммиачной селитры трёхлитровой банкой солярки.
Чем суше гранулированная аммиачная селитра, тем больше она может впитать горючей добавки. Так, при влажности 0,19% отечественная селитра марки «Б» поглощает 13,3% дизельного топлива, 18% скипидара или 12% глицерина, тогда как при влажности 0,26% -только 1,5% ДТ.
Для большей физической стабильности подобных составов и обеспечения нулевого кислородного баланса применяют микропористую селитру типа отечественной марки «П» или японской «Асахи». Такой продукт способен впитывать до 12-17% дизельного топлива и хорошо удерживает более вязкие масла (в основном соляровое и индустриальное). Смоченные гранулы иногда припудривают твёрдыми горючими материалами: древесной мукой, углем или сажей.
С целью повышения водоустойчивости в составы вводят соли жирных кислот (стеараты и пальмитаты) или полиакриламид.
В нашей стране широко используется водоустойчивая пористокапиллярная селитра марки «ЖВ» Н.М.Шестакова, технология из-
готовления которой предусматривает введение на стадии кристаллизации железных солей жирных кислот с парафином (до 1,5%).
В Канаде и США выпускается селитра с добавками поверхностно-активных веществ, припудренная пористым диатомитом (до 3%).
Скорость детонации чистой аммиачной селитры марки «А» в металлической трубе диаметром 40 мм составляет 1,95 км/с, а её водоустойчивой марки «ЖВК» - 2,6 км/с. Этот же показатель для водных растворов селитры в зависимости от температуры и концентрации лежит в пределах - 1,1-2,1 км/с, а простейших ВВ на её основе в зависимости от условий взрыва (диаметр шпура, плотность забивки, прочность породы, тип оболочки) 1,5-4,0 км/с.
Гранулит М (сост. 128) изготовляется на пористых сортах селитры путём пропитки соля
ровым маслом. Состав физически стабилен, практически не слеживается, характеризуется низкой чувствительностью к механическим воздействиям. Имеет более высокую детонационную способность, чем обычный игданит, что выражается в меньшем критическом диаметре. Скорость детонации гранулита М в пределах 2,8-3,8 км/с. По эффективности взрыва он превосходит аммонит 6ЖВ.
Одним из достоинств смесей типа игдаиита или гранулита является их способность легко уплотняться в скважинах при пневмозарядке, благодаря чему по эффективности взрыва они приближаются к наиболее мощным аммоналам и детонитам.
Для повышения энергетических характеристик простейших ВВ в их состав вводят алюминий, цинк (сост. 122), а также аморфный
кремний или ферросилициевые сплавы (сост. 108). Установлено, что включение в такие составы 4-8% алюминиевой пудры увеличивает теплоту взрыва на 20-40% (сост. 109-123).
Первые взрывчатые смеси, содержавшие алюминий, под названием «аммоналы» предложили ещё в 1899-1901 гг. немецкие учёные Р. Эскалес и Г. Каст.
В
JАммоналы - смеси аммиачной селитры с алюминиевой пудрой и горючими веществами (древесный уголь, древесная мука и т. д.). Серая с металлическим отливом порошкообразная масса жирная на ощупь. Не чувствительны к удару, трению и электрической искре. При плотности 1,0-1,3 скорость их детонации 3,5- 4,5 км/с. Критический диаметр открытого заряда - 28 мм. Бризантность 13-15 мм. Фугасность 480-550 см2. Тротиловый эквивалент до 1,4. Выпускают в патронированном виде массой 200 г, 250 г и 300 г. Передача детонации между сухими патронами на расстоянии 31-37 мм. Применяют в открытых карьерах и шахтах безопасных по газу.
Наибольшей «энергетичностью» обладает бинарная смесь аммиачной селитры с алюминиевой пудрой (60:40, сост. 111) - 9200-9750 кДж/кг. Её тротиловый эквивалент составляет 0,9. Она «заводится» от гремучей ртути массой не менее 0,3 г, однако из-за низких детонационных свойств в настоящее время практически не применяется.
Так называемый «французский аммонал» (сост. 113) в качестве горючей добавки включает 6 % стеариновой кислоты, что делает его достаточно влагоустойчивым. Правда, детонирует он менее эффектно, чем некоторые аммоналы и тротил аналогичной массы.
Отечественный гранулит АС-4 содержит алюминиевую пудру (d = 0,8-0,9) и по объёмной концентрации энергии превосходит мощные аммониты: Q = 4520 кДж/кг, Vo = 907 см", фугасность 390-410 см", бризантность в стальном кольце 22-26 мм, скорость детонации 3,5 км/с, тротиловый эквивалент 0,96. Он применяется в сухих или слабо обводнённых забоях и надёжно детонирует от промежуточного детонатора.
Влагоустойчивые гранулиты АС-4В и АС-8В в качестве органического горючего содержат легкоплавкие нефтепродукты (парафин, воск) и представляют гранулы, «напудренные» тонкодисперсным алюминием. Они устойчиво детонируют даже после 4-х часового пребывания под непроточной водой на глубине 1 м, но уплотняются в шпурах несколько хуже. Критический диаметр этих ВВ в бумажной оболочке 70-110 мм, а в стальной оболочке - 15-25 мм.
В 70-х годах XIX в. в Англии и Швеции появился ряд патентов на взрывчатые вещества, изготовленные на базе нитрата аммония, сенсибилизированного нитроглицерином. Это были первые детони-ты (табл. 12). Вскоре их выпуск был налажен в России. Сравнительно невысокая температура взрыва таких смесей (1450-1850°С) позволила использовать их вместо первичных динамитов в горном деле вплоть до 60-х годов XX в.
Некоторые из них применялись в качестве антигризутных средств (сост. 136-157): грпзутины, гризутиты, гризутиндннами-ты, антигризутины Арендонка, форситы и другие.
По содержанию нитроглицерина они подразделялись на пластовые (сост. 136-141), например, лигнамиты, грицелиты (сост. 138),
и более мощные скальные (сост. 142-149), в частности, толамит, усиленный динитротолуолом (сост. 144).
Таблица 12. Составы некоторых детонитов, гризутиндинамнтов и аммонитов
\ № % \ 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149
Гризутиндинамнты Гремучий студень
Пластовые Скальные
Г’рицелпт Лигнамит Толамит |
Калия нитрат 5 5 5 6
Натрия нитрат 30
Натрия хлорид 15 19 1
Аммония нитрат 87.5 82.5 86 59 60 76,5 70 65 61 75 68 32 30 23
Аммония оксалат 10 5
Бария сульфат 1.3
Динитротолуол 9.5
Я итро це л л ю лоза 0.5 0.5 0.5 0.5 0,5 0.5 1 1 1 1 I 0.5 0.7 4
Диннтроглпкоть 9.4
Нитроглицерин 12 12 12 9,5 9,5 8.6 29 29 27 24 30 29.5 27 71
Уголь древесный 11 2
Древесная мука 1,5 6 6 1.5 2
Ржаная мука 17
Вазелин 3
Мыло 10
№ % 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 | 160 1 161 162
Дстоннты Аммонит ы
Калия нитрат 34 33
Калия хлорид 15
Натрия хлорид 15 20 21 20
Аммония нитрат 67 60 70 68 80 77 80 62 80 64 34 65 35
Аммония сульфат 9
Аммония хлорид 15 20
Бария сульфат 7
Трннитротолуол 12 12 '15 17 6 12
Нитроцеллюлоза 5 20
Нитроглицерин 10 10 6 9 10 3 4 25
Тетрил
Уголь древесный 12
Древесная мука 8 10 8 10 3
Ржаная мука 4 9
Декстрин 8
Таблица 12. Продолжение
% 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175
Аммониты
Калия нитрат 24 29,5
Калия перхлорат 6
Натрия нитрат 33,3
Натрия хлорид 5 10 20,2 15 2!
Аммония нитрат 66 76 89 66 81 78 85 34.3 88 61 47.5 57 38,5
Аммония хлорид 14 18.5 22
Тринитротолуол 15 16 5 15 17 8 15 12,2 8 15 10 15 10
Нигроиафталин 4
Г рафит 7
Ржаная мука 6 9 2 9
Древесная мука э
Кальция силицид 14
№ % 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 | 186 187
Аммониты
Калия нитрат 35 33
Аммония нитрат 75 30 89 88 78 70 75 55 70 72 35 78,5
Аммония оксалат 1
Аммония хлорид 20 20
Аммония пикрат 30
Тринитротолуол 20 15 10 10 22
Тетрил 28 12 21.5
тэн 10
Гексоген 15 42
Динитробензол 50
Г рафит 2
Алюминий 5 20
Кальция стеарат 3
Состав подобных гризутинов усложнялся добавкой летучих солей (карбониты, гелигниты), древесной и ржаной муки (секуро-фор, фламмивор) или нитроклетчатки (гремучие студни, сост. 149) для повышения физической стабильности. Для снижения температуры замерзания в некоторые гризутиндинамиты вводят динитрогликоль (сост. 141).
Неуживчивый характер, низкая физическая стабильность и сложность хранения подобных составов способствовали их полному вытеснению простейшими ВВ.
В 1884 г. во Франции П. Фавье разработал предохранительные взрывчатые вещества для угольных шахт на основе аммиачной
селитры и моно-, ди - или тринитронафталина (вещества типа «N», безопасные пороха Фавье, тринафтиты, нафталиты, гризуни-ты). Несколько позже производство этих «порохов» было развёрнуто в России (табл. 13).
•Составы Фавье активно выпускались в рассыпном виде действительной плотностью 1,4, гравиметрической (насыпной) плотностью 0,65, влажностью 0,2%, с числом зёрен 1200 на 1 г, а также в виде прессованных патронов парафинированных снаружи и с каналом для детонатора.
По характеру применения в рудниках состав Nn°lb назывался «скальный гризунафталит roche» или «динафтит» (сост. 195). Смеси Nn°4 - пластовый гризунафталит (сост. 197) и Nn°5 - тринафталит (сост. 198) употреблялись в угольных шахтах. Наиболее сильный порох Фавье Nn°lCbiS (гризунит cache) под именем «шнейдерита» использовался для запрессовки артиллерийских снарядов (сост. 191). Его взрывное разложение протекает по уравнению:
19NH4NO3 + C10H5(NO2)2 10C02 + 41H20 + 20N2
Vo= 912 л/кг, t = 2163°С, f = 8405 кг/см2, Р = 415 т/м, при скорости детонации - 5,5 км/с.
Таблица 13. Нафталиты, гризуниты, аммониты и аммоналы ведущих стран мира
\ № % \ Франция
188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198
Взрывчатые вещества Фавье
Нитрат 0 Нитрат 0а Нитрат 0Ь Нафталит 1с bis Шнсйлерит £ Я‘1«АГ % Гризунафталит lb roche Тринафтит 3 Гризунафталит пластовый 4 Нитрат 5
Калия нитрат 5 5 5
Натрия нитрат 18 37.5 58
Аммония нитрат 79 88,5 87.5 95.5 88 67 44 91,5 15 90 86,5
Тротил 21 6,5 12,5
Моно нитро нафталин 15 18.5
Днннтронафталин 12 8,5 8,5
Тринитронафталнн 4.5 27 5
Древесная мука
Таблица 13. Продолжение
\ № % \ Франция Англия Польша Чехия
199 | 200 | 201 | 202 203 204 205 206 207 208
ВВ Фавье Т-паудер Аммонал Аммонит О Аммонит 2 Аммонит 5 Пермонал В-10
Нитрат 19 Нитрат 31R. Нитрат 40R Динафталит 1с Шнейдерпт
Аммония нитрат 87.9 79 81,5 87.4 82 83 90 85 83.5 82.4
Дшштротолуол 2 2
Т ротил 5,5 15,8 18 12 10 11.5 7.5 10.6
Дииитронафталин 12,6
Пентолит 11,5
Древесная мука 6,6 1,7 1,5
Алюминий 8,5 5 7 6
Парафин 0,5
Стеарин 1 1 0,5
X. № % Болгария Швеция Германия
209 210 188 211 212 213 214 215 216 217
Пернпк 1 Перпик 2 Аммонит 6 Беллит Беллит Аммонит Допарит Робурит Робурит X Z
Аммония нитрат 92 89 79 83.5 74 82 89.5 78 86 77
Тротил 8 11 21 16 10,5
Димитрове нзол 16.5 26
Хлорди, штробе, ,зол 17 14 *
Ксилил 23
Сера 5
Древесная мука 2
'Ч № % Россия США Бельг
218 188 219 220 221 222 223 219 224 225
iioooivodj Граммонп г 79/21 Аммонит №6 Аммонит №9 Аммотол 40/60 Ам метол 60/40 Аммонал водоуст. Аматол 80/20 Аммонал Баэлинит
Аммония нитрат 72 79 80 83 40 60 79,5 80 54 90,5
Аммония пикрат 28
Тротил 21 20 9 60 40 15 20 20 9.5
Древесная мука 8
Алюминий 4,5 ' 16
62
Количество гремучей ртути в детонаторе, необходимое для надёжного взрыва нафталитов быстро увеличивается по мере прессования патронов. Так, составы № 1А и 1С при плотности 1,0 легко взрываются посредством капсюля, содержащего 0,75 г гремучей ртути, а при плотности 1,25 требуется уже 2 г этой соли. Поэтому, для верной детонации порохов Фавье применяют гремучертутные детонаторы в 1,5-2,0 г.
Все нафталиты нечувствительны к удару. Так, например, наиболее мощные сорта 1С (шнейдерит, сост. 202) и 1В (сост. 195) не взрываются даже при падении на них стального груза весом 4 кг с высоты 1 м. Кроме того, они не чувствительны к температурным колебаниям, без ущерба переносят заморозки, благодаря чему имеют явные преимущества перед динамитами, не уступая им по силе действия. Взрывной потенциал сортов от №1 до №4 постепенно падает.
Шнейдерит представляет собой стехиометрическую смесь аммиачной селитры с динитронафталином. По детонационным характеристикам он близок к динамиту с содержанием нитроглицерина 75%. При этом теплота его взрыва составляет 4100 кДж/кг. Отсутствие токсичных газов и низкая температура взрыва (для гризунита roche - 1875°С и couche - 1445°С) в своё время сделали эти составы очень удобными для подземных взрывных работ.
Однако массовое применение подобных ВВ ограничивалось низкой насыпной плотностью, что требовало объёмных буровых скважин, а твёрдая консистенция патронов затрудняла заполнение шпуров. Кроме того, составы оказались весьма чувствительны к содержанию влаги. Уже 1% поглощённой воды достаточно, чтобы крайне ограничить их детонацию.
Главный недостаток шнейдерита, применяемого для военных целей, оказался в очень незначительной разнице между плотностью закладки в снаряд (во избежание смещения при выстреле) и предельной плотностью заряда.
В.Динафталит 1с (шнейдерит, сост. 202) - бледно-жёлтый чаще с серым отливом взрывчатый порошок с мощными детонационными характеристиками: d = 1,15; обжатие свинцового цилиндра - 15 мм; расширение свинцовой бомбы Трауцля - 340 мл; скорость детонации 3,5-3,8 км/с. Мало чувствителен к удару. В своё время заменил многие динамиты.
г
Антигризутное взрывчатое средство. Широко применялся в сухих штольнях для подрыва крепких пород, а также в военном деле, особенно для снаряжения мин в период первой мировой войны.
В 1886 г. П.М. Чельцов разработал первый отечественный аммонит под названием «громобой», содержавший аммиачную селитру и пикрат аммония (сост. 218, табл. 13). Взрывное разложение этого могучего состава, рассчитанное на полное горение, описывается уравнением:
NH4OC6H2(NO2)3 + 8NH4NO3 -> 6СО2 + 19Н2О+10N2
Vo= 881 л, t = 2273°С, f = 8544 кг/см2, Р = 435 т/м
Вещества этого типа во Франции в своё время выпускались с литерой «С» (сост. 184).
Известны удачные попытки использования в «аммиачных» взрывных составах динитробензола (сост. 182). Так, Швеция и Англия наладили на его основе производство беллитов (сост. 211, 212) с невысокой температурой взрыва (t~2190°C). Знаменитые германские робуриты также включали изомерные смеси хлординитробензола (сост. 215, 216).
Для повышения чувствительности и усиления детонационных свойств в некоторые составы с нитратом аммония включают тетрил (сост. 157, 185-187), динитробензол (сост. 182) или ксилил (NX, сост. 217). Последнее вещество имеет внушительные взрывчатые характеристики: Vo= 990 л, f = 8129 кг/см2. Скорость его детонации при плотности 1,47 составляет 5,7 км/с, а при плотности 1,68 достигает 6,075 км/с. Однако, дальнейшее прессование этого состава приводит к вырождению его бризантных свойств.
С открытием и производством тротила к началу XX в. появились его могучие взрывчатые смеси с аммиачной селитрой (табл. 12-15). Они сразу нашли применение как для горных работ (аммониты), так и для снаряжения боеприпасов (аммотолы). Уже к 1910 г. производство аммонитов в Германии составило 30000 т.
/Аммонит №9 (сост. 220) - светло-серый порошок, содержащий 83% а аммиачной селитры, 9% тротила и 8% древесной муки. Обладает весьма низкой плотностью 0,9 и невыдающимися взрывными характеристиками. Деформация свинцового цилиндра не превышает 11 мм; скорость детонации - 2,5 км/с; расширение свинцовой бомбы Трауцля - 310 мл. Благодаря не высокой температуре взрыва широко применялся для под
В
в
земных пластовых взрывных работ. С небольшими вариациями использовался в России, Германии, Франции и других странах (сост. 199, 201, 206, 213). В настоящий момент этот аммонит заменён гранулированными сортами.
^Аммотол 40/60 (сост. 221) - светло-жёлтый порошок или плавленый продукт. Состоит из аммиачной селитры с тротилом в соотношении 2:3. Мощное бризантное средство. При плотности 1,45 развивает скорость детонации до 5,0 км/с; деформация при обжатии свинцового цилиндра составляет 20 мм. Фугасные свойства оставляют желать лучшего; расширение свинцовой бомбы в тесте Трауцля не превышает 310 мл. Важнейшее боевое ВВ периода первой и второй мировой войны.
/Аммотол 60/40 (сост. 222) проявляет повышенные бризантные свойства. Развивает скорость детонации до 6,5 км/с при плотности 1,5. Применяют для подрыва очень крепких скальных пород и снаряжения боепри-
пасов.
Вплоть до появления гранулированных простейших ВВ эти порошковые составы были лидирующими в арсенале горнодобытчиков. В их числе: секурит, донарит, робурит (Германия); ннтрам-монит (Румыния); аматол (США); бал-канит, перник (Болгария); паксит(Венгрия); баэлинит (Бельгия): паудер (Англия); нитраты Nn°Oa и Nn°Ob (Франция); отечественный ам
монит 6ЖВ и другие.
Некоторые аммониты (нитрат Nn°31R, Франция, сост. 200) содержат пентолит - сплав тротила с ТЭНом (тринитропентаэритритом).
Одним из путей повышения энергоёмкости аммонитов является введение в их состав алюминия или более дешёвых металличе
ских порошков, содержащих кремний: ферросилиций и силикокаль-ций (аммоналы и пермоналы). Например, болгарский аммонит ФС в качестве горючего содержит ферросилиций и характеризуется теплотой взрыва 6130 кДж/кг, скоростью детонации 3,5 км/с (при d = 1,1), критическим диаметром 9 мм.
Для подрыва крепчайших пород до середины 80-х годов XX в. выпускался отечественный прессованный скальный аммонит №1, сенсибилизированный гексогеном. Этот продукт отличается повышенной бризантностью, при относительной плотности 1,5 скорость его детонации достигает 6,0 км/с.
Введение в аммониты и аммоналы 6-15% гексогена (сост. 182, 183) или ТЭНа (сост. 181) позволяет уменьшить их критический диаметр до 4 мм, что используется для контурных взрывов.
Современные порошкообразные аммониты и аммоналы используют в основном в патронированном виде для вторичного инициирования более удобных в работе гранулированных и водонаполненных ВВ.
Отечественные варианты порошкообразных аммонитов выпускаются только в водоустойчивом варианте на базе гидрофобной аммиачной селитры ЖВК.
Так, аммонит 6ЖВ представляет собой бинарную смесь аммиачной селитры с тротилом, в аммонал М-10 входит алюминиевый порошок, а в скальный аммонал №3 добавлен гексоген. Скорость их детонации составляет 3,6-4,8 км/с, а критический диаметр при насыпной плотности 8-13 мм.
JАммонал водоустойчивый отечественный (сост. 223) - серебристо-а серый порошок, содержащий 79,5% аммиачной микропористой селитры марки «П», 15% тротила и 4,5% алюминия. По составу приближается к английскому аммоналу (сост. 204, табл. 13). Обладает мощным фугасным действием, не чувствителен к удару, при хранении слёживается; d = 1,0; обжатие свинцового цилиндра - 17 мм; расширение свинцовой бомбы в тесте Трауцля - 400 мл; максимальная скорость детонации 4,0-4,5 км/с. Широко применялся в обводнённых забоях. В настоящее время уступил место гранулированным формам.
Тонкодисперсная структура порошкообразных аммонитов, с одной стороны, обусловливает их более высокую детонационную способность: для подрыва достаточно капсюля-детонатора. Однако возникают многочисленные проблемы в процессе их эксплуатации. Так, при хранении эти составы постепенно слеживаются, что приво
дит к резкому падению взрывчатых свойств. Подобные вещества мало пригодны для механизированной закладки: они пылят и, главное, чувствительны к механическим воздействиям. Наконец, они не подходят для обводнённых скважин: плохо тонут, флотируют, флегматизируются водой.
Избежать этих недостатков позволяют гранулированные аммониты: граммониты, граммоналы и гранитолы. На сегодня установлено, что при подрыве скважин диаметром свыше 150 мм нет особой разницы в скорости детонации мелкодисперсных и гранулированных взрывчатых составов.
До недавнего времени выпускалось несколько марок отечественных граммонитов с содержанием тротила 21-70%. В настоящий момент производится только граммонит 79/21 (бывший аммонит №6, только в гранулированном виде), представляющий механическую смесь аммиачной селитры с чешуйчатым тротилом. Состав сохраняет детонационную способность при содержании в нём до 25% воды. Скорость его детонации 3,2-4,6 км/с при плотности 1,0-1,35 (чаще 4,2 км/с), а теплота взрыва 4000 кДж/кг. Причём, при содержании в нём до 10-12% воды эффективность взрыва даже возрастает. Гранулирование этого продукта приводит к усилению его бризантных свойств: в тесте на обжатие свинцового цилиндра деформация возрастает с 14-18 мм до 20-25 мм.
Граммоналы представляют собой гранулированные аммоналы. Хорошо зарекомендовали себя гранитолы - водоустойчивые составы, в которых гидроизоляция аммиачной селитры достигается в результате образования эмульсии окислителей в тротиле в присутствии поверхностно-активных веществ.
Отечественные гранитолы марки «1» и «7А», содержащие алюминий, без ущерба выдерживают длительное пребывание под водой. Скорость их детонации 5,0-5,5 км/с.
Ещё в начале XX в. было установлено ингибирующее действие некоторых веществ на реакцию взрывного окисления рудных газов. Вначале этот эффект был обнаружен у солей щелочных металлов. В числе современных добавок с подобным действием хлорид, нитрат и формиат натрия; хлорид, сульфат и оксалат аммония; сульфат бария и другие соли. Их антигризутное влияние связано как с пони
жением температуры взрыва, так и прямым пламегасящим действием, что позволило создать на базе аммиачной селитры целый арсенал предохранительных ВВ (табл. 14).
Таблица 14. Предохранительные ВВ ведущих стран на основе
аммиачной селитры
№ % СССР Болгария Чехословакия Германия
226 227 228 229 230 231 232 233 234 235
ПЖВ-20 Бал канит 2 Скалинит Синтез ит 18 Димитрцт Осгравит EQ69 Всттер-детолит-А Веггер-вазагпт-В Ветгер-секурит Веггер-робурит
Калия нитрат 6
Натрия хлорид 20 20 15 18 20 59,8 23
Аммония нитрат 64 62 69 66.2 64,5 24,5 54,5 30,5 76.5 77
Аммония оксалат 15
Аммония хлорид 40
Аммония сульфат 17
Бария сульфат 3.5
Тротил 16 10 15 14,7 7 14 8,5 6
Нитроцеллюлоза 7 II 7 27.5
Уголь древесный 1
Древесная мука 1 1 1.1 1.5 1.2 1,5
Прочие добавки 2
№ % X. Франция Япония Англия
236 237 238 239 240 241 242 243 244 245
Аммонит 41 скальный Угольное ВВ 7bis Гризутил 16 хлористый Мета нит 1 Карлит зелёный Полар-Аякс Г пдробел Юнижскс Керрифрекс Дайпаджекс
Натрия нитрат 4 46.8 15,1
Натрия формиат 25
Натрия хлорид 8,5 18 49 36 16 24,6 27,1 25,5
Аммония нитрат 73.5 67.5 33 37 63 42.7 20 46,5 9.9 30
Аммония перхлорат 9
Аммония хлорид 27.9 15,6
Бария сульфат 9.7
Нитротолуол 3.5
Тротил 15 9.5 6
Нитроцеллюлоза 12,3 25 26,5 39.4 16 8.7 11
Уголь древесный 3.8
Древесная мука 3 5
Торф 5
Прочие добавки 0,7 2 2 2.4 3.8 8.5 6,7 3.3
Отечественные предохранительные аммониты, в основном состоящие из смеси аммиачной селитры, тротила и обычной поваренной соли, представлены марками АП-5ЖВ и Т-19. Температура взрыва этих составов достигает 2230-2520°С, теплота взрыва -3410-3500 кДж/кг, скорость детонации при относительной плотности 1,0-1,2 составляет 3,6-4,6 км/с, критический диаметр - 10-12 мм. В своё время для этих целей активно применялся предохранительный аммонит ПЖВ-20 (сост. 226).
Бризантность угленитов марок Э-6 и 12-ЦБ, сенсибилизированных нитроэфирами, и ионитов, в которых аммиачная селитра заменена натриевой, в 2-3 раза ниже, но они имеют более низкую температуру взрыва (1790°С), что делает их безопаснее в загазованных шахтах.
JАммонит ПЖВ-20 (сост. 226) включает 64% нитрата аммония, 16% тротила и 20% хлорида натрия. Его невысокие детонационные характеристи-аки (фугасность в свинцовой бомбе - 265 мл, обжатие свинцового цилиндра- 13 мм) вполне компенсируются низкой температурой взрыва и пламегасящим эффектом. При плотности закладки 1,1 скорость его детонации составляет 2,8 - 3,4 км/с, а в стальном шнуре до 4,35 км/с. Применение несколько ограничивается большим критическим диаметром - 28 мм. Широко использовался в каменноугольных шахтах.
Несмотря на внушительные детонационные характеристики нитрат аммония можно заставить гореть поспокойнее. Так, он применяется в качестве реактивного смесевого горючего в некоторых системах твердотопливных ракет (например, Полярис или Fillips petrol, сост. 1687).
Кстати, родной брат аммиачной селитры нитрит аммония очень взрывоопасен и легко разлагается со взрывом на азот и воду при быстром нагревании выше 60°С.
В некоторых руководствах его даже рекомендуют для по-(т~ /-) лучения азота в лабораторных условиях. Азот действи-
----1 тельно получается быстро и просто. Но Вы этого лучше не делайте. Тем более не берите в работу большую загрузку этого вещества. Куда безопаснее на костре жечь аммонал.
В производстве взрывчатых веществ нитрит аммония обычно не применяется из-за высокой склонности к самодетонации, зато он успел не раз подшутить над изучавшими его химиками.
^Нитрит аммония NH4NO2 - белый кристаллический порошок, желтеющий на свету, d = 1,69, tpaM 60°С со взрывом, растворим в воде (180% при 20°С), этаноле, не растворим в эфире. Разлагается при хранении или осторожном нагревании. Детонирует от трения или удара.
3.2. (Взрывчатка из воды
(Т /охоже, кто-то и впрямь поверил, что «капля камень точит» и L решил заполнить все пустоты в сыпучих взрывчатых веществах водой. Результаты превзошли все ожидания, ну прямо как каша из топора.
Так, на основе всё той же аммиачной селитры и воды появился целый класс высокоэффективных бризантных композиций - водосодержащих взрывчатых веществ (ВВВ). В качестве жидкого наполнителя и пластификатора они включают водные гели с раствором аммиачной селитры (табл. 15).
Таблица 15. Промышленные водосодержащие ВВ
X. № % Германия Швеция Венгрия
246 247 248 249 250 251 | 252 253
Хабластит Реол нт Кнмит Реомекс А Габро-ЗИТ №18
№10 №85 №Р-25 №А-2 Твёрд. Жндк.
Натрия нитрат 25 10 13
Натрия нитрит 2.5 1.6
Аммония нитрат 40 48,8 62,6 28 57 89.6 37 67
Кальция нитрат 26,5 21.7
Метиламина нитрат 35
Тротил 25 23 18
Этиленгликоль 5 2 4
Вода 15 10,6 11 15 16 14,5 15
Алюминий (пудра) 1.7 10 7.5 8 5,4
Дизельное топливо 2,3 5
Твёрдое горючее 3.5
Крахмал 2
Гуар (гуаргам) 1.3 1.5 1,45 0,45
Гильсонит '7.3
Синька 0,1
Пигмент (пудра) 3
Сшивка 0,05 0,05
Это позволяет почти вдвое увеличить относительную плотность подобных составов (1,5-1,6), придать им водоустойчивость и теку-
честь для механизированной загрузки по трубопроводам, а также снизить чувствительность к механическим воздействиям.
Акватолы представляют собой плотные устойчивые суспензии, твёрдой фазой которых служит смесь гранулированной аммиачной селитры с гранулотолом или алюмотолом. Гелевая фаза представлена насыщенным раствором аммиачной селитры в сочетании с натриевой или кальциевой, повышающих концентрацию окислителя. Раствор загущается гуаргамом (гуаром), крахмалом либо солями карбоксиметилцеллюлозы и структурируется сшивающими реагентами.
В числе таких отечественных составов акватол Т-20, ифзани-ты и разливающиеся в горячем виде ВВВ марки ГЛТ.
Карботолы - ВВВ, застывающие после заливки в скважину. Представляют собой низкоплавкую смесь аммиачной селитры и карбамида, усиленную тротилом. Содержат водный раствор солей карбоксиметилцеллюлозы, «прошитый» бихроматами. Они не чувствительны к механическому воздействию, в том числе даже при нагревании, и могут без ущерба находиться в скважине под водой в течение месяца.
Их взрыв обеспечивается мощным промежуточным детонатором и протекает по уравнению:
3NH4NO3 + CO(NH2)2 -> СО2 + 4N2 + 8Н2О
Vo= 968 л/кг, Q = 3810 кДж/кг
Отечественный карботол марки ГЛ-15Т включает гранулотол. Карботол ГЛ-10В усилен алюминиевым порошком. А карботол ФТ-10 содержит ферросилиций. Их приготовляют на месте подрыва из отдельных компонентов.
Акванал А-10 представляет собой смесь металлизированной фазы (мелко дисперсного алюминия или ферросилиция) с насыщенным раствором аммиачной селитры и изготовляется на месте применения. От других ВВ отличается рекордно большим критическим диаметром детонации до 300 мм.
Акваниты раздельного заряжания сочетают достоинства гранулированных и водосодержащих ВВ. Отечественные сорта представлены марками АРЗ-8Н и АРЗ-811. Они применяются в подземных условиях. Состоят из смеси аммиачной селитры, алюминиевого порошка, воды и загустителя. Приготовляются по эмульсионной технологии и выпускаются в виде гранул, которые пластифицируются водой в процессе пневмозарядки.
Арсенал подобных импортных ВВВ очень внушительный:
- шведские реолиты и реомекс А (усиленны алюминием);
- канадские аквамексы, нитрексы, гидромексы и повертел (отличаются хорошей текучестью, скорость детонации 3,5-5,2 км/с при плотности 1,25-1,58);
- американские пастообразные товексы, сларриты, сларан, трогелы, слары и гелеобразные карбогелы, усиленные перхлоратами (скорость детонации 3,4-6,8 км/с при плотности 1,1-1,5, Q = 2770-5710 кДж/кг);
- польский ватергел (скорость детонации 4,5 км/с при плотности 1,4, Q = 3650 кДж/кг);
- венгерские габброзиты пластичные (d = 1,4-1,6) и суспензионные (d = 1,3-1,4) (сенсибилизированы тротилом, устойчиво детонируют в скважинах диаметром 50-120 мм, Q = 3280-4120 кДж/кг);
- немецкие хабластиты (детонационная чувствительность повышена введением в состав нитрита натрия).
Эмульсионные ВВ (эмулиты, эмуланы, кемиты, реогели) сегодня являются, пожалуй, наиболее перспективными для горнодо
бывающей промышленности. Они представляют недорогие, водоустойчивые эмульсии водных растворов аммиачной селитры, усиленной натриевой или кальциевой, с нефтепродуктами (ДТ, мазутом, нефтяными маслами или парафином). Для повышения детонационной чувствительности в них вводят микропузырьки воздуха в полимерной оболочке. В качестве эмульгаторов используют поверхностно активные соли жирных кислот, эфиры сорбита, полимерные ок-сазолины, полиэтиленоксиды или полиэтиленгликоли.
Отечественные мазутсодержащие эмулиты имеют относительную плотность 1,2-1,3 и характеризуются скоростью детонации 4,9-5,2 км/с. Теплота их взрыва 3500-4100 кДж/кг, а критический диаметр открытого заряда 29 мм. Они устойчиво детонируют от обычного капсюля-детонатора.
Глава 4. Динамит - это звучит гордо
4.1. 0ело не в шляпе
/7/ ели бы в своё время итальянский химик А. Сомбреро (Собре-JL_> ро) перепутал и вместо азотной кислоты взял в реакцию фосфорную, с него получился бы неплохой фармацевт, и он стал бы
первооткрывателем препарата «глицерофосфат», применяемого при истощении организма. В конце концов, лучше бы он изобрёл знаменитую шляпу. Однако судьба распорядилась иначе и именно он в 1846 г. в лаборатории Пелуза синтезировал самое известное взрывчатое вещество тринитроглицерин (знаменитый нитролеум или просто нитроглицерин).
Поначалу Шарль Вюрц (1817-1884) приписал ему жироподобную структуру (1854), правда, как посчитали современники «ошибочную». Время всё расставляет по своим мес-г———-J там и сегодня точно установлено, что нитроглицерин дей-1' ствительно является не нитросоединением, а сложным эфиром азотной кислоты. Поэтому грамотнее называть его «глицерина тринитратом».
В медицинской практике в качестве сердечно-сосудистого средства нитроглицерин, по-видимому, стал применяться после того, как его изобретатель с болью в сердце понял, что жить остался случайно.
^Нитроглицерин (глицерина тринитрат, тринитроглицерин, нптроле-ум, тринитрин, глоноин) OjNOCHfCHiONOili - бесцветная маслянистая жидкость со сладковато-жгучим вкусом, при комнатной температуре без запаха. Неограниченно растворим в эфире, хорошо растворим в хло-реформе и ацетоне, растворим в этаноле (25%), метаноле (7%), бензоле и уксусной кислоте, мало растворим в сероуглероде, лигроине, петролейном эфире и воде (при 20°С - 1:800 или 0,14%, при 50°С - 0,25%). Выше 50°С летит с характерным запахом. Детонирует от трения, удара или резкого нагревания. Важнейший компонент многих ВВ, пироксилиновых порохов, коллоидальных видов ракетного топлива. Сердечно-сосудистое средство (сустак, нитронг, тринитролонг и др.).
Кстати, если, не дай бог, у Вас начинается приступ стенокардии, а в аптеку идти далеко, Вы можете синтезировать нитроглицерин даже на собственной кухне.
Дайте слово, что используете препарат только по медицинскому назначению, и не забудьте попросить всевышнего о милосердии!
Из многочисленных способов получения этого чудесного продукта (Нобеля, Коппа, Натана, Шмида, Бутми-Фоше и др.) заслуживает внимания «кухонный универсальный №1». Правда, метод Бутми-Фоше (1872), включающий предварительную стадию образования глицеринсерной кислоты тоже заслуживает внимания, но после сокрушительного взрыва в Дембере (Англия, 1882) я бы его Вам не советовал.
С момента изобретения нитроглицерина заводы по его производству с поразительной настойчивостью один за другим долгое время взлетали на воздух.
©
II Если у Вас с первого раза тоже не получится, значит, это II увлечение не для Вас!
Очень аккуратно в мерный цилиндр на 75 мл влейте 15 мл дымящей азотной (98%) и 45 мл концентрированной сер-
STOP
ной кислоты. Содержимое цилиндра охладите в чашке со льдом до 0°С. Пипеткой очень осторожно по каплям медленно к нитрующей смеси добавьте 5 мл глицерина. Следите, чтобы температура реагирующей смеси не превышала 20°С (чем ниже, тем безопаснее!).
Если Вы всё же проспали и температура поднялась выше 30°С, осторожно слейте содержимое на лёд. Так Вы избежите неприятностей. Сразу до взрыва, конечно, не дой-
дёт, но уже при температуре около 50°С начнётся бурное неконтролируемое окисление глицерина с выделением красно-бурых паров двуокиси азота с ещё большим саморазогреванием. В этом слу-г чае у Вас действительно останутся несколько драгоценных ----- секунд, чтобы покинуть помещение до его разрушения!
И не забывайте очень важный момент: в этом синтезе можно использовать только чистые реактивы!
При соблюдении температурного режима и осторожном помешивании минут через 20 нитроглицерин сформируется в верхней части цилиндра, так как его удельный вес (~1,6) несколько меньший, чем у нитрующей смеси (>1,7). С помощью пипетки аккуратно перенесите его в колбу с охлаждённой водой. В этом случае он осядет на дно, а не прореагировавший глицерин и его моно- и динитраты растворятся.
Основной продукт реакции, тяжёлую маслянистую жидкость, тщательно промойте раствором пищевой соды, а затем водой до отрицательной реакции на синей лакмусовой бумаге. Примеси кислоты плохо влияют на стабильность нитроглицерина, ведь это сложный эфир.
Выделенный продукт лучше сушить не над газовой печкой, а в эксикаторе над серной кислотой. Для очистки на производстве его дополнительно кристаллизуют из охлаждённых (0°С) спиртов.
Для проверки: капля чистого нитроглицерина на металлической пластинке сгорает светлым голубовато-зелёным пламенем, выделяя окисли азота.
Обнаружить даже следы нитроглицерина можно пробой Вербера: при добавлении анилина и концентрированной серной кислоты образуется пурпурное окрашивание, которое при разбавлении водой сменяется зелёным.
В присутствии дифениламина и концентрированной серной кислоты нитроглицерин, как и все нитропроизводные, даёт синее окрашивание.
Его нагревание с раствором щёлочи и бисульфатом калия приводит к выделению акролеина - тошнотворного едкого продукта с запахом рождественского гуся, сгоревшего в духовке.
Качественный нитроглицерин должен выдерживать пробу Абеля: при 65°С не должна окрашиваться йод-крахмальная бумага от выделяющихся при разложении окислов азота.
В своё время (1872) французские химики-изобретатели Бутми и Фоше предложили оригинальный способ уменьшить саморазогре-вание в синтезе нитроглицерина и предложили предварительно готовить две смеси: сернокисло-глицериновую и серно-азотнокислую. Далее их смешивали в охлаждённом виде, при этом, время основной
реакции растягивалось на сутки. Этот метод срочно внедрили в Во-нже (Франция), Намюре (Бельгия) и Дембере (Англия). Как показала практика, даже низкий выход конечного продукта и растянутость операций во времени не смогли гарантировать безопасность такого синтеза. Длительный контакт образующегося нитроглицерина с агрессивной средой многократно увеличивал опасность его спонтанного окисления, что и привело к очередной серии производственных взрывов.
Важным моментом для повышения безопасности синтеза нитроглицерина стало применение продувания реакционной массы сжатым воздухом. Такая операция впервые была внедрена на фабрике Мовбрея в Массачусетсе и хорошо себя зарекомендовала.
С 1880 г. большинство нитроглицериновых заводов перешло на так называемый метод Нобеля, в основе которого лежит проверенный и надёжный наш «кухонный универсальный №1».
Это аномальное вещество имеет сразу две температуры плавления 13,5°С и 2,9°С для стабильной и лабильной кристаллической модификации. Относительная плотность его в жидком состоянии 1,60115 и 1,59320, удельный вес кристаллов 1,735. Продукт склонен к переохлаждению. Кристаллы лабильной модификации имеют триклинную форму, стабильной - бипирамидально-ромбическую. Нитроглицерин легко переходит из лабильного состояния в стабильное при повышении температуры на 10°С.
Нитроглицерин детонирует при ударе (особенно между железными предметами), быстром нагревании выше 200°С или от прикосновения раскалённого предмета:
4C3H5(ONO2)3 -» 6N2 + 2СО2 + О2 + ЮН2О
При этом из 1 кг нитроглицерина образуется 650 л газообразных веществ.
Замечено, что его склонность к детонации на удар значительно снижается при использовании в производстве оборудования из свинца или меди.
Шамнйон первым исследовал температурную деструкцию малых количеств нитроглицерина: при 185°С он активно выделяет бурые пары, при 194°С - медленно улетучивается, при 200°С - быстро испаряется, при 218°С - быстро сгорает, при 241°С - трудно
взрывается, при 257°С - сильно детонирует, при 267°С - взрывается более слабо, а при 287°С слабо детонирует с пламенем.
Можете проверить сами: капните нитроглицерин на раскалённую докрасна конфорку печки или сковородку - капля примет круглую форму, зашипит и медленно испарится.
гт—71 у Имейте в виду, если опыт не получится, понадобится за------ II пасная печка.
Впрочем, Конн в своё время установил, что от удара нитроглицерин детонирует на порядок мощнее, чем на раскалённой металлической пластинке, где взрыв может иметь вид слабой вспышки.
Более коварно поступает нитроглицерин, нагреваемый не по каплям, а в массе. Его разогревание до начала кипения (~180-184°С)
заканчивается мощным взрывом.
Вопреки сложившемуся мнению, нитроглицерин воспламеняет-
ся трудно.
Можете на спор погасить в нём горящую спичку, только
перед этим не забудьте тщательно потренироваться без
свидетелей.
Зажжённый нитроглицерин постепенно сгорает, пока температура массы не превысит 180°С и не прогремит взрыв!
Нитроглицерин является одним из наиболее могучих ВВ. Он имеет положительный кислородный баланс (+3,5%). Скорость его детонации достигает до 7,7 км/с, хотя известны низкоскоростные режимы его взрыва, не превышающие 1,5 км/с. Теплота взрыва нитроглицерина 6220 кДж/ кг, а
работоспособность в свин-
цовой бомбе (проба Трауцля) 550 мл. Его детонацию вызывает груз массой 2 кг, падающий с высоты всего 4 см.
Именно в такой интересный продукт он и превращается, если забыть закрыть пробкой его медицинский препарат в виде 1% спиртового раствора.
Замёрзший нитроглицерин почти в 3-10 раз менее чувствителен
к удару, но очень капризно переносит трение и потому ещё более
опасен. Лучшим средством для его надёжной детонации является капсюль с гремучей ртутью (0,1-0,3 г для жидкого и 1-2 г для замороженного). Именно в твёрдом состоянии нитроглицерин развивает рекордную скорость детонации 9,15 км/с.
Он хорошо растворяет в себе некоторые органические вещества, например, камфору и «растворимый пироксилин» (коллодий). Благодаря этому ценному качеству и прекрасным горючим характе
ристикам нитроглицерин широко применяется в производстве современных видов пороха и твёрдого ракетного топлива.
Нитроглицерин в большой дозе проявляет ядовитые свойства. Свободно впитываясь через кожу, он вызывает головокружение и сильную головную боль, устранить которую можно только чашкой крепкого кофе, желательно с анальгином. Интересно, что бывалые рабочие переносят контакт с коварной жидкостью безболезненно. А вот с дозой более 10 г, принятой внутрь, как известно, пока не справился никто. 4
4.2. Крутые заменители тосола
(LJ ывает же такое, живёшь рядом, сталкиваешься каждый день, а об истинных героях жизни и не догадываешься. Также и в хи-
мии.
Наверное, не все знают, что этиленгликоль, простейший двухатомный спирт, водный раствор которого используется в качестве антифриза (тосола) для автомобилей, служит основой для производства очень грозного ВВ нитрогликоля.
VхНитрогликоль O2NOCH2CH2ONO2 (этиленгликольдииитрат, эти-леииитрат) - маслянистое желтоватое вещество, растворимое в спиртах, эфире и бензоле, слабо в воде и четырёххлористом углероде. Температура его кристаллизации -21,7°С, относительная плотность 1,489. Кипение этого продукта начинается при температуре 114-116°С и заканчивается взрывом. Детонирует от капсюля и удара.
Получают это вещество, приливая этиленгликоль к нитрующей смеси из концентрированной серной и азотной кислоты. Если реак-- ция протекает бурно, то образуется щавелевая кислота, употреблять которую в пищу я не рекомендую.
Взрывное разложение нитрогликоля соответствует его полному сгоранию (кислородный баланс 0%):
O2NOCH2CH2ONO2 -> 2СО2 + N2 +2Н2О
Vo = 734 л/кг, t = 3196°С, f = 9676 кг/см2, Р = 672 т/м
Теплота его взрыва 6640 кДж/кг, работоспособность в свинцовой бомбе 650 мл, максимальная скорость детонации 7,4 км/с. Как видим, это мощнейшее ВВ превосходит знаменитый нитроглицерин по уровню энергии взрыва на 7%, по фугасному действию на 18%, обладая меньшим критическим диаметром и проявляя в 5 раз меньшую чувствительность к удару. Взрыв вызывает гиря массой 2 кг, случайно падающая на нитрогликоль с высоты 20 см.
Продукт обладает токсичным действием, при хроническом контакте может вызывать поражение нервной системы.
Нитрогликоль используют как компонент трудно замерзающих динамитов. Однако, более высокая, чем у нитроглицерина, летучесть ограничивает его широкое применение.
Менее летуч нитродигликоль, входящий в состав многих
взрывчатых веществ, например, угленитов и детонитов отечест-
венного производства.
^Нитродигликоль O(CH2CH2ONO2)2 (диэтпленгликольдинитрат) -вязкая бесцветная жидкость. Образует две кристаллические модификации: стабильную (t„_, 2°С) и лабильную (t„;, -10,9°С), d15 = 1,39. Растворим в ацетоне, бензоле, эфире, плохо растворим в спиртах и воде. Взрывается от детонатора и очень сильного удара.
г
Получают нитродигликоль нитрованием диэтиленгликоля (дигликоля). Теплота его взрыва 3980 кДж/кг. Кислородный баланс нитроди гл и коля -40,8%, поэтому при взрыве он сильно коптит. Его работоспособность в свинцовой бомбе 425 мл, то есть, по фугасным
характеристикам он занимает промежуточное положение между гексогеном и октогеном.
Чувствительность нитродигликоля к механическим воздействиям на несколько порядков ниже, чем у «близких родственников»: детонацию вызывает груз массой 2 кг, падающий с высоты 180 см.
Взрывчатые свойства также проявляют динитропроизводные глицерина, причём, в отличие от своего знаменитого родственника они малочувствительны к механическим воздействиям. Эти вещества обладают более скромными детонационными характеристиками, однако широко применяются при изготовлении морозостойких ВВ. За способность растворять пироксилин их часто используют в технологии бездымных порохов и коллоидных видов твёрдого ракетно
го топлива.
В начале XX в. для изготовления «незамерзающих» динамитов широко использовался динитроглицерин. Однако следует иметь в виду, что этот продукт склонен к гидратации. Приготовленный на его основе динамит со временем поглощает из воздуха до 3% воды,
что повышает температуру его промерзания и может стать причи-
ной неприятностей.
VхДииитроглицерин (правильнее глицериндииитрат) для взрывчатых ра-
бот представляет эвтектическую смесь двух 1,2- и 1,3-динитроизомеров CH2OHCH(ONO2)CH2ONO2 и O2NOCH2CH(OH)CH2ONO2 Первый из них - жидкость с температурой кристаллизации -50°С. Второй изомер, образующийся в малом количестве, в чистом виде представляет призматические кристаллы с температурой плавления 26°С и разложения 148°С. Применяют как взрывчатый «антифриз» для тринитроглицерина.
Динитроглицерин малочувствителен к удару и его приготовление относительно безопасно, если Вы не додумаетесь в качестве
мешалки использовать детонатор.
Продукт нетрудно получается путём дробного вливания 15 мл глицерина к 35 мл охлаждённой (0°С) 94% азотной кислоты (без окислов азота). Температура реакции не должна пре-вышатъ 20°С. Через 6 часов к раствору добавляют 20 мл /l\ воды и осторожно (!) нейтрализуют избыток кислоты концентрированным раствором соды или щёлочи (на производстве используют известь). Динитроглицерин всплывает в виде масла. Продукт тщательно промывают водой, помня, что его растворимость 7,7%. Образующийся попутно мононитроглицерин остаётся в растворе.
Он легче тринитроглицерина желатинизирует нитроклетчатку, что позволяет получать стабильную пластичную массу, содержавшую 75% пироксилина и 25% динитроглицерина. В связи с этим полезным свойством динитроглицерин применяется для изготовле-
ния современных бездымных порохов.
В
в
«Глицериидииитромоноацетии» CH3COOCH2CH(ONO2)CH2ONO2 (глицерил-2,3-динитроацетат) - мало уступает тринитроглицерину по силе взрыва, обладая меньшей чувствительностью к удару. Получают в две стадии нагреванием до 100°С глицерина с ледяной уксусной кислотой и последующим нитрованием образующегося моноацетата смесью концентрированной азотной кислоты с олеумом при комнатной температуре. Присадка до 10% этого продукта к нитроэфирным ВВ позволяет снизить температуру их промерзания до -20°С. Применяется в производстве морозоустойчивых динамитов.
У «Глицериндинитрохлоргидрии несимметричным» (глицерил-2,3-динитрохлоргидрин) CH2(ONO2)CH(ONO2)CH2CI густая желтоватая жидкость, получаемая действием нитрующей смеси на глицерина а-хлоргидрин (продукт гидролиза эпихлоргидрина). Взрывается при действии капсюля-детонатора. Иногда используется для производства «незамерзающих» динамитов.
^Глицерина тринитрит ONOCH2CH(ONO)CH2ONO - желтая маслянистая жидкость с относительной плотностью 1,23, не растворимая в воде, растворяется в эфире и хлороформе. Кипит при 150°С с разложением. Детонирует от капсюля-детонатора.
Известно, что нитроэфиры низших спиртов также обладают взрывчатыми свойствами. Из них наибольший интерес представляют метилнитрат и этилнитрат, способные детонировать от капсю
ля, при нагревании и даже при механическом ударе. Взрывоопасны даже пары этих соединений.
Механическая чувствительность метилнитрата несколько выше, однако оба эфира менее чувствительны к удару, чем нитроглицерин. Метилнитрат - очень мощное бризантное вещество, превосходящее гексоген, имеет внушительные взрывные характеристики: Vo = 869-875 л/кг, Q = 6690 кДж/л, t = 2809°С, f = 10511 кг/см2, Р = 603 т/м. Его фугасность в бомбе Трауцля составляет 657 мл. Более низкая вязкость метилнитрата в сравнении с нитроглицерином обуславливает при слабой оболочке его большую бризантность. Метилнитрат имеет отрицательный кислородный баланс (-10,4%).
Получают метилнитрат по старинке этерификацией ме-типового спирта азотной кислотой (66-68%, d = 1,4) или * сернокисло-азотнокислой смесью. На ледяной бане к 3,6 г ох-/!\ лаждённой (0-5°С) нитрующей смеси, состоящей из концен-* трированных азотной и серной кислот (2:3) при энергичном /$\ помешивании приливают 1 г метанола. Через полчаса метилнитрат отделяют от кислотной смеси на делительной воронке. Промывают его содовым раствором и водой.
В промышленных условиях реакцию проводят в избытке метанола. Отгоняя в конце синтеза лёгкие фракции, получают раствор метилнитрата в метаноле. Эта взрывчатая жидкость, содержащая 72-75% метилнитрата, получила вполне миролюбивое название «Ми-роль». Она менее чувствительна к встряске, зато при относительной плотности 1,06 скорость её детонации достигает 6,3 км/с, объём газообразных продуктов взрыва составляет 1075 л/кг, теплота взрыва 4620 кДж/кг и фугасность - 370 мл.
Следует помнить, что пары метилнитрата вызывают головную боль и удушье вследствие необратимого образования в крови метгемоглобина. Не расстраивайтесь, приятный румянец на щеках при этом сохраняется. Как ни странно, тренированные алкоголики страдают от этого вещества меньше, а один из рекомендуемых антидотов при подобном отравлении — рюмка водки «на коня».
«^Метилнитрат CH3ONO2 - бесцветная подвижная жидкость с запахом хлороформа. Мало растворим в воде (3%20), хорошо растворим в спиртах и эфире; tKlln 64,6°С, d".°= 1,21. Взрывается при ударе, пары детони
В
руют при 150°С. Получают действием серной кислоты на смесь метанола и нитрата калия при температуре 15°С в присутствии мочевины, для предотвращения образования нитрита. Жидкое ВВ.
^Этнлннтрат СЙзСЩОГСОг - бесцветная жидкость, кипящая при 87,2°С, d20= 1,11. Плохо растворим в воде, хорошо - в спирте и эфире. Пары детонируют при 140°С. Получают действием концентрированной азотной кислоты на этанол с последующей разгонкой. Для разрушения образующейся азотистой кислоты добавляют нитрат мочевины (2%). От действия детонатора взрывается.
4.3. Манна небесная Ъля военнъю^целей (1 / осыпая на землю манну небесную, всевышний справедливо С/ L полагал, что страждущие с её помощью утолят голод. Однако люди пошли на много дальше и приготовили из этого вещества взрывчатку.
В 1843 г. Демонт и Менар синтезировали полный азотистый эфир шестиатомного спирта маннита - гексанитроманнит.
Наиболее подробно исследовал это сильнейшее взрывчатое вещество профессор Н.В. Соколов, который даже предложил заменить им гремучую ртуть в капсюлях.
Для приготовления этого грозного продукта лучше использовать чистый маннит. Он применяется в медицине в качестве диуретика, а также компонента косметических средств. Можете воспользоваться так называемой «манной» — наплывами из застывшего сока на ясене или, ещё лучше, платане, которые содержат 50-90% ман
STOP
нита.
В агатовой ступке растирают 1 г маннита и постепенно приливают 4 мл концентрированной азотной кислоты (d = 1,52). Остывший раствор переносят в химический стакан и /@\ осторожно добавляют б мл концентрированной серной ки-л слоты (d = 1,84), помешивая стеклянной палочкой. Выпада-/ !\ ет белая творожистая масса. Надосадочную жидкость аккуратно сливают. Осадок тщательно промывают, рас-тирая его в ступке сначала в чистой воде, а затем в 1% растворе пищевой соды, и, наконец, обратно в воде до ней-< тральной реакции. Отфильтрованный продукт кристалли----’ зуют из спиртовых растворов и сушат при 35-40°С.
а
Гексанитроманнит O2NOCH2(CHONO2)4CH2ONO2 (D-маннита гексанитрат, нитроманнит) - тонкие шелковистые иглы из этанола, жирные на ощупь. Содержание азота составляет 18,58%. Продукт легко прессуется в плотные куски (d = 1,604-1,806). В воде не растворим, умеренно растворяется в этаноле (2,9%13) и эфире (2,86%9). При 112-113°С плавится, медленно разлагаясь, выше 120°С и при ударе детонирует.
3 малых количествах нитроманнит вначале плавится, а затем
взрывается. Однако, нагреваемый в массе, как и большинство ВВ, детонирует без предупреждения. На свету при повышенной влажности, а также при длительном нагревании выше 50°С он постепенно разлагается, выделяя окислы азота. От удара молотком нитро
маннит детонирует с сильным взрывом.
Исследования Н.В. Соколова, Бертло, Вьеля и Сарро показали, что это вещество имеет очень внушительные взрывные характеристики. Учитывая высокую скорость детонации (6,9-7,8 км/с), нитроманнит практически не уступает нитроглицерину:
O2NOCH2(CHONO2)4CH2ONO2 6СО2+ 4Н2О + 3N2 + О2
Vo= 691 л/кг, t = 3247°С, f= 9247 кг/см2, Р = 616 т/м
Его взрывное разложение протекает с положительным кислородным балансом, поэтому добавление к реагирующей массе некоторых горючих веществ позволяет усилить фугасное действие.
Капсюля с прессованным гексанитроманнитом по силе передаваемого импульса не уступают гремучертутным и заряда в 1-2 г достаточно для устойчивой детонации пироксилина. Однако, высокая механическая чувствительность и, порой, ненадёжность таких капсюлей ограничивают их промышленное изготовление, а также ВВ на основе гексанитроманнита.
4.4. Осторожно, 9ИЭН
ЛГетырёхатомный спирт эритрит, который содержится в неко-
JL торых водорослях и лишайниках, нашёл применение не только для изготовления эмульгаторов и быстро высыхающих масел, но и для получения детонирующих при ударе и нагревании нитроэфи-
ров.
^Тетраннтроэритрит O2NOCH2CH(ONO2)CH(ONO2)CH2ONO2 белый мелкокристаллический порошок не растворимый в воде. Легко кристаллизуется в виде прозрачных пластинок из этанола или медицинско
го эфира; tnjl 61 °C; при дальнейшем нагревании взрывается. Промышленное применение ограничено высокой механической чувствительностью и склонностью к детонации.
Значительно большую популярность приобрёл его ближайший гомолог тетранитропентаэритрит - знаменитый «ТЭН». Это мощнейшее бризантное ВВ синтезировали Толенс и Виган (1894) через стадию образования пентаэритрита, конденсацией формалина с ацетальдегидом в щелочной среде, и последующим нитрованием продукта концентрированной азотной кислотой.
^Тетраиитропентаэритрит C(CH2ONO2)4 (пеитаэритротетранитрат, пентрит, ниперит, ТЭН, тэи) - белые с желтоватым оттенком кристаллы: тетраэдрические из ацетона или призматические из этанола; tnjl 140-141°С с медленным разложением. Относительная плотность кристаллов 1,773, максимальная плотность прессуемого ТЭНа 1,6. Продукт трудно растворим в воде (0,01%19 и 0,035%’°°), этаноле и эфире, растворим в ацетоне (58,8%’°) и диметилформамиде (7О%100). Химически весьма устойчив. Разлагается при кипячении с водой до динитропентаэритрита, особенно при подкислении или подщелачивании. Детонирует от капсюля и сильного удара. Применяется в медицине.
ТЭН более чувствителен к механическому воздействию, чем гексоген или октоген, но в отличие от них более стабилен при хранении. Чистый продукт мало чувствителен к трению, зато надёжно реагирует на удар. Его устойчивая детонация достигается взрывом 0,03 г азида свинца или 0,17 г гремучей ртути. Температура вспышки ТЭНа 205-225°С, Q = 5760 кДж/кг, скорость детонации 6,11 км/с (d 1,17), 7,52 км/с (d 1,51), 8,35 км/с (d 1,72).
В неплотной массе ТЭН горит слабым пламенем. Однако не увлекайтесь: его неустойчивое горение чаще всего заканчивается детонацией, причём, как всегда внезапно.
Для получения ТЭНа нужна самая малость - найти пентаэрит-ритовий спирт, который к тому же обладает наркотическим дейст
вием.
STOP
дой.
К 30 г азотной кислоты концентрацией 93-96% постепенно при помешивании присыпают 6 г пентаэритрита так, чтобы температура реакционной массы не поднималась выше 20°С. Раствор выдерживают 30 минут, постоянно перемешивая и контролируя температуру. Вскоре начинает выпадать осадок. Его отфильтровывают и промывают во-
. Внимание! Разводить реакционную смесь водой в данном слу-чае весьма опасно. Концентрированная нитрующая масса может разогреваться с выделением окислов азота, разложением ТЭНа и даже его воспламенением! Правда, подобная угроза имеет место при промышленных загрузках. В любом случае правильнее выливать реакционную массу в большой объём холодной воды. Ещё безопаснее отфильтровывать осадок через силиконовый фильтр, не разбавляя нитрующую смесь.
Затем влажный продукт размешивают с 1% раствором пищевой соды и осторожно нагревают до 70°С, повторно отфильтровывают, промывают водой и сушат.
Профи для лучшей очистки и стабилизации растворяют ТЭН в ацетоне, добавляют к нему щепотку карбоната аммония, фильтруют и осаждают из горячего фильтрата водой.
Дело в том, что при хранении больших количеств плохо стабилизированного ТЭНа возможно его спонтанное разложение. Выделение окислов азота сопровождается повышением температуры и заканчивается взрывом.
Этот синтез можно слегка видоизменить. 7,5 г сульфата пентаэритрита растворяют в 20 мл охлаждённой концентриро-ванной азотной кислоты (d = 1,51) так, чтобы температура реагирующей массы не поднималась выше комнатной. При более низкой концентрации кислоты, а тем более при повы-шении температуры реакция осложняется образованием /К смеси малостабильных нитроэфиров и продуктов окисления пентаэритрита.
Через 20 минут в реакционную массу добавляют лёд. Кристаллический осадок отфильтровывают, промывают водой, затем тёплым раствором 1 % бикарбоната натрия. Получают до 11 г ТЭНа. Для стабилизации его кристаллизуют из водного ацетона как описано выше.
Малый критический диаметр детонации (1-1,5 мм) позволяет использовать ТЭН для изготовления детонирующих шнуров, снаряжения капсюлей-детонаторов в качестве вторичного заряда, промежуточных детонаторов, а также в производстве пластифицированных ВВ. Капсюля-детонаторы на его основе обладают значительно большей инициирующей способностью, чем гремучертутные или
азидотетриловые, однако из-за высокой чувствительности в чистом виде ТЭН для снаряжения боеприпасов применяется ограниченно.
Сплав тетранитропентаэритрита с тринитротолуолом, пентолит, широко применяемый в США, очень мощное бризантное ВВ. Его используют в боеприпасах и промежуточных детонаторах для
подрыва аммонитов.
Следует иметь в виду, что это токсичное вещество вызывает раздражение верхних дыхательных путей, гиперемию (покраснение) кожи и слизистой оболочки.
ТЭН является неотъемлемым компонентом многих сосудорасширяющих препаратов (эринит, нит-ропентон, нитринал), которые, как Вы уже догадались, также обладают бризантным действием. Если Вам не удалось воспользоваться пентаэритритом, то уж приобрести в аптеке эти лекарства можно без
рецепта.
л Таблетки эринита растирают в ступке и заливают ацето-г»\ ном. На 100 таблеток добавляют 70-80 мл ацетона. Массу л тщательно перемешивают, слегка нагревают в горячей во-де, не доводя до кипения и фильтруют. К фильтрату приливают 0,5 л воды. На поверхности жидкости собирается стеарин, а в осадок выпадает около 2 г ТЭНа. Стеарин и большую часть надосадочной жидкости сливают, а вполне чистый ТЭН отфильтро-
вывают и сушат.
Прежде чем взять готовый продукт в руки, необходимо знать, что в сухом виде он сильно электризуется и это весьма усложняет работу с ним. При сушке больших коли
честв этого вещества обязательно заземляют всё оборудование, чтобы случайная электростатическая искра не напомнила, что это действительно ТЭН.
4.5. Щпурусскую рулетку занесло в Швецию
(1 Садо сказать, что слава - достаточно тяжёлое испытание для J L людей, мимо которых она прошла незаслуженно. В 1853 г. академик Петербургской академии наук Николай Николаевич Зинин (1812-1880) и поручик артиллерии, а впоследствии генерал-лейтенант Василий Фомич Петрушевский (1829-1891) первыми в мире предложили нитроглицерин для артиллерийского снаряжения. Один из удачных составов динамагнит (динамит Петрушевского, сост. 254, табл. 16) в качестве абсорбента (поглотителя) содержал пористый минерал магнезит (MgCO3) и отличался высокой стабильностью и безопасностью в обращении. Он не взрывался от умеренного удара, трения и даже зажигания, но стабильно детонировал от небольшого количества гремучей ртути в металлическом капсюле. Кроме того, его химическая устойчивость при хранении оказалась значительно выше, чем свободного нитроглицерина, так как карбонат связывает спонтанно выделяющиеся окислы азота.
Только за 1866 г. в России было произведено 3000 кг нитроглицерина. На вооружении русской армии уже появились снаряды с десятикилограммовой нитроглицериновой начинкой, когда химик-инженер Альфред Нобель, прошедший накануне в Петербурге стажировку у Н.Н. Зинина, получил патент (1864) на способ изготовления нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества.
Дело в том, что промышленники-изобретатели шведского происхождения Нобели (отец, сыновья и внук) жили в России. Старший Нобель - Эммануэль (1801-1872) был изобретатель подводных мин и основал в С.-Петербурге механический завод, переименованный ныне в «Русский дизель». Людвиг (1831-1888), родной брат знаменитого А. Нобеля, был талантливый конструктор станков, а с 1879 г.
. вместе с братьями и сыном создал нефтеперерабатываю-
J | щий завод в Баку «Товарищество братьев Нобелей».
Альфред Нобель, вооружившись глубокими познаниями, сумел раскрыть свой огромный организаторский талант, лишь переехав на историческую родину, создав в Швеции, Германии и Англии импе
рию заводов по производству взрывчатых веществ.
Поначалу, когда использование чистого нитроглицерина вследствие многочисленных несчастных случаев было запрещено в большинстве стран мира, А. Нобель предложил для его хранения и
транспортировки использовать раствор в древесном спирте, не чувствительный к механическим воздействиям. Перед взрывными работами нитроглицерин осаждали водой.
|| Я надеюсь, что медицинский нитроглицерин Вашей ба-11 бушки не ждёт та же участь.
В 1867 г. А. Нобель использовал более удачный наполнитель для нитроглицерина аморфный кремнезём «кизельгур» - продукт отмирания диатомовых водорослей (радиолярий). Этот минерал чаще встречается под названием «инфузорная земля», а на тот момент времени он в огромных количествах разрабатывался в Ганновере.
В том же году (1867) Нобель запатентовал первый динамит под интересным названием «Безопасный взрывчатый порошок Нобеля».
По исследованиям Бекергина кизельгур на 95% состоит из дву
окиси кремния, а одна его весовая часть впитывает четыре части нитроглицерина. По технологии кизельгур прокаливали до 500°С для выжигания примесей, при этом содержание кремнезёма повышалось до 98%. Измельчённый и просеянный продукт смешивали в
просвинцованных деревянных ящиках с нитроглицерином и набивали в пергаментные патроны диаметром 2,5 см и 5 см. В качестве химического стабилизатора добавляли обезвоженную соду.
Нормальный кизельгур-динамит Нобеля №1 (сост. 255) содержал 75% нитроглицерина, имел пластичную тестообразную консистенцию, жирную на ощупь, чаще красновато-бурого цвета из-за присутствия солей железа в поглотителе. Его удельный вес колебался в пределах 1,59-1,65 (Vo = 535 л/кг, Q = 4632 кДж/кг, t = 2940°С, скорость детонации 5,0-6,0 км/с).
При хранении в оптимальных условиях (без перегрева и промерзания) такой динамит без существенных изменений хранится десятилетиями, необходимо только периодически контролировать его качество пробой Абеля на нитроглицерин.
Динамит легко выдерживает умеренное нагревание и даже при 100°С начинает разлагаться только через час.
На открытом воздухе патроны при местном поджоге медленно сгорают без взрыва синеватым пламенем, если только Вы не решите сделать из них пионерский костёр. Зажигание в закрытом сосуде или в массе более 25 кг заканчивается взрывом.
Для взрыва динамита в шпуре достаточно простого воспламенения посредством чёрного пороха.
Восприимчивость динамита №1 к детонации такова, что патроны массой 100 г взрываются на расстоянии 1,8 м друг от друга.
Для надёжности и полноты взрыва лучше пользоваться детонатором силой в 1-1,5 г, а для промёрзшего динамита - до 2 г, так как он менее чувствителен. Однако закристаллизовавшийся состав может взорваться во время забивания в шпур и даже сверления отверстия для закладки детонатора.
В нормальном состоянии он мало чувствителен к удару, а от попадания пули детонирует только на близком расстоянии.
Замороженный динамит сгорает медленнее, но ведёт себя опаснее и может взорваться даже в небольшой массе.
Оттаивание динамитных патронов лучше производить в тёплом помещении, но можно использовать и тазик с тёплой водой (30-35°С!). Вода частично вытесняет нитроглицерин в виде экссудата, изменяя структуру динамита, поэтому хранить его после такой обработки нежелательно.
Таблица 16. Гурдинамиты и смешанные динамиты
X. № % X. 254 255 256 257 258 259 260 261 262
Динамит Петрушевскго Кизельгур-Д. Нобеля №1 норм. Д. Нобеля № 1 сорт 11 Д. Нобеля №1 сорт III Д. Французский сорт 1 Д. Французский сорт II Д. Французский сорт III Д. Ибоса фр. специальный Карбонит фр.
Калия нитрат 35
Нитроглицерин 25 75 50 30 75 50 30 90 25
Ржаная мука 40
Мел 1,5 1
Сода 0,5 0,5 0,5
Кизельгур 24,5 49.5 69,5
Ранданит 20,8 1
Кремнезём вьерзонский 3,8 48
Кремнезём лапуанский 60
Кремнезём искусственн. 8
Магнезит 75 0,4 1
Шлак 4
Охра 0,5 5
X. № % X. 263 264 265 266 267 268 269 270 271
Карбонит герм. Карбонит авср. Кадмит Д. чёрный фр. Д. сахарный фр. Д. Нобеля №2 Д. 11обеля №2 марка А Д. Нобеля №2 марка В Д. Нобеля №2 марка С
Калия нитрат 38 71
Натрия нитрат 40 Н 35 69
Аммония нитрат 75
Нитроглицерин 26 30 20 55 40 35 20 18 18
Сера 10
Уголь древесный 15 4 3 10
Кокс 40
Древесная мука 20
Ржаная мука 36 30
Мел 1
Сода 0,5
Сахароза 59
Парафин 7 4 1
Кизельгур 64.5
Шлак 5
Таблица 16. Продолжение
"% — 272 273 274 275 276 277 278 279 280
Калия нитрат 66 33 26
Калия хлорид 4,5
Натрия нитрат 63 37 70
Аммония оксалат 1
Бария нитрат 70 15,2 5
Нитроглицерин 20 55,8 22 42 26 15 35 25 18
Уголь древесный 10 2,8 12
Древесная мука 41 21 27 34 5,5
Магния сульфат 47
Сода 1 2
Крахмал 10
Кизельгур 26.2
Трепел 11
"% 281 282 283 284 285 286 287 288
Калия нитрат 32 27,5 9
Калия хлорид 7,2
Натрия нитрат 45 22.3 32,6 56
Натрия сульфат 44
Аммония оксалат 10 0,4 8 2
Бария нитрат 32 4
Нитроглицерин 26 44 24 40 30 50 23 24
Древесная мука 40 12 34 15 40.5 17 . 37 9
Мел 0,5
Сода 2
Первые заводы по производству динамита А. Нобель построил в Германии, а чуть позже в Швеции. Его динамит №1 выпускался трёх сортов с содержанием нитроглицерина: 75% (тип I, сост. 255), 50% (тип II, сост. 256) и 30% (тип III, сост. 257).
За короткий период времени в мире появились сотни видов динамита. Их можно разделить на две большие группы: с инертным (табл. 16) и активным поглотителем (табл. 17).
Первые получили название «гурдинамиты». В числе распространённых сорбентов для их изготовления помимо кизельгура применяют ранданит, доломит, магнезит, отожжённую слюду (вермикулит), каолин, тальк, гипс, охру, шлаки и даже толчёный кирпич.
Очень популярный в своё время красный гурдинамит содержал инфузорный кремнезём - трепел. В конце XIX в. этот вид динамитов широко производился во Франции на правительственной
фабрике в Вонже. В качестве поглотителя использовали местное сырьё; вьерзонский и лапуанский кремнезём, ранданит, медонский мел и охру. По содержанию нитроглицерина они соответствовали динамитам А. Нобеля сортов №1-111 (сост. 258-260). Наиболее сильный французский гурдинамит специальный Ибоса содержал 90% нитроглицерина, абсорбированного на искусственном кремнезёме (сост. 261).
Французы первыми наладили выпуск гризутиндинамитов, так называемых «гризутитов», применяемых в загазованных шахтах. В состав таких динамитов для снижения температуры взрыва стали вводить нитрат аммония (табл. 12), а также различньге кристаллогидраты (горькую и английскую соль, квасцы, соду и др.).
В настоящее время гурдинамиты в нашей стране про- мышленного значения не имеют, но их можно использо-II вать вместо фляги для перевозки нитроглицерина.
Динамиты, в которых нитроглицерин смешан с горючим основанием, обладают большей мощностью. В качестве активных сорбентов применяют древесный уголь, ржаную муку (различные кар-; бониты, сост. 262-264), древесные опилки (например, кадмит, сост. 265) и даже крахмал (сост. 279).
Целлюлозные динамиты, содержащие в качестве поглотителя древесную муку, отличаются лёгкостью приготовления и высокой стабильностью при нормальных условиях хранения.
В своё время, французами использовался чёрный динамит, содержащий коксовую пыль, мелкий песок и 55% нитроглицерина (сост. 266).
В период франко-прусской войны 1870-1871 гг. при осаде Парижа французы для вскрытия льда на Сене вынуждены были в спешном порядке изготовить и применить сахарный динамит с поглотителем из кускового тростникового сахара, пропитанного нитроглицерином (сост. 267).
Подобные динамиты оказались менее устойчивы, чем кизельгуровые. Для того, чтобы при взрыве горючие компоненты выгорали полностью и не образовывался угарный газ, в составы дополнительно стали вводить окислители: нитраты или перхлораты.
При разработке горных залежей, где требуется получение объёмных масс, применяют взрывчатые вещества с пониженным дробящим и усиленным метательным действием. Для этого хорошо подходят пороховые динамиты с поглотителями на основе дымного пороха, который снижает скорость ударной волны подобных составов.
Классическим представителем таких динамитов является кёльнский порох, представляющий собой чёрный порох, пропитанный нитроглицерином.
Широкое применение в своё время получили пороховые динамиты Нобеля №2 разных сортов (А, В, С и D). Горючим элементом для них служил уголь, пластифицированный парафином, а окислителями - азотнокислые соли. Содержание нитроглицерина в этих динамитах составляет 18-20% (сост. 268-272).
В числе наиболее известных пороховых динамитов, содержащих нитрат натрия: кадмит (нитроглицерин 20%, сера, уголь, древесная пыль, сост. 265), петролит (нитроглицерин 60%, уголь, древесная масса и спермацет — воскообразное вещество из китового жира) и динамит Нобеля №2,А (нитроглицерин 20%, парафин, уголь, сост. 269). Эти вещества отличались невысокой себестоимостью, однако, в силу гигроскопичности имели более ограниченный срок хранения.
Пороховые динамиты с калийной селитрой оказались надёжнее в эксплуатации. В арсенале таких взрывчатых веществ: рендрок (нитроглицерин 40%, древесная мука, парафин), себастнн (нитроглицерин 68%, древесный уголь), динамит Нобеля №2,С (сост. 271), дннамнт Нобеля №3 (сост. 274) и др.
Часто для снижения себестоимости этих составов часть калийной селитры подменивалась натриевой: титанит (нитроглицерин 40%, древесная мука, уголь), внрит и др. Очень популярны такие динамиты были в Америке, где им придумали очень вычурные названия: атлас-, геркулес-, гигант-, текла-, этна- и вулкан-порох.
Динамиты на основе аммиачной селитры получили название детониты. В своё время в их числе применялись: аммоннаккрут (нитроглицерин 14%, уголь), амидоген (нитроглицерин 75%, парафин, уголь), серанин (нитроглицерин 18%, древесные опилки, бензол или крезол), динамит Нобеля №2,В (нитроглицерин 18%, парафин, уголь, сост. 270). Они обладают могучим фугасным действием. Так, аммоннаккрут (Vo= 879 л/кг) при взрыве выделяет газов в 1,65 раза больше, чем нормальный кизельгур-динамит. Взрывчатые вещества этой группы прекрасно зарекомендовали себя в горном деле и многие из них после небольшого усовершенствования широко применяются и сегодня.
Отечественный детонит М представляет собой порошкообразное жирное на ощупь взрывчатое вещество на основе трудно замерзающей смеси нитроглицерина и нитродигликоля. Выпускается в патронированном виде, водоустойчив, надёжно детонирует в зарядах малого диаметра (критический диаметр в стальной оболочке 4-5 мм, бумажной - 8-10 мм). Предназначен для подрыва крепких пород и как промежуточный детонатор для аммонитов. Теплота его взрыва 5800 кДж/кг, Vo = 832 л/кг, работоспособность в свинцовой бомбе 500 мл, скорость детонации до 5,2 км/с.
Для ослабления чувствительности к механическому воздействию в состав некоторых динамитов с пороховым поглотителем приспособились добавлять аморфный кремнезём. Так, ещё А. Нобель предложил дннамнт №2,D (сост. 272) с нитробаритовым окислителем. Вскоре после этого на фабрике Кребса вблизи Кёльна был освоен выпуск очередной разновидности пороха лнтофрактор анало
гичного содержания с кизельгуром, но более устойчивый к удару (сост. 273).
Этим взрывчатым веществом пруссы начиняли разрывные снаряды в войне 1870-1871 гг. с Францией. Также известен литофрак-тор, содержащий серу и натриевую селитру.
Вместо нитратных окислителей в состав некоторых взрывчатых веществ этого типа вводилась бертолетова соль. К примеру, динамит Хорелея представлял собой тонко измельчённую смесь этой соли, древесного угля и чернильных орешков, пропитанную нитроглицерином.
Применявшийся в своё время рудничный динамит (сост. 275) включал до половины состава прокаленной английской соли, однако плохо хранился из-за склонности к гидратообразованию.
Замечательное свойство нитроглицерина желатинировать нитроклетчатку позволило значительно улучшить физико-химические характеристики ВВ на его основе (табл. 17).
Идея подобных динамитов принадлежит сэру Фридриху Абелю, который в 1867 г. в Англии взял патент на приготовление глиокси-лина, поглотителем нитроглицерина, в котором является низко нитрованная измельчённая хлопковая бумага (сост. 294).
Почти в то же время подобный состав был предложен австрийцем Трауцлем. Его динамит представлял смесь нитроглицерина с пироксилиновым тестом, содержавшим 15% воды.
Таблица 17. Желатинированные динамиты с активным основанием
№ % X. 289 290 291 292 293 294 295 | 296 | 297 | 297 | 299
Гремучие студии Желатин-линамнты
Нобеля Динамит Трауцля Глиоксилин Г елигниты Фр. № 1 Гризу-гелигнит
Л В С А В
Калия нитрат 9 16 15 3.5 23.5 28 34 19
Натрия нитрат 27
Аммония оксалат 12
1Нитроцеллюлоза 7 6 4- 29.5 5 30 2.5 3.8 4 3 3
Нт роглицерин 93 82 70 70 75 65.5 62,5 65 60 57 57
Древесная мука 2 5 8 8 6 9
Ржаная мука 8
Сола 0.5 1
Целлюлоза 3 7.5
Охра 0.2
\ № % \ 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310
Желатии-дниамиты Гризуз ИИ Марте! ш г
Дуалин Студенистый англ. №1 Студенистый англ. №2
Калия нитрат 18 20 26 41 44 27
Калия перхлорат 27
Натрия нитрат 28 54,5
Аммония оксалат 29 30 29
Дпнитротолуол 12,5 40
Нитроцеллюлоза 3 30 2 1 з 2.5 0,7 1 1 0,5
Нитроглицерин 55 50 63 44 47 36 33 32 32 22.5 60
Уголь древесный 6
Древесная м\ка 7 9 14 6 10.3 10 10
Крахмал 50
Вазелин 5.5
Целлюлоза 10
Магния сульфат 17
Первое промышленное производство нитроцеллюлозного динамита было налажено в 1869 г. Дитмаром, который в Шарлоттенбурге в Швеции основал фабрику по производству взрывчатого дуалн-на с абсорбентом из смеси нитрованных древесных опилок и калийной селитры (сост. 301).
Дуалин Дитмара представляет собой пластичный продукт желтовато-бурого цвета. Он более чувствителен к нагреванию, чем кизельгур-динамит, но весьма устойчив к механическим воздействиям. Замерзает дуалин при более низкой температуре. При длительном пребывании в воде теряет часть селитры, не выделяя при этом экссудат нитроглицерина.
Впоследствии «дуалинами» стали называть всякие динамиты, содержащие обработанную азотной кислотой древесную массу. Американские дуалины, изготовляемые в Сан-Франциско, содержали 60-80% нитроглицерина с примесью калийной селитры. Рексит, производимый в Австрии фирмой Диллера, представлял смесь нитрата калия, нитрованной древесной муки, древесной гнили, мела и 62% нитроглицерина. Венгерский меганит, выпускаемый в Цю-риндорфе, включал натриевую селитру, нитрованную и обычную древесную пыль, а также от 7 до 60% нитроглицерина.
Первоначально на заводах А. Нобеля был освоен выпуск целлюлозного динамита, усовершенствованного Трауцлем (сост. 292). Поглотителем в нём использовалась древесная масса, обработанная азотной кислотой. Он представлял бурую тестообразную массу относительной плотностью 1,0, притягивающую на воздухе до 2% влаги. Даже при длительном хранении под водой этот динамит не выделял экссудат нитроглицерина. Однако, достаточно было сжать его между листами писчей бумаги, чтобы при высыхании на ней образовались жирные пятна, взрывающиеся при сильном ударе. Этот динамит не замерзал при 0°С, был устойчив к механическим ударам и детонировал только от капсюля.
Похожими свойствами обладал бельгийский динамит палеин, предложенный Ланфреем, и содержавший 30% и 50% нитроглицерина в измельчённой высоконитрованной овсяной соломе.
В 1876 г. А. Нобель запатентовал двухкомпонентный динамит -гремучий студень, иногда называемый «запальный или взрывчатый желатин» (сост. 289-291). Он представлял коллоидный раствор низконитрованной клетчатки (коллодия) в нитроглицерине. Это был первый однородный (гомогенный) динамит, в отличие от предыдущих нитроцеллюлозных, содержавших в высоконитрованном пироксилине лишь следы растворимого коллодия и представляющих гетерогенные смеси.
Нормальный гремучий студеиь содержит 93,7-94,5% нитроглицерина. По цвету и консистенции он напоминает полузастывший казеиновый клей, жирный на ощупь. Продукт без усилия режется ножом, обладает удельным весом 1,6, воспламеняется при 240°С. Он очень устойчив при обычных условиях хранения, не выделяет нитроглицерин даже при большом давлении, не претерпевает изменения при длительном контакте с водой, лишь покрывается белёсым налётом. Гремучий студень хорошо переносит удар. При промерзании (ниже 12°С) он превращается в беловатую твёрдую массу, в от
личие от кизельгур-динамитов, очень чувствительную к механиче-
скому воздействию. В этом состоянии продукт детонирует даже от
удара палкой, не говоря о забивке в шпур.
По описанию Робертса для приготовления нормального гремучего студня к нагретому горячей водой (50°С) в медной чашке нитроглицерину (9,3 г) добавляют небольшими порциями при постоянном помешивании тонко измельчённый коллодий из хлопка (0,7 г). Через час образуется одно-
. родная, прозрачная, желатинообразная масса. Добавление J малых количеств спирта, эфира, ацетона или камфоры облегчает желатинизацию и делает операцию менее опасной.
STOP
Ь Л
Учтите, прежде чем смешать компоненты, великий А. Нобель успел составить завещание. С 1895 г. А. Нобель организовал фонд по присуждению премий за выдающиеся заслуги в областях науки, литературы и защиты Мира. Вакантные места лауреатов' не укомплектованы по сегодняш-
ний день.
Установлено, что введение в желатин-динамиты небольших количеств камфоры, бензола или нитробензола сильно снижает их механическую чувствительность. Так например, добавление к гремучему студню до 4%
камфоры делает состав нечувствительным даже к удару пули с близкого расстояния. Правда, температура воспламенения таких динамитов может превышать ЗЗО°С и для их подрыва требуется мощный промежуточный детонатор, чаще нитроглицерин-пироксили-новый (60:40).
Последующие исследования позволили увеличить содержание коллодия в подобных составах до 50%, однако для взрывных работ
они оказались малопригодными из-за низких детонационных качеств. Мы к ним ещё вернёмся.
Уже к концу XIX в. появились многочисленные коллоксили-новые динамиты с твёрдыми взрывчатыми веществами, например, английский студенистый динамит Нобеля (сост. 302, 303), состоящий из гремучего студня (2,5% коллодия) и пороховой смеси (селитра-древесная мука 75:25).
В зависимости от содержания нитроглицерина современные ди
намиты такого типа условно подразделяют на несколько групп.
Гремучие студни, состоят на 70-94,5% желатинированного нитроглицерина иногда с добавлением нитратов, хлоратов, перхлоратов и целлюлозы. Они и сегодня являются наиболее мощными ВВ. Классический гремучий студень А (сост. 289) в 1,5 раза превосходит нормальный кизельгур-динамит №1 по взрывным качествам (Vo= 710 л/кг, t = 3213°С, f = 9396 кг/см2 , Р = 660 т/м). Такие вещества представляют желеобразную массу янтарного или желтосерого цвета (d 1,5-1,6). При поджигании на открытом пространстве тонким слоем они быстро горят не взрываясь. Они не гигроскопич-
ны и могут использоваться для подводных взрывов.
Желатин-динамнты (пластичные динамиты, гелигниты
сост. 294-299) содержат больше активных наполнителей и около 50-
70% нитроглицерина. В России пластичные динамиты стали изго-
товлять со второй половины 70-х годов XIX в. Они применяются
для подрыва пород средней твёрдости (пластовые динамиты).
Первые гелигниты вместо более дорогой калийной селитры включали натриевую. Они были весьма гигроскопичны и долго не хранились. Один из подобных желатин-динамитов содержал 62,5% нитроглицерина, 2,5% коллоксилина, 27% нитрата натрия и даже 8% древесной муки (сост. 295).
Составы, содержащие менее 30% нитроглицерина, как правило, динамитами не называют (детониты, угленнты, иониты, грнзу-тиндннамиты, мартиниты, сост. 309).
Динамиты, включающие в качестве окислителя аммиачную селитру, аммонжелатнндннамнты, описаны выше.
Появились многочисленные рецепты «незамерзающих» динамитов, содержащих в качестве антифризных добавок нитроэфиры многоатомных спиртов (до 10%), растворяющихся в нитроглицерине (нитрогликоль, нитродигликоль, динитроглицерин, глицериндинитроацетин, глицериндинитрохлоргидрин несимметричный).
Иногда в качестве активного основания применяют классические взрывчатые вещества, к примеру, очень сильный состав 310 для скальных работ представляет смесь нитроглицерина с динитротолуолом (3:2).
Следует отметить, что динамиты склонны к старению и экссудации, весьма опасны в изготовлении и эксплуатации, требуют хранения в тёплом помещении. Они ограниченно применяются в горном деле для подрыва крепких пород, но с 60-х годов XX в. в основном заменены безопасными аммонийными ВВ, в состав которых часто входят в небольших количествах вместе с нитроклетчаткой для облегчения детонации.
Глава 5. Но никого не может он согреть
5.1. (В поиска^ искусственного шёлка
аже заурядный замысел можно выполнить блестяще. Разра--L-S батывая способ получения искусственного шёлка, Браконо (1832) и Пелуз (1838) впервые выделили образцы «взрывчатой нитроцеллюлозы» (грамотнее - нитрат целлюлозы), так называемой «нитроклетчатки» (коллоксилин и пироксилин). Так уж случается, что открытие легче осуществить, чем утвердить свой приоритет. Наверное, поэтому патент на это изобретение принадлежит не им, а немецкому химику Христиану Шейнбейну (1799-1868), предложившему производство пироксилина из ваты (1846).
При желании, Вы можете воспроизвести подвиг первооткрыва
телей пироксилиновой взрывчатки, но даже если Вы не сапёр - это ещё не значит, что судьба разрешит Вам ошибиться дважды.
Небольшой кусок ваты прокипятите полчаса в пробирке в 2% растворе щёлочи, тщательно . промойте его водой, отожмите стеклянной палочкой, а надосадочную жидкость слейте. Затем медленно и
осторожно прилейте 3 мл концентрированной азотной кислоты и 5 мл концентрированной серной кислоты. В случае разогревания охладите пробирку под струёй холодной воды! Через полчаса нитрующую смесь осторожно слейте, осадок тщательно промойте водой и высушите.
||
Полученный продукт можете сжечь на ладони. Если синтез прошёл удачно — ожога не будет!
При обработке ваты щёлочью образуется марсеризированный
хлопок, который при взаимодействии с нитрующей смесью легко превращается в нитроклетчатку. Синтез можно осуществить и прямым взаимодействием ваты с нитрующей смесью, но в этом случае реакция протекает труднее, а степень нитрования может быть ниже.
Основная заслуга в разработке технологически «стойкого пироксилина» (1848) принадлежит нашему соотечественнику Александру Александровичу Фадееву (1810-1898) (прошу не путать с его полным тёзкой, экспредседателем союза писателей СССР, автором романа «Молодая гвардия»).
В числе многочисленных технологий получения нитроклетчатки в своё время также применялись способы: Штенбейна (1845), Ленка (1852), Абеля (1865), Нобеля, Зельвига, Роско и Манна.
Огромный вклад в изучение этого продукта внесли наши соотечественники: Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907), И.М. Чель-
цов, П.М. Чельцов, П. Рубцов, С. Вуколов, Ф. Ворожейкин и А. Гри-
горович.
Первоначально нитратам целлюлозы приписывали формулу C6H7O2(OH)3.x(ONO2)x, для которой возможно только 3 нитроэфи-
ра. В последующих работах Эдер и Вьель показали, что число таких эфиров значительно больше и поэтому исходную формулу корректнее удвоить Ci2H14O4(OH)6.x (ONO2)x или даже «учетверить» C24H28O8(OH)|2.x(ONO2)x. В современных научных трудах предельно нитрованный пироксилин называют всё ещё по разному: и «трн-нитро-», и «гексаннтроклетчат-кон», а с недавнего времени даже «додеканнтроклетчаткой». Для нас же очень важной характеристикой нитратов целлюлозы является содержание в них связанного азота. По этому показателю они грубо подразделяются на коллоксилин (10,7-12,2%N) и пироксилин (12,2-13,5%N).
В
Vх Нитроцеллюлоза - смесь полимерных нитроизомеров клетчатки. Молекулярная масса составляет 38-500 тысяч, относительная плотность 1,58-1,66, температура медленного разложения 40-60°С, температура воспламенения 160-190°С. Термопластична, растворима в ацетоне, диоксане, дихлорэтане, сложных эфирах, не растворима в воде, разлагается в присутствии кислот и щелочей. В зависимости от содержания азота
растворимость, горючесть и особенно взрывчатые свойства сильно из-
меняются.
При соприкосновении с пламенем или докрасна нагретой металлической проволокой, можно окурком, сухой пироксилин в небольшом количестве и на открытом пространстве мгновенно сгорает, не детонируя. При быстром нагреве (>5 град/мин) пироксилин воспламеняется при 185°С, а при медленном - 165°С. Температура воспламенения плохо стабилизированного продукта почти на 20°С ниже.
Химически чистый трнннтрат целлюлозы, содержащий 14,15% азота - аморфное белое вещество, не растворимое в этаноле и эфире. Нитроклетчатка с содержанием азота 12,00-13,45% представляет смеси три- и динитрата. Фракции: пироксин (13,45%N), фульмнкотон (12,75-13,45%N), пироколлодин (12,75%N) и пироксилин №2 (12,20%N) растворимы в ацетоне и этилацетате. Нитроцеллюлоза, содержащая 12,10-11,15% азота, растворима в ацетоне, спирто-эфирной смеси, этилацетате и нитроглицерине. «Днннт-рат» (11,15%N) используется для изготовления искусственной кожи и целлулоида. «Мононитрат» или как его ещё называют «хрупкая нитроклетчатка» (6,80%N) плохо растворяется в описанных растворителях.
Нитроклетчатка всех сортов не растворима в воде, но гигроскопична, и тем больше, чем ниже степень её нитрации.
При содержании воды более 20% нитроклетчатка не взрывается даже при действии капсюля-детонатора. В таком случае используют промежуточный сухой пироксилин (особенно при изготовлении морских мин и торпед).
Сила взрыва пироксилина №1 (13,5%N) даже выше, чем нитроглицерина, но его потенциал уступает: Vo = 860 л, t = 2670°С, f = 9594 кг/см2, Р = 442 т/м.
Взрывчатые свойства коллоксилина слабее, однако, именно его применяют для изготовления «гремучего студня», так как только пироксилин №2 (12,2%N) растворяется в нитроглицерине.
Несмотря на столь внушительные взрывные характеристики пироксилин после специальной обработки можно заставить работать как метательное вещество, а со временем научились использовать его в качестве твёрдого ракетного топлива.
5.2. Приручение пироксилинового зверя Оказывается, в Австрии в 50-х годах XIX в. по методу Ленка из рыхлого «взрывчатого хлопка» пряли и сучили нити, а из них готовили плетеные пустотелые цилиндрические шнуры.
Вы уже догадались: так непривычно выглядели первые образцы бездымного пороха.
Дело в том, что главная трудность при разработке пироксилинового пороха для баллистического применения состояла в подавлении его бризантного и усилении метательного действия. Частично эту задачу пытались решить механическим уплотнением взрывчатой массы.
Более удачными оказались попытки уменьшить скорость сгорания пироксилинового пороха снижением степени нитрования применяемой нитроклетчатки, и добавлением к ней селитры, особенно бариевой (табл. 18).
В 1868 г. Шульце первым предложил порох такого рода, позже внедрённый на Ветеренском заводе в Бельгии. Низко нитрованную древесную клетчатку (10,5%N) пропитывали насыщенным раствором нитратов бария и калия (порох Шульце, сост. 311).
Аналогичный принцип анти детонации, смешиванием с баритовой селитрой, использован при выпуске некоторых охотничьих порохов, например, английского Sporting Powder из хлопковой нитроцеллюлозы, окрашенной аурином в розовый цвет. Близкие к ним по составу и технологии французские охотничьи пороха Poudre de chasse pyrofilea (12,5%N) и пироксилиновые марок «R» (сост. 312), «S» (сост. 313), «М» (сост. 314) иногда производятся с добавлением коллоксилина и пластифицированы парафином или камфорой.
Таблица 18. Малодымные и бездымные виды пороха
\ № % 311 312 313 314 315 316 317 318 319
П. Шульца бсльг. П. пироксилиновый R фр. П. Охотничий марка S фр. И. Охотничий марка М фр.. П. Охотничий марка J фр. 11. Охотничий марка J' фр. 11ироксилино-вый аммонит Гонит Потешит
Калия нитрат 8 6 6 3 48
Калия бихромат 3
Аммония нитрат 59
Аммония бихромаг 14 18
Бария нитрат 25 29 29 20 47.5
Ппрокснли н 64 37 71 83 82 41 52,5 52
Коллоксилин 67 28
Парафин 1
Камфора 5
Агар-агар 1
Таблица 18. Продолжение
№ % X 320 321 322 323 324 325 326 327
Баллистит Нобеля перв. Баллистит Нобеля Баллистит кёльнский Кордит Абеля Кордит англ Кииетит II. ксилоиди-новый США Ксилондино-вый аммонал
Натрия нитрат 47,5
Аммония нитрат 73
Цинка оксид 0,5
Нитробензол 40
Тринитротолуол 3
Пироксилин 37,5 37 60
Коллоксилин 51,6 49.5 58
Ннтрокрахмал 50 15
Дифениламин 1 1
Н итро глицерин 48.4 49.5 42 57,4 57
Уголь древесный 2.5
Алюминиевая пудра 6
Сода 1
Вазелин 5,1 5
Минеральное масло 1.5
Хорошим стабилизатором горения пироксилина оказался бихромат аммония, применяемый во французских охотничьих порохах марки «J» (сост. 315, 316).
Пороха такого типа можно отнести скорее к малодымным. Потому, что при их сгорании образуются твёрдые продукты: К2СОз, ВаСОз, Сг2О3. Больше остальных дымят составы с калийной селитрой, так как выделяемый карбонат калия реагирует с парами воздуха. Эти пороха не нашли применения в артиллерии из-за большого разрывного действия и используются только в малых калибрах в основном в охотничьих боеприпасах.
К сожалению, точность стрельбы с помощью пироксилинового пороха по началу сильно зависела от погоды, так как влажность этого пористого продукта, связанная с баллистикой, легко изменяется. Для устранения подобного недостатка придумали так называемую «полировку» пороха. Обрабатывая его зёрна спирто-эфирной смесью, превращают поверхность гранул после высыхания в плотную массу.
Кроме того, смеси высоко нитрованного пироксилина с селитрами в своё время широко применялись в горнодобывающей промышленности: пироксилиновые аммониты с нитратом аммония (сост. 317), тониты с нитратом бария (сост. 318), потентит с нитратом калия (сост. 319).
5.3. JTopo^ который не дымит
С1 [ аверное, в детстве Вы играли в разбойников или пиратов. А J L чем Вы рисовали шрамы? Настоящие артисты для этого используют коллодий — медицинский клей для крепления повязок, представляющий спирто-эфирный раствор нитроклетчатки. Оказывается, высохшая коллоидная плёнка этого продукта является идеальным пироксилиновым порохом.
Впервые об этом в 1884 г. догадался французский учёный Вьель. Он предложил такие полупрозрачные, упругие, плотные пластинки в качестве бездымного пороха, удовле-творяющего основным требованиям баллистики. Они оказались непроницаемы для газов высокого давления и сгорали в замкнутом пространстве правильными параллельными концентрическими слоями, не детонируя.
Для приготовления такого пороха не обязательно получать раствор нитроклетчатки, а достаточно с помощью минимального количества растворителя перевести её в крутое желатинообразное тесто и придать ему форму прессованием. Мало того, без ущерба для метательных свойств часть волокон нитроклетчатки может оставаться нетронутой растворителем, лишь бы они склеились растворившимся продуктом.
Пироксилиновый бездымный порох Вьеля появился на вооружении французской армии в конце 80-х годов XIX в., а его технология ещё многие годы являлась предметом строжайшей государственной тайны.
Если Вы обещаете никому не рассказывать секрет, то знайте, что для приготовления этого пороха (тип «В») берут измельчённую смесь (мезгу) высоко нитрованной (~13%N) клетчатки и коллоксилина (10,7-12,2%N) в такой пропорции, чтобы содержание азота в
конечном продукте было Концентрация растворимой нитроклетчатки в зависимости от природы растворителя обычно варьирует в пределах 20-50% (для спир-то-эфирной смеси 1:2 -40-50%).
Чаще всего такой продукт представляет собой смесь коллодия, получаемого растворением пироксилина №2 в спирто-эфире и пироксилина №1 с более высоким содержанием азота, очень плохо растворимого в этой системе реактивов.
Желатинизацию нитроклетчатки (набухание, и растворение) проводят в герметичных мешалках в течение 2-4-х часов. Затем плотную массу прессуют в виде тонких пластин (квадратов или лент) и так называемых «макарон», изменением толщины и конфигурации которых можно регулировать скорость горения пороха. Полученный продукт сушат вначале при комнатной температуре, а потом при 50°С.
Даже в готовом пироксилиновом порохе остаются следы растворителя, придающего ему специфический запах. По внешнему виду пороха этого типа напоминают рог цветом от жёлтого до тёмно-зелёного, относительной плотностью 1,6. При длительном хранении в открытом состоянии они поглощают до 2% влаги. Такие пороха абсолютно нечувствительны к сильным ударам, попаданию пули и даже действию обычного капсюля.
Для их детонации необходим мощный импульс тротиловой шашки или динамита. Воспламеняются они при 180°С, температура их горения в замкнутом пространстве достигает 2670°С.
в пределах 12,0-12,75% (обычно 12,5%N).
Недостатком пироксилинового пороха типа «В», приготовленного на спирто-эфирной смеси является постепенное расстройство коллоидального строения по мере улетучивания растворителя. Отсюда видно преимущество подобных порохов с применением более дорогого ацетона, растворяющего оба вида нитроклетчатки.
К 1892 г. благодаря исследованиям научно-технической лаборатории российского морского ведомства были изучены условия заводского производства нового по тем временам технического вида нитроклетчатки, названного «пнроколлодием» с идеальным содержанием азота 12,5-12,6% для изготовления пороха. Этот продукт полностью растворялся в спирто-эфире, а получаемый на его основе порох отличался большой однородностью состава и стойкостью при
хранении.
Новый порох так и назвали «пироколлодиевым» или «типа Т», однако в иностранной литературе со временем он почему-то по-
лучил название «американского».
(б-*7"]
Пластинчатые формы этого пороха настолько прозрачны, что если их положить на газету, то можно даже читать буквы, при условии, что Вы хорошо видите без очков.
Применяемая в технологии такого пороха нитроклетчатка
должна выдерживать пробу Вьеля - быть устойчивой к нагреванию при 110°С не менее 4 часов.
Опасным производственным моментом являлась сушка измель
чённой мезги, послужившая из-за распыления взрывоопасного продукта причиной многих катастроф. Во избежание пожара по методу Ивана Михайловича Чельцова влажную нитроклетчатку перед сушкой слабо прессовали в диски, измельчаемые без особых усилий, или по австрийской технологии смачивали спиртом.
В 1890 г. профессор Дмитрий Иванович Менделеев, который в тот момент подрабатывал на военный департамент, предложил заменить сушку порохового сырья обезвоживанием его алкоголем. Промытый продукт отжимали от избытка 95° этилового спирта в прессе или на центрифуге и, не высушивая, желатинировали.
Гомогенные пороха этого типа применяются и сегодня. Пироксилин №1 (13,2-13,5%N) желатинируют ацетоном; нитроклетчатку, содержащую 13,2% азота, обрабатывают этилацетатом или
по
амилацетатом; пироколлодий (12,6%N) растворяют в спирто-эфирной смеси. Для производства некоторых порохов этого типа
применяют нитробензол.
Толщина пороховых коллоксилиновых пластинок в зависимости от назначения обычно варьирует 0,25 мм до 4,0 мм. Содержание остаточного растворителя может составлять 2-7% (в большинстве ГОСТов 5%), поэтому для постоянства состава такой порох хранят в герметичных условиях. Удельный вес пороховых пластинок увеличивается по мере снижения концентрации растворителя и лежит в пределах 1,55-1,64. Количество поглощаемой влаги даже при погружении в воду на несколько суток не превышает 3%.
При быстром нагревании (5 град/мин) на парафиновой бане этот порох воспламеняется в пределах 170-175°С. При ударе на стальной наковальне падающим копром он способен детонировать только при максимальной высоте поднятия. На воздухе сгорает быстро и без дыма, хотя пламя одной такой пластинки задуть даже легче, чем свечки на торте юбиляра, особенно, если он в возрасте. Воспламе
нение пороховых пластин происходит довольно медленно, поэтому поначалу для инициации горения в орудиях и бомбах дополнительно применяли дымный порох. Коллоксилиновый порох обладает большой прогрессивностью, то есть, его поверхность при горении увеличивается, а быстрота сгорания возрастает пропорционально повышению давления. Остаточный растворитель понижает быстроту сгорания пороха.
Первые же масштабные испытания в морском отделе Охтинского полигона позволили установить, что облегчённые в 1,4-1,8 раза заряды коллоксиливового пороха
дают начальную скорость полёта снарядов на 20-25% больше, чем лучший на тот момент шоколадный призматический дымный порох.
По сравнению с разновидностями дымного пороха коллокси-линовый имеет ряд преимуществ:
- объём, выделяемого газа выше в 3-4 раза (Vo= 894 л/кг + 16,6р),
-количество выделяемой энергии больше в 1,2-1,8 раза (Q = 3782 кДж/кг-110,5 р),
- по силе взрыва мощнее в 2,9-3,3 раза (f = 9210 кг/см“ - 40 р),
- температура горения в 1,1-1,3 раза ниже (2454°С - 60,5-р), где р - содержание растворителя в %, но не выше 5%.
В производстве современных бездымных порохов применяются инертные и активные желатинизаторы. Первые, а в их числе и остаточные растворители, снижают силу пороха. Наиболее употребительны твёрдые продукты, образующие эвтектические смеси с нитроклетчаткой: централиты (замещённые дифенилмочевины), камфора, алкилфталаты, различные производные уретана. Некоторые из них также выполняют функцию химических стабилизаторов, связывая влагу и нейтрализуя выделяющуюся азотную кислоту.
Наиболее широко с этой целью используются централиты -симметричные М,М'-диалкил-М,М'-дифенилмочевины, получаемые взаимодействием N-алкиланилинов с фосгеном. При гидролизе этих продуктов образуются N-алкиланилины, которые связывают свободную азотную кислоту, превращаясь в алкилфенилнитрозамины: PhN(Alk)CO(Alk)NPh —PhNHAlk —"-’ > PhN(NO)Alk где Aik = СН3 (централит №2, tnjI =120°С),
С2Н5 (централит № 1, tnjl = 71 °C)
В своё время для стабилизации бездымных порохов широко использовался дифениламин, анилин и амиловый спирт (порох марок «Д», «АМ» и др.).
Плохое качество состарившегося «дифениламинового» р.___ пороха можно оценить по красному окрашиванию спирто-
J вого раствора цианистого калия. И, напротив, с помощью такого пороха Вы всегда сможете проверить, не попал ли случайно этот интересный продукт в Ваш бокал.
В состав бездымного пороха могут входить катализаторы горения: оксиды и соли металлов, чаще свинца и хрома. Бихроматные пороха более чувствительны к удару и трению.
Активные желатинизаторы сами являются взрывчатыми веществами и в составе бездымного пороха усиливают его энергетические показатели. Так, наиболее употребительны нитробензол, динитротолуол, нитрогликоль, нитродигликоль, некоторые нитропарафины и, конечно же, нитроглицерин.
В 1887 г. основатель империи динамитных заводов А. Нобель предложил нитроглицериновый порох, который в отличие от входящих в его состав особовзрывчатых компонентов не детонировал даже при сильном ударе и обладал прекрасными метательными характеристиками. Уже в 1890 г. под названием «баллистит» в виде длинных прямоугольных призм и кубов он появился в Германии и Австрии. Ещё более массово для военной компании этот порох в виде струн (филнта) стал применяться в Италии.
Технология его проста: сухой коллодийный пироксилин - кол
локсилин (~11,2%N) погружают в охлаждённый (8°С) нитроглицерин, взятый в избытке. Для ускорения желатинизации из сосуда помпой откачивают воздух. Через время продукт отжимают на прессе или центрифуге и гомогенизируют нагреванием до 80°С. Желатинизированный продукт вальцуют в прозрачные листы толщиной 1-2 мм, из которых нарезают порохо-
вые фрагменты с последующей сушкой.
Первоначально был налажен выпуск баллистита без вспомогательных веществ (сост. 320). Черёз некоторое время появился ста
г
билизированный баллистит, который содержал по 49,5% пироксилина №2 (12%N) и нитроглицерина, а в качестве консерванта включал 1% дифениламина (сост. 321).
Впоследствии в качестве стабилизаторов широко использовался анилин, камфора (камфара) и таннин (танин).
Для уменьшения температуры горения уже к концу XIX в. на Кёльнско-Ротвейльских заводах был налажен выпуск баллистита (сост. 322), с пониженным содержанием нитроглицерина (42%).
Фирма Максима из Норденфельда даже предложила высокостойкие сорта бездымного пороха, включающие 5-12% нитроглицерина, около 1% мочевины и до 2% касторового масла. Они имели цилиндрическую форму с продольным каналом.
’''Баллистит Нобеля - продукт чаще тёмно-бурого цвета, кубической или брусковой формы, удельного веса 1,64, в тонком слое прозрачный. Он режется без усилий, почти не гигроскопичен (до 1% влажности). Температура его воспламенения при скорости нагрева 5 град/мин около 185°С. Важнейший метательный состав в артиллерии и ружейном деле.
Этот порох применяется и сегодня, а в основе его технологии доисторический метод Лундгольма-Сайерса: к суспензии пироксилина №2 в тёплой воде (ЗО-5О°С) при энергичном перемешивании сжатым воздухом медленно приливают расчётное количество нитроглицерина и сопутствующие компоненты. Прожелатинированную массу, называемую «галетой» на несколько дней оставляют «созревать» до полной гомогенизации, отжимают от воды и вальцуют до прозрачного состояния с последующей переработкой.
Бездымные пороха с высоким содержанием нитроглицерина обладают повышенной мощностью. Температура горения баллиститов (~3380°С) значительно выше, чем пироксилиновых порохов (~2670°С), поэтому они быстрее вызывают глубокую эрозию (выгорание) орудийных стволов (Q = 5481-5711 кДж/кг, Vo= 808 л/кг, f = 10000 кг/см2).
Для снижения температуры сгорания бездымного пороха смещают направление реакции его горения до образования угарного газа за счёт добавки горючих веществ: угля, камфоры, ароматических нитропроизводных, вазелина и др. Такие пороха получили название «кордиты».
По внешнему виду кордиты чаще напоминают что-то среднее между круглыми шнурками от кроссовок и электрическим проводом в коричневой изоляции (англ, corde - проволока). Осторожно, не перепутайте!
Этот порох был изобретен английскими химиками сэром Абелем и профессором Дьюаром (1889) и после надлежащего испытания принят в Англии, как для мелкокалиберных ружей, а затем и артиллерии (сост. 323).
Как показал анализ секретных образцов первого кордита из Англии, проведенный руководителем научно-технической лаборатории российского морского ведомства П.П. Рубцовым «новый» бездымный порох содержал 57,64% нитроглицерина (~18,3%N), 37,23% пироксилина (~12,7%N) и 5,14% вазелина. В последующие виды кордита стали включать в качестве химического стабилизатора до 1 % дифениламина (например, сост. 324, табл. 18).
•/Английский кордит - разновидность пироксилинового пороха. Встре-В чается в виде крупинок, нитей или трубочек с остаточным запахом ацетона. Из-за содержания вазелина имеет невысокий удельный вес (1,56 г/см3). Стабилизирован дифениламином. В сравнении с баллиститами имеет более низкую температуру сгорания (~2850°С), выделяет Меньше тепла (Q = 4929-5372 кДж/кг), обладает большей силой взрыва (f = 10500 кг/см") и фугасностыо (Vo= 884 л/кг). Температура его воспламенения при быстром нагреве (5 град/мин) 175°С.
При изготовлении кордита для перевода высоконитрованного пироксилина в коллоидальное состояние применяют ацетон (1/5 часть от веса пороха) высушенный пироксилин тщательно в течение 2-3-х часов перемешивают с раствором нитроглицерина в ацетоне,
туда же добавляют расплавленный вазелин. В своё время для этой процедуры в царской России применяли хлебомесилки системы Вернера - попробуйте приспособить кухонный комбайн «Мр1я». Желатинированную массу выдавливают прессом в виде непрерывных струн. Их наматывают на катушки, «подвяливают» в естественных условиях, нарезают необходимой длины и сушат до полного
удаления растворителя.
Содержание нитроглицерина в кордитных видах пороха несколько выше, чем в баллиститах.
На открытом воздухе оба вида пороха баллистит и кордит сгорают медленнее дымного, выбрасывая из горящей поверхности тонкие, шипящие лучи пламени.
Бездымные пироксилиновые пороха с небольшим содержанием нитроглицерина (20-30%) желатинируют как летучими растворителями (в основном ацетоном), так и нелетучими (централиты, этилфталаты, уретаны и др.).
Заменой нитроглицерина нитрогликолем или динитроглнко-лем удалось получить пироксилиновые пороха, более устойчивые к
промерзанию.
Важную группу в арсенале бездымных порохов составляют пироксилиновые смеси с нитропроизводными ароматических углеводородов: пикриновой кислотой, нитробензолом (индюрит и кнпетит, сост. 325), тринитротолуолом и динитротолуолом (пластоме-
ниты) и др.
Наиболее древний из них индюрит разработан американским изобретателем Монрое и внедрён в производство в конце XIX в. в Ньюпорте. «Нерастворимый» пироксилин №1 промывают древесным спиртом и желатинируют нитро-
бензолом, которого берут 90-180% от массы нитроклетчатки. Валь
цуют, режут на зёрна, обрабатывают их горячей водой и паром до твёрдого состояния и окончательно досушивают на воздухе.
В. Порох индюрит в виде крупинок и пластинок различной формы приятно пах'нет миндалем, горит блестящим пламенем; его стабильность несколько ниже, чем у других коллоксилиновых порохов, хотя он превосходит их по баллистическим качествам.
Большинство видов бездымного пороха обладают отрицательным кислородным балансом и в продуктах их разложения присутствует угарный газ!
Охотничьи бездымные пороха в основном принадлежат к пироксилиновой группе и включают окислители (нитрат бария и калия, бихромат аммония и калия). Знаменитый «Сокол», разработанный генералом Лишевым и впервые внедрённый в производство на Шлиссельбургском пороховом заводе, за последние ПО лет нашего знакомства практически не изменился.
JСовременный бездымный порох способен без перехода в детонацию гореть в широком интервале внешнего давления (0.1-1000Мпа), выделяя большой объём газов (до 1мл/кг) с темпсратх рой 1200-3700°С. Он бывает разного цвета и формы: чаще похож на столярный клей в виде тонких Ы- ЛСНТ, ПЛаСТ’.”’, круП’г’ИОК, Труоок, пНТСИ ИЛИ циЛИНДрим. гаЗмср CIO
фрагментов составляет от долей миллиметров до нескольких метров, в зависимости от назначения. Основной цвет от тёмно-зелёного до светло-жёлтого. 11овсрхность пороха при горении может уменьшаться (дегрессивный), х величиваться (прогрессивный) или оставаться неизменной. Температура воспламенения различных сортов бездымного пороха лежит в широком интервале температур 175-600°С, теплота сгорания 2500-5400 кДж/кг, а «сила» взрыва может достигать до 140 т м/кг.
5.4. (Взрывчатый кисель
(7 / ри желании из крахмала можно приготовить не только вкус-С/ L ный пудинг, но и грозное взрывчатое вещество ксилоидин.
Если Вы не будете пытаться сварить из него вишнёвый кисель,
я подскажу рецепт его приготовления.
При комнатной температуре I г крахмала, высушенного при 100°С, медленно присыпают к 7 мл концентрированной азотной кислоты (d = 1,5), помешивают до полного раство-« * » рения и оставляют на сутки. Реакционную массу осторожно
разводят холодной водой втрое. Через полчаса выпавший А тонкодисперсный осадок тщательно промывают водой, затем 5% раствором пищевой соды и опять водой. Фильтруют и сушат. Для длительного хранения и надёжной стабилиза-ifuu его пропитывают несколькими каплями спиртового раствора анилина.
Высушенный белый порошок не растворим в воде и спирте, гигроскопичен, растворим в ацетоне, спирто-эфирной смеси и концентрированной азотной кислоте. По стойкости к нагреванию он сходен с нитроклетчаткой, температура его самовоспламенения 170-175°С.
Продукт хорошо растворяется в нитроглицерине, но может применяться и самостоятельно.
Впервые мононитрокрахмал и два его динитроизомера ещё в 1832 г. получил всё тот же Бракконо во Франции, обрабатывая картофельную муку и крахмал дымящей азотной кислотой.
Австриец Ухациус (1861) предложил для выделения нитрокрахмала из азотнокислого раствора концентрированную серную кислоту, что позволило синтезировать взрывчатый продукт с повы-
118
Часть 1. Опасное знакомство шенным содержанием азота и предложить его в производстве пороха.
Позже (1892) Отто Мюльгаузер выделил в чистом виде и описал тетранитрокрахмал (11,1%N) Ci2Hi6O6(ONO2)4, пентанитрокрахмал (12,75%N) и даже гексанитрокрахмал (14,1%N). С повышением содержания связанного азота детонационные свойства нитроэфиров крахмала усиливаются.
Для получения гексанитрокрахмала 1 г сухого крахмала при постоянном помешивании и охлаждении до 20-25°С по частям растворяют в 10 г. концентрированной азотной кисло-ты (d > 1,5). Гомогенный раствор оставляют на сутки, контролируя температуру реакционной массы, которая не должна превышать комнатную. Затем прореагировавшую нитросмесь осторожно вливают в течение 15 минут в 30 г серной кислоты (98%). Через полчаса выпавший белый осадок отфильтровывают, промывают содовым раствором, водой и сушат. Получают нитрокрахмал с содержанием азота — 13,5%.
В империалистическую такой нитрокрахмал подобно пироксилину широко применялся в виде прессованных шашек, а также для снаряжения американских гранат и снарядов.
Обычно, с этой целью использовали высокобризантную смесь, содержащую 50% нитрокрахмала (13% N), 47,5% нитрата натрия и 1% карбоната натрия. Её пропитывали минеральным маслом (1,5%). Скорость детонации такого ВВ достигает 4,2 км/с (сост. 326).
Нитрокрахмал входит в состав некоторых аммоналов (сост. 327), где его содержание не превышает 15-20%. Скорость распространения ударной волны таких составов лежит в тех же пределах (4,15 км/с), но они отличаются повышенной фугасностью.
На сегодняшний день нитрокрахмал средней степени нитрации широко применяется для производства бездымных порохов. Так, получение наиболее удачного для этой цели тетранитрокрахмала сводится к следующему.
* К 10 г раствора крахмала в азотной кислоте приливают для осаждения 50 г отработанной нитрующей смеси, напри-- мер, от производства нитроцеллюлозы. Чаще проводят /!\ нитрование крахмала смесью концентрированной азотной и , фосфорной кислот (1:4).
Немалую угрозу для жизни соседей может представлять обычный сахар, особенно после обработки его нитрующей смесью. Так, нитросахароза (tnjl~ 28°С) и нитромальтоза (tnjl ~ 163°С) - мощные взрывчатые вещества, чувствительные к удару, с температурой воспламенения около 135°С.
Пентанитроглюкоза C6H7O(ONO2)5 плавится при температуре 10°С, а детонирует около 140°С, хотя её взрывные показатели посредственные.
При обработке порошкообразной канифоли концентрированной азотной кислотой (d = 1,5) на водяной бане образуется твёрдое легко детонирующее вещество нитрезин, которое ещё в 1886 г. Шульце предложил для изготовления специальных пироксилиновых охотничьих порохов.
Глава 6. Ароматические громовержцы 6.1. (В плену опасны^ заблуждений
(1 Гет худа без добра», - решили П. Вульф (1771) и Гаусман L (1788), когда установили, что при обработке синего красителя индиго азотной кислотой образуется жёлтая краска - пикриновая кислота.
Своему названию эта кислота обязана французскому хими-ку Жану Батисту Дюма (1800-1884), член-корреспонденту Петербургской АН (исторических романов, к сожалению, он не писал).
Её изучением в разное время занимались известные химики Бельтер (1799), М. Шеврель (1809), Ю. Либих (1827), Ж. Дюма (1836), О. Лоран (1841), К.Ю. Фрицше (1858). С 1849 г. пикриновую кислоту уже широко используют как промышленный краситель. И только в 1885 г. благодаря исследованиям Г. Шпренгеля было запатентовано её применение в качестве мощного взрывчатого вещества.
, —। << Хорошо, что за целое столетие не нашлось шутника, поло-'----' || жившего бы детонатор в карман такой крашеной рубашки.
Для получения пикриновой кислоты не обязательно портить дорогой индиговый краситель. Ещё в 1841 г. О. Лоран подумал также и разработал синтез прямого нитрования фенола.
Члены кружка «Юный химик» для производства пикриновой кислоты обычно используют сульфофенольный метод.
Расплавленный фенол (tru 43°С) смешивают с двойным объё-< ~д мом концентрированной серной кислоты. При температуре Л. 95°С и работающей мешалке реакционную массу выдержива-4*.Л ют 4 часа. Затем вдвое разбавляют водой и дробно прилива-л. ют равный объём азотной кислоты (жидкость не должна вскипать). Сформировавшуюся пикриновую кислоту отфильтровывают, тщательно промывают холодной/ водой, сушат. При желании кристаллизуют из горячей воды, в которой заодно можно покрасить свою рубашку.
^Пикриновая кислота (2,4,6 - тринитрофенол, мелинит, лиддит, шимозе, шимозид, пикринит) - лимонно-жёлтые пластинчатые кристаллы, горькие на вкус: tn., 122-122,5°С, tpa3, ~ 200°С. Плохо растворяется в холодной воде (1,22%, то есть, 1:166 при 5°С), хорошо -в горячей (1:20), этаноле (4,91%), эфире (1,43%), растворимо в ацетоне, бензоле, уксусной кислоте,
дихлорэтане. Легендарное ВВ, детонирует от сильного удара или капсюля. С некоторыми металлами образует соли, склонные к самодетона-ции. Аналитический реагент.
Кристаллы пикриновой кислоты взрываются лишь при сильном ударе на наковальне или резком нагревании выше 300°С, например,
ОН O2N^1x-NO2
no2
их нельзя бросать на раскалённую печку. На открытом воздухе при локальном поджигании вещество спокойно горит ярким пламенем. Чувствительность плавленой массы значительно ниже, она не детонирует в момент выстрела снаряда, в связи, с чем в своё время была важнейшим ВВ военного назначения.
Для детонации порошкообразной пикриновой кислоты достаточно импульса от капсюля с 1,5 г гремучей ртути, а для взрыва прессованного продукта понадобится усилить детонатор как минимум вдвое (3 г) и использовать его только в жесткой оболочке.
Первые попытки флегматизировать («успокоить») пикриновую кислоту для артиллерийского применения были связаны с пропитыванием её 3-5% раствором коллодия в спирто-эфире.
В 1886 г. на закрытых военных стрельбах во Франции Тюрпен впервые продемонстрировал разрывные снаряды, начинённые взрыв-
чатым веществом мелинитом, как оказалось впоследствии - плав-
леной пикриновой кислотой («те1е» - мёд).
Такие снаряды успешно применялись во многих странах мира для стрельбы из орудий с начальной скоростью полёта до 600 м/с. Для их детонации использовались промежуточные «запальные» патроны из сухого пироксилина или
динамита.
Англичане впервые применили пикриновую кислоту под названием «лиддит» в африканской войне с бурами в 1899 г. против защитников «Оранжевого свободного государства», а чуть позже (1900-1902) в Трансваале.
На вооружении японской армии пикриновая кислота была известна как «шимозе» или «шимозид», а в русской - «пикриии г»
Секретная германская технология приготовления мелинита предусматривала осторожное плавление пикриновой кислоты (130-140°С) на масляной бане и разлив её в пустотелые снаряды под давлением углекислоты.
Позже, для упрощения технологии производства и снижения температуры плавления, к пикриновой кислоте стали добавлять низкоплавкие ароматические нитропроизводные: динитрофенол (DD 60/40, сост. 328; MDPC, сост. 329), динитронафталин (MDN, сост. 330), мононитронафталин (MMN, сост. 331), тринитрокрезол (крезилит №2, сост. 332), тринитротолуол (МТТС, сост. 333), ксилил (МТХ, сост. 338) и др. (табл. 19).
В своё время также активно применялась жидкая взрывчатая смесь пикриновой и азотной кислот на кизельгуровом наполнителе (оксонит, сост. 359), не уступающая по силе взрыва многим динамитам.
Пикриновую кислоту можно использовать для идентификации сильнодействующих растительных веществ алкалоидов, в том числе наркотических групп. Насыщенный
раствор пикриновои тропимы? мелкокрис (комплексы с перен щими в структуре т| алкалоидам. Таблица 19. В В на основе а кислоты образует характерные нерас-таллические осадки оранжевого цвета осом заряда) с веществами, содержа-эетичный азот, в том числе присущий рематических нитронроазводных
X. № % X. 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337
DD 60/40 MDPC MDN MMN Крезилит №2 МГТС П. Дезиньоля ружейный П. Дезиньоля пушечный П. Брюжера П. зелёный
Калия нитрат 65 74,4 46 56,8
Калия пикрат 28,6 16,4
Аммония пикрат 54 43,2
Тринитрокрезол 10 60 10
Пикриновая кислота 60 55 80 70 40 55
Динитрофенол 40 35
Тринитротолуол 35
Мопонитронафталин 30
Динитронафталин 20
Уголь древесный 6,4 9.2
Таблица 19. Продолжение
X. № 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348
% мтх П. Фонтена Айригел Макарнт белы. Три-Тринал герм. Состав Фавье №3 Пласт нт U
Калия хлорат 50
Калия перхлорат 56
Калия пикрат 50
Натрия нитрат 75
Свинца нитрат 71.9
Динитробензол 32
Ксилил 10
Тетрил 50 3
Гексоген 20 77 91
Гексаиитродпфеииламин 35
Пикриновая кислота 55
Тринитротолуол 35 60 50 65 28.1 66 4
Динитротолуол 10
Монони! ротолуол 5
Мононитронафталин 25
Динитронафталин 12
ТпчиитгмлиоАти пин • г 34
1-11 про цел л юло за 1
Алюминиевая пудра 20
Пол «изобутилен 2,3
Диокз илсебаиинат 3,3
Технол. добавки 1,4
Давно установлено, что при контакте пикриновой кислоты со многими металлами и их солями, особенно во влажной среде, она приобретает очень взрывоопасные свойства. При этом некоторые образующиеся её соли склонны к самодетонации! Это неоднократно служило причиной спонтанных взрывов артиллерийских складов. По технологии пикриновую кислоту изолируют от металлических стенок снарядов специальными лаками. Однако столь опасное свойство сильно ограничило применение пикриновой кислоты в военных целях.
Спокойнее ведут себя калийная и аммонийная соль пикриновой кислоты.
* Для получения пикрата калия СбНг^ОгДОК в крутой ки-пяток при помешивании всыпают смесь равных частей пик
риновой кислоты и поташа (карбоната калия). Кипяток сли-/1\ вают с образовавшегося осадка. Светло-жёлтый порошок отфильтровывают, промывают водой, сушат.
Его используют в запрессованном виде (d = 0,5) для сигнальных свистков и сирен, поскольку в присутствии окислителей он сгорает с характерным свистом. Осторожно, продукт очень чувствителен к механическим воздействиям и взрывается от удара.
Уравнение взрывного разложения пикрата калия имеет вид: 16C6H2(NO2)3OK-> 4KCN + 6K2CO3+21CC>2+ 52СО + 22N,+ 6СН4+4Н2+7С
Vo = 550 л/кг, t = 2780°С, f = 6352 кг/см2, Г =332 т/м
Предметы в эпицентре взрыва желательно не облизывать, даже если там остался Ваш недоеденный завтрак, так как при детонации пикрата образуется цианистый калий.
Пикрат аммония относится.к категории безопасных, но в то же время взрывчатых веществ. Такую снисходительную характеристику он получил благодаря ряду полезных свойств. В отличие от пикриновой кислоты он не реагирует с металлами с образованием взрывоопасных солей, не чувствителен к механическому воздействию и имеет более высокую температуру воспламенения. Кроме того, объём выделяемых газов при его разложении значительно выше, а скорость детонации ниже, что позволило в своё время активно использовать его в пороховых композициях.
^Пикрат аммония C6H2(NO2)3ONH4 (пиконитрат аммония, карбазоа-том, Explosive D) - жёлто-оранжевые призмы из воды или светло-В жёлтые ромбы из этанола; технический продукт может иметь зеленова-тую окраску; d = 1,719. Получают аналогично пикрату калия, растворяя пикриновую кислоту в горячем водном растворе аммиака или хлористого аммония. Не детонирует от удара, медленно сгорает коптящим пламенем при поджигании. При быстром нагревании выше 423°С взрывается. В сочетании с окислителями образует эффективные взрывчатые смеси. Применяю! для приготовлении пикратных порохов и пиротехнических имитационных («свистящих») составов.
Детонация пикрата аммония протекает по уравнению: 2C6H2(NO2)3ONH4 -> 2СО2 + Н2О + 1 ICO + 5Н, + 4N2 Оно близко описывает процесс, однако на практике реакция сопровождается выделением углеродистого остатка в виде сажи и объём взрывных газов не дотягивает до теоретического уровня 998 л/кг.
Пикраты тяжёлых металлов более склонны к детонации и многие из них легко детонируют при механическом воздействии.
В Пикрат свинца Pb[OC6H2(NO2)3]2-H2O - жёлтые игольчатые кристаллы (d = 2,831). Температура плавления безводного продукта 130°С. Плохо растворим в воде (0,88% при 15°С). Взрывается при нагревании выше точки плавления, ударе и даже небольшом трении.
Взрывное разложение всех ароматических нитропроизводных протекает с кислородным дефицитом, поэтому введение в состав таких ВВ сильных окислителей повышает их показатели. Пикриновая кислота не является исключением.
Уравнение детонации смеси пикрата аммония и калийной селитры (43,2:56,8), рассчитанное на полное горение имеет вид: 5C6H2(NO2)3ONH4 + I6KNO3 —> 22СО2 + 15Н2О + 8К2СО3+ 18N, t = 3217°С, f = 5700 кг/см2, Р = 432 т/м
При взаимодействии горячих растворов пикрата аммония и цианистого калия образуется красящее вещество пурпурно-красного цвета - «изопурпурат калия», детонирующее при ударе.
В составе некоторых ВВ применяется пикрат гуанидина.
История применения пикриновых солей в баллистике началась ещё с конца 60-х годов XIX в., когда во Франции был предложен пикриновый порох Дезиньоля. Его приготовляли в Буше из смеси пикрата калия, угля и селитры, причём, отдельно в ружейном (сост. 334) и пушечном варианте (сост. 335).
Вскоре этот взрывчатый продукт уступил место более мощному пороху Брюжера (сост. 336), состоящему из пикрата аммония и калийной селитры (54:46), приблизительно отвечая соотношению C6H2(NO2)3ONH4 : 2KNO3.
Модернизацией этого состава в сторону увеличения содержания селитры был разработан так называемый «зелёный порох». Простота его приготовления и хорошие результаты первых стрельб побудили французское правительство с 1881 г. начать перевооружение своих войск.
Такое интересное название он получил из-за окраски технического пикрата аммония. В зависимости от назначения, соотношение его компонентов могло изменяться (сост. 337). Он отличался высокой механической устойчивостью и отличными метательными свойствами.
По внешнему виду он представлял зёрна зелёного цвета приблизительно вдвое крупнее, чем у дымного пороха, очень плотные и прочные, удельным весом 1,85. Этот порох относится к категории малодымных, а продукты его горения практически не токсичны.
К 1884 г. французская артиллерия приступила к переоснащению новым метательным составом полевых пушек, но опоздала: Вьель в центральной парижской пороховой лаборатории предложил более прогрессивный пироксилиновый порох.
Вместе с тем, взрывчатые вещества на основе пикратов длительное время широко применялись для разрывного действия.
Так, порох Фонтена (сост. 339), состоящий из пикрата калия и бертолетовой соли (1:1), использовался для снаряжения авиабомб.
Пикриново-аммиачный порох П. М. Чельцова «громобой» (сост. 218, табл. 13) [CeH2(NO2)3ONH4 : 8NH4NO3] нашёл применение в России для начинки подводных мин и разрывных снарядов.
Таким образом, пикриновая кислота и многие её соли обладают выдающимися взрывными качествами, однако в силу высокой ме
ханической чувствительности и способности реагировать с металлами при хранении с образованием легко детонирующих веществ, в настоящее время с этой целью используются ограничено.
Зато пикраты нашли достойное применение в современной технологии смесевых видов твёрдого ракетного топлива, например, композиция пикрата аммония с нитратом натрия (1:1, сост. 1682, табл. 83), пластифицированная минеральным маслом и сцементированная фенолформальдегидной смолой (NDRC-480).
Кроме того, пикраты широко применяются в мирной пиротехнике для имитации звуковых сигналов, в частности, звука падающей авиабомбы.
Остальные изомерные тринитрофенолы - высокобризантные ВВ, но из-за низкой химической доступности представляют мень-
ший интерес.
J/7-Тринитрофенол (2,4,5-трннитрофеиол) - жёлтые иглы, 1пл 96°С, хорошо растворим в этаноле, эфире, горячем бензоле; трудно растворим в воде. 0 Детонирует 01 \дара или капсюля.
у-Трннитрофенол (2,3,6-триннтрофенол) - жёлтые иглы, tn„ 117-118°С, растворим в бензоле, ацетоне, этаноле, дихлорэтане, эфире; трудно растворим в воде. Взрывается при резком нагревании выше 270°С или от детонатора.
ОН
1^NO2
O2N"j
no2 он
При осуществлении реакции нитрования фенола в более жёст
ких условиях удалось осуществить синтез его тетранитропроизводных, в числе которых преобладает 2,3,4,6-изомер. Это опасное вещество по силе бризантного действия значительно превосходит тро
В
тил и пикриновую кислоту.
''/2,3,4,6-Тетраннтрофенол - жёлтые иглы из хлороформа; хорошо растворим в воде, трудно в бензине и лигроине; 1рам 140°С, при дальнейшем нагревании взрывается. Практического применения для изготовления ВВ не находит ввиду высокой механической чувствительности и опасности производства.
ОН
no2
Использование в реакции нитрования вместо фенола его метилированного аналога анизола, позволило создать мощные ВВ, не склонные к солеобразованию с выделением самодетонирующих веществ в отличие от пикриновой кислоты.
Наиболее перспективным продуктом в этом ряду оказался ме-тилпикрат. По сравнению с пикриновой кислотой он менее чувствителен к удару. Скорость его детонации равна 7,5 км/с. По силе взрыва метилпикрат превосходит тротил. Он безопасен в хранении
и не образует с металлами взрывоопасных солей.
^2,4,6-Тринитроанизол (метилпикрат) бесцветные или бледно-жёлтые
В
многогранные пластинки из этанола: d = 1,408; tnjl 68,4°С; растворим в эфире и этаноле; не растворим в воде. Получают нитрованием динитроанизола, который образуется при обработке 2,3-дииитрохлор-бензола метанолом в щелочной среде. Мощное ВВ. Употребляется в качестве инициирующего ВВ, а
также для изготовления бризантных зарядов.
Пикраминовая кислота попала в список грозных ВВ благодаря Тюрпену. Она была случайно получена Вёлером (1828) действи
ем железного купороса на пикриновую кислоту в присутствии избытка извести. Берцелиус даже предложил для неё замысловатое название «гематин азотной кислоты». Жирар разработал (1853) спо
соб её синтеза восстановлением пикриновой кислоты сероводоро-
дом
г
в аммиачной среде.
^Пикраминовая кислота (4,6-дииитро-2-амннофенол) - представляет
собой красно-коричневые многогранники из хлороформа с tnjl 169°С (145°С), tK„ 205°С. Плохо растворима в воде (0,14%); растворима в спирте, бензоле, уксусной кислоте и хлороформе. При нагревании и механическом воздействии взрывается. В промышленности получакл восстановлением пикриновой ки-
ОН
NO2
слоты гидросульфидом натрия, с послед} ющим разложением пикрамииата азотной кислотой. Применяется в синтезе азакрасителей. Обладает мощным бризантным действием. Ограниченно используется для производства ВВ.
J2,4-Динитро-6-бутилфенол (DNBP) - жёлтый кристаллический порошок, не растворимый в воде, растворимый в обычных органических растворителях. Применялся американцами во Вьетнаме в качестве гербицида сжигающего действия. Взрывается от капсюля-детонатора.
Н9
ОН
о,
NO2
Из 6 изомерных незамещённых динитрофенолов практическое применение в производстве взрывчатых веществ нашёл только наиболее доступный 2,4-динитрофенол. Самостоятельно он не используется ввиду невысоких детонационных характеристик. Однако этот продукт входит в состав некоторых боевых ВВ: «DD60/40» (сост. 328), «MDPC» (сост. 329), пик применения которых пришёлся ещё на первую мировую войну.
В
J2,4-динитрофенол (DNP), жёлтые кристаллы которого плавятся при 114-115°С. Продукт плохо растворяется в воде (0,56%), хорошо в спирте, ацетоне, эфире, бензоле и галогеноводородах. Взрывается от действия детонатора и при резком нагревании. Взрывные характеристики посредственные. Его серебряная и свинцовая соль детонирую! от удара. Гербицид сжигаюшего действия.
JОстальные незамещённые динитрофенолы - жёлтые кристаллические вещества, растворимые в этаноле, эфире, хлороформе и бензоле; трудно растворимые в воде; d = 1,672-1,702; tH1 2,3-динитрофенола 144°С, 2,5-динитрофенола 108°С, 2,6-динитрофенола 63°С и 3,5-динитрофенола 134°С. Детонируют от капсюля и резкого нагревания. Самостоятельно в качестве ВВ не применяются.
Способностью детонировать также обладают некоторые мононитропроизводные фенола. Их можно взорвать с помощью сильно
го детонатора или резкого нагревания, однако бризантное действие
таких веществ оставляет желать лучшего.
г
J2,6-Дихлор-4-нитрофенол - жёлтые пластинки из этанола; d = 1,822; tpaM 125°С; при резком нагревании или действии капсюля взрывается; растворим в этаноле, эфире, хлороформе и бензоле; не растворим в воде. Взрывные характеристики посредственные. Военного и промышленного применения не находит.
ОН
NO2
Взрывчатые свойства нитропроизводных крезола мало отличаются от соответствующих фенолятов и пикратов. Наиболее грозный из них крезилит неплохо зарекомендовал себя ещё в первую мировую войну. Он входит в состав некоторых ВВ военного назначения: МТТС (сост. 333), MDPC (сост. 329) и крезилит №2 (сост. 332).
Высокую чувствительность этого вещества к удару удалось значительно уменьшить, переводя его в аммиачную соль. Этот взрывчатый продукт под названием «экразид» впервые применила Австро-Венгрия. Сила взрыва этого вещества даже превосходит динамит №1.
г
а
^2,4,6-Тринитро-/<-крезол (крезилит, крезилат) -представляет собой жёлтые игольчатые кристаллы, плавящиеся при 150°С. Легко растворим в этаноле и эфире. Растворимость в воде 0,22% при комнатной температуре. Детонирует при уларе.
^Крезилат аммония (экразид) представляет собой аммиачную соль 2,4,6-тринитро-.н-крезола. Он более безопасен в обращении. Его синтез аналогичен получению пикратов. Патроны и шашки с этим веществом, приготовленные сильным прессованием, не детонируют от удара и даже ружейной пули, а взрываются только от капсюля-детонатора.
J4,6-Динитро-о-крезол (DNC, DNOC, DOK, 2-метил-4,6-динитрофенол) - жёлтый кристаллический продукт; tnjl 85°С; практически не растворим в воде (0,03%); растворим в ацетоне, спирте, эфире. Детонирует от капсюля. Самостоятельного применения в качестве ВВ не находит. Применялся во Вьетнаме в качестве фнтояда.
ОН
NO,
Известны взрывчатые нитропроизводные на основе полифенолов. Получаются они аналогично пикриновой кислоте и не уступают ей по действию. Некоторые соли этих веществ очень чувствительны
к механическому воздействию и относятся к категории инициирующих ВВ.
Наиболее важным в этом ряду является знаменитый тенерес -свинцовая соль стифниновой кислоты.
Главный компонент для синтеза тенереса - резорцин. Этот двухатомный фенол широко применяется в медицине. Его сульфируют, нитруют и переводят сначала в натриевую соль стифниновой кислоты, а затем в свинцовую.
К 10 г концентрированной серной кислоты при перемешивании дробно присыпают 1 г резорцина, постепенно поднимая температуру до 70-80°С. Реакционную массу доводят до гомогенного состояния и выдерживают при температуре 80°С в течение часа. Полученный раствор сульфорезорцина охлаждают до ~40°С.
К тёплому раствору сульфорезорцина медленно прикапывают 2 мл 80% азотной кислоты так, чтобы температура смеси не превышала 50°С. Дают выдержку 10 минут при помешивании и прикапывают ещё 2 мл 80% азотной 7 •7 «У» Ч УТ»-»-» 7. 7 »-»/» УТ 7 * f ! *-14 Т 7 7-7-Т У» Ч * »/» У» »-> УТ 744 1 »-»/» /-Г 7*Ч<Ч7У»777»У»ч'» У> У> а 7 - а У»
nUV/TVHIM //IC4/X, '17/70007 « t « V. 1 111 / I I yp (Л C- (Л /X 1I U СУ f I ! I СУ ll .UUCUOI /Л К _
ходилось в пределах 60-70°C. В этом режиме выдерживают раствор около часа. Происходит выделение жёлтых кристаллов 2,4,6-тринитрорезорцина, которые вспучивают
реакционную среду. Массу охлаждают до комнатной температуры и выливают реакционную смесь в холодную воду (1:5). Выпавшие кристаллы отфильтровывают и промывают водой.
Полученный тринитрорезорцин заливают 50 мл горячей воды и тщательно перемешивают. В образовавшуюся суспензию вливают раствор бикарбоната натрия, в таком количестве, чтобы после растворения осадка установилась слабо щелочная реакция среды. Во избежание образования в последующей стадии основных солей полученный раствор стифната натрия подкисляют несколькими каплями уксусной кислоты.
10-15% раствор нитрата свинца приливают при помешивании , к раствору стифната натрия, нагретому до 70-75°С. По-L rb J еле остывания смеси выпавший жёлтый осадок тенереса отфильтровывают, промывают водой и сушат.
Чуть не забыл. Имейте в виду, что в сухом виде это вещество легко электризуется, а чувствительность его такова, что тенерес запросто детонирует даже от искорки статического электричества! Поэтому в его производстве на последней стадии применяют только токопроводящую посуду (чаще металлическую), заземляют оборудование и даже персонал.
г
г
^2,4,6-Тринитрорезорцин (стифниновая кислота) - ОН
жёлтые гексагональные призмы из ацетона; d = I -NO-»
1,829; tnjl 178-180°C (184°C); трудно растворим в во- “ ~
де (0,6%) и эфире; растворим в этаноле. Хорошо растворим в ацетоне. Детонирует при ударе. По де- NO->
тонационным характеристикам превосходит пикри-
новую кислоту. Образует очень чувствительные взрывоопасные соли с тяжёлыми металлами.
Стифнат свинца (тенерес, ТНРС, 2,4,6-тринитрорезорцинат свинца) -золотисто-жёлтые или красные кристаллы, темнею-
щие па солнечном свете, d = 3,8 (3,09); tBCn240- °
250°С. Не растворим в воде (О,О9%20) и органических 7 Л / растворителях. Растворим в концентрированном X)
растворе ацетата аммония. Не гигроскопичен. Не NCS
реагирует с металлами, химически устойчив. Разла-
гается под дейсгвием света и минеральных кислот. Выше 100°С теряет кристаллизационную воду без разложения. Инициирующее ВВ.
Стифнат свинца почти в два раза менее восприимчив к удару, чем аналогичный азид, хотя он более чувствителен к лучу огня. По чувствительности к трению он занимает промежуточное положение между азидом свинца и гремучей ртутью.
Скорость его детонации 5,2 км/с, а бризантность - 30 г дроблёного песка при стандартных условиях взрыва. В малом количестве без оболочки стифнат свинца даже можно поджечь. Он очень энергично сгорает со скоростью 25-30 см/с, однако изготавливать из него бикфордов шнур пока никто не решился.
Стифнат свинца применяется в качестве первичного ВВ для капсюлей-детонаторов и капсюлей воспламенителей. Он используется как в чистом виде (например, для снаряжения пиропатронов некоторых типов или вместо гремучей ртути), так и в смеси с азидом свинца (сост. 797, табл. 40) для улучшения его воспламенительных качеств.
В
г
^2,4-Диннтрорезорцин - жёлтые листообразные кристаллы: tn хорошо растворим в этаноле, эфире, горячем хлороформе: трудно растворим в воде (0,63°/о и 2,02%so). При действии HNO, (даже разбавленной) превращается в стифииповую кислоту. Взрывается при ударе и резком нагревании. Образует взрывоопасную свинцовую соль. Используется в производстве бризантных веществ. Инициирующее ВВ для капсюлей-
147-148°С;
ОН
nu2
детонат оров и капсюлей-воспламенителей..
^4,6-Дииитрорезорцин - светло-желтые кристаллы; tn, 213,7°С: d = 1,78. Практически не растворим в воде (0,008%25 и О,I%96), легко растворяется
в большинстве обычных органических растворителей. Детонирует от удара, при быстром нагревании на открытом воздухе воспламеняется (чаще со взрывом). Образует легко детонирующую при механическом воздействии свинцовую соль. Получают в виде сопутствующего продукта при синтезе 2.4-динитроизомера.
ОН
Как первичное ВВ применяют свинцовую соль без разделения изомеров. ^Трпнитрофлороглюцин получается действием нитрующей смеси на
трсхато.мный фенол флороглюцин (1,3,5-триоксибен-зол). Представляет собой жёлтые кристаллы, взрывающиеся при температуре 158°С. Образует особовзрывчатые соли с тяжёлыми металлами. Ограниченно применяется в качестве инициирующего ВВ.
Описанные нитрофенолы дают фиолетовое окрашивание с солями железа, проявляют кислые свойства, образуют взрывоопасные соли с контактирующими металлами при хранении, особенно при повышенной влажности.
И. что особенно важно, эти ВВ обладают противомикробным, противогрибковым, а также дубящим действием, поэтому в полевых условиях их можно использовать для обработки мелких ссадин и дезинфекции обуви. При отравлении этими веществами полезно употреблять молоко.
6.2. Сомнительная репутация
Cjj ля его репутации было бы лучше, если бы его не изобрели. Но всё произошло с точностью до наоборот. В 1863 г. И. Вильб-рандт первым получил 2,4,6-тринитротолуол. Без сомнения, его техническое название «тротил» стало символом и эквивалентом
взрывчатых веществ. Все 6 его изомеров оказались высокобризант-
ными соединениями.
В
г
^2,4,6-трнннтротолуол (тротил, тол, толил, ТНТ, триннт, ннтротол), так называемый «а» или «симметричный» изомер, представляет собой ромбические из этанола или .моноклинные кристаллы; р(, •
1ПЛ 80,8°С; 1ВОСПЛ 240°С; d = 1,663; практически не рас- S 3
творим в воде (0,02%и и 0,15%100); растворим в эта- 2
ноле (1,99%32 н 18,6%74), эфире (3,33%20), ацетоне и бензоле. Мощное ВВ, химически стойкое и безопас-
ное в обращении. Взрывается от детонатора.
^Присутствующие в техническом тротиле минорные изомеры представляют собой;
^2,3,4-тринптротолуол (0-изомер) - триклинные кристаллы из этанола или призмы из ацетона; tnjl 112°С; tBOcnq 300°С;
^2,4,5-тринптротолуол (у-изомер) - жёлтые ромбические пластиики из ацетона; tn,3 104°С; tBOCml 290°С.
^Оба изомера имеют относительную плотность 1,620, не растворимы в воде, трудно растворимы в этаноле, хорошо растворимы в эфире и по взрывным параметрам мало отличаются от 2,4;в-тринитротолуола.
/Остальные 3 изомера тринитротолуола, несмотря на высокие детонационные качества, в производстве ВВ не применяются в связи с их трудоёмким синтезом и выделением.
Тротил выпускается в кристаллическом, чешуйчатом и гранулированном виде. В своё время в зависимости от степени чистоты его различали по сортам; «D» (tnjl > 80,6°С) для усиленных капсюлей-детонаторов, «О» (tnjl >79°С) для заливки снарядов, «М» (tnjl >78°С) для горных работ.
Для получения тротила понадо
бится толуол, концентрированная серная и азотная кислота.
К 84 г концентрированной серной кислоты (d = 1,84) прибавляют 26 г концентрированной азотной кислотыф! >1,5).
STOP к А
Затем 10 г приготовленной нитрующей смеси охлаждают А. до 0°С и дробно приливают к 10 г охлаждённого толуола (0-/ЛьА 5°С) на ледяной бане. Через 5 минут образовавшийся рас-л твор при перемешивании нагревают до 50°С, добавляют /!\ ещё 50 г нитрующей смеси и доводят температуру до 55°С. А Через 15 минут кислотный раствор с выделившейся жёлтокоричневой маслянистой жидкостью помещают на ледяную баню и охлаждают до 45°С, при этом маслянистый продукт (мононитротолуол,) опускается на дно колбы.
Кислотный раствор сливают, к маслянистому остатку приливают ещё 50 г оставшейся нитрующей смеси. Температуру поднимают до 83°С и выдерживают 30 минут. Раствор охлаждают до 60°С и выдерживают ещё полчаса. Кислоту сливают, оставляя тёмную маслянистую фракцию динитротолуола с примесью тро
тила.
Осторожно приливают 30 г концентрированной серной кислоты. Медленно нагревают массу до 8(ГС. Вносят 17 г концентрированной азотной и 13 г серной кислоты (лучше олеум). Повышают температуру до 104°С и выдерживают в течение 3-х часов. Затем температуру смеси снижают до 100°С и выдерживают ещё 30 минут. Масло отделяют от кислоты и тщательно промывают, перемешивая в кипящей воде. Охлаждение содержимого колбы при работающего мешалке, а также добавление холодной воды, способствует формировангио гранул тротила.
Из-за примесей, в основном асимметричных тринитротолуолов ((3- и у-), температура плавления технического тротила снижается до 75-77°С. Кроме того, примеси образуют с основным веществом низкоплавкие (эвтектические) смеси — так называемое «тротиловое масло».
Чистый тротил в физическом и химическом плане очень стойкое вещество, безопасное в обращении. В присутствии щелочей он окрашивается в красный цвет, а при нагревании с ними подвергается глубокой деструкции с выделением аммиака.
Его соли со щелочами (тротилаты) обладают высокой механи
ческой чувствительностью.
Осторожно! При длительном воздействии солнечного света тротил темнеет и становится более восприимчивым к уда-ру. Такой продукт окрашивает воду в красный цвет. Зато в воде без ущерба качеству он хранится десятки лет. Образцы, пролежавшие в воде с первой мировой войны, не изменили взрывчатых свойств.
Г равиметрическая плотность тротила 0,5-0,85, переплавленного продукта -1,55, монокристалла - 1,66. Его гигроскопичность менее 0,05%. Тротил малочувствителен к трению и механическим ударам, в том числе прострелу пулей. Для его подрыва предельный инициирующий заряд гремучей ртути составляет 0,26-
0,38 г, а азида свинца - 0,1 г. Восприимчивость плавленого и чешуйчатого тротила ниже, чем у порошкообразных прессованных образцов. Критический диаметр гранулированного тротила 8-10 мм. С повышением плотности его детонационная чувствительность
снижается, а взрывные характеристики улучшаются.
При относительной плотности тротила 1,55 (плавленый продукт) скорость детонации достигает до 6,7 км/с, а при 1,663 (монокристалл) - до 7,0 км/с. У чешуйчатых и гранулированных сортов этот показатель ниже (4,0-6,0 км/с). Энергия взрыва тринитротолуола 4220 кДж/кг вполне соответствует аммонитам (например, 6ЖВ). Давление его детонации проявляется на уровне нитроглицерина
20,5-21,0 ГПа. Несмотря на высокие бризантные характеристики (19 мм в тесте обжатия) фугасное действие тротила (работоспособность) в целом оставляет желать лучшего (285 мл в свинцовой бомбе). Взрывное разложение тротила протекает по уравнению:
2CH3C6H2(NO2)3 12СО + 2С + 5Н2+ 3N2
Vo = 750 л/кг, t = 3100°С, Q = 4330 кДж/кг при d = 1,6,
Q = 3570 кДж/кг при d = 1,0
Температура вспышки тротила при быстром нагреве 290-310°С. Температуру 215°С он выдерживает около 5 часов, а 225°С - 2,5 часа, при этом горит жёлтым коптящим пламенем не взрываясь.
Тротил находит применение для изготовления детонирующих шнуров, снаряжения снарядов, промежуточных детонаторов и капсюлей. Используют его как самостоятельно в виде прессованных или литых шашек, так и в смеси с другими ВВ. Отечественная буровая тротиловая шашка длиной 7 см и массой 75 г имеет диаметр 3 см, что соответствует размеру стандартного бура для горных пород.
Широко применяется тротил в гранулированном виде: грани-тол, гранулотол, гранатол, пелетол, нитропел. В том числе в смеси с алюминиевой пудрой (гранатол А, алюмотол и др.), которая повышает энтальпию их взрыва на 20-30% (до ~5300 кДж/кг). Эти водоустойчивые ВВ, как и суспензионно-смесевые типа «slurry» и акватолов используются для подводных взрывов.
Низкая температура плавления тротила позволяет использовать его для изготовления многочисленных бризантных композиций.
Для снаряжения торпед и капсюлей-детонаторов в своё время активно применялся легкоплавкий (65°С) сплав тротила с тетрилом (1:1, сост. 341).
Ещё во время первой мировой войны немецкие авиабомбы начинялись плавленой смесью тротила с гексанитродифениламином либо его аммонийной солью - ауранцией (65:35, сост. 342).
Известны многочисленные взрывчатые сплавы тротила с пикриновой кислотой, крезилитом и ксилилом (МТТС, МТХ и др., сост. 333, 338).
Составы с ТЭНом (пентолит) и гексогеном («состав В», «смеси ТГ», айригел) находят применение в качестве промышленных ВВ для дробления негабаритных кусков породы, сейсмической разведки и снаряжения кумулятивных зарядов.
В современном исполнении айригел представляет гранулированное ВВ, содержащее тротил, гексоген и алюминий (3:1:1, сост. 340).
Крупногранулированные тротиловые ВВ гранулотол и алюмо-тол применяются для обводнённых скважин, где могут неограниченно долго храниться без потери взрывчатых свойств. Перед «кусковым» и чешуйчатым тротилом они имеют множество преиму-
ществ: сыпучи в сухом и смоченном состоянии, не слеживаются, хорошо хранятся и, главное, удобны для механизированной заклад-
ки.
г
^Гранулотол - ВВ светло-жёлтого цвета; плотность гранул 1,48-1,54; диаметр сферических гранул 2-4 мм; плотность закладки около 1,0; температура плавления 76-78°С; температура вспышки 310°С; теплота взрыва 3650 кДж/кт. Мощное бризантное ВВ для открытых работ.
Для его приготовления предварительно расплавленный чешуйчатый тротил выливают в горячую воду и путём перемешивания разбивают на капли. Затем переливают грубую суспензию в холодную воду. Продукт быстро кристаллизуется, превращаясь в гранулы.
Установлено, что бризантное и особенно фугасное действие значительно повышается у водосодержащего гранулотола. Так, объём взрывных газов увеличивается с 750 л/кг до 1045 л/кг (!), работа взрыва с 3000 кДж/кг до 3600 кДж/кг, бризантность в стальном кольце с 24-26 мм до 32-34 мм, критический диаметр в стальной оболочке уменьшается с 10-15мм до 5-10 мм.
Алюмотол изготовляют, добавляя в расплавленный тротил алюминиевую пудру. Он выпускается в виде сферических гранул серого цвета диаметром 2-4 мм и плотностью 1,52-1,68. Температура его вспышки составляет 310-320°С. Введение в состав алюминия повышает теплоту взрыва до 4740 кДж/кг (особенно для водосодержащего алюмотола 4930 кДж/кг) и его «работоспособность» (4270-5080 кДж/кг). При этом объём выделяющихся газов даже несколько уменьшается (675-815 л/кг). Скорость детонации сухого алюмотола ниже, чем у гранулотола и зависит от содержания алюминия.
При плотной укладке гранул в шпур может входить до 30% воды. Предполагается, что алюминий в момент взрыва большую часть этой воды восстанавливает до водорода, а половину образующегося
угарного газа до свободного углерода. По крайней мере, коптит алюмотол при взрыве сильнее тротила. Скорость детонации водонаполненного алюмотола возрастаете 4,0 км/с до 5,5-6,0 км/с.
Известно, что при взрыве этих ВВ образуется большой объём окиси углерода, водорода и метана, способствующих вторичному воспламенению (кислородный баланс тротила - 74%). Поскольку при их детонации в водонаполненном состоянии содержание горючих газов уменьшается, такие ВВ применяют на открытых работах в обводнённых скважинах при подрыве крепких пород.
Мощность тринитротолуола значительно возрастает в смесях с окислителями, в качестве которых чаще всего применяются нитраты.
В своё время очень известным ВВ был бельгийский макарит (сост. 343), разработанный в 1899 г. для военного применения. Он представляет собой смесь тротила с нитратом свинца (28,1:71,9) и рассчитан на полное горение:
12CH3C6H2(NO2)3 + 21 Pb(NO3)2 -> 84СО2 + 30Н2О + 39N2 + 21 Pb
Близким составом и аналогичными взрывчатыми свойствами обладает итальянский пломбит (плюмбит), который в настоящее время также практически не применяется.
Взрывчатые композиции, содержащие тротил с аммиачной селитрой подробно описаны выше, в их числе: аматолы, аммониты, аммоналы, граммоналы, пермоналы, скалиниты, баэлиниты, перинки, донариты, балканиты, синтезиты и др. Такие ВВ обладают повышенной бризантностью и используются, прежде всего, для взрыва крепких пород.
Японские карлиты в качестве окислителя тротила содержат смесь аммиачной селитры с перхлоратом калия (сост. 240, табл. 14).
К счастью, тринитротолуол нашёл применение не только в качестве грозного ВВ, но и высоко эффективного твёрдого смесевого горючего для некоторых систем ракет, к примеру, американских «Rocket» (сост. 1683, табл. 83).
Тетранитротолуолы представлены 2,3,4,5- и 2,3,4,6-изомерами, которые получают действием азотистой кислоты на тринитротолуидины, суспензированные в азотной кислоте, либо обработкой
их персульфатом калия. Несмотря на выдающиеся взрывные характеристики тетранитротолуолы не нашли практического применения ввиду низкой химической устойчивости при хранении. Даже в лабораторных условиях их длительное нагревание с водой в течение суток приводит к разложению почти половины продукта.
Известны многочисленные взрывчатые динитроизомеры толуола. Эти вещества с близкими детонационными свойствами уступают тротилу по бризантным и фугасным качествам, однако всё же представляют грозную силу. Некоторые из них присутствуют в виде примеси в техническом тротиле.
Самостоятельно во взрывном деле применяется только 2,4-дин итротолуол, как наиболее химически доступный изомер. Бри
зантные композиции на его основе и сегодня широко применяются в горнодобывающей промышленности. В их числе: скальный толамит (сост. 144), польские аммониты №2 и №5 (сост. 206, 207),
мартннит (сост. 309) и даже некоторые виды пластита (сост. 347).
Иногда он применяется в смеси с мононитротолуолом: английский
юнижекс (сост. 243).
^'2,4-диннтротолуол жёлтый кристаллический продукт, гпл 70,5°С, tplHJ 300°С. Он плохо растворим в воде; растворим в спирте, эфире, бензоле; хорошо растворим в пиридине; взрывоопасен. Применяется для изготовления некоторых ВВ и как компонент баллиститных порохов.
^2,3-динитротолуол - жёлтые иглы из петролейного эфира,
(пл 63°С;
^2,5-дииитротолуол - жёлтые иглы из этанола, d = 1,282, tnjI 50-52°С;
^2,6-динитротолуол - ромбические иглы из этанола, d= 1,283,1пл 65°С;
^3,4-динитротолуол - жёлтые иглы из CS2, d = 1,259, tnjl 60°С;
S3,5-динитротолуол - многогранные иглы из воды, d = 1,28, tnjl 93°С.
Даже мононитротолуол, взрывчатые свойства которого в чистом виде не просматриваются, в смесях с концентрированной азотной кислотой представляет грозное оружие. На его основе разработано несколько жидких ВВ: гельгофит (сост. 360) и геллит (сост. 361).
При окислительном воздействии нитрующей смеси на толуол помимо тротила образуется не менее интересный сопутствующий
продукт - симметричная тринитробензойная кислота. Несмотря
на приличные детонационные качества, самостоятельно эта кислота не применяется, так как для её синтеза нужен тротил, перед которым
она не имеет существенных преимуществ.
г
*'2,4,6-Триннтробе1войная кислота (счгч.ч-тринитробензойная кислота) -жёлтые ромбические иглы из воды, t„., 221-223°С. Рас- СООН
творима в воде (2,05%), этаноле (26,6%), эфире q (14,7%). Отличается низкой механической чувстви- ~ тслыюстыо, при действии капсюля детонатора взры-вается. Самостоятельного промышленного примене- ГЧО->
ния в качестве ВВ не находит. Образуется в виде при-
меси при производстве тротила.
6.3. дьявольское зелье с запасом миндаля Cj тот грандиозный взрыв было слышно за сотни километров. Он длился 40 секунд, поднял в небо 207000 м3 породы и вызвал гигантскую морскую волну высотой 60 м.
Так взлетел на воздух скалистый подводный риф Флуд-Рок площадью 3,5 га. Взрыв открыл проход Хэлль-Гэт в Нью-Йоркский порт, сократив более чем на 12 часов выход в Атлантический океан. Подготовительные работы длились 16 лет. Длина подземных галерей составила 6,5 км. В буровые скважины общей протяжённостью 34 км было заложено 13286 зарядов нового взрывчатого вещества общей массой 128000 кг.
Руководил проектом инженер-генерал Ньютон (яблоко упало на его однофамильца). Это его 12-летняя дочка в 11 часов 13 минут замкнула роковой рубильник и более чем 5 млн. долларов взлетело на воздух: именно во столько обошлись налогоплательщикам эти взрывные работы.
Пожалуй, это был наиболее мощный взрыв XIX века: три подземных толчка прокатились под Нью-Йорком, но город чудом остался на прежнем месте.
Инженеры-исследователи Аббот и Ньютон использовали для взрыва только что запатентованный (1881) хлоратный порох рэка-рок, содержащий бертолетову соль и открытый накануне Байером (1874) нитробензол.
В
^Нитробензол - зеленовато-жёлтая токсичная жидкость с запа- NO2 хом горького миндаля; не растворим в воде (0,19%), хорошо /Ч» растворяется в органических растворителях; tnjl 6°С, tKHn 211°С, d20 = 1,2; к числу взрывчатых веществ не относится даже с натяжкой.
Этот ядовитый продукт с аппетитным запахом и видом ликёра «Амаретто» в смеси с концентрированной азотной кислотой почти сразу нашёл применение для изготовления знаменитого гельгофита -одного из жидких ВВ Шпренгеля:
C6H5NO2+ 5HNO3 -> 6СО2 + 5Н2О + 3N2
Помимо неплохих фугасных качеств этого кислого состава (при взрыве объём увеличивается в 600 раз), важным достоинством является лёгкость его приготовления из невзрывчатых веществ непосредственно на «рабочем месте».
С Чтобы приготовить такое ВВ, достаточно аккуратно смешать 1 мл нитробензола с 2 мл концентрированной азотной кислоты и этим составом пропитать древесные опилки или [ гЬ ] ветошь.
Нитробензол входит в состав некогда очень известной хлоратной взрывчатой смеси Прометей (О№3, сост. 49). В качестве активного желатинизатора он широко применялся для изготовления пи
роксилинового пороха Монрое индюрита, а также кинетита (сост. 325).
Этот нитроуглеводород и сегодня используется для пластификации ВВ и желатинизации бездымных порохов.
Другое дело динитропроизводные бензола: при действии детонатора они взрываются. Так, основной изомер в техническом динитробензоле - 1,3-дннитробензол входит в состав многих промышленных ВВ. Чаще всего он применяется с аммиачной селитрой, например, в германских робуритах (сост. 215, 216), шведских и английских беллитах (сост. 211, 212) и некоторых аммонитах (сост. 182). Также его используют как активный заменитель более дорогой камфоры в производстве пироксилиновых порохов и цел-
лулоида.
1,3-Динитро-4-хлорбензол в смеси с серой и аммиачной се-
литрой в своё время также широко использовался в производстве
одной из разновидностей взрывчатого робурита.
^1,3-Днннтробензол - желтоватые ромбические иглы или пластинки из этанола; tnq 90°С; tKlin 303°С. Растворим в этаноле (2,6%). эфире (6,7%), бензоле (34,7%); трудно растворим в воде (0,05%|3 и О,32%100). Вещество с невысокими
В
взрывчатыми свойствами; детонирует от сильного капсюля. Неотъемлемый компонент взрывчатых робуритов и беллитов.
*Ч,3-днннтро-4-хлорбензол имеет три кристаллических модификации, из которых доминирует стабильная a-форма: желтые ромбические кристаллы из эфира; tnjl 53,4°С; d22 = 1,697. Не растворим в воде; растворим в спирте и эфире. Техниче-ский динитрохлорбензол в основном состоит из описан-ного изомера и 1,3-дннитро-2-хлорбензола (tn, 87°С).
Продукт выдерживает нагревание до 315°С, однако мощно детонирует от гремучертутного капсюля. Входит в состав некоторых робуритов.
Изомерные тринитробензолы по детонационным характеристикам не уступают тротилу и пикриновой кислоте, часто превосходя их по силе бризантного действия. Однако более низкая химическая доступность и трудность разделения сопутствующих продуктов отодвинула эту потенциальную группу ВВ на дальний план.
Наиболее перспективный из них симметричный 1,3,5-тринитробензол, который обладает мощным детонирующим действием. Скорость его взрыва достигает 7,0 км/с, а по силе детонации
он превосходит пикриновую кислоту и многие известные ВВ. Однако его практическое применение мало рентабельно.
а
а
^1,3,5-Трпнитробензол (сильч-трнннтробензол) - желтоватые листовидные кристаллы из воды или ромбические пла-
стинки из бензола; d = 1,688; tnl 123°С; растворим в 2 2
бензоле (6,2%), этаноле (1,9%); трудно растворим в воде (0,04%); выше точки плавления образует 1,2,4-н 1,2,3-изомеры. Получают окислением тринитрото-
луола бихромато.м калия в растворе серной кислоты с последующим декарбоксилированием. Ввиду ограниченной химической доступности в промышленном производстве ВВ практически не используется.
^1,2,3-Трннитробензол (ряй-триннтробензол) - жёлто-зелёные призмы из этанола; %, 127,5°С; не растворим в воде. При действии капсюля-детонатора взрывается. В производстве ВВ почти не применяется из экономических соображений.
^1,2,4-Триннтробензол (иесильм-тринитробензол), d = 1,73. tnl 61 °C, растворим в этаноле (5,5%), эфире (7,1%), бензоле (14,1%), трудно растворим в воде. ВВ с мощным бризантным действием. Практически не используется.
^1,3,5-Трпнитро-2-хлорбензол («хлористый пикрил») -желтые многогранные призмы из этанола, d = 1,797, t,w 83°С, растворим в этаноле (4,48%). эфире (7,23%), трудно растворим в воде (0,018%). Взрывается от капсюля-детонатора. По взрывчатым свойствам не О2 уступает тротилу.
С 1,2,4-Тринитро-5-хлорбензол плавится при 116°С, рас- NO, творим в горячем этаноле и бензоле, не растворим в во- CK^U^-NO, де. Чувствителен к механическому воздействию. Взрывоопасен. В качестве ВВ практически не применяется.
^1,3,4,5-Тетраннтробензол - жёлтые кристаллы, tnjl 129-130°С. Получают действием азотистой кислоты на пикрамид в азотной кислоте. Продукт чувствителен к удару. Он активно реагируег со спиртом, ацетоном и эфиром, а в присутствии влаги разлагается до тринит-рофенола.
NO,
NO,
О2
no2
~no2
NO, NO,
^no,
'О,
успели химики синтезировать 1,3,4,5-тетранитробензол, а
Не пиротехники тут же попытались сделать из него супервзрывчатку. Им это уже почти удалось. Новый продукт по фугасному действию превосходил знаменитый тротил в 1,6 раза, имел вполне приличный вид... Но, к сожалению, на этом преимущества закончились. В присутствии влаги тетранитробензол быстро превращается в
более дешёвую пикриновую кислоту да ещё с выделением агрессивной азотистой кислоты.
6.4. Тбодол^дите. Это не всё
(] оворят: «Кашу маслом не испортишь», - это смотря каким. На-пример, ксилиловое масло для этих целей явно не подходит. И сейчас Вы узнаете почему.
Ещё в первую мировую войну в качестве высокоэффективных ВВ нашли применение нитроксилолы. Технология их получения мало отличалась от производства тротила, однако позволяла расширить арсенал военной взрывчатки и задействовать дополнительные сырьевые ресурсы.
Обычно, нитрованием технического ксилола получают взрывчатую смесь его тринитроизомеров. После отделения низкоплавкой эвтектической смеси (ксилилового масла) выделяют твёрдое вещество ксилил, в основном содержащее 2,4,6-тринитроксилол с примесью 2,3,5-изомера (до 20%). Такой технический продукт плавится при 165-170°С, что ограничивает его применение методом заливки. Для снижения температуры плавления к нему часто примешивают тротил либо мелинит.
При большом избытке нитрующей массы все стадии нитрования ксилола можно совместить в одну. В 14 г нитрующей смеси, состоящей из концентрированной серной и азотной кислот (3:1) растворяют 1 г м-ксилола. Реакционную массу нагревают до 140°С и выдерживают полчаса. Затем смесь охлаждают, разводят водой (1:5), выпавший осадок отфильтровывают, промывают содовым раствором и сушат. Чаще этот синтез проводят постадийно. К 5 мл м-ксилола (25°С) при постоянном перемешивании в течение часа приливают нитрующую смесь, состоящую из 7 г концентрированной азотной кислоты, 23 г концентрированной серной кислоты /fi и 5 мл воды так, чтобы к этому моменту температура реакционной массы была на уровне 40°С. Затем в течение ча-са температуру смеси повышают до 95°С и на этом уровне выдерживают один час. Нагревание прекращают, реакци
STOP
онную массу, остывшую до 50°С, осторожно (!) выливают в 200 мл воды. Выпавший желтоватый осадок технического динитроксилола отфильтровывают и сушат.
Далее к 2 г динитроксилола осторожно по частям и при помешивании приливают нитрующую смесь, состоящую из 3 г концен-трированной азотной и 13 г концентрированной серной кислоты так, чтобы под конец процедуры температура реакционной массы не превышала 70°С. Затем раствор в течение часа нагревают до 110°С и выдерживают при этой температуре ещё полчаса. Смесь охлаждают до комнатной температуры, разводят её водой (1:5), выпавший жёлтый осадок отфильтровывают и тщательно промывают водой, в том числе несколько раз горячей.
После этого конечный продукт отделяют от ксилилового масла, для чего добавляют к нему 2 г ксилола и 6 мл воды при работающей мешалке. Через полчаса кристаллы ксилила отфильтровывают и промывают холодной водой. Ксилил сушат при температуре 60-70°С.
Скорость детонации ксилила лежит в пределах 6,25-6,6 км/с (при плотности 1,40-1,58). По силе фугасного действия он в 1,25 раза слабее пикриновой кислоты и по взрывчатым характеристикам приближается к показателям тротила. Его чувствительность к удару даже больше, чем у тротила, зато восприимчивость к детонации чуть ниже. Ксилил легко воспламеняется от огня и устойчиво горит в малой массе без детонации.
Ксилиловое масло тоже не выбрасывают. Оно обладает взрывчатыми свойствами, хоть и более слабыми. А за счёт жидкого агрегатного состояния применяется в технологии некоторых взрывчатых композиций.
Входящий в его состав мононитроксилол в сочетании с мононитробензолом и азотной кислотой в своё время широко использовался для изготовления жидкого ВВ геллита (сост. 361).
В своё время ксилил активно использовался для изготовления взрывчатых веществ военного назначения, например, высокобри-зантой тройной смеси МТХ (мелинита 55%, тротила 35%, ксилила 10%, сост. 338).
Ксилил применяется для усиления бризантных свойств и детонационной чувствительности некоторых аммонитов, например, германского скального аммонита NX (ксилила 23%, аммиачной селитры 77%, сост. 217). Последний обладает внушительным взрывчатыми параметрами и мало чем отличается от знаменитого шней-дерита. Он также склонен к «перепрессовке» с вырождением бризантных свойств под высоким давлением, а по силе фугасного действия в 1,3 раза превосходит тетрил.
’'Ксилил (2,4,6-тринптроксилол) - бледно-жёлтое кристаллическое вещество (чаще призмы); d = 1,604; tnjl 182-183°С; tKn 330°С. Растворим в ацетоне, бензоле, толуоле, мононигроксилоле и азотной кислоте; плохо растворим в этаноле (0,04%) и эфире; не растворим в воде. Устойчив при обычных условиях хранения. Не взаимодействует с металлами. Взрывается от капсюля-детонатора.
’'2,3,5-Тринитроксилол - практически бесцветные иглы из этанола или пластинки из бензола; tnjl 139-140°С; tB3p 410°С; растворим в горячем этаноле; трудно растворим в воде и эфире. Детонирует от сильного удара, 410°С и действия капсюля.
’'Ксилиловое масло находит применение в качестве пластификатора некоторых видов пороха. В числе входящих в него продуктов.
J3,4-дннитроксилол - желтоватые иглы из этанола; tnjl 82°С; tBlp 413°С; легко растворим в эфире; растворим в хлороформе и бензоле; трудно растворим в этаноле и петролейном эфире; взрывается от детонатора или при резком нагревании выше 400°С;
’'3,5-диннтроксилол - жёлтые иглы из этанола; tnjl 75-76°С; tB3p 438°С; легко растворим в бензоле и хлороформе; растворим в ацетоне и этаноле; взрывчатое вещество средней силы.
Н3 сн3
NO-> О2 СН3 </СН3
no2
Полинитропроизводные триметилбензола (мезитилена и ге-мимеллитола) также обладают бризантным действием, хотя существенных преимуществ перед тротилом и ксилилом не имеют, а себе
стоимость их значительно выше.
4,5,6-Триннтрогемнмеллитол (4,5,6-трнннтро-1,2,3-трнметнлбензол) -
призматические кристаллы из этанола; tnn 209°С; не растворим в воде. Взрывается от капсюля-детонатора. На открытом пространстве горит коптящим пламенем. В промышленном производстве ВВ не применяется из-за низкой доступности.
✓ 2,4,6-Трннитромезитилен (2,4,6-тринитро-1,3,5-трнметнл бензол) триклинные иглы из этанола или призмы из ацетона; СН3
tnj, 230-232%’, трудно растворим в ацетоне, горячем O7XKxLx-NO2 этаноле и эфире; не растворим в воде. Выше 415°С 1
взрывается. Устойчив к механическим воздействиям. Н5с । СН3 Детонирует от капсюля. Ограниченно используется в NO2
качестве бризантного ВВ.
СН3
Другое дело искусственный мускус (амбровый или ксилоль-ный), применяемый в парфюмерии: и взрывчатые характеристики приличные и устойчивый аромат после взрыва.
S2,4,6-Тринитро-1,3-диметил-5-/ире/и-бутилбензол (мускус ксилоль-ный) - жёлтые кристаллы; tnl 113-114°С; растворим в эфире, этаноле (1%); не растворим в воде. Душистое вещество с запахом мускуса. Детонирует от капсюля. По бризантному действию не уступает тротил)'.
2,4,6-Трпнитро-З-шреот-бутилтолуол (мускус искусственный) - бесцветные иглы из этанола, желтеющие на свету; t,M 97°С; растворим в этаноле, эфире, бензоле, петролейпом эфире; не растворим в воде. Душистое вещество с запахом мускуса, применяется в парфюмерии. Взрывается
Н3с-^чГх-С(СН3)з no2 сн3
O2N^J4^-NO2
I с?(СН3)3
Ь1О2
от капсюля-детонатора.
Ароматические углеводороды с более длинными боковыми цепями обычно не используются для получения взрывчатых нитросоединений, так как азотная кислота окисляет алифатические фрагменты, снижая выход конечных продуктов. Кроме того, избыток углерода повышает кислородный дефицит реакции их разложения, и они сильно коптят.
6.5. Счастливчи^Мартенс
Собственно говоря, отпираться было бесполезно и пришлось взять ответственность за открытие на себя. А всё началось с того, что в 1887 г счастливчик К. Мартенс остался жив, после того как синтезировал и лично испытал мощное ВВ тетрил. Его получение отличается особой простотой, реакцию нитрования замещенного анилина облегчает аминный компонент. Поэтому нарабатывать
тетрил впрок я не рекомендую, даже, если Вас мучают приступы
панического страха по ночам.
0 5 мл N-диметилани-
лина, который применяют в фотографии, осторожно при
STOP к А
охлаждении растворяют в 8 мл концентрированной серной кислоты так, чтобы температура смеси не поднималась выше комнатной. Посте
пенно раствор нагревают до 50°С и выдерживают полчаса. При этом образуется сульфат диметиланилина. Качество продукта оценива
ют по отсутствию маслянистой плёнки при растворении нескольких капель реакционного раствора в 2-3 мл воды. В противном случае время реакции удлиняют.
Этот раствор в течение часа приливают при постоянном помешивании к 18 мл концентрированной азотной кислоты (d > 1,49), нагретой до 40°С. Это самая опасная стадия синтеза. Нельзя чтобы температура реакционной массы поднималась выше 60°С и опускалась ниже 40°С. В обоих случаях это может привести к резкому повышению температуры, особенно во втором, когда непрореагировавшие продукты успевают накапливаться. Спонтанное
г—т—1 неконтролируемое разогревание может привести к вспышке и даже взрыву реакционной массы! Во избежание этого необходимо тщательно контролировать температурный
режим реакции и не спешить сливать реагирующие компоненты.
Гомогенный раствор перемешивают ещё в течение получаса при температуре 57°С. Остывшую до комнатной температуры массу осторожно выливают в холодную воду (1:10). Выпавшие кристаллы тетрила отфильтровывают и промывают его 5% раствором бикарбоната натрия. Затем осторожно доводят до кипения с
водой. Промывку повторяют до отрицательной реакции индикаторной бумаги на кислоту.
Для повышения стабильности промышленный тетрил растворяют в хлороформе или дихлорэтане (1:2) при 55-бО°С и вливают его в делительную воронку. Туда же заливают равный объём горячей воды. Перемешивают их в течение 5 минут, дают отстояться и нижний водный слой сливают. Процедуру повторяют до тех пор, пока промывная среда не станет нейтральной. Горячий раствор л фильтруют, отгоняют или упаривают половину раствори-теля. Выпавшие при охлаждении кристаллы чистого тетрила отфильтровывают и сушат.
Это ВВ обладает замечательными свойствами. Оно эндотер-мично (молекулярная теплота образования -40,8 кал), а по силе взрыва и чувствительности превосходит тротил и пикриновую кислоту: Q = 4600 кДж/кг, Vo= 765 л/кг, скорость детонации 7,5 км/с (при d = 1,63). Продукт сравнительно легко прессуется до плотного состояния (d = 1,71 при 2000 кгс/см").
Тетрил нашёл применение в качестве бризантного ВВ для капсюлей, промежуточных детонаторов, детонирующих шнуров и снаряжения торпед. Для облегчения технологии чаще используется его сплав с тротилом (1:1, t„;, 65°С, сост. 341). Тетрил входит в состав многих усиленных аммонитов (сост. 185-187).
'''Тетрил (метил пикрил нитрамин, М-метил-М-2,4,6-тетра нитроанилин, 2,4,6-триннтрофеннлметилннтрамин) - белые многогранные кристаллы из этанола, желтеющие иа свету;
d = 1,73; 1пл 131-132°С; легко растворим в эфире и ацетоне (36,7%20); растворим в бензоле (1О,2%20), дихлорэтане и уксусной кислоте; трудно растворим в этаноле (0,422%) и метаноле; практически не растворим в воде (0,008%20). При 187°С разлагается со взрывом.
O,N\ /СН3
V O2N-^LxNO2
Жо,
В 1854 г. Пизани синтезировал мощное ВВ пикрамид, по силе взрыва превосходящее тротил. Этот продукт представлял собой 2,4,6-тринитроанилин и получался действием пятихлористого фосфора на пикриновую кислоту с последующей обработкой полученного хлорпроизводного твёрдым карбонатом аммония. Его современный синтез из анилина включает дополнительную стадию защиты аминогруппы от разрушения азотной кислотой путём сульфиро
вания либо ацилирования уксусным ангидридом с последующим гидролизом после нитрования.
В виде легкоплавкой смеси с тротилом пикрамид до недавнего времени широко использовался для начинки снарядов и авиабомб.
Остальные тринитроанилины проявляют незаурядные детонационные свойства и в качестве термостойких ВВ часто применяют-
В Е I прострелки нефтяных скважин. NH, ^Пикрамид (ТНА, 2,4,6-трнннтроанилнн) представ- 0->N^_/L/NO, чяет собой жёлтые или оранжево-красные многогран- ~ J ные иглы из уксусной кислоты; d = 1,762; t™ 188°С; у* мало растворим в воде (0,106%), этаноле (0,127%), NO2 эфире (0,121%). При ударе и нагревании выше точки плавления взрывается. »/2,4,6-Триннтрофенилендиамин - жёлтые кристал- ~ NO лы; tn„ 289°С с разложением; не растворим в воде, 2 спирте, бензоле; растворим в уксусной кислоте. Ис- T^NH пользуется для прострела нефтяных скважин в каче- 2 стве мощного термостойкого ВВ. ^2,4,6-Триннтротриаминобензол (ТАТВ) жёлтое хцу кристаллическое вещество; d = 1,93; tpa„ >300°С; мало O2N^J4/NOi растворим в обычных органических растворителях и II воде. Мало чувствителен к механическим воздействи-ям. Детонирует от капсюля. Применяется в качестве xjO2 мошцого термостойкого В В.
Благодаря патенту Флюрештейна мир познакомился с ещё одним важным представителем этой группы ВВ. ТетранитроЯнилин подобен тетрилу, как по строению, так и по детонационным характеристикам. Кроме того, он имеет два важных преимущества: его чувствительность к удару меньше, чем у тетрила, а фугасность на 15% выше.
А Получают тетранитроанилин взаимодействием м-нитро-* анилина с концентрированной серной и азотной кислотой.
Но можно обойтись и без последней. 1 г м-нитро а нилин а Z.T-a растворяют в горячей (70°С) нитрующей смеси, состоящей /\ из 3 г калийной селитры и 36 г концентрированной серной /пл кислоты. Реакционную массу нагревают до 100°С и выдер-а живают 1 час. Охлаждают до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровывают, промывают содовым
раствором и водой, сушат. Выход тетранитроанилина составляет
1,3 г (70%).
г
'/Гч,,1\,,3,5-Тетранитроанилин - почти белые или желтоватые моноклинные кристаллы из этанола; d = 1,5; t,b1 130°С с разложением. Практически не растворим в воде, мало растворим в спирте, хорошо растворим в ацетоне. Детонирует выше 180°С и при ударе.
Ещё в разгар империалистической войны Германия первой применила суровое ВВ повышенной мощности - гексит. Скорость его детонации достигает 7,15-8,6 км/с, Q = 4200 кДж/кг, Vo = 675 л/кг. Он и сегодня используется в качестве термостойкого ВВ и горючего компонента некоторых твердотопливных ракет. Несмотря на то, что
гексит оказался не чувст
вительным к трению и нагреванию, его восприимчивость к удару даже выше, чем у пикриновой кислоты.
Для повышения механической устойчивости гексита готовили его смесь с тротилом (35:65, сост. 342), которая легко плавится на водяной бане. Её употребляли для «заливки» германских авиабомб. К сожалению, этот взрывчатый состав детонирует от попадания пули с близкого расстояния.
Позже для снаряжения боеприпасов стали использовать малочувствительный сплав гексита с тротилом (1:1). Подобный
состав с добавлением алюминия широко применяли для начинки
реактивных снарядов и противопехотных мин.
NH
-NO
Гексит (2,2',4,4',6,6'-гексаннтродпфеннламин, гексил, днпнкрила мин) - оранжево-жёлтый кристаллине- ^,q q
скпй порошок с кислыми свойствами; d •= ' ~ -*
1,78: t,ln 245°С с разложением; растворим 0>N-в ацетоне, уксусной и концентрированной азотной кислоте, водных щелочах; ™О2 O2N
плохо растворим в этаноле: не растворим в воде. Мощное термостойкое ВВ для прострелки скважин.
Этот продукт нетрудно получить нитрованием динитроди-фениламина, но .можно воспользоваться и обычным бензолом.
Смесь 7,8 г бензола. 25 г концентрированной соляной ки-« слоты, 0,2 г хлорного железа нагревают до 70°С и выдер-/х живают 1 час. Сформировавшийся на дне хлорбензол пере-f- 'л ливают в 70 г нитрующей смеси (H3SO4 + HNO3, 3:1) и на-л гревают в течение 30 минут при температуре 80°С. Реак-/ж\. ционную массу охлаждают до 10°С и отфильтровывают жёлтые кристаллы динитрохлорбензола C6H3(C1)(NO2)2.
Далее под тягой 20,3 г сухого динитрохлорбензола смешивают л с 9,3 г анилина и выдерживают полчаса при 50°С. При ох-/яФ\. лаждении отфильтровывают выпавший жёлтый осадок динитродифениламина C6H3(NO2)2(NH)C6HS Его сушат, присыпают к 140 г аналогичной нитрующей смеси и нагревают 30 минут, поднимая температуру до 130аС. Охлаждают, выпавший жёлтый осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.
Также можно получить гексил осторожным нитрованием дифениламина концентрированной азотной кислотой при охлажде
нии.
Гексит, являясь гексанитродифениламином, проявляет кислые свойства. Его аммиачная соль известна под нежным именем «ау-рапцни» (дипикриламинат аммония) и также взрывоопасна, причём, по фугасному действию она даже превосходит гексит. Взрывается от детонатора.
Ещё одна соль гексита дипикриламинат кальция крупнотоннажно применяется в мирных целях для извлечения ионов калия из морской воды. Однако при действия капсюля-детонатора она пре-5 вращается в грозное ВВ.
Свинцовая соль гексита (дипикриламинат свинца) отличается повышенной механической чувствительностью и является перспективным инициирующим ВВ.
На сегодняшний день гексанитродифенилмочевина является скорее экзотическим ВВ и применяется в основном в специальных цедях. По мощности взрыва она превосходит тротил, а её чувствительность к удару проявляется на уровне пикриновой кислоты.
Z\ К раствору 4 г дифенилмочевины в 6 мл концентрированной / .-Ь серной кислоты в течение часа при постоянном помешива-л нии прикапывают 10 мл 100% азотной кислоты так, чтобы /!\ температура смеси не превышала 40°С.
л Затем смесь медленно нагревают до 60°С и выдержи-вают при этой температуре в течение часа. Нагревание « прекращают, а через 10 часов реакционную массу разводят ледяной водой (1:5). Выпавшую тетранитродифенилмочеви-ну тщательно промывают водой и сушат при комнатной
температуре.
Далее 2 г сухой тетранитродифенилмочевины растворяют в 6 мл нитрующей смеси из концентрированной серной и азотной кислоты (1:2). Реакционную массу нагревают на водяной бане в течение часа. Смесь охлаждают и разводят холодной водой (1:10). Выпавший жёлтый мелкокристаллический осадок отфильтровывают,
промывают водой и сушат при комнатной температуре.
^Гексанитродифенилмочевина жёлтое кристаллическое вещество,
tn., 208°С со слабым разложением; выше 345°С детонирует. Устойчива при обычных условиях хранения. Образует очень чувствительные к удару взрывчатые соли с тяжёлыми метал-
лами. Термостойкое высокобризантное ВВ. Компонент детонаторов и
вторичных ВВ.
^Ди-СЗЛ^-тринитрофени^Осульфид (дипнкрилсульфид) - жёлтое кри-
сталлическое вещество; tHII 234°С; растворим в ацетоне, уксусной кислоте; хуже растворим в спирте и эфире. Получают взаимодействием пикрилхлорида с сульфидом натрия. Взрывается от капсюля-
детонатора. В плаве с тротилом иногда применяется в качестве мощного термостойкого вторичного ВВ.
г
г
Известны и другие нитропроизводные анилина, проявляющие взрывчатые свойства, но их действие слабее и самостоятельно они не применяются.
2,4-Дннптроанилнн жёлтые многогранники из водного ацетона; d - 1,615; tn;1 188°С; tBtn 224°С; трудно растворим в этаноле (0,7%), горячей воде и соляной кислоте. Взрывается от сильного удара. Известны попытки использования в качестве активного пластификатора пироксилиновых поро-
хов.
2,6-Дпн1|троаинлии - жёлтые иглы из этанола;
141-142°С; растворим в этаноле (0,4%), эфире и горячем бензоле. Чувствителен к улару. Самостоятельного применения в качестве ВВ не находит.
'^N-Ннтроаннлнн (иптраннлнд, фенилннтрампн) - листочки нз бензола; t1L1 46°С; растворим в воде, бензоле; легко растворим в этаноле. При быстром нагревании выше 98°С детонирует. Взрывается от удара. Взрывные характеристи-
NHNO2
ки посредственные, в качестве ВВ не применяется.
Взрывчатые свойства нитропроизводных фенилгидразина проявляются значительно сильнее. Многие из них детонируют даже от
сильного удара.
2,4-Диннтрофеннлгндразпн красно-оранжевые призмы с фиолетовой
флхоресцеггпиен из этанола; t,,, 195-198°С; не растворим в воде и эфире; трудно растворим в этаноле, бензоле, сероуглероде; растворим в этилацегате. анилине, разбавленных минеральных кислотах. Взрыво- и пожароопасен. Детонирует от капсюля и даже сильного удара. Используется в современной индустрии ВВ, в том числе для пластификации
NHNH-,
некоторых порохов.
'42,4,6-Тринитрофеннлгидразии (ппкрнлгидразин) -оранжевые иглы; tnjl 186-187°С; не растворим в воде; трудно растворим в этаноле и эфире. Взрывается при ударе, трении и нагревании выше точки плавления. По детонационным характеристикам превосходит пи-крамид. Применяется в производстве боевых ВВ.
NHNH,
Некоторые нитрозопроизводные анилина в свободном виде проявляют пирофорные свойства и легко воспламеняются по мере высыхания.
'44-Ннтрозо-1У,1У-диметнланилни 4-ONC6H4N(CH3)2 - зелёные кристал-алы; t,u 85°С. Не растворим в воде; растворим в минеральных кислотах и органических растворителях. Склонен к самовоспламенению.
J4-Нптрозо-!Х,!\-днэтиланилни - 4-ONC6H4N(C2H5)2 зеленоватые кристаллы; tnl 84°С. Растворим в обычных органических растворителях; не растворим в воде. В сухом виде самовоспламеняется на воздухе.
6.6. конденсированный истребитель моли (1 / 'одумать только, нафталин, запах которого у большинства чи-С/ L тателей ассоциируется с молью, после небольшой модернизации можно использовать и на более крупную дичь.
Нитрование нафталина происходит легче, чем бензола и может осуществляться действием концентрированной азотной кислоты, хотя на практике для этого используют А. нитрующую смесь (HNOi + H2SO4. 1:4) в количестве 3,8 кг на * * ’ 1 кг нафталина при температуре 45-50°С в течение 12 ча-/\ сов. Реакция протекает преимущественно по положению «а». В виде примеси также образуется 13-изомер.
Такой технический продукт под названием «мононитронафталин» или «нитронафталпн» в своё время активно применялся в горнодобывающей промышленности.
Он обладает весьма слабыми взрывчатыми свойствами, но благодаря низкой температуре плавления и мягкой консистенции используется для приготовления некоторых плавленых ВВ. В их числе: вещества Стритта (шеддиты О№1, О№1/41, О№1/60 bis, О№2, сост. 50-52, 171, 193, 194), MMN (сост. 331), состав Фавье №3 (сост. 346) и др.
•/ 1-Нитронафталпн (а-нптронафталпн) жёлтые кристаллы ЫСЬ из этанола; d = 1,33; tn„ 61,5°С; tk„„ 304°С. Растворим в эфире, а хлороформе, сероуглероде, этаноле; не растворим в воде.
Взрывает ся от детонатора. ©
>/2-Ннтронафталин (p-Нитронафталин) желтые кри- '
сталлы; tID1 79°С; tKlln 165°С. Не чувствителен к удару, детонирует от капсюля.
Ещё больший послужной список у технического динитронафталина. Обычно, он состоит из смеси изомеров, в которой преобладает 1,5- и в меньшей степени 1,6- и 1,8-динитронафталин. Этот продукт представляет собой твёрдые гранулы, чешуйки или светло-жёлтые кристаллы с температурой плавления 155-160°С. Его максимальная плотность 1,5, а гравиметрическая только 0,9. Температура вспышки динитронафталина 300-310°С. От нагретой проволоки он воспламеняется при 245°С. Горит коптящим пламенем. Продукт мало чувствителен к механическому воздействию. Детонирует от капсюля.
Динитронафталин также обладает невыразительными взрывчатыми свойствами и ведёт себя даже слабее динитробензола. По «работоспособности» он в 2,85 раза уступает тротилу. Максимальная скорость его детонации составляет всего 1,15 км/с и лежит в диапазоне порохов. Кислородный дефицит взрывного разложения динитронафталина - 139%.
Вместе с тем, в присутствии окислителей динитронафталин преобразуется, резко увеличивая объём выделяемых при разложении газов. Так, в комбинации с аммиачной селитрой в своё время очень активно производились взрывчатые вещества типа Фавье: динафтиты, динафталиты и шнейдериты. Например, скальный гризунит lb (roche, сост. 195), динафталиты 1с (шиейдерит, сост. 202), 1А (сост. 192) и №5 (сост. 198) (табл. 13).
Хорошо зарекомендовали себя смеси динитронафталина с перхлоратом калия (сост. 345), а также его сплавы с пикриновой кислотой MDN (сост. 330, табл. 19). Эти ВВ отличаются мощным фугасным действием и водоустойчивыми свойствами. Их важным достоинством является очень низкая механическая чувствительность.
J 1,5-Динитронафталин - гексагональные иглы из уксусной NQ, кислоты: t,,., 219°С. Растворим в эфире, бензоле, пиридине: трудно растворим в этаноле; не растворим в воде. Взрывает- LLJ ся от детонатора. |
1,8-Динитронафталин - жёлтые ромбические иглы из хло-3 реформа; tIL1 173,5°С; tpail 445°С. Трудно растворим в эта- q ноле (0,19%); растворим в бензоле (0.72%) пиридине и 1
хлороформе; в серной кислоте растворяется с красным окрашиванием. Горит коптящим пламенем, не чувствителен к удару, детонирует от капсюля.
»41,6-Диннтронафталин - жёлтое кристаллическое вещество; tnl 166-167°С. Растворим в горячем пиридине и уксусной кислоте. Взрывоопасен. Самостоятельно не o->N применяется.
Технический тринитроиафталин получается воздействием нитрующей смеси (HNOj + H2SO4, 1:1) на а-нитро нафталин из расчёта 4,7:1. Продукт представляет смесь, в которой преобладает 1,3,8-тринитронафталин с примесью 1,3,5-изомера.
Тринитронафталин мало чувствителен к удару, влагоустойчив и применяется в технологии многих рудничных ВВ. Это вещества Фавье с аммиачной селитрой: тринафталиты N№lc bis, N№la bis,
N№3, гризунафталит пластовый N№4 (сост. 191, 196, 197, табл.
13). Также он входит в состав предохранительных ВВ, содержащих
перхлорат аммония: ионкитов (О№11, сост. 74) и каипинитов
(О№13, сост. 76).
С военной целью на основе тринитронафталина применялся
германский три-тринал, содержащий 66% тротила (сост. 344).
^1,3,8-Тринитронафталин - многогранники из хлороформа; t„q 218°С;
трудно растворим в эфире, хлороформе и этаноле (0,046%); не растворим в воде. Взрывается от детонатора.
^1,3,5-Тринитронафталин - жёлтые ромбы из хлороформа; tnjl 123°С; легко растворим в этаноле и ацетоне: растворим в хлороформе и уксусной кислоте; не растворим в воде. Устойчив к трению и удару, детонирует от капсюля.
Тетраиитронафталин синтезируют в более жёстких условиях (нагревание при 120°С в течение часа в нитрующей смеси с избытком олеума). Конечный продукт получаемый кристаллизацией из уксусной кислоты состоит из тонких жёлтых игл (tn;i ~220°С) и представляет смесь изомеров:
1,3,6,8-тетранитронафталин - жёлтые иглы из этанола; tnn 207°С; трудно растворим в этаноле; не растворим в воде;
1,3,5,8-тетранитронафталин - желтоватые ежи из ацетона;
1ПЛ 195°С; трудно растворим в этаноле; хорошо растворим в ацетоне;
1,2,5,8-тетранитронафталин - жёлтые призмы из азотной кислоты; tpajn 270°С; трудно растворим в этаноле и в воде.
Технический тетранитронафталин как и остальные нитронафталины малочувствителен к удару, но обладает наиболее мощным бризантным действием в их ряду. При этом он вполне устойчив к действию влаги.
Даже при низкой относительной плотности заряда 0,3 он развивает весьма приличное давление взрыва 3745 кг/см". Имеет благоприятный кислородный баланс. На открытом воздухе тетранитронафталин сгорает коптящим пламенем, не детонируя. При сильном ударе или действии капсюля взрывается.
Следует иметь в виду, что все нитронафталины при контакте токсично действую! на центральную нервную систему, кроветворную функцию и печень - вот Вам и «антимоль».
Глава 7. В работе всё та же нитро-группа 7.1. Жз сухого спирта — сухую взрывчатку /77 ы могли и не знать, что «сухой спирт» (гексаметилентетра-мин), который составляет основу медицинских антисептических препаратов «уротропин» и «кальцекс», после обработки дымящей азотной кислотой превращается в мощнейшее ВВ - гексоген. А вот химик-изобретатель Ленсе в 1897 году об этом догадался первым.
^Гексоген (циклонит, цпклотрпметилентринит- уо?
рамин, 13,5-тринитрогексагндро-1,3,5-трназнн) N
белое кристаллическое вещество; d монокристалла / ]
1,816; d насыпная 0,8-0,9; d после прессования 1,73; ]sj м
tn , 204-205°С; растворим в ацетоне, ДМФА; не рас- ^NOi
творим в этаноле и воде; практически нс гигроско-
пичен. Основной компонент пластичных ВВ: пластнта-4 (пластида), ПВВ-4, ПВВ-5, ЭВВ-11, ЛПВВ-9, С-3, С-4, С-5 и др
Теплота взрыва гексогена при плотности 1,7 составляет 5420 кДж/кг, максимальная скорость детонации 8,8 км/с, работоспособность в свинцовой бомбе Трауцля 480-495 мл, т.е. по силе фугасного действия он превосходит тротил в 1,65 раза. Гексоген развивает колоссальное давление детонации 34,7-35,4 ГПа, превышая этот параметр для тротила в 1,69 раза. Критический диаметр его устойчивой детонации всего 1-1,5 мм. С повышением плотности его взрывчатые качества возрастают. Гексоген весьма восприимчив к механическому воздействию. Его чувствительность к удару на копре №2 -70 мм, а к трению на маятнике без кварцевого песка 150 МПа. Поэтому для флегматизации гексогена часто добавляют воскообразные вещества.
На открытом воздухе гексоген сгорает ярким белым пламенем, а от раскалённой спирали или при быстром нагревании детонирует. Температура его вспышки ~220°С. Нагревание до 185°С он выдерживает 2,5 часа.
В качестве очень мощного бризантного ВВ гексоген широко применяется для снаряжения боеприпасов. Также он является сенсибилизатором многих взрывчатых композиций на основе аммиач
ной селитры (аммоналов и скальных аммонитов), компонент пластичных ВВ типа гексопластов и эластичных детонирующих шнуров, используется в линейных разрядах для сейсморазведки и в составе термостойких ВВ для прострела скважин (к примеру, айри-гел,сост. 340)
Гексоген весьма ядовит (ПДК 0,001 мг/л): при длительном контакте поражает ЦНС (прежде всего головной мозг), вызывает гемолиз крови и анемию.
раждане террористы, не забывайте в самолёте поклажу со взрывчатыми и горючими веществами
Когда в остросюжетном боевике вспоминают о пластите или пластиковой взрывчатке С-4, замаскированной под жевательную резинку, которую главный герой умудрился спрятать во рту, а потом взорвал базу террористов - не верьте. Мощность взрыва этого ВВ не намного превышает тротил, а в основе его в основном всё тот
же гексоген. Главное же преимущество пластита в способности плотно прилегать к предметам, что облегчает процедуру минирования и усиливает дробящий эффект взрыва. Его отечественная маркировка (ПВВ-4, пластит-4, ПВВ-5, ЛПВВ-9, ЭВВ-11), по-видимому, связана с прилагательными: пластичный, липкий и эластичный, а дополнительная аббревиатура «ВВ» говорит сама за себя. Названия же американских пластитов более однообразны (С-3, С-4, С-5).
Классический пластит (гексопласт) представляет собой смесь гексогена (75-90%) с пластификаторами (церезин, парафин, воск и др.). Он может иметь консистенцию от пасты до пластилина или даже плотной глины. С повышением содержания пластификатора улучшаются механические свойства гексопластов (эластичность, водоустойчивость и др.) однако снижается их мощность и восприимчивость к детонации. Этот взрывчатый продукт практически не чувствителен к удару, прострелу пулей, трению, искре. Он не гигроскопичен. Даже многолетнее (свыше 30 лет) пребывание его под водой или в металлическом корпусе не изменяет взрывчатые свойства. Без ущерба качеству выдерживает длительное нагревание ниже критической температуры. При воздействии открытого пламени загорается ярким энергичным огнём. Длительное облучение на солнце приводит к потемнению продукта и незначительному повышению чувствительности. Его поджигание в замкнутом пространстве в большой массе может привести к детонации. Гексопласт очень безопасен в обращении и надёжно взрывается только от стандартного капсюля-детонатора №8, погружённого в массу на глубину в 1 см.
Vх ПВВ-4 - пластичная масса коричневато-кремоватого цвета с консистенцией плотной глины. На ощупь напоминает пластилин с песком. Ниже -20°С твердеет, выше +30°С теряет механическую прочность. Водо\ с-тойчив. Химически инертен, d = 1,44; tBCn. 210°С. Мощное бризантное ВВ: Q = 3800 кДж/кг; скорость детонации 7,0 км/с; бризантность 21 мм: фугасность 280 см". Выпускается в виде брикета 7Х 7 X 14 массой I кг, в коричневой парафинированной бумаге.
Другие отечественные гексапласты имеют консистенцию каучука или сырой резины и могут содержать клеящие добавки. Так, пластит марки ЭВВ-11 выпускается в виде эластичных лент, а марки ЛПВВ-9 даже упаковывается в тубы, как зубная паста.
В
В последнее время арсенал пластичных ВВ заметно расширился. Некоторые из них помимо гексогена содержат октоген, ТЭН, пентолит или тетрил, а в качестве пластификатора включают нитропроизводные ароматических углеводородов, сгущённые нефтяные масла, специальные каучуки, горючие смолы и взрывчатые нитрополимеры.
Так, широко применяется пластит, состоящий из смеси гексогена (77%) с тетрилом (3%) и тротилом (4%), пропитанный динитротолуолом (10%) с мононитротолуолом (5%) и пластифицированный нитроцеллюлозой (1 %) (сост. 347).
Прославленная американская взрывчатка С-4 включает 91% гексогена и 9% пластификаторов, в числе которых полиизобутиленовый каучук вистанекс (2,25%), диоктилсебацинат (5,31%) и жидкая смазка (1,44%) (сост. 348).
Готовят пластиты осторожным введением измельчённого бризантного ВВ в расплавленный или разбавленный летучим растворителем пластификатор.
В 1941 г. доктор философии Мичиганского университета Джон К. Шихан, размышляя о смысле жизни, вместе со своим учителем профессором В. Бахманом разработал оригинальный способ синтеза гексогена, позволивший повысить традиционный выход в два раза (до 70%), для чего в реакционную смесь стали дополнительно вводить нитрат аммония и уксусный ангидрид:
NO,
4HNO3, 2NH4NO3, 6(СН3СО),О
-12СН3СООН
N N4
NO2
В том же году Г. Райт и В. Бахман в продуктах этого производства помимо гексогена обнаружили новое мощнейшее термостойкое ВВ октоген.
VхОктоген (циклотетраметилентетранитрамин, НМХ) белое кристал-
лическое вещество в четырёх модификациях: наиболее стабильна при обычной температуре Ь-форма; d .монокристалла 1,906; d насыпная 0,871: tnl 278,5-280°С. Растворим в ацетоне (2.1%22. 4%’°), ДМФА и ДМСО; практически не раство-
STOP
рим в спирте, эфире и воде (О,ООЗ%20 и О,О2%100). Не гигроскопичен, химически стабилен и светоустойчив. Разлагается концентрированными кислотами и щелочами. По силе бризантного действия превосходит гексоген.
Существует ряд несложных, хотя и замысловатых, методик получения этого легендарного вещества. К 79 г ледяной уксусной кислоты добавляют 1,5 мл уксусного ангидрида и 1,7 г параформа и доводят смесь до 40°С при помешивании. Гомогенный раствор выдерживают 15 минут, а затем добавляют к нему смесь, состоящую из 17 г уксусной кислоты, 32 г уксусного ангидрида, 10 г уротропина, 90 г аммиачной селит-
/!\ ры и 90 г 98% азотной кислоты. Причём, ингредиенты вво-л дят в указанном порядке.
/О\. Реакционную массу перемешивают 15 минут, затем . добавляют к ней 32 мл уксусного ангидрида и 28 г смеси концентрированной азотной кислоты с аммиачной селитрой (1:1). Через 10 минут приливают ещё 15 мл уксусного ;. ангидрида и продолжают перемешивание 1 час. Под конец LrfeJ реакционную массу разводят 50 мл горячей воды. После остывания смеси осадок отфильтровывают, промывают водой и
сушат.
Можно обойтись и без параформа. Смешивают 6 мл уксусного ©ангидрида с 15 г ледяной уксусной кислоты и добавляют к этому раствору 2 г уротропина.
В отдельном сосуде растворяют 3 г нитрата аммония /!\ в 5 мл 98% азотной кислоты. Приготовленный раствор до-уу водят до температуры 40°С и в течение 10 минут прили-вают к раствору уротропина, одновременно прикапывая б Л мл уксусного ангидрида. Температура при этом не должна подниматься выше 50°С.
Реакционную массу выдерживают в этом режиме в I—, течение часа. Тёплую смесь с выделившимся октогеном фильтруют под тягой, так как уксусный ангидрид сильный лакриматор и вызывает слезотечение. Продукт промывают вначале холодной, а затем горячей водой и сушат.
Учитывая весьма низкий выход конечного продукта (~-50%>) и его загрязнённость попутными веществами опытные пиротехники
рекомендуют для лучшей очистки такой октоген прогревать на водяной бане в течение часа с 10% азотной кислотой. Остывшую суспензию отфильтровывают и промывают водой от кислоты.
Другие методики предлагают для очистки переводить октоген в растворимые комплексы с ДМФА, которые после фильтрации разрушают водой.
При кристаллизации из ацетона выделяют два продукта: при медленном охлаждении b-форму, а при быстром а-модификацию
октогена.
Оказалось, что октоген также чувствителен к механическому воздействию, хотя несколько менее восприимчив, чем гексоген. Его детонация в копре №2 происходит при высоте поднятия 92-100 мм и от трения под маятником без кварцевого песка 186-220 МПа.
Октоген отличается высокой термостойкостью: температура его вспышки ~330-337°С; температуру 200°С он выдерживает более 8 часов, 205°С - 4 часа 30 минут, а 220°С - 2 часа.
Он развивает колоссальную теплоту взрыва до 5460 кДж/кг при плотности 1,8, а по силе фугасного действия лишь немного уступает гексогену (работоспособность в бомбе Трауцля 415 мл). Октоген является одним из наиболее «крутых» бризантных ВВ: максимальная скорость его детонации достигает рекордной величины 9,12 км/с, Vo 782 л/кг.
Во флегматизированном виде и в смесях с легкоплавким тротилом (октол) октоген применяется для снаряжения боеприпасов, детонационных шнуров, прострела высокотемпературных нефтяных скважин (режим до 210°С), приготовления ракетного топлива, дробления слитков и даже при разгрузке доменных печей.
Он также не уступает гексогену по токсичности и успешно поражает ЦНС и кроветворную систему.
В
°N\
N N
N \ NO
Из сухого спирта несложно приготовить ещё несколько менее знаменитых, но весьма полезных ВВ: ММАН (монометиламина нитрат), ЦТМТНА (циклотриметилентринитрозоамин) и ДНПМТА
JДНПМТА (’Х'^'-Динптрозопентаметилентетрамин) - белое кристаллическое вещество, растворимое в спиртах, бензоле и горячей воде. При 150-180°С детонирует с неприятным запахом. Взрывается от удара. Стабилизируют минеральными маслами. Получают взаимодействием гексаметилентетрамина с азотной кислотой в присутствии нитрита натрия. Применяют как парообразователь в
производстве ках чуков. Обладает невысоким фугасным действием. В качестве ВВ самостоятельно используется весьма ограничено и не только из-за запаха.
Если Вам понадобится ДНПМТА для производства каучука, знайте, что готовится он очень просто. Раствор, содержащий 2,8 г л уротропина в 5 мл воды подкисляют несколькими каплями / *\ уксусной кислоты до pH ~ 3. Осторожно! В более кислой Асреде или при замене кислоты на более сильную возможно образование в ходе дальнейшей реакции наряду с искомым . продуктом ЦТМТНА (циклотриметилентринитрозоамина). /О\, Параллельно в 12 мл воды растворяют 8 г нитрита натрия.
Оба состава охлаждают ниже 8°С и сливают вместе. Вы- '
деление ДНПМТА происходит при pH раствора в пределах 4,5-4, б.
Выпавший белый кристаллический осадок отфильтровы-[ ft) 1 вают, промывают холодной водой и слегка ацетоном. Сушат конечный продукт при температуре не превышающей 50°С.
Если несколько кристалликов готового продукта стукнуть [<</] молотком на металлической поверхности, раздастся громкий выстрел. При этом отвратительный запах подскажет Вам, что Вы действительно получили то, что хотели.
Из тех же продуктов, слегка видоизменив условия, получается циклотриметилентринитрозоамин (ЦТМТНА). Это мощнейшее В В по детонационным характеристикам превосходит тротил, одна-
ко имеет один существенный недостаток — низкую химическую устойчивость.
г
'^Циклотриметилентринитрозоамин (ЦТМТНА)- Н->
жёлтое кристаллическое вещество с tnjI 105°С. Рас-
творим в ацетоне, плохо растворим в метаноле, не ।
растворим в воде. Очень чувствителен к действию Н2С\ ^СН2 света (особенно УФ спектра), резко снижающего его устойчивость. Перекристаллизованный продукт NO
более стабилен. Бризантное ВВ, чувствительное к удару и нагреванию. Сырьё для производства гексогена.
_ Получают ЦТМТНА одновременным сливанием трёх охлаж-/!\ денных (0-5°C) растворов: 4 г уротропина в 6 мл воды, 12 г нитрита натрия в 16 мл воды и 10 мл 50% серной кислоты. При этом значение pH реакционной массы находится в пре-_ делах - 1,0. В менее кислой среде направление реакции сме-А щается в сторону образование сопутствующего ДНПМТА.
Выпавший вскоре жёлтый осадок отфильтровывают, промывают содовым раствором и водой до нейтральной реакции, сушат.
Вместо серной кислоты можно использовать разбавленную азотную так, чтобы рабочий раствор имел pH~1. Молярное соотношение уротропина с нитритом натрия в этом случае снижают до 1:5 или в весовом выражении в нашем случае на 4 г уротропина добавляют 10 г нитрита натрия.
Для повышения стойкости при хранении конечный продукт кристаллизуют из ацетона или метанола.
В промышленности для получения ЦТМТНА часто используют водные растворы формалина и аммиака, к которым добавляют нитрит натрия.
Установлено, что обработка ЦТМТНА концентрированной азотной кислотой приводит к образованию гексогена.
Всё из того же уротропина можно получить ещё одно интересное взрывчатое вещество - монометиламина нитрат (ММАН). Этот аминный компонент широко применяется в органическом синтезе, в том числе в производстве многочисленных лекарств. В отличие от вышеописанных соединений заставить его детонировать с помощью молотка дело неблагодарное. Чтобы завести такое веще
г
ство, понадобится не менее 2 г ГМТД. Вместе с тем, монометиламина нитрат используют при компоновке недорогих промышленных В В типа астралитов. Скорость детонации этой соли достигает 6,1 км/с при относительной плотности 1,2, а в композициях с гидра-зин-гидратом до 8 км/с.
^Монометиламина нитрат (ММАН) CHjNHyHNOj - белый очень гигроскопичный порошок, расплывающийся на воздухе. Хорошо растворим в воде, ограничено в спирте, не растворим в ацетоне. Хранят в закупоренном виде. Взрывается при действии детонатора.
Метод получения ММАН из сухого спирта далеко не самый экономичный, но зато вполне доступный. В 50 мл 15% соляной кислоты при помешивании растворяют 7 г гексаметилен-А тетрамина и переносят колбу с содержимым на водяную баню. Эту процедуру проводят под тягой, упаривая как можно больше жидкости. Выпавшие при охлаждении кри-* сталлы .монометиламина хлорида отделяют, переносят в колбу с 50 мл ацетона, тгцательно перемешивают, фильтруют, сушат в выпарительной чашке на водяной бане и сохраняют в герметичной ёмкости до второго этапа.
5 г полученного гидрохлорида монометиламина растворяют в 10 мл воды и вливают в раствор 12 г нитрата свинца в 50 мл воды. Выпадает белый непрозрачный хлопьевидный осадок хлорида свинца. Его отделяют фильтрованием и отбрасывают. Фильтрат выпаривают до появления кристаллов, затем охлаждают его до 0-5°С, отфильтровывают осадок, промывают продукт ацетоном и сушат при температуре 50-60°С. Хранят готовый ММАН в укупоренной таре.
7.2. (Воскрешение парафиновыэ^мертвецов Сравнительно не так давно в XIX в. до 70% парафиновых углеводородов, выделяемых при перегонке нефти, выбрасывалось из-за химической инертности. Их даже называли «химическими мертвецами» пока за «воскрешение» не взялись немецкие химики Герман Кольбе (1818-1884), Виктор Мейер (1848-1897) и наш со
отечественник Михаил Иванович Коновалов (1858-1906), разработавшие методы нитрования этих веществ.
Некоторые нитроуглеводороды нашли применение в качестве компонентов топлива ракет и промышленных ВВ. Особого внимания в этой группе заслуживают нитропроизводные метана.
Современные технологии синтеза нитропарафинов включают обработку попутных газов нефтепереработки разведенной азотной кислотой при температуре около 450°С и давлении 1,0 МПа с последующей ректификацией.
Нитрометан получают деструктивным нитрованием пропана парами концентрированной азотной кислоты. Однако его можно синтезировать и в более мягких лабораторных условиях.
На ледяной бане к 5 г хлоруксусной кислоты добавляют 10 г толчёного льда и по частям при помешивании всыпают 5 г пищевой соды. По окончании вспенивания добавляют рас-< твор 10 г нитрата натрия в 12 мл воды. Эту гомогенную смесь перегоняют, нагревая на масляной бане. При этом ре-акционная масса чернеет и сильно пенится. Нитрометан отгоняется вместе с водой, которую отделяют в конце на делительной воронке. Нитрометан сушат над безводным хлоридом кальция и при желании перегоняют повторно.
г
^Нитрометан CH3NO2 - бесцветная подвижная жидкость; d = 1,132; tnr, -29°С; tKlin 101 °C; растворим в этаноле, эфире и воде (9%20); впитывает до 2,2% воды. Взрывоопасен. Широко применяется в промышленных
взрывчатых композициях.
Продукт обладает низкой чувствительностью к удару, детонирует от взрыва тротила массой более 3 г. Скорость детонации нитрометана до 6,5 км/с, бризантность в тесте «обжимания» 15 мм от шашки тетрила массой 5 г. По силе фугасного действия он в 1,44 раза превосходит тротил. Критический диаметр его детонации в стальной трубе 8-10 мм. По энергетическим характеристикам нитрометан близок к гексогену.
Нитрометан успешно используют в нефтедобывающей промышленности для внутрипластовых взрывных работ. Он имеет ряд несомненных достоинств: обладает хорошей текучестью даже при
минусовых температурах, мало растворяется и практически не смешивается с водой, что даёт возможность применять его на обвод
нённых участках. Кроме того, он тяжелее воды, что позволяет заряжать скважины даже через слой воды.
Нитрометан обладает высокой концентрацией энергии и эффективностью взрыва. Его немаловажным преимуществом является весьма низкая токсичность, которая не превышает показатели бензина.
Это жидкое ВВ растворяет многие нитросоединения, которые используются в качестве его загустителей (тетрил 40%, сост. 349; тротил 30%, сост. 350; гексоген 3%, сост. 351; табл. 20). Критический слой устойчивой детонации таких «растворов» составляет всего 0,5-1 мм.
Таблица 20. Жидкие ВВ
349 350 351 352 353 354 355 1 356 357 358
1итропарафииовые (шнро,метановые) ВВ
Калия нитрат 63
Аммония нитрат 67
Нитрометан 60 70 97 33 36 75
Нитроформ 90
Тетранптро.метан 70 60.2 88
Tpo'i ил 30 39.8
Тетрил 40
Гексоген 3
Диоксид азота 30
Алюминиевая пудра 25
Керосин 10 12
%. № 359 360 361 362 363 364 365 366 367
ВВ Шлренгеля ВВ Тюрпена
% X- Оксонит Гсльгофит Геллмт Папклас-тпт№1 Aminin
Азотная кислота кони. 42 72 64 46 57 84
Мононнтробензол 28 18 30
Мононитроксилол 18
Тротил 54 48.4
Пикриновая кислота 58
Диоксид азота 64 70 51.6
Алюминиевая пудра 40
Керосин 16
Сероуглерод 36
Полиакриламид 3
Кислородный баланс взрывного разложения нитрометана стремится к идеальному (- 0,393%). Вместе с тем, введение аммиачной селитры в состав нитропарафиновых эвтектических смесей позволяет значительно повысить их фугасные свойства и экономичность взрывных работ.
Так, стехиометрическая смесь нитрометана с аммиачной селитрой (33:67. сост. 352) на 12% эффективнее аналогичной тротиловой (22:78, сост. 180). Обычно, такие взрывчатые смеси готовят на месте применения, пропитывая селитру в шпуре.
Очень эффективны пластичные высокоустойчивые ВВ на основе загущённого нитрометана и мелкодисперсной аммиачной селитры, которые по мощности не уступают динамитам, но имеют массу преимуществ: высокую морозоустойчивость, низкую механическую чувствительность, себестоимость и токсичность. Объёмная энергия их взрыва достигает 7560 кДж/л, бризантность в тесте «обжимания» 14-19 мм, скорость детонации до 5,8 км/с, работоспособность в бомбе Трауцля до 490 мл (т. е. на уровне ТЭНа и гексогена, в 1,7 раза выше тротила).
В состав многих простейших ВВ типа ннгалитов и гранулитов нитрометан добавляют в качестве сенсибилизатора, повышающего восприимчивость к импульсу детонатора.
Введение в состав нитрометана алюминия (до 25%) позволяет увеличить объёмную энергию взрыва почти в 2 раза (до 9660 кДж/л), значительно превосходя по этим показателям аммонал, алюмотол, граммонал и акватол.
Для повышения физической стабильности подобных ВВ сгущают нитрометан либо вместо алюминиевой пудры применяют тонкую стружку, образующую жёсткий каркас. Если «работоспособность» свободного нитрометана находится на уровне аммонита 6ЖВ, его смеси с селитрой (36:63, сост. 353) даже несколько ниже, то композиция с алюминиевой пудрой (3:1, сост. 354) в 1,73 раза и дюралевой стружкой (3:1) в 2,4 раза мощнее этого грозного аммонита.
Основным недостатком ВВ на основе нитрометана, пожалуй, является относительно высокая летучесть, токсичность паров, ограниченный срок хранения.
Окислительные и детонационные свойства нитропроизводных метана усиливаются с повышением содержания азота. Ещё в 1857 г. Леон Николаевич Шишков (1830-1909), ученик Дюма и Бунзена, изучая разложение производных гремучей и изоциануровой (фуль-минуровой) кислот, получил нитроформ и тетранитрометан.
- Нитроформ несложно синтезировать в лабораторных ус-/!\ ловиях при наличии тетранитрометана. Для этого 1 г гид-
~ роксида калия растворяют в смеси 5 г этанола и 2 г воды. К этому раствору при интенсивном перемешивании и темпе-
. ратуре ~30°С по каплям приливают 2 г тетранитромета-на. Выпавшие жёлтые кристаллы калийной соли тринитрометана отфильтровывают и промывают холодног/ водой. Водный раствор этого соединения с раствором нитрата или ацетата свинца образует осадок, очень взрывоопасный в сухом состоянии! Если же полученные кристаллы калийной соли тринитрометана небольшими порциями при перемешивании присыпать к 10 г 80% серной кислоты, то они обесцвечиваются. Нитроформ выделяют при температуре ниже 25°C в виде кристаллического осадка, который промывают холодной водой. Выше этой температуры он переходит в маслянистую жидкость.
Динитрометан СН(1\О2)3 - желтоватая жидкость; tnn-15°C; выше 100°С и ударе взрывается: растворим в эфире, этаноле и даже воде. Применяется для изготовления ВВ.
^Нитроформ (тринитрометан) CH(NO2)3 - бесцветные моноклинные кристаллы; d20 = 1,479; tnl25°C; tK1,„ 45-47°С при 22 мм рт. ст.; смешивается с водой и органическими растворителями. Взрывается при нагревании, уларе и трении. Получают деструктивным нитрованием ацетилена азотной кислотой в присутствии солей ртути. Ядовит (окисляет гемоглобин крови до метгемоглобина). Сильная кислота (К = 6,8-10'1). Соли тяжёлых металлов очень взрывоопасны. Используется в производстве ВВ, например, в смесях с углеводородами (сост. 355).
^Тетранитрометан C(NO2>4 -- бесцветная маслянистая жидкость с резким запахом; 1„л 14°С; 1„,|г, 125°С и 34°С при 20 мм рт. ст.; d = 1,65. Растворим в обычных органических растворителях; не растворим в воде. В воднощелочной среде медленно разлагается. Сильный окислитель и нитрующий агент. Малочувствителен к механическим воздействиям. Применяется в качестве ракетного топлива, а также для изготовления жидких и пластичных ВВ.
Чтобы получить тетранитрометан, не обязательно обрабатывать ацетилен окислами азота в присутствии солей ртути.
Достаточно смесь уксусного ангидрида с концентрирован-...* ной азотной кислотой (5:3) оставить при комнатной температуре на неделю:
4(СН3СО)2О + 4HNO3 = C(NO2)4 + 7СН3СООН + СО2
Тетранитрометан в смеси с двуокисью азота (7:3, tnn -30°С; сост. 356) используют как высокоэффективный окислитель для жидкотопливных ракет.
Скорость детонации тетранитрометана в стальной трубе составляет 6,4 км/с, теплота его взрыва 6300 кДж/кг, а объём выделяемых газов 670 л/кг.
Следует иметь в виду, что в спирто-щелочной среде взрывчатые свойства тетранитрометана возрастают за счёт образования взрывчатых солей тринитрометана:
C(NO2)4 + КОН + С2Н5ОН = KC(NO2)3 + C2H5ONO2
Добавление тетранитрометана к тротилу (3:2, сост. 357) позволяет поднять теплоту взрыва такой смеси до 7180 кДж/кг и увеличить её работоспособность в 1,61 раза.
Стехиометрическая смесь тетранитрометана с нитробензолом по мощности взрыва превосходит тринитроглицерин.
Взрывчатые жидкости на основе тетранитрометана с алифатическими и ароматическими углеводородами также отличаются высокой детонационной способностью. Например, критический диаметр устойчивого взрыва эквимолярной смеси тетранитрометана с керосином (сост. 358) составляет всего 1,2 мм, а скорость детонации достигает 8,5 км/с, что позволяет использовать её в технологиях, взрывного бурения и для контурных взрывов ограниченных объёмов. По сравнению с мононитрометановыми ВВ они отличаются более высокой физической стабильностью и внушительными бризантными характеристиками.
Перспективной является разработка современных ВВ на основе полинитропроизводных метана.
Также незаурядными детонационными свойствами обладают близкие по строению нитропроизводные других олефинов. Некоторые из них применяются в качестве ракетного топлива. Стехиометрические смеси нитроэтана или нитропропана с аммиачной селитрой по сравнению с аналогичными взрывчатыми композициями нитрометана более стабильны, правда, их энергетические показатели на 15-18% ниже.
J Нитроэтан С2Н51\О2 - бесцветная жидкость; d20 = 1.05; t„, -90°С; I ± I tKlll, 1 14°С; смешивается с большинством органических растворителей;
растворим в воде (4,5%). Взрывается от капсюля-детонатора.
J Гексанитроэтан (NO2)3CC(NO2)3 - воскообразное кристаллическое вещество; d“° = 2,25; tpaM. 150С. Применяется в качестве окислителя в с.ме-севых видах твёрдого ракетного топлива (например, сост. 1678, EREC.) 1-Нитропропан CH3CH2CH2NO2 бесцветная жидкость; d20 = 1,00; 1пя -104°С; tKUn 13ГС; смешивается с органическими растворителями; ограничено растворим в воде. Детонирует при нагревании и ударе. Компонент ракетного топлива. По детонационным характеристикам уступает нитрометану.
2-Нитропропаи (CH3)2CHNO2 - бесцв тная жидкость; d20 = 0,9 8 8; tnj, -
91 °C; tk.„„ 120°С. Взрывчатое вещество по свойствам близкое к 1-нитро-В пропану. Компонент ракетного топлива.
'^Триннтраацетоннтрил (NO2)3CCN (трпиитроэтаннитрил) - желтоватое кристаллическое вещество; 1ПЛ41,5°С; растворим в эфире; разлагается водой и этанолом. При ударе и нагревании выше 220°С детонирует.
Взаимодействием нитроформа с диметилмочевиной удалось синтезировать с высоким выходом (95%) очень важное взрывчатое соединение замещённой гексанитромочевины - БТЭМ. Скорость его детонации достигает 8,0 км/с. Обжатие свинцовых столбиков высотой 60 мм, диаметром 40 мм стандартным зарядом составляет 26 мм. Расширение в свинцовой бомбе Трдуцля - 465 мм. При этом вещество имеет идеальный кислородный баланс (0%). Чувствительность БТЭМ к удару находится на уровне гексогена и составляет 50-60% при падении груза массой 2 кг с высоты 30 см. Реакция его
взрывного разложения имеет вид:
C5H60i3N8 = 5СО2 + 4N2 +ЗН2О
Е
№',№'-о«с-(Р,Р,Р-трпнитроэтил)мочевина (БТЭМ) - белый аморфный порошок. Не растворим в четырёххлористом IjlO,
углероде: плохо растворим в воде (О,ОО8%25), o,NCCH,NHCNHCH,CNO, бензоле, диоксане и хлороформе; растворим в ’ | ’ || I '
ацетоне (17,5%22). Получают взаимодсйствн- N°2 ° N°2
см водного раствора тринитроэтилового спирта с насыщенным раствором мочевины.
Глава 8. Проще некуда. Жидкие ВВ
8.1. ЯТот самый ИГпренгелъ
/77 XIX в., пожалуй, мало что так отвлекало химиков от работы, U как постоянные открытия. Вот и англичанин Г. Шпренгель в 70-е годы предложил в качестве жидких ВВ смеси концентрированной азотной кислоты с углеводородами или ароматическими нитропроизводными.
В числе наиболее легендарных веществ Шпренгеля оксонит, смесь пикриновой и азотной кислоты (58:42, сост. 359), и гельго-фит, содержащий мононитробензол и азотную кислоту (28:72, сост. 360) на кизельгуровом наполнителе.
Эти ВВ не уступают по силе взрыва динамитам, причём, активность недорогого гельгофита даже несколько выше.
В «империалистическую» для снаряжения французских авиабомб применялся геллит, смесь мононитробензола и нитроксилола с 94% азотной кислотой (18:18:64, сост. 361). Скорость его детонации достигает 6,7 км/с.
Введение такого сильного окислителя, как азотная кислота, в смеси с тротилом (54:46, сост. 362) позволяет выровнять кислородный баланс его взрывного разложения и повысить эффективность детонации почти в 1,5 раза.
Практическое использование этих составов ограничено летучестью азотной кислоты и её высокой агрессивностью, поэтом)' современные варианты подобных ВВ включают её желатинизацию.
Весьма доступными являются гели азотной кислоты с ферросплавами, полимеризованные полиакриловой кислотой либо её амидом, теплота взрыва которых в пределах 8400-9250 кДж/кг или 12500-13800 кДж/л.
Рекордной величины достигает теплота взрыва желатинизированной азотной кислоты с алюминиевой пудрой (11750 кДж/кг, сост. 363).
В качестве наиболее ходовых контейнеров для жидких ВВ одно время использовали искусственный кремнезём. Для этого гильзу с несколькими каплями жидкого стекла (силикатного клея) прокаливали на огне. Образующийся белый пористый кремнезём пропитывали одним из составов Шпренгеля, к примеру, смесью керосина с азотной кислотой крепостью не ниже 98% (1:5, сост. 364). Этот мощный состав устойчиво детонирует от капсюля. При его использовании дело остаётся за малым: приобрести собственный карьер.
8.2. С подачи УПюрпепа
идкие ВВ на основе двуокиси азота ещё в 1878 г. предложил SJ-французский изобретатель Е. Тюрпен (табл. 20). Разработанные им паикластиты представляли смеси на базе этого окислителя с горючими жидкостями: нитробензолом, нитротолуолом, сероуглеродом, нефтью и др., часто с добавлением сорбента, и готовились перед применением.
Так, в конце XIX в. для взрывных работ в ограниченных количествах применялась жидкость, содержащая 36% сероуглерода и 64% двуокиси азота (сост. 365), температура взрыва которой достигала 3354°С, а сила детонации не уступала динамиту №1 (при Vo = 460 л/кг).
В первую мировую войну панкластиты использовались для снаряжения авиабомб и снарядов, хотя технология их производства была весьма затруднительна. Из ВВ Тюрпена с этой целью чаще применяли анилит, жидкую смесь двуокиси азота с нитробензолом (7:3, сост. 366), по силе взрыва сопоставимую с «гремучим студнем».
Со временем прижились более высокоплавкие составы, содержащие парафин.
С 50-х годов XX в. панкластиты на основе жидких углеводородов (в том числе керосина и дизельного топлива) претерпевают второе рождение. Благодаря малому критическому диаметру (1,0-1,5 мм) и потрясающим детонационным свойствам они и сегодня используются для взрывного бурения.
Двуокись азота активно применяется в качестве окислителя в жидкотопливных ракетах.
Смесь двуокиси азота с тротилом (51,6:48,4, сост. 367) достигает рекордной теплоты взрыва 7390 кДж/кг и становится эффективнее последнего в 1,66 раза, что позволяет применять её для контурных взрывов.
Широкое использование панкластитов ограничено их низкой живучестью вследствие быстрого испарения двуокиси азота (tran 21 °C) и удушливым действием. В этом плане близкие к ним по составу ВВ Шпренгеля имеют некоторое преимущество.
Глава 9. Гремучие соли Аммона
9.1. УТо следам серебряного зеркала-
то бы мог подумать, что производство ёлочных игрушек яв-
А, ляется таким взрывоопасным. Угрозу представляет используемый для нанесения «серебряного зеркала» раствор оксида серебра в аммиаке. Дело в том, что взрывчатыми свойствами обладают многие аммиачные комплексы металлов: Cu2+, Cu+, Hg2+, Со2+, Ni2+, Ag+ и др. Не зря до XIX в. такие вещества называли «гремучими», например, гремучее золото Au2O3'4NH3 и серебро Ag2On‘NH3. Со временем этот термин закрепился за фульминатом ртути.
Эти взрывчатые вещества элементарно образуются растворением солей, гидроксидов или оксидов металлов в аммиаке.
Так, тетрамминокупронитрат [Cu(NH3)4](NO3)2 («медно-аммонийный нитрат») - сине-фиолетовый мелкокристаллический продукт. Он мало чувствителен к удару, однако мощно детонирует при действии гремучертутного капсюля. Температура его взрыва настолько низкая, что известны попытки использования этого продукта в качестве антигризутного ВВ. Температура взрыва кристаллогидратов этой соли ещё ниже, и всё же её применение ограничено выделением токсичной окиси меди. Аналогичный хлорат тетрамина меди (II) инициирующее ВВ, детонирующее при ударе и в соприкосновении с огнём.
Некоторые соединения этой группы применяются в качестве аналитических реагентов, например, медно-аммиачный реактив Швейцера CuO(NH3)x(H2O)y для обнаружения целлюлозы. Его используют только в растворе, потому, что в сухом виде это уже готовое взрывчатое вещество. Получают его растворением свежеосаж-дённого гидроксида меди (II) в 25% водном аммиаке.
При действии детонатора можно взорвать светло-голубые кристаллы аммиакатов никеля, в частности, его перхлорат [Ni(NH3)6](ClO4)2.
Аммиакаты серебра [Ag(NH3)]OH, [Ag(NH3)2]OH и ртути (II) [Hg(NH3)4](OH) можно получить растворением соответствующих оксидов в избытке водного аммиака. Они значительно менее устойчивы и их длительное хранение в растворе приводит к выделению очень чувствительных взрывчатых осадков, к примеру, нитридов с которыми мы ещё встретимся в дальнейшем.
Если Вы не спешите, можете убедиться в этом сами.
Это очень «ленивый» синтез: 1 г оксида ртути (II) HgO заливают 10 мл 25% аммиака, а через две недели очень ос-
/£д\, торожно (!) сливают большую часть надосадочной жидко-__.сти и отделяют образующийся сверхвзрывчатый продукт I rfc J (разумеется, если повезёт):
3 {Ag(NH3)2}OH + 2Н2О = Ag3N; + 5NH4OH
Для приготовления столь сурового вещества можно вос-А пользоваться ляписным карандашом, который продаётся в аптеке. Достаточно залить его раствором аммиака в из
STOP к Л
бытке, а остальное сделает время. Если не закрывать банку крышкой, то недели через две на её стенках образуется чёрно-бурая корка вещества (в основном нитрида серебра с примесью его имида) соскабливать которую даже не пытайтесь. Это вещество может взорваться уже при взбалтывании раствора.
Жёлтый мелкокристаллический порошок (HOHg^NHiOH, образуемый при обработке оксида ртути (II) эквимолярным количеством нашатырного спирта получил название «основание Э. Миллона». Он плохо растворим в воде, взрывоопасен, но с 1842 г. его разбавленный раствор применяется как реактив на фенолы и белки, содержащие тирозин. Количество пострадавших от него лаборантов
нигде не приводится.
Нам же более интересен, получаемый на его основе, так называемый «имид оксидиртути» OHgiNH, который легко детонирует
при ударе и вполне подходит для инициирования других взрывчатых веществ. Высокая молекулярная масса этого продукта облегча
ет процесс передачи взрывного импульса.
/Hg\
О NH
Имид оксидиртути - коричневый, взрывающийся при ударе мелкокристаллический порошок. Получают дегидратацией основания Миллона щёлочью в атмосфере аммиака либо нагреванием до 125°С (только
очень осторожно: выше 130°С имид детонирует!).
Широко применяемый в аналитической практике реактив Несслера K2[HgJO4] для обнаружения аммиака и гуанидина, также может стать причиной больших неприятностей. Дело в том, что в ходе этих реакций образуется красно- /Hg\ бурая соль состава HOHgNHHgJ, выпадающая в О J
осадок. Так вот, в сухом виде при ударе или нагрева- [ нии выше 128°С это вещество детонирует не хуже
гремучей ртути.
Для получения этой йодистой соли 1 г йодида калия раство-. ряют в 10 мл воды, затем присыпают 1 г жёлтого порошка йодида ртути (II) HgJi, добиваются полного растворения при помешивании и приливают 1 мл 25% раствора аммиака. Выпавший красно-бурый осадок отфильтровывают, сушат при комнатной температуре. Полученный продукт хорошо растворяется в соляной кислоте или избытке йодида калия.
В сухом виде он требует очень осторожного обращения как любой капсюльный состав (!).
9.2. (Вот та^«тя^ёлые нитриды»
ак справедливо отмечают иностранные дипломаты, что русскому хорошо, то кое-кому не очень. В химии тоже самое.
Так, при полной замене атомов водорода в аммиаке образуются нитриды. В основном это очень стабильные соединения, но только не с тяжёлыми металлами да ещё с переменной валентностью. Такие вещества очень взрывоопасны.
Например, нитрид ртути (II) Hg3N2 («азотистая ртуть») - коричневый мелкокристаллический порошок, растворимый в водном аммиаке и растворах солей аммония; реагирует с кислотами и водой. Продукт очень взрывоопасен при нагревании или механическом воздействии. Его получают, осаждая спиртами из аммиакатов ртути.
При добавлении ацетона или этанола аммиачный раствор оксида серебра приобретает коричневую окраску из-за образования взрывчатого нитрида серебра Ag3N. Однако на этом реакция не заканчивается и постепенно из раствора выпадает чёрный, чрезвычайно взрывчатый даже во влажном состоянии осадок, которому приписывают строение имида серебра Ag2NH.
Белый, чернеющий на свету, взрывчатый осадок амида серебра AgNH2 несложно получить обработкой аммиачного раствора окиси
серебра амидом калия или осторожным (!) упариванием в присутствии концентрированной серной кислоты:
[Ag(NH3)2]OH —^] > AgNH2 + NH4OH
Продукт самодетонирует (!) при высушивании, хотя фугасное действие его оставляет желать лучшего.
Действием аммиака на водную суспензию окиси золота Аи2О можно получить комплексный нитрид золота состава Au3N-NH3, а при его промывке разбавленными кислотами соответствующий гидрат Au3N(H2O)„, которые в сухом виде очень взрывоопасны.
Обработкой аммиаком соединений трёхвалентного золота образуется «гремучее золото» - грязно-жёлтый осадок крайне взрывчатый в сухом состоянии.
9.3. Жизнь моя, иль ты приснилась мне (!—< щё более убедительными взрывчатыми свойствами обладают J-—’ нитриды элементов шестой группы таблицы Д. И. Менделее
ва: серы, селена и теллура.
Важнейшим из них является так называемая «азотистая сера» (или в более древней интерпретации «сернистый азот») S4N4. Этот продукт с высоким выходом образуется при взаимодействии серы с жидким аммиаком в присутствии солей тяжёлых металлов с последующей кристаллизацией из бензола.
По чувствительности к удару сернистый азот подобен гремучей ртути, хотя и несколько уступает ей. Кроме того, он весьма устойчив при хранении, особенно в отсутствии влаги. В своё время сернистый азот даже применялся в качестве детонатора, однако это ВВ
развивает сравнительно невысокое давление взрыва, что сыграло не в его пользу.
Оранжево-красный азотистый селен Se4N4 и жёлтый азотистый теллур Te3N4 ещё более взрывчаты, поэтому практического применения не находят.
•/Азотистая сера (сернистый азот) S4N4 - оранжево-красные многогранники; d = 2,22; 1пл 179°С; не растворяется в воде, но медленно реагирует с ней, выделяя аммиак; растворяется в сероуглероде, хлороформе и бензоле; слабо растворяется в этаноле и эфире. Выше точки плавления и при ударе детонирует.
В
^Нитрид серы димерной формулы S2N2 - бесцветное вещество с запахом йода, легко взрывается при растирании, ударе либо нагревании до ЗО°С; при длительном хранении переходит в S4N4 или полимерный золотистожёлтый продукт, с металлическим блеском, взрывающийся от капсюля-детонатора.
^Нитрид состава S4N2 - тёмно-красное мелкокристаллическое вещество с резким запахом; tnjl 23°С; не растворяется в воде; при нагревании до Ю0°С детонирует.
•/Азотистый селен Se4N4 - оранжево-жёлтый либо оранжево-красный аморфный порошок не растворимый в воде, этаноле и эфире; слабо растворимый в сероуглероде и уксусной кислоте. Эндотермичное, в высшей степени взрывчатое соединение. Детонирует при лёгком механическом воздействии или нагревании выше 160°С.
9.4. Недотрога с патологическим чувст-
вом юмора
отите раз и навсегда избавиться от домашних мух и тараканов, у\_ а заодно и других непрошеных гостей? Приготовьте «недотрогу» - йодистый азот (трийодид азота) NJ3 и не забудьте ещё влажные (!) кристаллы замаскировать вареньем, хотя я бы к ним не прикасался даже ложкой. Это вещество настолько взрывоопасно, что
мухи взрываются на нём уже на подлёте.
Не зря в своё время для подтверждения гипотезы Абеля о «синхронных колебаниях ВВ» Шампион и Пелле смазывали влажным йодистым азотом струны контрабаса, а затем дистанционно взрывали подсохший продукт резонансным звуком второго контрабаса частотой не менее 60 Гц. Представляете, какой классный сюжет для детективного романа?
STOP к л
«Недотрога» готовится очень легко. Многие великие химики прошли через эту процедуру, а некоторые даже в раннем детстве. Достаточно слить спиртовый раствор йода (же-
лателъно покрепче) и нашатырный спирт, а выпавший < вскоре чёрный осадок аккуратно отделить от жидкости и л. слегка смочить его ацетоном или спиртом, чтобы он быст-рее высох. Если имеется возможность, воспользуйтесь кристаллическим йодом, только раздробите крупные кристаллы.
Не забудьте вытряхнуть сырой осадок из стеклянной посуды (лучше на бетонный пол на лестничной площадке, тогда к Вашей квартире не смогу! подойти беззвучно ни соседи, ни вредные насекомые). Чтобы не ремонтировать коридор и сохранить обувь, не пытайтесь приготовить более 1 г этого чудесного вещества!
Обычно, раствор аммиака, как более дешёвый компонент синтеза приливают в небольшом избытке, что увеличивает выход осадка. Правда, при этом образуется ещё более взрывчатый продукт - аммиачная соль йодистого азота - йодазоимид NJ3-NH3 в виде тяжёлых (d = 3,5) чёрных ромбических кристаллов с температурой детонации ~26°С.
Имейте в виду, что при комнатной температуре высушенный йодистый азот порой взрывается самопроизвольно, а скорость его детонации настолько высока, что даже на металлической пластине остаётся выбитым чёткий силуэт в форме выложенных кристаллов. Можете увековечить этим способом своё имя или сделать рекламный щит: «Кую силой интеллекта».
При взрывном разложении йодистого азота и его солей образуется свободный йод, который Вы быстро обнаружите по навязчиво
му запаху больницы и внезапной ржавчине на полированных металлических поверхностях. Поэтому лучше не доводить до взрыва в собственной квартире, разве что Вы решили продезинфицировать её во время эпидемии гриппа.
Также следует знать, что йодистый азот не растворим в воде, однако растворяется в ней с разложением в присутствии тиосульфатов, тиоцианатов и цианидов; реагирует с водой при нагревании, причём, разложение его аммиакатов протекает в холодной воде. Йодные пятна с пола легко убрать раствором фото-закрепителя.
В силу чрезвычайной механической чувствительности йодистый азот не нашёл практического применения ни в военном, ни в горном деле, но забывать о нём не следует.
При пропускании хлора через тёплый (но не выше 60°С!) концентрированный раствор нитрата или хлорида аммония формируются маслянистые капли, выпадающие на дно. Это и есть хлористый азот (знаменитая «жидкость Фарадея»). Обычно, он взрывается при нагревании выше 80°С, но может до этой температуры и не дотянуть.. Со своим первооткрывателем он обошёлся жестоко и оставил его без пальца и глаза. Не надейтесь, что Вы из другого десят
ка и не пытайтесь повторить этот синтез!
Иногда химики-камикадзе поступают по-другому и перед началом опыта все необходимые компоненты несколько часов выдерживают в холодильнике. К 30 мл охлаждённого отбеливателя «Белизна» дробно приливают 5 мл охлаждён-
а ной 70% уксусной эссенции. Затем к полученной смеси не-/ !\ большими порциями добавляют охлаждённый раствор, со-а держащий 1 г нитрата аммония в 2 мл воды. Эту процеду-ру проводят под тягой, потому что рабочая жидкость из-. даёт жуткий запах! При этом выделяется желто-оранжевая густая масса, оседающая на дно. Через час на-Л досадочный раствор осторожно сливают, не затрагивая А маслянистую жидкость! Для подавления запаха к отрабо-..... танному фильтрату приливают фиксаж для чёрно-белой фотографии, содержащий тиосульфат натрия либо другой восстановитель, например, сульфит или .сульфид натрия. Осторожно! Для детонации полученного хлорида азота достаточно
колбу с этой жидкостью случайно уронить на пол, а тем более привязать к ней подожжённую петарду.
К сожалению, это очень нестойкое эндотермическое соединение (482 ккал/кг), столь легко детонирующее при трении, встряхивании, ударе или нагревании не находит достойного применения в современной технологии промышленных ВВ.
Правда, ещё столетие назад Томас (1899) предложил для горно-добытчиков специальные патроны, содержащие хлористый аммоний, в которых при электролизе образуются сжатые газообразные продукты и хлористый азот. Однако, в силу затруднений в эксплуатации и невысокого фугасного действия их использование было весьма ограничено.
^Хлористый азот NC13 (трихлорид азота) - жёлтая маслянистая жидкость; d = 1,653; tn.q -27°С; th.„n71°C; tB3p~85-95°C; реагирует с водой, растворяется в хлороформе, бензоле, сероуглероде и эфире. Очень взрыво-опасен!
|*| ^Бромистый азот NBr3 (трибромид азота) образуется при взаимодейст-вии водного аммиака с избытком брома (1:2,5). Детонирует при ударе и нагревании. Обработкой паров брома избытком аммиака под пониженным давлением и охлаждении получают красно-коричневый бромизоимид NBr3-6NH3, самодетонирующий даже при глубоком замораживании.
Продукты неполного галогенирования аммиака более стабильны, например, хлорамины NH2C1 и NHC12, которые применяются для дизинфекции, можно взорвать только действием мощного капсюля-детонатора. А вот фторимин NHF2 (tKlin -23°С) способен разлагаться со взрывом при резком нагревании и даже встряске.
^Соли аминохлортриоксида («перхлориламина») H2NC1O3 устойчивы при обычных условиях хранения, но легко детонируют при нагревании и УДаРе-
^Хлоримид л-хинона (л-бензохинонмонохлоримид) - жёлтые кристаллы из лигроина; tn,3 84-85°С; растворим в воде, этаноле, эфи-ре и хлороформе. Детонирует при ударе и нагревании. и\=/
9.5. Он выглядит та\&езо6идно
(']/] нтересно отметить, что родоначальник этой группы взрывча-к/ £ тых веществ, аммиак, на воздухе практически не горит, хотя
его воздушные смеси (16-28%) взрывоопасны. В атмосфере же кислорода он энергично сгорает ярко-жёлтым пламенем - не зря в его названии сохранилось имя египетского бога солнца Аммона.
Аммиак нашёл применение в качестве жидкого ракетного топлива в некоторых системах реактивных двигателей, развивая в токе кислорода (2:3) удельный импульс (отношение тяги к ежесекундному расходу топлива) до 255 секунд, превосходя по этому показате-лю даже кислородно-спиртовые смеси.
В атмосфере хлора аммиак самовоспламеняется.
Вооружившись столь глубокими познаниями можно устроить великолепный комнатный фейерверк перед гостями, не отходя от
праздничного стола.
В трёхлитровую банку, оставшуюся от съеденных огурцов, влейте столовую ложку нашатырного спирта, накройте крышкой, несколько раз встряхните и можете по частям присыпать ещё горячий зелёный порошок оксида хрома (III) Сг?Оз, предварительно полученный разложением бихромата аммония (NH^pCmO-.
л Для этого его нагревают в ложке над праздничной свечкой, попутно демонстрируя великолепный «комнатный вулкан».
Оранжевые кристаллы бихромата начинают вскипать, меняя цвет на зелёный, сильно увеличиваясь в объёме и выбрасывая раскалённые добела, но холодные искры. Активно выделяющийся азот замедляет их падение.
Оксид хрома в этой реакции выступает катализатором окисления аммиака и его мельчайшие кристаллики, высыпаемые в банку, красиво искрят в полумраке.
С помощью излишка оксида хрома Вы сможете «на спор» поджечь оставшийся на столе сахар. В крайнем случае, используйте папиросный пепел: он тоже содержит катализатор горения - соли лития.
Хорошим катализатором окисления аммиака являются многие металлы, в том числе элементы платиновой подгруппы и даже обычное железо. Правда, чтобы и его заставить сверкать в банке, частички должны быть очень мелкими, например, подойдёт пылевидное «железо свежевосстановленное».
Аммиак входит в состав жидких взрывчатых веществ астралитов в виде смесей с нитратом или перхлоратом гидразина.
Некоторые жирные амины (структурные аналоги аммиака) обладают внушительными взрывчатыми свойствами. Так, описанный выше ММАН СНзХНг'НХОз (моиометиламина нитрат) - мощное бризантное ВВ, не уступающее тротилу, которое широко применяют в композициях ракетного топлива.
При обработке раствора металлического натрия в жидком аммиаке избытком нитрита натрия образуется гидроазотистая соль состава Na4N2O4, которая при нагревании выше 100°С или в присутствии влаги взрывается.
Ближайшее производное аммиака гидроксиламин NH2OH (tn;, 33°С) при нагревании выше 100°С детонирует. Его моногидрат NH2OHH2O более стабилен и в сочетании с дымящей азотной кислотой (4:1) даже применяется в качестве ракетного топлива.
Смесь нитрата гидроксиламина NH3OH-NO3 с аммиаком -мощное «жидкое ВВ» типа астралитов, применяется в горном деле (сост. 368, табл. 21).
Взаимодействием гидроксиламина с азотистой кислотой получают очень взрывчатое белое кристаллическое вещество, легко детонирующее при ударе и резком перегреве. Это азотноватистая
кислота H2N2O2. Она хорошо растворима в воде, спирте и эфире, а многие её соли, называемые «азотиоватистокислыми» или «гипо-иитритами» - отличные инициирующие ВВ, детонирующие при нагревании, ударе или трении.
Некоторые органические производные гидроксиламина (альдоксимы, кетоксимы, гидроксамовые кислоты и др.) также обладают взрывчатыми свойствами.
1,3,5-Циклогексантрионтриоксим белый кристаллический порошок, трудно растворимый в воде и
В этаноле, растворимый в хлороформе и уксусной ки- [1
слоте. Взрывается при ударе или нагревании выше HON^^^NOH 155°С.
Бензгидроксамовая кислота ромбические кри- НО—С =NHO сталлы, растворимые в спирте, хуже в воде и эфире; г45!
tnjl 131-132°С, при дальнейшем нагревании или при ударе детонирует.
Глава 10. Эка невидаль Ваши гидразины 10.1. СК нас ещё в запасе 14 минут
Ср Щё Вант-Гофф (1900) предположил, что вещества с повышен-’ ным содержанием азота, а тем более содержащие связи типа N-N, могут проявлять взрывчатые свойства, и не ошибся.
Наиболее важным продуктом частичного окисления аммиака является его димер - гидразин.
Гидразин NH2NH2 («диамид») - дымящая бесцветная жидкость; d = 1,004; tnjI 1,5°С; tK„„ 113,5°С. Растворим в воде, спиртах и аминах; не рас-творим в углеводородах; гигроскопичен; образует взрывоопасную смесь с воздухом; самовоспламеняется в контакте с асбестом, углем, оксидами меди, железа и ртути. Образует моногидрат (d = 1,03, tnjl -51 °C; tK1,n 118°С) и взрывчатые соли с кислотами.
Именно этот продукт стал основным видом горючего для жидкотопливных ракет. Гидразин энергично горит на воздухе. Сгорая в токе кислорода фиолетовым пламенем, он развивает удельный импульс до 270 секунд.
В числе наиболее применяемых компонентов отечественного реактивного топлива остаётся диметилгидразии несимметричный (CH3)2NNH2 (tK„n63°С, уд. импульс с СЬ 310 с).
Частым фрагментом жидкого ракетного топлива иностранного производства является N-нитрозодиметиламин (CH3)2NNO, представляющий собой жёлтую жидкость (tKlin 151°С), растворимую в воде, спирте и эфире.
В качестве экзотического окислителя реактивного горючего с «повышенной тягой» в не-
которых системах ракет используется тетрафтор-гидразин N2F4.
Кроме того, гидразин послужил основой целого класса жидких взрывчатых веществ астралитов (табл. 21). Обычно, для их приготовления используют моногидрат гидразина с аммиачной селитрой (сост. 369), а также его соли нитрат или перхлорат с аммиаком (сост. 370). Такие ВВ характеризуются высокими энергетическими параметрами, удобны в закладке и без труда готовятся на месте взрыва путём предварительного смешивания либо раздельной закладки в скважину.
Астралиты характеризуются низкой чувствительностью к механическим воздействиям, морозоустойчивостью до -40°С, достаточно высокой плотностью (d = 1,3-1,4) и скоростью детонации до 8 км/с. Объём продуктов взрыва достигает до 1000 л/кг, а объёмная энергия детонации составляет 5700 кДж/л. Таким образом, астралиты превосходят по взрывчатым свойствам многие «традиционные» ВВ, включая тротил и составы на его основе.
Главным недостатком этих ВВ является их невысокая физическая стабильность, связанная с постепенным испарением гидразин-гидрата, который к тому же поражает паренхиму лёгких.
Таблица 21. ВВ на основе гидразинов
% 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379
Астралиты Прочие ВВ
Калия нитрат 40 40
Калия хлорат 58
Аммония нитрат 76 57 61 78
Аммония перхлорат 18 68
Гуанидина нитрат 79 49 50 43
Тринитрорезорцин 20
Нитрогуанидин 39
Низрозогуанидин 42
Ншромочевина 82
Карбогидразид 32 22
Аммиак жидкий 19 6
Гидроксиламина нитрат 81
Г идразин-гидрат 24
Гидразина нитрат 94
Уголь древесный 11
Сахароза 10
Асбест 1
Наличие гидразинового (>N-N<) или нитраминового (iN-NO?) фрагмента в структуре органических соединений резко повышает их лабильность. Так, например, описанные выше 2,4-динитро-фенил-гидразин, тетрил, тетранитроанилин, пикрилгидразин, ДИНА, ЭДНА - грозные взрывчатые вещества; нитромочевина, производные гуанидина и карбогидразида применяются в производстве современных ВВ, а также твёрдого ракетного топлива.
Ветераны ракетно-модельных кружков при домах пионеров, кому довелось разбирать заводской многоразовый ракетный двигатель (МРД), наверняка помнят спрессованные таблетки горючего, способные сгорать ярким пламенем. Так вот, чаще всего они на 80% состоят из нитрата гуанидина.
Двигатели типа английского «Джетекса», югославского «Тайфуна» или чешского «Синджета» комплектовались смесью азотно-
кислого гуаиидииа и трииитрорезорцина с добавлением асбестового волокна (79:20:1, сост. 371).
Композиция нитрата гуанидина с порошкообразной сурьмой является сравнительно безопасной в ряду метательных взрывчатых веществ и иногда используется в ракетном моделировании.
На основе нитрата гуанидина известны некоторые составы пороха, включающие нитрат калия и древесный уголь или сахарозу (сост. 372, 373). Также он входит в композицию некоторых взрывчатых смесей (сост. 374).
Нитрогуаиидии, полуденный в своё время почти одновременно Пеллицари, Франшимоном и Тиле, для современной пиротехники представляет ещё больший интерес. Он и его нитрат являются компонентами нитроцеллюлозных порохов, различных ВВ (сост. 375) и твёрдого ракетного топлива.
Оригинальный метод лабораторного получения этого продукта сводится к термическому разложению роданида аммония, широко применяемого в фотографии. Образующийся роданид гуанидина переводят в нитрогуанидин действием нитрующей смеси.
Л. Нагревают в течение суток 20 г роданида аммония NHjSCN на масляной бане или сплаве Вуда (180-190°С) в толсто-Лк стенной колбе с газоотводной трубкой, конец которой по-/^\. мещён в поглотительную склянку с водой. Выделяющиеся газообразные продукты (СУ, H3S и NH3) можно дожигать в струе газовой горелки, для чего газоотводную трубку вводят в её основание. Учитывая сложности с дальнейшим измельчением плавленого продукта проще разложение роданида аммония проводить в фарфоровом тигле на открытом воздухе. Разложившийся плав (14,6 г) после остывания представляет собой светло-зелёную кристаллическую массу роданида гуанидина NHC(NH2)2-HSCN.
Плав измельчают, растирая в ступке, и по частям переносят в колбу со 150 мл концентрированной серной кислоты. Растворение соли протекает очень бурно с сильным разогреванием и выделением неприятного газа, окрашивающего окружающие предметы в интенсивно красный цвет.
____ Этим способом можно недурно покрасить забор на своей ) даче или автомобиль соседей, если ветер поменяет направление.
л К ещё тёплому раствору, на поверхности которого плава-ют хлопья серы, приливают 120 мл концентрированной серной кислоты (желательно олеум, содержащий —10 % SO3).
В охлаждённый сиропообразный раствор вливают 10 мл концентрированной азотной кислоты (d > 1,5). Начинается сильное л разогревание реакционной .массы. Закипающий раствор срочно (!) выливают в ледяную воду (1:5). Нитрогуанидин выпадает в виде тонких длинных игл, подобно волокну стекловаты. Осадок отфильтровывают, промывают содовым раствором и сушат. При желании продукт кристаллизуют из спирта. Малое количество можно перекристаллизовать из горячей воды, при этом нитрогуанидин выпадает в виде прозрачных длинных иголок.
Поверьте. На таком горючем Ваши ракеты побьют любые рекорды, если не взорвутся прямо на старте.
Чувствительность нитрозогуанидина к механическому воздей-
ствию
в!
г
значительно выше. Его применяют в капсюльных составах.
'/Гуанидина нитрат NHC(NH2)2-HNO3 (карбамидииа или имииомоче-вины нитрат) - бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде (15%20, 128%90); tni) 217°С; d = 1,44. Получают взаимодействием цианамида с аммиаком, с последующим переведением в нитрат. Применяется в качестве ВВ как в составе взрывчатых смесей, так и самостоятельно; компонент твёрдого ракетного топлива.
'/Гуанидина перхлорат NHC(NH2)2-HC1O.4 - бесцветное кристаллическое вещество. 1ПЛ. 248°С; d = 1,743. Растворим в воде, не растворим в хлороформе. Малочувствительное ВВ. Применяется для производства ракетного топлива и порохов.
'/Нитрогуанидин H2NC(=NH)NHNO2 (а) и (NH2)2C=NNO2 (|3) - бесцветное или жёлтое кристаллическое вещество. tnl247°C с разложением. Почти не растворим в воде (О,27%20) и бензоле; плохо растворим в спиртах; растворим в ацетоне и водной щёлочи; a-форму получают растворением нитрата гуанидина в серной кислоте, |3-форму нитрованием его сульфата. Полу чают дегидратацией нитрата гуанидина. В малом количестве энергично горит без детонации, мало чувствителен к удару, от капсюля взрывается. Компонент ВВ, нитроцеллюлозных порохов и твёрдого ракетного топлива.
'/Нитрозогуанидин H2NC(=NH)NHNO - светло-жёлтые кристаллы; tn„ 161°С с разложением; не растворим в спирте и эфире, плохо растворим в воде. Получают восстановлением нитрогуанидина цинковой пылью в кислой среде. Очень взрывоопасен. Инициирующее ВВ для капсюлей.
Повышенными горючими и взрывчатыми свойствами также обладает нитромочевина. Она относительно устойчива при механическом воздействии, вместе с тем, скорость её детонации достигает 7,0 км/с. Для усиления бризантных свойств нитромочевины её применяют в комбинации с сильными окислителями, в Частности, с нитратом аммония или его перхлоратом (сост. 377). Подобные пиротехнические композиции входят в состав некоторых видов ракетного горючего.
Пожалуй, главным недостатком нитромочевины является низкая устойчивость во влажной среде. В таком состоянии она начинает разлагаться уже при 60°С с выделением закиси азота.
В промышленности нитромочевину получают по методу Тиле и Лахмана. В лабораторном варианте этот синтез имеет следующий вид. Вначале получают мочевины нитрат. Следует иметь в виду, что и эта соль может взрываться, а скорость её детонации (4,5 км/с) не уступает параметрам многих промышленных аммоналов.
5 г мочевины растворяют в 7 мл воды, смесь при этом силь-/t\ но охлаждается. К ней осторожно приливают холодную (~5°С) азотную кислоту (d = 1,5) так, чтобы температура реакционной массы не поднималась выше комнатной. Выпавший осадок нитрата мочевины отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат в тёплом месте.
л б г полученного нитрата мочевины дробно растворяют в 9 мл концентрированной серной кислоты, охлаждённой до -5°С в ледяной бане. Через 5 минут после гомогенизации реакционную массу осторожно выливают в 50 мл ледяной воды. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают содовым раствором, водой, спиртом и сушат. Для длительного хранения продукт кристаллизуют из этанола.
г
✓ Нитромочеввна H2NCONHNO2 - призмы из этанола; трудно растворима в воде и бензоле; легко растворима в эфире; tnjl 159°С с разложением (выше детонирует). Гидролизуется водой. Получают взаимодействием нитрата мочевины с серной кислотой. Образует очень чувствительные к механическому воздействию соли с тяжёлыми металлами. Применяют для изготовления ВВ, порохов и ракетного топлива.
'ГКарбогидразид (NH2NH)2CO (дигидразид угольной кислоты) -• иглы из водного этанола; tpd3.n 152°С (часто со взрывом); легко растворим в воде, спиртах и медицинском эфире. Взрыво- и пожароопасен. В смесях с нитратом и перхлоратом аммония применяют в бризантных композициях (сост. 378 и 379).
В самый разгар второй мировой войны (1942) химику Райту удалось синтезировать мощное бризантное ВВ - ДИНА, представляющее собой диэтанолнитрамиидинитрат. Это вещество по силе взрыва не уступало гексогену, а его чувствительность к трению и удару оказалась несколько меньше, чем у ТЭНа, но всё же превосходила гексоген. Скорость его детонации 7,73 км/с при относительной плотности 1,67, а теплота разложения 5230 кДж/кг. Практически сразу диэтаиолнитраминдинитрат стали применять для снаряжения детонаторов морских боеприпасов. Его самостоятельное использование в чистом виде ограничивалось высокой чувствительностью к удару и низкой температурой плавления.
В 'ГДИНА (днэтанолнптраминдпнптрат, диэтанол-М-нитрамннодинит-рат) O2NN(CH2CH2NO2)2 -- бесцветное кристаллическое вещество. t„;i 51-53°С, tpajjl ~165°С. Растворим в уксусной кислоте, метаноле, бензо
Е
ле и ацетоне; не растворим в воде, хлороформе, тетрахлорметане и пет-ролейном эфире. Бризантное ВВ. Пластификатор нитроцеллюлозы в порохах и коллоидных видах ракетного топлива.
Для получения этого продукта к охлаждённой нитрующей смеси, содержащей 24 г уксусного ангидрида, 6 г кошцентри-рованной азотной кислоты и 0,5 г хлорида натрия приливают по каплям 2 г диэтаноламина. Затем температуру « смесг! повышают до 40°С и выдерживают ещё 40 минут. /0\. Реакционную .массу осторожно выливают в 50 мл холодной воды. Выпавший белый осадок отфильтровывают, промы-л вают раствором питьевой соды и воды. Для повышения ста-дальности ДИНА кристаллизуют из водного ацетона (1:2) с добавлением нескольких капель нашатырного спирта.
Синтез ДИНА можно осуществить непосредственно из этанола. Для этого предварительно получают диэтаноламин.
л Смесь 2,4 г этанола и 8,5 г 10% раствора аммиака нагрева-Ztt\ ют под обратным холодильником при температуре 80°С в _ течение получаса. Затем реакционную массу охлаждают до /!\ комнатной температуры и нитруют.
Для нитрования приготовленного водного диэтиламина количество нитрующей смеси по сравнению с обычным увеличивают вдвое, а время проведения реакции растягивают на сутки.
В сухом состоянии приготовленный продукт достаточно стоек при хранении. Однако в воде, особенно горячей он медленно разлагается: при кипении в течение 6 часов разрушается до 30% вещества. Ещё более разрушительно действуют на него кислоты и щёлочи. Щелочные водные растворы медленно разлагают его при комнатной температуре, а концентрированная серная кислота вызывает разрушение ДИНА даже при 0°С.
В современных технологиях ДИНА вместе с ингибиторами используется для заливки торпед, снарядов и бомб, а также вместо тринитроглицерина для пластификации порохов и твёрдого ракетного топлива.
Близким по строению и свойствам к ДИНА является галеит, известный также под названием «ЭДНА».
'''ЭДНА (галеит, этилендинитродиамин) O2NNHCH2CH2NHNO2 - бес-
цветное кристаллическое вещество. tnjl 175-8°С, d = 1,75. Плохо раство-Врим в воде (0,3%75, 4,95%7’) и этиловом спирте (1,25%2э, 10,1 %7’); растворим в нитробензоле и диоксане; не растворим в эфире. Медленно разлагается в нейтральной и особенно кислой среде, в щелочной - устойчив. Во влажном виде разлагается при температуре выше 50°С. Токсичен. Поражает ЦНС. Компонент детонаторов и бездымных порохов.
* Для получения этого продукта к 9 г охлаждённого (5°С) этилен диамин а или 14 г его 64% раствора при постоянном помешивании осторожно прикапывают 38 мл уксусного ан-
« гидрида и полчаса нагревают на водяной бане. Охлаждают /!\ и приливают равный объём ацетона. Выпавший осадок этилен-бис-ацетамида отфильтровывают и сушат (t„L 172-173°С).
. К 18 г охлаждённой (0°С.) концентрированной азотной ки-слоты дробно прибавляют 12 г охлаждённого уксусного ангидрида так, чтобы температура смеси поднялась не выше 5°С. В этой нитрующей смеси при помешивании растворяют 4,5 г полученного этилен-бис-ацетамида. Вскоре начинает выпадать кристаллический осадок. Реакционную массу выдерживают 6 часов при температуре не выше 5°С, затем к ней добавляют 300 мл ледяной воды и отфильтровывают бесцветный кристаллический осадок этилен-бис-дииитроацетамида (t„L 132-133°С).
Гидролиз полученного нитропроизводного осуществляют, растворяя его в 50 мл 35%> едкого натра. Через 10 минут к раствору приливают 50 г концентрированной соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой и сушат.
По чувствительности галеит аналогичен тетрилу, но обладает большей мощностью. Он детонирует при сильном ударе. Восприимчивость этого вещества к взрыву 2% при массе 5 кг груза, падающего с высоты 24 см. Теплота его взрыва 5360 кДж/кг, скорость детонации 7,75 км/с (d = 1,55), Vo 908 л/кг. С металлами и щелочами галеит образует ещё более взрывоопасные соли.
Галеит применяется в пиротехнических смесях для заливки различных боеприпасов, в капсюлях-детонаторах, а также в качестве пластифицирующего активного компонента современных порохов и твёрдого ракетного топлива.
10.2. У^зопроизводные для продвинуты^
yf зосоединения, содержащие остаток RN=NR', в целом относи-Д*- тельно стабильны и являются основой многих красителей и пенообразователей, но некоторые из них легко разрушаются даже при небольшом нагревании и часто со взрывом.
✓'Дпазирин (циклодиазометаи) - бесцветный газ, который в сжиженном состоянии самовозгорается уже при -40°С, в рас-творах стабилен. Получают окислением метилендиамина гипохлоритом натрия.
/Диазоксид (1-диазо-2-нафтол-4-сульфокислота) - жёлтое N=N
кристаллическое вещество, плохо растворимое в воде. В сухом виде взрывоопасен, разлагается на свету, детонирует выше 100°С и от удара. Применяется в производстве азокрасителей.
;о3н
'/Пирофор N (CHj)2C(CN)N=NC(CN)(CH3)2 (2,2-азо-й/с-изобутиронит-рил) - мелкокристаллический порошок; tpal., 105-106°С; плохо растворим в воде; легко растворим в эфире и спиртах. Устойчив при 0-5°С. При 85°С период его полураспада составляет 1 час. Детонирует при ударе и сильном трении. Очень взрывоопасна его пыль в виде аэровзвеси. Инициатор полимеризации и норообразователь в производстве пенопластов и пористых резин.
Ещё более неустойчивыми и взрывчатыми являются диазосоединения R(R')C=N+=N‘, R(R')C”-N+sN и их соли диазония, поскольку многие вещества этой группы из-за крайней нестабильности в свободном виде не известны.
Наиболее подробно изучены взрывчатые свойства солей диазобензола. Эти мощные инициирующие вещества очень чувствительны к удару и трению, что ограничивает их промышленное применение в качестве ВВ.
Так, диазобензола нитрат по силе взрыва в 1,3 раза и по объёму выделяемого газа в 1,8 раза превосходит знаменитый динамит №1, но взрывается порой в самый неподходящий момент.
Для получения этого грозного продукта к суспензии 2 г нитрата анилина в 2 мл концентрированной азотной кислоты добавляют 0,9 г нитрита натрия. Реакционная масса окрашивается в красный цвет. После её обесцвечивания и прекращения выделения азота приливают 3 мл этанола. Через 5 минут добавляют 6 мл медицинского эфира. Выпавший
осадок отфильтровывают, промывают эфиром, осторожно (!) сушат на холоде.
J Диазобензола нитрат (C6H5N+=N)NO3“ (бензолдиазоннй нитрат) бесцветные иглы; d = 1,37. Легко растворим в воде; умеренно растворим в этаноле; не растворим в эфире. Медленно разлагается на свету. В при-I 4 I сутствии влаги постепенно превращается в фенол. Взрывается при 90°С, трении и ударе.
J Диазобензола хлорид (C6HsN+=N)Cr (бензолдиазоннй хлорид) - бесцветные иглы, растворимые в воде и этаноле. Детонирует при ударе и нагревании.
Высокой инициирующей способностью обладает л/-нитробен-золдиазония перхлорат. Это ВВ очень чувствительно к удару, тре-
нию и нагреванию.
А
Для его получения м-нитроанилин растворяют в смеси концентрированной соляной и 20% азотной кислоты, после че-
го охлаждают реакционную массу на ледяной бане и приливают к ней раствор нитрита натрия. Выпавший через 5 минут жёлтый осадок отфильтровывают, осторожно сушат и взрывают, не оставляя впрок.
J З-Нитробензолдйазония перхлорат [3-NO2C6H5N+^N]-HClO4~ - бледно-жёлтое кристаллическое вещество, плохо растворимое в холодной воде и спирте. Инициирующее ВВ.
J 4-Нитрофенилдиазбния тетрафторборат (диазоль) [4-NO2-C6HSN =N]-[BF4-] - жёлтое кристаллическое вещество, растворимое в спиртах и эфире, плохо растворимое в воде. Детонирует при нагревании, трении и ударе.
0
JДиазоль О [2-NO2C6H5N+=NHSO4_]-ZnCl2 и диазоль 4С [2-CH3,3-NO2-C6H4N+=N]-[BF4-], применяемые для окраски целлюлозного волокна, в чистом виде взрываются при ударе и нагревании.
JДиазаметан CH2N2 (H2C=N+=N“) (азиметилен) - жёлтый ядовитый газ; tK)ln -23°С; растворим в этаноле, эфире и диоксане. При комнатной температуре очень неустойчив. Детонирует при нагревании. Более стабилен в растворах, которые тоже взрывоопасны. Получают обработкой хлороформа гидразином в щелочной среде.
Взаимодействием диазосоединений с аминами получают взры-
воопасные триазены RN=NNR'. Даже их формальное структурное сходство со взрывчатыми азидами RN=N+=N~ говорит само за себя.
Известный представитель этого ряда - ДАБ («диазоамидобензол») образуется обработкой анилина диазобензолом, по сравнению с ко-
торым он более устойчив.
JДиазогуанидина нитрат [NH2(NH)CNHN+s N]NO3~ образуется обра-
0
боткой аминогуанидина азотной кислотой в присутствии нитритов. Легко растворим в воде и спирте, не растворим в эфире. При ударе и трении не детонирует, при нагревании выше температуры плавления (129°С) даёт большую оранжевую вспышку. Взрывается от детонатора.
JДАБ C6H5N=NNHC6H5 (порофор ДВ, целофор ДАВ, бензолдиазоаии-лид, 1,3-дифенилтриазен) - золотисто-жёлтые иглы и призмы из этанола; 1пл 98-99°С. Растворим в этаноле, эфире и бензоле; не растворим в воде. Детонирует при 200°С и ударе.
Азосочетанием диазониевых солей с гидразинами и гуанидинами образуются ещё более взрывоопасные вещества — тетразены. Постепенно это название закрепилось за самым ярким представите-
лем этой группы - амидинотетразенотетразолом.
'/Тетразен (моногидрат 4-гуаннл-1-тетразолилтетразена, амидинотет-
разенотетразол) жёлтые рыхлые стекловидные клинообразные кристаллы. Пра-
[N'-Nk
|| JV-N=N—NH—NH
N—NH
H2O
ктически не растворим в воде (0,02%22), спирте, ацетоне и эфире; не
гигроскопичен; d = 1,68. Выше 60°С медленно разлагается. Устойчиво
0
детонирует при трении, ударе, наколе, попадании искры и нагревании выше 140°С. Инициирующее ВВ для капсюльных составов.
Несмотря на такую страшную формулу строения, это вещество
получается совсем несложно. Исходным компонентом для синтеза служит аминогуанидин H2N-C(NH)-NHNH2 в форме солей: бикарбоната (tnn. 170°С, не растворим в воде) или сульфата (tnjl 203°C, умеренно растворим в воде).
STOP
©Первоначально аминогуанидина бикарбонат переводят в водорастворимую форму, для чего приливают к нему разведенную азотную кислоту (в производстве обычно 16%) до окончания вспенивания. Реакционную массу переносят на
/X водяную баню, выдерживают при температуре 70-75°С и фильтруют. К ещё тёплому продукту приливают одновре-л. менно нагретые до 60°С водные растворы нитрита натрия (5н.) и азотной кислоты (2н.). При этой же температуре смесь выдерживают 40-50 минут. Затем охлаждают до 35-40°С и отфильтровывают выпавший жёлтый мелкокристаллический осадок тетразена. Промывают его водой, спиртом и сушат при температуре 40-45°С.
При использовании аминогуанидина сульфата процедура упрощается. Его растворяют в воде, фильтруют и подкисляют фильтрат уксусной кислотой. Эту массу вливают в нагретый до 55°С раствор нитрита натрия. Температура повышается до 65-70°С. Если она превысит 73 °C, во избежание неприятностей реакцион-[ ф ] ную массу охлаждают водой. Через час (после снижения температуры до 45°С) отделяют выпавший осадок.
При обычных условиях хранения тетразен вполне стабилен и не реагирует с большинством металлов. Однако влажный продукт постепенно разлагается в контакте с углекислотой, даже присутствующей в воздухе и детонирует при взаимодействии с амальгамой
натрия.
По чувствительности к удару и, особенно к наколу, тетразен превосходит гремучую ртуть. Он несколько менее чувствителен к трению. Влажный продукт менее восприимчив к механическому воздействию.
Теплота взрыва тетразена 2300 кДж/кг, объём его газообразных продуктов 400-450 л/кг.
Бризантность и «инициативность» тетразена уменьшается при увеличении давления прессования. Детонация медного капсюля с непрессованной навеской вещества массой 0,4 г в стандартном тесте даёт 13,1 г дроблёного песка, а прессованного под давлением 214 кгс/см3 только 5,0 г. Скорость сгорания тетразена при атмосферном давлении составляет ~0,78 см/с, однако его неустойчивое горение быстро переходит в детонацию.
Тетразен широко применяется для снаряжения капсюлей-воспламенителей ударного и накольного действия, причём, только в пиротехнических смесях, где его содержание не превышает 15%, к примеру, в композиции со стифнатом свинца, нитратом бария и сульфидом сурьмы. Даже небольшая примесь тетразена (2-3%) значительно увеличивает чувствительность стифната свинца к удару, а азида свинца к наколу. В чистом виде в качестве инициирующего ВВ тетразен не используют из-за малой инициирующей способности.
Тетразен образует взрывчатые соли с некоторыми кислотами, аммиачные комплексы с перхлоратами переходных металлов, например, Co[NH3]5[N4CN02](C104)2 и производные с солями тяжёлых металлов типа Hg(N4CNO2)2, многие из которых обладают ещё более высокой инициирующей способностью.
М. Ремез и Д. Дивис (1973) взаимодействием диазониевых солей с первичными аминами при охлаждении (0-5°С) синтезировали особовзрывчатые пентазадиены ArN=NN(Me)N=NAr.
Глава 11. Я по-прежнему чувствительный и нежный
11.1. Язидный возбудитель
уЛТ/f ногда так легко на душе, что кажется, будто её нет вовсе», -
L наверное, подумал немецкий химик Теодор Курциус (1857-1928), когда в ходе изучения реакций замещённых гидразинов получил азотистоводородную кислоту (1890), её производные - азиды (1889), и остался невредим.
Дело в том, что эта кислота и большинство азидов оказались очень взрывоопасными эндотермическими соединениями. Правильное строение их было предложено лишь в 1911 г. Анджелли и Тиле, а окончательно доказано только в 1935 г. Бёршем.
В промышленных условиях азиды получают нагреванием (~150°С) амидов с закисью азота. При их обработке серной кисло
той с последующей дистилляцией (36°С) отгоняется бесцветная жидкость с резким запахом. Это и есть азотистоводородная кислота. Она взрывается при ударе, трении и нагревании. В безводном состоянии кислота детонирует при комнатной температуре даже от сотрясения сосуда. Её пары более устойчивы и взрываются около 300°С.
JАзотистоводородная кислота HN=N+=N“ (азоимид) - бесцветная сильно летучая жидкость с резким запахом; d = 1,13; tnjl -80°С; 1КИП 36°С. Пары очень ядовиты. Водный раствор легко проникает через кожу и вызывает её воспаление. В лабораторных условиях получают воздействием гидразина на азотистую кислоту. По силе приближается к уксусной кислоте. Характер поведения водных растворов напоминает разведенную азотную кислоту. Реагирует с металлами. В разбавленных растворах вполне устойчива. В концентрированном виде детонирует от удара или нагревания.
STOP
В лабораторных условиях азотистоводородную кислоту получают восстановлением азотистой кислоты гидразином. К раствору 14 г прокаленного нитрита кальция Ca(NO2)2e 30 мл воды приливают 50 мл 20% серной кислоты. Выпавший белый осадок отделяют фильтрованием, промывают 20 мл воды и выбрасывают. Фильтрат охлаждают в холодильнике и осторожно дробно приливают к 5 мл гидразин-гидрата N2HyH2O. Реакция экзотермична. Образуется водный раствор, содержащий около 4 г азотистоводородной кислоты.
л Обычно, её отделяют перегонкой при 36-37°С. Вам • понятным причинам этого делать не следует!
Достаточно к приготовленной жидкости, которая стабильна, прилить раствор, содержащий 0,1 моля соли
же по
вполне любого
—_ тяжёлого металла, чтобы получить его взрывчатый азид в I—cfeJ виде нерастворимого осадка. Выделить его и не взорваться - это уже дело техники и удачи.
При работе с концентрированными растворами азотистоводородной кислоты существуют несколько категорических «нельзя»: трясти и ронять на пол ёмкости, в которых она хранится; допускать резкие перепады температур;
вдыхать её пары и заставлять это делать окружающих; не мыть руки после контакта с этим веществом.
Для нас ещё более интересны неорганические соли азотистоводородной кислоты, большинство из которых взрываются при механическом воздействии, а некоторые даже при ярком освещении.
Азид свинца впервые получил французский химик Гиронимус
взаимодействием азида натрия с ацетатом свинца. Осаждающийся
при этом продукт на сегодняшний день является наиболее приме-
няемым инициирующим ВВ.
В
SАзид свинца Pb(N3)2 - белый или серый мелкокристаллический порошок, темнеющий па свету. Существует в виде четырёх модификаций, в основном мелких ромбических кристаллов аир формы плотностью соответственно 4,71 и 4,93. Растворим в уксусной кислоте, моноэтанола-мине (145%20); трудно растворим в воде (0,023%18 и О,О9%70), лучше растворяется в присутствии ацетата свинца; практически не растворим в спирте, ацетоне и эфире. При кипячении в воде медленно разлагается. В сухом виде химически устойчив. Не гигроскопичен. При длительном
STOP
К Л
хранении или нагревании переходит в стабильную а-модификацию. Термостоек, взрывоопасен выше 250°С. Чувствителен к удару, трению и огню. Первичное ВВ.
Конечно, Вы без труда сможете получить этот продукт, воспользовавшись приготовленным ранее раствором азотистоводородной кислоты, добавив к ней ацетат или нитрат свинца. Однако существуют и более занятные методики.
Вначале получают бутилнитрит C4H9ONO. Для этого к охлаждённому (0°С) раствору 4,3 мл серной кислоты (d = 1,84) в 3 мл воды постепенно при постоянном перемешивании приливают 11,1 г (13,7 мл) бутилового спирта. Затем в течение 10 минут эту смесь при работающей мешалке добавляют к охлаждённому (0°С ) раствору 11,4 г нитрита натрия в 45 мл воды. Всплывшую жёлтую маслянистую жидкость бутилнитрита отделяют на делительной воронке и трижды промывают 5% бикарбонатом натрия.
Для получения азида калия KN3 к раствору 3,6 калия гидроксида в 28 мл этанола приливают 3 мл гидразии-гидрата. Эту смесь вначале слегка подогревают в колбе с обратным холодильником на водяной бане, а затем в течение получаса по каплям приливают наработанный бутилнитрит, не доводя реакционную массу до бурного кипения. При этом из раствора выпадает азид калия. Охлаждённый продукт отфильтровывают, промывают этанолом и сушат. Выход продукта составляет до 3 г.
На последней стадии к охлаждённому раствору 1 г азида калия в 5 мл воды медленно приливают раствор 2 г нитрата свинца в 5 мл воды. Азид свинца выпадает в виде тяжёлого мелкокристаллического осадка. Для лучшего формирования кристаллов однородного размера и округлой формы чаще заключительную реакцию проводят в 0,2% растворе желатина или с добавлением нескольких капель глицерина. В присутствии органических растворителей кристаллизуется (3- модификация, а при подкислении можно ( ft) ) выделить менее стабильные d- и q-формы, превращающиеся при хранении или нагревании в устойчивую а-модификацию.
Температура вспышки азида свинца 327-345°С в зависимости от скорости нагрева. Это в любом случае значительно выше, чем у
гремучей ртути (180-190°С). По сравнению с ней азид свинца также менее чувствителен к механическому воздействию.
Азид свинца более стабилен при хранении: даже трёхлетнее воздействие влаги не снижает его качеств. При содержании 30% воды он всё еще сохраняет взрывчатые свойства. Во влажном состоянии азид слабо реагирует с медью, цинком и алюминием, при этом наиболее опасно образование сверхвзрывчатой медной соли. Продукт хорошо переносит многолетнее воздействие повышенной температуры (50°С). На свету поверхностные слои его кристаллов теряют азот и покрываются налётом свинца, который предохраняет вещество от дальнейшего разложения.
Азид свинца не поддаётся перепрессовке и сохраняет взрывчатые свойства при любой степени сжатия.
По способности инициировать бризантные ВВ он значительно превосходит гремучую ртуть, поэтому для детонации зарядов применяется в дозах в 5-10 раз меньших. Однако скорость его детонации несколько ниже, чем у гремучей ртути 4,5-5,5 км/с. Также он слегка уступает ей по фугасности (Vo = 308 л/кг) и теплоёмкости взрыва (Q = 1500 кДж/кг).
Азид свинца широко используется в качестве инициирующего ВВ в основном для военных целей: в производстве капсюлей-детонаторов и в смеси с хлоратами для изготовления фрикционных
ш
зажигательных шнуров. С целью уменьшения восприимчивости в некоторые азидные составы вводят тринитрорезорцинат (стифнат) свинца (сост. 797, табл. 40).
Помимо чистого кристаллического азида свинца широко применяются его флегматизированные разновидности: коллоидальный, поливиниловый и даже декстриновый. Последний из них наиболее безопасен в обращении. Однако, он и наименее восприимчив к лучу пламени, кроме того, слегка гигроскопичен.
JАзид свинца основной Pb(N3)2-PbO кристаллизуется в виде гексагональных пластинок. Он также взрывоопасен, но менее чувствителен к нагреванию и удару, чем средняя соль. Взрывное действие его значительно слабее.
• S Азид аммония NH4N3- бесцветные ромбические кристаллы; d = 1,346; tnjI 160°С. Растворяется в воде (27%40), этаноле (1,06%25); не растворим в эфире. Впервые получен Курциусом взаимодействием аммиака с диазо-гиппурамидом. Детонирует при ударе и быстром нагревании. По силе взрыва не уступает пироксилину.
J Азид ртути (I) Hg2(N3)2 по детонационным свойствам близок к фульминату ртути, но отличается большей чувствительностью и взрывоопасностью. Представляет собой белый кристаллический порошок, трудно растворимый в воде (0,025%), взрывающийся при нагревании, трении и ударе. Получают взаимодействием азидов щелочных металлов с водорастворимыми солями ртути. Медленно разлагается на свету.
JАзид кальция Ca(N3)2 - бесцветные ромбические кристаллы, растворимые в спирте (0,211%16), не растворимые в эфире. Детонирует в интервале температур 144-156°С.
Азид бария Ba(N3)2 - бесцветные многогранники и ромбы; d = 2,936. Выше 219°С детонирует; хорошо растворим в воде, слабо - в спиртах, не растворим в эфире.
Азид меди (II) Cu(N3)2 - коричневый мелкокристаллический порошок; мало растворим в воде (0,08 г/л). Очень взрывоопасен, детонирует в 6 раз сильнее азида свинца.
• SАзид серебра AgN3 - белые ромбические кристаллы. Растворим в азотной кислоте и водном аммиаке; не растворим в спирте и холодной воде; плохо растворим в горячей воде (0,01 %100). Детонирует при ударе и трении.
• S Азид золота AuN3 - бесцветное мелкокристаллическое вещество; легко растворяется в воде. Очень взрывоопасен даже в растворах.
Следует отметить, что многие соли тяжёлых металлов, и не только азиды, весьма нестабильны. Так, даже тетрахлорид свинца РЬСЦ, тяжёлая маслянистая жидкость (d = 3,18, t^-15°С), взрывается при 105°С.
в
Азиды галогенов также склонны к детонации.
Фторазид FN3 (азид фтора) - зеленовато-жёлтый газ; tK„n -82°С; образуется при взаимодействии азотистоводородной кислоты и фтора в токе азога; реагирует с водой; детонирует при резком нагревании, изменении объёма или от капсюля. Медленно разлагается при хранении с выделением азота и дифтордиазида N2F2, который также неустойчив и склонен к детонации. а'/Хлоразид CIN3 (азид хлора) - бесцветный газ либо оранжевая жидкость;
tKim-15°C; образуется при взаимодействии азотистоводородной и хлорноватистой кислот; растворяется в эфире; в воде постепенно гидролизуется. Взрывается при нагревании и ударе.
/Бромазид BrN3 (азид брома) - красная жидкость; tnj! -45°С; растворим в эфире и водном йодиде калия; слабо растворим в бензоле и лигроине. Детонирует при нагревании выше 40°С, при ударе, встряхивании и трении.
^Йодазид JN3 (азид йода) - жёлтые кристаллы; реагирует с водой; растворяется в водном тиосульфате натрия; получают взаимодействием йода с азидом серебра. Легко детонирует при слабом механическом воздействии и нагревании.
Помимо классических азидов известны многочисленные чрезвычайно взрывчатые «экзотические» производные азотистоводородной кислоты: тионилазид SO(N3)2, сульфурилазид SO2(N3)2, гало-генсульфурилазиды HaISO2N3, хромилазид CrO2(N3)2.
Практический интерес представляет кристаллический «азидосульфат калия» KSO3N3, обладающий очень впечатляющими детонационными свойствами.
Взаимодействием азида натрия с сероуглеродом готовят не менее взрывоопасный продукт состава NaSCN3.
Циануразид (NCN3)3, получаемый из циануртрихлорида (NCC1)3 применяется в качестве инициирующего ВВ.
Известен также карбонилазид CO(N3)2 - чрезвычайно взрывчатое летучее вещество.
Сильное фугасное действие проявляет тетразид кремния Si(N3)4 — белый кристаллический порошок, который по внешнему виду немудрено спутать со средством для чистки посуды, поэтому хранить их рядом категорически запрещено.
При растворении азотистоводородной кислоты в сероуглероде образуется азидодитиоугольная кислота HSC(S)N3 - бесцветное кристаллическое вещество, легко детонирующее при слабом нагревании или механическом воздействии.
Не менее скверным нравом обладают её галогенопроизводные HalSC(S)N3. Взаимодействием взрывчатого NaSC(S)N3 с йодом образуется белый кристаллический порошок крайне чувствительного к любым внешним воздействиям тиокарботиазида [SC(S)N3]2.
Очень взрывоопасны органические азиды.
/Бензазид C6HSCON3 (бензоилазид) - бесцветные пластинки из ацетона; tnjI 32°С; растворим в этаноле и эфире, не растворим в воде. Детонирует а при нагревании и ударе.
гтри азобензол C6H5N3 (фенилазоимид, диазобензолимид) - жёлтая маслянистая жидкость; d = 1,078; трудно растворим в этаноле и эфире; не растворим в воде. Взрывается при ударе и нагревании.
11.2. Отфараоновы^змей дортутныу детонаторов
(\/ инициирующих ВВ, пожалуй, есть только один недостаток -О' время от времени они взрываются...
Так уж случилось, что независимо друг от друга Говард (1800) и Бруньятелли (1802) при действии на ртуть азотной кислоты и винного спирта получили фульминат'ртути, приняв его вначале за
STOP
соль щавелевой кислоты. Надо сказать, что это было опасное заблуждение, учитывая, что впоследствии данный продукт под названием «гремучая ртуть» стал применяться для изготовления капсюлей-детонаторов.
По аналогии с солями других кислот грамотнее именовать её «гремучекислая ртуть», так как «гремучими» издавна называли взрывчатые аммиакаты металлов, в том числе и ртути.
Уже к 1807 г. на её основе появился «ударный белый порох» с добавлением бертолетовой соли (сост. 791) для «стрельных и пальниковых колпачков», позволивший заменить оружейные кремниевые запалы ударно-спусковыми механизмами.
Для получения этой «взрывчатой ртути» достаточно воспользоваться методом Л. Н. Шишкова, с 1861 г. применявшимся на С. Петербургском капсюльном заводе и известным на «западе» как метод Шанделона в модификации Лобри-де-Брюйна (1886).
2 г ртути растворяют при слабом нагревании, не доводя до кипения, в 15 мл азотной кислоты. Образовавшийся зеленоватый раствор после охлаждения медленно приливают в колбу с 20 мл этанола, выдерживая температуру около 25°С. Чтобы конечный продукт не содержал примесь свободной ртути, добавляют несколько капель 5% раствора хлорида меди (II). Температура реакции постепенно повышается. Для подавления выделения паров двуокиси азота при перегреве приливают дополнительно ~5 мл этанола. Через полчаса выделение бурого газа сменится белыми испарения-J ми. Это свидетельство затухания процесса. Через 10 минут реакционную массу вдвое разводят водой. Выпавшие в течение часа белые мелкие кристаллы отфильтровывают, тщательно [ ffe ] промывают водой, сушат, не забывая, что это гремучая ртуть!
В отличие от иногда применяемого способа Либиха, предусматривающего приливание этанола к образовавшемуся нитрату ртути, предлагаемый обратный метод позволяет провести синтез более спокойно без активного выделения ядовитых паров.
Чтобы очистить полученный продукт до белоснежного ви-да, достаточно растворить его в водном цианиде калия, профильтровать и осадить гремучую ртуть разведенной (!)
азотной кислотой. Эту операцию выполняют строго под тягой! Процесс идёт с выделением ядовитой синильной кислоты!
В промышленных условиях полученный фульминат ртути хранят во влажном состоянии в ёмкостях с водно-спиртовым раствором. В этом состоянии он менее чувствителен к механическим воздействиям. Вам же напоминаю, что хранить подобные вещества лучше в виде рецепта!
/Гремучая ртуть Hg(ON=C)2 (фульминат или карбнлоксим ртути, гремучекислая или циановокислая ртуть) - небольшие белые тяжёлые игольчатые кристаллы, часто с сероватым оттенком; металлического вкуса, ядовитые; d = 4,43; tBCn 179°С. Растворяется в соляной кислоте, водном цианистом калии или аммиаке; плохо растворяется в холодной воде (0,1%) и этаноле. Разрушается при действии минеральных кислот щелочей. Реагирует с металлами. Хранят под слоем воды. Инициирующее ВВ.
Продукт эндотермичен (его молекулярная теплота образования -62,9 кал). Детонирует от удара при падении гири весом 2 кг с высоты всего 5 см. Взрывается при трении, нагревании выше 180°С, действии электрической искры. Редко взрывается между свинцовыми, а ещё реже деревянными поверхностями. Взрывное разложение гремучей ртути также происходит при действии некоторых химических реагентов, например, концентрированной серной или азотной кислоты. Даже присутствие следов таких кислот значительно снижает срок безопасного хранения этого продукта.
Осторожно! Крупный сухой кристалл гремучей ртути может детонировать даже от падения на пол, если с него предварительно убрать ковровую дорожку.
По детонационным характеристикам (Vo = 315 л/кг, Q = 1490-1790 кДж/кг) гремучая ртуть уступает многим бризантным веществам, однако развивает весьма внушительное давление 1180-1770 кг/см2 в зависимости от плотности заряда. Скорость её детонации 2,3 км/с (d = 1,25) и 5,4 км/с (d = 4,17).
Преимуществом в силе инициирующего взрывного удара, необходимого для детонации веществ, гремучая ртуть обязана исключительно своему большому удельному весу и способности мгновенного разложения.
Фульминат ртути подвержен перепрессовке, то есть, при высоком давлении продукт теряет свойства инициирующего ВВ.
При повышенной влажности (>5%) может наблюдаться неполная детонация гремучей ртути либо её разложение по месту удара без взрыва. Если со
держание влаги превышает 30%, она не детонирует. Во влажной среде гремучая ртуть энергично реагирует с алюминием. Слабее она взаимодействует с латунью капсюлей с образованием взрывоопасных фульминатов меди и цинка. Щёлочи, сульфат железа, серная кислота и тиосульфат натрия активно разрушают фульминаты и
находят применение для их обезвреживания.
Гремучая ртуть применяется в качестве инициирующего ВВ для изготовления капсюлей-детонаторов и капсюлей-воспламенителей. Она используется как в свободном виде, так и в смесях с хлоратами, нитратами, жёлтой кровяной солью или сернистой сурьмой (сост.791-793, 800, табл. 40).
к сведению, первый патент на использование гремучей -----1 ртути для-начинки детонаторов (1867) получил всё тот же
А. Нобель.
Гремучекислое серебро получено два столетия назад Говардом (1800). Чувствительность этой соли к механическому воздействию значительно выше, чем у ртутной, причём, детонирует она мощнее. Кристаллы столь коварного вещества взрываются не только при ударе или нагревании, но даже при растирании стеклянной палочкой под слоем воды! Оно идеально подходит для снаряжения детонаторов, поскольку взрывается даже от электрической искры.
Если Вы относитесь к числу счастливых обладателей этого благородного металла, изготовить из него гремучую соль не представляет особых затруднений, кроме опасности взорваться. Однако в своё время поступали мудрее и из серебра чеканили деньги.
Получают гремучекислое серебро методом Либиха в вариации Бекмана (1886), для чего 1 г серебра растворяют в 14 мл концентрированной азотной кислоты и прибавляют полученный раствор к 30 мл 96° этанола. Осторожно нагревают до начала реакции, приливают ещё 30 мл этанола и оставляют при комнатной температуре. Выпавший мелкокристаллический белый осадок осторожно (!) отфильтровыва-
_____ ют, сушат при комнатной (!) температуре, избегая прямо-( гЬ J го попадания солнечных лучей.
При отсутствии серебра воспользуйтесь его нитратом (ляписным карандашом), осадком отработанного закрепителя для чёрнобелой фотографии или старинными серебряными монетами. По
следние могут содержать примесь меди, что видно по синему цвету приготовленного нитрата. Его необходимо высушить, прокалить при 400-450°С, растворить в воде, отфильтровать образовавшийся оксид серебра и повторно растворить осадок в азотной кислоте.
Если кристаллик гремучекислого серебра кинуть в колбу с ' хлором, он взорвется, не долетев до дна, при этом сосуд остаётся целым, но могут быть исключения, поэтому надёжнее для демонстрации такого опыта использовать пла
стиковую бутылку.
Фульминат серебра применяют для инициирования различных пиротехнических устройств и в некоторых разновидностях хлопушек, так как он не выделяет при взрыве токсичную ртуть.
JФульминат серебра (гремучекислое или циановокислое серебро) AgONC - тяжёлые (d = 4,0), белые, непрозрачные, шелковистые, игольчатые кристаллы, слабо растворимые в холодной воде, растворимые в горячей воде (1:36), водном цианистом калии и аммиаке, азотной кислоте. Инициирующее ВВ. Детонирует при нагревании, трении, ударе или действии электрической искры.
JИзоциановокислая ртуть Hg(CNO)2 - белые тяжелые ромбические кристаллы (d = 4,42), слабо растворимые в воде, растворимые в горячей воде, этаноле и нашатырном спирте. Взрывается при нагревании и механическом воздействии.
Изоциановикислое серебро Ag(CNO)j — сероватые иглы, растворимые в воде (0,075%13) и нашатырном спирте, не растворимые в азотной кислоте. Детонирует при нагревании и ударе.
Следует иметь в виду, что всем известная щавелевая кислота нооссоон и её соли (оксалаты) способны детонировать от мощного капсюля. Благодаря высокой термолабильности многие из них (оксалат натрия, бария и стронция) широко применяются в пиротехнике, особенно для приготовления составов цветных огней. Мы к ним ещё вернёмся.
JОксалат серебра А§2СгО4 (щавелевокислое серебро) - бесцветные тяжёлые многогранники (d = 5,029), почти не растворимые в воде (0,0034%18), растворимые в цианидах и водном аммиаке. Выше 140°С и при сильном ударе взрывается.
Ещё египетские жрецы научились готовить так называемые «фараоновы змеи». Считают, что основным их компонентом был роданид ртути (II). При поджигании такой змейки во время ритуальных обрядов, создавалась иллюзия, что она оживала. На виду
изумлённой публики огненная змея начинала извивахься, ьыползая из собственного тела, усеянного голубоватыми искорками.
Если Вы захотите повторить подвиг заклинателей огненных змей, придётся приготовить роданид или, как его сейчас принято называть, «тиоцианат ртути (II)».
Этот продукт несложно получается обработкой водного раствора нитрата либо хлорида ртути (II) (сулемы) раствором рода-_ нида калия или аммония, взятых в эквимолярном количест-ве- Например, к 20 мл раствора, содержащего 3 г нитрата ртути, прилейте 10 мл раствора, включающего 2 г родани-да калия (он применяется в фотографии). Выпавший тяжё-/ j\ лый белый мелкоигольчатый осадок отфильтруйте, промойте на фильтре водой и высушите. Небольшой избыток роданида калия с одной стороны повышает количество образуемого продукта, однако способствует усилению его растворимости, поэтому увлекаться им не следует.
Смешивая роданистую ртуть с несколькими каплями крахмального клейстера, сформируйте «палочку» и дайте ей высо-/\ хнуть. Соединения ртути токсичны, поэтому приготовлен-/"X ное изделие желательно поджигать на открытом воздухе. Змейка эффектно горит синим искристым пламенем, причудливо извиваясь и многократно увеличиваясь в объёме, напоминая выползающую огненную змею:
2Hg(SCN)2 —L-> 2HgS + CS2 + C3N4
Имейте в виду, что при описанной загрузке это изделие больше похоже на нашего Змея-Горыныча, только в раннем детстве.
Некоторые тиоционаты (роданиды) тяжёлых металлов вполне стабильны при нагревании и механическом воздействии, так медная соль (I) CuSCN в качестве стабилизатора горения входит в некоторые составы спичечных «головок» и даже в твердотопливные ракетные композиции (мы ещё вернёмся к ней в разделе фейерверков).
^Тиоцианат (роданид) ртути (II) Hg(SCN)2 (роданистая или тиоциа-новокислая ртуть) - бесцветные (в мелком состоянии белые) тяжёлые (d = 5,3) игольчатые кристаллы, плохо растворимые в воде (0,07%25), растворимые в ацетоне и растворах тиоцианатов. Разлагается при 165°С.
Глава 12. Грозный, но очень лёгкий
12.1. (Воздушный извозчик
/Т2 зрывчатые газы и их смеси имеют ограниченное промышлен-U ное применение, однако представляют грозную силу. Достаточно вспомнить незапланированные взрывы рудничного газа (метана) или пропан-бутановой смеси в жилых домах.
Воздух становится взрывоопасным при содержании в нём всего нескольких объёмных процентов сероуглерода или медицинского эфира.
В основе принципа действия вакуумной бомбы также лежит синхронный поливзрыв газов или аэрозолей.
Кислородно-водородная смесь (по объёму 1:2) не зря получила название «гремучий газ». Скорость её детонации 2,83-3,25 км/с, что почти в 10 раз превышает скорость звука.
Как Вы знаете, первые аэростаты и дирижабли наполнялись во-дородом или светильным газом (его смесью с метаном и окисью углерода). Чтобы представить себе настроение аэронавтов проведём эксперимент.
Л. Надуйте детский резиновый шарик водородом. Конечно,
t '-л проще такой шарик купить. Но можно надуть его самостоятельно. Для этого в бутылку из-под шампанского аккуратно влейте на 1/3 объёма разбавленной серной кислоты, всыпьте 20-30 г железных опилок и плотно наденьте на горлышко резиновый шарик -лучше его подвязать. Очень мелкие опилки типа «железа восстановленного» лучше не использовать, потому что реакционная масса сильно пенится или тогда добавьте к ней полстакана водки. Через некоторое время раздувшийся шар перетяните ниткой, снимите с бутылки и подвяжите к нему метровый отрезок стопина или суровой нитки, пропитанной сильным окислителем (калийной селитрой, бертолетовой солью, перхло-/\ ратом калия и др.) и • тщательно высушенной.
Осталось поджечь огнепровод, выпустить шар на свободу и через минуту он взорвётся. Если водород чистый -он сгорит голубым пламенем
без сильного взрыва. В квартире такой «дирижабль» лучше не запускать.
Ещё проще надуть водородом мыльные пузыри. Тонкое отверстие трубочки, через которую выходит водород, смажьте мыльным раствором, предварительно добавив в него немного глицерина. В этом случае Вы сможете сэкономить: бикфордов шнур для воспламенения таких шаров не понадобится.
12.2. Туманист в поис^а^раТоты
Cljf звестно ли Вам, что основные взрывные работы при стронул L тельстве главной стройки первой пятилетки Днепрогэса (1927-1933) были выполнены на жидком кислороде. Впервые такие смеси (оксиликвиты) в Германии испытал К. Линде (1897). Он пропитывал кизельгуровые патроны с керосином или нефтью жидким воздухом, обогащённым кислородом.
Уже через 2 года (1899) с помощью оксиликвитов был пробит Симплонский туннель. С появлением жидкого кислорода промышленное значение оксиликвитов возросло.
Во Франции их широко использовали при добыче железной руды в Лотарингии и Силезии, в Мексике - для разработки калийных копей, а в США с 1926 для освоения месторождений антрацита стали активно применять угольные брикеты, пропитанные жидким кислородом.
В нашей стране первые оксиликвиты применили в Криворожском бассейне. До 1956 г. Норильская никелевая руда добывалась с помощью оксиликвитных патронов из прессованного торфа.
Главным недостатком этих ВВ является их очень низкая живучесть, связанная с испарением кислорода. Уже через 10 минут они существенно теряют бризантные свойства. В качестве их детонатора используют азид свинца и электрозапал, но не применяют гремучую ртуть, так как образование водного конденсата при испарении часто
вызывает отказы. Оксиликвиты весьма чувствительны к открытому пламени.
Жидкий кислород (голубая жидкость, кипящая при -193°С) долгое время оставался основным окислителем в жидкотопливных системах ракет.
То, что горение в воздухе происходит благодаря присутствию кислорода, знают все. Лишним напоминанием тому является древнейший опыт Филона, описанный ещё за 100 лет до появления Иисуса. В современном исполнении он может выглядеть так.
Установите в блюдце горящую свечу, налейте немного воды и накройте свечку перевёрнутым стаканом. Скоро свеча погаснет, а вода соберётся под стаканом. Если его перед этим использовали для переливания горячительных напитков, опыт получается ещё лучше (если уж «филонить», так с толком).
В среде кислорода воспламеняется тлеющая лучинка и многие металлы. Оказывается, при желании можно легко поджечь даже железо.
Достаточно накалить кончик железной проволоки или при-/[\ крепить к нему зажжённую спичку и направить воздушную струю из кислородной подушки. Железо загорится, разбрасывая ослепительно-яркие искры, и никакой «бенгальский огонь» с ним не сравнится.
Для получения кислорода можно прокалить в пробирке перманганат калия или бертолетову соль с двуокисью марганца (2:1). А если использовать перекись водорода (можно гидроперит) или водную суспензию хлорной извести с добавлением двуокиси марганца, то кислород выделяется без нагревания.
Следует знать, что железо, покрытое горючесмазочными материалами, в среде кислорода воспламеняется без предварительного нагревания! В этом убедились те, кто в нарушение инструкции пытались обработать обычной смазкой редуктор кислородного баллона.
(&&']
Куда более агрессивно ведёт себя синий газ озон (О3). Он не только позволяет себе дырки в небе, но и одним соприкосновением вызывает детонацию нитроглицерина, хлористого и йодистого азота. Быстрое нагревание этого газа или внезапное сжатие приводит к взрыву, при этом температура при постоянном объёме достигает потрясающей величины 3980°С, способной испарить всё вокруг. Газообразный озон может спонтанно детонировать при содержании в воздухе свыше 9%.
Ещё опаснее ведёт себя жидкий озон тёмно-фиолетового цвета и твёрдый чёрно-синий, которые по праву можно отнести к инициирующим ВВ, вот только эксплуатировать их удобнее даже не на Северном полюсе, а где-то, скажем, на Марсе или Сатурне.
Другое дело - смеси жидкого озона с горючими веществами на пористом сорбенте (озоликвиты), которые исключительно взрывоопасны. В своё время эквимолярная смесь озона с ацетиленом
предлагалась в качестве наиболее «энергичного» ВВ, но из-за высокой чувствительности к трению и удару, а также непредсказуемому поведению, так и не нашла применения.
Со многими органическими веществами (бензолом, каучуком и др.) озон образует особовзрывчатые озониды, например, озобензол. 3^ Озобензол - белое кристаллическое вещество, детонирующее при 50°С или даже при лёгком трении. ВВ необычайно большой мощности, которое практически не используется для взрывных работ из-за очень высокой чувствительности.
Обработкой двуокиси азота озоном получается очень неустойчивое белое вещество состава NO3, детонирующее при ударе.
Озониды аммония NH4O3 и щелочных металлов общей формулы ЗМеОз - красные кристаллические вещества, сильнейшие окислители. При медленном нагревании выше 60°С они выделяют озон, а на воздухе постепенно превращаются в карбонаты, выделяя кислород. Эти озониды бурно гидролизуются водой. При ударе и резком нагревании они детонируют. Их получают обработкой гидроксидов озонированным кислородом.
дуга.
(&&']
У Э 2 / о * 1 л в л• л л .
оииу идимо, синица, обещавшая поджечь море, знала толк в химии. Вам не приходилось видеть, как горит вода? Это интересное зрелище. Горячая вода в струе фтора самовоспламеняется и сгорает бледно-фиолетовым пламенем. Если же давление фтора увеличить, то водяное пламя станет ослепительно ярким, как электрическая
В атмосфере фтора загорается древесина, аморфный уголь, кремний и многие металлы, а противопожарный асбестовый коврик горит даже ярче, чем ацетиленовая сварка.
Газообразный хлор ведёт себя спокойнее, но в его среде также воспламеняется аммиак и взрывается гидразин.
Достаточно капнуть в колбу с хлором несколько капель наша-тырного спирта, как начнётся потрескивание и появится белый туман нашатыря.
Спровоцировать взрыв некоторых газовых смесей с хлором может даже яркое освещение. Убедитесь сами.
STOP ь а
Толстостенную стеклянную пробирку под водой заполните смесью равных объёмов водорода и хлора, закройте её пробкой и поместите в металлическую сетку или гильзу с не-
_ большим отверстием у основания. Если к такой «мортире» поднести зажжённую магниевую стружку со стороны открытого дна пробирки, произойдёт взрыв. В лучшем случае л вылетит только пробка. Реакцию можно спровоцировать ХлЛ даже сильной фотовспышкой с близкого расстояния.
Для получения исходных газов всыпьте 3 г железных опилок в одну пробирку и столько же перманганата калия в другую. Влейте в них по 5 мл соляной кислоты (1:1) и закройте пробками с газоотводными трубками.
Если вместо хлора в последнем опыте использовать фтор, то яркое освещение и не понадобится. Об этом доложил коллегам первооткрыватель этого «газа-убийцы» знаменитый французский химик Анри Муассан (1852-1907), закончивший эксперимент с одним глазом.
Газообразный хлор вызывает самовоспламенение многих орга
нических веществ и металлов.
вспыхивают
Л. Достаточно смочить ватку тёплым скипидаром и осто-I рожно внести её в пробирку с хлором. Она загорится коптящим пламенем.
Al Если же в банку с газообразным хлором всыпать опилки меди » или бронзы, они ярко-зелёными искрами.
Порошок сурьмы в воспламеняется белым
дождём с лунным оттенком. Лучше такой фейерверк сжигать в том сосуде.
Zc Тонко истолчённую I • Л всыпают в бутылку,
хлоре само-искристым
замкну-
сурьму горлышко которой соединено толстой резиновой трубкой с колбой, наполненной хлором. Сурьму подсыпают небольшими порциями, приподнимая бутылку. Прежде чем сгореть, тысячи песчинок раскаляются добела, на миг освещая пространство.
Склонностью к детонации также обладают оксиды хлора. От
нагревания, удара или при контакте со многими органическими ве-
ществами они взрываются.
STOP
К Л
J Окись хлора С12О - желтовато-бурый газ с запахом хлора; открыта Бедаром (1824). Легко сгущается в красно-коричневую жидкость (tKHn 2°С) и может взорваться при перемешивании, переливании или слабом нагревании, а также в контакте с фосфором, серой, углем, аммиаком, многими органическими веществами и иногда даже от соприкосновения с индифферентными порошками.
<4 Двуокись хлора С1О2 - жёлтый газ или красно-бурая жидкость; впервые получена Ченевиксом и подробно исследована Дэви (1815); tK„n 10°С. Известен кристаллогидрат С1О2-6Н2О. Взрывается выше 60°С или при ударе. Воспламеняется (часто со взрывом) в присутствии серы, фосфора, сахара, растительных смол и крахмала. Фосфор в её присутствии горит даже под водой.
Для осуществления этого оригинального опыта всыпьте на дно
стакана с водой тонкий слой бертолетовой соли, а на неё положите кусочек красного фосфора и с помощью пипетки
тонкий струйкой Пи CiilCnKC осторожно (!)
концентрированной серной кислоты. Выделившаяся двуокись хлора воспламенит фосфор ярким белым пламенем под водой. При использовании аморфного красного фосфора в виде рассыпчатого порошка реакция протекает более энергично. В любом случае этот эксперимент относится к категории экстремальных и при его проведении нужно тщательно соблюдать правила безопасности.
Е
^Трёхокись хлора (хлортриоксид) С1О3 и С12О6 - тёмно-красное масло (tnJI 3°С). Детонирует при ударе и взаимодействии с водой.
^Хлорный ангидрид С12О7 - бесцветная маслянистая жидкость (tKlln 80°С); с серой, фосфором и опилками при обычных условиях реагирует относительно слабо, зато взрывается при контакте с йодом.
/Фториды хлора характеризуются исключительной реакционной способностью. В парах трёхфтористого хлора CIF3 (tKlir] 12°С) самовоспламеняется даже стеклянная вата, глинозём и жжёная магнезия. Известны попытки применения этого вещества в качестве окислителя ракетного топлива и зажигательного средства в военном деле.
12.4. Сварщицеэ&ракргером
Ci тот газ слишком энергичен, чтобы просто работать. Иногда он об этом напоминает.
Многие даже не подозревают, что ацетилен, применяемый для газосварки, под действием капсюля взрывается не хуже тротила и устойчиво детонирует от раскалённой металлической спирали под давлением выше 2 атмосфер. Для взрыва жидкого ацетилена достаточно искры, не говоря о его воздушных смесях, которые образуются при неправильном хранении карбидов и часто становятся причиной аварий.
Впервые оценил его
дурной нрав химик Э.
Дэви (1836), случайно выделив ацетилен из карбида калия К2С2.
Сегодня его бойкий характер знает каждый мальчишка, запускавший консервную банку с помощью карбида кальция СаС2.
Достаточно слегка смочить водой небольшой кусочек этого чудесного вещества, накрыть его дырявой банкой из-под
STOP
К Л
О сгущёнки и поднести к отверстию фитиль на длинной палке.
Банка с шумом взлетит вверх. Если же газа выделится мно-Аго и он вытеснит воздух из банки, то приспособление превратится в коптящий огненный вулкан. Но Вы так ни в коем f—-i—ч случае не делайте, потому что выделяющаяся в ходе реак-I——..-* ции известь при попадании на кожу и в глаза может вы-
звать ожоги. Эта же банка легко может угодить прямо в лоб.
Ацетилен детонирует в контакте с расплавленным калием, образуя, в том числе карбид К2С2.
В присутствии хлора ацетилен взрывается. Хотите увидеть? Соберите две пробирки с газоотводными трубками. В одну
STOP
л тите кусок кар-
/ бида кальция и
прилейте 2-3 мл воды, а в другую всыпьте 2 г перманганата калия или столько же хлорной извести и прилейте 2-3 мл концентрированной соляной кислоты. При сближении концов газоотводных трубок наблюда-ются вспышки с ' ' хлопками и копотью.
Карбид магния MgC2 при нагревании выше 600°С разлагается с выделением углерода и Mg2Cj, который в свою, очередь при увлажнении раскаляется и сгорает на воздухе.
г
Значительно взрывоопаснее «соли» ацетилена с тяжёлыми металлами (карбиды, ацетилениды или ацетилиды).
•SАцетиленид серебра Ag2C2 представляет собой тяжелый сероватый аморфный порошок, который при хранении приобретает коричневую окраску. Он плохо растворим в воде, разлагается соляной кислотой и цианидами. Обычно, его получают воздействием ацетилена на порошкообразное серебро или аммиачный раствор его нитрата, цдакже взаимодействием карбида кальция со спиртовым раствором нитрата серебра. Он легко детонирует при ярком освещении, ударе или нагревании выше 140°С.
STOP
Хотите получить этот экзотический продукт и увидеть его в работе? В пробирку с газоотводной трубкой по-/!\ местите 1 г карбида каль-ция и прилейте немного во-ды. Пропустите выделяющийся ацетилен через «отработанный» раствор фиксажа для чёрно-белой фотографии. Выпавший осадок отфильтруйте и высушите, избегая прямых сол нечных лучей. Порошок взрывается при приближении ' горящей магниевой стружки, только ук-
репите её на конце длинной палки. Ещё эффектнее ацетиленид серебра детонирует от яркой фотовспышки.
SАцетиленид ртути (II) 3HgC2-H2O - белый тяжёлый порошок (d = 5,3), не растворимый в воде и большинстве органических растворителей,
взрывается при нагревании и ударе.
JАцетиленид меди (I) Си2С2'Н2О - коричневый аморфный порошок, реагирующий с кислотами и цианидами с выделением ацетилена; трудно растворим в воде и большинстве органических растворителей. Получают пропусканием ацетилена через аммиачный раствор солей меди (I). Существует в виде моногидрата, который дегидратируется при 80-100°С над СаС12. Детонирует при ударе, нагревании (~120°С), сильном освещении (магниевая вспышка) и в контакте с окислителями, например,
хлором.
SАцетиленид меди (II) СиС2-0,5Н2О получают взаимодействием ацетилена с аммиачным раствором медного купороса. Вишнёво-бурый осадок, в свежем виде разлагается разбавленными кислотами с выделением ацетилена, при высушивании детонирует.
Кстати, аналогичным образом можно получить ацетиленид золота Ац2С2 - чрезвычайно взрывчатый жёлтый порошок, детонирующий при ударе, нагревании, трении и действии сильных окислителей (вот уж поистине царское ВВ).
Повышенной склонностью к детонации обладают некоторые
органические производные ацетилена.
/Диацетилен НС=С-С=СН - подвижная легкокипящая жидкость или бесцветный газ; tnJ1 -36°С; tK„n 10,3°С; d = 0,736; растворим в большинстве органических растворителей; плохо растворим в воде (4,6:1 при 25°С). Взрывоопасен, особенно под давлением. В жидком виде легко де-
г
тонирует от удара или искры.
<4Дибромацетилен ВгС=СВг - подвижная жидкость; tnjl -25-23°С; tKlin 76°С; растворим в этаноле и эфире; не растворим в воде. При нагревании в присутствии следов кислорода взрывается.
•/Дихлорацетилен С1С=СС1 - бесцветная подвижная жидкость; tnJI -66-64°С; tK„n 32-33°С; d = 1,261; при нагревании воспламеняется со взры-
вом.
^Хлорацетилен (хлористый этинил) С1С=СН - самовоспламеняющийся на воздухе газ; tKlin -32-30°С; высоко токсичен. Взрывается при нагревании.
•/Ацетилендинитрил (субнитрид углерода) NCC^CCN - бесцветное легкоплавкое кристаллическое вещество, способное детонировать; tnJI 21 °C; tKlln 77°С. Его сжигание в атмосфере кислорода даёт температуру ~5000°С и удельный импульс 310 секунд. Перспективное горючее в ракетостроении.
12.5. Хранитель вечного молчания
(1 [ риступая к изучению алхимии, представители её оккультного С/ L крыла - неофиты давали клятву молчания над персиковой ветвью. Выбор растения был не случайным: косточки всего подсемейства сливовых (Prunoideae) содержат ядовитый гликозид амигдалин, легко отщепляющий при гидролизе смертоносную синильную кислоту.
Во все времена она была символом «ядовитости», однако при определённых обстоятельствах синильная кислота HC^N (tKljn 25°С) может стать не только причиной отравления, но и грандиозного взрыва. Эта проблема возникла, когда её для промышленных нужд стали синтезировать в больших количествах.
Известны трагические случаи, когда железнодорожные цистерны с синильной кислотой детонировали (!) в результате неуправляемой экзотермической полимеризации. Трагедия усугублялась выбросом в атмосферу смертоносных паров.
Дело в том, что в железной ёмкости да ещё в присутствии влаги реакция начинается практически сразу. Также этому способствуют примеси аммиака или щёлочи. Жидкость желтеет, становится коричневой и, даже если не взорвётся, превращается в чёрно-бурую массу. Поэтому в качестве стабилизатора синильной кислоты применяют кислоты, их хлорангидриды, а ещё лучше галогенцианы или оксалаты кобальта и никеля.
Некоторые цианиды (соли синильной кислоты) детонируют при нагревании, так, например, цианид никеля Ni(CN)2 при 420°С претерпевает взрывной распад.
Известны комплексные изоцианиды, самовозгорающиеся на воздухе K8(Co2(CN)8].
Цианиды входят в состав некоторых взрывчатых веществ, в частности, жёлтая кровяная соль K4[Fe(CN)6] применяется в производстве галлоксилина (сост. 7) и белого пороха д'Ожаида (сост. 39).
Газ циан (CN)2 способен детонировать аналогично ацетилену, причём, теоретическая температура его взрывного разложения в адиабатическом режиме (при постоянном объёме) превышает все мыслимые показатели (~7500°С).
Не менее интересны органические производные синильной кислоты - нитрилы, в ряду которых выявлены перспективные ВВ и компоненты ракетного топлива.
Ацетонитрил CH3ON - бесцветная жидкость; tnj, -45°С; t„,„, 82°С; tBCn 6°С; d = 0,786. Растворяет нитроцеллюлозу. Перспективное горючее для жидкотопливных ракет: в токе кислорода развивает удельный импульс 303 секунды и температуру горения 4400°С.
а ’/Комплексы ацетонитрила с металлами взрывоопасны. Так, перхлоратный комплекс меди (I) [Cu(CH3CN)4]C1O4 (tn_, 175°С) детонирует при нагревании выше 205°С или от удара.
’/Тринитроацетонитрил («тринитроэтаниитрил») (NO2)!CC^N - пастообразный продукт (tnjl 41,5°С), получаемый нитрованием на холоде изоциануровой кислоты или её солей. Мало чувствителен к удару, детонирует при 220°С или при действии взрывателя.
12.6. (Взрывной угар
pD своё время Клеман и Дезорм разработали газогенератор, пре-образующий древесные отходы в недорогое газообразное топливо доя двигателя, так называемый «генераторный газ», представляющий в основном окись углерода: СО2+ С —> 2СО.
Ещё более важным их изобретением стала высококалорийная смесь - «водяной газ», образуемая восстановлением воды раскалённым углем: Н2О + С —> СО +Н2.
Некоторые любители поддать пару в сауне эту реакцию наверняка уже освоили, хотя и не без жертвоприношений.... Вспомнили? Точно... Это когда у Вас болела голова.
Взаимодействием окиси углерода с металлами получают их карбонилы, многие из которых обладают взрывчатыми свойствами либо склонны к самовоспламенению. При разложении они выделяют угарный газ, что делает обращение с ними ещё опаснее. Выделяющийся при этом металл часто пирофорен (воспламеняется на воздухе) и может стать причиной пожара.
Обработкой карбонила никеля Ni(CO)4 окисью азота под давлением получается странный голубой порошок состава Ni(NO)NO2, не растворимый в воде, рас
творимый в хлороформе. Его термический распад выше 90°С сопро-
вождается ярким свечением.
S
^Гексакарбонил хрома Сг(СО)6 - бесцветные диамагнитные ромбические призмы; d = 1,77; tnjI 151-152°С в запаянном капилляре. Растворим в хлороформе, четырёххлористом углероде, бензоле и эфире; плохо растворим в этаноле и уксусной кислоте; не растворим в воде. Медленно разлагается на свету. При 210°С детонирует, образуя металлический хром и угарный газ. Используют для хромовых покрытий.
^Гексакарбонил ванадия V(CO)6 - зелёный порошок, самовоспламеняющийся на воздухе; в инертной среде разлагается при 70°С.
^Карбонилгидрид железа H2Fe(CO)4 - бесцветное вещество (tnjl -70°С) с тошнотворным запахом. Получают действием щелочей на пентакарбонил железа Fe(CO)s. На воздухе самовоспламеняется. Его натриевая соль Na2Fe(CO)4 также пирофорна.
Обработкой щелочных металлов окисью углерода образуются производные оксиацетилена МеООСОМе (MejCjOj), а выше 250°С - гексаоксибензола Ме6СбОб. Эти вещества гигроскопичны и пирофорны, с водой реагируют очень бурно вплоть до взрыва.' лг Для получения взрывчатого пирофорного оксиацетиленида калия К2С2О2 проще прокалить смесь поташа К2СО3 с углем (5:1) в пробирке, прикрытой ватным тампоном. Готовый порошок превратится из чёрного в бледно-серый. В ходе реакции выделяется токсичный угарный газ без запаха, поэтому нагревание про-водят под тягой! После остывания достаточно осторожно высыпать продукт из пробирки, чтобы он загорелся на воздухе мелкими фиолетово-красными вспышками. Если же оставить приготовленный пирофор в открытой пробирке, он может самовоспламениться, особенно во влажном воздухе.
Глава 13. Секретное оружие блондинок
([Д ывалые химики знают, насколько опасной может оказаться встреча в химической кладовке со старой бутылкой, содержащей на дне, вместо улетучившегося эфира, красивые как бриллианты кристаллы. Не задумываясь, вызывайте сапёров и не пытайтесь извлечь это сокровище, зажав бутылку между ног. Дело в том, что многие образовавшиеся пероксиды (перекиси), а это именно они, по силе взрыва значительно превосходят нитроглицерин и для их детонации порой достаточно потревожить пробку.
Впервые органические перекиси были получены Брони (1859), хотя их особая взрывоопасность и связанные с этим ---- трудности в изучении свойств отодвинули сообщение об открытии почти на 5 лет.
Автоокислению подвержены многие классы органических соединений: это и простые эфиры, в том числе гетероциклические (например, тетрагидрофуран), олефины с атомом водорода в аллильном положении (к примеру, циклогексен), вещества с виниль-ным атомом водорода (в частности, метилакрилат), диеновые производные (например, изопрен), различные альдегиды, кетоны и др.
Особую опасность представляют образующиеся со временем или при действии окислителей гидропероксиды (в том числе гелг-дигидро-пероксиды), диалкилпероксиды (в том кольцевые и ные), а также Не так давно взрывчатые
содержащие цепочки из 3-х и даже 4-х последовательно связанных кислородных атомов (триоксиды и тетраоксиды), сложен и неоднороден, но
числе полимер-озониды. описаны вещества,
Механизм окисления этих веществ чаще всего на первой стадии включает образование гидропероксидов, многие из которых (особенно третичные) сравнительно устойчивы, но нагревать их никто не рекомендует, да и мало кто решается. В основном, это жидкости с резким запахом, которые легко по-
noji'flc/'T гл rxrr^trt ППОРГГГГ ГТГЧГТ ГТГ»ГТО ГТОГГГХГГ гга ПГГ ’*3 Л Г1Л Г*1С11
и особенно в глаза.
Далее они превращаются в более взрывоопасные димерные и полимерные пероксиды. Кстати, окисление медицинского эфира (наиболее частого виновника подобных трагедий), как установили немецкие химики А. Рихе и Р. Майстер (1931), приводит к образованию взрывчатого полимерного пероксида этилидена.
В свежеперегнанных эфирах пероксиды можно обнаружить уже через неделю. Они дают положительную реакцию с йод-крахмальной бумагой, голубое окрашивание в присутствии бихроматов в кислой среде и красное при добавлении бесцветного гексатиоцианоферрата (II) натрия Na4[Fe(SCN)6].
> Е>0
Пожалуй, наиболее Опасными являются пероксидные производные кетонов.
Рецепт печально знаменитой перекиси ацетона (дипероксид пропанона, трициклоацетонпероксид, ТЦАП или просто «киса»), открытой Ричардом Вольфенштейном (1895), на счету жертв которой далеко не один «юный химик», весьма прост. По мере изучения строения этого соединения менялись и его названия от дипероксида ацетона до трициклоацетонпероксида. Неизменным оставался толь-кощерзкий и злопамятный характер этого взрывчатого вещества.
Достаточно слить по несколько миллилитров охлаждённого (!) ацетона и 30% перекиси водорода (пергидроль), а в качестве катализатора прибавить 2-3 капли концентрированной соляной кислоты. Температура реакционной массы не должна подниматься выше 35-40°С. Природа кислоты столь существенного значения в данном случае не имеет, и для реакции часто применяют серную, азотную, ортофосфорную и даже хлорную кислоту. Уже через несколько часов выпадает похожий на снег мелкокристаллический осадок. Его от
фильтровывают. Чтобы исключить в дальнейшем возможность самоподрыва, осадок промывают 5°/о бикарбонатом натрия, водой, а затем слегка ацетоном и сушат при комнатной температуре.
«Бывалые» пиротехники для повышения выхода продукта оставляют реакционную массу в темноте на сутки и более. Самые
STOP к а
отчаянные из них влажные кристаллы после промывки во-/[\ дой не сушат, так как это вещество медленно испаряется даже при комнатной температуре, а осторожно плавят
. на водяной бане. Оставшуюся после застывания воду сли-I-.—..’ вают. Вот этого Вам категорически делать не надо!
Для очистки продукт иногда кристаллизуют из медицинского эфира. Использовать открытый огонь в этом случае категорически запрещено! Пероксид получается в виде крупных, красивых, прозрачных, бесцветных кристаллов правильной геометрической формы, очень похожих на горный хрусталь, в отличие от которого, детонирующих даже от прикосновения сигареты.
Вместо пергидроля можно использовать таблетированный гидроперит (пергидрит) (NH2)COH202, которым блондинки осветляют волосы, а врачи лечат ангину. Иногда для этого синтеза применяют отбеливатели для тканей типа персоль (перкарбонат натрия) Na2CO3’l,5H2O2*H2O либо пероксиды металлов.
Механизм этой реакции довольно сложный и включает несколько стадий. Вначале образуется дигидропероксипропан, который под действием кислоты превращается в дипероксид ацетона (дигидроизопропилпероксид). При взаимодействии этих продуктов
получается трициклоацетонпероксид.
Учитывая, что жертвами перекиси ацетона стали по крайней мере два призёра Всесоюзной олимпиады по химии, хочу строго предупредить: не добивайтесь роста крупных кристаллов (1), для чего используйте только концентрированные растворы ингредиентов и не оставляйте надолго (более суток) не отфильтрованный осадок. И уж тем более не применяйте для этого эксперимента стек-
лянную посуду.
'''Перекись ацетона (трициклоацетоипероксид, дипероксид или пе-
роксид ацетона, дипероксид пропанона, ТЦАП, дыжник») - бесцветное кристаллическое вещество, tn-1 93°С (97°С), практически не растворим в воде, растворим в ацетоне и эфире. Медленно испаряется даже при комнатной температуре. При длительном хранении (особенно на свету) частично разлагается на уксус и ацетон. Не кор-
«киса» и даже «бул-
Н3СЧ /СН3 p-G-q НзСч° °/СН3 н3сх чо-о" \?н3
розирует металлы, только слегка воздействует на свинец. Инициирующее ВВ. Детонирует при растирании, ударе, действии кислот и нагревании выше 140°С.
В
Готовый продукт относительно устойчив при обычных условиях хранения и даже испаряется без разложения. Он легко детонирует при растирании или ударе, хотя механическая чувствительность его кристаллов несколько меньше, чем у азида свинца. Переплавленный (литой) продукт более чувствителен к удару, при этом его детонационные характеристики возрастают. Тротиловый эквивалент ТЦАП составляет 0,7, а в пластичном виде - 0,9. Скорость его детонации 3,7 км/с (при d 0,5) и 5,3 км/с (при d 1,18). Навеска 0,8 г кристаллического пероксида ацетона даёт при взрыве до 46 г дробленого песка, плавленый продукт или прессованный под давлением 500 кг/см2 «работает» ещё лучше - 50,5 г, в то время как азид свинца в этом стандартном тесте значительно уступает (29 г).
Непрессованный «снегообразный» пероксид ацетона в виде небольшой кучки при поджигании не детонирует, а резко сгорает с хлопком и вспышкой. Однако достаточно завернуть его даже в бумагу, чтобы при поджигании произошёл взрыв. Крупные кристаллы и плавленый продукт в этих условиях детонируют не раздумывая.
Следует иметь в виду, что продукт склонен к перепрессовке. Так, сжатый под давлением свыше 2000 кг/см2 пероксид ацетона энергично горит, но не детонирует.
Для пластификации пероксида ацетона помимо его плавления (что крайне опасно!) применяют нитроцеллюлозный лак и даже пироксилин.
Аналогично получаются взрывчатые перекиси метилэтилке-тона (d = 1,042, tnJ1 100°С) и ацетальдегида (tnn63oC), которые детонируют от удара, трения и нагревания выше точки плавления.
В ряду взрывчатых перекисных соединений особое место занимает гексаметилентрипероксиддиамин или просто ГМТД. Это мощное бризантное ВВ по дробящему действию значительно превосходит гремучую ртуть. Скорость его детонации в пределах 4,56-5,1 км/с. Фугасные свойства этого продукта оставляют желать лучшего: расширение бомбы Трауцля составляет всего 140 мл. ГМТД детонирует от трения и нагревания, хотя чувствительность его к удару несколько ниже, чем у гремучей ртути. Продукт очень восприимчив к лучу огня. Интересно, что в непрессованном виде на открытом воздухе этот пероксид сгорает с громким хлопком и
Глава 13. Секретное оружие блондинок вспышкой, зато в бумажной гильзе в контакте с искрой он взрывается. ГМТД даже при высоком давлении не перепрессовывается. Для детонации этого продукта достаточно капнуть на него концентрированную серную кислоту или бром. Промышленное применение этого вещества ограничено его неприятным свойством вызывать коррозию металлов.
Подобно пероксиду ацетона ГМТД летуч при хранении на открытом воздухе и вызывает раздражение слизистой оболочки: першение в горле и даже чихание, что позволяет с его помощью быстро находить спрятавшихся шпионов.
Для получения столь чудесного продукта в очередной раз понадобится уротропин или сухой спирт. В лабораторном стакане, обложенном льдом, растворяют 5,6 г этого вещества в 15 мл пергидроля и при помешивании добавляют 8,4 г лимонной кислоты. Минут через 15-20 после растворения кислоты наступает самый опасный период. Реакционная масса резко мутнеет, становится белой и вязкой от мелких кристалликов ГМТД, а её температура начинает повышаться. В момент необходимо особенно тщательно перемешивать
STOP
этот
продукт на ледяной бане, чтобы его температура не превышала 30°С (лучше 20-22°С). В противном случае реакционная масса может самовоспламениться.
Уже при 40°С отчётливо слышится недвусмысленное шипение.
/К А дальше пенистая жидкость в сопровождении едкого ды-ма попытается покинуть химический сосуд. Если и в этот г £ л момент ничего не предпринять, реакционная масса воспла------ менится, весьма озадачив соседей и пожарников, оставив на память о квартире дивной красоты чёрные крупные кристаллы. Чтобы избежать этого, перегретый продукт лучше вовремя вылить на лёд, а ещё надёжнее не оставлять реакцию без присмотра в течение первых двух часов!
Иногда при низкой концентрации перекиси начало реакции задерживается. В этом случае стакан с реакционной массой выни-мают со льда и на время переносят в ёмкость с тёплой во-/t\ дой, чтобы его содержимое нагрелось до комнатной температуры. Однако с началом реакции стакан сразу возвращают на ледяную баню.
Обычно, осадок выпадает в течение нескольких часов, однако
В
для повышения выхода его отфильтровывают, как правило, на следующий день. Кристаллический осадок промывают 5% содовым раствором, водой и сушат при комнатной температуре.
Вместо лимонной кислоты можно использовать азотную (2-3 мл) или даже ортофосфорную. В присутствии этих кислот реакция протекает, как правило, быстрее. Осторожно, сразу после добавления азотной кислоты из реакционной массы может выпадать динитрат уротропина, который растворяется при тщательном перемешивании. Конечный же продукт отфильтровывают через 6-8 часов, предварительно разбавив его водой.
УГМТД (гексаметилентрипероксиддиамин) - бесцветные ромбические кристаллы, в массе белые. Плохо растворим в ^CHo-O-O-CHjy воде, спирте и ацетоне. При контакте (особенно N—СН2-О-О-СН2—N во влажном состоянии) вызывает коррозию ме- ^СН -О-О-СН таллов. Не гигроскопичен. Летуч при хранении 2
на открытом воздухе. Устойчив на свету. Инициирующее ВВ. Применяется в качестве детонаторного состава.
Циклический дипероксид мочевины со сложным названием тетраметилендипероксиддикарбамид (ТМДД) по взрывчатым свойствам вполне напоминает ГМТД, хотя и отличается большей стабильностью.
Чтобы получить это интересное вещество, достаточно смешать 8 мл формалина с 13 мл пергидроля и в этой жидкости растворить 3 г мочевины. Реакционную массу охлаждают до 5°C на ледяной бане и осторожно по каплям при тщательном перемешивании добавляют 5 мл 50% серной кислоты, не допуская поднятия температуры выше 20°С. Через час ёмкость с реагентами переносят в холодильник, а через сутки отфильтровывают выпавший осадок. Промы-
□И г
вают его содовым раствором, затем холодной водой и сушат при температуре не превышающей 40-45°С..
'''Тетраметилендипероксиддикарбамид (ТМДД) - бесцветное кри-
сталлическое вещество, весьма хранения. Не гигроскопичен. Детонирует при ударе, трении и нагревании (особенно в контакте с огнём). Инициирующее ВВ
устойчивое при обычных условиях
СН2-О-О-СН,Х
H2N-£-N n-c-nh2
о хсн2-о-о-сн/ о
для детонаторов.
Многие органические пероксиды служат инициаторами цепных гомолитических реакций и применяются в синтезе полимеров. Учитывая высокую чувствительность к механическому воздействию и нагреванию, чаще их хранят в растворах, на холоде, да ещё и в темноте, не забывая, что при низкой температуре повышается вероят
ность накопления взрывчатых продуктов, а кристаллизация таких
растворов многократно увеличивает опасность.
Свет катализирует разложение пероксидов. В этом несложно убедиться. Достаточно выставить на солнечный свет пробирку с 3% перекисью водорода, содержащей каталитическую при-* * * месъ жёлтой или красной кровяной соли. Начнётся бурное разложение, не прекращающееся в темноте. Подобный приём иногда используют шпионы и разведчики, обрабатывая пероксидами секретное донесение, написанное в темноте. После вскрытия конверта и «засветки» такое письмо обугливается.
,--- Представляете, что будет, если в таком виде сдать кон-
трольную работу или дневник для записи отметки по поведению?
л Если Вы тоже решитесь написать подобное письмо, бумагу / !\ для него предварительно обработайте из распылителя в темноте 5% спиртовым раствором перекиси .бензоила и дайте ей высохнуть в этих же условиях. Чтобы не промахнуться с
автографом, можете воспользоваться для подсветки красным фонарём для фотодела. Готовое письмо вложите в чёрный конверт (например, из-под фотобумаги) и можете отправлять его адресату. После вскрытия на свету уже через короткое время письмо почернеет и превратится в пепел.
Пероксид бензоила для этих целей нетрудно синтезировать самому, тем более, что он не так опасен, и в качестве самостоятельного ВВ практически не применяется, чего не скажешь о пиротехнических композициях на его основе. Впервые он получен химиком Броди (1859).
К охлаждённому раствору 2,5 г гидроксида натрия в 20 мл воды на ледяной бане (~5°С) приливают при помешивании 6 мл пергидроля и по каплям так, чтобы температура не пре-вышала 0-1°С, добавляют под тягой 5 мл хлористого бензоила. Выпавший в течение часа кристаллический осадок от-фильтровывают и для лучшей очистки кристаллизуют из «дЛ кипящего этанола либо осаждают метанолом из хлороформенного раствора. Сушат отфильтрованные кристаллы при комнатной температуре.
Пероксид бензоила в пиротехнике часто применяют для снижения температуры вспышки инициирующих ВВ. Так, добавка этого продукта к гремучей ртути (2:3, сост. 794) позволяет снизить силу тока для её воспламенения электрозапалом почти на четверть.
Смесь тиосульфата свинца, бертолетовой соли и пероксида бензоила (1:1:1, сост. 387, табл. 22) используют в электрозапалах. Температура её детонации всего 112°С.
г
г
Sа-Беизодиазобеизила гидропероксид - игловидные кристаллы канареечно-жёлтого цвета. Чувствителен к действию /=\ /=\
света. При нагревании выше 65°С разлагается со { у—N=NC-4 )
взрывом. К искре и ударам менее восприимчив. ООН
В контакте с концентрированной серной либо азотной кислотой детонирует. Получают, пропуская кислород через бензольный раствор фенилгидразония бензальдегида, с последующим осаждением лигроином. По мощности взрыва превосходит тротил.
'''Пероксид бензоила (дибензоил) (С6Н5СО)2О2 - бесцветные ромбы из эфира или иглы из этанола; d= 1,334; tnjl 106-108°С; растворим в хлороформе, этаноле, эфире, бензоле и сероуглероде; трудно растворим в воде. Период его полураспада Т./, 1 час при 9ГС и 10 часов при 73°С, при комнатной температуре относительно стабилен. Инициатор полимеризации, отвердитель полиэфирных смол, отбеливатель муки и жиров. Взрывается при нагревании и ударе. Компонент первичных ВВ.
'''Гидропероксид формила (пермуравьиная кислота) НСОООН взрывается при 80°С, пероксид янтарного ангидрида (-СН2СОО-)2 (сукцинила) выше 99°С, дипероксид ацетальдегида [-ОСН(СН3)О-]2 и мети-лэтилкетона [-ОС(СН3)(С2Н5)О-] соответственно ~63°С и 100°С.
г
в
в
< Секретное оружие блондинок
'''Пероксид ацетила СН3СОО-ООССН3 - бесцветное легкоплавкое кристаллическое вещество; t„„ ЗО°С; не растворим в воде; растворяется в обычных органических растворителях. Период его полураспада Ти в углеводородных растворителях 1 час при 87°С и 10 часов при 62°С. Инициатор полимеризации. При механическом воздействии взрывается.
JДиизопропилпероксидикарбоиат ((СН3)2СНОСОО-]2 - бесцветная жидкость; d = 1,08; 1ПЛ 8- 10°С; хорошо растворим в большинстве органических растворителей. Нестабилен. Хранят в растворах толуола, ДМФА или уайт-спирита. В последнем Т._- 1 час при 64°С и 10 часов при 46°С. Детонирует при нагревании и ударе.
'''Надуксусная кислота СН3СОООН (пероксиуксусиая или перуксус-ная кислота) - бесцветная жидкость с резким запахом; d = 1,226; t„;l -0,1°С; tK„„ 107-110°С. Получают взаимодействием уксусной кислоты с перекисью водорода. Взрывается при механическом воздействии и контакте со многими органическими веществами.
'''Пероксид 2,4-дихлорбеизоила (С12С6Н3СОО-)2 - бесцветное кристаллическое вещество; хорошо растворяется в бензоле и метилметакрилате; плохо растворяется в ацетоне; не растворяется в воде. Разлагается при хранении: Тй 1 час при 75°С и 10 часов при 54°С; tnjI 106°С; при дальнейшим нагревании детонирует. Взрывается при механическом воздействии.
'''Пероксибеизойная кислота СбН5СОООН (надоксибензойная кислота) - белое кристаллическое вещество; растворяется в этаноле и эфире, плохо - в воде; tnjl 41-43аС. При 80°С бурно разлагается, при 100°С детонирует. О
'''Пероксид фталоила - белое кристаллическое вещество;
tnj, 127°С; при 130°С или ударе детонирует; при хранении <5
весьма стабилен. Получают с высоким выходом взаимодей- Т ствием эфирного раствора фталоилхлорида с пергидролем в О присутствии карбоната натрия.
Z/ире/и-Бутилпероксид [(СН3)3СО-]2 - бесцветная жидкость; d = 0,79; tnjl -40°С; tK„n 111°С; tBCn -4°С; не растворяется в воде; растворяется в обычных органических растворителях. Взрывается от трения, удара и нагревания. Получают обработкой mpem-бутилсерной кислоты перекисью водорода.
Z/ире/и-Бутилпероксиацетат СН3СОООС(СН3)3 плохо растворим в воде (24,6 мг/л при 25°С), растворим в большинстве органических растворителей; tKlin 50-51 °C при 15 мм рт. ст.; d = 0,942. Чувствителен к удару, взрывается при 130°С. Получают взаимодействием трет-бутилгидро-пероксида с уксусным ангидридом.
S/ире/и-Бутилпероксибензоат С6Н5СОООС(СН3)3 - легкоплавкое бесцветное кристаллическое вещество; d = 1,043; 1пл 25,5°С; tBcn 65,5°С; не растворим в воде и глицерине, хорошо растворим в гексане и диоксане. Разлагается со взрывом при 124°С. Получают взаимодействием бензо-илхлорида с трет-бутилгидропероксидом.
Не меньшую опасность для химика-любителя представляют неорганические пероксиды. Так, перекись водорода - сиропообразная чрезвычайно неустойчивая жидкость, которая легко детонирует при ударе. Её концентрированные водные растворы тоже взрывоопасны, а растворы в органических растворителях к тому же склонны к самовоспламенению. Отщепляет кислород с выделением большого объёма тепла (970 кДж/моль). Разложение перекиси водорода ускоряет солнечный свет и каталитические добавки (в основном катионы металлов с переменной валентностью). При этом концентрированный раствор закипает и может самодетонировать. Концентрированная перекись воспламеняет многие горючие вещества: бумагу, опилки и даже волосы! Да, да, и их тоже! Так что, имейте это в
виду.
Применяется перекись водорода в самых различных областях, в том числе, как окислитель ракетного топлива и главный компонент отбеливателей для блондинок.
'''Перекись водорода (пероксид водорода) НгОг - бесцветная вязкая жидкость; d = 1,45; tIl;,- 0,43°С; tKlin 150,2°С с разложением; неограниченно растворима в воде, в спиртах и эфирах; 30% водный раствор, стабилизированный фосфатами натрия называется «пергидроль».
Разложение перекиси водорода может сопровождаться свечением: возбуждённые молекулы кислорода излучают красный свет.
К 100 мл 10% рас-/£К твора гидроксида натрия приливают 30 мл 3°/о раствора перекиси водорода. Через эту смесь из газоотводной трубки пропускают хлор. Раствор начинает излучать красный свет и особенно красиво выглядит в темноте:
Н2О2+С12 -> 2НС1 + О2
Не менее зрелищно протекает окисление перекисью водорода различных полифенолов.
В стеклянную ёмкость сливают 20 мл 40% раствора карбо-ната калия (поташа), 10 мл 40°/о формальдегида (формали
на) и 10 мл 10% гидрохинона [ 1,4-диоксибензола C6H4(OH)2J. Последней приливают 30 мл 3% перекиси водорода. Смесь вспенивается, разогревается и начинает интенсивно светиться. Эксперимент лучше проводить под тягой или вне помещения, так как в реакции выделяется угарный газ. Если вместо гидрохинона использовать трёхатомные фенолы — флороглюцин [1,3,5-триоксибензол С6Н3(ОН)з7 или пирогаллол (1,2,3-триоксибензол), интенсивность свечения заметно усиливается. Все эти продукты применяются в фотографии.
Металлический калий при неправильном хранении образует взрывоопасные ярко-жёлтые гигроскопичные кристаллы надперок-сида КО2, смеси которого со многими горючими веществами склонны к самовоспламенению и легко детонируют при механическом воздействии.
Из пероксида натрия Na2O2, который входит в состав регенеративных патронов некоторых противогазов, нетрудно приготовить легковоспламеняющееся взрывчатое вещество, смешав его с тио
сульфатом (гипосульфитом) натрия Na2S2O3 - фиксажем для чёрнобелых фотографий (2:1, сост. 380, табл. 22). Осторожно! Во влажном состоянии эта смесь «заводится» даже при перемешивании ин-
гредиентов.
Таблица 22. ВВ на основе пероксидов
42 380 381 382 383 384 385 386 387
Калия хлорат 33
Натрия пероксид 67 83 74 76
Натрия тиосульфат 33 33
Бария пероксид 91 72
Алюминиевая пудра 26
Магниевые опилки 24
Цинковые опилки 28
Свинца тиосульфат 33
Гидроперит 67
Бензоила пероксид 34
Сера 17 9
Пероксид натрия можно заменить гидроперитом, но такая смесь тоже самовоспламеняется уже через 5-15 с (!) особенно при смачивании водой (сост. 386).
В технике для регенерации углекислого газа применяют оксилиты - смеси пероксида натрия с надпероксидом калия:
2КО2 +Na2O2 + 2СО2 —> К2СОз + Na2COj + 2О2
Для экстемпорального применения (не рассчитанного на длительное хранение) могут использоваться взрывчатые смеси надпе-роксида калия, пероксида натрия и бария с порошком серы, магния, алюминия или цинка (сост. 381-385).
Не менее грозные продукты образуются при обработке некоторых неорганических веществ пергидролем. Например, взрывчатый триамминхромтетроксид получают следующим образом.
Лк К раствору 5 мл 50% ангидрида хрома в 25 мл 10% аммиака ЦД при охлаждении (0°С) прикапывают 5 мл пергидроля. Через час реакционную массу с обильно выпавшими кристаллами бихромата аммония нагревают до 50°С и выдерживают до полного растворения осадка и окончания выделения газов. При комнатной температуре выпадает жёлтый кристаллический осадок, который отфильтровывают, промывают эфиром и сушат в эксикаторе над щёлочью. Выход ~ 0,3 г.
В
а
а
JАммиакат тетраоксихрома (триамминхромтетроксид) CrO4-3NH3 или (NH3)3CrO4- красно-коричневые ромбические призмы или светло-коричневые иглы, сильно парамагнитные, двулучепреломляющие, d = 1,96. При воздействии сильных кислот и щелочей выделяет кислород. От удара или действия детонатора взрывается. Чаще получают обработкой пергидролем бихромата аммония (NH4)2Cr2O7 в 20% водном аммиаке при 0°С.
Z Пероксид ртути HgO2 - красно-оранжевый порошок, получаемый действием 30% перекиси водорода на окись ртути HgO при 0°С или на смесь HgCl2 с КОН в этаноле. Легко детонирует при ударе, трении или нагревании.
^Пероксид циика ZnO2- белый или желтоватый мелкокристаллический порошок; d = 1,571; мало растворим в воде, реагирует с кислотами. Получают длительной обработкой Zn(OH)2 безводной перекисью водорода. Чаще представлен кристаллогидратом 2ZnO2-H2O. Детонирует при 212°С.
ZПероксид кадмия CdO2 - порошок кремового цвета; получают взаимодействием пергидроля с нитратом кадмия в избытке водного аммиака; при ударе или нагревании до 200°С взрывается.
^Пероксид хрома (VI) получают взаимодействием хроматов с эфирным раствором смеси пергидроля и серной кислоты при охлаж- q
дении. Представляет неустойчивый синий раствор, образует 1/СгуТ взрывчатые аддукты с анилином, хинолином, триметила- С* || О мином и др. Например, при добавлении пиридина выпада- ® ют двупреломляющие синие игольчатые кристаллы CrO5-C5H5N, растворимые в бензоле и нитробензоле, плохо растворимые в воде, легко детонирующие при нагревании и механическом воздействии.
^Пероксохромат (Cr VI) аммония (NH4)2Cr2Oi2-2H2O фиолетовые кристаллы, растворимые в воде и спирте; образуется при обработке бихромата аммония пергидролем при 0°С. Каждая молекула подобного пероксохромата включает 5 неустойчивых пероксидных фрагментов NH4O-Cr-O-O-Cr-ONH4. Мощно детонирует при ударе
^Пероксохроматы (Cr VI) калия К2Сг2О]2 -2Н2О и талия Т12Сг2О12 -легковзрывающиеся синие кристаллы. Получают обработкой бихроматов пергидролем на холоде. В сухом виде детонируют при нагревании и ударе. Пероксохромат талия взрывается даже от трения.
^Пероксохромат (Cr V) калия К3СгО8 - коричневые двулучепреломляющие призматические кристаллы, растворимые в воде. Получают действием 30% раствора перекиси водорода на смесь хромового ангидрида СгО3 и гидроксида калия при 0°С или на щелочные растворы хроматов. Весьма устойчив на воздухе в обычных условиях хранения, при 178°С детонирует.
ZПероксохромат (Cr V) аммония (NH4)3CrO8 - красные кубические двупреломляющие кристаллы, слабо растворимые в воде, реагирующие с ней при нагревании, не растворимые в спиртах и эфирах. Получают взаимодействием пергидроля,-хромового ангидрида и концентрирован
В
в
ного водного аммиака при 0°С. Детонирует при 50°С, ударе и трении. С избытком аммиака образует взрывающиеся при механическом воздействии коричневые кристаллы перекисного соединения CrO4-3NH3.
✓'Тетрапероксомолибденовая кислота Н2Мо08 - нестабильный красный порошок, хорошо растворимый в воде. В сухом виде детонирует. Получают действием избытка пергидроля на молибденовые кислоты.
✓'Тетрапероксомолибдат калия К2Мо08 - красные кристаллы, детонирующие при нагревании и механическом воздействии. Медленно разлагается при хранении. Получают обработкой аммиачного раствора молибдата аммония пергидролем и хлоридом калия при -18°С.
✓'Тетрапероксомолибдат натрия Na2MoOs-2H20 получают действием пергидроля на насыщенный раствор молибдата натрия Na2MoO4 при 0°С. Красное вещество, детонирующее при трении, ударе и нагревании. При хранении постепенно теряет взрывчатые свойства, превращаясь в более «спокойную» жёлтую соль - дипероксомолибдат натрия Na2MoO6.
✓"Взаимодействием фтора с угарным газом в избытке кислорода образуется бесцветное перекисное вещество состава (FCO)2O2 с запахом озона (Кип 16°С), которое детонирует при ударе, а в газообразном состоянии взрывается при 200°С.
Глава 14. Химическая магия
Сг рко выраженные окислительные и каталитические свойства /*- пиролюзита МпО2 (двуокиси марганца), чёрного минерала, известного ещё Плинию Старшему в I в., позволили применять его в качестве «осветлителя» при варке стекла, в доменном производстве и, конечно, в пиротехнике: не зря это вещество в своё время неправильно называли «перекисью марганца».
Пиролюзит входил в состав различных вариантов хлоратных порохов: «двойного действия» Е. Тюрпена, английского «Прометея» и французского «О№3» (сост. 49).
Смесь двуокиси марганца МпО2 с алюминием (7:3) и добавками перхлората калия с конденсированными ароматическими углеводородами применялась в Германии для снаряжения зажигательных авиабомб.
Сплав пиролюзита с селитрой и гидроксидом калия образует с водой великолепный зелёный раствор, который постепенно становится синим, фиолетовым, малиновым и, наконец, бесцветным, а на дно колбы выпадает бурый осадок. Достаточно его взболтать и всё
повторится с начала. Так окисляется воздухом в растворе марганцовистокислый калий (манганат) К2МпО4, который Карл Шееле (1742-1786) назвал «минеральным хамелеоном». В ходе этой реакции образуется знакомая всем с детства «марганцовка» - перманганат
калия.
а
J Перманганат калия КМпО4 тёмно-фиолетовые с металлическим блеском ромбические кристаллы; d = 2,703; tpaM >240°С с выделением кислорода; растворяется в воде (4,22%10, 6,36%20, 7,63%25, 9,0%3°, 12,5%40, 32%75), ацетоне, пиридине; в этаноле разлагается. Окраска растворов обнаруживается даже в разведении 1:500000. Имеет сладкий, вяжущий вкус. Получают окислением манганата калия К2МпО4 в водных растворах воздухом, озоном, хлором или электрохимически. Антисептическое средство в медицине, «морилка» у краснодеревщиков, компонент ослабляющих растворов в фотографии, отличный окислитель для пиротехники.
Несмотря на широкое применение этой соли, не следует забывать, что при действии сильных минеральных кислот, например, концентрированной серной или фосфорной она может взорваться.
Даже слабое растирание корковой пробкой смеси перманганата калия с фосфором или серой (85:15, сост. 764, табл. 39) приводит к её воспламенению. Не менее взрывоопасна композиция перманганата калия с обычным сахаром (81,6:18,4, сост. 765) или крахмалом. Для поджигания таких смесей достаточно капли концентрированной серной кислоты.
Сегодня прославленный состав начинающих пиротехников магний с «марганцовкой» (1:4, сост. 461, табл. 25) известен даже школьникам.
Смесь перманганата калия с порошком железа использовалась против войск Антанты в немецких зажигательных снарядах для воспламенения термита - знаменитые «смеси Рэя» (сост. 772).
ж Немного переделав такой состав, Вы сможете приготовить / !\ прекрасный искристый фейерверк. Смешайте измельчённый перманганат калия, древесный уголь, порошок железа (4:1:2, сост. 763) и всыпьте смесь в металлический тигель. Для этого вполне подойдёт любимый напёрсток, но без разрешения лучше его не брать. Тигель нужно укрепить к проволоке и внести в пламя. Когда смесь нагреется, начнётся великолепная по красоте реакция с выбросом «дождя» из раскалённых искр.
Вместе с хлоратом и хроматом калия в своё время перманганат применялся в производстве ВВ Донара.
Перманганат калия энергично окисляет многоатомные спирты. Так, очень эффектно, особенно вечером, смотрится ставший легендарным опыт с глицерином. Этот запал-замедлитель очень уважали народовольцы.
На металлическую пластинку (можно консервную крышку ~ от зелёного горош-/4^ ка) всыпьте 1 г растёртого перма-/X нганата калия, сде-лайте в нём углубление и капните несколько капель безводного глицерина. Через 20-30 секунд смесь бурно воспламеняется. Старый, неплотно закрытый глицерин, для надёжности лучше подсушить над негашёной известью.
До недавнего времени перманганат калия свободно продавался в аптеках, но в связи с применением в технологии приготовления некоторых наркотиков, например, эфедрона окислением эфедрина гидрохлорида, он попал в «чёрный» список ограниченного отпуска.
Особо взрывчатыми свойствами обладает перманганат аммония, который в 20-х годах XX в. использовался в смесевых ВВ для
повышения их чувствительности.
«"Перманганат аммония NH4MnO4 - ромбические кристаллы, растворимые в воде (7,9%|3) и реагирующие с ней при нагревании; d = 2,208. Детонирует при 60°С и механическом воздействии.
3 «"Марганцевый ангидрид Мп2О7 - тёмно-красная в проходящем или тёмно-зелёная в отражённом свете маслянистая жидкость, устойчивая в сухом воздухе ниже 0°С; d = 2,396; 1пл 6°С. Получают действием концентрированной серной кислоты на перманганат калия при -20°С в виде тёмнозелёных кристаллов, устойчивых при -5°С и растворимых в воде, ледяной уксусной, азотной или серной кислоте. Выше 55°С ангидрид разлагается, образуя двуокись марганца и озон. При 95°С детонирует, выделяя Мп2О3. Взрывается при механическом воздействии. По чувствительности к удару сопоставим с гремучей ртутью.
. Для получения марганцевого ангидрида в тщательно обез-/ !\ жиренный хромовой смесью и высушенный фарфоровый тигель наливают 1 мл концентрированной серной кислоты (d = 1,84) и очень осторожно по частям в течение 5 минут всыпают 1,5 г перманганата калия. Для безопасности работу проводят в защитной маске и только с чистыми продуктами! Чтобы реакция протекала спокойнее, кристаллы перманганата нельзя растирать в порошок. Через несколько часов кашицеобразная реакционная смесь, простоявшая в сухом, незапылённом месте, прорастает твёрдым пористым диоксидом марганца. При его разрушении стеклянной палочкой либо отжимании стеклянной пробкой выделяется 0,7 г зелёной маслянистой жидкости с металлическим бле-
, ском. Это и есть марганцевый ангидрид. Фильтровать t 1 его, а тем более с помощью бумаги, категорически нельзя! В присутствии «органики» он взорвётся!
То, что марганцевый ангидрид - прекрасный окислитель, Вы можете легко убедиться в более безопасном эксперименте. Доста-л точно смешать каплю концентрированной серной кислоты /t\ с несколькими кристаллами перманганата калия и этим со
ставом на кончике стеклянной палочки коснуться ваты, смоченной спиртом. Произойдёт вспышка и ватка загорится. В дальнейшем Вы сможете экономить на спичках.
Многие производные металлов с высшей степенью окисленно-сти применяются в пиротехнике. Так, соединения шестивалентного хрома являются сильнейшими окислителями.
При контакте с хромовым ангидридом воспламеняются многие горючие вещества.
Zi Нанесите на стекло каплю концентрированной серной ки-Г *..А слоты, присыпьте несколько кристалликов хромового ангидрида (или любого бихромата) и осторожно поместите на эту смесь ватку, пропитанную спиртом или скипидаром. Она загорится.
Смеси хромового ангидрида с серой, древесным углем или сахаром очень взрывоопасны, но долго они не хранятся и поэтому применяются весьма ограниченно.
✓'Хрома триоксид (хромовый ангидрид) СгО3 - тёмно-красные кри-а сталлы, растворимые в воде и эфире; tnjl 198°С. Получают обработкой бихроматов концентрированной серной кислотой. Продукт гигроскопичен. С горючими веществами образует огнеопасные и взрывчатые смеси.
Соли хромовой кислоты бихроматы и хроматы также являются сильными окислителями и применяются в пиротехнике.
Бихроматы калия и аммония входят в состав многих композиций порохов (особенно охотничьих марок), фрикционных смесей, применяются в качестве стабилизаторов горения в твердотопливных ракетах и спичечных головках.
✓'Калия дихромат (хромпик, калия бихромат) К2Сг2О7 - краснооранжевые триклинные кристаллы; d = 2,73; tM 398°С: растворяется в воде; плохо растворяется в спирте, с которым реагирует при нагревании. Выше 500°С разлагается, выделяя кислород. В природе - минерал лопе-асит. Применяют в пиротехнике.
✓"Аммония дихромат (аммония бихромат) (NH4)2Cr2O7 - оранжевокрасные моноклинные кристаллы (d = 3,021) и красные триклинные кристаллы (d = 3,125). Растворим в воде (29,2%25) и спирте. Выше 180°С бурно разлагается с выделением окиси хрома Сг2О3. Окислительный компонент взрывчатых веществ и пиротехнических составов. Применяется в технологии многих видов малодымных охотничьих порохов (сост. 315,316).
/\. Вы уже знакомились с замечательными свойствами бихро-мата аммония, когда готовили «вулкан» в " столовой ложке. Более грандиозно выглядит его разложение на асбестовой сетке, установленной на треноге, под которой горит спиртовка, скрытая экраном от глаз наблюдателя. Кратер оранжево-красного «вулкана» вдруг раскаляется, и из жерла вылетают тысячи мелких пылающих искринок. При этом объём «вулкана» многократно увеличивается, как бы покрываясь рыхлым зелёным пеплом.
Бихромат аммония иногда используют вместо роданида ртути Hg(SCN)2 для изготовления «фараоновых змей».
/К С добавлением крахмального клейстера из бихромата аммо-ния формируют палочки, которые поджигают с торца после /К высыхания. При развитом воображении можно увидеть, как, ' » многократно увеличиваясь в размерах, извиваясь и искря, выползает зелёный змей. Правда, с бихроматом аммония эта фигура сгорает не так эффектно, как с роданидом ртути: тело змеи получается более рыхлым, не так искрится да ещё и слегка дымит. Зато в ходе опыта не образуются токсичные соединения ртути:
(NH4)2Cr2O7 —> Сг2О3 + N2 + 4Н2О + 123 ккал
Молибденовая Н2Мо04 и вольфрамовая H2WO4 кислоты в смесях с магнием или его алюминиевыми сплавами в своё время широко применялись в фотовспышках (сост. 485, 486):
H2WO4 + 2А1 -> А12О3 + W + Н2О
Их ангидриды (WO3, Мо03) со щелочными и щелочноземельными металлами при поджигании ярко взрываются, не хуже обычного магниевого взрывпакета:
МоО3 + 3Mg —> 3MgO + Mo
Некоторые экзотические ангидриды металлов также способны детонировать при нагревании. Например, оксид рутения RuO4 взрывается выше 108°С (золотисто-жёлтые ромбические кристаллы, d = 3,29,1ПЛ25,5°С).
Глава 15. В гостях у Мефистофеля
15.1. Фот они пожарища Kjtefry поднялись piJ о все времена в борьбе с неприятелем человек использовал огонь. Уже на заре цивилизации китайское войско было снабжено «огненными повозками», представлявшими собой прообраз современных «катюш» - метательные машины, выбрасывающие горшки с зажигательной смесью.
В описаниях Энея, жившего в IV в. до н. э. в Элладе, встречаются зажигательные составы из смолы, серы, ладана и стружек для снаряжения метательных сосудов.
Зажигательные стрелы, обработанные нефтью, серой, смолой или дёгтем, применялись ещё во времена Филиппа и Александра
Македонских. В литературе конца IV в. встречаются подобные
описания.
С VII в. грозным секретным оружием византийцев становится «греческий огонь», обычно состоявший из серы, селитры, винного камня и клея или некоторых смол.
Появившийся в это же время «морской огонь» включал нефть и негашёную известь. Хитроумная смесь воспламенялась при соприкосно
вении с водой и успешно использовалась для уничтожения вражеских кораблей. Авторство на эти изобретения история приписывает Каллиникосу из Гелиополиса.
Уже в 678 г. император Константин IV Поганат первым применил «греческий огонь» против арабов, осадивших Константинополь. Поначалу таинственный порошок выдували через пламя из длинных
труб, создавая что-то типа огнемётной струи.
Силу этого грозного оружия узнал и князь Игорь, когда в 941 г. под Царь-градом византийцы подожгли Киевский флот.
Чуть позже подобным составом воспользовалась княгиня Ольга, сжигая посе-
ления древлян, за смерть своего мужа.
На первых порах метание зажигательных составов на большие расстояния было затруднительно, и для этой цели даже использовали животных и птиц.
Не обходилось и без жертвоприношений. Так, в 1422 г. лагерь гуситов сгорел от «своих» птиц, «вооружённых» горящими сосудами, но передумавших лететь в стан неприятеля.
Первые ракеты русской армии системы генерала А.Д. Засядько (1779-1837), разработанные в 1815-1821 гг., в качестве зажигательного состава содержали селитру, серу, антимоний, канифоль и скипидар (сост. 388, табл. 23). И даже к началу XX в. в ряде стран (Германия, Австро-Венгрия и др.) ещё широко использовались зажигательные снаряды со специальным дымным порохом (сост. 389).
Зажигательные бомбы стали активно применяться в первую мировую войну. Они заполнялись нефтью, мазутом, керосином и другими нефтепродуктами, либо ими пропитывался снаряжаемый
хлопок.
Керосин же появился намного раньше (1732) благодаря,
как ни странно, усилиям петербургского врача И.Я. Лерхе,
вовремя приехавшего в командировку в Баку. Своему названию этот чудесный продукт обязан торговому дому
«Кэрр и сын».
Роль бутылки с зажигательной смесью в современной истории трудно переоценить. Именно она уравняла шансы тяжёлого грозного танка и пехотинца, засевшего в окопе. У международных террористов такой снаряд получил название «коктейль Молотова». Нетрудно догадаться, в какой стране его изобрели.
Обычно, щербатую стек-
лянную бутылку, которую не приняли в пункте стеклотары, заполняют на 2/3 бензином и на 1/3 машинным маслом (сост. 390). Фитилём может служить надоевший галстук, заткнутый в горлышко и предварительно пропитанный бензином. В качестве горючего компонента также применяют любую легковоспламенимую жид-кость: скипидар, керосин, дизельное топливо и т. д.
Для безопасности воспламенения, во время второй мировой войны бутылки с зажигательной смесью снабжали пороховым запалом, ампулами с белым фосфором или запалом Кибальчича. В последнем случае к горючей смеси добавляли серную кислоту.
Выдам маленький секрет: для надёжного воспламенения нефтепродуктов не обязательно использовать бензин. Достаточно присыпать к ним в качестве катализатора горения всё тот же оксид хрома (III) Сг20з и прикоснуться тлеющей лучинкой.
Поверхность зелёной кучки влажного оксида раскалится и начнёт излучать тепло, пока не воспламенится вся масса продукта. Этим методом нетрудно поджечь керосин, дизельное топливо, машинное масло, мазут и даже вазелин.
В зажигательных целях ещё до второй мировой войны в США было разработано сгущённое нефтяное масло (Solid oil). За ним сразу же закрепилось ещё несколько названий от «твёрдой нефти» до «твёрдого керосина».
Обычно, для его получения в соответствующем нефтепродукте растворяют при нагревании стеарин и обрабатывают спиртовым раствором едкого натра. При охлаждении образуется так называемое «горючее мыло» в виде студенистой массы.
II Такое мыло можно попробовать от перхоти, правда, иногда II после него полностью смываются волосы.
Видимо, поначалу «горючее мыло» всё же путали с шампунем, потому что со временем за ним закрепилось более зловещее название «напалм».
Для его приготовления (сост. 393) 2 г стеариновых стружек растворяют в нагретой смеси 28 г керосина и 20 г бензина (70°С), а затем при постоянном помешивании приливают раствор, содержащий 0,5 г гидроксида калия в 5 мл этанола. Спирт
быстро улетучивается, и горячую смесь разливают для застывания в формы, например, из-под шоколадных конфет.
JСовременный напалм - вязкая, липкая, легковоспламеняющаяся масса, состоящая из жидкого горючего (чаще нефтепродуктов) и загустителя (алюминиевых солей пальмитиновой, стеариновой и нафтеновых кислот или изобутилметакрилата). Медленно горит коптящим пламенем. Температура его горения 900-1100°С, а при введении порошка магния или алюминия и перхлората калия поднимается до 2000°С. Иногда в напалм добавляют белый фосфор или термитную смесь, ещё больше затрудняющие его тушение.
Современные загустители для напалма представлены смесью алюминиевых солей жирных кислот: нафтеновой, пальмитиновой и в меньшей степени стеариновой.
л Для приготовления подобной композиции кусковой алюминий /!\ растворяют в разбавленном (1:1) электролите, к которому добавляют немного хлорида калия. Осторожно! Реакция протекает с выделением взрыв
чатого водорода. По окончании выделения газа раствор отделяют от непрореагировавшего алюминия и вливают в гомогенный раствор хозяйственного мыла. Выпавшие белые хлопья процеживают, промывают содовым раствором, водой и сушат при температуре ниже 100°С. Готовый про
дукт представляет желтоватую массу в кусках.
Достаточно немного (5-10%) такого загустителя растворить в бензине, чтобы он через несколько часов превратился в холодец. В эту массу примешивают селитру, алюминиевую пудру или термитную смесь, и пирогель готов.
При наличии растворимой соли алюминия (обычно нитрат,
сульфат или алюмо-ка-лиевые квасцы) загуститель готовится ещё проще. В раствор такой соли вносят стружки Л. хозяйственного 4—л мыла, смесь нагревают до кипения и собирают липкие хлопья, прилипающие к шумовке. Если её помыть бензином, получится напалм.
Составы напалма, содержащие сплавы щелочных металлов («супернапалм»), , самовоспламеняются в контакте с мокрой либо заснеженной поверхностью.
Технология напалма марки «Б» («В») с повышенной «прили-паемостью» ещё проще (сост. 394). В смеси бензола (25%) с бензином (25%) растворяют полистирол (50%). Вместо бензола иногда
применяют толуол или даже ацетон, а полистирол заменяют полиметилметакрилатом или изобутилметакрилатом. В самом простом исполнении такой напалм готовят, растворяя в бензоле пористый полистирол — пенопласт. Загустевший продукт разводят бензином. Температура пламени этого напалма ~1600°С.
Обычно, процедура набухания и растворения полистирола растягивается на сутки, зато на вылазке Вы сможете жарить шашлыки с его помощью при любой погоде.
Когда с 1915 г. на фронтах войны стали использовать огнемёты, мало кто догадывался, что ещё в VII в. византийцы применяли прототип этой адской машины. С помощью специальных сифонов корабли противника «обстреливали» горючей жидкостью, представлявшей суспензию серы и некоторых солей в винном спирте.
Кстати, первые сведения о горючем фалернском вине встречаются ещё у Плиния в I в., когда о перегонке винно-
го спирта и не догадывались.
л Если Вы ус-/•\ тали от исторического экскурса и Вам не
жалко рюмки вина, всыпьте в неё ложку предварительно прокаленной кальцинированной соды (можно пищевой бикарбонатной).
Образующийся кристаллогидрат NajCOi’ ЮН?О зна
чительно повыша-
ет концентрацию этилового спирта, и смесь без труда поджигается.
В США одно время применялась огнемётная смесь, состоящая из солярового масла и сырого бензина (7:3, сост. 391). Во многих странах использовалась огнемётная композиция, содержащая 50% нефти и по 25% бензина и керосина (сост. 392).
Каждый из Вас может элементарно изготовить мини-огнемёт прямо за праздничным столом. Если выжать кожуру апельси-/К на возле пламени свечи, вырывающиеся брызги эфирного * масла образуют сноп из струек огня.
С заменой дорожной брусчатки на асфальтное покрытие стали появляться новые зажигательные смеси типа асфальта, обогащённого селитрой (1:4, сост. 395), при этом щебёнку и гравий добавлять не обязательно.
На разных ступенях эволюции зажигательных средств применялись щелочные металлы (калин и, особенно, натрий); гидриды кальция и лития; карбиды и фосфиды магния, кальция и
алюминия; бораны и силаны; различные металлорганические соединения.
До запрещения международной конвенцией, белый фосфор, его растворы в сероуглероде, а также сульфиды (главным образом сеск-висульфид) широко использовались для поджигания легковоспламеняющихся веществ.
Но самым знаменитым зажигательным средством по-прежнему остаётся термит.
15.2. Знакомьтесь, термит
(f реческий бог огня и большой мастер кузнечных дел Гефест сгорел бы от зависти, если бы увидел термит в действии. Его ослепительное пламя и всё прожигающий жар вряд ли смогут кого-то оставить равнодушным. На сегодняшний день термит является, пожалуй, самым известным зажигательным веществом, хотя его история началась всего полтора столетия назад.
Алюминотермия была открыта в 1859 г. Николаем Николаевичем Бекетовым (1827-1911), профессором химии в [<^'j славном городе Харькове. Однако большинство иностранных авторов его заслугу приписывают некоему Гольдшмидту, воспроизведшему эксперимент только через 35 лет (1894).
Эта реакция легла в основу металлотермии для получения без-углеродистых металлов (Fe, Мп, Cr, U, Th, Ti, Zr, Hf, редкоземельных и др.), а также легированных ферросплавов. Термит применяется для сварки рельсов, станин автомашин, тепловозных рам, телефонных и телеграфных проводов и, конечно, для снаряжения зажигательных боеприпасов.
Термитный порошок представляет собой смеси эквимолярных количеств алюминия (реже магния) с оксидами менее активных металлов (сост. 396-414, табл. 23), а для зажигательных целей чаще всего с производными железа.
S.Ферротермит - механическая смесь оксидов железа (72-78%) с порошкообразным алюминием (22-28%). Имеет цвет обожжённой глины при содержании Fe2O3 (сурика, охры, мумии, красного железняка и др.) или тёмно-серый при использовании Fe3O4 (железной окалины, магнитного
железняка и др.). Прессуется в твёрдую массу, напоминающую зернистый чугун. Может включать до 15% цементаторов (олифу, канифоль, Е битум, жидкое стекло), d - 1,8-2,0 (порошок) и -3,5 (прессованный тер-
мит); tBOCnjl 1100-1300°С. Горит без доступа воздуха. Выделяет тепла 3000-4000 кДж/кг. Развивает температуру горения 2500-2700°С. Устойчив при хранении и механическом воздействии.
Промышленный ферротермит в форме цилиндров высотой 15 см и диаметром 5 см, прессованный под давлением 1000 кг/см2, сгорает за 40 секунд. Брикет термита массой 50 г прожигает стальной лист толщиной в 2-3 мм в течение нескольких секунд.
Хотите увидеть ферротермит в действии?
Шихту из 10 г хорошо высушенного оксида железа Ре?Оз и 3,4 г крупного (0,5-1,0 мм) порошка алюминия поместите в бумажный кулёк и водрузите его на песчаную баню. В каче-стве запала используйте смесь измельчённого перманганата калия с алюминием (1:1, сост. 786) и добавьте в неё 1-2 капли безводного глицерина.
Секунд через 20 начнётся ослепительно-бурная реакция, напоминающая электросварку, по крайней мере, защитная маска сварщика Вам не помешает.
Таблица 23. Наиболее традиционные зажигательные составы
" 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398
Калия нитрат 58 53 80
Калия гидроксид 1
Сурик железный 76 70 50
Полистирол 50
Сера 15 42 7
Уголь древесный 5
Сурьмы (III) сульфид 14
Алюминий 24 23 25
Канифоль 4
Скипидар 9
Бензин 66 30 25 40 25
Бензол 25
Керосин 25 55
Масло машинное 34
Масло соляровое 70
Нефть 50
Стеарин 4
Асфальт 20
Гипс 25
Таблица 23. Продолжение
№ 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409
Калия нитрат 34
Калия хлорат 13,5
Калия бихромат 10
Бария нитрат 25
Хрома (VI) ангидрид 20
Хрома (Ill) оксид 61 45 44
Марганца диоксид 36 70
Никеля оксид 80
Сурик железный 25 52,5 45 30 37
Свинца оксид 92
Олова (IV) диокид 81
Сера 13 8
Алюминий 28 17,5 20 29 22 26 27 20 8 19 30
Магний 8,5
Бакелит 10
Кальция фторид 13
— № 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420
Калия нитрат 6
Бария нитрат 26 44
Бария хлорат 54
Сурик железный 50 76 21 12
Свинца оксид 3
Свинца фторид 90
Меди оксид 7
Кальция фосфат 75
Кремния оксид 55 28
Сера 4 38 64
Алюминий 24 22 13 6 15 25 34 36
Магний 12 10 33 45
Канифоль 15
Асфальт 16
Напалм 72
Тефлон 67
Жидкое стекло 2
С алюминиевой пудрой термит сгорает значительно эффектнее, но процесс проходит с сильным разбрызгиванием реакционной массы и больше напоминает замедленный взрыв.
Применение для этой реакции магний-алюминиевых сплавов или чистого магния делает её ещё энергичнее. Кроме того, образуются твёрдые продукты сгорания, в отличие от жидких алюминие
вых шлаков. Вместе с тем, такой термит тоже используется, например, для муфельной сварки.
Если Вы потеряли ключи от гаража или забыли код собственного сейфа, используйте электроды «нового поколения».
у* Вы без проблем изготовите их на основе термитной смеси (сост. 396), нитроклея (нитролака или даже олифы) и же-л лезной проволоки диаметром 3-4'мм. Для удобства воспламе-нения конец такого «электрода» густо покройте зажигательной подмазкой из пороховой мякоти, разведенной тем же нитроклеем. Ещё надёжнее воспользоваться специальными воспламенительными смесями для термита. Главное, чтобы эта полезная игрушка не упала на пол и не прожгла бетонное перекрытие.
Вы уже убедились, что поджечь термитный состав спичками дело неблагодарное, если не сказать безнадёжное, поскольку температура воспламенения железо-алюминиевого термита 1300°С. Однако, введение в состав термитов окислительных солей позволяет значительно снизить температуру их вспышки (600-700°С).
Для поджигания подобных составов используют специальные воспламенительные смеси, содержащие алюминий и сильный окислитель (ВаО2, КМп()4, КС1О3 и др., табл. 39).
Разность удельного веса алюминия и оксидов металлов в непрессованной термитной смеси способствует её расслоению, поэтому некото.рые ферротермитные смеси включают легкоплавкую серу, цементирующую состав. Кроме того, температура воспламенения таких термитов значительно ниже.
Так, знаменитый диасит (сост. 397) включает оксид железа (70%), алюминиевые опилки (23%) и серу (7%). Термитные компо-. ненты нагревают до ~160°С и пересыпают серой. Повтор-но нагревают до плавления серы и в горячем виде прессуют. Шлак от такого термита в контакте с водой выделяет сероводород.
А этим термитным составом (сост. 398) несложно запрессовать форму любой конфигурации, достаточно к нему лишь прилить немного воды. Его так и называют - «литой термит». От обычных ферротермитных смесей он отличается добавкой обезвоженного гипса. Для его приготовления смешивают 3 весовые части оксида л железа, 1 часть алюминиевого порошка, 1 часть алюминие-/•\ вой пудры и 2 части гипса. Состав смачивают водой, пластичную массу загружают в форму и сушат не меньше недели в тёплом месте.
Хотите срочно разбогатеть? Проведём синтез рубинов, состоящих, как известно, из окиси алюминия с небольшой примесью хрома, придающего кристаллам характерный розовый цвет.
л В фарфоровый тигель всыпьте последовательно 2 г фтори-/!\ да кальция CaF2, термитную смесь (7 г оксида хрома Сг2Оз, « 3,4 г алюминиевой пудры и 5 г бихромата калия К2Сг2О- или
3 г хромового ангидрида СгОу, а сверху воспламенительный запал Кибальчича (3,5 г бертолетовой соли КСЮ; и 1,5 г сахарозы; сост. 762).
Фтористый кальций использован в качестве флюса для снижения температуры плавления смеси, а хромпик как сильный окислитель для повышения температуры реакции.
Тигель установите в ящике с песком под вытяжкой. Реакция л активизируется каплей концентрированной серной кисло-ты. Осторожно! За ослепительной реакцией, как и за солнечным затмением, лучше наблюдать через закопченное стекло.
После охлаждения продуктов реакции на изломе и поверхности плава видны розовые кристаллики самодельных рубинов.
gz-j || Если крупных карбункулов с первого раза обнаружить не " удалось, не расстраивайтесь. Мне тоже.
Если же рубинам Вы предпочитаете шпинель (один из самых дорогих самоцветов, известный с глубокой древности), воспользуйтесь составом английских зажигательных авиабомб, термит которых усилен бариевой селитрой (сост. 410). Образующаяся после бомбардировки баритовая шпинель ВаА12О4 представляет собой тугоплавкое соединение с температурой плавления 2040°С.
Также для снаряжения авиабомб англичане применяли железоалюминиевую термитную смесь, сцементированную жидким стеклом (сост. 411), для зажигания которой использовали воспламенительно-осветительный состав «офорит», состоящий из порошка магния с перхлоратом калия (1:1; сост. 466, табл. 25).
Германские термитные снаряды воспламенялись уже знакомым Вам составом из перманганата калия с железом (смесь Рэя, сост. 772).
В своё время немецкие зажигательные авиабомбы начинялись смесью двуокиси марганца МпО2 и алюминия (7:3; сост. 409), впрессованной в антрацен с добавкой перхлората калия.
Лично я, из патриотических чувств больше уважаю термитный состав русских 76-мм снарядов, включавший нитрат бария и калия, оксид железа, магний, алюминий и серу (сост. 412).
Американцы первыми применили в военных целях смеси термита с так называемым «отверждённым» или «сгущённым» маслом, добавляя в него оксиды свинца и меди (сост. 413),. Для воспламенения такого высокотемпературного напалма используют специальные зажигательные смеси, например, перхлорат калия с перекисью бария и алюминиевой пудрой (70:12:18; сост. 783).
Другая известная американская зажигательная смесь на основе хлората бария, алюминия, канифоли и асфальта (сост. 414) в своё время воспламенялась специальными составами свежевосстанов-ленного железа с селитрой (1:1; сост. 789) или магния со свинцовым суриком РЬ3О4 (2:3; сост. 779).
Температура горения некоторых термитных составов достигает 3000°С, при этом большинство контактирующих материалов не
только плавится, но и бурно испаряется. Использование в алюмино
термии окислов меди и свинца в присутствии напалма приводит к столь активному протеканию реакции, что она больше напоминает взрыв (сост. 413).
Появившиеся в последнее время экзотические виды термита обладают рядом неоспоримых преимуществ. Так, фторидные термиты выделяют ядовитый дым, что делает их перспективными для военных целей. Обычно, это магниевые или алюминиевые смеси с
фторидами тяжёлых металлов, к примеру, PbF2-Mg в соотношении 9:1 (сост. 415).
Тефлоново-магниевый термит (2:1), который можно попытаться приготовить из отслуживших сковородок, образует в зоне горения токсичную среду фтора, воспламеняющего органические вещества (сост. 416).
Горение фосфорного термита, состоящего из ортофосфата кальция Саз(РО4)г и алюминия (3:1, сост. 417), сопровождается выделением зловонного фосфористого водорода, спонтанно вспыхивающего на воздухе, особенно во влажной среде. Для приготовления такого термита вполне подойдёт любое фосфорное удобрение.
Для корпусов зажигательных авиабомб иногда используются магниево-алюминиевые сплавы типа «электрон» (Mg 90,5-93,8%) либо ПАМ, обладающие большой энергией горения, тушить которые весьма проблематично. Воду они разлагают с выделением взрывчатого водорода. При попадании в воду, горящий магний разгорается ослепительно ярко. Даже песок до определённой степени облегчает его горе
ние, выступая окислителем:
SiO2 + 2Mg Si + 2MgO.
Хотите поджечь песок? Не верите?
* Смесь 6 г мелкого кварцевого песка (лучше растёртого в /!\ ступке) и 5 г магниевого порошка (сост. 418) зажгите в ту-
гоплавкой пробирке с помощью магниевой ленты или одного из опи-л санных воспламенительных составов. Реакция протекает очень бурно с выбросом ослепительно-ярких искр и прожига-л нием пробирки. Для безопасности подставьте тазик с пес-ком и не забудьте предварительно позвонить по телефону 01.
<1 <1 <1
В ходе этой реакции образуется аморфный кремний. Его кристаллическая форма, сходная с решёткой алмаза, является самым распространённым полупроводниковым материалом. Если Вы надумаете починить диод в радиоприёмнике любимой тёщи или решите сделать собственную солнечную батарею, без знания следующего эксперимента Вам не обойтись.
Тонкую смесь из 9 г кварцевого песка, 11г порошка алюминия и 12 г серного цвета (сост. 419) насыпьте в самодельный глиняный тигель (если не жалко, то в фарфоровый). Для поджигания используйте любой из приведенных выше воспламенительных составов или воспользуйтесь старым патроном от электролампочки, к молибденовым стержням которого укрепите остатки вольфрамовой спирали. Сера активирует горение, и реакция протекает очень бурно. Остывший тигель разбейте и его содержимое под тягой (!)
перенесите в стакан с разбавленной соляной кислотой. При этом активно выделяется сероводород, частично водород (из-за избыточного алюминия) и силан (из-за примесей силицида алюминия). На дне стакана останутся кристаллики кремния, которые элементарно спутать с техническими алмазами, тем более, что стекло они режут не хуже.
При желании их можно перекристаллизовать. Дело в том, что кремний неплохо растворяется в расплавленных металлах (цинке, магнии, алюминии и др.) и кристаллизуется при охлаждении. Легче всего воспользоваться цинком, который плавится при 419°С. Впервые об этом догадался почётный член-корреспондент Петербургской АН французский химик Анри Сент-Клер Дэвиль (1818-1881).
Серо-алюминиевая смесь (сост. 420) с 1913 г. самостоятельно использовалась в некоторых системах зажигательных снарядов.
15.3. Светоносец
ели всю жизнь держаться в тени, то Вам точно ничего не светит», - решил гамбургский купец Хенниг Брандт и в зрелом возрасте занялся алхимией. При очередной попытке выде
лить «философский камень» термическим разложением не менее философского продукта - мочи, он в 1669 г. получил кристаллы чу-
десного вещества, светящиеся в темноте.
По внешнему виду они не отличались от алмазов и играли на солнце всеми цветами радуги. Правда, на этом сходство заканчивалось, потому, что для их воспламенения было достаточно дуновения воздуха. Этим веществом оказался
266
белый фосфор. Приоритет его открытия весьма запутан, так как ещё арабские алхимики XII в. (Альхильд Бехильд) владели этим секретом.
Сегодня получить белый фосфор может даже школьник. И не обязательно для этого прокаливать мочу, достаточно соскоблить с боковых поверхностей спичечных коробков немного бурого вещества, содержащего, в том числе, красный фосфор, или попросить в школьной или институтской химической подсобке треть грамма красного фосфора.
Драгоценный продукт вносят л в середину стеклянной /!\ трубки, края которой за-л крывают ватными там-понами, с привязанными нитками и тщательно прокаливают на спиртовке, добиваясь его возгонки. Охлаждённую трубку (ватные реться).
осторожно вскрывают тампоны могут заго-
В затенённом помещении трубка светится, как неоновая реклама, а при её встряхивании или дуновении воздуха содержимое вспыхивает.
Вскрывать трубку лучше под тягой или на улице, так как пары образовавшегося белого фосфора ядовиты, а смертельная доза для взрослого человека составляет всего 150 мг.
Если полученный белый фосфор растворить в сероуглероде (можно в бензоле или скипидаре) и пропитать этой жидкостью фильтровальную бумагу, то после высыхания она загорится.
II Этим рецептом пользовались и церковнослужители в поис-' II ках чуда, смачивая фитиль свечки, и диверсанты.
Чтобы не было сбоя, лучше прокаливать сухрй красный фосфор Л. без накопившейся гигроскопичной фосфорной кислоты, для ( *А чего его предварительно промывают водой и сушат. Возгорание облегчает примесь в зажигательной суспензии остатков красного фосфора. Возгонку удобнее проводить в пробирке с * ' неплотной пробкой и в ней же растворять продукт. И главное, после процедуры тщательно помыть руки и не употреблять молоко и жирную пищу.
Уже при комнатной температуре белый фосфор постепенно испаряется, а энергия его медленного окисления кислородом воздуха выделяется в виде света. Это явление получило название «хемилюминесценция» и для того, чтобы его наблюдать, достаточно ночью спичкой несильно провести по коробку, не добиваясь воспламене-
ния.
В
Белый («жёлтый») фосфор Р4 представлен несколькими аллотропными формами. а-Модификация - кубические прозрачные кристаллы, мутнеющие на свету; d = 1,828; чаще воскообразное жёлтое вещество; tnjI 44°С; tK„n 257°С; мало растворим в воде; хорошо растворим в сероуглероде (до 900%); растворим в бензоле (3,2%), эфире (1,04%), четырёххлористом углероде (1,27%) и этаноле (0,31%). Модификация - ромбические кристаллы; d = 1,88; образуется из а-Р4 при 77°С. В расплавленном виде вызывает сильные ожоги. В сочетании с сильными окислителями образует легковоспламеняющиеся и взрывчатые смеси.
Вам не приходилось видеть ночью на кладбище у свежих могил, как блуждают зловещие бледно-голубоватые огни? Они надёжно охраняют покой загробного мира, нагоняя страх на непрошеных гостей. Иногда блуждающие огни можно встретить и на болоте. Потусторонние силы к этому явлению, конечно же, отношения не имеют. Поверьте, что НЛО здесь тоже не при чём. Так окисляется фосфористый водород, который образуется при гниении в бескислородной среде.
В поисках таких огней не обязательно ночью ходить по кладбищу.
Алхимик Жанжард (1783) при попытке выделить «фосфорную печень», растворяя белый фосфор в щелочи, получил зловонный газ фосфин, воспламеняющийся при соприкосновении с воздухом:
Р + ЗКОН + ЗН2О -> РНзТ + ЗКН2РО2
Однако для лабораторного синтеза фосфина чаще используют гидролиз фосфидов.
Смесь 1,5 г магниевого порошка с 2 г красного /1\ фосфора интенсивно прокаливают в туго-плавкой пробирке под тягой. Осторожно! А. При вспышке пробирка может расплавиться, поэтому подложите под неё асбестовую сетку. Охлаждённую пробирку разбивают и извлекают содержимое.
Если образовавшийся фос
фид магния Mg3P2 ночью бросить в лужу, над её поверхностью будет эффектно загораться газ фосфин.
Для получения фосфидов также можно использовать металлический кальций или натрий. Гидролиз фосфидов в разбавленных минеральных кислотах протекает гично.
В случае фора можно
фосфорными удобрениями, например, суперфосфатом, фосфоритами, апатитами и даже костяной золой, прокаленной
до белого состояния (на 1 г магниевого порошка берут 3 г золы):
ЗСаО Р2О5 + 8Mg -> ЗСаО + 5MgO + Mg3P2 Напротив, в производстве карбида кальция категорически ---- запрещено использовать известняк, содержащий примесь фосфатов, так как образующийся из него ацетилен может самовоспламеняться.
Фосфин
ещё более энер-
отсутствия фос-воспользоваться
В своё время карбидо-фосфорную смесь иногда применяли в осветительных буях для обозначения фарватера в шторм.
JФосфин (гидрид фосфора) РН3 - бесцветный ядовитый газ, с запахом не-а свежей рыбы; в 1,2 раза тяжелее воздуха; tK>ln-87“C; растворим в воде, бензоле, эфире и сероуглероде. Получают взаимодействием фосфидов (Са3Р2, А1Р и др.) с водой или кислотами. Очищенный газ загорается на воздухе лишь при 150°С; технический продукт самовоспламеняется из-за присутствия дифосфинов Р2Н4 и Р2Н2; в смеси с кислородом взрывается.
SДифосфин Р2Н4 («жидкий фосфористый водород») - самовоспламеняющаяся на воздухе жидкость; 1пл -99“С; tKHn 63°С; растворим в спиртах и скипидаре.
SДиметилфосфнн (СН3)2РН - самовоспламеняющаяся на воздухе легко-кипящая жидкость (tKim 25°С).
УФосфид кальция Са3Р2 (трикальция дифосфид) - красно-коричневые кристаллы; d = 2,5; tpaiJ, 1250°С. Получают восстановлением фосфата кальция Са3(РО4)2 углеродом без доступа кислорода, либо взаимодействием кальция с фосфором. Разлагается водой и разведенными минеральными кислотами с выделением фосфина и дифосфина. Применяют в пиротехнике и в качестве воспламенительного средства во флоте.
УСесквисульфид фосфора P4S3 - жёлтое кристаллическое вещество;
J1ПЯ 174°С в бескислородной среде; растворяется в сероуглероде (1:1 при 20°С) и в расплавленном нафталине. Устойчив при обычных условиях хранения, при комнатной температуре в присутствии влаги не изменяет-ся. На воздухе воспламеняется при 100°С. Входит в состав многих фрик-ционных композиций. Применяется в производстве спичек, легковоспла-меняющихся при трении о любую поверхность.
/фтористый тиофосфорил PSF3 - бесцветный газ, самовоспламеняющийся на воздухе (tKlln -57,5°С).
15.4. ул^эти силаны
(Т !есок мы с Вами уже поджигали, а вот если у Вас появится же-Л L лание приготовить из него самовоспламеняющийся газ, можно попробовать.
По методу Бекетова-Черикова готовят смесь тщательно /^\ измельчённого речного песка (5 г) с магниевым порошком (8 г), как и для получения аморфного кремния, только с избытком магния. Вначале обогревают на пламени пробирку, зафиксированную в штативе под углом, а потом прокаливают её со-/\. держимое докрасна. Реакция экзотермична и может привес-' ти к расплавлению пробирки, которую после остывания раз-
бывают, а её содержимое высыпают под тягой в стакан с соляной
л кислотой (1:1).
Образующаяся газовая смесь, основу которой составляет моиосилаи SiH4, загорается на воздухе с сильным треском и красивыми (особенно в темноте) яркими искрами раскалённых частиц образующейся
двуокиси кремния'.
SiO2 + 4Mg -+ Mg2Si + 2MgO
Mg2Si + 4HC1 —» 2MgCl2 + SiH4t
В качестве примеси эта газовая смесь обычно содержит водород, самовоспламеняющийся полисилен (SiH2)n и легковоспламеняющиеся на воздухе полисилаиы: Si2H6(tKlin-15°C), Si3H8 (d = 0,72, tKHn 53°C), 8цН10 (d = 0,78, tnn-93°C, tKHn85°C).
г
в
ZМоносилан SiH4 (кремневодород) - бесцветный газ; tnjI -112°С; растворим в спирте, бензине, сероуглероде; постепенно разлагается водой. Получают разложением триэтоксилана или гидролизом силицидов металлов в кислой и щелочной среде. Легко окисляется воздухом со взрывом. Детонирует в присутствии галогенов.
^Полнснлен (SiH2)„ («непредельный гндрнд кремния») светло-коричневое твёрдое вещество, не растворимое в обычных растворителях, получают разложением CaSi ледяной уксусной кислотой. На воздухе самовоспламеняется.
«''Многие производные кремния самовозгораются при доступе воздуха: HC(SiH3)3 (t„m 57°С), P(SiH3)3 (tKOT 114°С), SiH3N3 (tn„ -82°C, tK„n 26°C), As(SiH3)3 (tK„n 120°C), Sb(SiH3)3 (tKljn 255°C), а также кремннйфторнды Si3F6, Si3F8 (tnl - 1°C, tK„n 42°C), Si4FI0 (t,,., 67°C, tKHII 85°C), SiI4F38.
ZСнликошавелевая кислота (SiOOH)n - белый порошок, не растворимый в воде; реагирует со щелочами с выделением водорода. Получают гидролизом некоторых галогенидов кремния (например, Si2Cl6) на холоде в эквимолярном количестве воды. При трении или нагревании взрывается.
«^Тетразнд кремния Si(N3) и его комплексные перхлораты Si(CIO4)4-2CH3CN, Si(CIO4)4-2C6H5N детонируют при нагревании или механическом воздействии.
15.5. погоне за боранами
(Т !о способу синтеза и свойствам гидриды бора, получившие С/ L вполне зоологическое название «бораны», очень напоминают силаны и фосфины. Они тоже имеют неприятный запах и самовоспламеняются на воздухе. Установлено, что в чистом виде, за исключением «нестабильного» метаборана В5Нц, в абсолютно сухой атмосфере эти вещества относительно устойчивы. Однако, в присутствии следов влаги они загораются и часто со взрывом.
Также самовоспламеняются на воздухе борогидриды некоторых металлов (боронаты или боранаты) Ме(ВН4)п, низшие триал-килбораны В(А1к)3, трифенилборан B(C6H5)3 и борациклопентаны. Соединения бора горят интенсивным зелёным цветом с жёлтым
оттенком.
В
^Бороводороды (гидриды бора, бораны) В2Н6 (tKlln -107°С), В4Н10 (tKHn 18°С), В5Нц (tKIln 63°С) и В5Н9 (tKlln 60°С) - бесцветные газы и легко-кипящие жидкости, самовоспламеняющиеся на воздухе. Диборан В2Нб получают взаимодействием ВС13 с водородом, а тетраборан В4Ню - его пиролизом. Диборан на холоде образует с фосфином РН3 бесцветные самовоспламеняющиеся кристаллы Н3РВН3, а с трифторидом фосфора PF3 газ состава F3PBH3 (tKHn - 62°С), также загорающийся на воздухе.
В
-^Борогидрид алюминия АЦВНДз (тетрагидроборат или бороиат алюминия) - бесцветная жидкость; d = 0,554; tn„-64°C; tKHn45°C; гидролизуется водой. Получают взаимодействием хлорида алюминия А1С13 с NaBH4. На воздухе загорается.
^Триалкилбораны: триметилбораи В(СНз)3 - бесцветный газ (tK„n -22°С); триэтилбораи В(С2Н5)з - бесцветная жидкость (tKHn 95°С); три-фенилбораи В(С6Н5)з - твердый белый порошок (tnjl 142°С). Самовоспламеняются на воздухе и могут взорваться в присутствии воды.
-^Боразола трироданид 1,3,5-(8СМ)зВзМ3Нз («триродаиид неорганического бензола», 1,3,5-трироданидтриборинтриимина) плавится при 176°С и представляет интерес в качестве перспективного ракетного топлива.
15.6. Металлорганические за^игал^и
СТу ногда даже сухая раскалённая пустыня может стать не самым vZr. плохим прибежищем. Дело в том, что подобный климат не лучшим образом подходит для боевого применения очень опасных металлорганических зажигательных средств. Они обладают высокой склонностью к самовоспламенению на воздухе, особенно в присутствии влаги. Практическое применение в военном производ
стве зажигательных средств нашли некоторые металлпроизводные алкил-, арил- и трифенилметана.
Некоторые из этих веществ получаются довольно просто.
В частности, чтобы синтезировать диэтилцинк, самовос-пламеняющийся на воздухе голубовато-лунным пламенем, достаточно цинковые опилки залить йодистым этилом и ZX слегка нагреть. При отсутствии йодистого этила, его полу-чают из этилового спирта. Для этого к 15 мл этанола при постоянном помешивании приливают 10 мл воды и 15 мл (“S'y концентрированной серной кислоты. К охладившемуся до комнатной температуры раствору присыпают 15 г йодида калия. Гомогенную массу перегоняют над кипятильным камнем (осколком битого глиняного горшка), отбирая фракцию с температурой кипения 70-75°С. Йодистый этил плохо растворим в воде (О,4%20), поэтому его собирают в приёмник с холодной водой, в виде тяжёлой (d = 1,99) бесцветной жидкости.
Если смесь йодистого этила с цинковой пылью нагреть на открытом воздухе, то выделится диэтилцинк и ничего не будет... Ни Вашей лаборатории больше не будет, ни квартиры. Добавится только работы пожарным.
По этой причине наработку и перегонку диэтилцинка проводят либо в токе инертного газа (чаще всего азота), либо не проводят совсем. Но только не собирают отгон под слоем воды, как это рекомендуют некоторые интернет-пиротехники, потому что в её присутствии диэтилцинк может детонировать.
/Диэтилцинк Zn(C2Hs)2- бесцветная жидкость со специфическим запахом; d = 1,21; tn„ -28°С; tKHn 115-120°С. Растворяется в органических растворителях. Реагирует с водой (часто со взрывом), выделяя взрывоопасную газовую смесь. Самовоспламеняется на воздухе. Получают реакцией йодистого этила с цинково-медной парой в среде азота.
/Диметилцинк Zn(CH3)2 - бесцветная жидкость с неприятным запахом; d= 1,25; tnjl-29°C; tKHn44°C. Самовоспламеняется на воздухе. Реагирует с водой, образуя взрывоопасную воздушно-метановую смесь. Получают взаимодействием цинка с йодистым метилом.
^Триметилалюминий А1(СН3)3- бесцветная жидкость; tnjl 15°С;
J tKNn 126°С. Самовоспламеняется на воздухе. Бурно (до взрыва) реагирует с водой.
^Триэтилалюминий А1(С2Н5)3 - бесцветная жидкость; tKlln 185°С; растворяет алкильные производные щелочных металлов. Самовозгорается на воздухе.
/Диметнлбернллий Ве(СН3)2 - химически очень активное бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в эфире, не растворимое в бензоле. Бурно реагирует с водой и спиртами, выделяя взрывоопасный метан. При 200°С без доступа воздуха возгоняется. На воздухе и даже в атмосфере углекислого газа самовоспламеняется. Концентрированный эфирный раствор загорается на воздухе и реагирует с углекислотой с образованием уксусной кислоты.
^Диэтнлберилий Ве(С2Н5)2- бесцветная жидкость; tr„,-12°С; tK„n~200°C. Воспламеняется на воздухе.
^Диметилмаргаиец Мп(СН3)2 - жёлтый порошок, не растворимый в эфире, на воздухе самовозгорается.
✓Дипиридинилнйкель Ni(C5HaN)2 - представляет смесь а-, 0- и у-изомеров, пирофорен.
-^Триметилсурьма Sb(CH3)3 и трнэтилсурьма Sb(C2H5)3 - бесцветные жидкости (tnjl 78°С и 158°С соответственно), растворимые в бензоле, плохо растворимые в воде, самовоспламеняются на воздухе. Получают действием алкилйодидов на антимонид калия K3Sb.
г
в
в
*'Триметилвисмут Bi(CH3)3 - самовоспламеняющаяся на воздухе, дымящая бесцветная жидкость; tKHn 110°С; растворяется в спирте, ацетоне; трудно растворяется в воде, реагирует с кислотами, галогенами и серой.
^Магиийдиалкаиы Mg(CH3)2 и Mg(C2H5)2 - бесцветные кристаллические вещества, растворимые в эфире. Самовоспламеняются на воздухе и даже в атмосфере углекислого газа. Очень бурно реагируют с водой, спиртами и аммиаком.
/Диметилаты Ме(СН3)2 щелочноземельных металлов Са, Sr и Ва -бесцветные твёрдые вещества, получаемые взаимодействием металлов с CH3J в пиридине. Возгораются на воздухе. С водой бурно разлагаются с выделением метана.
^Этилнатрий NaC2H5 - белый порошок, плохо растворимый в органических растворителях. Реагирует с бензолом, спиртом и эфиром. Получают обработкой металлического натрия бромистым этилом в бензоле. При нагревании в закрытом сосуде разлагается без плавления. На воздухе самовоспламеняется.
JФенилнатрий NaC6H5 - твёрдое тугоплавкое кристаллическое вещество; растворяется в углеводородах, бурно реагирует с водой. Получают взаимодействием натрия с дифенилртутью Hg(C6H5)2 или с галогенбен-золами СбН5На1 в толуоле. Мгновенно воспламеняется на воздухе, при осторожном окислении люминесцнрует. Хранят и часто используют в диверсионных целях в виде растворов, по мере испарения которых самовозгорается.
/Фениллитнй LiC6H5 - бесцветный кристаллический порошок; растворяется в эфире, плохо растворяется в углеводородах, очень бурно реагирует с водой. На воздухе тлеет красивыми жёлтыми вспышками, воспламеняясь на ветру. Хранят в виде растворов, получаемых взаимодействием суспензии лития в бензольно-эфирной (7:3) смеси с хлорбензолом. При медленном окислении с ограниченным доступом воздуха хе-милюминесцирует жёлтым светом.
^Трифеиилметилнатрий NaC(C6H5)3 - красный кристаллический порошок, воспламеняющийся на воздухе; растворим в эфире; не растворим в углеводородах; бурно взаимодействует с водой. Получают обработкой трифенилметана амальгамой натрия в эфире.
15.7. УТервую группу кому зря не присваивают
ам не приходилось в детстве делать натриевый взрывпакет U или хотя бы видеть, как это получается у Ваших приятелей во дворе?
STOP
Кусок металлического натрия, извлечённый из распиленного автомобильного или авиационного клапана, завёрнутый в промокательную бумагу, достаточно бросить в лужу, чтобы через несколько секунд напугать незадачливого прохожего. Это взрывается образовавшийся гремучий газ.
Металлический калий можно даже не заворачивать. Он взрывается при соприкосновении с водой. Реже он просто загорается фиоле
товым пламенем и быстро кружится на поверхности воды, но в конце всё равно взрывается.
Осторожно! Реакция протекает с выделением мелкодис-персной щёлочи. Об этом напомнит кашель и першение в ---- горле, если подобный эксперимент проводить в помещении.
Часто в качестве теплоносителя в тех же клапанах двигателей внутреннего сгорания используют жидкий даже при комнатной температуре эвтектический сплав натрия с калием (1:2; 4°С), ко-
торый, как и металлический калий, при контакте с водой горит или взрывается.
Нагретые щелочные металлы легко загораются на воздухе, при наличии следов влаги воспламеняются в атмосфере хлора, а с жидким бромом или при растирании с серой взрываются. Они вызывают детонацию ацетилена.
Ещё одна опасность подстерегает при работе с долгохранящи-мися щелочными металлами, особенно в мелких обрезках. Например, металлический калий постепенно покрывается надперекисью КО2, изолированной от металла прослойкой окиси К2О, а попытка его разрезать и контактирование слоёв может привести к взрыву.
Если Вы не попали в число счастливых обладателей клапана от мотора, не расстраивайтесь. Я подскажу, как можно получить металлический натрий с помощью электрической лампочки.
.. Достаточно расплавить в химическом стакане нитрат на-/!\ трия (~350°С), опустить в него светящуюся от постоянно
го электрического тока лампочку и положительный электрод (анод). На внутренней поверхности стекла образуется зеркальный
налёт натрия. Дело в том, что нагретое стекло становится электропроводным, а спираль включенной лампочки выполняет роль электронной пушки, нейтрализующей катионы натрия, легко проникающие сквозь стек
ло из селитры. Не применяйте для этого эксперимента более дорогие криптоновые лампочки — в атмосфере этого тяжёлого газа восстановление протекает медленно. Электроды к цоколю укрепите тонкой проволокой, паять их нежелательно.
К сожалению, этот опыт не подходит для получения металлического калия, так как более крупный размер его атомов не позволяет проникать через решётку нагретого стекла. Не расстраивайтесь, в следующей книге Вы узнаете, как для этого можно приспособить старую швейную машинку «Zinger».
^Натрий Na - серебристо-белый мягкий, тягучий металл; d = 0,971; BtnjI 98°С; tKlln 883°С. Его пары в водороде фиолетового цвета, эфирный раствор - пурпурной окраски, а аммиачный - фиолетово-голубой. На воздухе он быстро окисляется, в жидком виде сразу загорается жёлтым пламенем, бурно (до взрыва) реагирует с водой. Получают электролизом расплавов поваренной соли. Применяют в органическом синтезе и в ка-
В
честве жидкого теплоносителя.
'бКалий К - мягкий и пластичный серебристо-белый металл с лёгким фиолетовым оттенком; d = 0,862; tnjl 63°С; tK„,, 776°С. На воздухе загорается до плавления. Его голубой раствор в аммиаке имеет самую высокую электропроводность среди электролитов и вполне мог бы заменить электрические провода эластичными трубками с этой жидкостью, если бы не технические трудности эксплуатации. Горит фиолетовым пламенем. Взрывается с жидким бромом и серой, а в расплавленном виде - с хлором и ацетиленом. Хранят под слоем керосина или минерального масла. Применяют для получения взрывчатых пероксидов К2О2 и КО2, в качестве теплоносителя, в том числе и в атомных реакторах.
15.8. Эти пирофоры какие-то ненор-
мальные
Странное свойство тонко измельчённого железа загораться на воздухе даже при комнатной температуре ещё в XIX в. описал немецкий физик Густав Магнус (1802-1870), работавший в Берлинском университете. Металлы в таком состоянии называются «пирофорными».
Вы тоже можете наблюдать это явление, для чего понадо-/f\ бится слить растворы железного купороса и оксалата аммония или щавелевой кислоты. Выпавший жёлтый мелко-/X кристаллический осадок надо отфильтровать, высушить, растереть и прокалить до почернения в пробирке, закрытой
ватным тампоном.
Если высыпать этот остывший порошок с балкона, он загорится яркими искорками, но соседи Вас могут и не понять, особенно, если они там сушат бельё. Этот «холодный» фейерверк выглядит вполне достойно и чем-то напоминает новогоднюю ёлку с бенгальскими огнями. И давайте договоримся: приготовленное пирофорное железо не храните впрок!
Ещё более красочно горит пирофорный свинец. Как Вы понимаете, измельчить его до требуемого состояния механическим путём дело неблагодарное и безнадёжное.
Воспользуемся химическим приёмом. Для приготовления про-дукта к раствору 10 тартрата калия К2С4Н4О6 (виннокис-z * х лый калий) в 20 мл воды добавьте раствор 15 г нитрата либо ацетата свинца РЬ(С2НзО2)г (свинцовый сахар) в 30 мл воды. Выпавший белый осадок отфильтруйте, высушите и прокалите в пробирке с ватным тампоном до прекращения разложения. Не ув-/\ лекайтесъ: температура плавления свинца всего 237°С. < ТГэ Остывший порошок высыпьте «струйкой» на землю. Он загорится голубоватыми искрами.
В промышленности мелкодисперсные металлы, обладающие пирофорными свойствами (молибден, вольфрам, хром, железо, кобальт и др.) получают испарением их ртутных сплавов (амальгам) выше ЗОО°С.
Восстановлением оксидов кобальта, железа и никеля водородом при 250-380°С также образуются пирофорные металлы, которые из-за внедрения водорода воспламеняются лучше амальгамных. Например, чёрный порошок пирофорного кобальта, энергично окисляясь на воздухе, раскаляется в открытом сосуде до белого каления.
Для получения пирофорных металлов часто применяют метод восстановления растворённых в жидком аммиаке галогенидов никеля и кобальта металлическим натрием или кальцием.
Мелкодисперсные самовозгорающиеся металлы (никель, сурьма, висмут и др.) иногда нарабатывают электролитическим восстановлением их солей.
Так называемую «взрывчатую сурьму» получают электролизом галогенидов в сильно кислой среде (обычно, 33% раствор НС1). Эта чёрная аморфная модификация диамагнитна, имеет относительную плотность 5,64-5,97, детонирует от электрической искры, нагревания (~)25°С) или удара. При комнатной температуре такая сурьма воспламеняется в парах брома и йода, а в среде хлора может взорваться.
Лёгкость к детонированию электролитической сурьмы объясняется тем, что при катодном осаждении в её кристаллическую структуру внедряется свободный хлор, действие которого на этот металл мы уже рассматривали.
По этой же причине нестабильная форма при длительном хранении теряет взрывчатые свойства, превращаясь в устойчивую серую модификацию.
Известны попытки практического использования этого ВВ, хотя, пожалуй, наиболее эффективными оказались стихийные взрывы, связанные с электролитическим производством металлической сурьмы.
Нагреванием металлического висмута до 110°С в 70% хлорной кислоте НСЮ4 получают «взрывчатый висмут», легко детонирующий при ударе.
Пирофорными свойствами в определённых условиях могут обладать самые неожиданные вещества. Кто бы мог заподозрить сульфид калия K2S, применяемый в фотографии, в кожевенном производстве и в косметике для удаления волос, в склонности к самовозгоранию. Он гигроскопичен и разлагается в воде с выделением сероводорода, однако, как ни странно, на его основе можно приготовить несколько зажигательных составов.
Тонкоизмелъчённую смесь сульфата калия K2SO4 и сажи (2:1) с-зЬ тщательно нагрейте до красного каления в течение часа в /\ тугоплавкой трубке в слабом токе азота, получаемом тер-мическим разложением смеси калийной селитры и железных опилок (1:20). Сульфатную смесь можно прокаливать и в пробирке, прикрытой ватным тампоном, хотя конечный продукт получается чуть хуже. В ходе основной реакции образуется пирофорная смесь сульфида калия с избытком сажи, которая при высыпании из охлаждённой пробирки горит яркими фиолетово-красными искрами.
Для приготовления ещё одного пирофорного состава на основе сульфида калия понадобятся алюмо-калиевые квасцы.
Смесь алюмо-калиевых квасцов KiSOyAhfSO^j^l-BO с саха-z * ' ром (1:1) расплавьте в тигле или даже в консервной банке и нагрейте под тягой до окончания бурного вскипания паров воды. Частично обугленную остывшую массу разотрите в /\ ступке и тщательно прокалите в тугоплавкой пробирке с ватным тампоном до окончания выделения белого дыма. Образовавшаяся смесь окиси алюминия, сульфида калия и аморфного угля загорается при высыпании из пробирки серебристым дождём.
В старину вместо дорогого сахара в подобных составах применяли муку и даже отруби. На этом же принципе готовился некогда знаменитый «Гомбергов пирофор».
л. В железной ложке растопите три части алюмо-калиевых квасцов и одну часть отрубей или муки, высушите продукт до почернения, измельчите, перенесите в стеклянную мен-зурку и тщательно нагрейте её на песчаной бане до появления голубого пламени. Через минуту после охлаждения состав готов к применению. Он воспламеняется на влажном воздухе.
Глава 16. Спрессованный свет
16.1. Светить, и никакие гвоздей
CfJ 1831 г. некто химик Власов подал прошение в Российский J-' военный департамент о «соизволении ему производить опыты над изобретённым им же особого рода огнём, пускаемым из ракет» для освещения позиций неприятеля.
В короткий срок составы, образующие при горении сильный свет, нашли применение для освещения местности, начиная от
«люстр» с магниевой лентой и специальных «факелов», сбрасываемых на парашюте при ночных разведках и бомбёжках, до глубинных осветительных бомб, используемых для поиска подводных лодок. Особо яркие осветительные составы применяются для фотосъёмок.
Человеческий глаз приспособлен к спектру солнечного света, в нём преобладают жёлтые лучи. Температура поверхности солнца около 6000°С и, естественно, пламенные пиротехнические композиции такой температуры не дают. Поэтому для компенсации цвета в современные осветительные составы вводятся дополнительно вещества, излучающие в жёлтой и соседней зелёной области видимого спектра.
Наиболее пригодными горючими компонентами для освети-
тельных составов являются металлы магний и алюминий. Во-
первых, они не поглощают лучи видимой части спектра, то есть, не влияют на окраску пламени, во-вторых, обладают высокой «калорийностью» горения. Причём, алюминий из-за большего теплового эффекта при окислении горит ярче, правда, и больше искрит.
Искрение пиротехнических составов может быть форсовым из-за неполного сгорания в зоне реакции и шлаковым в силу разбрызгивания раскалённых продуктов горения. Оба фактора снижают силу света таких композиций.
Магний в зоне реакции частично испаряется (1100°С), не успев прореагировать, в связи с чем, чаще используются магниево-алюминиевые сплавы.
Из окислителей обычно используют нитрат и хлорат бария, излучающие в жёлто-зелёной области, и натриевую селитру - в жёл
той. По спектральным характеристикам нитрат натрия является идеальным окислителем для осветительных составов, но он гигроскопичен.
Наиболее удачными цементаторами таких составов являются шеллак, олифа, касторовое масло, парафин и даже топлёное сало.
JСовременные осветительные составы имеют теплоту горения —6,0 МДж/кг, температуру горения 2500-3000°С, длительность освещения от нескольких секунд до 8 мин, скорость горения 0,5-10 мм/с. Сила света пламени таких смесей колеблется в пределах 104-107 кд. Излучение пламени главным образом тепловое и частично люминесцентное.
В числе наиболее употребительных композиции на базе магния и нитрата бария составы 421-427 (табл. 24), в том числе знаменитая английская осветительная смесь (сост. 422) и состав Шлада (сост. 425).
В
Таблица 24. Осветительные составы
421 422 423 424 425 426 427 428 429
Бария нитрат 74 66 68 30 40 75 66 65 55
Стронция нитрат 6
Сера 16 10
Магниевые опилки 20 30 32 70 52 21 24 19 35
Шеллак 6 4
Идитол 4 10
Парафин 2
" № 430 431 432 433 434 435 436 437
Бария нитрат 75 68 75 72 60 66 66 47
Алюминий (порошок) 14 18 22
Алюминий (пудра) 20 14 13
Магниевые опилки 4 4 14
Сплав Mg-Al (1:1) 24 22 52
Шеллак 4
Идитол 13 10 9
Парафин 2
Олифа 5 3
Масло касторовое' 3 1
438 439 440 441 442 443 444 445
Бария нитрат 76 64 63 68 75 71 76 60
Сера 4 16 10 16 5 11 4 15
Алюминий (порошок) 8 27 16 7 10 25
Алюминий (пудра) 10 20 18 11 8
Олифа 2
Масло касторовое 2 2
Таблица 24. Продолжение
446 447 448 449 450 451 452 453 454
Калия нитрат 12
Натрия нитрат 3
Бария нитрат 67 55 76 66 48 86 53
Стронция нитрат И 12
Калия хлорат 39
Бария диоксид 92 24
Марганца диоксид 1
Пороховая мякоть 5
Алюминий (порошок) 12 12 14 *
Алюминий (пудра) 13 12
Сплав Mg-Al (1:1) 37
Ферросилиций 8
Цирконий 47
Сурьмы (III) сульфид 6
Криолит 9
Шеллак 2 9 9 22 16
Идитол 14
Декстрин 3
Олифа 5
Как видим, магниевая нагрузка таких смесей может значительно превышать теоретическую без ущерба скорости горения (8-10 мм), достигая содержания магния до 70% (сост. 424). Известны магниевые составы с бариевой селитрой, активизированные серой (сост. 428, 429) и имеющие скорость горения 7,5-30 мм/с.
Баритовые осветительные смеси на основе алюминия имеют более высокую температуру воспламенения (сост. 430, 431), поэтому для повышения чувствительности в эти композиции вводят различные добавки. В их числе: магний (сост. 432-434), магниевые сплавы (сост. 435, 436, а также состав Вилсея 437), сера (состав Ландханса 445, сост. 437-444), сульфид сурьмы (сост. 446), нитраты (сост. 447) и пороховая мякоть (состав Погребнякова 448).
В фашистской Германии одно время использовали осветительные смеси, содержавшие более дешёвый ферросилициевый сплав или кремний (сост. 449).
В числе альтернативных окислителей помимо бариевой селитры разработчиками используются нитраты натрия (сост. 450) и стронция (сост. 425, 451 и 452), перекись бария (сост. 449 и 452) и двуокись марганца (сост. 451). Применение перхлората калия для ежи-
гания магний-алюминиевых сплавов позволило создать осветительные звёздки с силой света выше 84000 свечей (сост. 467).
Известны попытки немецких изобретателей фирмы Geka-Werke создать осветительные составы без металлов (сост. 451, 452), в которых в качестве горючего использованы цементирующие смолы, чаще шеллак и даже пёк. В аналогичных отечественных смесях применялся идитол (сост. 453).
Иногда для повышения световых показателей осветительных составов (до 20%) в них вводят «люминесцентные» добавки, например, фтористый натрий или криолит Na3AlF6 (сост. 450).
С развитием новых технологий появились «светосильные» составы с цирконием (сост. 454).
16.2. Серость ослепляет темноту
Сегодня каждый школьник знает, что «фотовспышка» - это мощная лампа, облегчающая фотографирование при недостатке освещённости. Однако ещё совсем недавно этим словом называли фотоосветительные составы. Они применяются и сегодня, а сила выделяемого ими света достигает сотен миллионов люменов при длительности свечения в доли секунды.
Некоторые из них по содержанию даже напоминают осветительные смеси, в отличие от которых никогда не прессуются и не цементируются, так как эти операции замедляют скорость их горения (табл. 25).
Наиболее подходящим горючим для фотовспышек является магний. Также применяются магниевые сплавы с алюминием, а реже алюминиевая пудра и даже цирконий (сост. 482) или его гидрид (сост. 483, 484).
Таблица 25. Фотосмеси
455 456 457 458 459 460 461 462 463
Калия хлорат 75 63 43 52 69
Калия перхлорат 77 50
Калия перманганат 43 81
Алюминиевая пудра 25 23 50
Магниевые опилки 37 43 57 19
Сплав Mg-Al (Т.1) 31
Сурьмы (III) сульфид 14 48
Таблица 25. Продолжение
__№ 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473
Калия нитрат 75 70 50 63 70
Калия перхлорат 66 59 50 65
Калия хромат 54
Алюминиевая пудра 34 25 30
Магниевые опилки 41 50 27 50 37
Сплав Mg-Al (1:1) 35 30
Сурьмы (III) сульфид 19
~ —___№_ 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483
Калия нитрат 65
Бария нитрат 50 74 68 35 30
Стронция нитрат 60 50 64 70
Бария диоксид 25
Уголь древесный 9
Алюминиевая пудра 26 30 26
Магниевые опилки 40 50 50 32 5
Сплав Mg-Al (1:1) 36
Цирконий 65 28
Циркония гидрид 7
Крахмал 5
484 485 486 487 488 489 490 491 492
Натрия нитрат 50 59 60
Бария нитрат 40
Кальция нитрат 50
Калия перманганат 75
Бария диоксид 20
Марганца диоксид 55
Молибденовая кислота 70
Вольфрамовая кислота 75
Алюминиевая пудра 40
Магниевые опилки 13 50 41 50 45 25
Сплав Mg-Al (1:1) 25 30
Циркония гидрид 27
Вторым компонентом большинства бинарных фотосмесей являются активные кислородсодержащие окислители.
Применение для аэрофотосъёмки смесей с хлоратами (сост. 455-459) и перманганатами (сост. 460, 461, 492) до некоторой степени ограничено их механической чувствительностью и недостаточной химической стойкостью.
Составы с перхлоратами более стабильны (сост. 462-467). Наиболее известный из них «офорит» (сост. 466), разработанный анг-
286 лийскими «фотографами», также часто применяется в качестве воспламенительного средства.
Следует знать, что фотоматериалы обладают разной чувствительностью к свету различной длины волны. «Нормаль- ные» из них хорошо «работают» в диапазоне коротких волн от ультрафиолетовых до синих. Ортохроматическая фотоплёнка воспринимает свет от ультрафиолетового до жёлто-зелёного, а панхроматическая чувствительна во всём интервале видимого спектра.
Широкое применение получили фотосмеси с хлоратом (сост. 457, 458) и хроматом калия (сост. 468), активированные сульфидом сурьмы, а также составы с калийной селитрой (сост. 469-474).
Некоторые фотосмеси, особенно с добавлением горючих цемен-таторов, иногда применяются в качестве зажигательных (например, сост. 474) или осветительных средств (например, сост. 466).
Английскими разработчиками ещё в 1014 г. предложен удачный панхроматический состав на основе стронциевой селитры (сост. 475). Его вариации используются и сегодня (сост. 476-478).
Для работы с ортохроматическими материалами применяют в основном бариевые составы (сост. 479-484).
Ещё в 1925 г. Парижским фотографическим конгрессом в .----. качестве спектрального эталона предложена вакуумная
лампа с вольфрамовой нитью и температурой накала 2127°С (2400К).
В связи с этим в силу спектральных характеристик удачными являются французские разработки фотовспышек на основе вольфрамовой (сост. 485) и молибденовой кислот (сост. 486). Причина в том, что в ходе их бурного восстановления магнием выделяющийся раскалённый вольфрам или молибден излучают свет не хуже эталонной лампочки, усиливая световую насыщенность пламени.
А вот применение, казалось бы, наиболее «подходящих» фото-осветительных составов с нитратом натрия (сост. 487-489) и кальция (сост. 490) ограничено их высокой гигроскопичностью.
Имейте в виду, что фотосмеси, спрессованные под давле-.---- нием около 1000 кг/см2 и более, превращаются в прекрас-
' ные осветительные составы и вместо ослепительно-яркои вспышки медленно и стабильно горят со скоростью порядка 1 см/с.
16.3. Любимый металл фотографов
е зря талант без труда иногда сравнивают с магниевой вспышкой: осветит на миг и потухнет во мраке.
Трудно найти человека, не слышавшего о «взрывпакете» из магния, а вот видели его и тем более имели отношение к изготовлению далеко не все. Если Вы удачливый обладатель кусочка металлического магния или его сплава (например, электрон Mg-Al) это можно без затруднений исправить. Магниевая стружка воспламеняется около 500°С и горит ослепительно-белым пламенем, развивая температуру горения выше 2000°С.
Зажжённый магний может продолжать гореть даже в ат-«'* * мосфере углекислого газа. Достаточно перенести его в ста-А. кан с несколькими кусочками сухого льда и яркое пламя нач-£Sb нет сильно коптить от выделяющегося углерода:
2Mg + СО2 2MgO + С
Выдувая магниевый порошок из длинной стеклянной трубки через пламя газовой горелки, можно получить вполне безопасную и очень эффектную вспышку (не забудьте надеть тёмные очки).
Представляете, если для этого дела приспособить пылесос, то знаменитый греческий огонь рядом «не угадывает».
Для изготовления магниевого взрывпакета необходимо сме-шать 3 г растёртого перманганата калия с 1г порошка маг-ния (сост. 492), завернуть в несколько слоёв бумаги, проде-латъ с одной стороны дырку в 2 мм до состава и примотать последовательно пяток спичек так, чтобы головка крайней из /\ них совпала с отверстием. Заворачивая состав, не увлекай-,'ЛРХ тесь бумагой: в плотной оболочке взрыв, конечно, будет А. громче, но световой эффект (его гордость) пострадает.
I» Этот состав рассчитан с кислородным дефицитом на яркую вспышку с «догоранием» магния на воздухе, а для более сильного [ £ ] «хлопка» содержание перманганата увеличивают (4:1, сост. 461).
Поджигать спички желательно с противоположной стороны от отверстия, тогда у Вас в запасе будет несколько драгоценных секунд, чтобы подальше выбросить эту опасную игрушку.
II не пь,тайтесь держать взрывпакет между колен, когда
II будете на пальцах отсчитывать секунды до его вспышки!
Для подобного взрывпакета можно использовать и алюминиевую пудру, но поджигать такой состав труднее и лучше использовать промежуточную воспламенительную смесь из описанных вы
ше.
Кстати, сжигание алюминиевого порошка в токе кислорода позволяет получить ещё более «калорийное» пламя с температурой превышающей 3500°С.
На этом принципе сконструирован «огненный нож». Рас-калённая струя смеси алюминиевого и железного порошка в токе кислорода прожигает трёхметровые бетонные конструкции. А это уже не шутки.
Не менее красиво «горит» алюминий или цинк с бромом или йодом.
Приготовьте смесь алюминиевого порошка с кристалличе-/^\ ским йодом (1:6) и высыпьте её в фарфоровый тигель. Запал нам не понадобится: для возбуждения реакции достаточно /X. добавить каплю воды. Начнётся бурный процесс с выделени-ем фиолетового дыма. Дело в том, что вода выступает катализатором этой реакции. Образующийся йодид алюминия возгоняется, частично разлагаясь от высокой температуры, выделяя пары йода и сгорая на воздухе до окиси алюминия
(йод-алюминиевый запал).
Аналогично реагирует в присутствии воды цинково-йодная
смесь (1:4), действие которой Вы не раз наблюдали в фильмах про колдунов и теперь сможете отличить её по густым фиолетовым клубам «волшебного» дыма.
При высокой температуре цинк воспламеняется и горит великолепным ярким голубо-зелёным пламенем не хуже магния. Его высококалорийная порошкообразная смесь с серой (2:1) широко приме-
няется в авиа-ракет-
ном моделировании для снаряжения двигателей спортивных твердо-
топливных ракет.
Ну а как поджечь железо Вы уже знаете. Правильно. В токе кислорода или хлора. Причём, горит оно настолько ярко, что вполне подойдёт для освещения улиц вместо разбитых фонарей.
Глава 17. Цветовые вариации на тему 17.1. в серости есть свои оттенки Zщё дикари племени «тумбо-юмбо» для передачи сообщений J—j на большие расстояния пользовались кострами, а древние персы даже создали целую систему сигнализации при помощи факелов, что-то типа азбуки Морзе.
Кто не знает красивых «бенгальских» огней, искры которых ярко сверкают в воздухе. Но мало кто догадывается, что своему назва
нию они обязаны провинции древней Индии. Во время религиозных праздников жрецы наводили страх на молящихся, зажигая в полумраке храмов таинственные мёртво-зелёные и кроваво-красные огни.
В пиротехнике свечение цветного пламени широко используют для ночных сигнальных огней, цветных трасс и, конечно же, фейерверков. Как известно, окраска пламени производится введением в горящий состав некоторых веществ.
Впервые описал это явление и подробно изучил его шотландский физик Д. Брюстер (1781-1868), член Петербургской АН. Так, он установил, что натрий окрашивает бесцветное газовое пламя в жёлтый цвет, калий - в фиолетовый, селен - в голубой, а стронций - в карминово-красный. В связи с особенностями человеческого глаза цветное восприятие может быть получено как монохромным (однородным) излучением, так и сложением участков видимого спектра. В пиротехнических составах имеет место как термическое возбуждение, включающее атомарное или молекулярное излучение газовой фазы пламени, так и люминесцентное.
Люминофорами, то есть, веществами способными светиться после поглощения ими энергии возбуждения, становятся некоторые продукты термического разложения пиротехнических составов. В
основном это окислы, активированные примесями некоторых элементов, особенно углерода, серы, меди и цинка.
Ещё в старину были известны такие вещества, за которыми постепенно закрепилось название «болонский фосфор». Как свидетельствуют летописи, в XII в. безызвестный итальянский алхимик из Болоньи в поисках злополучного золота тщательно прокалил минерал тяжёлый шпат (разновидность сульфата бария). Остывший камень приобрёл способность некоторое время слабо светиться в темноте.
Поскольку горящие пиротехнические составы претерпевают подобные изменения, предлагаю исследовать это явление чуть подробнее и приготовить для начала простейший «светонакопитель».
Для этого прокалите на металлической пластине до оконча-/»\ ния вспенивания смесь борной кислоты с несколькими каплями раствора хвойного концентрата отечественного производства. В зависимости от крепости раствора остаточное жёл
то-зелёное свечение «светомассы» после яркого освещения может наблюдаться в темноте до 10-15 секунд.
Хорошие фосфоресцирующие составы дают довольно яркое свечение в течение нескольких часов, а при наличии радиоактивных примесей свечение может продолжаться несколько лет без «перезарядки». Естественно, что светящийся шлейф от подобных пиротехнических фигур (в частности, специальных сигнальных ракет) держится в небе продолжительное время, пока не растворится в воздухе от набежавшего ветерка.
л Для изготовления состава, длительно светящегося в тем-/ !\ ноте фиолетовым цветом к смеси, содержащей 61 г нега-л шёной извести, 18 г серы, 9 г плавикового шпата (фторида ЛзХ кальция), по 1,5 г сульфата калия и натрия, присыпают 6 г крахмала и приливают 3 мл 0,5% нитрата висмута. Тщательно перемешивают и прокаливают в фарфоровом тигле с крышкой. Остывший порошок быстро «заряжается» на свету и тут же готов к работе.
Этим составом можно притрусить любое изделие, свеже-выкрашенное белой масляной краской, например, выключатель или дверь, чтобы не промахнуться в темноте.
л Вполне приличные люминофоры, так называемый «фосфор /•\ Ленарда» нетрудно приготовить, прокалив в закрытом фарфоровом тигле в муфеле (800-1100°С) 1,5 часа составы, представленные в таблице 26.
Таблица 26. Флуоресцентные составы
№ 493 494 495 496 497
Зелёный Ж-зелёный Жёлтый Оранжевый К-оранжевый
Натрия хлорид 4 3,8 3,6 3,4
Стронция карбонат 80
Лития карбонат 2
Кадмия сульфид 4 7,8 14,3 17,3
Цинка сульфид 80 76,9 71,4 69
Аурипигмент 2
Сера 12
Меди (II) хлорид 0,1% р-р 12 11,5 10,7 10,3
Талия нитрат 0,5% р-р 4
Такие флуоресцентные композиции включают основное веще-
ство (сульфид бария, цинка, кальция, стронция или кадмия), металл-
активатор (медь, свинец, ртуть, мышьяк, марганец, висмут, талий
или даже уран) и флюс, снижающий температуру плавления смеси (CaF2, Na2SO4, NaCl, As2S3, Li2CO3 и др.).
В завершение этой темы хотите ли Вы сделать универсальный
долгоиграющий комнатный фейерверк?
/к Тщательно прокалите
I Д...Л аморфный сульфид цинка л с микропримесью суль-
фида марганца (1:5000) в тугоплавкой стеклянной трубке (лучше кварцевой) в токе сероводорода до формирования чётких кристаллов. Для получения сероводорода смешайте серу, парафин, силикагель или мелкий
кварцевый песок (3:5:2) и нагрейте в пробирке с газоотводной трубкой.
Остывший порошок пересыпьте в стеклянную банку с поли
этиленовой крышкой и можете использовать её вместо маракаса. При энергичном встряхивании в темноте наблюдаются яркие вспышки.
Явление свечения под действием трения получило название «триболюминесценция». Такой прибор можно использовать вместо фонарика, только после него долго трясутся руки.
К сожалению, люминесцентное свечение не столь интенсивно и общий вклад его в формирование цветного пламени сигнальных составов весьма скромный. Другое дело - излучение некоторых элементов и молекулярных групп, входящих в пиротехнические смеси или образующихся при их термическом разложении.
В качестве основных спектральных носителей цветности пламени выступают атомы некоторых элементов и следующие молекулярные фрагменты:
красное - Li, SrO, SrCl, SrBr, Ra, Eu, Gd, Sa;
оранжевое - CaCl, CaBr, CaJ, CaO;
жёлтое - Na, SrF, CaF, PO, Tb;
жёлто-зелёное - BaO, BO, Re, Mo;
зелёное - Cu, Tl, BaCl, BaBr, BaJ, CuO;
сине-зелёное - BaF, A1O, ZnO;
синее и голубое - Zn, Pb, BiO, In, Cs, As, Cd, Sb, Se, Те, S, Cui;
фиолетовое и пурпурное - К, Rb, Ga, CuBr, CuCl, CuO
Как известно, молекулярное излучение паров веществ характеризуется «полосатым» спектром поглощения, а атомарное - «линейчатым» (табл. 27).
Таблица 27. Спектральные характеристики атомарного излучения некоторых элементов_______________________________
Элемент Длина волны (интенсивность) X А (в) 1 • 10'10 м
Фиолетовый 4000-4400 Синий 4400-4900 Зелёный 4900-5650 Желтый 5650-5950 Оранжевый 5950-6200 Красный 6200-7500
Литий Li 6103 (3,8)
Натрий Na 5896(2,1) 5890 (2,1)
Калий К 4047 (3.0) 4044 (3,0)
Рубидий Rb 4216(2,9) 4203 (2,9)
Цезий Cs 4593 (2.7) 4556 (2,7)
Медь Си 5153 (6,2) 5218 (6,1)
Магний Mg 4571 (2,7) 5167 (5,1) 5173 (5,1) 5184(5.1)
Кальций Са 4227 (2,9) 6103 (3,9) 6122 (3,9) 6162 (3.9) 6573 (1,9) 6893 (1,8)
Стронций Sr 4607 (2,7) 6791 (3,7) 6878 (3.7) 7070(3,7)
Барий Ва 5555 (2,2) 7195 (3,3) 7392 (3,3)
Цинк Zn 4680 (6,6) 4722 (6,6) 4810 (6,6) 6362 (7,7)
Кадмий Cd 4678 (6,3) 4800 (6,3) 5086 (6,3) 6438 (7.3)
Ртуть Hg 4047 (7,7) 4358 (7,7) 5461 (7.7) 5791 (8.8)
Алюминий А1 3962 (3,1)
Индий In 4102 (3.3) 451 1 (3,0)
Талий Т1 5351 (3.3)
Для сигнальных составов значение имеет только атомарное излучение элементов с яркими спектральными линиями: натрия -жёлтой, лития - красной и оранжевой, талия - зелёной, индия - синей.
В числе молекулярных носителей цветности практическое применение находят соединения бария,, бора, стронция, кальция и меди.
В качестве цементаторов ночных сигнальных огней применяют вещества, дающие бесцветное пламя с положительным кислородным балансом горения и, как правило, с повышенным содержанием кислорода в структуре. Лучше всего для этого подходит шеллак, а, пожалуй, наименее удачной является канифоль, снижающая к тому же скорость сгорания составов.
К числу основных окислителей сигнальных смесей относятся хлораты, перхлораты и нитраты элементов, несущих окраску пламени. В случае применения нитратов для получения более ярких цветов вводят хлорсодержащие продукты: хлористый аммоний (нашатырь), однохлористую ртуть (каломель), гексахлорэтан С2С1б, поливинилхлорид (ПВХ) и др., способствующие образованию летучих галогенидов металлов, поскольку интенсивность их свечения значительно выше, чем у образующихся окислов.
Судите сами, медная проволока, внесённая в бесцветное г / газовое пламя, окрашивает его в зеленоватый цвет, но дос-таточно смочить её соляной кислотой, как интенсивность изумрудно-малахитового огня возрастёт в десятки раз.
К сожалению, введение доступных галогенидов металлов в составы цветного пламени в большинстве случаев ограничено их высокой гигроскопичностью, однако они широко применяются для «окраски» спиртовых огней, к примеру, в кинематографе.
Для усиления яркости окрашенного пламени в пиротехнические смеси часто добавляют горючее с высокой температурой сгорания, например, магний или алюминий, хотя цветовая насыщенность огня при этом снижается.
17.2. Красный свет — проезда нет (12 минуту грозной опасности бедствующие запускают в небо именно красные огни. Как известно, длинноволновые лучи в воздухе рассеиваются меньше и цветность красного огня с расстоянием изменяется незначительно.
По праву, название «металла красных огней» заслужил стронций. Большинство составов красного пламени содержат именно его соли (табл. 28). Атомарное излучение стронция мало
интенсивно и приходится на коротковолновую синюю область. Молекулярное же излучение его оксида и галогенидов (кроме SrF2) характеризуется широкой размытой полосой в красной части спектра.
Практически пламя, получаемое при излучении оксида стронция, имеет розовую окраску из-за высокой температуры возгонки, поэтому для усиления цвета в подобные составы вводят галогенсодержащие продукты.
Насыщенный карминово-красный цвет дают сигнальные составы, содержащие в качестве окислителей нитрат и хлорат стронция. К несчастью, высокая гигроскопичность ограничивает применение первого из них (сост. 498-516) и исключает использование второго.
Весьма стабильно ведут себя композиции, содержащие карбонат (сост. 517-523) или оксалат стронция SrC2O4 (сост. 524-533). Как правило, неотъемлемым компонентом таких смесей являются хлорат и перхлорат калия.
«Стронциевые» составы выгодно строить с отрицательным кислородным балансом, так как восстановительная среда способствует усилению цветовой насыщенности пламени. Учтите, что более глубокое «кислородное голодание» может придать огню нежелательный жёлтый оттенок.
Большинство сигнальных составов красного огня, приведенных в таблице 28, дают насыщение цветом в пределах 80-90%. Добавление в подобную композицию магния, алюминия и серы повышает силу света, но снижает насыщенность красного пламени.
Таблица 28. Сигнальные составы красного огня
498 499 500 501 502 503 504 505 506
Калия хлорат 26 25 54 19 25 30 47 34
Стронция нитрат 57 67 36 67 65 44 31 46 46
Сера 17
Уголь древесный 9
Сурьмы (III) сульфид 6
Магниевые опилки 3 3
Аммония пикрат 54
Ид ИТО л 19
Шеллак 8 10
Мастике 10 3
Декстрин 8
Акароидная смола 17
Асфальт 14
Таблица 28. Продолжение
"% ~~ —— 507 508 509 510 511 512 513 514 515
Калия хлорат 32 53 19 8 60 30 14
Калия перхлорат 23
Стронция нитрат 44 24 81 56 66 45 25 59 62
Сера 19 17 22 20
Уголь древесный 3 4 3
Сажа 3
Сурьмы (HI) сульфид 2
Магниевые опилки 3
Сурьма 5
Идитол 15
Шеллак 20 19 11
Мастике 14
Декстрин 2
Каломель 7
— 516 517 518 519 520 521 522 523 524
Калия хлорат 67 57 46 72 60 41 83 60
Стронция нитрат 66
Стронция карбонат 22 25 46 18 25 49 11
Стронция оксалат 23
Сера 16 10
Сажа 1
Алюминиевая пудра 16
Идитол 15
Шеллак 2 11 18 8 9 8
Лактоза 5
Асфальт 6
Каломель 4
— №_ 525 526 527 528 529 530 531 532 533
Калия хлорат 60 64 65 49 66 60
Калия перхлорат 61 58 70
Стронция оксалат 25 19 22 32 16 20 25 20 12
Сера 19 7 14 7
Алюминиевая пудра 10
Идитол 15 16 14
Шеллак 7 3
Декстрин 15 2
Лактоза 10
Стеарин 11
Гексахлорэтан 6
В некоторые составы для лучшего проявления цвета добавляют сурьмяный блеск Sb2S3 (сост. 503) и сурьму (сост. 510).
Максимальную насыщенность карминово-красного пламени дают стронциевые смеси с гексахлорэтаном (сост. 532). Составы 509 и 521 чаще остальных применяются в пиротехнике кино.
Атомарное излучение лития, несмотря на исключительно интенсивную малиновую окраску, в пиротехнике применяется реже, ввиду относительной дороговизны его очищенных солей (сопутствующий натрий маскирует окраску). Большинство из его производных очень гигроскопичны.
Наиболее доступен и, к счастью, плохо растворим в воде карбонат лития, хотя предлагаемые на его основе составы скорее розовые с малиновым оттенком (сост. 534-536, табл. 29).
Таблица 29. Сигнальные составы розового огня
% — 534 535 536 537 538 539
Калия хлорат 57 55 60 60
Калия перхлорат 57 44
Лития карбонат 19 23 35
Кальция оксалат 34
Мел 25
Мрамор 20
Сера 24 20 20 22
Идитол 10 15
«Кальциевое» излучение имеет смешанное возбуждение: оранжевое с «оттенением» в красную часть спектра и две малоинтенсивные сине-ультрафиолетовые полосы, поэтому его пиротехнические составы придают огню красно-оранжевую окраску со «строительным» кирпичным оттенком.
Применение солей кальция в виде мела (сост. 537), а тем более толчёного мрамора (сост. 538), позволяет получить розовую окраску пламени невысокой насыщенности. Традиционное предпочтение мраморного порошка мелу в «построении» розово-красных огней, по-видимому, связано с присутствием в их составе определённых примесей.
Густоту пламени вплоть до кирпично-красной можно усилить, включая в пиротехнические смеси оксалат кальция СаСТОд (сост. 539), но такие композиции весьма быстро теряют горючесть и долго не хранятся.
Из «экзотических красителей» следует назвать малодоступные для подобных увлечений радий, европий и гадолиний, окрашивающие пламя в интенсивный карминово-красный цвет и самарий, дающий «чистую» розовую окраску. Как знать, может за этими элементами большое будущее в пиротехнике, ведь ещё полтора столетия назад никто и предположить не мог, что драгоценный алюминий кто-то решится сжигать в огне.
17.3. УТылают листья я^ёлтыми уретрами
Столь яркое свечение этого элемента позволило зажечь на небо-
своде первую искусственную звезду. Для точной привязки одной из первых советских космических ракет к карте звёздного неба по команде с центра управления полётом были выпущены пары натрия.
Именно присутствие даже ничтожных следов солей натрия чаще всего маскирует окраску пламени в жёлтый цвет. На сегодня его соединения являются основными носителями всевозможных оттенков жёлтого цвета в пиротехнических составах.
Парадокс в том, что в атомарном состоянии этот металл может нести самую неожиданную окраску. Так, пары натрия в водороде
окрашены в фиолетовый цвет. При его растворении в эфире образуется пурпурный, а в жидком аммиаке - синий коллоидный раствор.
Знаменитый свет некогда весьма распространённой «натриевой лампы», придаёт мёртвую, зловещую окраску предметам, хотя и представляет наиболее экономичный источник освещения, в котором КПД электрического тока превышает 50%. Такая лампа наполнена неоном и содержит металлический натрий, испаряющийся при замыкании цепи. При этом лампа меняет красный цвет на ярко-жёлтый.
Обычно, интенсивность излучения этого элемента зависит лишь
от его содержания в пламени, а не от природы используемого вещества, и даже поддаётся математическому описанию. Так, яркость свечения натриевого огня пропорциональна корню квадратному от его концентрации в зоне горения.
К сожалению, основные окислители, содержащие натрий - его нитрат, нитрит, хлорат, перхлорат и даже сульфат гигроскопичны. В связи с этим большинство сигнальных составов жёлтого огня включает его среднюю соль со щавелевой кислотой КаэСгОд (оксалат) либо криолит Na3AlF6. Применяемый иногда карбонат натрия в виде кальцинированной соды, также как и натриевую селитру, необходимо предварительно прокаливать при 120°С.
Осторожно. Как показывают исследования, присутствие хлорсодержащих продуктов и особенно сероводорода в [¥ пламени снижает интенсивность жёлтого цвета, а введение
---- в состав в большом количестве фтористых веществ даже приводит к частичному вырождению (инфлексии) жёлтого Д-дуплета в спектре его поглощения.
Из этих соображений присутствие серы, хлората калия, а тем более фторидов в составах жёлтого огня является не самым удачным, хотя именно эти продукты традиционно широко применяются в технологии жёлтого пламени.
Таблица 30. Сигнальные составы жёлтого огня
"% №_ 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550
Калия нитрат 25 63 60
Калия хлорат 46 42 31 46 55 47 38
Натрия нитрат 33 10 16 32 45 28 25 37
Бария нитрат 15 30
Натрия карбонат 28 41 52
Сера 25 23 12 10
Уголь древесный 17 4 9
Алюминиевая пудра 5 •
Магниевые опилки 7 8 8 30
Идитол 3
Шеллак 18 19 18 15 17
Канифоль 7
%~~~~ 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561
Калия нитрат 28 40
Калия хлорат 49 44 60 54 60 54 60 60
Бария нитрат 72
Стронция сульфат 18
Натрия карбонат 25
Натрия оксалат 34 25 12 28 30 29 25
Криолит 7 25 24
Сера 26 6 17 21
Магниевые опилки 41 30
Идитол 15 15
Шеллак 15 10 3 - 13
Акароидная Смола 3
Канифоль 22
По-видимому, их использование связано с повышением температурной чувствительности подобных составов, а также с усилени
ем летучести разлагаемых осколков, что в свою очередь углубляет интенсивность окраски. Кроме того, добавление криолита повышает долю люминесцентной составляющей свечения, но сильно увлекаться им тоже не желательно.
Атомарная природа свечения натриевого огня в отличие от молекулярного излучения позволяет значительно повышать температуру горения подобных составов без заметного снижения интенсивности жёлтого цвета (сост. 543-545, 547, 555, 556). Сила света такого пламени с магниевой добавкой в несколько раз превосходит обычные пиротехнические смеси (табл. 30).
В некоторые сигнальные составы жёлтого огня для усиления цветности добавляют вещества,. излучающие в близких спектральных зонах, например, нитрат бария Ba(NO3)2 в жёлто-зелёной (сост. 542, 547, 554) или сульфат стронция SrSO4 в красной (сост. 559).
Следует иметь в виду, что жёлтое окрашивание пламени вызывают фториды стронция и кальция, фосфор, а также редкий лантаноид тербий.
Напротив, даже небольшая примесь солей натрия в составе пиротехнических композиций других цветов может испортить фейерверк.
17.4. ‘Города зелёные в голубой дали
01 стория гласит, что когда по приказу римского императора Не-L рона подожгли Рим, уставший наблюдать жизнь в «розовом свете» император восторгался пожарищем через большой зелёный изумруд. Если у Вас нет такого изумруда, не расстраивайтесь. Вы имеете редкую возможность приготовить непосредственно зелёный огонь, да ещё такой, что Нерон умер бы от зависти (табл. 31).
Изобретение совершенного зелёного огня без грязно-жёлтого оттенка было большой и тщательно изысканной задачей многих поколений древних пиротехников.
В 1827 г. профессор Гермштед первым предложил составы «чистого» зелёного пламени на основе очищенного нитрата бария.
Ещё более удачными оказались смеси, содержащие хлорат бария Ва(С1О3)2.
Наиболее совершенный изумрудный цвет даёт прославленный состав на основе хлората бария, включающий серу (2:1, сост. 575), но сегодня эта адская смесь почти не употребляется из-за склонности к самовозгоранию.
Таблица 31. Сигнальные составы зелёного огня
№ 562 563 564 565 566 567 568 569 570
Калия хлорат 73
Бария нитрат 62
Бария хлорат 87 90 80 85 25 80 85 85
Борная кислота 10
Сера 17 6 5
Алюминиевая пудра 3
Шеллак 10 10 15 6
Лактоза 14 9 9
Акароидная смола 13
Асфальт 10
Метальдегид 11
Таблица 31. Продолжение
—. № 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580
Калия хлорат 25
Бария нитрат 25 25 32 47 33
Бария хлорат 81 89 25 63 66 48 36 88 56 76
Сера 34 24
Уголь древесный 8
Магниевые опилки 3 3
Идитол 11 12 12
Шеллак 17 11
Декстрин 4
Канифоль 6
Акароидная смола 19 21
% 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590
Калия хлорат 27 12
Бария нитрат 40 53 73 45 66
Бария хлорат 87 64 85 86 40 69
Бария хлорид 30
Сера 13 20
Уголь древесный 3
Магниевые опилки 5 15
Аммония пикрат 29
Шеллак 3 20 10
Лактоза 36 23
Канифоль 15
Акароидная смола 15
Парафин 2
Олифа 14
%~~ — 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600
Калия хлорат 20 27 77 24 44
Бария нитрат 84 89 60 81 53
Бария карбонат 8 64
Талия хлорат 73
Талня перхлорат 50
Сера 20 11 15
Уголь древесный 3
Медные опилки 45
Аммония хлорид 7
Идитол 11
Шеллак 13 12
Декстрин 16
Лактоза 11
Акароидная смола 17 9
Каломель 5 33 18
Основными молекулярными носителями зелёного цвета пламени являются соединения бора и бария.
Бор для пиротехнического огня используется реже, поскольку в силу спектральной природы не позволяет достичь глубины зелёной окраски (сост. 574). Борная кислота Н3ВО3 и аморфный бор окрашивают пламя в интенсивный зелёно-жёлтый цвет.
Основное практическое применение в приготовлении сигнальных составов зелёного пламени нашли соединения бария. Наиболее выгоден для таких композиций его хлорат, одновременно выступающий окислителем (сост. 563-586). Образующийся при горении хлорид бария ВаС12 при температуре 1520°С диссоциирует с образованием летучего монохлорида ВаС1, излучающего в зелёной области спектра.
Применение хлората бария ограничивается высокой механической чувствительностью его составов, особенно содержащих серу. Для флегматизации подобных смесей используют парафин и канифоль (сост. 577, 583), при этом скорость горения составов снижается до 0,5-0,8 мм/с.
Для придания зелёному цвету тусклых оттенков в качестве горючего употребляют молочный сахар (лактозу) в дозах в 3-4 раза превышающих расчётные (сост. 582). Напротив, сила свечения магниевых композиций максимальна (сост. 576, 577, 586, 589), правда, насыщенность зелёного цвета сильно снижается.
В качестве удачного окислителя часто применяется нитрат бария (сост. 587-595), активизированный хлоратом или перхлоратом калия.
Составы зелёного огня на основе карбоната бария характеризуются более слабой цветовой насыщенностью (сост. 576, 597).
При относительно низких температурах медь и её оксид тоже окрашивают пламя в зелёный цвет, который резко усиливается, приобретая синий оттенок в присутствии хлоридов (сост. 598).
и Эта экспресс-реакция применяется в качественном анализе '----' || (проба Бельштейна).
Однако чаще соли меди используются в составах фиолетового и голубого огня.
Ещё Крукс предложил талий в виде хлората и перхлората для сигнальных составов, дающих за счёт атомарного излучения вели
колепный изумрудный цвет (сост. 599, 600). К сожалению, основная часть солей этого чудесного элемента была задействована в качестве ядов для дворцовых переворотов.
Вольфрам и рений тоже окрашивают пламя в бледно-зелёный цвет, но пока производные этих элементов в сигнальных составах практически не применяются.
17.5. Спит земля в сиянье голубом
ft ак известно, атмосфера Земли легко рассеивает коротковолно-Кувые лучи. Сигналами синего огня нельзя пользоваться на большом расстоянии, так как цвет такого сигнала немудрено спутать с жёлтым. Кроме того, хорошие составы синего огня с идеальной спектральной характеристикой в арсенале пиротехников боль
шая редкость.
Практически получение синего огня осуществляется исключительно на основе молекулярного излучения солей меди (табл. 32).
Свечение «медного» пламени имеет три системы полос: красную, зелёную и синюю. Поэтому в зависимости от температурных и окислительных условий, а также присутствия галогенов оно может существенно изменяться.
При относительно «низких» температурах пламени преобла
дает молекулярное излучение CuO с красивым фиолетовым оттенком.
Основным носителем синего излучения является монохлорид меди CuCl, имеющий в спектре одну зелёную и четыре синефиолетовых полосы. По этой причине синей и голубой окраске пламени составов способствуют процессы выделения хлора. Так, горение хлората калия с серой и медью (сост. 613) приводит к образованию монохлорида CuCl и пламя окрашивается в синий цвет, а замена серы на лактозу (сост. 598) способствует образованию оксида меди CuO в восстановительной среде угарного газа и пламя получается зелёным. Сместить окраску пламени в синий цвет можно, введя в реакцию каломель Hg2C12 или хлорид аммония.
Таблица 32. Сигнальные составы синего огня
№ 601 602 603 604 605 606 607 608 609
Калия хлорат 61 52 56 45 53 70 58 56
Калия перхлорат 65
Меди (II) сульфид 44 20
Горная синь 19 27 22 43
Малахит 26 9 20
Сера 20 21 22 12 21 12 22 15
Алюмо-калиевые квасцы 9
"% ————JS5 610 611 612 613 614 615 616 617 618
Калия хлорат 65 54 66 67 35 71 64 51
Калия перхлорат 73
Бария нитрат 33 33
Меди (II) сульфид 22
Меди (II) роданид 24
Меди (II) ацетат основн. 21
Меди (II) оксалат 23
Меди (II) хлороксид 16 18
Меди (II) оксид 27
Сера 13 18 17
Медные опилки 17
Аммония хлорид 8
Свинца хлорид 12
Идитол 10 5
Декстрин 6
Канифоль 5 9
Стеарин 6 8
Асфальт 3
Надо отметить, что . в ряду галогенидов меди наиболее чистое синее свечение вызывает одновалентный йодид CuJ и бромид CuBr. Использование в качестве окислителей «медных» составов бромата КВгОз и йодата калия KJO3 позволяет получить наиболее насыщен
ное синее излучение.
Известно, что свечение моногалогенидов меди проявляется в узких температурных интервалах: синее в пределах 400-840°С, зелёное - 900-1000°С.
Синее «медное» пламя очень чувствительно к примесям. Достаточно присутствия 1/500 части солей натрия, чтобы «вымазать» его в грязно-жёлтый цвет.
К сожалению, большинство перспективных для пиротехники
солей меди (включая галогениды, нитрат, хлорат и перхлорат) гигроскопичны и с этой целью практически не употребляются.
В качестве пламенных добавок используют некоторые соли двухвалентной меди: дигидроксодикарбонат 2CuCO3-Cu(OH)2 (медная лазурь, горная синь, сост. 601-604), дигидроксокарбонат CuCO3 Cu(OH)2 (малахит, горная зелень, сост. 605-607), сульфид CuS (ковеллин, сост. 608-610) и хлороксид 3Cu(OH)2CuC12 (сост. 611, 612). Из солей одновалентной меди применяют сульфид Cu2S (халькозин, медный блеск) и тиоцианат (роданид) CuSCN (сост. 616).
Как правило, насыщенность синим цветом «медного» пламени подобных сигнальных составов не превышает 30%, поэтому их корректнее называть «голубыми».
Вместе с тем, в устройстве фейерверков для получения действительно синих огней иногда используют комплексные аммиакаты меди, например, [Cu(NH3)4]C1O3 или [Cu(NH3)4]NO3). Но эти вещества склонны к гидратообразованию, составы на их основе долго не хранятся и в технологии сигнальных огней, требующих высокой надёжности, обычно не применяются.
Соли индия также окрашивают пламя в синий цвет, но это именно тот случай, когда «можно топить и ассигнациями», потому что чистые соединения этого элемента весьма дороги.
Производные цинка, кадмия, висмута, алюминия и свинца придают бесцветному пламени голубоватую окраску, часто с зеленоватым оттенком.
Некоторые металлоиды (сера, селен, теллур, мышьяк, сурьма) имеют в спектре синие полосы поглощения, но в практической пиротехнике больше используются в композициях «чистого» белого пламени.
17.6. Синтетическая палитра
Знаете, чем физики отличается от сотрудников ГАИ? Они считают основными красный, жёлтый и синий цвет, а не зелёный, как предусматривают правила вождения автомобиля. Именно благодаря смешению этих цветов можно получить любые оттенки спектра. .
С детства мы знаем, что наложением жёлтой и синей краски можно «синтезировать» всё тот же зелёный цвет, «смешиванием» жёлтого и красного цветов можно получить оранжевый, а композиция красного и синего даёт фиолетовый цвет.
У физиков всё выглядит ещё более запутано. Наложение спек-
трально чистых цветов может давать совсем неожиданные .результаты. Так, комбинация монохромного жёлтого и синего света приводит к получению не зелёного, как в случае смешения красок, а белого
света. У «спектралыциков» такие цвета называются «дополнительными». Например, зелёный цвет является дополнительным к красному, а оранжевый - к голубому.
Эти таинственные комбинации цветов нам ещё пригодятся для грамотного размещения пиротехнических фигур при устройстве фейерверков. А пока, чтобы не запутаться в приготовлении «цветовых коктейлей», используйте магический круг.
17.7. Т^огда всем всё фиолетово ооружившись глубокими научными рекомендациями, пожа-луй, теперь Вы и сами смогли бы «синтезировать» фиолетовый огонь. Опытные пиротехники получают его, смешивая составы синего и красного пламени (сост. 622-624, табл. 33). Преобладание красного оттенка позволяет приготовить сиреневые и даже лиловые огни.
Таблица 33. Сигнальные составы фиолетового огня
619 620 621 622 623 624 625
Калия нитрат 39 37
Калия хлорат 26 30 48 67 70 60
Калия перхлорат • 57
Калия карбонат 12
Стронция карбонат 4 6
Стронция оксалат 7 5
Меди (II) оксид 10 9 37
Малахит 8 8
Сера 25 24 22 16
Алюмо-калиевые квасцы 16 12
Идитол 11 12 11
Г ексахлорэтан 6 5
Некоторые химические элементы и в том числе соли калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет, причём, наиболее ярко он проявляется в восстановительной среде, то есть, в смесях с отрицательным кислородным балансом (сост. 619-625). Как правило, калийное пламя малоинтенсивное и самостоятельного значения не имеет. Его окраска легко маскируется другими веществами, особенно солями натрия.
Красивое фиолетовое пламя, даже с красноватым оттенком, достигается излучением оксида меди СиО при низких температурах сгорания составов (сост. 619-621).
Рубидий, галлий и цезий окрашивают пламя в фиолетовый цвет, но в виду низкой доступности в пиротехнике они не применяются.
17.8. Оранжевое небо, оранжевый верблюд (111 акие сигнальные огни скорее исключение в арсенале основ-JJL L ных цветов пламени, их применяют реже остальных. Оранжевый цвет огня получают сложением красного и жёлтого оттенков (табл. 34). Пиротехнические смеси этого типа в качестве носителя жёлтой окраски чаще остальных включают негигроскопичный оксалат натрия Na2C2O4 в комбинациях с оксалатом БгСгОд (сост. 626) или карбонатом стронция SrCO3 (сост. 627) либо мелом (сост. 628).
Основным окислителем подобных композиций является берто-
летова соль, которая к тому же резко снижает температуру воспламенения этих пиротехнических составов.
В качестве горючей добавки в сигнальных звёздках оранжевого огня обычно используют идитол, который также выступает цементатором.
Таблица 34. Сигнальные составы
оранжевого огня
626 627 628
Калия хлорат 52 59 54
Кальция карбонат 8
Стронция карбонат 12
Стронция оксалат 13
Натрия оксалат 17 20 25
Идитол 18 9 13
17.9. Сошёлся каином белый свет
(Т2 елое пламя в спектральном отношении представляет собой до-J-Л вольно сложную картину. Прилежные школьники помнят, что его можно получить смешением красного, синего и зелёного световых потоков или ещё лучше - собрать воедино все цвета радуги. Теперь Вы знаете, что белый цвет можно создать наложением так называемых «дополнительных» оттенков, расположенных на противоположных сторонах магического цветового круга.
В формировании белого пламени огромную роль играет излучение раскалённых частиц окислов сгорающих металлов, в числе которых применяют магний, алюминий (сост. 629-632, табл. 35),
цирконий, титан, торий и даже лантан. Иногда используются их цериевые сплавы, например, состава СеА12.
Таблица 35. Сигнальные составы белого огня
"% 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640
Калия нитрат 45 33 57 67 81
Калия хлорат 58 90 77 40
Бария нитрат 35 66 18 41 73 57 20
Аммония пикрат 30
Свинцовый сурик 4
Железный сурик 20
Сурьмы (III) сульфид 13
Олова (IV) сульфид 14 18
Сера 25 15 20
Уголь древесный 3 19 23
Магниевые опилки 10 30 7 6
Сурьма 10 16
Идитол 10
Шеллак 4 17 11
Парафин 10
Канифоль 7
Более доступные пиротехнические смеси, содержащие ферросилиций или кремний с перекисью бария нашли широкое применение как в качестве осветительных, так и сигнальных средств.
Иногда в составах белого огня в качестве «отбеливающих» окислителей используют нитраты свинца и бария или их оксиды, в результате термической диссоциации которых в пламени начинают излучать свет молекулы РЬО и ВаО.
Учитывая, что и атомарное излучение бария для белого пламени является оптимальным, пожалуй, наиболее эффективной сигнальной смесью следует признать высокотемпературный магниевый состав 630.
Старые рецепты составов белого огня в основном построены на применении сурьмы (сост. 632, 633), мышьяка и олова в свободном состоянии либо в виде сульфидов, например, антимония Sb2S3 (сост. 634), реальгара As2S3, герценбергита SnS и дисульфида олова SnS2 (сост. 635, 636). Несмотря на красоту создаваемого пламени, эти низкотемпературные смеси не могут развивать большой
силы света и больше подходят для фейерверков, а не для сигнализации.
Главным преимуществом сигнальных составов белого огня перед другими является их химическая доступность. Даже если у Вас нет магния, циркония или лантана, задачу можно решить намного проще. Неплохие результаты даёт сжигание парафина (сост. 637) или древесного угля (сост. 638, 639) в среде сильных окислителей: нитрата или хлората калия. Средняя скорость горения таких композиций в прессованном виде 0,9-1 мм/с. Ещё более яркие сигнальные составы образуются при добавлении к таким смесям оксида железа (сост. 640).
17.10. Проявители полёта
(111 ак уж бывает, что пуля легче летит вперёд, чем в нужном JJL L направлении, поэтому для того, чтобы сделать видимой траекторию её полёта (или снаряда) изобрели трассирующие составы (табл. 36).
Таблица 36. Составы белой и красной (*) трассы
641 642 643 644 645 646 647 648 649
Бария нитрат 42 55 49 65 55 33 65 69
Бария пероксид 30 47 10
Магниевые опилки 19 22 35 36 25 35 17 25 31
Шеллак 6 10 15 10 3
Канифоль 10
Нафталин 21
Гексахлорэтан 60
— 650 651- 652 653 654 655 656* 657*
Бария нитрат 79 12 50
Бария пероксид 67 75-95
Бария хромат 80
Стронция нитрат 60
Стронция пероксид 70-90
Кальция резинат 5-20
Цинка стеарат 1-10
Железный сурик 80
Магниевые опилки 19 20 35 5-25 20 20 30 1-10
Идитол 1 15
Шеллак 2
Олифа 10
В своё время с этой целью использовались дымообразующие трассеры с белым фосфором либо пламенно-дымовые смеси магния с гексахлорэтаном в присутствии нафталина (сост. 641). В настоя
щий момент применяются исключительно огневые составы, по рецептуре близкие к осветительным и некоторым сигнальным композициям.
Научно установлено, что чувствительность нашего глаза к красным лучам почти в два раза выше, чем к зелёным и в три раза, чем к белым.
Учитывая малый объём загружаемого трассирующего состава, используются медленногорящие смеси, образующие очень яркое пламя. В качестве горючего в основном применяется магний (реже алюминий). Из окислителей употребляют нитрат бария (сост. 642-652), натрия и калия. В числе таких смесей германские составы для бронебойно-трассирующих пуль (сост. 642) и снарядов (знаменитый «рейнметалл», сост. 649), а также русские составы Циалова для трёхлинейных пуль (сост. 648). Сила света наиболее ярких трассирующих композиций подобного состава превышает 3800 св. (сост. 644).
Для облегчения их воспламенения дополнительно вводят перекись бария ВаО? (сост. 642, 647, 651, 653) либо его хромат ВаСгСР (сост. 654).
Французские разработчики для трассы белого огня одно время даже использовали магниевый термит (сост. 655).
В трассирующих составах красного огня используют нитрат стронция (сост. 656) и его перекись SrO?, как, к примеру, в американских трассирующих пулях (сост. 657).
В качестве связующего компонента при запрессовке подобных пиротехнических смесей используют шеллак, фенолформальдегидную смолу, резинат кальция или стеарат цинка, который к тому же снижает их гигроскопичность.
Для большинства, приведенных в таблице 36 трассирующих составов, удельная световая энергия лежит в традиционных пределах 4400-6500 св. х с/г. Обычно, в полёте скорость горения трассирующих составов увеличивается в несколько раз, к тому же приходится учитывать сильное охлаждение пламени, поэтому главную оценку их качества дают полигонные испытания.
Глава 18. А я еду за туманом
18.1. Сквозь туман кремнистый путь Блестит
KlJ ообще-то говоря, туман - явление неприглядное. Мало того, J-' что он отдаёт сыростью, так ещё и мешает движению транспорта. Но иногда и он полезен...
Под покровом густой дымовой завесы армада танков союзников прорвала немецкую оборону и перешла в решительное наступление. Так, массовое применение маскирующего дыма решило исход первой мировой войны на Западном фронте. Для создания такого искусственного тумана был использован белый фосфор, образующий при сжигании взвесь фосфорного ангидрида и метафосфорной кислоты, превосходя по густоте и «кроющей силе» большинство традиционных дымообразователей.
Дым представляет собой тончайшую аэрозольную взвесь твёрдого вещества в воздухе. Если же дисперсная фаза - жидкость, то такая система называется «туманом». Устойчивость подобных аэрозольных систем сильно зависит от степени дисперсности взвешенных частиц.
Такие аэрозоли можно «приготовить» как путём диспергирования (измельчения) веществ (например, при контакте воды с вибрирующим пьезоэлементом в системах туманообразователей для до
машних водоёмов), так и их конденсацией. Второй метод позволяет получить более тонкую взвесь, причём, применяется как термическая возгонка дымообразующих веществ, так и их образование в ходе химической реакции.
Природный туман образуется при переохлаждении воздуха и конденсации в нём мельчайших капелек воды. Артисты эстрады добиваются подобного эффекта, устанавливая на сцене сосуды с
«жидким» азотом.
Густой белый аэрозольный туман предельно просто получить, приоткрыв флакон с тетрахлоридом олова SnCl4, представляющим собой тяжёлую (d = 2,23) бесцветную жидкость, реагирующую с парами воды в воздухе. Если же хоть капля этого продукта упадёт на землю, возникнет плотная белая тучка. В военных целях такая завеса применяется редко, прежде всего, из-за высокой себестоимости. Тот же эффект наблюдается при сгорании в среде хлора пластинок станиоля (тонких оловянных листов, в которые иногда заворачивают шоколадные конфеты).
Летучие жидкости - тетрахлорид кремния SiCE и титана TiCU также используются в качестве современных дымообразовате-лей. Легко гидролизуясь на воздухе, они образуют густой белый
дым из частичек соответствующих оксидов:
SiCl4 + Н2О -> SiO2 + НС1 и TiCl4+H2O-^ TiO2+HCl
С помощью специального дыма можно устроить картину зимнего сада даже в летнюю жару. Букет из веточек хвой-деревьев и плотнеет ов мы укра-химическим ине-
ных ных сим
ем. Для этого накроем их стеклянным колпаком, например, трёхлитровой банкой с выпавшим дном, и поместим на противень, в качестве которого
вполне подойдёт тонкий металлический лист. В центре пластинки насыпаем горстку бензойной кислоты, а под конструкцией зажжём спиртовую горелку. Выше 250°С кислота начнёт испаряться, покрывая растения мелкими белёсыми кристалликами, напоминая о зиме.
В числе наиболее применяемых на сегодняшний день дымооб-разователей остаётся хлористый аммоний (нашатырь), сублимация которого начинается уже при 200°С. Из органических дымообразующих веществ используются парафин, машинное масло и конденсированные ароматические углеводороды: нафталин, антрацен и фенантрен (табл. 37).
Таблица 37. Дымовые маскировочные (белые и серые) составы
—— 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669
Калия нитрат 10 54 45 58
Калия хлорат 20 67 20 45 41 43 43 51
Магния карбонат 2
Цинковые опилки 28
Цинка оксид 22
Аммония хлорид 50 23 40 33 43 41
Сера 8 7 10
Уголь древесный 10 7 10 10 8 10 8
Нафталин 20 3 20 28 40 22 25 41
Антрацен 30
Канифоль 26 14 14
Гексахлорэтан 50
670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681
Калия нитрат 40
Калия хлорат 29 14 47 44
Натрия хлорат 10 16 14 9 9
Сода пищевая 1
Магния карбонат 8
.Цинковые" опилки 67 25 35 32 34 35 35 38 34 40
Цинка оксид 20 6
Бура 8
Аммония хлорид 10 9 9 7 9
Сера V 15 14
Уголь древесный 3 5 9
Кизельгур 5 4 2 3 10 3
Канифоль 29
Тетрахлорметан 50 41 41 40 40 41 40
Гексахлорэтан 33 30 48
В качестве горючего в составах маскирующих дымов чаще всего применяют древесный уголь и, реже, серу. Частично функцию горючего выполняют органические дымообразователи, причём, продукты сгорания нафталина и антрацена могут окрашивать дым в серый и даже чёрный цвет. Основными окислителями подобных систем выступают хлораты калия и натрия, а также нитрат калия.
Классическим примером дымовых составов, основанных на возгонке, является смесь Ершова (сост. 658) и быстрогорящая Горбова (сост. 659).
При горении тетрахлорметана (четырёххлористого углерода) или гексахлорэтана с цинком (сост. 669-671) образуется серый дым, состоящий из конденсированных паров хлористого цинка с примесью углерода (смесь Бергера, сост. 671). В присутствии хлоратов, способствующих окислению углерода, в ходе подобного разложения образуется белый дым (сост. 672-680).
В числе удачных галогеноводородов для реакции Бергера также используются октохлорпропан, пентахлорбензол и гексахлорбензол. Применение жидкого тетрахлорметана ограничено токсичностью его паров и необходимостью дополнительного введения в дымовой состав специальных поглотителей (окись цинка, карбонат магния, кизельгур и др.).
Маскирующие составы белого дыма, которые в качестве восстановителя вместо металлического цинка включают более дешёвый древесный уголь, первыми предложили американские разработчики (сост. 679).
В кинематографе помимо описанных выше, часто исполь-
зуют сравнительно безвредные смеси хлората калия с хло-ридом аммония на канифольной основе (сост. 665-667). К
сожалению, длительное хранение таких составов да ещё во влажной среде опасно из-за возможного образования очень взрывчатого хлората аммония NH4CIO3.
Во избежание воспламенения дымовые составы должны сгорать без доступа кислорода, для этого их помещают в мешковину либо металлический или картонный корпус с отверстиями.
18.2. Сиреневый туман над нами проплывает
глухой выстрел, и на ясном солнечном небе неожидан-но появилась странная тучка, а уже через несколько секунд из неё в разные стороны потянулись цветные щупальца. Этого чудного зверя стало видно на многие километры... Именно так, с помощью цветного дыма можно передавать сигналы в дневное время на большое расстояние (табл. 38).
Добиться чёрной окраски дыма можно, увеличив в составах содержание нафталина либо антрацена, а также повысив температуру их разложения. Для этого в смеси Бергера вместо цинка вводят металлический магний (сост. 682, 683) или алюминий (сост. 684).
Таблица 38. Составы цветного дыма
% 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691
Чёрные Красные
Калия нитрат 10
Калия хлорат 45 50 52 20 26 29
Сурьмы ([[[) сульфид 7
Уголь древесный 15 10 3 15
Опилки древесные 5
Порох бездымный 14
Пороховая мякоть 50
Алюминиевая пудра 9
Магниевые опилки 19 18
Нафталин 21 2 40 35 32
Антрацен 23 5
Парафин 5
Идитол 6
Лактоза 20 32
Сахароза 26
Дёготь 20
Паратонер 60
Родамин Б 39
а-Нафтол 14
Ализариновый красный 48
Гексахлорэтан 60 59 56
692 693 694 695 696 697 698 699 700
Красные
Калия нитрат 25
Калия хлорат 27 15 35 30 23 30 33
Калия перхлорат 25
Натрия бикарбонат 19
Сурьмы (III) сульфид 20
Сера 11
Опилки древесные 35
Лактоза 20 25 28 17 24
Сахароза 28
Декстрин 5
Парато нер 65 3 60 31
Родамин Б 50 40 1 1 1 40 43
Метиламиноантрохинон 43
Таблица 38. Продолжение
% ~~— 701 702 703 704 705 706 707 708 | 709
Оранжевые Жёлтые
Калия хлорат 20 11 25 40 40 30 35 30
Аммония бихромат 35
Аурипигмент 40
Свинца диоксид 50
Опилки древесные 50
Магниевые опилки 15
Лактоза 14 30 20 20 25 20
Сахароза 20
Родамин Б 20
Хризоидин 75 45 14 10 10
Аминоазобензол 40
Аурамин 30 26 40
Жироранж 20
% 710 711 712 713 714 715 716 717 718
Жёлтые
Калия нитрат 30 34 40
Калия хлорат 33 34 31 25 30 21
Натрия бикарбонат 29
Мышьяковистый ангидр. 31
Аурипигмент 55 27
Сера 15 29 9
Лактоза 24 25 25
Сахароза 13 20
Хризоидин 9 56
Ах рам ин 34 41 33 38
Судан I 50 3
/7-Нитроанилин 50
Стеклянный порошок 6
% 719 | 720 721 722 723 724 725 1 726
Коричневые Зелёные
Калия нитрат 40 20
Калия хлорат 33 34 35 35 34
Меди ([[) оксид 50
Свинца диоксид 35
Сурьмы (1(1) сульфид 20
Сера 20
Уголь древесный 10
Пороховая мякоть 20
Магниевые опилки 15
Парафин 5
Лактоза 26 25 25 25 25
Сх праминовый коричн. 45
Индиго 26 14 28 28 14
Аурамин 15 12 27
Аурипигмент 27 12 20
Таблица 38. Продолжение
727 728 729 730 731 732 733
% Синие
Калия хлорат 30 25 25 40 35 35 35
Аммония бихромат 7
Лактоза 15 15 25 25 5
Сахароза 13
Декстрин 20
Индиго 60 40 40
Метиленовый синий 20 40 40 60
Метилфиолет 50
Также используются высокотемпературные составы с повышенным содержанием хлората калия и без хлористого аммония, в которых происходит неполное сгорание конденсированных углеводородов (сост. 685-687). А в некоторые смеси даже вводят пироксилиновый (сост. 684) или дымный порох (сост. 688).
Для цветной окраски дыма используют возгоняемые красители: ализарин, паратонер и родамин Б (красный); Судан IV (малиново-красный); хризоидин, аурамин и реальгар (жёлтый); Судан I -жироранж (оранжевый); супрамнн (коричневый); тионин голубой (голубой); метиленовый голубой, индиго (синий); кристаллический фиолетовый, метилфиолет (сине-фиолетовый).
С целью получения дыма устойчивого зелёного цвета часто используют комбинацию синих и жёлтых пигментов, а также смеси аурамина с малахитовым или бриллиантовым зелёным.
Во избежание разрушения красителей снижают температуру реакции смеси, вводя в качестве горючего углеводы: лактозу, сахарозу, крахмал и даже древесные опилки.
Как правило, цветные дымовые составы включают тщательно измельчённые и перемешанные компоненты: окислитель (30±10%), горючее (20±5%) и пигмент (50±10%). Можете попробовать.
Глава 19. Даёшь безопасные шведские спички в каждую шведскую семью!
(Т j редставляете, не так давно — два столетия назад, когда спички L ещё не изобрели, а о существовании газовых зажигалок не
догадывались, каждому курильщику приходилось носить в кармане не только папиросы с надписью «Минздрав предупреждает», но и громоздкое огниво с фитилём. Причём, процедура получения с его помощью огня напоминала целый ритуал, поэтому число курильщиков было значительно
меньше, чем сегодня.
Знаменитый английский химик Роберт Бойль (1627-1691) не мог с этим смириться ив 1681 г. погрузил лучину в раствор серы с белым фосфором, новый способ получения которого он изобрёл накануне (1680). Так появились первые спички, но радоваться было рано - они загорались при высыхании.
Его земляк - аптекарь по имени Джон Уокер пошёл дальше и предложил более практичные спички, которые воспламенялись лёгким трением между складками бумаги с толчёным стеклом.
Как известно, спичечная мануфактура ведёт свою родословную с 1833 г., когда немецкий химик Камерер продал венским фабрикантам Ремеру и Прешелю секрет фосфорной массы, легковоспламеняющейся при трении о шероховатую поверхность. Ковбои в кино обычно с этой целью используют подмётку или посадочную область своих джинсов.
Спичечные головки формировали из серы, покрытой смесью белого фосфора с двуокисью марганца и сурика. Для изготовления
более дорогих спичек употребляли диоксид («перекись») свинца
РЬО2, некоторые красители (берлинскую лазурь, крон, ультрамарин
и др.) и даже цветные лаки (табл. 39).
Содержание белого фосфора в таких спичках составляло всего 6-18% и, в зависимости от
входящих ингредиентов, чаще
всего они имели коричневый
(сост. 734), красно-коричневый
(сост. 735), ярко-красный (сост.
736)
737).
и даже синий цвет (сост.
Сегодня подобные спички большая редкость, но увидеть, как они загораются, Вы сможете, если приготовите 0,5 г (не больше!) смеси диоксида свинца с серой (10:1) и
попытаетесь этот состав
растереть в ступке (осторож-
но!). Смесь сразу воспламенится с характерным треском и разбра-
сыванием искр:
2РЬО2 + S —> SO2 + 2РЬО
STOP
Ещё большую механическую чувствительность проявляет пиротехническая композиция диоксида свинца с красным фосфором (20:1), для воспламенения которой порой достаточно простого перемешивания ингредиентов. Для более эффектного горения спичек, обычно содержание фосфора увеличивают до соотношения 7:1 или 8:1. В подобных спичках старого образца использовалась белая разновидность фосфора:
5РЬО2 + 2Р -> Р2О5+ 5РЬО
Специально для чувствительных дам в некоторых составах спичек сера, с её «дурным» запахом, заменялась воском, стеарином или парафином.
Такие спички хорошо переносят сырость, и Вы тоже можете использовать подобный приём, отправляясь в поход или на рыбалку. Достаточно каждую спичку окунуть в расплавленный парафин (~50°С) и дать ей остыть в течение нескольких секунд.
Таблица 39. Воспламенительные составы
% ' 734 735 736 737 738 739 740 741 742
Калия хлорат 27 54 59 52 54
Калия бихромат 5 6 5
Цинка оксид 16
Марганца диоксид 6 6
Свинца диоксид 52 57
Свинца персульфат 48
Железный сурик 55 56 6 2 6 .
Сера 3 8 6 3
Уголь древесный 1
Фосфор белый 7 8 7 7
Мел 2 1
Гуммиарабик 10 10
Канифоль 1
Декстрин 41 37 33 34
Камедь трагакантовая 5 3 7 2 3
Ультрамарин 2
Крапплак 2
Стекло 20 12 20 10 12
Клей 8 8
% ' 743 744 745 746 747 748 749 750 751
Калия хлорат 50 53 49 57 53 47 89
Калия бихромат 2 1 2 6 2
Цинка оксид 5 2 4
Марганца диоксид 4 1 6
Железный сурик 6 15 3 12 15
Сера 4 4 7 2 4
Сурьмы (III) сульфид 40 4 25
Уголь древесный 4
Фосфор красный 24 54
Мел 4
Гуммиарабик 7
Идитол 25
Декстрин г“32 14
Камедь трагакантовая 2
Крапплак 1 6
Стекло 22 18 16 10 5 17
Клей 10 15 13 16 И
Таблица 39. Продолжение
' _№ 752 753 754 755 756 757 758 759 760
Калия хлорат 60
Цинка оксид 3 3 2 7 2
Марганца диоксид 9 4
Железный сурик 18 15 10 13 2
Сурьмы (III) сульфид 30 35 33 28 42 33 40
Уголь древесный 1
Фосфор красный 31 29 25 33 31 41 56
Мел 2 2
Идитол 10 20 20
Стекло 3 3 3 10 3 24 40
Клей 19 14 27 40 7 17
761 762 763 764 765 766 767 768 769
Калия нитрат 72 65 51
Калия хлорат 77 70
Калия перманганат 55 85 82
Аммония нитрат 77
Аммония хлорид 15
Марганца диоксид 6
Сера 15 16 13,5 19
Сурьмы (III) сульфид 19 9
Реальгар 11 9
Уголь древесный 15 1
фосфор красный 23
Цинк 8
Железо 30
Сахароза 30 18
Шеллак 2,5
Декстрин 6
Стекло
770 771 772 773 774 775 776 777 778 779
Калия нитрат 75 33 30 81
Калия перманганат 53
Бария нитрат 45 68 30
Бария пероксид 88 80
Свинцовый сурик 60
Железный сурик 69
Сера И
Уголь древесный 15 13
Магний 32 26 12 20 4 31 40
Железо 47
Шеллак И 1
Бакелит 15
Идитол 10
Таблица 39. Продолжение
% 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789
Калия нитрат 75 50
Калия хлорат 25 66 12 50
Калия перхлорат 70
Калия перманганат 50
Бария пероксид 12 70 90
Магния пероксид 50
Марганца диоксид 68
Сера 10
Алюминий 15 15 18 3'4 18 50 50 10
Магний 17 15
Железо 50
Идитол 10
Фосфорные спички (или как их называли наши предки «сернычки») часто самовоспламенялись и служили причиной отравлений, особенно когда после обеда их использовали вместо зубочистки.
Появившиеся спички на основе сесквисульфида фосфора P4S3, серноватистокислого (тиосульфата) свинца PbS2O3 и его персульфата PbS2O8 (сост. 738), также отличались высокой механической чувствительностью и без труда воспламенялись трением о любую поверхность. Повышенная взрывчатость таких спичек приводила к тому, что при их зажигании во все стороны разлетались горящие искры, почти как от бенгальских огней.
Применявшиеся одно время «бесфосфорные» спички Бертолле тоже не прижились, поскольку для их воспламенения требовалась концентрированная серная кислота. Назвать эти спички «безопасными» вряд ли уместно, так как их головка формировалась из взрывчатой смеси Матюкевича (сост. 35), детонирующей при лёгком ударе.
С момента открытия в 1847 г. венским химиком Шретером аморфного красного фосфора, неядовитого и трудно воспламеняемого, изобретатели спичек обратились к нему. Но лишь в 1866 г. в Швеции появились первые безопасные спички, долгое время известные под именем «шведских» да и то, фосфора в них не было. Спичечная головка состояла из смеси бертолетовой соли с серой
(сост. 739-742) и воспламенялась трением о поверхность, содержащую красный фосфор (сост. 743, 744).
Новые бесфосфорные спички загорались не так эффектно, зато были абсолютно безопасны, если не давать их малень-
ким детям.
Чтобы отучить пользователей от спичек с белым фосфором в ряде государств, в том числе в России, на эту продукцию был введен высокий акцизный налог, а в некоторых странах, например, в Дании с 1875 г. за изготовление таких спичек можно было угодить за решётку. Окончательный приговор состоялся в 1906 г., согласно реше
нию международной конвенции о запрещении их производства.
Некоторое время даже выпускались «экономичные» шведские спички, представлявшие собой некий гибрид. Внешне они не отличались от традиционных фосфорных и при желании зажигались (правда, с трудом) о любую поверхность, хотя легче это было сделать о специально обработанные бумажные кульки, в которых они
продавались.
Безопасные спички раздельного нанесения горючего состава, несмотря на приоритет газовых зажигалок, широко применяются и сегодня. В состав головок таких спичек входят:
окислители (бертолетова соль, железный сурик, хромпик, хромат бария, двуокись марганца);
горючие материалы (сера, сульфид сурьмы, уголь);
цементаторы (идитол, клей костный и мездровый, гуммиарабик, декстрин, различные камеди);
наполнители, повышающие чувствительность смеси к трению (толчёное стекло, песок);
флегматизаторы, уменьшающие скорость горения и облегчающие воспламенение древесины (мел, цинковые
белила, канифоль); красители (сост. 745-752).
Тёрочные составы чаще всего включают красный фосфор,
сульфид сурьмы и стеклянный порошок. Чуть реже добавляют сурик, окись цинка, двуокись марганца и даже уголь (сост. 753-759).
Иногда тёрку покрывают смесью антимония, стеклянного порошка,
идитола на спирту (2:2:1) и «опудри-вают» красным фосфором (сост. 760). Реже воспламеняющую поверхность обрабатывают красным фосфором с углем.
В период второй мировой войны человек по имени Раймонд Кади изобрёл для спичек особое покрытие, сохраняющее их воспламеняемость даже после длительного пребывания под водой.
Спички, содержащие железный сурик, очень просто отличить от остальных. После сжигания их головка начинает притягиваться магнитом, так как при высокой температуре оксид железа меняет кристаллическую модификацию на ферромагнитную. При случае проверьте.
Глава 20. Абдула, поджигай!
Современные воспламенительные средства используются не только для зажигания сигарет и газовых конфорок, но и приведения в действие пиротехнических изделий. Их назначение заключается как в образовании и передаче теплового импульса, так и задержке воспламенения основного состава (табл. 39).
Тёрочные или как их ещё называют «фрикционные» смеси, подобные тем, что применяются в производстве спичек, занимают важное место в арсенале таких средств. Эти составы облегчают эксплуатацию пиротехнических изделий, хотя некоторые из них весьма чувствительны к механическому воздействию и опасны в обраще
нии. В их защиту следует отметить, что ёлочную хлопушку всё же
удобнее приводить в действие, дёргая за шнурок, а не поджигая спичками.
Фрикционные составы бывают как раздельного нанесения (типа безопасных спичек), так и смешанные. С простейшей из таких смесей (бертолетова соль -красный фосфор 3:1, сост. 761) Вы уже знакомы с детства. У «них» её называют «запал Амс-тронга». Подобным составом снаряжаются пистоны, митральезы с конфетти (по-простому хлопушки), а также сигнальные раке
ты, авиационные сигналы, дымовые шашки и другие пиротехниче
ские изделия. Иногда к этому составу добавляют сульфид сурьмы.
Обычно, смесь на декстриновом клее наносят на бумагу, суровую нитку или ленту и воспламеняют, протягивая через узкое отверстие или посредством удара.
В своё время школьники-хулиганы таким влажным составом начиняли небольшие бумажные трубочки, и после высыхания пугали ими одноклассниц, ударяя об пол или подкладывая под
ножку стула.
Кое-кто из них при этом сжёг себе ресницы и чуб, а те, кто носил такие «взрывпакеты» в кармане брюк, пострадали серьёзнее.
Если всё же Вы решитесь повторить их глупость, не забудьте, что измель
чённые компоненты можно смешивать только в малых количествах, предварительно смочив их водой, квасом или клеем и обязательно в
защитной маске, закрывающей чуб и глаза! Носить такие готовые изделия в карманах брюк не обязательно!
В 1937 г. запатентован германский фрикционный состав, содержащий церий-магниевый сплав с перекисью стронция. Различ
ные сплавы лантаноидов широко применяются в качестве искристых тёрочных материалов, в том числе выполняя функцию «крем ня» в зажигалках. Представляете подмётки из такого материала?
Знаменитый запал Н.И. Кибальчича (сост. 762) также вое
пламеняется при механическом воздействии. Например, достаточно наступить на имитационный дымовой фугас, чтобы серная кислота из лопнувшей стеклянной трубочки (1) подожгла смесь бертолетовой соли с сахаром (2), приведя в действие через пороховой шнур (3) дымовой состав (4).
Аналогично воспламеняется запал, состоящий из бертолетовой соли с серой (смесь Матюкевича, сост. 35). Можно использовать смеси перманганата калия с серой (6:1, сост. 764) или сахарозой (4:1, сост. 765) и также воспламенять их серной кислотой, но следует иметь в виду, что оба состава с серой очень чувствительны и могут загореться даже без кислоты при трении или ударе.
Для воспламенения йод-цинкового (1:4) и йод-алюминиевого запала (1:6) или смеси цинка с аммиачной селитрой и хлоридом аммония (сост. 766) достаточно капнуть на них водой.
Более замедленно действует перманганат-глицериновый запал: безводный глицерин из разбившейся ампулы в контакте с порошком перманганата калия воспламеняется в течение 20-30 с.
Смеси тиосульфата натрия, хлората калия, серы с гигроскопичными солями типа хлорида цинка «срабатывают» лишь через время.
Для поджигания «коктейля Молотова» не обязательно прикладывать стеклянную ампулу с белым фосфором. Иногда для этого используют надёжный запал из двух пробирок отдельно с концентрированной серной кислотой и перманганатом калия. Образующийся при ударе и их взаимодействии марганцевый ангидрид прекрасно воспламеняет любую «органику». Ещё проще пропитать х/б фитиль раствором хлората калия с сахаром (1:1) и высушить, а в «коктейль» осторожно влить концентрированную серную кислоту.
Многие органические растворители загораются при контакте с концентрированной азотной кислотой. В этом несложно убедиться, проведя следующий эксперимент.
В стеклянную банку насыпают небольшой слой песка и ста-вят фарфоровый тй-л гель, в который вли-вают по 2-3 мл кон-л центрированных сер-ной и азотной кислот. Банку накрывают крышкой с отверстием по центру. Несколько капель скипидара с помощью пипетки осторожно приливают к нитросмеси. Происходит вспышка и выделяется много копоти.
Большинство воспламенительных составов построено по типу дымных порохов (сост. 767-771), ко
торые в качестве основного окислителя содержат нитрат калия, часто в комбинации с нитратом бария, а в числе горючих материалов серу, древесный уголь, сульфиды сурьмы и даже мышьяка.
Пороховым составом начиняется бикфордов шнур - главный огнепровод для воспламенения горючих составов и капсюлей-детонаторов. Он состоит из горючей сердцевины, представляющей собой слабо спрессованный зернённый шнуровой порох, через который проходит направляющая хлопчатобумажная нить и несколько льняных, используемых для равномерного распределения соста-
ва. С целью предохранения от влаги сердцевина заключается в три оплётки льняной или хлопчатобумажной пряжи.
Для большей герметизации его наружные слои пропитывают водонепроницаемыми веществами: асфальтом, парафином, гуттаперчей или битумной смолой. Выпускают бикфордов шнур трёх типов: белый для сухих работ, чёрный для влажных и гуттаперчевый или пластиковый жёлтого цвета для работ под водой. Шнур имеет диаметр 5,5 мм и горит с постоянной скоростью 1 см/с с допустимым отклонением 10%.
Работая с этим огнепроводом очень важно не перепутать его с детонирующим шнуром (ДШ), который взрывается со скоростью 7-8 км/с и применяется для одновременного подрыва нескольких зарядов. Такой шнур имеет сердцевину из бризантного вещества с направляющей нитью в ней. Сердцевина заключена в льняную или джутовую оплётку белого цвета с вплетёнными в неё красными нитями и пропитанную парафином. Шнур может иметь красную пластмассовую оболочку.
Упрощённый пороховой фитиль - стопин, применяемый в открытом виде, представляет собой дымный порох, наклеенный на хлопчатобумажную нить. Он широко применяется для изготовления фейерверков и имеет более высокую скорость горения (1 м стопина сгорает за 20-27 с). Стопин, помещённый в бумажную, так называемую «проводную» гильзу, горит ещё быстрее.
Отличный огнепровод можно приготовить, пропитав бумагу раствором сильного окислителя, например, нитратом, хлоратом или перхлоратом калия. А что из этого может получиться, смотрите сами. ..
К специально обработанному листу писчей бумаги в определён-л ном месте подносят тлеющую спичку или папиросу, и он /!\ буквально оживает. Огненное пятно, как кисть художника,
ползёт по бумаге, выжигая причудливую линию. Ещё минуту терпения и вы сможете прочесть засекреченное послание либо разглядеть знакомый силуэт.
Секрет этого чуда прост. Достаточно насыщенным раствором калийной селитры сделать сплошную надпись либо рисунок на белой писчей бумаге, а место поджигания по
метить точкой. Высохшее послание становится невидимым. Если же Вы захотите «раскрасить» рисунок, используйте нитрат стронция или бария. В этом случае бегущая строка окрасится в карминово-красный либо зелёный цвет.
В «мирной» пиротехнике широко используется тонкий пироксилиновый огнепровод, очень напоминающий по внешнему виду вьетнамскую вермишель или нашу «Мивину». Он не боится влаги, быстро сгорает, но может побеспокоить при сильном ударе.
Для приведения в действие составов чёрного дыма применяют смеси Рэя, состоящие из перманганата калия и восстановленного железа (сост. 772), в том числе с добавлением древесного угля (сост. 763).
Поджигание термически менее чувствительных составов, в частности, осветительных, осуществляют воспламенительными смесями, усиленными магнием (сост. 773-781), куда в качестве окислителя также добавляют пероксид бария (сост. 775, 776) либо двуокись марганца (сост. 780).
Термитные составы инициируют высокотемпературными воспламенителями, содержащими алюминий (сост. 780, 783-788) и даже железо (сост. 789). Иногда с этой целью применяют магниевые и алюминиевые осветительные составы, например, «офорит» (сост. 466, табл. 25) или зажигательную смесь Бекетова (сост. 418, табл. 23) с двуокисью кремния.
Для воспламенения труднозажигаемых пиротехнических композиций можете приготовить смесь серы с железными опилками (4:7). Её красочное горение больше напоминает фейерверк.
Л Поместите несколько граммов этой смеси на асбестовую сетку и нагрейте в огне спиртовки под тягой или на откры-. том пространстве. Реакция протекает бурно с сильным ра-зогревом и выбросом ярких огненных искр. Жаль, что такой состав не хранится из-за быстрого разрушения железа.
Особо «ленивые» пиротехнические составы зажигают, применяя несколько переходных воспламенительных смесей. К примеру, железо-алюминиевый термит разбавляют серой (70:23:7) и эту плавленую смесь (диасит) поджигают обычной пороховой подмазкой.
Для взрыва бризантных веществ применяют капсюля-детона-торы, представляющие собой металлическую или картонную гильзу длиной 4,5-4,9 см и внутренним диаметром 6,3-6,5 мм, частично заполненную инициирующим составом высокой скорости детонации (табл. 40).
В своё время для этого широко использовался специальный ударный хлоратный порох с антимонием (сост. 790); гремучая ртуть, усиленная бертолетовой солью (сост. 791, 792), селитрой (сост. 793) либо перекисными соединениями (сост. 794); а также соли пикриновой кислоты, азид и стифнат свинца (сост. 797).
Таблица 40. Составы капсюлей-детонаторов
~ 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800
Калия нитрат 25
Калия хлорат 34 23,6 39
Бария нитрат 10
Ртуть гремучая 76,4 22 50 60 33
ТЭН 74.1
Тенерес И 11,1
Тетразен 15 3
Свинца азид 97 75 15 14,8
Свинца стифнат 65 25
Тетрил 74 67
Бензоила пероксид 40
Сурьмы (III) сульфид 66 39 25 10
В современных ударных и воспламенительных составах часто применяется тетразен. Даже небольшая добавка этого вещества резко повышает чувствительность стифната свинца к удару (сост. 795) и азида свинца к наколу (сост. 796).
Хорошо зарекомендовали себя азидотетриловые (сост. 798), азидотэновые (сост. 799) и гремучертутнотетриловые детонаторы (сост. 800), взрывающиеся от огня бикфордового шнура или удара.
Глава 21. Сильные ухом
рёшь, не возьмёшь!» - раненный Василий Иванович Чапаев отчаянно плывёт через Урал. Всё ближе и точнее ложатся
очереди белогвардейского пулемёта. .. Эти кадры каждый помнит с детства. Но мало кто знает, что если бы советские кино-пиротехники ещё в 1934 г. так удачно не выполнили «эффекты ударов пуль о во-
ду» стреляющими пробками, знаменитый артист Б. А. Бабочкин не
только бы не дотянул, как и его герой, до спасительного берега, но и до звания «народного» (1963) и Героя социалистического труда (1974).
Современные имитационные пиротехнические средства широко применяются в кинематографе, военных учениях и даже демонстрации фейерверков. Для получения сильного звукового эффекта типа взрыва такие изделия (например, шлаги, выстрелы, петарды и
взрывпакеты) обычно снаряжают зернённым дымным порохом.
Ещё для обучения бойцов рабоче-крестьянской Красной Армии
активно использовались особые 26-мм патроны и специальные
гранаты под мортирку Дьякова, напоминающие по звуку разрыв боевых снарядов, а также имитационные фугасы, дающие кроме громкого звука цветной дым и пламя.
Иногда для снаряжения звуковых имитационных изделий используют фотоосвети-тельные смеси, которые кроме шума от взрыва в замкнутом пространстве дают ослепительно-яркую вспышку.
Некоторые шумовые изделия, в частности, шутихи, в момент
выстрела совершают причудливые акробатические прыжки.
Вы не задумывались, почему пламя иногда гудит? Почему водород в пробирке иногда сгорает с завыванием, а чаще с хлопком или вообще молчит? Почему огонь в топке поёт, а раскалённые газы, вырывающиеся из сопла ракеты, свистят, угрожающе шипят или даже издают рёв, как у реактивного самолёта?
Дело в том, что если частота колебаний, возникающих в зоне огня, совпадает с собственной частотой колебаний камеры сгорания, то в силу резонанса мы услышим определённый шум. Примерно так же, как дека гитары усиливает звук её тихих струн. В частности, если чистый водород сжигать в коническом сосуде или даже сферическом, то «петь» он будет намного громче!
л При желании /!\ можно заставить выть даже обычную газовую конфорку. Достаточно накрыть ц её проволочной сеткой, а чуть повыше укрепить вертикально металлическую трубу, например, от кухонной вытяжки или водосточную. Чтобы она запела, расстояние от раскалённой сетки до трубы должно составлять 1/4 её длины.
Впервые такой по
ющий «саксофон» предложил в XIX в. немецкий химик Рийке.
Когда В. В. Маяковский спрашивал: «А Вы ноктюрн сыг-[фф/7} рать смогли бы на флейтах водосточных труб?» - он, наверняка, имел ввиду подобный эксперимент.
Но, оказывается, есть и обратная связь. Тонкое, очень длинное (до 2 м) газовое пламя прекрасно реагирует на любой звук (особенно высокочастотный). Подобно индийским йогам с помощью флейты Вы сможете заклинать фонтан из струй такого огня.
[Фф^] II Перед этим потренируйтесь: может Вам лучше подойдёт н большая медная труба, к примеру, как у Незнайки.
V
Для имитации свиста «падающей бомбы» не обязательно её сбрасывать с самолёта. Достаточно поджечь запрессованный в кар-
тонной гильзе специальный «душераздирающий» состав, например, смесь нитрата и пикрата калия (3:7, сост. 801) или хлората калия и пирогал-ловой кислоты (1:1, сост. 802). При этом картонная трубка заполняется составом лишь частично, а её свободная часть выполняет роль резонатора звука.
Однако самым известным и массовым имитационным изделием по-прежнему остаются пистоны для детских игрушек и, конечно же, хлопушки.
Предметный указатель
А A
AN-FO, 49 Азид аммония, 205 Азид бария, 205
С Азид брома, 206 Азид золота, 205
Couche, 62 Азид йода, 206 Азид кальция, 205
D Азид меди (II), 205
DD 60/40, 122, 129 DNBP, 128 DNC, 130 DNOC, 130 DNP, 129 DOK, 130 Азид ртути (I), 205 Азид свинца, 20, 202, 204, 205 Азид свинца основной, 205 Азид серебра, 205 Азид фтора, 206 Азид хлора, 206 Азид калия, 203 Азидодитиоугольная кислота, 206
Е Азидосульфат калия, 206 Азиды галогенов, 206
Explosive D, 124 Азиметилен, 198 2,2-Азо-бис-изобутиронитрил, 196
М Азоимид, 201 Азотистая ртуть, 179
MDN, 122, 157 MDPC, 122, 129, 130 MMN, 122, 156 МТТС, 122, 130, 137 МТХ, 122, 137 Азотистая сера, 180 Азотистоводородная кислота, 200, 201 Азотистый селен, 180, 181 Азотистый теллур, 180 Азотная кислота, 169 Азотноватистая кислота, 187 Азотнокислый гуанидин, 190
N Айригел, 123, 137, 138, 160 Акароидная смола, 16, 20, 297, 302,
NDRC-480, 127 Nn°lCbis, 60 Nn°5, 60 NX, 63, 147 304, 305 Аквамексы, 71 Акванал А-10, 15, 71 Акваналы, 49 Акванит АРЗ-8Н, 15 Акваниты, 49
R Акваниты раздельного заряжания, 71 Акватол Т-20, 15, 70
Rocket, 139 Акватолы, 18, 49, 70, 137 Ализарин, 323
S Ализариновый красный, 321
Slurry, 49, 137 Алнафт, 53 Алювит, 52
Алюмекс, 52
Алюминий, 9, 20, 22, 25, 53, 56, 61, 66, 106, 138, 169, 242, 258-260, 262, 281, 284, 285, 289, 296, 298, 300, 302, 304, 312, 315, 321, 328, 336
Алюминотермия, 257
Алюмо-калиевые квасцы, 308, 311
Алюмон, 53
Алюмотол, 15, 70, 137-139, 170
Аматол, 64, 139
Амекс, 52
Амелен, 53
Американские дуалины, 98
Амид серебра, 179
Амидинотетразенотетразол, 198
Амидный порох, 51
Амидоген, 95
Аминоазобензол, 322
Аминохлортриоксид, 184
Аммиак, 180, 184, 185,220
Аммиакат тетраоксихрома, 243
Аммиакаты никеля, 177
Аммиакаты ртути, 177
Аммиакаты серебра, 177
Аммиакат йодистого азота, 182
Аммиачная селитра, 26, 43-72, 95, 101, 139, 147, 160, 170
Аммонал водоустойчивый отечественный, 65
Аммонал М-10, 15
Аммонал скал. №3, 15
Аммоналы, 15, 49, 56, 60, 61, 65,,66, 68, 106, 139, 170
Аммонекс, 53
Аммонжелатиндинамиты, 101
Аммониаккрут, 95
Аммонийно-селитровые ВВ, 14
Аммонит 6ЖВ, 15, 55, 64, 65
Аммонит АТ, 15
Аммонит ПЖВ-20, 15, 68
Аммонит скальный №3, 20
Аммонит ФС, 65
Аммониты, 15, 20, 49, 55, 57, 59-68, 105, 107, 139, 140
Аммония бихромат, 105, 248, 322, 323
Аммония дихромат, 248
Аммония нитрат, 44, 50, 51, 53, 58, 59, 60, 61, 67, 69, 91, 105, 106, 169, 189, 327
Аммония озонид, 220
Аммония оксалат, 50, 58, 59, 67, 92, 97
Аммония перхлорат, 44, 67, 189
Аммония пикрат, 61, 122, 297, 305, 313
Аммония хлорид, 58, 59, 67, 305, 308, 318
Аммонкрут, 51
Аммотол 40/60, 64
Аммотол 60/40, 64
Аммотолы, 63
Амонекс, 52
Анабел, 52
Ангидрон, 45
Английский кордит, 114
Английский студенистый динамит
Нобеля, 100
Андекс, 52
Андомет, 52
Анилина г/х, 50
Анилит, 169, 176
Аннит, 53
Анол, 52
Аноприл, 52
Антигризутины Арендонка, 57
Антигризутные смеси, 48
Антимоний, 9, 252
Антимонит, 20, 22, 28, 38, 284, 285, 313, 337
Антрацен, 318, 321
АП-5ЖВ, 68
АРЗ-811,71
АРЗ-8Н, 71
Артиллерийский порох BN, 36
АС-4В, 57
АС-8В, 57
АС-ДТ, 49, 53
Астралиты, 15, 186, 188, 189
Асфальт, 44, 258, 259, 297, 298, 304, 308
Атлас-порох, 95
Аурамин, 322, 323
Ауранция, 137, 153
Аурипигмент, 9, 293, 322
Аустенит, 52
Ацетилен, 224-226, 268
Ацетилендинитрил, 227
Ацетиленид золота, 227
Ацетиленид меди (I), 226
Ацетиленид меди (II), 226
Ацетиленид ртути (II), 226
Ацетиленид серебра, 226
Ацетилениды, 226
Ацетилиды 226
Ацетонитрил, 228
Б
Бакелит, 9, 259, 327
Балканит 2, 64, 67, 139
Баллиститы, 112, 113, 115
Баллистит Нобеля, 106, 113
Баллистит кёльнский, 106
Бариевый порох, 36
Бария диоксид, 283, 285
Бария карбонат, 305
Бария нитрат, 19, 20, 29, 44, 50, 92, 105, 259, 282, 283, 285, 302, 304, 305, 308, 313,314,327,337
Бария пероксид, 242, 314, 327, 328
Бария сульфат, 58, 67
Бария хлорат, 259, 304, 305
Бария хромат, 314
Баэлинит, 64, 139
Бездымные виды пороха, 105
Безопасные пороха Фавье, 60
Беллит, 63, 143
Белый порох, 34, 41, 208, 228
Белый фосфор, 254, 257, 266, 267, 316
Бензазид, 207
Бензгидроксамовая кислота, 187
Бензин, 258
а-Бензодиазобензила гидропероксид, 238
Бензоила пероксид, 242, 337
Бензоилазид, 207
Бензол, 258
Бензолдиазоанилид, 198
Бензолдиазоний нитрат, 197
Бензолдиазоний хлорид, 197 л-Бензохинонмонохлоримид, 184 Бертолетова соль, 38, 40, 96, 312, 328, 329, 331
Бесфосфорные спички Бертолле, 328
Бикфордов шнур, 216, 333
Битум, 39
Бихроматные пороха, 112
Болонский фосфор, 292
Боразола трироданид, 272
Боранаты, 271
Бораны, 257, 271
Борациклопентаны, 271
Борная кислота, 304, 306
Бороводороды,271
Борогидрид алюминия, 272
Борогидриды, 271
Боронат алюминия, 272
Боронаты, 271
Бризантность, 17
Бриллиантовый зелёный, 323
Бромазид, 206
Бромат аммония, 43
Бромизоимид, 184
Бромистый азот, 184
БТЭМ, 174
Булдыжник, 233
Бура, 318
трет-Бутилпероксиацетат, 239
тре/п-Бутилпероксибензоат, 239
игрет-Бутилпероксид, 239
Бурый призматический порох, 33
В
Вазелин, 39, 58, 97, 106
Ватергел, 71
ВВТюрпена, 169, 176
ВВ Донара, 246
ВВ Стритта, 39
ВВ Шпренгеля, 142, 169, 176
ВВВ, 15, 69, 70, 71
ВВВ Т-18, 15
Вестфалиты, 51
Веттер-вазагит-В, 67
Веттер-детолит-А, 67
Веттер-карбонит С, 36
Веттер-энергит А, 36
Вещества Альвизи, 44
Вещества Жирара, 43
Вещества Лёра, 44
Вещества Стритта, 39, 42, 45, 46, 156
Вещества типа «N», 60
Вещества Фавье, 157
Взрывчатый хлопок, 104
Взрывчатая нитроцеллюлоза, 101
Взрывчатая ртуть, 208
Взрывчатая сурьма, 278
Взрывчатые вещества Фавье, 60
Взрывчатый висмут, 279
В ирит, 95
Влагоустойчивые гранулиты, 57
Водосодержащий гранулотол, 138
Водосодержащие ВВ, 35, 71
Водяной газ, 229
Военный порох МС, 32
Вольфрамовая кислота, 250, 285
Воспламенительные составы, 326
Вриля порох, 40
Вулкан-порох, 95
Г
Габброзиты, 69, 71
Галеит, 194, 195
Галлоксилин, 28, 228
Галлоксилиновый порох, 34
Галогенсульфурилазиды, 206
Гана порох, 40
Гаффенеггера порох, 40
Гекла-порох, 95
Гексакарбонил ванадия, 230
Гексакарбонил хрома, 230
Гексаметилентрипероксиддиамин, 234,
236
Гексанитродифенипамин, 123
2,2',4,4',6,6'-Гексанитродифениламин,
153
Гексанитродифенилмочевина, 154
Гексанитроклетчатка, 103
Гексанитрокрахмал, 118
Гексанитроманнит, 83, 84
Гексанитроэтан, 173
Гексаоксибензол, 230
Гексахлорэтан, 298, 311, 314, 318, 321
Гексил,153
Гексит, 152, 153
Гексоген, 14, 15, 20, 65, 85, 123, 138,
159-164, 169, 170
Гексопласт, 160, 161
Гелигниты, 59, 100
Геллит, 169, 174
Гельгофит, 140, 169, 174
Генераторный газ, 229
Геркулес-порох, 95
Германский скальный аммонит NX, 147
Гигант-порох, 95
Гидразин, 187-189, 220
Гидразина нитрат, 189
Гидразина перхлорат, 44
Гид раз ин-гидрат, 189
Гидрид фосфора, 269
Гидриды бора, 271
Гидрид кальция, 257
Гидроазогистая соль, 186
Гидробел, 67
Гидроксиламин, 186
Гидроксиламина нитрат, 189
Гидромексы, 71
Гидроперит, 219, 233, 242
Гидропероксид формила, 238
Гидропероксиды, 231
Гильсонит, 69
Гипонитриты, 187
Глиоксилин, 96, 97
Глицерил-2,3-динитроацетат, 81
Глицерил-2,3-динитрохлоргидрин, 81
Глицерина тринитрат, 73
Глицерина тринитрит, 81
Глицериндинитрат, 80
Глицериндинитроацетин, 101
Глицериндинитромоноацетин, 81
Глицериидинитрохлоргидрин несшим., 81, 101
Глоноин, 73
ГЛТ, 70
ГМТД, 167, 234-236
Гомогенные пороха, 109
Горная зелень, 309
Горная синь, 308
Горсли порох, 40
Горючее мыло, 253
Граммоналы, 49, 66, 139
Граммонит 50/50, 15
Граммонит 79/21, 15, 66
Граммониты, 49, 66
Гранатол А, 137
Гранаты под мортирку Дьякова, 338
Гранитов 7А, 15
Гранитов-1, 15
Гранитовы, 66, 137
Гранувекс, 52
Гранувированные аммониты, 66
Гранулит АС-4, 57
Гранувит АС-8, 15
Гранулит М, 15, 53, 55
Гранувиты, 49, 52, 57, 170
Гранувотов, 15, 70, 71, 137, 138
Гранувотов водосодержащий, 15
Графит, 20, 22, 53,' 59
Гремучая ртуть, 20, 209, 210
Гремучее зовото, 176, 180
Гремучее серебро, 176
Гремучекисвая ртуть, 208, 209
Гремучекисвое серебро, 210, 21 I Гремучие студни, 44, 58, 59, 97-100
Гремучий газ, 214, 275
Греческий огонь, 28, 251,288
Гризугелигнит, 97
Гризунафталит lb roche, 60
Гризунафталит пластовый 4, 60, 158
Гризунит cache, 60
Гризунит roche, 62
Гризуниты, 60
Гризутил 16 хлористый, 67
Гризутин, 97
Гризутиндинамиты, 57-59, 93, 101
Гризутит, 57, 93
Грицелит, 57, 58
Громобой, 63, 126
Гуанидина нитрат, 189, 192
Гуанидина перхлорат, 192
Гуаргам, 69
Гуммиарабик, 326
Гурдинамит специальный Ибоса, 93
Гурдинамиты, 92, 93
Д
ДАБ, 198
Дайнаджекс, 36, 67
Двуокись марганца, 219, 244, 262
Двуокись хлора, 222
Декамон, 52, 53
Декстрин, 20, 38, 44, 58, 283, 297, 298, 305, 308, 321, 323, 326, 327
Детонация, 14
Детонирующий щнур ДШ, 334
Детонит М, 15, 95
Детониты, 15, 57, 58, 80, 95, 101
Ди-(2,4,6-тринитрофенил)сульфид, 154
Диазаметан, 198
Диазирин, 196
Диазоамидобензол, 198
Диазобензол, 196
Диазобензола нитрат, 196, 197
Диазобензола хлорид, 197
Диазобензолимид, 207
Диазогуанидина нитрат, 198
Диазоксид, 196
Диазоль, 197
Диазоль О, 198
Диазоль 4С, 198
1 - Д иазо-2-нафто л -4-су л ьфо кислота, 196
Диазосоединения, 196
Диалкилдифенилмочевины, 26
Диамид, 187
Диасит, 261, 336
Диацетилен, 227
Дибензоил, 238
Диборан, 271
Дибромацетилен, 227
Дигидразид угольной кислоты, 193
Дигидропероксипропан, 233
Дизельное топливо, 53, 69
Диизопропилпероксидикарбонат, 239
Диметилаты щелочноземельных металлов, 274
Диметилбериллий, 273
Диметилгидразин несимм., 187
Диметилмарганец, 273
Диметилфосфин, 269
Диметилцинк, 273
Димитрит, 67
ДИНА, 189, 193, 194
Динамагнит, 88
Динамиты, 15, 20, 72, 90, 91, 97
Динамит №1, 90
Динамит Ибоса, 91
Динамит 75% кизелг., 15
Динамит Нобеля №1, 20, 92, 100, 130, 196
Динамит Нобеля №1 сорт III, 91,93
Динамит Нобеля №1 сорт II, 91, 93
Динамит Нобеля №2, 36, 94
Динамит Нобеля №3, 95
Динамит Петрушевского, 88
Динамит сахарный фр., 91
Динамит Трауцля, 98
Динамит фр. сорт I, 91
Динамит фр. сорт II, 91
Динамит фр. сорт III, 91 /
Динамит Хорелея, 96
Динамит чёрный фр., 91
Динамок (древ.), 15
Динамон Ж, 52
Динамон К, 52
Динамон Т, 52
Динамоны, 15, 49, 51-53
Динафталит-1с, 61, 62, 157
Динафталиты, 157
Динафтит, 60, 157
4,6-Динитро-2-аминофенол, 128
2,4-Динитроанилин, 155
2,6-Динитроанилин, 155 .
1,3-Динитробензол, 143
Дииитробензолы, 61, 123, 143
2,4-Динитро-6-бутилфенол, 128
Динитрогликоль, 58, I 15
Динитроглицерин, 80, 81, 101
М,М'-Динитрозопентаметилен-тетрамин, 165
4,6-Динитро-о-крезол, 130
3,4-Динитроксилол, 147
3,5-Динитроксилол, 147
Динитрометан, 171
Динитронафталин, 15, 20, 60, 61, 122,
123, 156, 157
1,5-Динитронафталин, 157
1,6-Динитронафталин, 157
1,8-Динитронафталин, 157
2,4-Динитрорезорцин, 133
4,6-Динитрорезорцин, 133
Динитротолуол, 39, 44, 58, 61, 97, 112,
123
2,3- Динитротолуол, 140
2,4- Динитротолуол, 140
2,5- Динитротолуол, 140
2,6- Динитротолуол, 140
3,4-Динитротолуол, 140
3,5-Динитротолуол, 140
2,4-Динитрофенилгидразин, 155, 189 Динитрофенол, 122, 129, 130 1,3-Динитро-2-хлорбензол, 143 1,3-Динитро-4-хлорбензол, 143 Диннамон Т, 52
Диоксид азота, 169
Диоксид-диперхлорат хрома, 46
Диперекись ацетона, 232, 233
Диперекись метилэтилкетона, 234
Дипероксид ацетальдегида, 238
Дипероксид метилэтилкетона, 238
Дипероксид ацетона, 233
Дипероксид пропанона, 232, 233
Дипикриламин, 153
Дипикриламинат аммония, 153
Дипикриламинат кальция, 153
Дипикриламинат свинца, 153
Дипикрилсульфид, 154
Дипиридинилникель, 273 -
Дисульфид олова, 313
Дитмара дуалин, 98
Дифениламин, 26, 106, 111
Дифениламиновый порох, 111 1,3-Дифенилтриазен, 198
Дифосфин, 269
Дихлорацетилен, 227 2,6-Дихлор-4-нитрофенол, 130
Диэтанол-М-нит'раминодинитрат, 193
Диэтанола.миндинитрат, 193
Диэтанолнитраминдинитрат, 193
Диэтилберилий, 273
Диэтиленгликольдинитрат, 80
Диэтилцинк, 273
ДН11МТА, 165, 166
Додеканитроклетчатка, 103
Донарит, 61, 64, 139
Древесная мука, 53, 58, 60, 61, 67, 91, 92, 97
Древесный уголь, 16
Дуалин, 97, 98
Дымный порох, 16, 20, 22, 27, 32-34,
НО, 111,323,335
Дымовые маскировочные составы, 318
Ж
Желатин-динамиты, 97, 100
Желатинированные динамиты, 97
Железный сурик, 313, 314, 326, 327
Железо, 219, 327, 328
Желтая кровяная соль, 34, 228
Жёлтый фосфор, 267
Жидкие ВВ, 169, 174
Жидкий кислород, 218
Жидкий озон, 219
Жидкий фосфористый водород, 269
Жидкость Фарадея, 183
Жироранж, 322, 323
3
Зажигательная смесь Бекетова, 336
Зажигательные бомбы, 252
Зажигательные составы, 21,250, 258
Запал Ам стронга, 33 I
Запал Кибальчича, 10, 26, 39, 41,261, 332
Запальный желатин, 98
И
Игданит, 15, 49, 52-55
Идитол, 9, 20, 282, 283, 297, 298, 299, 302, 305, 308, 31 1-314, 321, 326-328
Изопурпурат калия, 125
Изоциановокнслая ртуть, 211
Изоциановокислое серебро, 212
Имид оксидиртути, 178
Имид серебра, 179
Иминомочевины нитрат, 192
Имитационные пиротехнические
средства, 338
Ингалиты, 170
Индиго, I 19, 322, 323
Индюрит, 115, 116, 143
Ионит, 15, 36, 68, 101
Ионкит О№9, 45
Ионкиты, 36, 44, 45, 158
Искусственный мускус, 148
Ифзаниты, 70
Й
Йодазид, 206
Йодазоимид, 182
Йод-алюминиевый запал, 290, 332
Йодистый азот, 20, 21, 181, 182, 183
Йодный запал, 290
Йодозобензол, 47
Йодоксибензол, 47
Йод-цинковый запал, 332
К
Кадмит, 36, 91, 93, 94
Каипинит, 36, 44, 45, 158
Калий, 276
Калия нитрат, 50
Калия бихромат, 50, 51, 105, 248, 259, 326
Калия дихромат, 248
Калия карбид, 225
Калия нитрат, 20, 22, 28, 29, 32, 44, 50, 58-60, 67, 91, 92, 97, 105, 122, 169, 189, 258, 259, 283, 285, 302, 311,313, 318,321,322,327,328,337
Калия перманганат, 284, 285, 327, 328
Калия перхлорат, 19, 20, 22, 44, 97, 123, 284, 285, 298, 299, 308, 31 1, 321,328
Калия пикрат, 122, 123
Калия хлорат, 20, 22, 38, 39, 50, 123, 189, 283, 284, 297-299, 302, 304, 305, 308, 3 I I -313, 318, 321 -323, 326-328, 337
Каломель, 296, 298, 305, 308
Кальция нитрат, 69, 285
Кальция оксалат, 299
Кальция резинат, 314
Кальция силицид, 59
Кальция фосфат, 259
Камеди, 326
Камедь трагакантовая, 326
Камфора, 105
Канифоль, 9, 16, 20, 21, 252, 258, 259, 296, 302, 305, 306, 308, 313, 314, 318, 326, 330
Каннеля порох, 44
Капсюля-детонаторы, 336
Карбазоатом, 124
Карбамидин, 192
Карбид магния, 225
Карбид калия, 224
Карбид кальция, 224-226, 268
Карбидо-фосфорная смесь, 269
Карбилоксим ртути, 209
Карбогели, 44
Карбогелы, 71
Карбогидразид, 189, 193
Карбонил никеля, 229
Карбонилазид, 206
Карбонилгидрид железа, 230
Карбонит авср., 91
Карбонит герм., 91
Карбонит фр., 91
Карбониты, 43, 59, 93
Карботол ГЛ-10В, 15, 71
Карботол ГЛ-15Т, 71
Карботол ФТ-10, 71
Карботолы, 70
Карлит зелёный, 67
Карлиты, 44, 45, 139
Касторовое масло, 39, 44
Кёльнский порох, 94
Кемиты, 71
Керосин, 39, 169, 252, 258
Керрифрекс, 36, 67
Кизельгур, 91, 92, 318
Кизельгур-динамит Нобеля №1 норм.,
91
Кимит, 69
Кинетит, 106, 115, 143
Киса, 232, 233
Кнаффеля порох, 40 '
Ковеллин, 9
Кокс, 91
Коктейль Молотова, 252
Коллодий, 78, 99, 107
Коллоксилин, 101, 103, 105, 106, 112
Коллоксилиновый порох, НО
Коллоксилиновые динамиты, 100
Комплексные аммиакаты меди, 309
Комплексные изоцианиды, 228
Комплексный нитрид золота, 180
Конфетти, 331
Кордит англ, 106
Кордит Абеля, 106
Кордиты, 113, 114
Красный фосфор, 222, 266-268, 328
Красный гурдинамит, 92
Крахмал, 28, 50, 69, 92, 97. 285
Крезилат аммония, 130
Крезилит, 122, 130
Крезилит№2, 130
Кремневодород, 270
Кремнезём, 91
Кремнийфториды, 270
Криолит, 283, 284, 301,302
Кристаллический фиолетовый, 323
Критический диаметр, 18
Кровяная соль, 28
Крупнозернистого дымный порох №3, 33
Ксилил, 61, 63, 122, 123, 145-147
Ксилиловое масло, 145, 147
Ксилоидин, 116
Л
Лабрит, 53
Лактоза, 20, 22, 39, 44, 298, 304, 305, 321-323
Лигнамит, 57, 58
Лиддит, 120, 121
Лития карбонат, 293, 299
Литой термит, 261
Литофрактор, 29, 36, 95, 96
ЛПВВ-9, 159, 161
Люминофоры, 292
М
Магнезит, 91
Магниевые опилки, 20, 242, 259, 282, 284, 285, 297, 298, 302, 305, 313, 314, 321, 322
Магниевый термит, 315
Магний, 22, 259, 281, 295, 327, 328
Магнийдиалканы, 274
Магния пероксид, 328
Магния перхлорат, 44
Макарит, 36, 123, 139
Малахит, 308, 311
D-Маннита гексанитрат, 84
Марганца диоксид, 39, 259, 283, 285, 326-328
Марганцевый ангидрид, 247
Марганцовка, 245
Мартинит, 101, 140
Масло касторовое, 282
Мастике, 297, 298
Меганит, 98
Меди оксид, 259
Меди (II) ацетат осн., 308
Меди (II) оксалат, 308
Меди (II) роданид, 308
Меди (II) сульфид, 308
Меди (II) хлороксид, 308
Медная лазурь, 309
Медно-аммиачный реактив Швейцера, 177
Медно-аммонийный нитрат, 177
Медный блеск, 309
Мел, 91, 92, 299, 326, 327
Мелинит, 14, 18, 120-122, 145, 146
Мелкозернистый дымный порох №1, 33
Метаборан, 271
Метамит, 52
Метанит-1, 67
Метиламина нитрат, 69
Метиламиноантрохинон, 321
2-Метил-4,6-динитрофенол, 130
Метиленовый голубой, 323
Метиленовый синий, 323
Метилнитрат, 81, 82
М-Метил-М-2,4,6-тетранитроанилин,
150
Метилпикрат, 128
Метилпикрилнитрамин, 150
Метилфиолет, 323
Минный дымный порох спец. №1, 32
Митральезы, 331
ММАН, 165, 166, 167, 186
Молибденовая кислота, 250, 285
Молочный сахар, 306
Моногидрат 4-гуанил-1-тетразолил-
тетразена, 198
Мопометиламина нитрат, 165, 166, 186
Мононитробензол, 169
Мононитрокрахмал, 117
Мононитроксилол, 146, 169
Мононитронафталин, 60, 122, 123, 156
Мононитротолуол, 123, 135, 140
Моносилан, 270
Морской огонь, 251
Мортиры, 28
Мочевина, 51
Мрамор, 299
Мускус искусственный, 148
Мускус ксилольный, 148
И
Наголит, 53
Надоксибензойная кислота, 239
Надперекись калия, 275
Надуксусная кислота, 239
Напалм, 253-255, 259
Натрий, 276
Натрия нитрат, 28, 29, 44, 50, 58-60, 67, 69, 91, 92, 97, 106, 123, 283, 285, 302
Натрия нитрит, 69
Натрия оксалат, 302, 312
Натрия пероксид, 242
Натрия тиосульфат, 242
Натрия формиат, 67
Натрия хлорат, 39, 318
Наурит, 53
Нафталин, 22, 50, 3 14, 318, 321
Нафталит 1с bis, 60
Нафталиты, 60, 62
Нафтениты, 52
Нафтенит А-4, 53
Нафтенит В-2, 53
Нафтенит Г-1, 53
а-Нафтол, 321
Недотрога, 181
Незамерзающие динамиты, 80, 81, 101
Непредельный гидрид кремния, 270
Нефть, 39, 258
Никегран, 52
Нилит, 52
Ниперит, 85
Ниссера порох, 40
Нитраммонит, 64
Нитрамон, 53
Нитранилид, 155
Нитрат-0, 60
Нитрат 0а, 60, 64
Нитрат 0Ь, 60, 64
Нитрат 31R, 61, 64
Нитрат 40R, 61
Нитрат №5, 60
Нитрат свинца, 36
Нитрат фуэл, 52
Нитрат целлюлозы, 101
Нитрат бария, 36, 282, 303
Нитрат гидроксиламина, 186
Нитрат гуанидина, 189, 190, 192
Нитрат мочевины, 193
Нитрат свинца, 313
Нитрезин, 119
Нитрекс, 52, 71
Нитрид золота, 180
Нитрид ртути, 179
Нитрид серы, 181
Нитрид серебра, 179
Нитринал, 87
Нитрит аммония, 68, 69
Нитроамон, 51
N-Нитроанилин, 155 я-Нитроанилин, 322 Нитробензол, 39, 106, ПО, 112, 141, 142
З-Нитробензолдиазония перхлорат, 197 ж-Нитробензолдиазония перхлорат, 197
Нитрогликоль, 15, 78, 79, 115
Нитроглицерин, 8, 14, 15, 21, 22, 23, 24, 58, 72-79, 88- 95, 99, 100, 106, 112, 230
Нитроглицериновый порох, 112 Нитрогуанидин, 189, 190, 192 Нитродигликоль, 15, 22, 80, 101, 112 Нитрозогуанидин, 189, 192 N-Нитрозодиметиламин, 188 4-Нитрозо-Ь1,М-диметиланилин, 155 4-Нитрозо-Ь1,М-диэтиланилин, 155 Нитроклетчатка, 59, 101-105, 107-109, 115
Нитрокрахмал, 106, 118, 119
Нитроксилолы, 145
Нитрол, 52, 53
Нитролеум, 72, 73
Нитромальтоза, 119
Нитроманнит, 84
Нитрометан, 15, 168, 169
Нитрометановые ВВ, 169
Нитромочевина, 189, 192, 193
1-Нитронафталин, 156 2-Нитронафталин, 156 а-Нитронафталин, 156 Р-Нитронафталин, 156 Нитронафталины, 39, 42, 59, 156, 157
Нитронг, 73
Нитрония перхлорат, 45
Нитропарафиновые ВВ, 169
Нитропел, 137
Нитропентон, 87
1-Нитропропан, 173
2-Нитропропан, 173
Нитросахароза, 119
Нитротол, 134
Нитротолуол, 67
4-Нитрофенилдиазония тетрафтор-борат, 197
Нитроформ, 169, 171
Нитроцеллюлоза, 58, 67, 97, 103, 104
Нитроэган, 173
НМХ, 162
Нобелит, 52
Нормальный кизельгур-динамит, 90, 95, 100
О
OXsl/41, 39, 156
О№ 1/60 bis, 39
0№Ю, 44
О№11, 44, 158
О№12, 44
О№13, 44, 158
О№2, 42, 156
О№3, 39, 42, 142, 244
О№4, 39
О№5, 39,42
О№6Ь, 39
О№6с, 39
О№6а, 39
О№7, 39
О№8, 39,42
О№9, 44,45
Огнемёты, 255
Огненный нож, 289
Озобензол, 220
Озоликвиты, 219
Озон, 219, 220, 247
Озониды, 220, 231
Озонид аммония, 220
Окись углерода, 229
Окись хлора, 222
Оксалат натрия, 212, 312
Оксалат серебра, 212
Оксалаты, 212, 228
Оксиацетиленид калия, 230
Оксид рутения, 250
Оксиды хлора, 222
Оксиликвиты, 216, 217
Оксилиты, 242
Оксонит, 122, 169, 174
Октоген, 14, 15, 20, 85, 162, 164
Октол, 164
Олифа, 282, 283, 305, 314
Опыт Филона, 218
Органические азиды, 207
Осветительные составы, 281,282, 284, 287,336
Основание Миллона, 178
Остравит EQ69, 67
Отечественные граммониты, 66
Офорит, 262, 285, 336
П
Паксит, 64
Палеин, 98
Панкластит №1, 169
Панкластиты, 175, 176
Паратонер, 321, 323
Парафин, 22, 39, 44, 50, 61,91, 105, 282,305,313,321,322
Пау дер, 61, 64
ПВВ-4, 159, 161
ПВВ-5, 159, 161
Пелетол, 137
Пентазадиены, 200
Пентанитроглюкоза, 119
Пентанитрокрахмал, 118
Пентаэритротетранитрат, 85
Пентолит, 61,64, 87, 137
Пентрит, 85
Первичные взрывчатые вещества, 14
Пергидрит, 233
Перекиси, 230-232, 237, 240-243
Перекись ацетона, 233
Перекись бензоила, 237 '
Перекись водорода, 219, 240
Перекись марганца, 244
Перекись свинца, 325
Перепрессовка, 18
Перйодат аммония, 46, 47
Перкарбонат натрия, 233
Перманганат аммония, 247
Перманганат калия, 245
Перманганат-глицериновый запал, 332
Пермон, 52
Пермон-1, 53
Пермоналы, 65, 139
Пермонекс, 52
Пермониты, 43
Пермуравьиная кислота, 238
Перник, 64, 139
Пероксибензойная кислота, 239
Пероксид ацетона, 233
Пероксид ацетила, 239
Пероксид бензоила, 238
Пероксид водорода, 240
Пероксид 2,4-дихлорбензоила, 239
Пероксид кадмия, 243
Пероксид ртути, 243
Пероксид фталоила, 239
Пероксид хрома (VI), 243
Пероксид цинка, 243
Пероксид янтарного ангидрида, 238
Пероксид натрия, 241, 242 Пероксиды, 9, 19, 230, 232, 240 .
Пероксиуксусная кислота, 239
Пероксохромат (Cr V) аммония, 243
Пероксохромат (Cr VI) аммония, 243
Пероксохромат (Cr V) калия, 243
Пероксохромат (Cr VI) калия, 243
Пероксохромат (Cr VI) талия, 243
Персоль, 233
Персульфат свинца, 328
Перуксусная кислота, 239
Перхлорат гидразина, 45
Перхлорат кремния, 46
Перхлорат магния, 45
Перхлорат серебра, 46
Перхлорат хромила, 46
Перхлоратные шеддиты, 44
Перхлоратные ВВ, 44, 45
Перхлорат нитрозила, 45
Перхлораты нитрония, 45
Перхлорилами н, 184
Петролит, 36, 94
ПЖВ-20, 67
Пиконитрат аммония, 124
Пикрамид, 144, 150, 151, 155
Пикраминовая кислота, 128
Пикрат аммония, 124
Пикрат гуанидина, 125
Пикрат свинца, 125
Пикрат калия, 123-126, 340
Пикраты, 127
Пикрилгидразин, 155, 189
Пикринит, 120, 121
Пикриновая кислота, 18, 119-126, 169
Пикриново-аммиачный порох, 126
Пирогель, 254
Пиродуалиты, 43
Пироколлодий, 104, 109, ПО
Пироксилин, 8, 20, 21, 78, 80, 101, ЮЗ-
109, 112, 114, 115
Пироксилиновый порох, 36, 105-107,
109, 114, 143
Пироксилиновые пороха R, S, М, 105
Пироксилиновый огнепровод, 335
Пироксин, 104
Пиролюзит, 244
Пиропон, 29, 35
Пиротехника, 6
Пирофор N, 196
Пирофорный кобальт, 278
Пирофорное железо, 277
Пирофорные металлы, 277
Пирофорный свинец, 277
Пластид, 159
Пластиковая взрывчатка С-4, 160
Пластиковая хлоратная взрывчатка, 41
Пластит, 159, 161, 162
Пластит-4, 159
Пластичные динамиты, 100
Пластичные ВВ, 159, 160, 171
Пластовые ВВ, 58
Пластовые динамиты, 100
Пластовый гризунафталит, 60
Пдастоменит, 115
Пломбит, 139
Плюмбит, 139
Повертел, 71
Подрывной порох ЕТ, 32
Полар-Аякс, 67
Полимерный пероксид этилидена, 232
Полимерные пероксиды, 232
Полинитропроизводные
триметилбензола, 147
Полисиланы, 270
Полисилен, 270
Польские аммониты №2, 140
Поля порох, 40
ПорофорДВ, 198
Порох Абеля англ, минный, 28
Порох бездымный марок «Д» и
«АМ», 111
Порох белый, 29
Порох Бертло, 28, 31
Порох Бертолле, 38
Порох Брюжера, 122, 125
Порох бурый призматический, 33
Порох Вриля, 40
Порох Вьеля, 107
Порох Гана, 40
Порох Гаффенеггера, 40
Порох Горели, 40
Порох Дебу, 28
Порох Дезиньоля пушечный, 122, 125
Порох Дезиньоля ружейный, 122, 125
Порох д'Ожанда, 38, 41, 228
Порох зелёный, 122, 125
Порох Каннеля, 44
Порох Келлоу, 43, 44
Порох Кнаффеля, 40
Порох Коссиньи, 38
Порох коллоксилиновый, 111
Порох ксилоидиновый США, 106
Порох Кюна, 29, 35
Порох Марка Грека, 28
Порох Мелло, 40
Порох Монрое, 143
Порох Ниссера, 40
Порох Нобеля, 44
Порох охотничий S фр., 105
Порох охотничий J фр., 105
Порох охотничий Г фр., 105
Порох охотничий М фр., 105
Порох Пауэлла, 43, 44
Порох Пеймейера, 29, 34
Порох пироколлодиевый «типа Т», 109
Порох пироксилиновый R фр, 105
Порох Поля, 40
Порох Рюдонберга скальн., 28, 34, 35
Порох Сарро, 28
С
Порох Смита, 40
Порох "Сокол", 116
Порох Тюрпена, 41
Порох Фавье, 60, 62
Порох Фонтена, 123, 126
Порох Чельцова, 126
Порох Шарпа, 40
Порох Шварца, 28, 35
Порох Шульца, 105
Порох Эдгарда, 40
Пороховая мякоть, 16, 20, 32, 34, 283, 321, 322
Пороховые динамиты, 36, 94
Порошкообразные аммониты, 65
Порофор ДВ, 198
Потентат, 105
Предохранительные аммониты, 68
Предохранительные ВВ, 35, 45, 59, 67, 158
Приллит, 52
Производные оксиацетилена, 230
Прометей, 39, 42, 142, 244 Простейшие ВВ, 49, 52 ,
Р
Ранданит, 91
Растворимый пироксилин, 78
Реактив Несслера, 178
Реальгар, 9, 22, 313, 323, 327
Рексит, 98
Рендрок, 95
Реогели, 71
Реолит, 69, 71
Реомекс А, 69, 71
Ржаная мука, 58, 59, 91,97
Робурит, 63, 64, 67, 143
Родамин Б, 321-323
Роданид ртути (II), 212, 213
Роданид гуанидина, 191
Роданистая ртуть, 213
Ромиты, 52
Ртуть гремучая, 337
Рудничный динамит, 96
Рэкарок, 42, 141
Рюдонберга порох, 34, 35
С-3, 159, 161
С-4, 123, 159, 161, 162
С-5, 159, 161
Сажа, 29, 38, 298
Саксифрагин, 29, 36
Сахарный динамит, 94
Сахароза, 29, 38, 39, 44, 91, 189, 321-323, 327
Светонакопитель, 292
Свинца оксид, 259
Свинца азид, 337
Свинца диоксид, 322, 326
Свинца нитрат, 123
Свинца персульфат, 326
Свинца стифнат, 337
Свинца фторид, 259
Свинца хлорид, 308
Свинцовый сахар, 278
Свинцовый сурик, 313, 327
Сгущённое нефтяное масло, 253
Себастин, 95
Сегнетова соль, 28
Секурит, 64, 67
Секурофор, 59
Селтит, 52
Сера, 20, 22, 27-29, 32, 38, 44, 50, 61, 91,242, 258, 259, 264, 282, 293, 297, 298, 299, 302, 304, 305, 308, 311,313, 318, 321, 322, 326, 327
Серанин, 95
Сернистый азот, 180
Сесквисульфид фосфора, 269,.328
Сигнальные составы, 297, 299, 302, 304, 308,311-313
Силаны, 257, 269, 271
Силикощавелевая кислота, 270
Синильная кислота, 227
Синтезит 18, 67, 139
Синька, 69
Скалинит, 67, 139
Скальный аммонит № 1,65
Скальный аммонал №3, 65
Скальный гризунафталит roche, 60
Скальный гризунит lb roche, 157
Скальный толамит, 140
Скипидар, 39, 258
Скорость детонации, 14, 15, 55, 118, 138, 146, 168, 172
Сларан, 71
Сларриты, 71
Слары, 71
Смесь Ершова, 319
Смесь Горбова, 319
Смесь ТГ, 137
Смесь Бергера, 319
Смесь Матюкевича, 38, 40, 332
Смесь Рэя, 246, 262, 336
Смита порох, 40
Современный бездымный порох, 116
Сода, 91,92, 97, 106,318
Солетрол, 52, 53
Соли диазония, 196
Соляровое масло, 53
Состав Фавье №3, 123
Состав Nn°lb, 60
Состав "В", 137
Состав Вилсея, 283
Состав Погребнякова, 283
Состав Шлада, 282
Составы капсюлей-детонаторов, 337
Составы Фавье, 60, 156
Составы цветного дыма, 321
Составы Циалова, 315
Спички Бертолле, 40
Стеарин, 61, 298, 308
Стифнат свинца, 14, 132, 336
Стифнат натрия, 131
Стифниновая кислота, 131, 132
Стопин, 335
Стронция карбонат, 293, 298, 311, 312
Стронция нитрат, 282, 283, 285, 297, 298, 314
Стронция оксалат, 20, 298, 311,312
Стронция пероксид, 314
Стронция сульфат, 302
Студенистый англ, динамит №1, 97
Субнитрид углерода, 227
Судан I, 322, 323
Судан IV, 323
Сульфид (III) сурьмы, 283
Сульфид калия, 279
Сульфурилазид, 206
Супраминовый коричн., 322
Сурик железный, 258, 259
Сурьма, 28, 298, 313
Сурьмы (III) сульфид, 20, 258, 297, 298, 321,322,326,327
Сустак, 73
Т
Т-19, 68
Талия перхлорат, 305
Талия хлорат, 305
ТАТВ, 151
Твёрдый керосин, 253
Твёрдая нефть, 253
Температура вспышки, 20
Темприл, 52
Тенерес, 14, 131, 132, 337
Тепловой импульс, 19
Термит, 21,257, 262, 315, 336
Тёрочные составы, 330
Тетраборан, 271
Тетрагидроборат алюминия, 272 Тетразен, 14, 198-200,337 Тетразид кремния, 206, 270
Тетраметилендипероксиддикарбамид, 236
Тетрамминокупронитрат, 177 Тетранитроанилин, 151, 152 1,3,4,5-Тетранитробензол, 144 Тетранитродифенилмочевина, 154 Тетранитрокрахмал, 118 Тетранитрометан, 169-172 1,2,5,8-Тетранитронафталин, 158 1,3,5,8-Тетранитронафталин, 158 1,3,6,8-Тетранитронафталин, 158 Тетранитронафталины, 158 Тетранитропентаэритрит, 85, 87 Тетранитротолуол, 139 2,3,4,6-Тетранитрофенол, 127 Тетранитроэритрит, 84
Тетраоксиды, 23 1
Тетрапероксомолибдат калия, 244
Тетрапероксомолибдат натрия, 244
ТетрапероксОмолибденовая кислота, 244
Тетрафторгидразин, 188
Тетрахлорид кремния, 317
Тетрахлорид титана, 317
Тетрахлорид свинца, 205
Тетрахлорид олова, 317
Тетрахлорметан, 318
Тетрил, 14, 20, 58, 59, 63, 123, 148, 150,
169, 189, 337
Тефлон, 259
Тефлоново-магниевый термит, 263
Технический углерод, 9
Технологически стойкий пироксилин,
102
Тиокарботиазид, 207
Тионилазид, 206
Тионин голубрй, 323
Тиосульфат свинца, 328
Тиоцианат ртути (II), 213
Тиоциановокислая ртуть, 213
Титанит, 95
ТМДД, 236
ТНА, 151
ТНТ, 134
Товекс, 71
Тол, 134
Толамит, 58, 140
Толил, 134
Тонит, 105
Топливное ВВ, 41
Т-паудер, 61,64
Трассирующие составы, 314
Трепел, 92
Трёхокись хлора, 223
Трёхфтористый хлор, 223
Триазены, 198
Триазобензол, 207
Триалкилбораны, 271, 272
Триамминхромтетроксид, 243
Триболюминесценция, 294
Трийодид азота, 181
Трикальция днфосфид, 269
Триметилалюминий, 273
Триметилборан, 272
Триметилвисмут, 274
Триметилсурьма, 273
Тринафталиты, 60, 157
Тринафталит N№1 с bis, 157
Тринафтиты 3, 60
Тринит, 134
Тринитрат целлюлозы, 104
Тринитрин, 73
2,4,6-Тринитроанизол, 128
2,4,6-Тринитроанилин, 150, 151 Тринитроацетонитрил, 173,228 2,4,6-Тринитробензойная кислота, 141 сгшлг-Тринитробензойная кислота, 141 сгшлг-Тринитробензол, 144 несилш-Тринитробензол, 144 ряд-Тринитробензол, 144 1,2,3-Тринитробензол, 144 1,3,5-Тринитробензол, 143, 144 1,2,4-Тринитробензол, 144 1,3,5-Тринитрогексагидро-1,3,5-триазин, 159
4,5,6-Тринитрогемимеллитол, 147 Тринитроглицерин, 72, 73
2,4,6-Т ринитро-1,3 -димсти л-5-mpem-бутилбензол, 148
2,3,5-Тринитроксилол, 147
2,4,6-Тринитроксилол, 145, 147 Тринитрокрезол, 122 2,4,6-Тринитро-р-крезол, 130 Тринитролонг, 73 2,4,6-Тринитромезитилен, 148 Тринитрометан, 171 1,3,5-Тринитронафталин, 158 1,3,8-Тринитронафталин, 158 Тринитронафталины, 44, 60, 123, 157, 158
2,4,6-Тринитрорезорцин, 132 Тринитрорезорцин, 189, 190 Тринитротолуол, 22, 23, 39, 44, 58, 59, 106, 122, 133, 134, 139
2,4,6-Тринитро-З-трет-бутилтолуол, 148
2,4,6-Т ринитротриаминобензол, 151 2,4,5-Тринитротолуол, 134
2,3,4-Тринитротолуол, 134
2,4,6-Тринитро-1,3,5-триметилбензол, 148
4,5,6-Тринитро-1,2,3-триметилбензол, 147
2,4,6-Тринитрофенилгидразин, 155
2,4,6-Тринитрофенилендиамин, 151 2,4,6-Тринитрофенилметилнитрамин, 150
2,3,6-Тринитрофенол, 127
2,4,5-Тринитрофенол, 127
2,4,6-Тринитрофенол, 120 Тринитрофенолы, 127
Тринитрофлороглюцин, 133 1,3,5-Тринитро-2-хлорбензол, 144 1,2,4-Тринитро-5-хлорбензол, 144
Тринитроэтаннитрил, 173, 228
Триоксиды, 231
Трироданид неорганического бензола, 272
1,3,5-Трироданидтриборинтриимин, 272
Три-тринал, 123,158
Трифенилборан, 271, 272
Трифенилметилнатрий, 274
Трихлорид азота, 184
Трициклоацетонпероксид, 232, 233
Триэтилалюминий, 273
Триэтилборан, 272
Триэтилсурьма, 273
Трогелы, 71
Тройная смесь МТХ, 146
Тротил, 8, 14, 15, 18-21, 52, 60-69, 127, 128, 133-141, 145, 146, 150, 158, 159, 168-170,188,224
Тротилаты,136
Тротиловое масло, 135
Тротиловый эквивалент, 18
ТЦАП, 232-234
ТЭН, 14, 15, 20, 59, 65, 84-88, 162, 337, 367
У
Углениты, 35, 68, 80, 101
Угленит 12ЦБ, 35
Угленит Э-6, 15
Уголь древесный, 20, 28, 29, 32, 38, 44, 50, 51, 53, 58, 67, 91, 92, 97, 106, 122, 189, 258, 285, 297, 298, 302, 305, 313, 318, 321, 322, 326, 327
Угольное ВВ 7bis, 67
Ударный белый порох, 208
Уротропин, 52
Ф
Фалернское вино, 256
Фараоновы змеи, 207, 212, 249
Фенилазоимид, 207
Фениллитий, 274
Фенилнатрий, 274
Фенилнитрамин, 155
Ферролит, 52
Ферросилиций, 283
Ферротермит, 257
Филита, 112
Фламмивор, 59
Флюоресцентные составы, 293
Формиат натрия, 51
Форситы, 57
Фосфид кальция, 269
Фосфин, 267- 269, 271
Фосфор белый, 326
Фосфор красный, 326, 327
Фосфор Ленарда, 293
Фосфоресцирующие составы, 292
Фосфорный термит, 263
Фотовспышка, 284
Фотоосветительные составы, 284
Фотосмеси, 284
Французский аммонал, 57
Французский охотничий порох R, S и
М, 36
Французский охотничий порох J, 106
Фрикционные смеси, 330
Фтор, 206, 220, 244
Фторазид, 206
Фторидные термиты, 263
Фториды хлора, 223
Фторимин, 184
Фтористый тиофосфорил, 269
Фторперхлорат, 46
Фугасное действие, 17
Фульмикотон, 104
Фульминат ртути, 207, 209
X
Хабластит, 69, 71
Халькозин, 9, 309
Хемилюминесценция, 267
Хлоразид, 206
Хлорамины, 184
Хлорат аммония, 26, 43
Хлорат бария, 281, 304
Хлорат тетрамина меди (П), 177
Хлоратит-3, 16, 39,41
Хлоратные пороха, 40
Хлоратный порох рэкарок, 141
Хлоратных порох Тюрпена, 244
Хлорацетилен, 227
Хлординитробензол, 61
Хлоримид и-хинона, 184
Хлористый азот, 183, 184
Хлористый пикрил, 144
Хлористый этинил, 227
Хлорит свинца, 46, 47
Хлорит серебра, 46
Хлорная кислота, 46
Хлорноватая кислота, 43
Хлорный ангидрид, 223
Хлорперхлорат, 46
Хлортриоксид, 223
Хризоидин, 322, 323
Хрома (III) оксид, 259
Хрома (VI) ангидрид, 259
Хрома триоксид, 248
Хромилазид, 206
Хромовый ангидрид, 248
Хромпик, 248, 261, 329
ц
12-ЦБ, 68
Целлюлозные динамиты, 94
ЦелофорДАВ, 198
Централиты, 26, 111, 115
Циан, 228
Цианид никеля, 228
Цианиды, 228
Циановокислая ртуть, 209
Циановокислое серебро, 211
Циануразид, 206
1,3,5-Циклогексантрионтриоксим, 187
Циклодиазометан, 196
Циклонит, 159
Циклотетраметилентетранитрамин, 162
Циклотриметилентринитрамин, 159
Циклотриметилентринитрозоамин, 165
Цинк 9, 51, 55, 242, 289, 295, 327
Цинка стеарат, 314
Цинка сульфид, 293
Цинково-йодная смесь, 290
Цирконий, 283, 285
Циркония гидрид, 285
ЦТМТНА, 165, 166
Ч
Чёрный динамит, 94
Чёрный порох, 27, 33, 94
Ш
Шарпа порох, 40
Шведские спички, 323, 329
Шеддит О№4, 16
Шеддиты, 39, 42, 44, 156
Шеллак, 9, 16, 20, 21, 282-284, 296-298,
302, 304, 305, 313-316, 327
Шимозе, 120, 121
Шимозид, 120, 121
Шнейдерит, 60-62, 157
Шоколадный порох, 111
Шоколадный уголь, 33
Щ
Щавелевокислое серебро, 212
Э
Э-6, 35, 68
ЭВВ-11, 159, 161
ЭДНА, 194, 195
Экразид, 130
Электролитическая сурьма, 278
Эмуланы, 71
Эмулиты, 71, 72
Эмульсионные ВВ, 71
Энергел, 52
Эринит, 87
Эти лен-бис-дин итроацетамид, 195
Этиленгликоль, 69
Этиленгликольдинитрат, 78
Этилендинитродиамин, 195
Этилен нитрат, 78
Этилнатрий, 274
Этилнитрат, 81, 83
Этна-порох, 95
Ю
Юнижекс, 67, 140
Оглавление
Совершенно секретно. Юстас ‘Алексу: информация к размышлению.3
К читателю...............................................4
Давайте договоримся......................................5
Советы бывалого..........................................5
Часть I. Опасное знакомство................................6
Глава 1. Позвольте представиться...........................6
1.1. Техника огня........................................6
1.2. Начнём сначала......................................8
1.3. Сделайте умное лицо................................10
1.4. Что бы это значило?................................13
1.5. Кто не спрятался - я не виноват....................19
1.6. Храните деньги в сберегательной кассе..............24
Глава 2. Дымный двигатель прогресса.......................26
2.1. Лучше порох в пороховницах, чем дробь в ягодицах...26
2.2. Бертолетовый кошмар................................37
2.3. Альтернатива - это хорошо.....................;....43
Глава 3. В помощь огороднику..............................47
3.1. Удобрение против сорняков..........................47
3.2. Взрывчатка из воды.................................69
Глава 4. Динамит - это звучит гордо.......................72
4.1. Дело не в шляпе....................................72
4.2. Крутые заменители тосола...........................78
4.3. Манна небесная для военных целей...................83
4.4. Осторожно, ТЭН.....................................84
4.5. Как русскую рулетку занесло в Швецию...............88
Глава 5. Но никого не может ои согреть...................101
5.1. В поисках искусственного шёлка....................101
5.2. Приручение пироксилинового зверя..................104
5.3. Порох, который не дымит......................... 107
5.4. Взрывчатый кисель.................................116
Глава 6. Ароматические громовержцы.......................119
6.1. В плену опасных заблуждений.......................119
6.2. Сомнительная репутация............................133
6.3. Дьявольское зелье с запахом миндаля...............141
6.4. Подождите. Это не всё.............................145
6.5. Счастливчик Мартенс...............................148
6.6. Конденсированный истребитель моли.................156
Глава 7. В работе всё та же нитро-группа.................159
7.1. Из сухого спирта - сухую взрывчатку...............159
7.2. Воскрешение парафиновых мертвецов.................167
Глава 8. Проще некуда. Жидкие ВВ.........................174
8.1. Тот самый Шпренгель...............................174
8.2. С подачи Тюрпена..................................175
Глава 9. Гремучие соли Аммона............................176
9.1. По следам серебряного зеркала.....................176
9.2. Вот так «тяжёлые нитриды».........................179
9.3. Жизнь моя, иль ты приснилась мне..................180
9.4. Недотрога с патологическим чувством юмора.........181
9.5. Он выглядит так безобидно.........................184
Глава 10. Эка невидаль Ваши гидразины....................187
10.1. У нас ещё в запасе 14 минут......................187
10.2. Азопроизводные для продвинутых...................196
11.2. От фараоновых змей до ртутных детонаторов........207
Глава 12. Грозный, но очень лёгкий.......................214
12.1. Воздушный извозчик...............................214
12.2. Гуманист в поисках работы........................216
12.3. Сжигающий воду...................................220
12.4. Сварщик с характером.............................224
12.5. Хранитель вечного молчания.......................227
12.6. Взрывной угар....................................229
Глава 13. Секретное оружие блондинок.....................230
Глава 14. Химическая магия...............................244
Глава 15. В гостях у Мефистофеля.........................250
15.1. Вот они пожарища к небу поднялись................250
15.2. Знакомьтесь, термит..............................257
15.3. Светоносец......................................265
15.4. Ох, уж эти силаны...............................269
15.5. В погоне за боранами............................271
15.6. Металлорганические зажигалки....................272
15.7. Первую группу кому зря не присваивают...........274
15.8. Эти пирофоры какие-то ненормальные..............277
Глава 16. Спрессованный свет............................280
16.1. Светить, и никаких гвоздей......................280
16.2. Серость ослепляет темноту*.....................2844
16.3. Любимый металл фотографов......................2877
Глава 17. Цветовые вариации на тему.....................290
17.1. И в серости есть свои оттенки.................29090
17.2. Красный свет - проезда нет....................29696
17.3. Пылают листья жёлтыми кострами................ 300
17.4. Города зелёные в голубой дали...................303
17.5. Спит земля в сиянье голубом.....................307
17.6. Синтетическая палитра......................... 310
17.7. Когда всем всё фиолетово........................311
17.8. Оранжевое небо, оранжевый верблюд...............312
17.9. Сошёлся клином белый свет..................... 312
17.10. Проявители полёта..............................314
Глава 18. А я еду за туманом............................316
18.1. Сквозь туман кремнистый путь блестит............316
18.2. Сиреневый туман над нами проплывает.............320
Глава 19. Даёшь безопасные шведские спички в каждую шведскую семью!..................................................323
Глава 20. Абдула, поджигай!.............................330
Глава 21. Сильные ухом..................................337
Предметный указатель....................................341
Оглавление..............................................358
Отсканировал Семенкяенко Владимир chem_vova@mail.univ.kiev.ua; vova2002@mail.ru
Чувурин А.В.
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ПИРОТЕХНИКА
Часть 2 фейерверк своими рунами
Харьков «Основа» 2003
ББК 24.1,24.2
482
УДК 54
Чувурин А.В.
482 Занимательная пиротехника: Фейерверк своими руками: В 2 ч. 4.2 - X.: Основа, 2003. - 364 с.
ISBN 5-7768-0798-0
Вторая часть книги представляет собой подробное практическое руководство по изготовлению фейерверков в кустарных условиях, в том числе низовых, верховых, водных, театральных и даже комнатных. Описано приготовление более тысячи пиротехнических составов для снаряжения различных фигур фейерверков и методы синтеза, необходимых для этого химических компонентов.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, неравнодушных к спичкам, кострам, ракетам и фейерверкам.
и 1705000000 ББК 24.1, 24.2
226 - 2003
Научно-популярное издание
ЧУВУРИН Александр Викторович ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ПИРОТЕХНИКА Фейерверк своими руками
В двух частях
Часть 2
Издано в авторской редакции за счет средств автора Худжожник Д./’ Софиенко
Пщписано до друку 23.05.03. Формат 60 х 84 1/16. Патр газетний. Друк офсетний.
Умов. друк. арк. 21,16. Тираж 1000 пр. Зам. № 38
Державне спешал|зоваие видавництво «Основа». Украша, 61005, м. Харгав, пл. Повстання 17.
Надруковано з орипнал-макету у друкарш «Репон-шформ».
Свщоцтво про реестрашю ДК № 31 в!д 04.04.2000 р.
Украша, 61082, м. Харюв, пр. Московський, 144.
ISBN 5-7768-0798-0
© А.В. Чувурин, 2003
Часть II. ФЕЙЕРВЕРК СВОИМИ РУКАМИ
Глава 22. Поверим «на слово»
стория фейерверков началась ещё тогда, когда её уже невоз-L. можно было проверить. Это искусство уходит корнями в Древний Китай, а оттуда в Индию. Индусы издавна использовали бенгальский огонь в религиозных культах.
Существует мнение, что европейские фейерверки, как массовоувеселительное зрелище, зародились ещё в Древней Греции, а вот сам термин немецкого происхождения появился позже (feuer -огонь, werk - дело, работа). Римский поэт Клавдиан в 399 г. описал праздник огня в городе Милане. Грандиозный фейерверк в средневековой Европе был организован в Италии в конце XIV в.
Развитие «увеселительной пиротехники» в России ограничивалось боязнью возникновения пожаров деревянных построек, однако уже во времена правления Алексея Михайловича и Фёдора Алексеевича устраивались салюты на пышных дворцовых приёмах.
В 1675 г. в Устюге описан грандиозный фейерверк: «Было зажжено целых сто смолёных бочек, множество ракет и шутих при громадном стечении народа».
В 1680 г. в Москве создано специальное заведение по изготовлению фейерверков.
Главным покровителем «огненных потех» в России стал царь Пётр I (1672-1725). Так, в августе 1686 г. государевым указом мастерам Григорию Прокофьеву и Андрею Ануфриеву было поручено изготовить 2000 «осьмушечных» ракет для салюта. Царь не только поощрял, но и лично участвовал в приготовлении некоторых фейерверков. По свидетельству «царёва сподвижника» генерала Патрика Гордона Пётр I собственноручно изготовил некоторые элементы мощного фейерверка, состоявшегося в феврале 1690 г. в подмосковном селе Воскресенском на Пресне.
Личная библиотека Петра I включала множество книг, описывающих «художества артиллерийские, воинские и потешные».
В начале XVIII в. число ракет, запускаемых на «иллюминациях» исчислялось тысячами. На стрелке Васильевского острова, напротив Зимнего дворца, даже был выстроен «театр фейерверков».
Грандиозный по своим масштабам фейерверк 1704 г. изображал победный выход России к морю. Символ русского государства -огненный двуглавый орёл высотой более 20 м имел на крыльях и одной лапе щиты с изображением Азовского, Каспийского и Белого моря, а подъезжающий на колеснице Нептун передавал в свободную лапу орла' щит Балтийского моря.
Новогодние огненные забавы 1702, 1703 и 1705 гг. запечатлены
современниками в памятных гравюрах.
Особого расцвета достигло устройство огненных потех при Екатерине II, став неотъемлемым атрибутом царского двора.
Огромный вклад в развитие пиротехники внёс придворный изобретатель И.П. Кулибин (1735-1818). А если бы Михайло Ломоносов (1717-1765) не тратил всё свободное время на изготовление фейерверков, он, вероятно, открыл бы ещё несколько законов сохранения материи.
Мощным толчком к дальнейшему развитию «искусства огня» послужило открытие Клодом Бертолле (1785) хлората калия. Применение бертолетовой соли позволило сделать огни фейерверков более яркими, а высокая чувствительность таких смесей к температурному и механическому воздействию облегчила разработку новых пиротехнических изделий.
Со второй половины XIX в. для изготовления фейерверков
активно применять магний,
алюминий и цинк.
Огромный вклад в развитие дореволюционной отечественной пиротехники внесли П.А. Фёдоров, П.М. Чельцов, П. Румянцев, Д. Озерков, Ф.В. Степанов, К. Кноринг, П. Николаев и П.С. Цитович.
Слово «салют» пришло к нам из Франции (в переводе с латыни «salus» - приветствие) и означает торжественную форму приветствия артиллерийскими или ружейными залпами. Во время Великой Отечественной войны только в Москве было произведено 354 салюта в честь побед Вооружённых сил.
Современные фейерверки бывают разных типов: низовые и верховые, дневные и ночные, наземные, водные и даже комнатные (театральные). Особое место занимает пиротехника в кино.
Сегодня в нашей стране это древнейшее искусство укрощения огня переживает возрождение. Без фейерверков не обходится ни один праздник, некоторые виды пиротехнических изделий находятся в свободной продаже.
При желании и строгом соблюдении техники безопасности, Вы тоже сможете освоить нехитрую «домашнюю» технологию фейерверков, прочитав эту книгу, и может быть внести в развитие мирной пиротехники что-то новое.
Глава 23. По рецепту доктора Ватсона ZQ оздушный змей и бумажные самолётики могут летать и без J-J горючего, нам же понадобится солидный, но вполне доступный, арсенал химических реактивов, часть из которых можно купить, а остальные придётся изготовить самим, и я подскажу, как это сделать.
23.1. Селитра превращается, превращается селитра...
Открытие окислительных свойств калийной селитры и создание на её основе пороха «наделало столько же шума в философии, сколько и в военном деле» и послужило мощнейшим толчком промышленного прогресса.
Несмотря на признанный приоритет Древнего Китая в разработке дымного пороха и основ пиротехники, до недавнего времени нитрат калия назывался «индийской селитрой». Дело в том, что
именно в этой стране, помимо Южной Америки, Египта и Испании, сосредоточены основные запасы данного природного минерала осадочного происхождения, представляющего собой белую рыхлую выветрившуюся массу или ромбические кристаллы.
Ещё не так давно, особенно в Германии, селитру производили в «селитряницах», загружаемых растительным сырьём или животными «остатками» вместе с известковой землёй и золой.
Нитрат калия несложно получается взаимодействием азотной кислоты или окислов азота с оксидом, гидроксидом или карбонатом калия, а также ионообменным методом: обработкой нитратом натрия катионита, насыщенного катионами К+ или взаимодействием хлорида калия с анионитом, содержащим ионы NO3-.
Главным же в промышленности остаётся синтез, основанный на взаимодействии чилийской NaNO3 или норвежской Са(НОз)г селитры с сильвином (хлоридом калия).
Метод основан на изменении растворимости этих солей при разной температуре.
Смесь 8,5 г нитрата натрия и 7,5 г хлорида калия растворяют при кипячении в 20 мл дистиппипованной воды. При температуре 31 °C отфильтровывают выпавшие кристаллы хлорида на-* - » трия, и равновесие реакции смещается в сторону образования нитрата калия. При температуре 20°С отделяют кристаллический осадок калийной селитры. Выход составляет до 6,0 г.
^Калия нитрат (калийная или индийская селитра) KNOj (М = 101,1) -бесцветные ромбические либо тригональные кристаллы; d = 2,11; U 339°С; растворяется в воде (13,1%°; 21,2%10; 31,6%20; 37,9%25; 46,0%30; 63,9%40; 11О,1%60; 168,8%®°; 243,6%!00); растворение сопровождается значительным понижением температуры; не растворим в этаноле. При нагревании выше 400°С выделяет кислород. Важнейший окислитель.
Применяют нитрат калия как удобрение, пищевой консервант и компонент чёрного пороха. В приготовлении фейерверков эта соль незаменима.
Калийная селитра свободно продаётся в хозяйственных магазинах «садово-огородной ориентации». Однако, учитывая способ получения, Вам необходимо проверить её чистоту и, прежде всего, на содержание в ней примесей натрия.
Достаточно поместить несколько кристалликов селитры в металлическую ложку, прилить этиловый спирт и поджечь. Если со
В
держимое горит светлым пламенем с фиолетовым ободком - продукт пригоден для фейерверков, когда же всё забивает жёлтое пламя — соль содержит натрий.
Для обнаружения хлоридов надо несколько кристаллов образца растворить в миллилитре воды, добавить каплю азотной кислоты и столько же раствора нитрата серебра или ляписного карандаша. Если выпала белая муть, значит вместе с селитрой (или вместо неё) Вы купили поваренную соль.
Если же прокаленная селитра при хранении на открытом влажном воздухе в течение 3 часов увеличила вес более чем на 0,5%, для фейерверков она тоже не годится.
Чистая селитра имеет абсолютно-белый цвет, не сыреет при хранении, весьма хрупкая, кристаллизуется из воды шестигранными призмами, заканчивающимися гексаэдрическими пирамидами. Она имеет свежий, острый, сильно прохлаждающий вкус, несколько горьковатый, но ни в коем случае не солёный.
Плавленая калийная селитра в кусках под названием «кристалл-минерал» издавна применялась для окисления металлов (в том числе золота и платины).
Для измельчения больших количеств селитры её заливают дистиллированной водой до покрытия поверхности, нагревают до кипения (если надо - снимают пену), тщательно перемешивают пока густой «сироп» не превратится в мелкий, сухой, белый (а не прозрачный) порошок. Нагревание прекращают, а горячую соль просеивают сквозь мелкое сито и хранят в закупоренных банках.
23.2. Ъертолле, спасибо захлеб и соль pD 1785 г Клод Бертолле, выпаривая «раствор» хлора в калийной ОЛ щёлочи, получил наряду с «солью Сильвия» (КО) новую соль, впоследствии названную его именем и без которой сегодня не обходится ни один фейерверк.
Подумать только. Ещё каких-то лет сто назад «бертолетка» широко применялась для полоскания горла и свободно продавалась в каждой аптеке, а для приобщения к большой пиротехнике достаточно было заболеть ангиной.
Известно большое сходство физических и физико-химических
свойств хлората и нитрата калия.
г
Vх Калия хлорат КС1О3 (бертолетова соль, хлорноватокислый калий) (М= 122,55) - бесцветные моноклинные кристаллы; d = 2,32; tnjl 356°С (368°С); 1Разл 400°С; выше 550°С взрывается. Растворяется в воде (5,2%10; 7,3%20; 8,6%25; 10,1%30; 13,9%40; 23,8%60; 37,6%80; 56,2%100), этаноле (0,83%20) и глицерине (1,0%20). В присутствии оксидов металлов переменной валентности (Сг2О3, МпО2, Fe2O3, CuO и др.) разлагается при 150-200°С; в зависимости от условий разложение имеет вид:
жао? 400°^као4+ка+о,; жаа_жа+зо?;
4КС1Оз -50^ КС1 + ЗКС1О4 4КС1 + 6О2
В расплавленном виде эта соль - сильнейший окислитель:
2КС1О3 + ЗС —2КС1 + ЗСО2; 2КС1О3 + 3S 2КС1 + 3SO2 Хлорат калия при действии соляной кислоты выделяет газообразный хлор, а в виде примеси двуокись хлора и хлорную кислоту:
КС1О3 + 6НС1 ЗС12Т + КС1 + ЗН2О
ЗНС1О3 -> 2С1О2 + НС1О4 + Н2О
В присутствии концентрированной серной (20-30°С) или влажной щавелевой (60°С) кислот эта соль разлагается с выделением двуокиси хлора, а выше 65°С эти смеси детонируют:
ЗКС1О3 + 2H2SO4 -> 2KHSO4 + КС1О4 + 2С1О2 + Н2О
2КС1О3 + ЗН2С2О4 -> 2КНС2О4 + 2СО2 +2С1О2 + 2Н2О
Смеси бертолетовой соли с легковоспламеняющимися веществами (серой, фосфором, сахаром, роданидами, некоторыми сульфидами и др.) взрываются от удара, трения, нагревания или действия концентрированной серной кислоты. Они почти в три раза более чувствительны к механическому воздействию, чем аналогичные смеси с калийной селитрой.
Следует помнить, что усиленный порох на основе бертолетовой соли, сахара и жёлтой кровяной соли (2:1:1), который пытались использовать вместо обычного дымного, разрывал орудия.
Хлорат калия применяют как окислитель в смесевых ВВ, зажигательных смесях и производстве спичек. Кроме того, это эффективный гербицид, а также важный источник лабораторного получения кислорода.
Основной промышленный способ наработки бертолетовой соли -взаимодействие хлората кальция Са(С1О3)2Н2О (d = 2,71) или натрия NaClO3 (d = 2,49; tnjl 262°С) с хлоридом калия. Исходные соли легко растворимы в воде и широко применяются в качестве гербицидов для уничтожения растений (например, во Вьетнаме для обработки вдоль автотрасс или обслуживания отечественного железнодорожного полотна).
Если Вам не удалось купить бертолетову соль в магазине химических реактивов, её несложно синтезировать.
ZK Соберите прибор, изображённый на рисунке. Для соединения &2ЕД лучше использовать стеклянные детали на шлифах, но мож-л но пользоваться и стеклянными трубками, скреплёнными /!\ полиэтиленовым или полихлорвиниловым шлангом.
В колбу (2) поместите 40 г свежей хлорной извести ЗСа(С1)ОС1Са(ОН)2'пН2О. В делительную воронку (1) влейте к 20 мл концентрированной соляной кислоты, в колбу (4) — рас-
раствор 20 г гидроксида калия в 50 мл воды, а в стакан (5) — 30 мл 5% щёлочи. Содержимое колбы (4) нагрейте до кипения и слегка приоткройте кран делительной воронки. Выделяющийся хлор реагирует с горячей щёлочью, образуя трудно растворимый хлорат калия. Чтобы осадок не забивал трубку, присоедините к ней небольшой расширитель типа маленькой воронки или ещё лучше бар-ботёр с многочисленными отверстиями. Образующийся попутно хлорид калия остаётся в растворе. Щёлочь в стакане (5) выполняет роль поглотителя, непрореагировавшего хлора. Стеклянная воронка не позволит засосать щёлочь в поглотительную двугорлую склянку (3) типа Тищенко или Вульфа, а та в свою очередь защитит от переброски щёлочи колбу (2).
По окончании реакции колбу (4) охлаждают, сливают раствор, кристаллический осадок промывают малым количеством холодной воды, отфильтровывают и сушат. Выход 5,5 г.
Са(С1)ОС1 + 2НС1 СаС12 + Н2О + С12?
6КОН + 3Cl2 5КС1 + ЗН2О + КСЮз
Вместо хлорной извести можно использовать окислители и подороже.’ К2Сг2<Д7, К2сгсл(, МнО2, хСМлОд и др.
Есть ещё один легкодоступный способ получения бертолетовой соли электролизом водного раствора хлорида калия. Последний является минеральным удобрением и свободно продаётся в «садово-огородных» магазинах, в том числе, в виде природного минерала «сильвина». ,
Л Соберите установку, включающую автомобильное пуско-зарядное устройство и колбу с графитовыми электродами, обогреваемую на магнитной мешалке. Приготовьте 40% рас-/£к твор хлорида калия (имейте в виду, что полностью соль растворится только при 40°С) и нагревайте его при работающей мешалке, не доводя до кипения. Включите постоянный источник электрического тока напряжением 12 В, раствор при этом будет разогреваться даже без дополнительного электроподогрева.
Согласно закону Майкла Фарадея (1834) для получения электролизом 1 грамм-эквивалента, вещества понадобится 26,8 А/час электричества, то есть, при силе тока 5А теоретически Вы можете получить до 100 г бертолетовой соли в течение 4,5 часов, если не закипит раствор, не перегорят предохранители и не взо
рвётся выделяющийся водород в непроветриваемом помещении.
Спокойнее проводить электролиз при силе тока ~1А в течение су
ток.
Не увлекайтесь. Избыток электричества может и повредить. Если Вы пропустите конец реакции, часть бертолетовой соли восстановится до перхлората калия КСЮ4. Во избежание этого вовремя остановитесь, и после охлаждения отфильтруйте выпавший осадок.
Полученная соль из-за низкой растворимости в холодной воде хорошо кристаллизуется в виде больших прозрачных чешуйчатых пластинок, белеющих при высыхании. В чистом виде она не гигро
скопична.
Если Вы не в ладах с химией, бертолетову соль можно получить и более «развращённым» методом, нагревая хлорид калия с огромным избытком хлорной извести. Дело в том, что в свежем продукте в виде примеси всегда содержится небольшое количество хлората кальция. Он-то нам и понадобится.
Zk 4 кг хлорной извести медленно нагревают в эмалированном (гРл тазу чуть выше 100°С. При этом большая часть продукта растворится в выделившейся кристаллизационной воде. Го-/^\ рячую надосадочную жидкость переливают и процеживают.
Добавляют к ней 60 г хлорида калия и слегка упаривают рас-/К твор, пока его относительная плотность не составит 1,3. t^\ Драгоценную жидкость охлаждают до ~ 0°С. Выпавшие кристаллы отфильтровывают.
Для очистки продукта 56 г образовавшегося хлората калия и 100 мл дистиллированной воды нагревают до кипения и фильтруют
от осадка. Выпавшие при охлаждении кристаллы представляют собой весьма чистую бертолетову соль.
Приобретенный хлорат калия для фейерверков необходимо проверять на содержание примесей кальция, натрия и хлоридов. Его раствор не должен давать белый осадок оксалата кальция со щавелевой кислотой или оксалатом аммония, а в присутствии соляной кислоты обязан окрашивать йод-крахмальную бумажку в фиолетовый цвет.
Если соль загрязнена - перекристаллизуйте её из дистиллированной воды.
Работая с бертолетовой солью, во избежание взрыва категорически запрещено:
- растирать её в присутствии других веществ, особенно горючих;
- применять для измельчения деревянные и пластмассовые предметы;
- долго хранить её смеси с серой.
В пиротехнической практике описаны случаи самовозгорания влажных хлоратных составов с серой (чаще серным цветом) особенно в присутствии нитрата свинца.
В чистом виде бертолетова соль опасности не представля-) ет, если её не высыпать в костёр или банка из шкафчика не упадёт Вам на голову.
23.3. Нам ну^ен nep^wpam
Стремление заменить взрывоопасную бертолетову соль ускорило появление в пиротехнике перхлората калия. Применение этой соли позволило сделать пламя фейерверков более ярким и блестящим.
'''Калия перхлорат КС1О4 (М = 138,6) - бесцветные ромбические (Р-Е форма) или кубические (a-форма) кристаллы; d = 2,524; tnJ1 525°С;
tpa3J1 630°С (с выделением О2); р~>а ЗОО°С; растворим в воде (0,76%°; 1,06%10; 1,8%20; 2,5%25; 4,8%?0; 12,3%70; 22,2%100), ацетоне (0,16%25), метаноле (0,105%25), этаноле (0,012%25), не растворим в эфире.
Применяется как мощный окислитель в ракетном топливе и пиротехнических составах.
В промышленности перхлорат калия получают обменной реакцией NaClO4 с хлоридом калия, осторожным нагреванием (~400°С) бертолетовой соли либо электролизом её водного раствора.
В лабораторных условиях перхлорат калия нетрудно син-тезировать нейтрализацией хлорной кислоты гидроксидом или карбонатом калия в эквимолярном соотношении. Реак-йия экзотермична (!) и требует охлаждения. Кислота дробно прибавляется по каплям к щелочному раствору до /\ слабокислой реакции (pH = 5) при постоянном перемешива-нии Образующийся продукт маю растворим в холодной воде, сразу выпадает в виде кристаллического осадка и, как правило, не требует дополнительной кристаллизации.
Синтез пройдёт значительно спокойнее, если использовать разведенные реактивы, однако в этом случае раствор готового продукта придётся упарить.
Перхлорат калия является более сильным окислителем по сравнению с бертолетовой солью, в отличие от которой менее склонен к детонации. Он устойчив к механическому воздействию, без последствий растирается в фарфоровой ступке, а пиротехнические составы, приготовленные на его основе, вполне стабильны.
Наряду с этими преимуществами перхлоратные составы, по сравнению с аналогичными на основе бертолетовой соли, воспламеняются труднее и больше приближаются к нитратным. По этой причине перхлорат калия .ограниченно применяется в изготовлении светящихся звёздок и огненных шаров, требующих быстрого воспламенения и сгорания.
Если условия поджигания пиротехнических изделий не столь экстремальны, бертолетову соль, входящую в прописи, можно заменить перхлоратом калия, увеличив содержание серы на 1/3. Более корректно увеличивать загрузку серы на 1/9 от массы перхлората (это более точная привязка, так как сера часто может входить в горючую смесь в заведомом избытке).
Другие соли калия для устройства фейерверков применяются значительно реже. В их числе:
К. бихромат (К. дихромат, хромпик) К2СГ2О7,
К. перманганат (марганцовка) КМПО4,
К. гексацианоферрат (II) (жёлтая кровяная соль) К4[Ре(С1\т)б|’ЗН2О, К. гидротартрат (винный камень) КНСдНдОв, К.-натрия тартрат (сегнетова соль) ЮЧаСдНдОб^НзО
23.4. Осторожно, она чилийская
(111 ак уж получилось, что в жарких, засушливых странах мира J JL L (Чили, Колумбия, Боливия, Перу, Аргентина, Египет, Средняя и Центральная Азия) сосредоточены основные мировые запасы натриевой или так называемой «чилийской» селитры. По-видимому, она образовалась при минерализации азотсодержащих веществ.
Такая селитра встречается в виде белых ромбоэдрических кристаллов, чаще пепельного, жёлтого или красноватого оттенка (d = 2,24-2,29; твёрдость по Моосу 1,5-2). Часто ей сопутствуют йодид, сульфат и хлорид натрия, ещё более усиливая её гигроскопичность.
^Натрия нитрат (чилийская селитра) NaNO3 (М = 205,9) - бесцветные тригональные или ромбоэдрические кристаллы; d = 2,26; tnjl 306,8°С;
I j I легко растворим в воде (72,7%°; 79,9%ш; 87 6%20: 91,6%25: 96.1%30: Ы 104,9%40; 114,5%50; 124,7%60; 149%80’; 176%10“); растворим в этаноле
(0,036%25), метаноле (0,41%25), пиридине (0,35%25); не растворим в ацетоне.
Нитрат натрия применяется как компонент зажигательной смеси в алюминотермии и многих взрывчатых веществ, для получения азотной кислоты и калийной селитры, в качестве удобрения и пищевого консерванта.
Эта селитра окрашивает пиротехническое пламя в интенсивный жёлтый цвет, но в виду гигроскопичности чаще заменяется другими солями натрия.
23.5. Л вы говорите, щавель
(Т i ожалуй, на сегодняшний день в пиротехнике эта соль являет-J L ся главным компонентом в составах жёлтого пламени. В отличие от других соединений натрия его оксалат не гигроскопичен и горючие смеси на его основе неограниченно долго сохраняют свои свойства.
JОксалат натрия (натрий щавелевокислый) Na2C2O4 (М = 134,0) - бе-алые октаэдрические кристаллы; d = 2,27 (2,34): tnjI >250°С; tpair| 450°С;
плохо растворим в воде (3,41%20; 6,5%'°°); не растворим в спирте. В промышленности получают быстрым нагреванием формиата натрия HCOONa до 400°С над щелочным катализатором. Применяется как протрава в «ситцепечатанье» и дублении кожи, реагент для осаждения кальция, антикоагулянт.
* Для получения оксалата натрия в Вашей кухонной лабора-/tt\ тории к раствору 11,7 г поваренной соли в 30 мл воды прилейте 9 г щавелевой кислоты в 100 мл воды. Выпавший белый мелкодисперсный осадок отфильтруйте, промойте водой. Выход сухого продукта составляет до 11,5 г.
В избытке щавелевой кислоты или при нарушении очерёдности приливания растворов может образоваться кислый оксалат натрия NaHCjCh в виде бесцветных тригональных кристаллов, трудно растворимых в воде (2,2%2П; 21,0%'°°). Его образование нежелательно из-за вредной в нашем деле способности впитывать кристаллизационную воду с образованием моногидрата ИаНСгОд-ЕЕО.
23.6. Сода. Хозяйке на заметку
fl) глубокой древности египтяне, выпаривая воду из озёр вблизи J-' города Мемфиса, первыми научились получать соль смешанного состава (NazCOj-NaHCOj ZEEO). Они не догадывались, что это сода, и потому неправильно назвали её «троной», а позже «нете-ром», «нитрумом» и даже «нитроном». Недалеко от них ушли и алхимики, окрестившие карбонат натрия, извлекаемый из золы морских растений, странным словом «натрон».
^Натрия карбонат (сода кальцинированная) Na2CO3 (М = 106,0) - бе-
лый гигроскопичный порошок; d= 2,533; tnJ, 852°С; хорошо растворяет-ася в воде (7,0%°; 12,2%'°; 21,8%20; 29,4%23; 39,7%30; 48,8%40; 47,3%50;
46,4%60; 45,1%80; 44,7%100), в глицерине; плохо растворяется в этаноле; не растворяется в ацетоне; поглощает углекислоту из воздуха.
JСода кристаллическая Na2CO340H2O - бесцветные моноклинные призмы; d= 1,446; t„4l 32,5°С; растворяется в воде, плохо в спирте; легко теряет кристаллизационную воду; при 35,3°С превращается в белый порошок моногидрата Na2CO3H2O.
Сегодня сода является частым компонентом в составах жёлтого огня. Её по-прежнему применяют для промывки и стабилизации
многих ВВ. Кристаллическая сода быстро выветривается на воздухе, частично теряя воду и превращаясь в белый порошок, который перед употреблением всё равно необходимо прокаливать.
Гидрокарбонат натрия (бикарбонат или питьевая сода)
NaHCO3 для фейерверков обычно не используется, так как сильно гасит пламя.
23.7. Ледяной рамень — криолит
.. (Я едяной камень» или «криолит» (именно так называли этот L минерал греки) хорошо окрашивает огонь в жёлтый цвет и в отличие от других солей натрия не впитывает влагу. Кроме того, этот минерал усиливает люминесцентную компоненту пламени, делая его ярче.
Минерал криолит в основном состоит из гексафторалюмината натрия и встречается в виде бесцветных моноклинных кристаллов, иногда окрашенных в пепельный, желтоватый или красноватый оттенок. Если минерал содержит примесь трёхвалентного железа, то его окраска чёрная со стеклянным блеском. Его твёрдость по Моосу 2-3; d = 2,95-3,01; он растворяется в концентрированной серной кислоте. Основные залежи находятся на территории СНГ и в Гренландии. Компонент флюсов, эмалей, молочно-белых'стёкол, электролита в производстве алюминия.
^Натрия гексафторалюминат (криолит) Na3[AlF6] (М = 209,9) - бес-В цветные кубические и моноклинные кристаллы; d = 2,9; 1ПЛ 1009°С, растворимость в воде (0,39%); получают осаждением из растворов A1F3 фторидом натрия или аммония в присутствии натриевой селитры. Негигроскопичен.
23.8. Шпат — камень солнца
(1 /ервым известным соединением бария был минерал тяжёлый С/ L шпат, представляющий собой его сульфат. В начале XVII в. его подробно изучил итальянский алхимик Касциароло. Этот минерал при сильном нагревании с углем долго светится в темноте красным цветом («болонский фосфор»). По этой причине он получил ещё одно название «солнечный камень» - «ляпис солярис» (почти
оса.
В
как «Ляпис-Трубецкой»). Само название «барий» происходит от слова «барис», что означает «тяжёлый».
Тяжёлый шпат, барит, персидский шпат - состоит из сульфата бария, встречается в виде прозрачных трубчатых кристаллов и гранул, окрашенных в коричневый, жёлтый, красный, зелёный, чёрный и даже голубой цвет; d = 4,3-4,7; твёрдость 3-3,5 по шкале Мо-
^Бария сульфат BaSO4 (М = 233,4) - бесцветные ромбические, а выше 1149°С моноклинные кристаллы; d = 4,5; tpaM 158О°С; фосфоресцирует в катодных и рентгеновских лучах; практически не растворим в воде (0,000222%18; 0,000413%100); растворим в концентрированной серной кислоте (до 14%) с образованием H2[Ba(SO4)2], в тиосульфате натрия Na2S2O3 и бикарбонатах щелочных металлов.
Применяют в химической промышленности как главный источник получения бария, в производстве красок и лаков, в медицинской практике для рентгеновской диагностики, в качестве наполнителя в производстве бумаги и линолеума, в технологии бурения нефтяных скважин.
Сульфат бария иногда используют для приготовления пиротехнических составов светло-зелёного или салатного огня. Однако основной интерес к этой соли связан с возможностью превращения её в более перспективные для пиротехники соединения бария: сульфид, карбонат, оксалат, тартрат, хромат, нитрат, хлорат и пероксид, которые окрашивают пламя в интенсивный зелёный цвет, особенно в присутствии источников атомарного хлора.
23.9. «Ъарис» значит тяжёлый
Cl/"з сульфата бария или тяжёлого шпата несложно получается ^7 L более важный для нас его сульфид. Он применяется самостоятельно в пиротехнических составах, а также для приготовления других производных бария.
« Для его получения достаточно смесь тонкоизмельчённого /й\ тяжёлого шпата (а ещё лучше медицинского сульфата бария .. для рентгенографии) с древесным углем (9:1) интенсивно (~800°С) прокалить в кварцевой трубке до белого цвета.
Если удастся сформировать мелкие тяжёлые кубические кристаллики сульфида бария (d = 4,25), они будут светиться в
темноте после облучения светом, (в вакууме их фосфоресценция проявляется сильнее). \
'''Бария сульфид BaS (М = 169,39) бурно реагирует при нагревании с хлоратом и нитратом калия, во влажной среде образует гексагидрат BaS-6H2O в виде прозрачных пластинок; с водой гидролизуется, выделяя сероводород. Взаимодействует с азотной и хлорной кислотой с образованием очень важных для пиротехники окислительных солей: нитрата Ba(NO3)2 и перхлората Ва(С1О4)2 бария.
23.10. ЛТя^ёлый мех
арбонат бария встречается в природе в виде минерала витерита, который с незапамятных пор применялся для устройства фейерверков.
Витерит представляет собой тяжёлую, довольно мягкую, белую массу с сероватым или желтоватым оттенком. Его твёрдость по шкале Мооса 3-3,5; d = 4,25-4,38. Некоторые разновидности минерала содержат карбонат кальция ВаСО3СаСО3 или стронция BaCO3 SrCO3 и для пиротехники не подходят.
В промышленных условиях продукт получают прокаливанием смеси хлорида бария с карбонатом натрия; действием углекислоты на окись или гидроокись бария во влажной среде; барботированием двуокисью углерода водных растворов или суспензии сульфида и хлорида бария в присутствии карбоната магния; действием карбонатов щелочных металлов или аммония на растворы солей бария.
л Вполне приличный карбонат бария для пиротехнических це-/ш\ лей можно получить длительным кипячением медицинского сульфата бария или мелкодисперсного барита в водном растворе поташа К2СО3, взятого в заведомом избытке.
S Бария карбонат ВаСО3 (М = 197,4) существует в трёх аллотропных модификациях: бесцветные у-ромбы (устойчивы до 811°С), р-гексагональные кристаллы (811-982°С), а-кубическая форма (от 982°С до плавления); da = 4,43; твёрдость по шкале Мооса 3,5; tpaM 1450°С; почти не растворим в воде (0,0022%18; О,ОО65%100), растворяется в ней в присутствии хлорида аммония или СО2; реагирует с кислотами; не растворим в этаноле.
Карбонат бария применяют как компонент оптических стёкол, эмалей и глазурей. Важнейший реагент в получении большинства солей бария. Активно применяется в пиротехнике.
23.11. Нитробарит — лидер зелёны^ > П Ситрат является важнейшей солью бария в приготовлений пи-jL ротехнических составов насыщенного зелёного огня. В виде редкого природного минерала нитробарита издавна применялся для устройства фейерверков.
^Бария нитрат Ba(NO3)2 (М = 261,4) - бесцветные лучепреломляющие кубические кристаллы; d = 3,245; tnjl 595°С, при дальнейшем нагревании разлагается; умеренно растворим в воде (4,99%°; 6,78%10; 9,О5%20; 10,32%25; 11,6%30; 14,3%40; 17,2%50; 20,3%60; 26,6%80; 34,2%100); не растворим в спирте; образует кристаллогидраты Ba(NO3)2-2H2O и Ba(NO3)2-4H2O; ПДК 0,5 мг/кг. Компонент эмалей и глазурей.
Получают упариванием растворов оксида, гидроксида, карбоната или сульфида бария в разбавленной азотной кислоте; смешиванием горячих растворов хлорида бария и нитрата калия; сплавлением нитрата аммония и окиси бария с выделением аммиака.
23.12. Ф поискд^изумрудного огня
CJjf менно этот реактив понадобится нам для получения наиболее ^7 L богатого изумрудного цвета пламени.
>4Бария хлорат Ва(С1О3)2 (М = 304,3) - бесцветные моноклинные окта-эдрические кристаллы; d = 3,3; tnjl 414°С с разложением; растворим в во-де (19,2%°; 51,5%100); слабо растворим в спирте. Образует моногидрат Ва(С1О3)2-Н2О (М = 322,3; d = 3,179; tpa34 120°С; растворим в воде 21,8%°). Взрывается при ударе, трении и нагревании, особенно в смеси с фосфором, серой, органическими веществами.
Промышленный способ получения хлората бария основан на взаимодействии хлорида бария с хлоратом натрия, но для пиротехнических целей лучше исключить присутствие натрия и воспользоваться бертолетовой солью. Достаточно слить горячие насыщен-л ные растворы (на один объём ВаСО 1,6 объёма КСЮз) и по-еле остывания отфильтровать кристаллический осадок.
Для получения хлората бария из минерала витерита ВаСО3 или чистого карбоната бария предлагаю «гидротартратный» метод:
КС1О3 + Н2С4Н4О6 Н2О -> КНС4Н4О61 + НС1О3 + Н2О ВаСО3 + 2НСЮ3 Ва(СЮ3)2 + Н2О + СОД
К раствору 12 г бертолетовой соли в 200 мл воды добавляют 17 г винной кислоты в 15 мл воды, выпадает мелкокристал-
л лический осадок гидротартрата калия, через 20 минут на-/1\ досадочную жидкость, содержащую хлорноватую кислоту НСЮ}, аккуратно сливают и добавляют к ней 9 г карбоната бария. По окончании вспенивания и остывания реакционной массы выпавший кристаллический продукт отфильтровывают, сушат, осторожно (!) прокаливают в выпарительной чашке при 120°С. Выход хлората бария составляет до 10 г.
Вместо карбоната бария в этой методике можно использовать его оксид, сульфид и гидроксид.
Предлагаемый в литературе «аммиачный» метод получения хлората бария включает обработку бертолетовой соли сульфатом аммония, осаждение спиртом из раствора образовавшегося сульфата калия и взаимодействие спирто-водного раствора хлората аммония с баритовой водой:
2КС1О3 + (NH4)2SO4 K2SO4 + 2NH4C1O3
Ва(ОН)2 + 2NH4C1O3 Ва(С1О3)2 + 2NH4OH
Не рекомендую этого делать. Продукт действительно получается чистый, но образующийся в ходе синтеза хлорат аммония NH4C1O3 обладает дурной славой и даже его 1 спиртовый раствор может неожиданно самодетонировать, поэтому человеку неподготовленному безопаснее синтезировать нитроглицерин.
Могу предложить абсолютно безобидный (назовём его «магнезиальный») метод синтеза хлората бария, но он более хлопотливый.
л Слейте растворы 24,6 г горькой соли MgSO4-7H2O (слаби-/tt\ тельное средство) в 40 мл воды и 17 г винной кислоты Н2С4Н4О6-Н2О в 200 мл воды. Выпавший белый осадок отфильтруйте и перенесите его в суспензию, содержащую 24,5 г бертолетовой соли в 150 мл воды. Осадок растворится. К образовавшемуся раствору прилейте горячей баритовой воды (17 г гидроксида бария в 100 мл воды). Выпавший осадок гидроксида магния отфильтровывают (фильтруется медленно на складчатом фильтре), фильтрат упаривают до «густой» суспензии. После остывания кристаллический продукт отфильтровывают, сушат, прокаливают до удаления кристаллизационной воды. Выход 26 г.
MgC4H4O6 + 2КС1О3 К2С4Н4Об + Mg(ClO3)2
Mg(ClO3)2 + Ва(ОН)2 —► Ва(СЮ3)2 + Mg(OH)2^
Если же Вы имеете в своём химическом арсенале бария хлорид, то легче всего приготовить его хлорат электролизом по типу методики электролитического получения бертолетовой соли. К счастью, из-за разницы молекулярных масс эффективность получения хлората бария этим способом в 2,5 раза выше, чем бертолетовой соли. И не забывайте проветривать помещение от выделяющегося взрывоопасного водорода.
23.13. Л вообще-то он небесно-голубой fl) ам не приходилось собирать на берегу реки, пересекавшей на Л-У своём пути известковые породы, красивые, чем-то похожие на сапфир, кристаллы цвета василька, выгоревшего на солнце? Вы не обращали внимание, как отделочники обрабатывают доломитовый камень (MgCO3CaCO3), вырубывая из него вредные твёрдые «желваки», называя их «болезнью камня»? Внутри каждого из них в прочной кварцевой скорлупе всё те же светло-голубые игольчатые кристаллы. Это осадочный минерал целестин (от латинского «cell-estis» - небесно-голубой). Он образовался за миллионы лет при отмирании одноклеточных организмов радиолярий, скелет которых включал соли стронция.
Целестин состоит из сульфата стронция и представляет собой голубоватую, белую или сероватую (реже красную) компактную массу часто из призматических, ромбических или даже трубчатых кристаллов; d = 3,9-4,0; твёрдость 3-3,5 по шкале Мооса. Это самый важный минерал стронция, главный источник получения его солей.
/Стронция сульфат SrSO4 (М = 183,7) - бесцветные кристаллы двух аллотропных модификаций: ниже 1166°С ромбическая Р~форма, а выше - кубическая a-модификация. Кристаллы ромбического a-SrSO4 имеют отно-3 стельную плотность 3,973, tpa3J] 1580°С, диамагнитны, люминесцируют в ультрафиолете, окрашиваются в фиолетовый или голубой цвет при действии |3-излучения. Продукт плохо растворяется в воде (О,О132%20; 0,0113%95), спирте и ацетоне; мало растворим в соляной кислоте; не растворим в серной кислоте. Образует двойные сульфаты с солями щелочных металлов (например, K2SO4-2SrSO4 и 3Na2SO4-SrSO4). Кислая соль образует моногидрат Sr(HSO4)2’H2O в виде блестящих бесцветных листочков, растворимых в H2SO4 (14%70).
Спектр пламени стронция даёт восемь характеристических полос: шесть в красной, одну в оранжевой и одну в голубой области, а его летучие соли окрашивают пламя в карминово-красный цвет. Сульфат стронция применяют в составах розового огня, а также для получения более перспективных соединений.
Соли стронция обладают мочегонным действием, но лучше этим не увлекаться, так как внутривенная инъекция хлорида стронция вызывает смерть от остановки дыхания, а все его галогениды (особенно йодид) убивают растения. Вместе с тем, соединения стронция иногда применяют для лечения экземы и крапивницы.
В своё время гидроксид стронция даже использовался в сахарном производстве для выделения сахарозы из мелассы в виде нерастворимой соли Ci2H22O4 -2SrO.
23.14. Стронцианит — минерал красны^ огней
1764 г. в западной Шотландии на свинцовом руднике близ Л-Л деревни Стронциан был найден минерал, окрашивающий бесцветное пламя в карминово-красный цвет. Исследовавший его немецкий аптекарь и по совместительству профессор химии в Берлинском университете Мартин Клапрот (1743-1817) предложил назвать этот камень «стронцианитом». Естественно, что больше всего обрадовались его открытию пиротехники.
К 1790 г. почти одновременно английский химик-врач Адер Крауфорд (1748-1795), Крюикшенк и Хоп установили, что этот минерал содержит новую «землю» и представляет собой карбонат стронция.
Строициаиит представляет собой весьма чистый карбонат стронция. Встречается в виде бесцветных или окрашенных примесями зелёных, жёлтых или серых компактных масс, реже в виде призматических ромбических кристаллов; d = 3,6-3,8; твёрдостью по Моосу 3,5- 4.
В.Стронция карбонат SrCO3 (М = 147,6) - бесцветные диамагнитные ромбические или выше 820°С гексагональные кристаллы; ромбические —» гексагональные при 929°С; d = 3,70; декарбоксилируется при 1211°С;
трудно растворяется в чистой воде (0,0011%18; О,О65%100); растворим в воде, насыщенной СО2, аммиачными солями или хлоридами щелочных металлов; реагирует с кислотами. С карбонатами некоторых металлов образует двойные, и даже тройные соли (например, SrCO3-Na2CO3, SrCO3CaCO3-2Na2CO3).
При сильном нагревании карбонат стронция реагирует с серой и углеродом с образованием сульфида и карбида стронция.
Продукт применяют в производстве глазурей, эмалей, керамики, для покрытия катодов радиоламп, в качестве поглотителя рентгеновского излучения (к примеру, в стёклах кинескопов цветных телевизоров) и, конечно же, в пиротехнике для составов розового огня.
Карбонат стронция нетрудно получить кипячением тонкоиз-мельчённого целестина в избытке карбоната калия:
SrSO4 + К2СОз SrCO3 + K2SO4
Можно воспользоваться и более доступной кальцинированной содой Na2CO3, но в этом случае .полученный продукт необходимо очень тщательно промыть водой, так как даже следы натрия маскируют пламя в жёлтый цвет.
23.15. Стронция нитрат — основа фейерверка
С7У"з солей стронция для нас наиболее интересен его нитрат, так как он ещё и сильный окислитель:
2Sr(NO3)2 —2SrO + 2N2 + 5О2
Он окрашивает пламя в карминово-красный цвет. Образующаяся при его термическом разложении окись стронция придаёт огню лишь розовый оттенок, поэтому в такие пиротехнические составы вводят источники хлора, так как наиболее интенсивное излучение проявляет летучий монохлорид стронция:
SrO + [Cl] SrCl + [О]
SСтронция нитрат Sr(NO3)2 (М = 211,6) - бесцветные кубы; d = 2,986;
Bt. 645°С; растворим в воде (39,5%°; 53,6%10; 61,0%15; 70,4%20; 79,5%25;
88,7%30; 90,1%40; 93,8%60; 98,0%80; 102,0%100); слабо растворим в этаноле (0,012%20), метаноле, ацетоне, пиридине, концентрированной HNO3.
Из водных растворов ниже 30°С кристаллизуется тетрагидрат
г
Sr(NO3)2’4H2O (М = 283,7) - бесцветные моноклинные кристаллы; d -2,113; tnjl 31,3°С; хорошо растворим в воде (103%15; 206,5%100); мало растворим в спиртах и гидразин-гидрате.
Нитрат стронция легко выделить, упаривая выше 30°С раство-
ZX ры оксида, гидроксида или карбоната стронция в раЗбавлен-а*\ ной азотной кислоте. Можно проводить синтез и с концен-* трированной азотной кислотой, но необходимо добавлять /!\ её очень осторожно (по каплям и под тягой!), при постоян-А ном охлаждении реагирующей массы, а это приводит к об-разованию тетрагидрата, который после фильтрации необходимо прокалить (~110°С) в выпарительной чашке до сухого состояния. Не вздумайте сушить тетрагидрат в тёплом месте на бумаге (выше 31 °C он «поплывёт»).
Если Вам повезло и Вы счастливый обладатель «драгоценных» кристаллов целестина SrSO4, можете получить нитрат стронция А, из него. Прокипятите мелко измельчённый минерал несколь-а*\ ко часов (чем дольше, тем лучше) с концентрированной * азотной кислотой в колбе с обратным холодильником. Горя-/ !\ чий раствор под тягой слейте с осадка. Выпавшие при его * остывании бесцветные кубические кристаллы и есть дол-
под обратным холодильником, фильтру-
часа
вещество.
Эту реакцию можно значительно облегчить, если вместо азотной кислоты использовать кальциевую селитру Ca(NO3)2.
Суспензию 60 г А, целестина в 300 мл 20% раствора нитрата кальция кипятят 3
ют, фильтрат упаривают до 50 мл. При этом выпадает кристаллический осадок, который при температуре раствора ~32°С отфильтровывают, промывают на фильтре этанолом или ацетоном. Сушат. Выход нитрата стронция составляет до 50 г.
23.16. Ай да чудо-фосфор
(LJ ели смесь измельчённого целестина (SrSO4) с древесным углем J-—’ (3:1) очень тщательно прокалить в тугоплавкой кварцевой трубке до светло-красного каления и полного выгорания угля, да при этом не отравиться выделяющимся угарным газом, можно получить интереснейший продукт - сульфид стронция. Он фосфоресцирует тёмно-голубым цветом, при нагревании до 70°С - зелёным, выше 100°С - жёлтым, а на морозе (-20°С) - фиолетовым. Его свечение можно усилить, если перед прокаливанием в шихту добавить немного (1:5000) нитрата висмута.
При нагревании сульфид стронция бурно взаимодействует с бертолетовой солью и калийной селитрой, окрашивает пламя в красный цвет, поэтому им иногда подменяют карбонат стронция в пиротехнических составах.
J Стронция сульфид SrS (М = 123,1) - кубические бесцветные или с зеленоватым оттенком кристаллы; d = 3,64-3,79; t,,., >2000°С; твёрдость 3,0 по шкале Мооса; в воде гидролизуется с выделением сероводорода, I 4 I образующийся бисульфид кристаллизуется с четырьмя молекулами во-ды в виде бесцветных игл Sr(HS)2-4H2O; реагирует с кислотами, выделяя сероводород; при кипячении в воде с серой образует полисульфид SrS4. Является промежуточным продуктом в синтезе карбоната стронция кар-ботермическим методом, компонент люминофоров, применяют для удаления волос.
Обработкой сульфида стронция азотной или щавелевой кислотой несложно приготовить очень ценные в пиротехнике нитрат и практически нерастворимый в воде оксалат стронция, только делать это в квартире, а тем более в своей не надо. Вы со мной согласитесь, когда услышите настойчивый запах сероводорода.
23.17. Стронциевый крахмал
(Tj истый оксалат стронция по виду и на ощупь по характерно-J_ му «хрусту» вполне напоминает картофельный крахмал, но кисель из него получается неважный.
В отличие от многих других эта соль стронция хорошо хранится и уже несколько столетий применяется в устройстве фейерверков для составов красного и розового огня.
'''Стронция оксалат SrC2O4 (М = 175,7) - бесцветный мелкокристаллический порошок; t„aM 450°С с образованием карбоната; плохо растворим в воде (0,005118); растворим в соляной и азотной кислоте. Из водных растворов кристаллизуется моногидрат SrCjO^HjO (М = 193,7), который обезвоживается при 150°С.
Получают осаждением из водных растворов солей стронция действием оксалата аммония (NHOjCjC^ или щавелевой кислоты Н2С2О4С последующим обезвоживанием.
23.18. С медью мучились до посинения олучение чистого, насыщенного и, при том, доступного синего пиротехнического пламени даже сегодня остаётся до конца не решённой проблемой. Спектральные характеристики монога
логенидов меди для фейерверков подходят вполне - беда только в том, что эти соединения, как и большинство медных солей, гигроскопичны.
В технологии синих огней издавна широко применяются оксид меди (II) СиО и её хлороксид (хлорокись, ХОМ) 3Cu(OH)2‘CuC12, который используется как сельскохозяйственный фунгицид.
Ещё в середине XIX в. английским химиком Томасом Грэмом (1805-1869) выделены и подробно исследованы К. Гофманом комплексные аммиакаты медных солей. Уже тогда тетрамминоку-пронитрат [Си(1\Нз)4]ХОз был предложен в качестве антигризут-ного взрывчатого вещества.
Через два десятка лет в практике фейерверков также стал успешно применяться тетрамминокупрохлорат [Сн(ХНз)4]С1О3, который чаще называют «медь-аммоний хлоратом» или «хлоратом тетрамина меди (II)».
* Получить его несложно. Сливают нагретые до 60°С раство-ры, содержащие 25 г медного купороса в 40 мл воды и 30 г хлората бария в 50 мл воды. Выпавший осадок отфильтро-Двывают, а к фильтрату приливают 30 мл концентрированного раствора аммиака и 40-50 мл спирта или ацетона. По-еле охлаждения, выпавшие тёмно-синие кристаллы от-/!\ фильтровывают, промывают спирто-аммиачнымраствором (3:1), сушат при температуре 50-60°С и хранят в закупорен-
ном виде. Для повышения выхода перед осаждением спиртом раствор желательно частично упарить под вентилятором, нагрев до 60°С.
В небольших количествах этот интересный продукт можно получить и по-другому.
/к Смесь 1 г хлората натрия, 3 г медного купороса и 30 г спир-та нагревают в течение получаса при помешивании на водя-л ной бане, не доводя до кипения. Зелёный гомогенный раствор /&\ фильтруют от примесей и пропускают через него аммиак. Для этого колбу с крепким раствором аммиака, снабжённую газоотводной трубкой, нагревают на кипящей водяной бане. В конце реакции «медный» раствор приобретает тёмно-синюю окраску. Горячую жидкость под тягой выливают в плоскую посуду. По мере испарения спирта выпадают удивительной красоты тёмно-синие кристаллы.
Выделенный тетрамминокупрохлорат хорошо растворим в воде, плохо в спирте и ацетоне, образует кристаллогидрат, реагирует с кипящей водой, выше 120°С разлагается, окрашивает пламя спиртовки в интенсивно синий цвет.
В работе с этим продуктом будьте осторожны: обычно он спокойно переносит трение, но не выдерживает удара! При резком нагревании (например, раскалённой проволокой), а тем более при действии капсюля он детонирует! И хоть температура взрыва у него аномально низкая, легче от этого не будет.
В этом плане безопасным является тетрамминокупросульфат, который получить ещё легче.
- 10 г тщательно измельчённого медного купороса растворя-
/О\, юте 25 мл 25% водного аммиака. К раствору приливают 20 мл спирта. Выпавшие после охлаждения кристаллы от-фильтровывают, промывают смесью спирта и аммиака, а затем спирто-эфирной (1:1) смесью и сушат при 50-60°С.
^Тетрамминокупросульфата моногидрат [Cu(NH3)4]SO4-H2O тёмносиние ромбы; d = 1,81; растворим в воде (18,5%18), не растворим в спирте и ацетоне, реагирует с горячей водой, разлагается в интервале 120-250°С; на воздухе устойчив.
Пиротехнические составы на его основе приобретают насыщенную синюю окраску только в присутствии хлорсодержащих продуктов. Срок хранения таких смесей весьма ограничен.
23.19. ЗТо^ертвуйте малаз^итовую шкатулку на фиолетовое пламя
огда Сергей Есенин описывал «жёлтых листьев медь», он и не надеялся, что она, в самом деле, входит в их состав, но, к счастью, не ошибся. Не знаю как в волосах, в которых «есть и золото и медь», но даже в печени и крови её достаточно (0,004 мг/кг), а ещё больше в 200 минералах, из которых её получают. Один из наиболее симпатичных из них - знаменитый малахит.
Считают, что это слово происходит от греческого «мальва» и, якобы, пёстрый камень напоминает окраску листьев мальвы лесной. Возможно, этот грек был дальтоник или тот, кто это придумал, имел «медный лоб в семь пядей», но, скорее всего, имелось в виду слово «малакос», что означает «мягкий».
Малахит (горная зелень) в основной массе представляет собой дигидроксокарбонат меди. Встречается в виде сталактитовых масс. Характеризуется чередующимися слоями окраски от изумрудно-зелёной, зеленовато-серой, голубовато-зелёной и даже чёрнозелёной, до почти белой или бесцветной, получившей название «стеклянная голова». Минерал непрозрачен, в тонких слоях просвечивается; d = 3,9-4,1; твёрдость по Моосу 3,5-4; содержит до 57,4%
меди.
Плотный малахит используют в ювелирном деле, как ценный поделочный и облицовочный материал. Землистый малахит применяют для изготовления краски «малахитовая зелень» и для получения меди.
Синтетический малахит получают нагреванием известняка до 250°С с хлоридом меди (II) или с раствором медного купороса, кипячением минерала малоконита или тенорита СиО с карбонатом аммония, а более чистый - обработкой медного купороса эквимолярным количеством соды.
Последний метод вполне подойдёт и нам. Для выполнения этого л синтеза необходимо к раствору 50 г медного купороса CuSO4 5Н2О в 150 мл воды прилить раствор 10,5 г кальцинированной соды в 50 мл воды и отфильтровать выпавший светло-зелёный осадок. Залить продукт водой, размешать и отфильтровать повторно. Для пиротехнических целей важно исключить из
продукта примесь солей натрия, поэтому промывку проводят до вырождения в пламени желтой окраски. Ещё надёжнее вместо соды использовать поташ (13,5 г К2СО3). В обоих случаях после высушивания образуется до 22 г малахита.
Также его несложно получить в малых количествах электроли
зом водного раствора соды или поташа с медным анодом.
J Дигидроксокарбонат меди (II) CuCO3-Cu(OH)2 (М = 221,1) - моноклин-ные призмы тёмно-зелёного цвета или светло-зелёный порошок; d = 4,0; tpaM 200°С; не растворим в воде; почти не растворим в этаноле; реагирует с горячей водой, минеральными кислотами, водным аммиаком, СО2, циани-дом калия и питьевой содой. Известен кристаллогидрат CuCO3- Си(ОН)2 •0,5Н2О.
Обработкой малахита углекислым газом под давлением или нагреванием известняка в растворе нитрата меди (II) получается азурит (не путать с лазуритом и лазурином, в которых медь отсутствует). Своё название он получил от персидского слова «синий», ино
а
гда его называют «горная синь», «медная лазурь», «медиая синь» или «шессилит».
Азурит представляет собой минерал, в основном состоящий из дигидроксодикарбоиата меди. Он описан в 1824 г. Встречается в виде плотных друзов (сросшихся кристаллов) или землистой массы (медная синь), а также агрегатов с малахитом (азурмалахит). Цвет его лазурно-синий, голубой или зеленовато-фиолетовый. Твёрдость этого минерала по Моосу 3,5-4; d = 3,7-3,9; содержит до 55,3% меди.
JДигидроксодикарбонат меди (II) 2CuCO3-Cu(OH)2 (М = 344,7) - двулу-чепреломляющие клиноромбические кристаллы синего цвета; d = 3,88;' tp^ 220°С; не растворим в воде, разлагается горячей водой и кислотами; растворим в нашатырном спирте и питьевой соде. Применяют в пиротехнике, для получения синей краски, как ювелирный и поделочный камень, а также в производстве меди.
Обе карбонатные соли не гигроскопичны и с давних пор используются для устройства фейерверков. Они входят в составы голубого, синего и фиолетового огня.
Соли меди довольно токсичны и требуют аккуратного отношения. Для того чтобы навсегда потерять интерес к пиротехнике, достаточно одной десертной ложки такого порошка, по ошибке принятой внутрь.
23.20. Лод такой кроной не спрячешься ля приготовления составов голубых спиртовых или каминных огней хорошо подходит ацетат меди (II). Его моногидрат получил ласковое название «медянка». В своё время вещества по
добного состава называли «зелёным кроном», хотя первоначально этот термин закрепился за его основной солью.
Осторожно. Сегодня название «крон» распространилось на пигменты разной окраски, в основном представленные хроматами, например, свинца и цинка жёлтого цвета или даже стронция лимонно-жёлтой окраски. Нам они не подходят.
S Ацетата меди (II) моногидрат Cu(CH3COO)2‘H2O (М = 199,6) клиноромбические кристаллы тёмно-зелёного цвета с синим оттенком; d = __ 1,882 (<Еезводн= 1,93); tnjl 115°С; 1разл240°С; растворим в воде (20%), этано-
ле (7,14%) и эфире. Известен пентагидрат в виде синих кристаллов. По-лучают обработкой медного купороса ацетатом кальция Са(СН3СОО)2. В виде моногидрата выпадает в осадок при упаривании (30°С) растворов оксида, основного карбоната или ацетата меди (II) в уксусной кислоте. Используется как пигмент в керамике, продаётся в качестве садово-огородного фунгицида.
Кипячение водных растворов ацетата меди (II) вызывает осаждение синих кристаллов, легко растворимых в избытке аммиака. Это основные ацетаты меди, получившие общее название «ярь медянка». В их числе зелёная соль СпО-2Сп(СНзСОО)2, голубая CuO-Си(СН3СОО)2 и ряд кристаллогидратов.
Основной ацетат меди (II), как правило, представлен вышеописанной смесью солей. Это сине-зелёный порошок, слабо растворимый в воде и спирте, он реагирует с кислотами и нашатырным спиртом. Получают его взаимодействием уксусной кислоты с медью при доступе воздуха (прямо как после варки кислого варенья в медном тазу). Чаще всего данный продукт имеет формулу CuO-2Сп(СН3СОО)2.
Используют его в качестве пигмента для приготовления краски «зелёный крон» и «венецианская ярь». Ещё не так давно это вещество в комплексе с арсенитом меди (II) применялось в технологии «парижской» или «швейнфуртской зелени», которая также иногда использовалась в пиротехнике. Сегодня эта краска не упот
ребляется из-за неудачного вкуса от присутствия мышьяка, кроме того, при действии плесени она выделяет в помещение токсичный газ арсин AsH-j.
Если Вы случайно приняли одну из этих солей внутрь и Вам не по себе, прежде чем вызвать врача, срочно заешьте её сырым яйцом, конечно, если сможете.
23.21. Лод покровительством (Венеры Средневековые алхимики установили, что Меди покровительствует Венера, которая лучше смотрится в голубом. И действительно в пиротехнических составах фиолетового и синего пламени отлично работает сульфид меди (II), который встречается в природе в виде минерала ковеллина.
Ковеллин содержит до 66,5 % меди и в основном состоит из её сульфида CuS. Он встречается в виде мелких пластинчатых кристаллов, окрашенных в тёмно-синий цвет (индигокармин); d = 4,6; твёрдость по Моосу 1,5-2. Является сырьём в производстве меди и пигментом для красок.
В, Меди (II) сульфид CuS (М = 95,6) - чёрный порошок, реже гексагональные кристаллы; d = 4,68; tpin;l >450°С; не растворим в воде, этаноле и щелочах; реагирует с кислотами и цианидами.
Этот продукт без затруднений получается взаимодействием растворов сульфидов щелочных металлов с растворимыми солями меди (II) или при пропускании через них сероводорода. Образующийся чёрный мелкодисперсный осадок плохо фильтруется, что затрудняет его промывку.
Обработка аммиачных растворов солей меди (II) сероводородом приводит к выделению коричнево-чёрного коллоидного сульфида CuS, флюоресцирующего зелёным цветом и осаждаемого электролитами.
Хорошие результаты даёт нагревание минерала халькозина (гемисульфида меди) Cu2S с серным цветом.
Можно прокалить медный купорос с роданидом аммония NH4SCN, но лучше оставить этот метод Вашим врагам (он протекает с выделением синильной кислоты).
Интересно, что нагретая медная пластинка в парах серы сразу покрывается чёрным сульфидом CuS.
Имейте в виду, что метод сплавления серы с медным порошком, рекомендуемый в некоторых руководствах, в зависимости от условий может привести к образованию как сульфида CuS, так и гемисульфида Cu2S меди. Нам подходят оба продукта, поэтому остановимся на этом синтезе подробнее.
_ Смесь опилок красной меди с серой (2:1) в тигле с крышкой /О\. ставят в печь, а ещё лучше в костёр, обкладывают горящими углями, нагревают до красного каления и через несколько минут вынимают. Готовый продукт (CuS) образуется в виде шлака. Он без затруднений толчётся и после просеивания готов к употреблению.
Если же смесь нагреть до белого каления и долго выдерживать в расплаве, продукт получается в виде «металлического королька» с синим отливом, блестящего на изломе. Это уже гемисуль-фид меди. Дело в том, что выше 450°С сульфид меди разлагается до Cu2S и серы, которая сразу выгорает. Для целенаправленного получения гемисульфида меди берите рабочую смесь в соотношении (4:1). Будьте осторожны, сплавление в открытом тигле может привести к окислению продукта до медного купороса и окиси меди.
Если медный порошок очень мелкий, его реакция с серой может проходить даже при комнатной температуре. Так, гемисульфид ме
ди неплохо получается растиранием смеси серного цвета с восстановленной медью.
Наконец, его можно синтезировать, прокаливая медный купорос с серой (4:1).
^Меди (I) гемисульфид Cu2S (М = 159,2) - тёмно-синие или синевато-В чёрные октаэдрические (dp = 5,78) и гексагональные (da = 5,6) кристаллы; tnj] 1129°С; при 103°С [!—а; не растворим в воде, спиртах, щелочах; реагирует с HNO3 и NH4OH.
Халькозин (медный блеск) состоит из гемисульфида меди Cu2S; содержит до 79,8% меди, встречается в виде компактных масс из серовато-чёрных бипирамидальных кристаллов; d = 5,7; твёрдость по Моосу 2-3. Сырьё в производстве меди.
Как видно из старинных рецептов, в своё время для окраски пиротехнического пламени вместо описанных сульфидов, часто при
меняли даже прокаленный медный купорос CuSO4. Учитывая гигроскопичность и частые случаи самовоспламенения, содержащих его хлоратных составов, я бы Вам этого не советовал.
23.22. Ну и роданиды
CJjf' эти соединения меди также применяют в пиротехнике.
33 Тиоцианат (роданид) меди (I) CuSCN получают в виде мелкого белого осадка при обработке растворов солей меди (II) тиоцианатом калия или аммония в присутствии восстановителей (SO2, Fe(SO4)2 или сульфидов щелочных металлов). Этот высокоплавкий продукт (1пл 1084°С) не растворим в воде и спиртах, однако растворяется в избытке тиоцианатов, растворах аммиака и эфире. Его используют для изготовления «необрастающего» покрытия морских судов, а также в качестве стабилизатора горения спичек и горючего твердотопливных ракет.
Тиоцианат (роданид) меди (II) Cu(SCN)2 образуется в виде чёрного мелкокристаллического осадка при обработке растворов солей меди (II) стехиометрическим количеством тиоцианата калия. К сожалению, это вещество мало устойчиво в контакте с водой и при длительном хранении в сыром состоянии постепенно переходит в тиоцианат меди (I) с выделением родана. В сухом же состоянии при комнатной температуре продукт весьма стабилен и наряду с одновалентной солью применяется в пиротехнике для приготовления составов синего и фиолетового огня.
23.23. Подумаешь, мел
С] Сазвание «кальций» происходит от слова «калкс», что означает к/ Z. мягкий камень известняк - разновидность кальцита (карбоната кальция). К числу кальцитов относятся мел и мрамор. Они-то нам и нужны.
Дело в том, что излучение кальция в основном приходится на оранжевую, красную и фиолетовую часть спектра, поэтому суммарная окраска пламени его солями кирпично-красная либо при слабой насыщенности розовая с фиолетовым оттенком.
К сожалению, большинство перспективных соединений кальция гигроскопично, зато мел доступен даже начинающему пиротехнику.
Для начала желательно подвергнуть его старинной процедуре «отмучивания» (термин придумал не я, но помучиться действительно придётся). Разведите порошок мела водой, дайте осесть тяжёлым частицам, слейте мутную воду, пусть она отстоится, выпавший «отмученный» осадок после сушки годится для фейерверков.
Многие виды мрамора дают более густую окраску пламени, но измельчать их намного труднее и без металлической ступки не обойтись.
J Кальция карбонат СаСО3 (М = 100^ 1) бесцветные тригональные кри-В сталлы кальцита; ромбические призмы арагонита; гексагональные кристаллы ватерита; d = 2,71-2,93; не растворим в воде; растворяется в нашатыре NH4CI; реагирует с кислотами; представлен минералами: мел, мрамор, известняк, исландский шпат и др.
23.24. Литий Леопольда
С того момента, когда в 1818 г. Леопольд Гмелин (1788-1853), профессор химии и медицины, установил, что летучие соли лития окрашивают пламя в чистый карминово-красный цвет, этот элемент стал предметом многочисленных поисков пиротехников.
В природе литий встречается в основном в виде силикатов, и даже своё название получил от греческого слова «литое» — «камень», потому, что все остальные его соединения очень гигроскопичны. Перспективные для пиротехники соли (нитрат, хлорат, перхлорат, хлорид и др.) сразу расплываются на воздухе.
К счастью, лития карбонат почти не растворим в воде и выпадает в виде белого осадка при обработке растворов его солей карбонатом калия. Реакцию проводят с горячими растворами. Сода и карбонат аммония для этого не подходят: соли натрия маскируют окраску, а карбонат аммония повышает растворимость выпадающего осадка.
Даю подсказку: интересующий нас карбонат применяется в медицине в качестве антидепрессивного средства при маниакальном
психозе в таблетках по 0,3 г, а в своё время активно использовался для лечения подагры.
JЛития карбонат Li2CO3 (М = 73,9) - бесцветные моноклинные кри-сталллы; d = 2,11; tpa,;, 618°С; tM 732°С; плохо растворим в воде, при на-гревании растворимость падает (1,53%°; 1,27%25; 1,01 %50; 0,85%75; О,72%100); не растворим в этаноле и ацетоне; растворяется в воде, насыщенной СО2.
23.25. УТлюмбум — элемент огненного доэк$я
одумать только, любой владелец даже отслужившего свинцового акку
мулятора в Древнем Египте был бы очень богатым человеком, ведь из этого металла, как и из золота, изготовляли ювелирные изделия. Это позже древние римляне решили использовать его для сво-
его водопровода, но они плохо кончили. Название «плюмбум» для свинца предложил Плиний. За способность растворять металлы, в том числе драгоценные, алхимики прозвали его «Сатурном».
Нитрат свинца вошёл в пиротехнический арсенал средневековой Европы с появлением «комнатных фейерверков».
Он без особого труда получается упариванием растворов свинца, его оксидов или основного карбоната (свинцовые белила) в разведенной азотной кислоте:
ЗРЬ + 8HNO3 -> 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4Н2О Pb(OH)2-2PbCO3 + 6HNO3 -> 3Pb(NO3)2 + 2СО2 + 4Н2О
В концентрированной азотной кислоте нитрат свинца растворяется плохо, поэтому её предварительно разводят водой, а для подав
ления образования основных солей кислоту применяют в заведомом избытке.
Для синтеза вполне подойдут «очищенные» пластины-соты свинцового аккумулятора. Материал ячеек тоже можно использовать, но только свежий. Он состоит из оксидов свинца (чаще свинцового глёта или массиконита РЬО, диоксида свинца РЬО2 или свинцового сурика РЬ3О4), которые в ходе эксплуатации превращаются в сульфат PbSO4.
Измельчённые куски свинца залейте в колбе равным по весу ко-Л личеством азотной кислоты и разбавьте её в три раза во-бой. Реакция протекает весьма спокойно без нагревания с л. выделением ядовитых оксидов азота, поэтому лучше прово-/!\ дить этот синтез в пассивном режиме в конце огорода, ос-ж тавив колбу или стеклянную банку с драгоценным содержи-мым до полного растворения свинца. Когда реакция прекратится, большую часть раствора упарьте до выпадения кристаллов. После остывания, отфильтруйте и высушите в тени и в тепле выпавший кристаллический осадок.
При использовании свинцовых белил, глёта, применявшегося в
ш
приготовлении свинцового пластыря, или сурика, их растворяют при нагревании в продажной (56-65%) азотной кислоте, при необходимости фильтруют или сливают с осадка и выделяют нитрат аналогичным способом.
JСвинца нитрат (П) Pb(NO3)2 - бесцветные кубические диамагнитные кристаллы с двойным лучепреломлением и пьезоэлектрическими свойствами; d = 4,53; tpa3J, >205°С; tnjI 450-470°С; хорошо растворим в воде с поглощением тепла (36,4%°; 52,2%20; 56,5%25; 69,4%40; 88,0%60: 107,4%S0; 127,3%100); растворим в этаноле (О,О4%20), метаноле (1,24%25) и пиридине (4,39%°; 5,46%25). Известна моноклинная форма, плохо растворимая даже при нагревании.
Продукт сохраняют только в кристаллическом виде в банке из тёмного стекла. В размолотом состоянии, а тем более под действием света, он быстро разлагается и даже сыреет.
Перед употреблением нитрат свинца для пробы растворяют в воде. Если раствор мутный, а при стоянии из него выпадает осадок, в работу он не годится. Такую соль можно регенерировать, перекристаллизовав из воды с добавлением азотной кислоты до слабокислой реакции и прозрачности раствора.
Нитрат свинца является причиной самовозгорания хлорат-ных составов - такие смеси, а тем более включающие серу, долго хранить нельзя!
В пиротехнических составах эта соль придаёт пламени мелкоискристый голубоватый оттенок, больше похожий на сияние.
0
23.26. Свинцовый сахар
Оказывается, есть сахар, который не употребляют в пищу. Это ацетат свинца. А название он получил за сладкий вкус. Осторожно! Он ядовит.
По внешнему виду ацетат свинца представляет белый блестящий тяжёлый порошок из кристалликов и их сростков со слабым запахом уксуса. Его насыщенные водные растворы обладают щелочной реакцией, а разбавленные (1:20) - слабокислой.
Получают этот продукт растворением оксидов, карбоната или металлического свинца в избытке уксусной кислоты.
JСвинца ацетат Pb(CH3COO)2 (М = 325,3) - белые кристаллы; d = 3,25; 1ПЛ 280°С; хорошо растворим в воде (19,7%°; 29,3%10; 44,3%20; 55,2%25: 69,7%30; 116,9%40; 221,О%50): растворим в глицерине (143%20), плохо растворим в этаноле. Образует кристаллогидраты:
J Свинца ацетата тригидрат РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О (свинцовый сахар) (М = 379,3) - бесцветные моноклинные кристаллы; d = 2,55; tnJ] 75°С;
JСвинца ацетата декагидрат РЬ(СН3СОО)2-ЮН2О (М = 505,4) - бесцветные ромбические кристаллы; d= 1,69; tnJI 22°С.
В медицинской практике до недавнего времени свинцовый сахар под названием Piumbi acetas применялся для примочек.
В пиротехнике его употребляют для пропитки бумажных пали-тельных свечей и некоторых видов фитилей.
23.27. Фот та\ сури^
Свинцовый сурик, который в виде тяжёлого красно-коричневого порошка свободно продаётся в хозяйственных магазинах, является очень важным элементом любого фейерверка. Следует иметь в виду, что пиротехнические составы на его основе применять в помещениях нельзя, ввиду токсичности выделяемых паров.
В
JСвинцовый сурик (трисвинца тетроксид, ортоплюмбат свинца) РЬ3О4 (М = 685,6) - мелкие тяжелые оранжево-красные тетрагональные кристаллики; d = 8,79; tpa3J] >550°С; tnjl 830°С; не растворим в воде; реагирует с разбавленной азотной и соляной кислотой. Применяют как пигмент для антикоррозионных красок и для заполнения пластин свинцовых аккумуляторов.
В пиротехнике его используют в пламенных композициях. Сурик даёт чаще голубоватые, а иногда жёлтые (в зависимости от состава) мелкие и обильные лучистые искры.
Аналогично применяется оксид свинца РЬО (свинцовый глёт, сильберглёт или массиконит).
23.28. Свинцовые спички неж^лаетеР
Столь интересное вещество как диоксид свинца иногда встречается в виде редкого минерала платтнерита. Его несложно получить окислением оксида свинца либо свинцового сурика хлорной известью или азотной кислотой.
J Свинца (IV) диоксид РЬО2 (М = 239,2) представляет собой тяжёлые а тёмно-коричневые кристаллы тетрагональной (tpa3J] ~220°С) либо ромбической (tpa3JI ~280°С) модификаций. За высокие окислительные качества в своё время его даже называли «перекисью свинца».
Красный фосфор и сера при растирании с диоксидом свинца воспламеняются, с разбрасыванием красивых искр.
Его применяют для заполнения ячеек некоторых систем аккумуляторов, в качестве окислителя в пиротехнике, а также в производстве спичек и некоторых фрикционных составов.
23.29. Сурьма-вол*^ металлов
(ty щё древние римляне умели получать металлическую сурьму из сурьмяного блеска (SbjSj). До наших дней сохранились сурьмяные халдейские вазы, хотя, по-видимому, это было опрометчивое решение, так как по токсичности некоторые соли сурьмы ненамного уступают мышьяку.
Свой апофеоз сурьма пережила во времена алхимиков. За свойство растворять все известные металлы её прозвали «волком ме-
таллов». Одинокий волк стал её алхимическим символом, когда Чечни с аналогичным гербом ещё не было на карте.
Не обошлась без сурьмы и вся «ранняя» пиротехника. Она употреблялась для получения белого пламени и придания яркости цветным огням. Несмотря на то, что её поглощение приходится на голубую часть спектра, на расстоянии огонь от подобных пиротехнических составов кажется ослепительно белым.
SСурьма Sb (М = 121,8) - тяжёлое серебристо-серое вещество с синим В оттенком и металлическим блеском; существует в нескольких аллотропных модификациях (устойчивые: гексагональная и кубическая; не устойчивые аморфные: жёлтая, чёрная и взрывчатая); d = 6,69; tnjl 630,5°С;
очень хрупкая, легко измельчается даже в фарфоровой ступке.
Если приглядеться, поверхность сурьмы покрыта пересекающимися полосками. Она имеет довольно сильный запах и привкус -достаточно потереть её между пальцами или подержать во рту. Не бойтесь, не отравитесь: в металлическом виде сурьма не ядовита, только не обязательно её жевать.
Природная сурьма в виде ромбоэдрических и гексагональных кристаллов или чешуек встречается редко, но иногда сопутствует залежам каменного угля.
Помимо пиротехники сурьма применяется в сплавах для отливки типографских шрифтов и аккумуляторных пластин.
23.30. Антимоний — противомонао^ инерал антимонит или сурьмяный блеск был хорошо известен ещё в глубокой древности благодаря стараниям античных красавиц, применявших его длинные кристаллы для чернения (сурьмления)бровей.
Своему названию этот минерал обязан монаху Бенедиктинского ордена Василию Валентину, который после удачных испытаний по откорму местных свиней решил сделать более упитанными братьев по монастырю, но переборщил с дозой, и сульфид сурьмы назвали «антимоний» - «противоионах».
Внимание. Соединение токсично, при отравлении рекомендуется приём вяжущих веществ (настойка танина, чай, отвар дубовой коры).
0
Сурьмяный блеск (антимонит, антимоний, крудум, стибнит) в основном состоит из сульфида сурьмы (III) Sb2S3; встречается в виде игольчатых призматических кристаллов длиной 15-20 см се-ровато-свинцового цвета с металлическим блеском; d = 4,65; твёрдость по Моосу 2-2,5.
JСурьмы (III) сульфид (сесквисульфид) Sb2S3 (М = 339,7) представляет собой диамагнитные, оранжево-жёлтые или красные орторомбические кристаллы; d = 4,65; tnjl 550°С; tE03r 917°С; почти не растворим в воде (1,7-10'4%), реагирует с горячей водой, кислотами и щелочами; в мелкодисперсном состоянии пирофорен.
Применяют сурьмяный блеск в производстве спичек и некоторых видов синтетического каучука. Он входит в пиротехнические составы белых бенгальских огней, а также многочисленные горючие композиции для придания яркости и блеска пламени.
Смесь сульфида сурьмы (III) с бертолетовой солью («хлоркаль-антимоний») очень взрывоопасна. Она легко детонирует при ударе или лёгком трении и в своё время широко применялась в капсюль
ных составах.
Приобретая сульфид сурьмы (III), чтобы не купить графит или шифер (наиболее частые примеси), сделайте две пробы: чисты? продукт улетучивается при нагревании без остатка и полностью
растворяется в крепкой соляной кислоте.
В
JСурьмы (V) сульфид Sb2S5 - оранжево-красное аморфное вещество, н< растворимое в воде, tpa3JI >120°С. Применяют как пигмент в красках и вул канизирующий агент для красной резины. Компонент пиротехнически: составов. Пирофорен.
23.31. добавьте мышьяк^ и гори всё белым пламенем
/7 Ртобы купить мышьяк в аптеке, одной фотографии Вашей JL тёщи явно недостаточно. Нужен рецепт.
Даже трудно сказать, что случилось раньше: мышьяк стали использовать как отраву или его сульфиды (реальгар и аурипигмент) научились применять в пиротехнике.
Выдающийся шведский химик Йенс Якоб Берцелиус (1779-1848, с 1820 г. член Петербургской АН), очень увлекался изготовлением фейерверков и считал, что реальгар в пиротехнических составах даёт самый совершенный белый огонь. В этом с ним трудно спорить, даже сегодня, когда мышьяк с этой целью применяется очень ограничено из-за высокой токсичности.
Сульфиды мышьяка окрашивают пламя в нежный бледносиний цвет. Их вводят как горючее в составы фейерверков белого огня и для коррекции цветного пламени. Подобно сульфиду сурьмы они усиливают яркость и блеск огня, придают особую чистоту его окраске.
Несмотря на токсичность, до недавнего времени минерал реальгар широко применялся в сигнальных составах жёлтого дыма, в том числе для военных целей.
^Реальгар в основном состоит из сульфида мышьяка As4S4 (М = 427,9) и S представляет собой красные моноклинные сросшиеся кристаллы; da = 3,506; dp = 3,254; 1пла321°С; Цлр 307°С; tK„n 534°С (565°С); не растворим в воде и органических растворителях; реагирует с сульфидами и гидрокарбонатами. Для промышленного использования его получают в виде переплавленных плиток тёмно-красного цвета, очень твёрдых, подобно стеклу. Измельчённый порошок оранжевого цвета. Применяют как пигмент в красках, добавку при литье дроби, средство для удаления волос, ну и конечно в пиротехнике.
JАурипигмент As2S3 (М = 246,02) - красные или оранжевые моноклинные кристаллы; d = 3,43; tnj! 310°С tKlm 723°С; почти не растворим в воде (5-1О'5%); не растворим в бензоле и сероуглероде; растворим в этаноле; реагирует со щелочами и карбонатами; компонент специальных стёкол, пигмент для краски.
'''Мышьяка (V) сульфид As2S5 (М = 310,14) - оранжевое аморфное ве-щество; t,,„ ~190°С; возгоняется с разложением при 500°С; практически не растворим в воде (310'5%) и спирте; применяют в технологии полупроводников и фейерверков.
23.32. Золото из металла консервной банки
Оказывается, для получения «совершенного» белого пламени настоящие пиротехники не жалеют даже золота, правда, не настоящего, а сусального, очень похожего на благородный металл.
Вы тоже можете легко синтезировать этот имитатор, сплавляя олово, его амальгаму (2:1) или двуокись SnO2 (минерал касситерит) с серой.
Для получения сусального золота (больше известного как оловянная бронза) приготовим дисульфид олова SnSz-
Бывалые пиротехники с этой целью нагревают на костре до * * красного каления (350-400°С) чугунный горшок и всыпают в него по ложке приготовленную смесь оловянных опилок с се-/К рой (Е1). Выдерживают растопленную массу до прекраще-f ния выделения едких серных паров. После остывания получают чёрную массу с кристаллическим изломом и металличе-ским блеском. Её дробят, просеивают и при необходимости отделяют от частиц непрореагировавшего олова, маскирующего окраску.
Внешне наше вещество похоже на золото не больше, чем гири гражданина Паниковского. Но Вы не расстраивайтесь. Даже в таком виде оно нам подходит.
Неприглядный тёмный цвет продукта также связан с частичным образованием моносульфида олова SnS, который в нашем деле не мешает, но если хотите его исключить, берите в шихту больше серы (1:1,5) и не увлекайтесь нагреванием (выше 500°С дисульфид разлагается, выделяя SnS и серу).
Если же Вы хотите увидеть сусальное золото во всей его благородной красе, воспользуйтесь усовершенствованным рецептом древнекитайских алхимиков.
Поместите в фарфоровый тигель смесь 2 г оловянных стру-/0\, жек, 1,5 г прокаленных алюмо-калиевых квасцов и 4 г нашатыря (хпорида аммония). Закройте его герметично Л. крышкой, для чего обмажьте её глиной, а ещё лучше замаз-f-’Л кой из мела на силикатном клее. Подождите, пока она засохнет, поместите тигель в муфельную печь, нагретую до 500°С, и
прогрейте суммарно часов 30 (чем дольше, тем лучше). Остудите и вскройте тигель. На его стенках и крышке сформируются золотые слоистые пластинки, которые Вам понравятся:
2A12(SO4)3 K2SO4 + 12Sn -> 3SnS2+ 9SnO2+2Al2O3 +2K2SO4
В
s
J Олова (IV) дисульфид (сусальное золото, оловянная бронза) SnS2 (М = 182,8) - блестящие золотисто-жёлтые тригональные кристаллы; d = 4,51; tpa3J1 >500°С; практически не растворим в воде (2-1О'5%) и разбавленных кислотах; реагирует со щелочами, царской водкой и при нагревании с концентрированной соляной и азотной кислотой; растворим в РС15, SnCh и Na2S. При умеренном нагревании темнеет, становится чёрным, а при охлаждении восстанавливает окраску. Имитатор золота, пигмент для «золочения» древесины и гипса.
JОлова (II) сульфид SnS (М = 150,8) - блестящие буро-коричневые ромбические кристаллы, проявляющие диамагнитные свойства; d = 5,22; tnjI 882°С; tKlln 1230°С; практически не растворим в воде (2 10'6%), разбавленных кислотах и сульфиде аммония; растворяется, реагируя с концентрированной азотной и соляной кислотой, царской водкой, сульфидом аммония, щелочами (в присутствии кислорода). Получают очисткой минерала герценбергита, сплавлением олова с серой при ~900°С, термическим разложением дисульфида SnS2, обработкой растворимых солей Sn2+ сероводородом или растворимыми сульфидами.
И моно-, и дисульфид олова являются неплохими заменителями
в пламенных составах токсичных солей сурьмы и мышьяка. В чис
том виде эти соли и сам металл Юпитера придают огню бледно-голубую окраску.
23.33. Т/f щшфое слабительное сгущает окраску
(\/ же древние алхимики знали, что минерал каломель чернеет ч_/ при действии аммиака, выделяя металл Меркурия — ртуть. Так его и назвали по-гречески «calos-melos», что означает «чёрный-красивый».
Это соединение обладает слабительным действием с дезинфицирующим эффектом. В Китае уже 3 тысячи лет назад его применяли для лечения сифилиса и проказы.
В фейерверках его стали использовать не с профилактической целью от недугов, а для уничтожения желтоватого и красноватого
оттенков пламени загрязнённой окраски. При этом каломель снижает интенсивность свечения, но делает его гуще.
Термическое разложение этого продукта в пиротехнических составах приводит к образованию токсичных соединений двухвалентной ртути, поэтому сегодня её применяют весьма ограниченно и только на открытом воздухе.
Z Ртути (I) мойохлорид (каломель) HgjC’k (М = 472,1) - белые, очень тяжёлые тетрагональные кристаллы, которые быстро желтеют при на-гревании и даже становятся серыми, выделяя ртуть; d= 7,15; твёрдость по Моосу 1-2; сублимирует при 383°С; очень плохо растворяется в воде, этаноле, эфире и ацетоне; растворяется в HgCMOj)? и горячей концентрированной азотной кислоте.
И не перепутайте, слабит он желудок, а сгущает окраску.
23.34. Вездесущий углерод
С запасами углерода дела обстоят неплохо. Он встречается в виде природных залежей каменного и бурого угля, обнаружен на межзвёздных просторах нашей галактики и даже присутствует в атмосфере солнца в виде метина СН и димера С2. Но в таком состоя
нии нам он не подходит.
После того, как сам А. Лавуазье умудрился сжечь алмазы увеличительным стеклом при попытке сплавить в большой кристалл, их применение для фейерверков представляет особую ценность, но дешевле раздобыть порошковый активированный уголь, применяемый в химическом и фармацевтическом производстве.
JАктивированный (активный) уголь - чёрный порошок без запаха и вкуса, практически не растворимый в обычных растворителях; представляет углерод с высокопористой структурой; хорошо адсорбирует газы и а органические вещества, плохо - воду и аммиак. Получают парогазовой или химической (в присутствии солей металлов, например, ZnCl2) активацией либо карбонизацией древесных и ископаемых углей, древесины или торфа при 500-900°С без доступа воздуха, а также пиролизом синтетических полимеров, в частности, поливинилиденхлорида.
Если Вы человек состоятельный, воспользуйтесь препаратом «Карболен» или «Активированный уголь в таблетках». В качестве связующего вещества эти «очищающие организм» таблетки содержат примесь крахмала и сахара, которые нам не помешают. Будьте осторожны, таблетки активированного угля марки «КМ»
включают белую глину, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и окрашивают пламя в жёлтый цвет.
При возможности, воспользуйтесь гранулированным углем из противогазных баллонов, желательно без следов синильной кислоты и иприта. Можно извлечь уголь из водного фильтра типа «Родничок», но обязательно до его эксплуатации.
Сажа, доставляющая немало хлопот хозяевам печей и каминов, свободно продаётся в хозяйственных магазинах под умным названием «технический углерод». Она не заменяет древесный уголь, так как её аморфная масса частично имеет структуру графита и горит значительно хуже, зато входит в состав специальных прописей для окраски пламени.
Печная сажа содержит горючее масло, которое при хранении улетучивается, поэтому старый продукт горит хуже и применяется реже.
^Технический углерод (сажа) - высокодисперсный продукт неполного сгорания или термического разложения углеродсодержащих веществ; обычный состав: С (не менее 90%), Н (0,3-0,8%), О (до 10%), минераль-ные примеси (до 0,5%). Применяют в качестве наполнителя резин и пла-стмасс, пигмента для красок, копировальной бумаги, лент печатных машин и др.
Идеальный древесный уголь для пиротехнических целей Вы сможете приготовить бесплатно дедовским методом. Именно под него рассчитано большинство предлагаемых в книге прописей.
Тщательно высушенные дрова уложите штабелем на землю-и подожгите этот костёр (у юных пионеров и скаутов он f называется «колодец»). Как только огонь начнёт ослабевать, накройте костёр железной бочкой, старой вываркой или металлическим ведром (если свой перерабатывающий заводик Вы разместите прямо на свалке, проблемы с оборудованием у Вас не будет). Через несколько часов отберите из золы остывшие угли.
Продукт должен быть чёрным, хрупким, звонким, блестящим в изломе, при разламывании не пачкать руки и не рассыпаться.
Если Вам предстоит играть роль Отелло в любительском театре, можете перетолочь уголь в ступке, но я бы посоветовал воспользоваться кожаным мешком.
Ш.Древесный уголь - пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся термическим разложением древесины в бескислородной среде; в зависимости от степени отжига бывает чёрного и бурого цвета; его
В плотность зависит от сорта исходной древесины, например, d(„3 ели) -0,26, <1(из бериы) ~ 0,38. Состав определяется температурой обугливания, к примеру, при tpa3JI450°C такой уголь содержит 85% С, 3% Н, и 12% (О и N). Гигроскопичен.
В фейерверках применяют два вида древесного угля: мелкодисперсный порошок в виде пыли и крупнодробленый диаметром 1-2 мм, получаемый после просеивания измельчённого продукта.
В зависимости от плотности и породы исходной древесины готовят уголь разного качества и назначения. Продукт из мягких пород древесины даёт красивые, светло-жёлтые, блестящие, быстро гаснущие искры, а твёрдых (дуба или ясеня) - долго горящие, красно-бурые. Для фейерверков и изготовления охотничьего пороха лучше всего подходит уголь, получаемый разложением крушины (Rhamnus) ольховидной (ломкой), крупноцветковой и даже слабительной, а также ольхи (Alnus) белой, серой и бородатой. Не зря крушину в старину называли «пороховым деревом».
С успехом «в порядке убывания» с этой целью применяют черёмуху обыкновенную (Padus avium), липу серцевидную (Tilia сог-data), ель европейскую (Picea abies) и сосну обыкновенную (Pinus sylvestris). Надо иметь ввиду, что очень молодые деревья дают много золы, а в старых - древесина неоднородна.
Для приготовления угля можно употреблять лён, пеньку и даже ржаную солому без колосьев, как поступали в старину.
По степени обжига древесный уголь бывает чёрный, бурый и даже шоколадный. Каждый из них имеет своё назначение.
^Чёрный древесный уголь получается при 350-450°С в кусках с чёрносиневатым оттенком. Обычно он содержит до 85% углерода, легко измельчается, горит без пламени и почти не растворяется в щёлочи.
aSБурый древесный уголь обжигают при 280-320°С. Он содержит 70-75% углерода, обладает красноватым оттенком, измельчается без затруднений, горит с образованием небольшого пламени и частично растворяется в едком кали.
^Шоколадный уголь готовят при 150-180°С. Он содержит всего 52-54% углерода, при ударе издаёт глухой звук, измельчается трудно, легко воспламеняется с окрашиванием пламени, реагирует со щёлочью.
Обычно, выход чёрного древесного угля составляет 25-30% от массы дров, бурого - 35-40%, шоколадного - 68-70%. Гигроскопичность чёрного угля -4,5%, бурого - до 7%, а шоколадного - до 15%.
Уголь из деревьев твёрдых пород благодаря высокой плотности используется только для ракет и некоторых искристых составов.
II По причине гигроскопичности измельчённый древесный уголь и приготовленные на его основе составы хранят в
I герметичной таре.
23.35. Сера - подаро\®ул^ана
ПГе успели достроить пирамиды, а египетские жрецы уже были JL знакомы с серой и считали её «началом горючести». Серу добывали вблизи средиземноморских вулканов, и одно это вселяло уважение к «жёлтому камню».
Для окуривания жилища от недугов её использовали герои «Одиссеи» Гомера (возможно, нашего крымского земляка киммерийца «сына Иофета»). К этому же сводились рекомендации Плиния Старшего, который по иронии судьбы задохнулся сернистым газом при извержении Везувия.
Сера входила в состав «греческого огня», которым византийцы отгоняли непрошеных гостей. Выдающимся событием было создание на её основе дымного пороха.
Этот элемент весьма распространён в природе в виде многочисленных сульфидов и сульфатов, реже встречается в самородном состоянии.
В детстве мы бегали на железнодорожную станцию и вблизи полотна собирали хрупкие камушки лимонно-жёлтого цвета. При поджигании они красиво горят голубым пламенем, выделяя едкий дым... Перегонкой таких «камушков» и осуществляют очистку серы. Сублимацией её паров получают очень мелкий, нежный порошок «серный цвет», а отливкой в формы — «черенковую серу».
В виде серного цвета, черенковой, молотой и коллоидальной серы она и поступает в продажу. «Газовую серу» получают химическим путём из промышленных газов, содержащих сероводород или двуокись серы.
В медицине используют «серу осаждённую» (Sulfur praecipi-tatum) для наружного применения и «серу очищенную» (Sulfur depuratum) для внутреннего употребления.
Ш.Сера S8 - наиболее устойчивая аллотропная модификация при комнатной температуре ромбическая (a-форма) лимонно-жёлтого цвета; d„ = 2,07; tnjI 112,8°С; устойчива до 95,6°С. Моноклинная сера ф-форма) ме-
SH дово-жёлтая; она устойчива при 95,6-119°С; dp = 1,96; tn_, 119°С. До II 160°С молекулы серы 8-атомные; tKHn444,6°C. Растворима в сероуглеро-I де (29,5%), толуоле, феноле, анилине, бензоле (1,7%), слабо растворима " в спирте, не растворима в воде.
При температуре выше 234°С на воздухе сера загорается красивым голубым пламенем.
В составах для фейерверков употребляется только черенковая или очищенная сера. Коллоидальная сера, продаваемая в качестве фунгицидного средства, получается осаждением из воды при очист
ке коксового или генераторного газа и может по технологии содержать до 30% влаги, а также сопутствующие примеси. И уж ни в коем случае нельзя употреблять серный цвет, потому что он может адсорбировать сернистый газ и воспламенять составы, содержащие бертолетову соль или перманганат калия.
Обязательно перед применением необходимо проверять серу на содержание сернистой кислоты. Для этого готовят из неё густую водную суспензию, дают несколько часов отстояться, насытиться и проверяют индикаторной бумагой среду. «Кислую» серу можно промыть дистиллированной водой и тщательно высушить.
Хорошая сера при сгорании не должна давать более 0,1% золы.
Кусковая сера очень плохо проводит тепло и, если она достаточно чистая, то при её нагревании в руке слышится своеобразный треск, и она даже может рассыпаться. Это надёжное испытание чистоты серы «на слух», как свидетельствуют исторические документы, уже в 1350 г. применялось для оценки её пригодности в технологии дымного пороха.
23.36. Т^амедь вместо янтаря
' то не помнит, как в детстве собирал с фруктовых деревьев за-V,стывший «клей», очень похожий на капельки янтаря? Это камеди (не застывший сок, а продукт перерождения растительных клеток). В жарких и засушливых условиях камеди способствуют накоплению и удержанию растениями влаги.
Они выступают из естественных трещин или надрезов коры деревьев в виде густой, прозрачной, безвкусной массы, высыхающей
на воздухе и превращающейся в прозрачные куски. Камеди состоят из полисахаридов и магниевых, кальциевых и калиевых солей са-
харокамедиевых кислот.
В отличие от растительных смол большинство камедей растворимы в воде, но не растворяются в спирте. Кроме того, смолы при сжигании издают благородный аромат, а камеди - запах горелой банкноты в 100 долларов.
От латинского «gummi» (камедь) происходит название знаменитой аравийской камеди - «гуммиарабика». Её получают из древовидных африканских акаций и мимоз семейства бобовых, растущих в зоне саванн южнее пустыни Сахары. Собранный гуммиарабик «белят» на солнце и сортируют по окраске. Его брутто-формула по Томпсону имеет вид ~ СбН6О6, главным образом, он состоит из полисахарида арабина. Гуммиарабик медленно растворяется в двойном количестве воды, образуя густую, слегка желтоватую,
клейкую жидкость.
Наша абрикосовая камедь даже превосходит заморскую аравийскую по вязкости и стойкости. Её собирают со стволов абрикоса обыкновенного, маньчжурского и сибирского, семейства розоцветных, подсемейства сливовых в виде бесцветных или жёлто-бурых твёрдых, просвечивающихся наплывов с раковистым изломом. Она полностью растворима в воде, образуя прозрачную, слегка бесцветную, опалесцирующую жидкость слабокислой реакции.
Оба вида камеди применяются в фармации (Gummi arabicum et Armeniacae).
При желании Вы сможете заготовить камедь сами за счёт естественного гумолиза (не прибегая к надрезам) плодовых деревьев подсемейства сливовых (Prunoideae): слива, черешня, алыча и, конечно, абрикос. Их камедь не уступает импортному гуммиарабику.
Имейте в виду, что вишнёвая камедь относится к церази-новой группе, не растворяется в воде, а лишь набухает в ней и в пиротехнике не используется.
Даже в водном растворе без консервантов камеди долго не портятся, но если Вы очень настойчивы, можете дождаться запаха уксуса.
Камеди широко применяют в технологии фейерверков в качестве связующего и горючего средства.
23.37. Живичная сера или канифоль
ри повреждении хвойных растений вытекает жидкая прозрачная смола, залечивающая нанесённую рану. Её так и назвали
«живица». В течение нескольких дней она густеет и формируется в зернистую массу, усыхая со временем, твердеет и превращается в жёлтый или белый кристаллический наплыв, называемый «барра-сом» или «живичной серой». Это и есть канифоль.
На практике полугустую живицу плавят, фильтруют, освобождая от загрязнений. Эта фракция называется обыкновенным «терпентином».
Жидкую живицу перегоняют с водяным паром, отделяя эфирное масло (живичный или серный скипидар, терпентинное масло), а в перегнанном кубе остаётся канифоль. Свежая живица содержит около 30% скипидара и 70% канифоли.
’''Канифоль - хрупкая стеклообразная смола от светло-жёлтого до тёмнокрасного цвета с блестящим изломом; d = 1,07-1,09; размягчается при 40-75°С; tnj, 100-140°С; выше 150°С разлагается, выделяя белый дым с ароматным запахом; не растворима в воде; растворяется в эфире, абсолютном этаноле, бензоле, скипидаре; несколько хуже растворяется в бензине и керосине. Содержит смоляные кислоты (80-92%), насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты (0,5-12%), неомыляемые соединения, в основном индифферентный резен (8-20%). Разведенные спир-
товые растворы имеют кислую реакцию. Вкус канифоли горьковатый, запах при растирании терпентиновый. Содержится в сосне, ели, кедре и II лиственнице. Получают разгонкой живицы или экстрагированием бен-II зином смолянистой древесины, с последующей отгонкой летучих веществ.
Применяют канифоль в качестве флюса при пайке металлов и для натирания смычков музыкальных инструментов.
Для измельчения канифоли предварительно положите её в морозилку. Можно одеться потеплее и готовить смеси на её основе в холодном подвале, только не забудьте договориться, чтобы снаружи не замыкали дверь.
Имейте в виду, что порошок канифоли в тепле слипается в комки и заготовлять его впрок не всегда рационально.
Канифоль используется в пиротехнике как горючее и пластификатор. Она несколько замедляет скорость горения пиротехнических составов, поэтому применяется в длительно горящих пали-тельных свечах, а также в комнатных фейерверках подобно шеллаку.
23.38. (Резинаты и резина — две большие разницы
> отите сделать солнцезащитные очки? К 20 мл горячего 5% у\- раствора гидроксида натрия при перемешивании постепенно добавьте 5 г мелкоизмелъчённой канифоли. При нагревании органические кислоты, входящие в канифоль (в основном абиетиновая и
А. пимаровая) образуют коричневый раствор резината на-< * » трия. Прилейте после остывания к нему раствор, содержа-
_ щий 14 г медного купороса. Выпадает сине-зелёный осадок резината меди, который отфильтруйте, промойте водой и высушите.
Растворите полученный продукт в бензоле или гексане и образо-/К вавшийся синий раствор нанесите на обезжиренное стекло.
t^\ Если после высыхания его прокалить полчаса в муфельной печи при 600°С, дело останется только за красивой оправой.
Тонированное покрытие получается очень прочным, так как медь проникает в поверхностный слой стекла.
Резинаты кальция, меди, бария и стронция часто используются в технологии фейерверков в качестве пламеокрашивающего горючего и цементатора.
^Кальция резинат (С^Г^СОО^Са - светло-жёлтое твёрдое вещество; atnjI 205°С; не растворим в воде; растворим в ацетатах и ароматических углеводородах; образует гели в уайт-спирите и скипидаре. Получают сплавлением канифоли с известью. Дубящее вещество для кож, сиккатив для производства олифы.
г
23.39. Ничего себе, мастика
ногда её неправильно называют «мастикой». Эта смола содержится в мастиковом дереве семейства сумаховых (Апа-
cardiaceae). Добывают мастике в Индии, Южной Америке, а лучшие сорта - в Греции.
^Мастике - полупрозрачное твёрдое вещество от желтоватого до зелёного цвета; d = 1,04-1,07; размягчается при 90-95°С; кислотное число (показывает, сколько мг КОН идёт на нейтрализацию 1 г смолы) 50-70; не растворим в воде; растворяется в скипидаре и ароматических углеводородах. Основные компоненты мастикса: смоляные кислоты (42%), инертные углеводороды (50%) и эфирные масла (2-3%).
Смола обладает антисептическим действием, применяется в фармации как связующее для пилюль и основа пластырей. Растворы мастикса в скипидаре используют для покрытия картин и разбавления масляных красок.
Перед измельчением мастике нужно охладить. Применяют в технологии комнатных фейерверков вместо шеллака как горючий цементатор, не окрашивающий пламя.
23.40. СК Фас есть акароидная смола?
Cl Са западе Индии и в Австралии растёт так называемое «травя-J L ное дерево» из семейства лилейных (Liliaceae), из которого
выделяют особую смолу для ценных лаков.
JАкароидная смола представляет собой твёрдое вещество жёлтого или красного цвета, растворимое в спиртах и не растворимое в воде. Эта смола размягчается при 75-85°С, а плавится в интервале 110-134°С. Её кислотное число равно 60-100. Применяют как плёнкообразующую и подкрашивающую добавку к цветным спиртовым лакам.
В
В пиротехнике акароидную смолу используют как горючее и цементирующее средство. В составах она взаимозаменима со шеллаком или мастиксом.
23.41. U1елла\ — ла\из сургуча
С]/'здавна в Индокитае и Индостане добывают природную смолу У'к. штоклак (стиклак), которую вырабатывает лаковый червец, паразитирующий на растениях семейства мимозных (альбиция, акации и др.). На её основе готовят сургуч, а в своё время даже делали патефонные пластинки. Очисткой этой смолы получают шеллак или как его называли в старину «шерлак», а позже «гуммилак».
^Шеллак приблизительно отвечает суммарной брутто-формуле С]6Н24О5.
Он бывает разного вида от непрозрачных чешуек лимонного цвета до Э „ных плиток. Размягчается при 77-85°С; d = 1,14-1,22; не растворим в воде, частично растворяется в спирте (остаток - воск). Состоит из оксикислот, их лактонов и лактидов. Свето- и износостоек, обладает хорошими клеящими свойствами. Шеллак очень твёрд, трудно толчётся, плавится при нагревании на водяной бане.
Для измельчения его осторожно расплавляют, смешивают с расчётным количеством нитрата или другой соли, кроме бертолетовой, и перемешивают до застывания. После этого ещё горячий сплав переносят в ступку и без проблем растирают в порошок.
В нашем деле шеллак в основном употребляют как горючее для комнатных фейерверков вместо серы и в составах сигнальных огней.
23.42. Хотите, не верьте, но это даммара Она представляет собой прозрачную смолистую массу, добываемую из растений вида даммара семейства араукариевых, произрастающих на островах Малайского архипелага.
/Даммара - стеклообразное бесцветное либо слегка окрашенное вещество без вкуса и запаха; размягчается при температуре 75-80°С; d = 1,04-1,06; не растворяется в воде; растворяется в скипидаре, ксилоле; хуже растворяется в спирте. Компонент масляных и эфироцеллюлозных лаков.
Раствор даммары в скипидаре применяют для лакирования гигроскопичных солей и цементации пламенных составов.
23.43. Мдитол до реакции был карболкой
С7/"стория фенолформальдегидной смолы началась с 1907 г., ко-кЛL гда в Бельгийском городишке Бакеленд были получены её первые образцы, а с 1909 г. налажен выпуск. Смолу так и назвали «бакелитовой».
В
^Бакелит - фенолформальдегидная смола резольной стадии полимеризации. Получают поликонденсацией фенола («карболки») с формальдегидом. Растворим в спирте, скипидаре, уайт-спирите. Не растворим в воде. Термореактивен: при нагревании переходит в резитольную или резит-ную стадию полимеризации, утрачивая пластичность и растворимость. Вместе с наполнителями применяют в производстве пластмассовых изделий. Компонент клея «БФ».
J Идитол - термопластичная фенолформальдегидная смола, брутто-формула которой имеет вид С48Н42О7. Представляет собой светло-жёлтые кристаллы или стеклообразную массу, легко растворимую в спиртах, ацетоне и феноле. В присутствии гексаметилентетрамина (до 10%) становится термореактивной и не отличается от бакелита. Применяют как связующее для пресспорошков и абразивов, а также в производстве пенопластов и синтетических лаков.
Бакелит и идитол в пиротехнике взаимозаменимы и применя
ются как горючее и цементирующее средство.
23.44. Ликоподий - порошок^ молний
\ остаточно этот нежный порошок внести в пламя, как последу-ет яркая бездымная вспышка. С глубокой древности, когда о
существовании магния ещё не догадывались, ликоподий научились применять в пиротехнике для создания световых эффектов.
Ликоподий представляет собой споры плауна булавовидного (Lycopodium clavatum) - многолетнего, вечнозелёного стелющегося по земле растения. По внешнему виду - это очень мелкий, бархатистый, однородный, сыпучий светло-желтый порошок; не гигроскопичный, без вкуса и запаха, жирный на ощупь, пристаёт к рукам, на поверхности воды или хлороформа плавает не смачиваясь, в скипидаре и спирте тонет.
В
За этим чудесным порошком укрепилось множество названий: «пылёнка», «пыхучка», «деряба», «деряга» и даже «поплавушка».
Характерно, что ликоподий активно горит только во взвешенном состоянии. В компактном же виде он загорается с большим трудом, и осуществить эту процедуру с одной спички Вам вряд ли уда
стся.
Заготовляют этот порошок, срезая и высушивая созревшие ко
лоски плауна, либо покупают его в аптеке трав. Для пиротехнических целей также подходят споры плауна годичного (L. annotinum) и
сплюснутого (L. anceps).
Применяют его для изготовления театральных огней и молний.
Ещё в XVIII в. известный учёный Адам Олеарий описал приме-
нение ликоподия для увеселительных развлечений. Его засыпали в трубку и выдували через пламя, формируя огненную струю. Чтобы пламя вырывалось с шумом, наши соотечественники к нему подмешивали мелкоизмель-чённую сухую берёзовую листву.
До недавнего вре-
мени этот порошок широко использовался для обсыпки пилюль и в качестве детской присыпки.
23.45. От киселя до фейерверка
Сейчас трудно сказать, кто первый выделил этот чудесный продукт, но Плиний утверждал, что это были жители острова Хио, а греки как всегда первыми успели придумать ему название «ами-лон». Дело в том, что с их точки зрения крахмал являлся мукой, которую можно было приготовить без мельницы («а» - без, «милое» -жернов).
^Крахмал (С6Н10О5)п - резервный полисахарид, образующийся в процессе фотосинтеза в листьях растений. По внешнему виду это белый, «хруп-кий» на ощупь нежный порошок без запаха и вкуса, не растворимый в хо-лодной воде, спирте, эфире и других органических растворителях. В горя-чей воде крахмальные зёрна набухают, лопаются, и образуется клейстер. Крахмальное зерно по составу неоднородно и состоит из амилопектиновой оболочки и амилозы.
/Амилопектин - фосфорный эфир полимерной «разветвлённой» a-D-глюкопиранозы со связью 1—>6, окрашивается йодом в красно-фиолетовый цвет.
/Амилоза - линейный полимер а- D-глюкопиранозы с типом связи 1—*4, окрашивается йодом в синий цвет.
«Суммарная» окраска крахмала с йодом фиолетовая, при нагревании она обесцвечивается, а при охлаждении появляется вновь. Чувствительность этой реакции 1:500000.
Вырабатывают 4 основных сорта крахмала: картофельный, рисовый, пшеничный и кукурузный или маисовый. Нам подходят все.
В пиротехнике крахмал применяется как горючее и клеящее средство.
23.46. (Правый клей декстрин
\ екстрины» - это общее название гидролизных полисаха-'' ридов. Их название происходит от латинского «dexter» -правый, так как именно в эту сторону они вращают плоскость поляризованного света.
Так называемый «предельный декстрин» образуется в результате ферментативного гидролиза крахмала под действием [3-амилазы.
/Декстрин из крахмала получается в виде белого, иногда буроватого по-арошка. Хорошо растворяется в воде, образуя густую клейкую массу. С йодом в зависимости от степени гидролиза даёт синюю, фиолетовую, кирпично-красную или жёлтую окраску.
Широко употребляется в пиротехнике вместо гуммиарабика для склеивания составов, в частности, огненных звёздок.
23.47. Т^арамельное топливо
Сахароза из тростника (или просто сахар) была известна с глубокой древности, но как описывает Плиний, применялась лишь
в лечебных целях при импотенции и упадке сил, а таким людям, как
известно не до фейерверков.
В начале XVI в. сахарный тростник завезли в Вест-Индию на острова Карибско-го архипелага (у нас такой сахар по старинке называют «кубинским»). В то же время, Сала в своей знаменитой «Сахарологии» приводит способы его переработки.
Технологию кристаллического свекловичного сахара в 1747 г. предложил Маркграф, а Ахард в 1796 г организовал его производство.
JСахароза (а-В-глюкопиранозил-Р-В-фруктофуранозид, свекловичный или тростниковый сахар) CijHjjOu (М = 342,3) - бесцветные моноклинные кристаллы. Невосстанавливающий полисахарид сладкого вкуса; 1ПЛ 169-170°С; хорошо растворим в воде (179%°; 487%'°°); растворим в пиридине и этилацетате; мало растворим в этаноле (0,9%) и метаноле. При 190-200°С карамелизуется; с гидроксидами щелочных и щелочноземельных металлов образует сахараты. При нагревании в присутствии минеральных кислот гидролизуется с образованием смеси D-глюкозы и D-фруктозы (инвертный сахар).
В
В фейерверках сахар применяют в качестве прекрасного горючего средства. Кстати, многие бывалые пиротехники свои первые «детские» ракеты, после «лилипуток» из горючей фотоплёнки, делали на знаменитой селитрово-сахарной смеси (3:2).
23.48. (Горючее из молода
Сторонники ошибочной теории флогистона считали, что сахара состоят из кислоты и горючего начала, а в доказательство приводили молочный сахар - лактозу, разложением которой Карл Шееле (1776) получил «молочно-сахарную» (щавелевую) кислоту. Кроме того, она действительно прекрасно горит в присутствии окислителей.
Первое упоминание о получении кристаллического сахара из молока встречается у Бартолетти (1619), а Тесси (1698) даже посвятил ему монографию.
JЛактоза (4-0-(Р-В-галактопираиозил)-Ц-глюкопираноза, молочный сахар) СиНггОп-НгО (М = 360,3; Mg/B = 342,3) - бесцветные ромбы; d = 1,525; имеет а- и p-форму; Спл g/„ га] 201°С; Спл б/в [₽] 252°С; а-форма хуже растворяется в воде (17%20; 24%100), чем (3-изомер, поэтому в производстве выпадает первой и в основном представляет этот продукт. Растворима в 96% этаноле (0,09%) и пиридине; не растворима в абсолютном этаноле и эфире. Не гигроскопична. Слабо-сладковатого вкуса.
Применяется в пиротехнике в качестве негигроскопичного горючего компонента, особенно в дымовых составах.
23.49. flump ацен и три мушкетёра
огда Вы смотрите исторические фильмы про войну, то вряд -*-\>ли вспоминаете «Трёх мушкетёров», а напрасно. В 1832 г. Дюма (1800-1884) (правда, не «отец» и тем более не «сын», а химик-однофамилец) совместно с О. Лораном (1807-1853) выделили «паранафталин» (антрацен) из каменноугольной смолы. Без этого конденсированного углеводорода в современном кинематографе не обходится ни одна батальная сцена, так как именно он проще всего
позволяет получить тёмно-серый и даже чёрный дым.
JАнтрацен С14Н10 (М = 178,2) - бесцветные моноклинные кристаллы из этанола, а чаще желтоватые пластинки с голубоватой флуоресценцией; d — 1,25; 1ПЛ 216°С; tK„n342°C (351°С); возгоняется; мало растворим в этаноле (0,076%16; 0,83%78), эфире (1,2%), хлороформе (1,7%), сероуглероде (1,5%); растворим в горячем бензоле, толуоле; не растворим в воде. Раздражает кожу, слизистые оболочки, в том числе дыхательные пути.
Главный компонент маскировочных дымов.
г
23.50: ЛГопим печи нафталином?
/ТУ ам не приходилось видеть, чтобы в каменном угле заводилась Лг моль? Мне тоже. Может всё дело в том, что первым ароматическим углеводородом, выделенным из каменноугольной смолы, был нафталин?
^Нафталин (нафтален) С|0Н8 (М = 128,2) - твёрдое белое кристаллическое вещество с характерным запахом; бесцветные моноклинные пла-астинки из этанола; d = 1,168; tn„ 80,3°С; tKHn 218°С; возгоняется ниже точки плавления (~50°С); мало растворим в воде (0,003%), растворим в этаноле (9,5%) и бензоле (40,2%); хорошо растворим в эфире, хлороформе и четырёххлористом углероде. Инсектицид, ПАВ.
Нафталин относится к горючим пиротехническим компонентам. Употребляется при создании огневых и особенно дымовых смесей.
По этой же причине в дымоходах моль тоже не заводится.
23.51. Заправимся стеариновой свечкой (1 ! о-гречески «stear» означает жир. Путём перегонки и кристаллу L лизации продуктов гидрирования хлопкового и подсолнечного масел или животных жиров из технической стеариновой кислоты делают стеариновые свечи.
JСтеарин - твёрдая, полупрозрачная масса, жирная на ощупь; d = 0,839; Btn, ~70°С; состоит в основном из стеариновой (октадекановой) кислоты С|7Н35СООН с примесью пальмитиновой и олеиновой; практически не растворим в воде (0,034%25; 0,1%37); растворим в этаноле (2,5%20; 19,7%40), хлороформе, четырёххлористом углероде, бензоле и толуоле; хорошо растворим в эфире. Применяют в мыловаренной, бумажной, резиновой и текстильной промышленности.
Стеариновая свечка не покажется кислой на вкус, даже если придётся съесть её целиком, однако синяя лакмусовая бумажка от её расплавленной капли краснеет. Это свойство позволяет отличить стеариновые свечи от парафиновых и восковых.
В пиротехнике используют стеарин как горючую основу (например, при изготовлении звёздок), цементирующий и флегматизи-рующий компонент.
23.52. ^Металлолом в работу
ногие металлы входят в пиротехнические смеси. Чаще ос-JYL тальных применяются магний, алюминий, цинк, медь и железо. В искристых составах их употребляют в виде порошка, а для пламенных композиций - в виде пудры и даже ртутной амальгамы.
Магний используется при устройстве фейерверков в виде серебристо-серого порошка или, реже, нарезной ленты. Горит ослепительно-белым с тонкой желтизной пламенем. Применяется для увеличения светосилы цветных и осветительных составов. На воздухе окисляется и со временем теряет горючесть, особенно в присутствии сильных окислителей. Подобные смеси склонны к самовозгоранию, поэтому магний парафинируют, нагревая на слабом огне с парафиновыми стружками (до 3%), тщательно перемешивая до полного остывания. Магниевые составы относятся к категории «сильнодействующих», поэтому их готовят в небольших количествах.
Алюминий в виде лёгкого серебристо-белого порошка или пудры вводят в пиротехнические составы для усиления их свечения либо для создания искристых фонтанов ярко-белого огня. Алюминиевые термитные смеси в практике фейерверков используются редко, да и то с осветительной целью.
Цинк применяется в виде пыли, зёрен, полосок и даже ртутной амальгамы в составах искристого и пламенного огня, которым придаёт голубовато-зеленоватый цвет, а также для изготовления, смесей белого дыма. В контакте с сильными окислителями, например, с йодом в присутствии влаги самовоспламеняется. Для составов длительного хранения цинковый порошок парафинируют. Пиротехнические смеси с цинковой амальгамой не хранятся, весьма токсичны и сегодня, несмотря на красоту, применяются весьма редко.
Медь, латунь и бронза вводятся в искристые составы в виде мелких опилок и сгорают в пламени голубыми или зеленоватыми искорками.
Железо, чугун и сталь в пиротехнике используются наиболее широко. Их применяют в виде опилок, нарезанной тонкой проволоки (так называемых «лионских нитей») или толчёного порошка. Они входят в самые разные составы искристого огня. В зависимости от природы пиротехнической смеси, способа её сжигания и размера железных частиц цвет искр меняется от светло-жёлтого до тёмнокрасного. Железные опилки быстро окисляются в смесях с селитрой, коррозируют в присутствии серы, поэтому в составы их вводят парафинированными или воронёными, к примеру, прожаренными в льняном масле.
23.53. Облако покрасим синькой
(Г го называют по разному: «метиленовый синий», «метиле-> новый голубой», «метиленовая синь», а по простому даже «синька», хотя в чистом и сухом виде он представляет собой коричневый порошок с бронзовым отливом. Этот основной тиазиновый краситель легко растворяется в воде, спирте и хлороформе с образованием тёмно-синего раствора. Он окрашивает хлопок и шёлк в ярко-голубой цвет, малоустойчивый к действию солнечного света. Хороший антисептик, антидот при отравлениях цианидами и угарным газом, также используется для изготовления цветных карандашей и полиграфических красок (с хлоридом цинка).
Применяют в составах синего дыма.
23.54. Ф^кинсовый туман
(Г щё древним грекам был известен этот синий краситель, кото-> рым сегодня красят джинсы, хотя вначале индиго применялся в медицине как антисептик, а позже, как краска в живописи. Его получали из вайды красильной (Isatis tinctoria). После открытия морского пути в Индию (XVI в.) приток индиго в Европу резко увеличился, что позволило широко использовать его для окраски тканей. Новым сырьём для его добычи послужили тропические растения рода индигофера (Indigofera tinctoria), содержащие индикан, глюкозид индоксила, синеющий при окислении. Оказывается, с 1577 г. ввоз импортного индиго в Германию и почти одновременно во Францию и Англию был законодательно запрещён, так как лишал доходов производителей отечественного красителя из вайды."
''''Индиго (индиготин) C16H10N2O2 - тёмно-синие с медным отливом кристаллы; tnJI 390-392°С с разложением; растворяется в анилине, нитробензоле, хлороформе, ледяной уксусной кислоте, концентрированной серной а кислоте; не растворим в воде, спирте, эфире и растворах щелочей.
v''Индигокармин (динатриевая соль индиго-5,5'-дисульфокислотьг) -синие кристаллы, растворимые в воде; получают нагреванием индиго в концентрированной серной кислоте. Неустойчив к действию света. Применяют для приготовления чернил и красок, пищевой краситель, кислотно-основной индикатор (при pH 11,6 меняет цвет на жёлтый).
Используют в технологии синих дымовых шашек.
23.55. Нитроанилины для оранжевого дыма
Cj то вещество известно как краситель азоамин красный Ж.
\_Х В пиротехнике наряду с орто-изомером его используют в составах жёлтого и оранжевого дыма.
/ я-Нитроаннлнн (азоамин) 4-NO2C6H4NH2 представляет собой жёлтые моноклинные иглы Из этанола; d = 1,424; tn,, 148°С; tK„„ 331,7°С; tpa3JI 336°С; растворим в воде (0,08%19; 2,2%100), бензоле (0,579%25), этаноле (6,05%25), эфире (4,39%25), толуоле, хлороформе и ацетоне; хорошо растворим в метаноле. Применяют в производстве активных красителей, оптических отбеливателей, а также как стабилизатор газолина и ингибитор коррозии. Вызывает раздражение слизистой оболочки.
23.56. О^рас^а для заката солнца
ризоидин (гидрохлорид 2,4-диаминоазобензола) представляет собой низкоплавкие (1ПЛ 117°С) красно-коричневые с зеленоватым оттенком кристаллы, растворимые в воде и спирте, но не
растворимые в эфире. Он относится к группе диазакрасителей. Применяется для окрашивания в золотистый и оранжевый цвет кожи, бумаги и хлопка, а также приготовления полиграфических красок.
Хризоидиновый краситель окрашивает дымовые составы в малиново-красный цвет, от чего они вполне напоминают «закат солнца в тучу».
23.57. J£рисую алую зарю
одамины относятся к группе аминоксантеновых красителей.
Их окраска отличается яркостью, но невысокой светопрочно-стью. Применяют для окраски не текстильных материалов, а также в
производстве чернил, карандашей, сигнальных красок.
’'Родамин С (родамин В) - красно-фиолетовые кристаллы; tnJI 210-211°С с разложением; растворим в воде, спирте и ацетоне.
’'Родамин 6Ж - фиолетовые кристаллы, растворимые в воде и спирте. Люминесцентный кислотно-основной индикатор.
JРодамин Б - красные кристаллы или тёмно-зелёный порошок; 173°С.
(И
Все описанные родамины подходят для изготовления сигнального дыма малинового и алого цвета.
23.58. (К него жёлтая аура
Лурамин является красителем дифенилметанового ряда. Его применяют в технологии ярко-жёлтых дымовых шашек. Также, в зависимости от состава, он может придавать дыму зеленоватый оттенок.
*'Аурамнн представляет собой жёлтые «хлопьевидные» кристаллы солянокислой соли (М = 321,9), растворимые в воде, спирте и медицинском эфире. Его окраска отличается малой устойчивостью к действию света и щелочей.
'''Соответствующее ему основание (М = 267,4) кристаллизуется из этанола в виде жёлтых листочков; 1пл 136°С; не растворимо в воде; растворимо в этаноле (7,0%25) и эфире (2,31 %25).
23.59. (Вымогаем небо зелёнкой
первые синтез красителей трифенилметанового ряда осущест-
влён в лаборатории Кекуле. Бриллиантовый зелёный, или
как его иногда называют «основной ярко-зелёный», применяется в виде хлорида, сульфата и оксалата. Его окраска малоустойчива к действию солнечного света и весьма быстро выгорает. Применяют это вещество в качестве антисептика (спиртовый раствор его оксалата и есть знаменитая «зелёнка»).
Иногда его используют в составах зелёного дыма.
23.60. квасцам нашлась работа
ногие соли издавна применялась для протравы при нанесении окраски. В их числе знаменитые «Римские квасцы», которые вывозились из Италии, где добывались в Тольфе недалеко от селения Чивиты-Веккии. После установления их строения первые заводы по производству алюмо-калиевых квасцов были построены во Франции и Англии.
S Алюмо-калиевые квасцы (калия-алюминия сульфата додекагидрат) A12(SO4)3-K2SO4-24H2O (М = 948,8) - бесцветные правильные октаэдры, состоящие из пирамид, соединённых основаниями или моноклинные кри-а сталлы; d = 1,75; твёрдость по Моосу 2; при 64,5°С превращается в тригидрат; окончательно обезвоживается выше 105°С.
J A12(SO4)3-K2SO4 (М = 516,4) - белые расплывающиеся на воздухе тригональные кристаллы; d = 2,75; растворим в воде (3,0%°; 4,О%10; 5,9%20; 7,23%25; 8,39%30; 11,7%40; 17%50; 25%®; 4О%70; 71 %80, 109%’°; 119%93); не растворим в этаноле.
Квасцы, несмотря на гигроскопичность, иногда применяют для приготовления голубых пиротехнических огней. Их тщательно прокаливают, а готовые смеси долго не хранят.
Главное их назначение в технологии фейерверков состоит в придании огнеупорных свойств бумажным гильзам.
В своё время алюмо-калиевые квасцы активно использовали для создания пирофорных смесей (Гомбергов пирофор).
23.61. Масло из сосны
(L' сть масло оливковое, есть подсолнечное, но, оказывается, су-ществует и сосновое. Сам Диоскорид во II в. описал получе-
ние этой чудесной жидкости примитивной перегонкой живицы.
Правда, с его подачи этот продукт несколько веков не отличали от
спирта и даже ласково называли «терпентиновый спирт», но упот-
реблять внутрь, к счастью, не решались.
В
в
JСкипидар (очищенное терпентиновое масло, Oleum Terebinthinae recti-ficatum) - бесцветная или желтоватая жидкость со смолистым запахом и жгучим вкусом; при температуре 170°С отгоняется не менее 92% жидкости (при 150-170°С - 80-90%); d = 0,852-0,864; tBcn 34-38°С; температура самовоспламенения 254-300°С; не растворим в воде, смешивается во всех соотношениях с эфиром, хлороформом, бензином и жирными маслами; растворяется в спирте (1:12 или 8,3%25). Представляет сложную смесь терпеновых углеводородов общей формулы C1OH1S: а-пинена 60-70%, 0-пинена 6-8%, дипентена 4-6%, карена 10-18% и камфена 2-3%. Высококи-пящие фракции (170-220°С) называют «хвостами скипидара».
Получают из смолистой древесины отгонкой и экстракцией, а также разгонкой живицы в производстве канифоли.
Растворитель, сырьё в производстве камфоры и терпингидрата, раздражающее средство для растирок в медицине.
В пиротехнике применяется для лакирования гигроскопичных
составов.
23.62. клейстер, ^^недостающее звено
лейстер готовят из крахмала или муки обычно в концентра-\^,ции от 1:10 до 1:7. Порошок размешивают в холодной воде до однородной взвеси, разводят кипятком и нагревают, не доводя до кипения. Либо тщательно размешивают крахмал или муку до вида густого молока или даже жидкой сметаны и нагревают при помешивании до тех пор, пока жидкость не загустеет и станет прозрачной. Имейте в виду, что при остывании клейстер слегка густеет.
Иногда для увеличения клейкости в него добавляют столярный либо обойный клей или ПВА.
Клейстер долго не хранится и, для предохранения от закисания, в него включают немного квасцов, формалина или карболки (10% раствор фенола).
23.63. Обыкновенная глина
Z/J ля пиротехнических целей вполне пригодна жирная на ощупь глина практически любого цвета от светлого каолина до красного болюса, хотя чаще приоритет отдают белой разновидности. Её следует хорошо просушить, измельчить и просеять. Она применяется для изготовления огнеупорных пробок, служит материалом для некоторых типов гильз, а иногда даже используется в мелкоискристых огненных составах.
Вот, пожалуй, и все необходимые химические компоненты для фейерверка.
Глава 24. Добро пожаловать в число посвящённых
24.1. Лзбучные истины
(J ! ритягательный, магический эффект фейерверков, не остав-С/ L ляющий места равнодушию, связан с гипнотическим воспри
ятием пиротехнического огня и уходит корнями в наше звериное прошлое.
В основе горения пиротехнических составов лежат сложные окислительно-восстановительные реакции и для того, чтобы взаимодействие веществ проходило энергично, необходимо брать их в строго определённой пропорции.
В технологии фейерверков важное место занимают так называемые «основные смеси», составляющие базу пиротехнических составов.
Из тройных основных смесей, главным образом, употребляется дымный порох, содержащий селитру, серу и древесный уголь (75: 12,5:12,5, сост. 20, табл. 7). В фейерверках он применяется либо в гранулированном виде для шлагов и петард, либо в виде так называемой «мякоти» - тонкого порошка, как самая сильная основная смесь.
В ракетных и форсовых составах содержание древесного угля в пороховой массе увеличивают для повышения объёма выделяющихся газов за счёт сопутствующего образования окиси углерода, и они больше приближаются по содержанию к «русскому военному пороху» (75:10:15, сост. 21).
Значительная часть пиротехнических составов представляет пороховую смесь, содержащую пламенные добавки, замедлители горения и вещества для образования искр.
Арсенал двойных основных составов для фейерверков более разнообразный (табл. 41).
Селитра-сера (76:24, сост. 803) - входит во многие пиротехнические составы, чаще всего с древесным углем, сульфидом сурьмы (III) или пороховой мякотью, уменьшая скорость их горения. Самостоятельно эта смесь воспламеняется лишь при температуре красного каления и медленно сгорает блестящим белым пламенем:
2KNO3 + S K2SO4 + SO2 + N2
Композиция селитра-уголь бывает двух типов. Смесь I (87:13, сост. 804) употребляется для уменьшения скорости горения пиротехнических составов. Смесь II (81:19, сост. 805) представляет основание многих сильных искристых составов:
2KNO3 + 4С К2СО3 + ЗСО + N2
Таблица 41. Основные (базовые) пиротехнические смеси
20 21 35 43 803 804 805 806 807 808
Калия нитрат 75 75 76 87 81 58
Калия хлорат 72 74 77 52
Сера 12,5 10 28 24
Сурьмы (III) сульфид 42 48
Уголь древесный 12,5 15 13 19 23
Сахароза 26
809 810 811 812 813 814 815 816 817
Калия хлорат 75 88 84
Калия перхлорат 68
Бария нитрат 80 87
Бария хлорат 76
Стронция нитрат 77 85
Сера 23 20 24 32
Крахмал 25
Стеарин 12
Шеллак 16 15 13
Селитра-антимоний (58:42, сост. 806) включает сульфид сурьмы (III) и употребляется при составлении цветных огней. Эта смесь чувствительна к трению и удару:
18KNO3 + 4Sb2S3 9K2SO4 + 4Sb2O3 + 3SO2 + 9N2
Бертолетова соль-сера («хлоркаль-сера», «смесь Матюкеви-ча») (72:28, сост. 35) входит в состав большинства рецептов цветных огней, требующих быстрого воспламенения. Для этого её смешивают с веществами, замедляющими горение и производящими яркое окрашенное пламя. Готовя эту смесь, следует быть очень осторожным: в присутствии угля, древесных опилок, сульфида сурьмы и других горючих веществ она взрывается от трения или удара, в присутствии сильных кислот воспламеняется:
2КС1О3 + 3S -> 2КС1 +3SO2
Смесь зажигается легко, горит быстро с образованием блестящего, синеватого пламени.
Бертолетова соль-уголь («хлоркаль-уголь») (77:23, сост. 807) -сильный пиротехнический состав, в который вводят вещества для замедления его энергичного горения. В чистом виде относится к фрикционным составам. Легко воспламеняется от трения и удара, сгорает крайне быстро:
КСЮз + зс -> КС1 + зсо
Бертолетова соль-антимоний («хлоркаль-антимоний») (52: 48, сост. 808) ещё легче воспламеняется от удара и трения, является одним из первых «запальных» составов в производстве капсюлей (белый ударный порох):
ЗКСЮз + Sb2S3 ЗКС1 + Sb2O3 + 3SO2
Приготовление составов фейерверков производят посредством смешивания двойных основных смесей между собой, добавления к ним замедляющих компонентов или примешивая их к пороху.
Те из них, которые горят быстро, называются «сильными» и наоборот. При сгорании сильных составов, выделяющих большой объём пороховых газов, развивается реактивная сила, почему их ещё называют «форсовыми». Такие смеси применяют для снаряжения движущихся пиротехнических фигур, например, ракет, колёс, форсов, швермеров, лиусинов, пчёлок и жаворонков.
Если термическое разложение пиротехнической смеси сопровождается выбросом твёрдых раскалённых частиц, такие составы называются «искристыми».
«Слабые» составы, как правило, при горении дают только яркий огонь, почему и называются «пламенными».
Существуют и так называемые «средние» составы, производящие двойное пламенно-искристое действие. Помимо более распространённых искристых «быстрых» составов, в фейерверках применяются и пиротехнические смеси, получившие название «тихих».
От сильных искристых составов кроме быстроты сгорания требуется активный выброс газов и отсутствие спекающихся шлаков. Лучше всего для этой цели подходит пороховая мякоть, скорость горения которой замедляют ослабляющими смесями или отдельными веществами.
Так, углевые крупноискристые составы получают, смешивая дымный порох с зернистым углем, полученным из крепких пород деревьев. В пороховую массу вводят 9-27% «крупного» древесного угля размером 0,5-2 мм, который, раскаляясь, сгорает от кислорода воздуха, оставляя искристый шлейф. Быстрота горения таких составов уменьшается с добавлением угля. При хранении в открытом виде они частично теряют силу, поглощая атмосферную влагу.
Обычно, селитро-серные составы для фейерверков готовят ослаблением пороховой мякоти основной селитро-серой. Сильные смеси содержат 7-12%, а средние 5-7% угля. Огненная лента от таких горящих составов получается гораздо короче, чем от углевых.
Опилочные составы получают смешиванием двух предыдущих со стружками или опилками, как деревянными, так и металлическими. Опилки вводят из расчёта: вместо одной весовой части угля - две части металлических стружек. Большинство подобных смесей относятся к категории искристо-пламенных двойных составов, так как раскалённые примеси выбрасываются из горящей массы в виде бриллиантово-искристой ленты.
Селитро-углевые пиротехнические составы готовят ослаблением сильной основной селитро-угольиой смеси опилками либо древесным углем. Горючих примесей должно быть вдвое меньше, чем при использовании с этой целью пороховой мякоти, так как эта смесь слабее.
Сильные пламенные составы отличаются от искристых тем, что вместо ленты из искр дают при горении цветное пламя. Иногда их называют «составами с двойной лентой». Готовят их так же, как и сильные искристые, только древесный уголь используют самый мелкий из мягких пород деревьев.
Чаще основанием для белых и жёлтых пламенных составов служит смесь селитро-сера, а для цветных и бенгальских огней -хлоркаль-сера.
Белые огни получаются прибавлением к селитро-серной смеси мелкого угля или мякоти с таким расчётом, чтобы содержание угля составляло 1-3%, причём, с повышением концентрации углерода в этом интервале быстрота сгорания увеличивается. Яркость такого огня возрастает при замене угля антимонием (не более 5% от общей массы).
Составы ослепительно белого цвета готовят, объединяя основные смеси селитро-сера (сост. 803) и хлоркаль-антимоний (сост. 808).
Для изготовления жёлтых пламенных огней смешивают составы селитро-сера (сост. 803) или хлоркаль-сера (сост. 35) с солями натрия (оксалатом, ацетатом или обезвоженным карбонатом).
Составы красного пламени чаще всего получают, ослабляя основную смесь строициаи-сера (77:23, сост. 809), содержащую нитрат стронция, смесью хлоркаль-сера. Также для формирования оттенков красного и розового цвета применяют соли лития и кальция.
Композиции зелёного огня готовят, ослабляя смесь хлоркаль-сера основным барито-сериым составом (4:1, сост. 811), содержащим 80% нитрата бария или составом хлорбарит-сера (76:24, сост. 812), включающим хлорат бария.
Добавляя к составу хлоркаль-сера соли меди (карбонаты, сульфиды, аммиакаты или ацетаты) получают пиротехнические смеси синего и голубого огня.
Смешивая составы красных и синих огней, готовят смеси фиолетового пламени, а красных и жёлтых — оранжевого.
Все пиротехнические составы с серой становятся более безопасными, если вместо бертолетовой соли используется перхлорат калия (содержание серы в этом случае увеличивают на 1/9 от массы перхлората). Чувствительность таких составов к механическому воздействию значительно ниже, горят они ярче, но температура их воспламенения тоже увеличивается, что необходимо обязательно учитывать.
При сжигании театральных или комнатных огней серу в основных смесях замещают горючими органическими веществами, например, основными бертолетовыми смесями:
бертолетова соль-сахар (74:26, сост. 43),
бертолетова соль-крахмал (75:25, сост. 813), бертолетова соль-стеарин (88:12, сост. 814), бертолетова соль-шеллак (84:16, сост. 815).
К ним добавляют окрашивающие составы:
для красного огня - нитрат строиция-шеллак (85:15, сост. 816);
для зелёного огня - нитрат бария-шеллак (87:13, сост. 817).
Пламя становится очень ярким при введении в пиротехнические составы до 3% опилок магния или алюминия, но интенсивность цветной окраски резко падает.
В последнее время становятся весьма популярными бездымные цветные огни на основе пироксилина. Технология их изготовления предложена нашим соотечественником И. Гореловым ещё в
XIX в. и за это время изменилась незначительно. На одну весовую часть измельчённой пироксилиновой мезги добавляют 5-10 частей «окрашивающих» хлоратов и в половину меньше нитратов, а для яркости примешивают 3-5% пброшка магния или алюминия. Эту смесь смачивают спирто-эфирным раствором (1:2 по объёму), а из полученного теста формируют свечи и огненные звёздки, которые припудривают пороховой мякотью и сушат не менее суток.
Также в практике фейерверков применяются составы спиртовых огней, цветных дымов, зажигательных фитилей, палительных свечей и даже звуковой имитации.
Для удобства пользования подробное описание пиротехнических составов приведено в соответствующих разделах книги, исходя не из их природы, а согласно функциональному назначению.
24.2. Секреты кулинарной обработки
так, Вы вооружены подробным кулинарным руководством, kZL необходи
мые материалы у Вас под рукой, попробуем приготовить что-то интересное.
Прежде чем приступить к изготовлению пиротехнических составов, используемые ингредиенты необходимо подвергнуть предварительной обработке.
Большинство применяемых компонентов, а тем более склонных к гидратообразованию, нуждается в тщательном обезвоживании. Обычно, эту процедуру проводят нагреванием веществ выше 110-
120°С. Делать это необходимо очень медленно, тщательно перемешивая их, не допуская плавления в кристаллизационной воде. Если продукт до обработки влажный на ощупь, лучше предварительно подсушить его в тёплом сухом мёсте, рассыпав тонким слоем на бумагу.
Степень дисперсности пиротехнических составов оказывает огромное влияние на скорость их горения, которая может отличаться в
десятки раз, поэтому отнеситесь к процедуре измельчения веществ с
должным вниманием.
Для дробления реагентов в мельчайший порошок, если Вы не
планируете строить мини-фабрику, вполне подойдут лабораторные
фарфоровые ступки (№1-7), хотя старая кофемолка или портативная
шаровая мельница значительно облегчили бы Вам работу.
Кстати, выбирать измельчённое содержимое из ступки поможет самодельный совок, сделанный из рентгеновского снимка Ваших лёгких и корковой пробки, скреплённых куском изоленты или резинки от бигудей.
Если же у Вас нет возможности воспользоваться плодами научно-технического прогресса, а масштабы планируемого производства приличные, предлагаю простое проверенное средство для ленивых. Возьмите прабабушкин чугунный котёл ёмкостью
ведра в два. Поместите в него металлическое ядро, сохранившееся с Бородинской битвы, весом килограммов 8-10, и всыпьте килограмма полтора измельчаемого вещества. Обвяжите горловину чугунка бумагой или накройте плотно крышкой и подвесьте его на толстой
верёвке к дереву или даже к люстре, качните его по кругу и можете смотреть телевизор. Обычно, просмотра программы «Время» быва
ет вполне достаточно.
I Не забудьте согласовать вопрос с соседями на случай, если I крепление не выдержит.
Для измельчения веществ также можно воспользоваться старой стирочной доской, а ещё проще кухонным столом и скалкой.
Во избежание неприятностей измельчать в описанных условиях можно только индивидуальные вещества. Бывалые пиротехники для дробления компонентов «с характером», в том числе зернённого дымного пороха, применяют длинный мешок из кожи или плотного материала. Можете воспользоваться куском велосипедной камеры и скалкой или деревянным молотком.
.----. Если же у Вас плохое настроение, всыпьте измельчаемый
порошок в чехол боксёрской груши.
Для измельчения смолистых веществ их предварительно плавят на песчаной или водяной бане и до застывания растирают с входящими в состав солями (кроме хлоратов) до однородного порошка. «Баню» просто приготовить из двух кастрюль, вставив одну в другую и влив в большую из них воды или всыпав песка.
Просеивать вещества можно через мелкое сито заводского производства, но я бы посоветовал изготовить его самому, набив плотную металлическую сетку (лучше медную или из нержавейки) на деревянную рамку.
Для просеивания натриевых солей надо иметь отдельное сито. Для них не помешает и отдельная ступка потому, что жёлтое пламя может проявиться в самый неудачный момент.
Если фейерверк устраивается в сырое время года или местный климат не отличается засушливостью, дополнительно проводят так называемое «лакирование» солей.
Для этого сухую, измельчённую и просеянную соль обрабатывают раствором смолы (лучше даммары, но можно мастикса или канифоли) в скипидаре (1:10) до густой тестообразной массы. Также для этой процедуры подходит разведенный (1:5) нитролак. Обработанную соль сушат при слабом подогреве и постоянном перемешивании до тех пор, пока сухая масса не станет однородной и рассыпчатой. Ещё горячее вещество дополнительно просеивают с высоты на бумагу.
Составы, содержащие карбонаты, а также смолистые вещества более устойчивы к действию влаги и часто в процедуре лакирования не нуждаются.
Стальные и железные опилки в контакте с окислительными солями ржавеют особенно быстро. Без предварительной обработки уже через неделю такие составы теряют свои свойства и дают при
горении вместо очаровательных ярких искр тусклые мало примечательные искорки раскалённой ржавчины.
Чтобы этого не случилось, надо либо в течение 3-5 дней использовать подобные пиротехнические изделия, либо входящие в их состав железные опилки подвергнуть предварительной обработке -оксидированию или, как говорят, «воронению» за «радикальночёрный цвет».
Опилки высыпают на чугунную сковородку, предварительно очищенную от остатков пищи, добавляют 1/10 часть по весу льня-
ного масла и тщательно прокаливают на сильном огне при постоян-
ном перемешивании. Вскоре опилки начнут буреть, затем почерне-
ют, а когда выделение дыма прекратиться, приобретут блестящий
чёрный цвет. После остывания их необходимо просеять от комков и
в таком виде без ущерба они хранятся годами.
Процедуру такого воронения лучше проводить не на кухне.
Когда повалит густой едкий дым, Вы поймёте почему.
Если не хотите дымить, можно воспользоваться более занудной
процедурой и оксидировать предварительно обезжиренные в рас
творителе железные стружки полуторачасовым кипячением в насыщенном растворе едкого натра и натриевой селитры (1:1). Чёрные опилки очень тщательно промывают горячей водой для удаления следов натрия и опускают на несколько минут в горячий 10% раствор хромпика. После этого стружки 5 мин кипятят в воде и сушат, нагревая на той же сковородке.
Если и эта технологическая операция Вас не вдохновила, воспользуйтесь универсальным приёмом парафинирования. Его можно применять как для обработки опилок любых металлов, так и гигроскопичных солей вместо процедуры лакирования. Растворите 2 г парафина в 100 мл бензина или уайт-спирита, всыпьте туда 100-200 г опилок и размешайте до состояния рассыпчатого теста. Выложите эту смесь на противень, продолжая перемешивать до полного улетучивания растворителя. Такой порошок хранится очень долго, но при составлении рецепта необходимо учитывать присутствие в нём 1-2% парафина.
У нас в запасе есть ещё один несложный, но проверенный приём. В бутылку из-под хорошего шампанского вливают 30 мл скипидара и всыпают до половины железных опилок, усердно встряхива
ют, добавляют остальные компоненты горючего состава и тщательно перемешивают. Такая смесь надёжно «работает» до трёх недель.
Для перемешивания измельчённых компонентов обычно используют всё те же длинные кожаные (замшевые) мешки. Даже для пиротехников-новичков этот способ наиболее безопасен. Достаточно на 10 минут представить себя прачкой и «насухо» отжать импровизированную «грушу».
Вместо такого мешка вполне подойдёт лайковая перчатка, особенно если вторую Вы потеряли.
При смешивании малых количеств веществ можно воспользоваться и ступкой, только вместо пестика для безопасности возьмите корковую или полиэтиленовую пробку. Можно применить стеклянную банку с крышкой и включить погромче ритмичную барабанную музыку (что-то из ритмов аборигенов Полинезии).
Для большей однородности перемешанные составы просеивают повторно так, чтобы взглядом нельзя было различить отдельные
частицы составных компонентов.
Бертолетову соль и хлорат бария присыпают к пиротехническим смесям обязательно (!) последними. Также, но по другой причине (во избежание расслаивания), металлические опилки и круп
ный уголь добавляют в уже готовые составы.
Если пиротехнический рецепт или качество приобретенных ре
активов вызвало у Вас опасение, лучше сделать пробу состава на самовозгорание (особенно для композиций с хлоратами и серой).
Для этого часть приготовленной смеси слегка смочите водой и поставьте на время в тёплое место. Только не забудьте про него! Если состав поменяет цвет или приобретёт сильный запах, не дожидаясь пока он загорится, высыпьте его в унитаз и не пытайтесь подарить Вашим конкурен-
там.
24.3. Запаситесь Бумагой
yj([У оевые» толовые шашки отливаются в виде хозяйственного мыла, по-видимому, чтобы их легче было замаскировать от противника, а вот составы для фейерверков, за немногим исключе
нием, набиваются в бумажные трубки, называемые по старинке «гильзами» или «патронами».
II В Целях безопасности категорически запрещено изготавли-II вать пиротехнические гильзы из металла!
В зависимости от назначения пиротехнических элементов и Ваших амбиций выбирается калибр гильз, под которым в пиротехнике понимают их внутренний диаметр. Обычно, наиболее ходовым считается калибр в 20 мм и «любителю» можно вполне им ограничиться, даже при устройстве фейерверка по случаю окончания перестройки. Хотя на городском салюте, а тем более на именинах новых русских, применяют калибры раз в 10 больше, и такой праздник огня за считанные минуты съедает стоимость приличного автомобиля.
Давайте договоримся сразу - для развлечения гостей Вы будете придерживаться определённых правил: калибры более 20 мм считать большими, 15-20 мм - средними и менее 15 мм - малыми.
Поверьте - этого вполне достаточно, чтобы очаровать лю-буЮ публику, сохранить от разрушения окружающие здания и спасти от полного разорения Ваш семейный бюджет.
Перейти на большие калибры вполне безопасно Вы сможете после того, как напишите свою книгу о фейерверках.
Длина и толщина стенок гильзы обычно задаётся в функциях калибра. Так, короткие гильзы длиной 8-12 калибров применяются для ракет, пчёлок, форсов, фонтанов, швермеров, квекарей и дукеров; средние - 15-16 калибров для китайских колёс, жаворонков и ракет со шлагами; длинные - 25-30 калибров используются для римских свечей.
В царской России долгое время за калибр гильз принимался их наружный диаметр, а название калибров подгонялось к весу свинцовых шаров такого же диаметра. Так, под «фунтовым» калибром понималась гильза, наружный диаметр которой равнялся диаметру свинцового шара весом в 1 фунт, то есть, около 30 мм (полуфунтовая гильза - 1 дюйму или 25,4 мм, а четвертьфунтовая - 20,3 мм).
А сейчас нам понадобятся гильзы двух типов, как их принято называть у «бывалых», первого и второго рода.
Гильзы первого рода применяются в фигурах, которые выбрасывают огонь, но сами не горят. Их используют для подвижных и неподвижных фонтанов, ракет, швермеров, помпфейеров и других пиротехнических изделий. Такие гильзы начиняются, как правило, сильными составами. Они должны быть очень прочными и выдерживать мощное давление, поэтому толщина их бумажных стенок в зависимости от назначения составляет от 1/6 до 1/3 применяемого калибра.
Гильзы второго рода либо сгорают вместе с составом, либо легко разрываются при детонации. Они применяются в технологии контурных и палительных свечей, фитилей и фальшфейеров. Чаще они начиняются слабыми составами, толщина их стенок незначительная (3-6 слоёв писчей бумаги). Главное условие: такие гильзы,
сгорая, не должны портить чистоту пиротехнического пламени, поэтому бумага с картинками для их изготовления не подходит.
Прежде, чем приступить к изготовлению пиротехнических гильз, надо тщательно подготовиться. В качестве основного материала используется писчая и альбомная бумага, ватман и даже кар
тон.
В принципе, в работу подходит любая бумага, кроме наждачной, конфетти и серпантина.
Если решитесь делать гильзы из факсимильной бумаги, неоп
лаченных счетов или страниц политических изданий, заведомо увеличьте толщину стенок гильз во избежание разрывов. Хорошие ре
зультаты даёт применение плакатов всевозможных кандидатов и рекламных календарей, например, фирмы «Coca-Cola» ярко-красного цвета, а если Вы до сих пор не определились с расцветкой, используйте их белую изнанку.
Абсолютно не подходит для гильз пористая бумага, легко размокающая от клея. Впрочем, в этом Вы убедитесь сами, когда попытаетесь снять такую гильзу с сердечника.
Шаблон для накатывания бумажных гильз получил название «навойник» (в старину его ещё называли «рольшток» или «вин-Дер»), Он представляет собой деревянный цилиндр с рукояткой, похожий на скалку. Для удобства извлечения накатанной на нём гильзы навойник должен иметь слегка коническую форму с перепадом
диаметров около 1 мм. Калибр гильзы будет равен диаметру тонко
го конца навойника.
Джельтменский набор пиротехника-любителя должен включать навойники всех необходимых калибров. Надёжнее всего заказать токарю, выточить их из прочной древесины: бука или клёна. Не забудьте несколько раз их прошлифовать и повторно вскрыть лаком.
Если же Вы ещё не определились в серьёзности Вашего увлечения, и до услуги токаря не дошло, воспользуйтесь подручными средствами: от цветных карандашей и деревянных прутьев, отслужившей детской кроват
ки, до «держаков» тяпок и даже лопат, продаваемых в хозяйствен
ных магазинах. Остаётся тщательно их «прошкурить», больше насе-
дая на одну из сторон, пометить её и~ вскрыть изделие лаком или
натереть мылом, свечкой, тальком, можно даже крахмалом.
Идеальный комплект навойников легко сделать из телескопического удилища, на которое перестала клевать рыба.
Накатывать бумагу можно руками на кухонном столе, предварительно очистив его от хлебных крошек. Однако удобнее пользоваться нехитрым приспособлением из двух «катальных» досок, размером где-то 70 х 30 х 2 см. Для них даже есть умное название: «рольбрет», «хобель»
Глава 24, Добро пожаловать в число посвящённых или просто «рубанка», но чаще всего их называют «вальками» с ударением на средний слог. Верхняя доска для удобства может быть снабжена ручкой и деревянной кнопкой (тоже ручкой, только круглой). При их отсутствии вполне подойдут кухонные разделочные доски.
Немаловажное влияние на качество гильз оказывает применяемый клейстер. Так, для склеивания тонкой и неплотной бумаги употребляют жидкий мучной клейстер (лучше пшеничный с добавлением светлого столярного клея). При «проклеивании» ракетных гильз подходит аналогичный клей, но более густой. Для изготовления бураков и корпусов больших мортир применяют клейстер из ржаной муки с добавкой клея ПВА или столярного. А для склеивания тонкостенных гильз свечей или для опрятного оклеивания готовых изделий употребляют только крахмальный клейстер.
Гильзы первого рода катают преимущественно из плотной бумаги или картона. С успехом можно использовать обычную писчую бумагу, хотя эта процедура более продолжительная.
Полосу, нарезанной по размеру бумаги (её ширина соответствует требуемой длине гильзы), укладывают на нижнюю доску в длину, а поперёк в основание кладут навойник и, помогая пальцами, наворачивают первый обо- • рот так, чтобы совпали торцы. Смазывают лист клейстером широкой кистью и накатывают до конца.
После этого рольбрет за ручку и, мая другой рукой на
ку, 3-4 раза прокатывают гильзу от себя, плотно затягивая, подобно тому, как в старину вальком и скалкой выкручивали стиранное бельё. Аналогично накатывают последующие полосы бумаги до необходимой толщины гильзы.
ff/'
берут нажи-кноп-
Если не получается ровно намотать бумагу, не увлекайтесь длинными полосками.
А если появилась необходимость укоротить гильзу, воспользуйтесь острым ножом. Не вынимая навойник, приставьте его к гильзе и, слегка надавливая остриём, сделайте несколько вращательных движений.
Если же использован плотный картон, то во избежание его раскручивания, последнюю полосу закатайте из писчей бумаги. Она же придаст изделию более нарядный вид.
Сырую гильзу аккуратно снимают с навойника и дают ей слегка «подвялиться» пока скатываются другие.
Процедуру можно механизировать, изготовив примитивный катальный станок. Наши предки называли его «галтель», через букву «т». Он состоит из двух довольно толстых и широких досок (1), соединённых с одной стороны рояльной петлёй (2). Зазор между ними
регулируется вертикальным винтом (3), а сила сдавливания - подвешенным грузом (4). Во внутренние вырезы галтели (5), смазанные мылом, вкладывается навойник (6), с предварительно накатанной бумагой. К толстому концу навойника с помощью чеки крепится съёмная рукоятка (7).
Лёгким движением руки бумага превращается в добротную картон-
ную гильзу.
Для надёжного сворачивания гильз можно воспользоваться более сложным, но проверенным веками средством малой механизации — «закаточной машинкой» (в целях консервации продуктов она не применяется). Её нехитрое устройство видно из представленного рисунка. К рамкам (1) из двух досок, соединенных петлями (2), крепятся прорезиненные вальцы (3), например, с отработавшего картриджа от ксерокса или лазерного принтера. Навойник (4), с накатанной вручную бумагой, закладывают между вальцами и прижимают верхней рамкой. Ручка (5) крепится к одно
му из валов либо непосредственно к навойнику. Достаточно не перепутать направление её вращения и высококачественная гильза готова.
Правда, остаётся ещё одна проблема: как снять её с навой-ника? Во время её решения Вы не раз согласитесь, что и ручной метод закрутки гильз не так уж плох.
Для изготовления сопла на полусырой гильзе затягивают, так называемую, «шейку». Нам понадобится ещё один инструмент — затяжной стержень, который представляет собой всё ту же цилиндрическую деревянную палку (1), типа навойника, только чуть тоньше, со скруглённым торцом и жёстко вставленным в него металлическим штифтом (2) в 1/3-1/4 калибра (можно из обычного
3 1
гвоздя). Из обрезка ручки затяжного стержня приготовьте осадник (3) в виде цилиндра того же диаметра со сквозным отверстием по оси и одним закруглённым торцом. Осадник должен свободно насаживаться на штифт.
Возьмите крепкий гладкий капроновый шнурок толщиной 2-3 мм и длиной порядка 120 см. Натрите его мылом и привяжите к трубе батареи отопления на этом же уровне от пола, а с другого конца за середину толстую палку полуметровой длины.
А теперь представьте себя кавалеристом и как в детстве «оседлайте» эту палку, пропустив верёвку между ног и откинувшись назад так, чтобы она натянулась. Ослабьте бечеву, оберните её один раз вокруг гильзы со вставленным затяжным стержнем на расстоянии одного калибра от края (отметку уровня на стержне делают заранее). Постепенно натягивая верёвку и вращая гильзу из стороны в сторону, формируют шейку.
Верёвочный инструмент сравнительно быстро изнашивается. К счастью, его легко заменить, но можно воспользоваться и железным
затяжником, сделанным в виде клещей, одна из губок которого
крепится к стационарной поверхности.
Место образовавшейся шейки обматывают ниткой, смоченной клейстером. Упирают затяжной стержень в подставленный табурет и ударяют молотком по торцу осадника. Правиль
но затянутая гильза снимается со стержня с некоторым усилием.
Внутреннюю полукруглую часть гильзы иногда называют «головкой» и даже «гузкой», а «шейкой» - само отверстие. В современной терминологии этот фрагмент реактивного двигателя полу
чил название «сопло».
Лучше сушить гильзы естественным образом, не допуская местного перегрева, так как их может покоробить от неравномерного высыхания.
Готовая гильза должна получиться прочной, гладкой, а её стенки плотными, однородными и не продавливаться пальцами.
Гильзы второго рода делают из чистой писчей бумаги, числом слоёв равным 1/2 или 1/3 калибра, выраженного в миллиметрах. Их склеивают жидким картофельным крахмалом и мажут только наружный край полоски.
Пачку нарезанной бумаги раскладывают уступами и смазывают выступающие концы полос клейстером. Бумагу наворачивают на навойник и, как только её наружный край плотно приклеится, гильзу выдвигают на один калибр, смазывают этот торец клейстером и загибают, формируя дно.
Для большей надёжности иногда применяют специальный навойник, имеющий углубление в торце, который при заклеивании дна прижимают к выпуклой поверхности (можно к металлическому шарику от подшипника).
Лучше в готовую гильзу после просушки «запыжевать» проклеенную бумажную пробку или конец гильзы оклеить бумажным кружком, диаметр которого превышает калибр.
К этого же рода изделиям относятся проводные гильзы, в которые вкладывается специальный пороховой фитиль - стопин. Сложность изготовления таких трубок состоит в том, что при диаметре 7-9 мм их длина составляет 50-60 см и подобную тонкостенную гильзу в 2-3 оборота трудно снимать с навойника. Процедуру можно упростить, подобрав конический шаблон таким образом, чтобы гильзы могли состыковываться торцами. В этом случае, используя трубки из стандартной бумаги даже формата А-4 (210 х 297 мм), можно собрать изделия любой необходимой длины.
В некоторых случаях пиротехнические гильзы должны обладать огнеупорными свойствами, для этого их (или исходную бумагу) обрабатывают специальным раствором (сост. 818):
алюмо-калиевые квасцы A12(SO4)3-K2SO4-24H2O— 70 г сернокислый аммоний (NH4)2SO4 — 25 г
борная кислота Н3ВО3— 5 г
Эти компоненты растворяют в 1 литре горячей воды. Иногда к раствору добавляют немного заваренного столярного клея и древесного угля или сурика, для отличия обработанных гильз по цвету.
Вместо сульфата можно использовать фосфаты аммония, а борную кислоту заменить бурой (сост. 819):
дигидрофосфат аммония NH4H2PO4— 65 г алюмо-калиевые квасцы A12(SO4)3-K2SO4-24H2O — 30 г бура (тетраборат натрия) Na2B4O7 10Н2О — 5 г
Для придания огнеупорных свойств можно бумагу обработать жидким раствором силикатного клея.
Приготовленные гильзы, чтобы не путать в дальнейшем, снабжают ярлыком и хранят рассортированными в сухом месте.
24.4. Перепрыгнем пропасть в два прыжка Составы приготовлены, гильзы скатаны - приступим к самому главному и опасному - к их наполнению. Пиротехнические смеси, свободно всыпанные в гильзу, в снаряжённом состоянии его-
рают очень быстро или просто взрываются. Поэтому первое условие нормальной загрузки - тщательное запрессовывание составов, которое резко уменьшает площадь горящей поверхности и скорость сгорания. Не менее важным условием качества пиротехнического изделия является однородная плотность горючих компонентов, иначе состав будет гореть вспышками, если это не предусмотрено специ
ально.
Общие приёмы запрессовки гильз зависят от их назначения и толщины. Так, гильзы первого рода набиваются очень плотно с по
мощью ударов молотка, а пиротехнические составы в тонкостенных
гильзах второго рода только сжимают набойником усилием руки.
Прежде всего, для запрессовки составов необходим нехитрый
инвентарь. Главным инструментом является набойник — деревянный цилиндр с плоским основанием, диаметр которого на 1/12 или в среднем на 1мм меньше калибра гильзы. По сути дела это тот же навойник, только чуть меньшего диаметра. Часто его делают с утолщением на одном конце (1).
Для снаряжения гильз одного калибра желательно иметь несколько набойников разной длины, что облегчает пресс-
сование.
Засыпать составы удобнее всего специальными совками, носик которых свободно входит в гильзу. Лучший из них шуфла (2) не имеет ничего общего с похожим словом и представляет собой металлический совок, одетый на деревянную ручку типа набойника. Идеальный по объёму совок, называемый «калиберным», захватывает столько состава, что после его запрессовки содержимое гильзы
увеличивается на высоту одного калибра. Вполне подходит охотничий мерник регулируемого объёма или аптечная дозаторная ложка с ограничителем. Несложно изготовить хороший совок из листовой латуни или куска оцинкованной жести.
Можно воспользоваться столовой ложкой, но в этом случае без помощи лейки Вам не справиться. Очень удобны стеклянные хими
ческие воронки, основание которых плотно входит в гильзу.
Для набивания изделий подходят любые молотки, но в целях
безопасности лучше пользоваться деревянными колотушками.
Во-первых, их не так больно уронить на ногу, а во-вторых, ---- не так страшно ронять на пол особенно, если там рассыпан пиротехнический состав.
И уж совсем не обойтись при набивании гильз первого рода без специфического приспособления, называемого «унтерзатц». Оно представляет собой закруглённый металлический цилиндр (1) -«жёлудь» (его диаметр равен калибру изделия), с прочно вставленным металлическим стержнем (2) - «цапфой». Длина стержня зависит от вида изготовляемых фигур. Для крепления применяется винтовая резьба (3). Унтерзатц
ввинчивают в деревянную поверхность с помощью стального штифта, вставленного в сквозное отверстие (4) в корпусе (5). В некоторых конструкциях предусмотрено массивное основание (6), типа под-
ставки.
Такое изделие проще всего заказать токарю, однако вполне приличные унтерзатцы для всех применяемых калибров Вы сможете приготовить сами с моей подсказкой. Для заливочной формы воспользуйтесь горшком с землёй от завядшей комнатной герани. В сухую мелкоизмельчённую землю вначале вдавите чайное блюдце для будущей подставки. Затем посредине образовавшейся лунки
вставьте осадник — он сформирует «жёлудь». В качестве штыря (цапфа) воткните подходящий гвоздь с широкой шляпкой и можно заливать форму расплавленным свинцом из отслужившего аккумулятора.
Для забивания гильзы первого рода её затянутый конец (гильзовую головку) насаживают на жё-
лудь унтерзатца так, чтобы цапф вошёл в горючее отверстие (шейку). Вставляют в гильзу набойник с просверленным в торце каналом, совмещая его с цапфом, и осаждают молотком. При этом гиль-
за плотно садится на жёлудь, а стержень унтерзатца входит в канал
набойника.
Подобную процедуру Вы уже выполняли с помощью затяжного стержня и осадника при формировании шейки гильзы. При отсутствии унтерзатца можно воспользоваться этими же инструментами, зафиксировав затяжной стержень в тисках, упирая свобод-
ный торец в их основание.
Прежде чем приступить к дальнейшей работе, обязательно наденьте защитную маску!
Набойник (или осадник) вынимают, всыпают полный совок пиротехнического состава, осаживают его, постукивая с боков гильзы, и плотно прессуют набойником с помощью молотка.
Чтобы не порвать гильзу, увлекаться сильными ударами нельзя. Ни вес молотка, ни количество наносимых ударов магического значения не имеют, но гильзу и состав, как говорится, «надо чувствовать», что приходит с опытом.
II Важный момент. Для обеспечения равномерной плотности пиротехнической смеси старайтесь запрессовывать её за
II каждый цикл слоем не более одного калибра.
Вначале по вложенному набойнику наносят 3-4 лёгких удара, каждый раз приподнимая его. Затем более сильными равномерными ударами прибивают набойник, прокручивая, что бы его не «засосало». Оптимальное число ударов за цикл равно 1/2 калибра, выраженного в миллиметрах.
От постоянной вибрации пиротехнические составы могут расслаиваться, поэтому не храните их на том же столе, где проходит запрессовка гильз. Это проще, чем устраивать подвесной рабочий стол, как рекомендуют знатоки, или переносить рабочее место в сад, используя старый пень или массивный чурбан.
Для того чтобы всыпаемый состав не пылил и не расслаивался, иногда удобно слегка (!) смачивать его уайт-спиритом, скипидаром или 646 растворителем.
А при набивании тонкостенных гильз второго рода без специальных форм, предохраняющих их от разрыва, не выручит даже опыт. Простая форма представляет собой деревянный цилиндр с просверленным отверстием. Для удобства извлечения запрессован
ных гильз лучше её распилить и сделать раскрывающейся на рояльной петле. При отсутствии такой формы и желания её изготовить, воспользуйтесь подходящей прочной гильзой без шейки.
Фигурные или декорационные свечи, а также фальшфейерные трубки бенгальских огней забивают на 1-2 см сухой просеянной глиной, чтобы не поджечь крепление при их использовании. С помощью воронки и свободно входящего набойника не сильными ритмичными движениями плотно запрессовывают горючий состав усилием руки. Сверху утрамбованную пиротехническую смесь покрывают густым слоем зажигательной подмазки и припудривают её пороховой мякотью.
Если Вам понравилось, то считайте, что всё получилось.
Глава 25. Служебные изделия - основа фейерверка
(Т1 ’од служебной машиной понимают такую, которая сегодня С/ L вроде бы и Ваша, а завтра можно её потерять вместе с любимой работой и секретаршей. В технологии же фейерверков «служебными» исстари называют изделия, которые служат для воспламенения пиротехнических фигур. К их числу принадлежат палитель-ные свечи, стопин, фитили, пороховые подмазки и электрозапалы.
Бикфордов и детонирующий шнур, капсюля и детонаторы в технологии фейерверков, как правило, не используются. В домашних фейерверках иногда применяют фрикционные (тёрочные) составы, например, для митральез с конфетти, больше известных как «хлопушки».
25.1. Стопин вместо бищрорда
*1^ онечно, можно попытаться поджечь пиротехнические изде-лия непосредственно спичками, но в этом случае Вы не оставляете себе никакого шанса дочитать книгу до конца. Обычно, для этого применяют специальные замедлители воспламенения горючего состава.
По канонам детективного жанра, в этом месте речь могла бы пойти о бикфордовом шнуре. Мы же, как ни странно, обойдёмся без него.
Пороховой огнепроводный шнур без защитного покрытия, ко-
торый используем мы, получил название «стопин». В своё время
это был основной воспламенительный элемент фейерверков.
Рецепты приготовления качественного стопина отличаются мало. Сделайте рамку размером 1,5x1 м. В верхнюю и нижнюю планку набейте гвоздей с выступающими шляпками и намотайте хлопчатобумажную нитку слоёв 4-8. Можно намотать нитки последовательными слоями в виде тесьмы шириной 3-5 мм. Если лень делать рамку и не жаль старую дверь в кладовку, воспользуйтесь ею. Чтобы «прядь» не путалась при работе, можно свить из неё шнурок. Для
этого скрутите её в одну сторону (лучше с помощью дрели), пере
гните пополам, сведите концы вместе и отпустите бывшую середину. Получится аккуратный тонкий шнур.
Мотки «пряжи» кругообразными слоями погружают в тарелку с насыщенным раствором калийной селитры (25-30%). Его количество должно, как минимум, в 4 раза превышать вес пряжи. Желатель
но использовать раствор комнатной температуры, потому что при
остывании горячего на нитках иногда вырастают крупные кристаллы селитры, а это не желательно. Через два часа мотки вынимают, слегка отжимают, подвешивают на рамку и пару часов «подвяливают». В это время готовят пороховое тесто (сост. 820, табл. 42) из расчёта 12 г пороховой мякоти или дымного пороха, 4 г воды, 1 г спирта и 0,25 г камеди (абрикосовой или гуммиарабика, которые распускают в воде заблаговременно) на 1 г ниток. В противном случае камедь можно заменить декстрином или крахмалом.
Таблица 42. Составы служебных пиротехнических изделий
% Стопины
820 821 822 823 824 825 826 827 828 829
Калия нитрат 71 64 11 55 68
Калия хлорат 9 76 67 40
Калия перхлорат 73 70
Аммония перхлорат 70
Свинцовый сурик 30
Сера 14 13 12 27 23
Уголь древесный 13 12 12 18 11 14
Алюминиевая пудра 25
Магниевые опилки 24
Кремний 20
Лактоза 11
Гуммиарабик 2 2 6 4 9
Декстрин 3 6 5
Камедь 10
~~ № % Подмазки Палительные свечи
830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840
Калия нитрат 70 76 57 75 72 75 77 75 82
Калия хлорат 68 60
Сера 25 15 19 20 16 12
Сурьмы (III) сульфид 40 9
Реальгар 9
Уголь древесный 5 8 2 15 5 5 7 23 13
Горная синь 6
Лактоза 23
Канифоль 3 4 2 5
Мастике 4
Идитол 10
Декстрин 6
Камедь 1 1
Имейте в виду: избыток воды вреден для порохового теста. Долго такой состав хранить не желательно, так как в нём может выкристаллизовываться селитра либо, наоборот, при её сильном растворении готовый стопин покрывается белёсым налётом, а скорость его горения падает. Обработанные солью нитки на 2-3 часа погружают в пороховое тесто, сматывают на рамку, при необходимости пропускают сквозь пальцы, формируя ровный профиль, припудривают пороховой мякотью и тщательно сушат (иногда до трёх суток). «Опудренный» стопин сильно пачкается, зато горит значительно быстрее и воспламеняется практически мгновенно.
Можно ускорить приготовление стопина, размешивая пороховую мякоть в разведенном нитролаке, но такой шнур сохнет быстро, и для того чтобы он получился однородный и без комков, нужен определённый опыт. Кроме того, обработанные в селитре нитки перед «замачиванием» должны быть сухими, а ёмкость для пропитки тестом обязательно накрывается крышкой.
Хороший стопин имеет вид чёрного круглого шнурка или узкой тесьмы без узлов, наплывов, просветов и светлых пятен. На открытом воздухе он горит со скоростью 3-5 см/с.
Форсировать сгорание стопина можно, примешивая к пороховому тесту до 10% бертолетовой соли (сост. 821).
Стопин, вложенный в тонкую бумажную (проводную) трубку калибром 7-9 мм, воспламеняется почти мгновенно.
Напротив, под слоем древесных опилок или сухого песка скорость его горения снижается до 1,2-2 см/с.
Очень надёжен и безопасен в приготовлении стопин на основе перхлоратного пороха (сост. 822).
Для театральных фейерверков применяют стопин без серы из смеси бертолетовой соли, угля и камеди (сост. 823). Бертолетову соль смачивают водой (!) и в фарфоровой ступке очень тщательно перетирают с древесным углем, пока смесь не станет однородной даже при рассмотрении в увеличительное стекло. Её разводят 5% гуммиарабиком и этой массой обрабатывают свёрнутую хлопчатобумажную нить. «Опудривают» стопин этим же составом.
С подобной же целью рекомендую легкогорящий стопин без серы, описанный ещё Петром Румянцевым полтора века назад (1852). Он содержит лактозу либо обычный сахар (сост. 824).
При поджигании крупнокалиберных пиротехнических изделий (в частности, бураков), когда надо оставить себе шанс уйти на безопасное расстояние, употребляют медленногорящий стопин.
Кстати, знаменитый бикфордов шнур горит в 3-5 раз медленнее обычного стопина.
Скорость горения огнепроводного шнура снижают, увеличивая содержание цементирующих веществ либо применяя специальные составы порохового теста (сост. 825), ослабленные избытком серы. Подобная смесь без угля (сост. 826) горит ещё более медленно.
Для воспламенения «трудных» составов используют специальный «высокотемпературный» стопин, содержащий перхлорат калия или аммония с металлическими опилками: магния (сост. 827) или алюминия (сост. 828).
Быстрое поджигание больших и сложных пиротехнических фигур осуществляют «пироксилиновыми нитками», качественное приготовление которых описано выше. Обычно, для изготовления огнепровода эту процедуру несколько упрощают.
л Кусок чистой ваты опускают на 5 минут в смесь концен-/»\ трированной азотной и серной кислот (1:2), вынимают его л стеклянной палочкой, очень тщательно промывают от сле-дов кислоты, сушат при температуре не выше 40°С и скру-ж чивают в тонкую прядь. Можно обработать готовый хлоп-чатобумажный шнурок. Такой фитиль быстро сгорает без запаха, не оставляя пепла, однако при ударе или сильном трении он может взорваться!
В ракетном моделировании иногда используют специальный стопин, представляющий хлопчатобумажный шнур, насыщенный горючим составом из хлората калия, свинцового сурика, порошка кремния и водорастворимой смолы (4:3:2:1, сост. 829).
25.2. ЛЬдмазкфт, но не та
то не то, что Вы вначале подумали, а легковоспламеняемая в ’ сухом состоянии пиротехническая смесь пластичной консистенции. Её применяют для повышения чувствительности горючих
композиций к тепловому импульсу, их фиксации от высыпания и крепления зажигательных элементов, например, стопина.
Чаще всего зажигательную подмазку готовят из дымного пороха, разведенного на 3% гуммиарабике в водке, 3-5% декстрине в воде, 8-10% крахмальном клейстере, 15% идитоле в спирте или разбавленном нитролаке.
Для надёжного воспламенения многих пиротехнических изделий применяются подмазки на основе медленногоря-щих составов, чтобы огневой контакт был максимально длительным.
Так, для зажигания фигурных свечей хорошо подходит слабая селитро-серо-угольная пороховая смесь с повышенным содержанием серы (сост. 830, табл. 42).
Медленногорящие пороховые подмазки с дефицитом угля (5-8%) хорошо подходят для воспламенения помпфейерных звёздок (сост. 831), особенно, содержащих стронциевые и бариевые соли.
Составы с бертолетовой солью отличаются более высокой температурной чувствительностью и ещё лучше подходят для поджигания звёздок, время взаимодействия которых с огнём, как правило, очень ограничено.
Такая хлоратная смесь без серы, содержащая горную синь (сост. 832) часто используется для воспламенения голубых и зелёных пламенных составов. Подмазка на основе хлората калия с сульфидом сурьмы (сост. 833) действует хорошо и надёжно, но легко воспламеняется при трении (!).
В промышленной технологии осветительных и сигнальных огней применяют подмазку на основе смесей калийной селитры с сульфидами сурьмы и мышьяка, цементатором в которых является декстрин (сост. 834). Также широко используются пороховые составы, которые вместо серы включают идитол (сост. 835).
Для воспламенения низкочувствительных металлизированных смесей помимо традиционной пороховой подмазки применяют промежуточные (переходные) составы, содержащие обе композиции (1:1). Этот же приём иногда используют во избежание отслаивания высохшей подмазки.
25.3. догорает свечка, догорит дотла
(fj отличие от автомобильных или стеариновых палительные свечи представляют собой тонкостенные бумажные трубки,
набитые медленногорящим составом.
Эти свечи позволяют экономить во время фейерверка массу спичек и, главное, сберечь пальцы от ожогов.
Гильзы для таких свечей катают в 3-4 слоя из писчей бумаги на тонком навойнике диаметром 8-12 мм. Из стандартного листа бумаги формата А4 получается две гильзы длиной 30 см. Подклеивают
крахмальным клейстером только наружный край, один торец заминают, предварительно смазав клеем.
Запрессовывают такую гильзу тонким набойником (можно куском ровной проволоки или даже «очищенным» электродом), вставив в толстостенную трубку или специальную форму. Сначала запрессовывают 3-4 см глины, чтобы этим концом вставить свечу в
пальник - длинную палку с отверстием в торце или в подходящую трубку.
Огонь палительной свечи не должен отвлекать внимание от
картины фейерверка, поэтому хорошее изделие даёт тихое, спокой
ное, долгогорящее пламя без искр. В принципе, для этого годится любой слабый пламенный состав с добавлением измельчённой легкоплавкой смолы, которая замедляет горение и уменьшает яркость, но лучше применять специальные палительные смеси (сост. 836-840, табл. 42). Время их сгорания в плотно набитой трубке длиной 30 см составляет 11-13 минут.
Для измельчения применяемых смол (канифоли или мастакса) не забудьте предварительно охладить их в морозилке либо аккуратно (!) сплавить с селитрой или другой менее агрессивной солью, входящей в пиротехнический состав. Запрессованные гильзы на 0,5 см забивают пороховой подмазкой и для облегчения воспламенения припудривают пороховой мякотью.
Составы без серы применяют в палительных свечах для театральных или комнатных фейерверков (сост. 839, 840). Они горят чуть дольше (в аналогичной трубке длиной 30 см - 15-16 минут).
Зажигательные свечи можно приготовить и без гильз. К пали-тельному составу добавляют 2-3% камеди, смачивают водой для
распускания в тесто, из которого готовят стопин произвольной толщины (обычно, около 1 см). После тщательного высушивания изделие нарезают на куски необходимой длины и вскрывают их нитролаком.
25.4. фитиль — ровесни^цивилизации
Огниво, как инструмент получения огня, и фитиль, как средство его сохранения, появились ещё на заре цивилизации и в своё время были неотъемлемым атрибутом человека с достатком, примерно так же, как сегодня его автомобиль.
Обычно, фитиль представляет собой пучок льняных или пеньковых ниток в джутовой оплётке, пропитанных раствором, способствующим его непрерывному тлению после зажигания. Каких только рецептов на себе он не испытал за долгую историю своего совершенствования. Так, в Австрийской империи по утверждённой
технологии его варили целые сутки в щёлоке из золы, извести, се
литры и даже лошадиного помёта.
А сегодня плохие мальчишки, для задержки воспламенения взрывпакетов, готовят фитиль, пропитывая свои шнурки в калийной селитре.
Фитиль, который понадобится нам, должен легко зажигаться, тлеть ровно, без вспышек и держать жар настолько устойчиво, что-
бы им можно было легко проткнуть лист писчей бумаги.
Хороший фитиль получается обработкой льняной верёвки 5% раствором ацетата свинца. Его кипятят в этом растворе 15 минут либо настаивают около 5 часов, затем отжимают. Протирают сукном и сушат. Скорость горения такого шнура около 0,3-0,5 см в минуту. Она зависит от концентрации свинцового раствора и толщины фитиля.
Шнур, пропитанный нитратом свинца, сгорает в два раза быстрее (1 см/мин).
Иногда применяют хлопчатобумажный фитиль, пропитанный 25% раствором калийной селитры.
Проще и быстрее готовятся фитили из бумаги, которую смачивают раствором ацетата свинца (1:2), высушивают, плотно скручи
вают катальной доской в твёрдые палочки и кромку приклеивают клейстером. Скорость горения такого фитиля не более 0,25 см/мин.
II Если не хотите тратить время на самодельные фитили — купите готовые: лучше гаванских сигар, пожалуй, трудно | что-то придумать.
25.5. Феклами горящей строкой
(1 ! ри желании Вы легко сможете устроить рекламу бегущей, из-2/ L вините, горящей строкой. Для этого Вам понадобится серный фитиль. Обычно, его используют в качестве сплошного горящего контура для различных декораций и вензелей. Чаще такой фитиль даёт синий или белый огонь, переходящий, по желанию, в тёмнокрасный или ярко-зелёный.
Готовят серный фитиль по старинке. Понадобится слабо сучёная в одну прядь льняная или хлопчатобумажная верёвка (можно из пакли или джута) толщиной 5-25 мм. Её укладывают кольцами в чугунный котёл или эмалированную кастрюлю, заливают вровень водой, добавляют пару пригоршней селитры и многократно проваривают в течение суток. Всыпают пару стаканов нитрата стронция или бария, добиваются растворения, доводят до кипения и «томят» верёвку ещё целый день, после чего слегка её отжимают и сушат несколько суток (лучше в тени), избегая образования крупных кристаллов.
Всё в тот же котёл после сушки загружают серу и ставят на костёр в конце огорода, наблюдая, чтобы пламя не попадало в горловину.
Расплавленную серу нельзя перегревать выше 250°С, потому что она быстро густеет и становится вязкой как смола, частично переходя в пластичную модификацию. Визуально она приобретает нежелательную чёрно-бурую окраску.
В принципе, при аккуратном нагреве в металлической ём-(^^7) кости сера загореться не может, потому что «парить» она начинает только выше 445°С, но если всё же Вы такой счастливчик - не пугайтесь и быстро накройте чугунок крышкой, которую держите под рукой.
Куски просоленной верёвки размером метров по 10-15 погружают в расплав, пропитывают серой и вынимают вместе с помощником, разбегаясь в стороны и, удерживая натянутую верёвку до застывания. Если есть возможность, для однородности нанесения её можно проволакивать через кожаную рукавицу.
Приготовленный таким способом серный фитиль горит благородным, тёмно-синим огнём, который постепенно переходит в карминово-красный или изумрудный.
Иногда для яркости и увеличения скорости горения к сере добавляют немного селитры (до 4%) и древесного угля (до 1%) (сост. 841, табл. 43).
Таблица 43. Составы цветного фитиля
% Синие Белые
841 842 843 844 845 846 847
Калия нитрат 4 И 8
Сера 95 95 67 75 71 95 86
Сурьмы (III) сульфид 33 25 14
Реальгар 5 6
Уголь древесный 1
Камедь 5 4
% Жёлтые Красные Зелёные Голубые
848 849 850 851 852 853
Стронция нитрат 13
Сера 87 86 91 87 92 86
Сурьмы (III) сульфид 8 12 2 4
Уголь каменный 4
Медные опилки 6
Цинковые опилки 10
Криолит 1
Сода 2
Камедь 4 5
Учитывая повышенную пожароопасность таких расплавов, особенно с окислителями, часто используют технологию, аналогичную получению стопина, применяя раствор камеди (сост. 842).
Для приготовления фитиля с белым пламенем к растопленной сере добавляют тщательно просеянный сульфид сурьмы (2:1, сост. 843) или (3:1, сост. 844). Их яркость усиливают селитрой (сост. 845). Хорошие результаты даёт включение в подобные смеси реальгара (сост. 846, 847).
Добавление к таким составам даже 1-2% криолита или обезвоженной соды позволяет получить жёлтое пламя фитиля (сост. 848, 849).
Вполне приличный серный фитиль красного огня можно приготовить, вводя в смесь толчёный уголь, антрацит (сост. 850). Более чистым, карминовым пламенем горит фитиль, содержащий нитрат стронция (сост. 851).
Светло-зелёный оттенок можно придать огню фитиля, включив в горючий состав медные опилки с примесью антимония (сост. 852). Если для этого использовать опилки цинка (сост. 853), то пламя приобретает красивый голубой цвет, но хранится такой фитиль не
долго.
Готовый фитиль набивают гвоздями на деревянный щит, предварительно окрашенный в чёрный цвет смесью печного лака с огнеупорной протравой. Легковоспламеняющаяся нитрокраска для этого не подходит. Эта декорация получила название «щит». Предполагаемую фигуру рисуют мелом. Затем длинными тонкими (80-100 мм) гвоздями протыкают фитиль и вбивают их неглубоко (на 0,5 см) в дерево. Сдвигают фитиль к шляпкам гвоздей так, чтобы он отставал от
доски как можно дальше. Для быстрого воспламенения фигуры укреплённый фитиль с помощью кисти обрабатывают негустой зажигательной подмазкой или подвязывают по всей его длине стопин.
Если серный фитиль применяют в сложных композициях, особенно в несколько перемен, то во избежание случайного воспламенения его обматывают или оклеивают тонкой бумагой, или помещают в проводные гильзы. Для вензелей преимущественно выби
рают прописные буквы, что облегчает составление огненных надписей и придаёт такому письму больше изящества. Представляете такое объяснение в любви под окнами любимой девушки!
Осталось поджечь фитиль. Как только развеется густой дым и высветится огненная надпись, изумлённые зрители сразу смогут оценить, чем Вы занимались в школе на уроках правописания.
25.6. Мал запал, да дорог
ля воспламенения некоторых пиротехнических изделий, на-ЛУ пример, небольших ракет, швермеров или взрывпакетов, удобно использовать в качестве запала тонкие бумажные трубки длиной до 4 мм, набитые пороховой мякотью, а ещё лучше хлоратным или перхлоратным порохом (сост. 33, 34, 63, 69, табл. 8, 9). С этой целью хорошо подходит состав, содержащий перхлорат калия, серу и древесный уголь (75:12,5:12,5, сост. 854).
Гильзы скатывают в 2-3 оборота из писчей бумаги, предварительно несколько часов пропитанной в 25% растворе калийной селитры. В качестве навойника применяют проволоку диаметром 1,5-2,5 мм, спицу, гвоздь без шляпки, основание круглого надфиля или
набор тонких свёрл. Наружный слой бумаги фиксируют крахмаль
ным клейстером.
С торцов запал слегка забивают подмазкой, приготовленной из того же состава, а для удобства поджигания делают наплыв с одной
стороны, что-то типа большой спички.
Для поджигания ручных швермеров удобно головку запала делать из фрикционного (тёрочного) состава, разводя его водой с декстрином до консистенции густой сметаны (сост. 738-742, 745-752).
Поджигают такой запал тёркой от спичечного коробка, Для надёжной эксплуатации стенки этих запалов лучше катать чуть потолще.
При устройстве фейер-
верков очень часто приходится одновременно поджигать большое количество фигур (различные огненные снопы, жирандоли, павли
ньи хвосты и др.). Добиться полной синхронности их воспламенения позволяет запал, который получил название «пиротехнический крест» или «паук». У профессионалов он представляет собой перевёрнутый стальной стакан с завинчивающейся крышкой, в дно которого впаяны тонкие металлические трубки. Такой запал имеет отверстие для стопина или электрозапала и кронштейн для фиксации
штырём к земле.
В ходе подготовки «паука» к работе на его дно укладывают слой папиросной бумаги, всыпают не более 1 г пороховой мякоти, вставляют стопин и завинчивают крышку. Затем переворачивают его и крепят к земле, а на трубки соплами надевают пиротехнические фигуры.
В нашем случае в целях безопасности лучше отказаться от металлических конструкций, тем более что подобный запал несложно
изготовить из плотной швермерной гильзы, один конец которой затянут наглухо, а второй сформирован в виде сопла. В ней высверливают ряд дырочек, как у волшебной флейты, и плотно вклеивают пустые запальные трубочки. Пороховую мякоть в массе 0,5-1 г засыпают через шейку и через неё же вводят стопин на всю длину гильзы. Осталось зафиксировать запал скобами к земле, разместить на нём будущих «космонавтов» и подпалить огнепровод, который, на всякий случай, оставьте подлиннее.
25.7. Запал в эпоху электричества
CJyf' в голову не могло прийти А. А. Шильдеру, что через 170 лет Z. после первого секретного пуска русской боевой ракеты с помощью разработанного им же электрозапала, этим изобретением будут широко пользоваться не только отъявленные террористы, но даже школьники в кружке ракетного моделирования.
Воспламенителем пиротехнического состава обычно служит спираль из тонкой реостатной (хромоникелевой или нихромовой) проволоки, которая нагревается за счёт источника постоянного низковольтного электрического тока. Такую проволоку можно извлечь из отслужившего керамического сопротивления. Её длину и сечение подбирают так, чтобы проволока раскалялась добела, но не плавилась. Обычно, при её диаметре ~ 0,3 мм на изготовление спирального воспламенителя со скруткой (1,2) уходит около 7 см.
Для увеличения греющей поверхности воспламенителя в средней части запала делают спираль из двух-трёх витков диаметром 1,5 мм.
сматывая её на бабушкиной спице, использованной игле одноразового шприца или стержне шариковой авторучки.
При выполнении плотной скрутки (2) подводящие участки
электрозапала покрывают изоляционным лаком или надевают полихлорвиниловые трубочки (можно от стержня авторучки).
Применение более тонкой проволоки накаливания позволяет сократить её длину и увеличить количество зажиганий без подзарядки элементов питания. Так, для воспламенителя средней мощности (3 Ом) понадобится 1,5 см нихромовой проволоки диаметром 0,09 мм. Из неё также несложно приготовить надёжные электрозапалы нескольких конструкций.
Проще всего соединить такой спиралью оголённые концы скрученной медной проволоки с изоляционным покрытием (3).
Можно вложить между концами медной проволоки спичку и примотать её проволокой или ниткой так, чтобы 2-3 витка нихрома легли через спичечную головку и коснулись оголённых концов (4).
Так называемый «пробковый» электрозапал, для изготовления которого помимо корковой пробки вполне подходит пенопласт, бальза и даже резина, часто применяется для ракет и хорошо вставляется в головку сопла (5, 6). Нихромовую спираль крепят к двум воткнутым в пробку гвоздикам (лучше омеднённым).
Для дистанционного воспламенения стопина можно многократ-
но использовать свечи накаливания от модельных двигателей внутреннего сгорания и даже автомобиля, убрав в них зазор или соединив его спиралью.
Подключение электрозапала к цепи питания обеспечивается простой скруткой проводов, однако удобнее применять металлические зажимы, типа «кроко
дил».
Следует иметь в виду, что спираль воспламенителя даже при источнике тока в цепи 9 В может раскаляться до 2400°С и этого
вполне достаточно для поджигания практически любых составов, когда обеспечен надёжный контакт с горючим веществом.
Для усиления начального теплового импульса спираль накаливания иногда покрывают пороховой подмазкой, либо вставляют в неё кусок стопина или запрессовывают воспламенитель в запальную трубку.
Чем дальше «пульт управления» от места предполагаемого воспламенения, тем большее напряжение необходимо создать в цепи. Так, при расстоянии 10 м достаточно батарейки в 4,5 В, при удалении до 50 м необходима батарея на 18 В, а при дистанции 100 м требуется аккумулятор на 24 В и провод большого сечения (так называемая «шина питания»).
Для подачи электропитания к запалу обычно применяют медные провода диаметром не менее 0,5 мм с влагостойким покрытием.
На практике чаще используют системы воспламенения с контрольной лампочкой. Такой способ зажигания позволяет в режиме «Контроль» оценивать целостность электроцепи. В этом положении загорается контрольная лампочка, но так как её сопротивление во много раз превышает электросопротивление спирали воспламенения, запал «сработает» только в режиме «Пуск».
Бывалые пиротехники, из опасения опять взорваться из-за чьей-то шутки во время установки запала, ставят на пульт управления разъём с личным ключом.
Подобную систему зажигания применяют для запуска нескольких пиротехнических фигур.
Наличие единого источника питания для контроля цепи и запуска фейерверка приводит к большим потерям электроэнергии и затрудняет повторность пусков. В этом плане выгодно отличаются стартовые устройства с раздельным питанием.
Трёхпроводная релейная схема надёжно работает даже на удалённом расстоянии. Её пульт облегчён, так как не содержит электрических батарей. Некоторое неудобство создаёт применение трёхжильного кабеля и специальных разъёмов к нему.
Проще в эксплуатации двухпроводная система зажигания с применением реле типа РМС-1 (перемотка проводом 0,12 ПЭЛ), Двух диодов Д7Б или Д7В и нихромового запала сопротивлением 3 Ом (D = 0,09 мм).
В качестве источника питания в таких системах зажигания
обычно применяют последовательно
соединённые две батарейки типа КБС-Л-0,5 по 4,5 В (суммарно 9 В) или 8 элементов типа 373 Марс по 1,5 В (в сумме 12 В). Надёжнее и дешевле использовать портативные аккумуляторы от люминесцентных светильников или шахтёрских фонарей.
Можете приме-
нить автомобильный аккумулятор, только не забудьте накрыть любимую машину асбестовой тряпкой, потому что её придётся оста
вить возле взрывающихся фигур.
Для воспламенения фейерверков на значительном расстоянии (60-100 м) обычно используют систему зажигания с кон-
денсаторным накопителем. При включении пульта конденсатор на 5 мкФ заряжается и действует на электромагнитное реле (12 В), которое через регулируемое время замыкает контур. Контрольная лампочка от автомобиля или ёлочной гирлянды позволяет визуально оценить исправность системы зажигания.
Осталось зарядить аккумулятор или купить батарейки, отойти подальше и нажать на кнопку «старт». Задержка воспламенения со- • ставит от долей до 5 секунд (особенно в зимнее время года).
Если Вам повезло, и Вы раздобыли профессиональный пульт подрывника, имейте в виду, что ручку магнето лучше крутить сухими руками, а проверять «контакт» языком при напряжении выше 36 В опасно для жизни!
Глава 26. Мы не самостоятельные
26.1. звезда с звездою говорит
//(Т2 ели звёзды зажигаются, значит, это кому-то нужно». А если J—’ это нужно Вам, то без пиротехники не обойтись точно.
«Звёздки» или «огненные шарики» представляют очень важный элемент любого фейерверка, хотя и не являются самостоятельными пиротехническими фигурами. По цели своего назначения они бывают помпфейерные, ракетные и разрывные.
Помпфейерные звёздки делаются в виде цилиндриков с центральным полым каналом в 1-2 мм для передачи огня пороху, который засыпается под звёздку для её «выстреливания».
Механизм для выпрессовки таких звёздок весьма прост. Его нетрудно изготовить из металлической трубки (1) и разборного поршня, состоящего из ручки (2) со вставленным в неё металлическим стержнем (3) и съёмной втулкой (4) из металла, а ещё лучше плотной резины. В корпусе металлической трубки имеются регулировочные отверстия (5), куда крепится винт (6), ограничивающий глубину хода поршня.
Работают таким инструментом как детской «пасочкой», предварительно раскатав на толстом стекле формовочную массу (табл. 44-52) и обильно потрусив её пороховой мякотью для облегчения
воспламенения. Толщину образуемой «таблетки» (7) из прессованного горючего с центральным каналом регулируют, переставляя винт (6).
Пороховой слой можно нанести в виде подмазки на торцы звёздки и даже в пороховой канал. Чтобы пороховая масса при этом не отслаивалась, удобнее использовать промежуточный слой, состоящий из смеси основного вещества с дымным порохом (1:1).
Ещё легче и надёжнее поджигаются звёздки, покрытые подмазками на основе хлоратных порохов (табл. 8), но они обладают повышенной чувствительностью к удару.
Звёздки на водной клеевой основе сохнут долго даже в тепле (3-5 суток). Применение в качестве цементаторов спиртового идитола или разведенного нитролака значительно ускоряет процесс и снижает вероятность самовоспламенения бертолетовых составов.
Ракетные звёздки бывают шаровидной, цилиндрической и кубической формы. Последние готовятся легче и быстрее остальных. Достаточно на стекле раскатать формируемую массу толщиной 5-10 мм, обильно присыпать её пороховой мякотью и нарезать тонкой металлической пластинкой или плоским ножом кубики, каждый раз смещая по стеклу отрезанный пласт. Звёздки снимают с листа, дополнительно «опудривают» мякотью, складывают тонким слоем и осторожно высушивают.
Для получения некрупных зёрен сырую массу протирают пестиком, а ещё лучше стеклянной пробкой через проволочное сито с отверстиями 3-6 мм. Чтобы сформировать звёздки цилиндрической формы, используют пробивные сита, а если дело поставлено на широкую ногу, то без мясорубки не обойтись.
Если захотите придать им округлую форму, в сыром виде осторожно перенесите в банку с равным объёмом того же сухого состава и «катайте» в одну сторону. «Готовые» зёрна попудрите пороховой мякотью, а после сушки отсортируйте просеиванием.
Вместо пламенного состава можно взять искристый — так готовят «огненный дождь» (табл. 52). Ещё лучше для этого искристый состав набить в тонкие гильзы и нарезать в виде цилиндров. Воспламенение таких фигур напоминает огненные капли или горящие колосья.
Разрывные звёздки, или как их называли раньше, «гранаты», вначале загораются яркими роскошными шарами, а потом рассыпаются на множество мелких огоньков разного цвета. Именно они являются главным украшением любого салюта. А приготовить их несложно. Для шаблона лучше всего подойдут деревянные шарики диаметром 2-4 см, но можно воспользоваться и подручными средствами: теннисными и бильярдными шарами, а если позволяют средства - скорлупками от «киндер-сюрприза». Их натирают сухим мылом, заворачивают несколькими слоями газеты и обклеивают бумагой на клейстере, пока толщина стенок не составит 1,5-2 мм. Дав
высохнуть, разрезают бумагу, вынимают шаблон, делают отверстие диаметром 4-5 мм и снова склеивают полусферы холщовой полосой или бумагой. Сухой шар наполняют цветными огненными зёрнами, присыпают несколько граммов дымного пороха, затыкают отверстие коротким куском стопина, обмазывают всё изделие раствором камеди, обваливают в сухом пиротехническом составе, повторив эту операцию 3-4 раза, пока горючий слой на шарике не составит 4-5 мм, окончательно припудривают пороховой мякотью и тщательно
сушат.
Цилиндрические рассыпные звёздки готовят так: берут гильзу длиной 5-8 см и отступая четверть длины, вгоняют в неё на клею деревянный кружок с отверстием в центре, покрытый с обеих сторон пороховой подмазкой; насыпают в гильзу огненные зёрна, мякоть и закрывают таким же кружком, отступая на четверть от края гильзы. Оба торца заполняют тестом цветного пламенного состава,
присыпают мякотью и для одновременного воспламенения концов иногда по оси обматывают стопином.
Для мортирок небольших калибров применяют специальные
разрывные звёздки. Толстостенную гильзу подходящего наружного диаметра разрезают на отдельные трубочки длиной 3-4 калибра (1). К одному торцу подклеивают основание в виде толстого картонного кружка (2) с отверстием в 2-3 мм посредине. Внутрь гильзы до основания загоняют гнутый П-образный картонный пыж (3) с отверстием по центру в 4-5 мм так, чтобы его гофрированная «юбка» на клею плотно пристала к стенке. Торец гильзы густо покрывают пороховой подмазкой (4) так, чтобы часть продукта выдавилась через канал внутрь контейнера. Подсу
шенные гильзы заполняют цветными зёрнами (5), добавляют пару граммов мякоти и заклеивают аналогичным пыжом (6).
Для приготовления звёздок в основном применяют пламенные медленногорящие пиротехнические смеси, слегка смоченные раствором цементатора. С этой целью вполне подходят описанные составы сигнальных огней (табл. 28-35), но лучше использовать специальные прописи, адаптированные для этого (табл. 44-52). Содержание цементатора в таких смесях обычно не превышает 3-5%.
Применяемые для склеивания горючей массы полисахариды (декстрин, крахмал и камеди) замешивают на воде, полимерные и природные смолы (мастике, шеллак, канифоль, акароидную смолу и бентонит) - нй спирту, а нитроцеллюлозу и нитролаки - на ацетоне или 646 и 647 растворителе.
Составы, содержащие сало или стеарин, без труда поддаются прессованию. Смеси, включающие сахарозу либо лактозу, тоже можно прессовать, предварительно чуть смочив водой.
Наиболее распространёнными компонентами составов звёздок белого огня (табл. 44) являются: нитрат свинца (сост. 855-860), сульфид сурьмы (сост. 860-872), металлическая сурьма (сост. 858,
871-875), реальгар (сост. 875, 876), свинцовый сурик (сост. 868, 877, 879), сульфид олова (сост. 879, 880) и даже свинцовые белила (сост. 881).
Для более лёгкого возгорания и усиления яркости свечения в такие смеси чаще всего вводят хлорат или перхлорат калия.
В числе удачных рецептов звёздок белого огня следует отметить искристый состав 867; совершенно белый, очень чистый, мало блестящий и требующий подмазки для лучшего воспламенения состав 879; ярко-белые, требующие пороховой подмазки, составы 859 и 877.
Таблица 44. Составы звёздок белого огня
855 856 857 858 859 860 861 862
Калия нитрат 60 68
Калия хлорат 39 40 38 9 12
Калия перхлорат 37
Свинца нитрат 38 20 40 70 37 73
Свинцовый сурик 20
Сера 20 20 20 12 24 6 21 24
Сурьма 3
Сурьмы (III) сульфид 3 15 7
Уголь древесный 1 1
Шеллак 2 2 6 2 6
Стеарин 4
"% — №_ 863 864 865 866 867 868 869
Калия нитрат 68 61 72 62 72 60 70
Свинцовый сурик 7
Сера 12 23 19 20 12 6 21
Сурьма 2
Сурьмы (III) сульфид 20 15 7 16 13 27 6
Уголь древесный I 2 3 1
Шеллак 2
870 871 872 873 874 875 876
Калия нитрат 74 52 53 65 68 * 66 44
Бария нитрат 20
Сера 17 20 18 13 20
Сурьма 1 8 9 14 14 II
Сурьмы (III) сульфид 6 38 35
Реальгар 9 15
Уголь древесный 2
Шеллак I
Стеарин 2 3
Камедь 1
Таблица 44. Продолжение
—^№_ 877 878 879 880 881 882 883
Калия нитрат 19 60 64 67
Калия хлорат 40 40 50
Калия перхлорат 38
Бария нитрат 20 19
Свинцовые белила 21
Свинцовый сурик 19 20
Сера 24 20 20 20 20 32
Олова(Ц)сульфид 20 14
Уголь древесный 1
Магниевые опилки 20
Сахароза 30
Камедь 2
Большинство же применяемых прописей позволяют приготовить прекрасные звёздки белого огня с нежным голубоватым или зеленоватым оттенком, которые на расстоянии воспринимаются как чисто-белые. Среди лучших подобных композиций состав 855 Шер-тье с голубоватым оттенком; благородный, ярко-голубоватый состав 857; блестящий, слегка голубоватый состав 861; яркие, белоголубоватые прессуемые без труда составы 871 и 872; очень красивый, бледно-зеленоватый, легковоспламеняемый состав 856; яркий с зеленовато-лунным оттенком, быстрозагорающийся состав 878.
Пиротехническую композицию 870 чаще применяют для пом-пфейеров, а составы 868, 869, 874 и 882 обычно используют для белых звёздок ракет, бураков и букетов. Смесь 881 со свинцовыми, белилами горит менее ярко, чем со свинцовым суриком (сост. 876) и больше дымит.
Состав 864 даёт белый, блестящий, слегка голубоватый огонь. Для его усиления можно добавить до 1% пороховой мякоти, но пламя приобретает слегка розоватый оттенок.
Для создания звёздок красного огня (табл. 45) в основном применяются соли стронция: нитрат (сост. 884-905), ацетат (сост. 906-909), карбонат (сост. 910-913), оксалат (сост. 914-921) и даже сульфат (сост. 922). Введение в такие составы сульфида сурьмы (сост. 884-889) облагораживает пламя, делая его «чистым» и ярким. Напротив, добавка к подобным смесям каломели (Hg2Cl2) позволяет получить густое, но не яркое, кармазиновое пламя, очень красивое вблизи.
Составы 886 и 887 сгорают чистым, блестящим, не очень густым, красным огнём (краплак) и превосходны на расстоянии. Смесь 889 даёт очень яркое, великолепное, пурпурное пламя. Превосходные звёздки пурпурного огня получаются из старинного пиротехнического состава 891. Чудесным, карминовым пламенем отличаются составы 892, 894 и более яркий 915. Благородный, пунцовый цвет дают составы 895, 901 и знаменитые огненные композиции Шертье 896 и 897.
Таблица 45. Составы звёздок красного огня
884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894
Калия хлорат 26 42 24 23 27 30 18 18 43 18
Калия перхлорат 23
Стронция нитрат 44 31 48 47 46 44 44 43 46 21 44
Меди (II) сульфид 5 4 4 5 5
Сера 21 15 18 18 20 20 6 10 14 12 14
Сурьмы (III) сульфид 4 9 9 12 11 3
Уголь древесный 3 3 1 1 2 2
Каломель 15 16 13 12 13
Шеллак 6 2 3 3
Декстрин 2 2 2 1
Мастике 2 3 1 3
% — -_^№_ 895 896 897 898 899 900 901 902 903 904
Калия хлорат 25 18 12 19 38 46 13 40 32 33
Стронция нитрат 50 58 70 57 38 34 67 39 44 44
Сера 18 12 19 13 17 12 19 21
Уголь древесный 3 1 4 3 1 2 3
Каломель 12
Шеллак 13 3 5 6
Мастике 1 8 3 1 1
Крахмал 22
% — 905 906 907 908 909 910 911 912 913 914
Калия хлорат 33 53 56 63 65 56 68 56 61
Калия перхлорат 55
Стронция нитрат 45
Стронция ацетат 23 24 26 21
Стронция оксалат 8
Стронция карбонат 26 20 23 20
Сера 21 12 12 21 25
Лактоза 22
Шеллак 5 11 12 6 12
Декстрин 3 3 2
Камедь 1
Крахмал 30
Таблица 45. Продолжение
915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925
Калия нитрат 3 3 78
Калия хлорат 58 57 67 61 75 64 47 83 73
Калия перхлорат 63
Стронция оксалат 9~ 7 И 8 13 11 10
Стронция сульфат 35
Сера 29 22 21 27 27
Уголь древесный 1 17 17
Каломель 6 9
Лактоза 31
Шеллак 8 5
Камедь 1 1 1
Крахмал 29
Асфальт 12
Звездки, приготовленные из смеси 898, тоже образуют яркое, пунцовое пламя, но с тонкой примесью желтизны. Состав 904 горит пунцово-оранжевым цветом с очень большим пламенем, а для его усиления можно заменить крахмал лактозой. Замечательный, чистокрасный, не очень яркий огонь образуют пиротехнические смеси 914 и 916, которые к тому же могут очень долго сохранять горючесть даже во влажной атмосфере.
Прекрасное, тёмно-розовое (карминовое) пламя с фиолетовокрасным оттенком образует состав 920. Он несколько слабоват и трудно загорается без подмазки. Если содержание селитры в нём уменьшить до 2%, в его окраске начнёт преобладать лиловый цвет.
Яркое, блестящее, алое пламя дают смеси 913 и 921.
Даже если у Вас нет солей стронция, приготовить звёздки красного огня можно на основе смеси бертолетовой соли с сажей (сост. 923), сгорающей без блеска специфическим густо-красным пламенем цвета кумача. При этом сажа должна быть лёгкой и пушистой, иначе появится желтоватый оттенок. Подобный эффект вызывает селитро-угольная смесь с шеллаком (сост. 924), благородный, вишнёвый цвет пламени которой слегка омрачён лёгкой желтизной.
Рецепты звёздок розового огня (табл. 46) также включают нитрат стронция (сост. 926, 927) и его оксалат (сост. 928, 929), но чаще вместо них используют более дешёвый мел (сост. 930, 931) либо тонкоизмельчённый мраморный порошок (сост. 932-934). С этой же целью иногда также применяют ацетат (сост. 928) и оксалат кальция (сост. 935).
Таблица 46. Составы звёздок розового огня
"% 926 927 928 929 930 931 932 933 934 935 936
Калия нитрат 22 4 22
Калия хлорат 45 37 45 52 38 55 59 52
Калия перхлорат 54 42 55
Стронция нитрат 22 18
Стронция оксалат 45 4
Кальция ацетат 4
Кальция оксалат 33
Лития карбонат 18
Меди сульфид 4
Свинца нитрат 4
Сера 27 28 17 19 20 21 24
Сурьмы (III) сульфид 3
Уголь древесный I 2
Мел 28 26 19 6 25
Каломель 30
Шеллак 8 5
Мастике 2 3 1
Крахмал 18 2 17
Стеарин 4 3
Ликоподий 4 3
Таблица 47. Составы звёздок оранжевого огня
% №_ 937 938 939 940 941 942 943 944 945 946 947
Калия хлорат 30 17 57 52 23 56 56 65 50
Калия перхлорат 53 53
Натрия нитрат 9
Натрия оксалат 12 10 7 2 2 3 5
Стронция нитрат 36 53 19 20 47
Стронция ацетат 16
Стронция оксалат 21 20
Стронция карбонат 20 19
Сера 22 17 18 22 26 21 25 20
Сурьмы (III) сульфид 9
Уголь древесный 3 1
Мрамор 25
Сода 2 2
Криолит 2
Шеллак 18 16
Декстрин 22
Мастике 1
Красивое, розово-красное окрашивание с нежным, искристым шлейфом даёт при горении состав 926, активированный нитратом свинца. Великолепное, чистое, розовое, насыщенное пламя образу-
ется при поджигании смеси 927. Еще более густую, розовую окраску без дыма проявляет состав 928. Необычайно яркие, нежно-розовые звёздки очень красивые вдали готовятся из пиротехнической смеси 929.
Составы, содержащие кальций (сост. 930-935), излучают специфический, розово-красный огонь с кирпичным оттенком, причём, более удачный цвет чаще даёт измельчённый мрамор. Особенно яркий, блестящий, розово-оранжевый огонь образуют смеси 934 и 935, которые для лучшего воспламенения требуют пороховой подмазки. Состав 935, содержащий оксалат кальция, плохо хранится в порошке ввиду образования соответствующего моногидрата, поэтому его сразу прессуют в звёздки на стеариновой основе.
Чудесное, блестящее, малиновое пламя даёт смесь 936, содержащая карбонат лития.
Звёздки оранжевого огня включают компоненты красного и жёлтого окрашивания (табл. 47). Некоторые из них (например, состав 938) скорее можно охарактеризовать как красно-оранжевые. Весьма красив и блестящ состав 941. Яркую, оранжевую окраску пламени дают перхлоратные смеси 943 и 945, для надёжного воспламенения которых луч-ше использовать пороховую подмазку. Составы 938, 939 и 946 могут применяться в помещении.
Композиции для звёздок жёлтого пламени (табл. 48) содержат соли натрия. Лучше всего для этого подходит нитрат натрия (сост. 948, 949), однако такие смеси гигроскопичны и долго не хранятся. Чаще с этой целью используется оксалат натрия (сост. 950-963).
Также применяют криолит (сост. 964-967) и даже соду (сост. 968-970), которую предварительно обезвоживают нагреванием. Пищевую бикарбонатную соду употреблять с этой целью нежелательно, так как она уменьшает пламя.
Чрезвычайно-яркий, красивый, жёлтый огонь дают составы 948 и 949. Заслуживает внимания доступная и недорогая смесь 952, эффектно сгорающая совершенно жёлтым, не блестящим светом; для её усиления можно добавить сажу. Очень чистый и блестящий цвет пламени проявляет состав 954, а его силу несложно регулировать селитрой.
Таблица 48. Составы звёздок жёлтого огня
948 949 950 951 952 953 954 955 956 957 958 959
Калия нитрат 70 65 64 21 68
Калия хлорат 61 45 50 55 45
Калия перхлорат 64
Натрия нитрат 67 68
Натрия оксалат 20 8 14 12 10 42 28 И 12 7
Бария нитрат 22
Сера 17 21 19 20 20 21 20 4 15 22 17 26
Сурьмы (III) сульфид 8 7
Уголь древесный 6 4 1 2 ±-l_J 3
Декстрин 2 3
Камедь 2
Мастике 2 2
Стеарин 4
~ № 960 961 962 963 964 965 966 967 968 969 970 971
Калия нитрат 68 59 59 63 69
Калия хлорат 57 66 40 66 62 56
Калия перхлорат 53
Натрия оксалат 28 22 20 21
Сера 19 17 14 20 14 17 19
Сурьма 2 3
Сурьмы (III) сульфид 1
Уголь древесный 2 3 6 1 2
Криолит 22 8 16 18
Сода 14 27 10 25
Лактоза 3
Шеллак 14 8 10 13 13
Декстрин 3 3
Камедь 1 1 1 3
Мастике 3 3 2
Стеарин 30
В спектре молекулярного поглощения солей бария кроме зелёной полосы фиксируются ещё несколько красных, наверное, поэтому добавка нитрата бария в присутствии оксалата натрия позволяет приготовить звёздки жёлтого огня богатого насыщенного цвета с красивым блестящим отливом (сост. 957).
Смеси 959 и 961 горят отличным, негустым, весьма ярким, жёлтым пламенем и лучше смотрятся издали. Звёздки, приготовленные из составов 960-964, можно сжигать в помещении.
Составы звёздок зелёного огня (табл. 49) содержат соли бария: нитрат (сост. 972-993), хлорат (сост. 987-999) и карбонат (сост. 1000, 1001), а также его пероксид (сост. 1002). Для изготовления пиротехнических композиций 973-975 и 981-983 вместо древесного угля чаще применяют сажу.
К числу пиротехнических смесей негустого, зелёного, блестящего пламени принадлежат составы 976, 979, 997.
Таблица 49. Составы звёздок зелёного огня
% —— _№ 972 973 974 975 976 977 978 979 980 981
Калия хлорат 30 - 37 34 30 24 35 32 .16 23
Калия перхлорат 23
Бария нитрат 47 39 40 50 49 47 39 36 55 45
Сера 21 20 24 17 18 21 18 18 16 15
Сурьмы (ПГ) суль фид 9 9 5 5 3
Уголь древесный 2 2 1 2 1
Каломель 7 8 15
Шеллак 2 1
Декстрин 2 ♦
Камедь 2
Мастике 3 2
% —-——_ _№ 982 983 984 985 986 987 988 989 990 991
Калия хлорат 48 28 40 13
Калия перхлорат 46
Бария нитрат 40 56 20 65 38 16 19 27 66 46
Бария хлорат 63 54 54 17 33
Свинца хлорид 4
Сера 10 14 18 14 18 26 18 18
Уголь древесный I 3
Сажа 1 1
Каломель4 1 1 20 1
Лактоза 20
Шеллак 17
Мастике 3 1 1
Таблица 49. Продолжение
% 992 993 994 995 996 997 998 999 1000 1001 1002
Калия хлорат 22 76
Калия перхлорат 71 66
Бария нитрат 44 18 18
Бария хлорат 22 57 60 73 84 75 64 41
Бария карбонат 8 7
Бария пероксид 14
Сера 23 8 24 16 13 22 20
Уголь древесный 1 3
Каломель 22 25 12
Лактоза 25
Шеллак 11 10 14 II
Декстрин 2 2
Мастике 3 10
Стеарин 3
Одна из лучших композиций зелёного огня с азотнокислым барием - смесь 981. Бледно-зелёные составы 984 и 997 эффектно смотрятся в помещении. Богатое, густое, насыщенное, но менее блестящее пламя дают смеси 980, 982, 985 и 998. Великолепный, изумрудный огонь с большим блестящим шлейфом образуют составы 988, 989 и 995.
Очень насыщенное, довольно яркое, короткое, изумрудное пламя состава 983 может украсить любой фейерверк, но эта смесь загорается чуть труднее.
Горючие композиции для звёздок голубого и синего пламени в качестве главного «окрашивающего» компонента содержат соли меди (табл. 50). Чаще всего это карбонаты: горная синь (сост. 1003-1008) и малахит (сост. 1009-1013).
Таблица 50. Составы звёздок синего и голубого огня
%~ ' — № 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011
Калия хлорат 54 51 56 54 66 48 53
Калия перхлорат е, 55 51
Меди (II) сульфид 4 2 3
Малахит 24 21 21
Горная синь 25 22 24 24 18 23
Сера 21 22 16 20 27 25 . 26 20
Каломель 4 5
Канифоль 11
Камедь I
Мастике 3 ,
Таблица 50. Продолжение
% " 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020
Калия хлорат 56 58 35 47 33 36 28 39 37
Меди (II) сульфид 26 16 25 26
Тетрамминоку про хлорат 22 34 37 33 31
Малахит 24 19
Сера 18 22 17 17
Каломель 19 17 16 24 25
Сахароза 6 5
Шеллак 10
Декстрин 2 10 9
Камедь I
Мастике 2
Стеарин 5 4 4 2 3
% "— 1021 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030
Калия нитрат 13 4 36
Калия хлорат 38 39 45 44 43 31 35 39
Калия перхлорат 41
Бария нитрат 13 15
Меди (II) сульфид 21
Меди (II) оксид 30 28
Меди (11) ацетат 13 15 15
Сера 22 25 25 29
Уголь древесный 6 6
Медные опилки 15 17
Цинковые опилки 52 55
Каломель 30 26 31 26
Сахароза 9 15
Лактоза 19 22
Канифоль 3
Камедь 2
Мастике 2 3
Стеарин 2
Прекрасные результаты даёт применение комплексных аммиакатов меди: тетрамминокупронитрата и тетрамминокупрохлората (сост. 1014-1018), но в силу гигроскопичности такие составы долго не сохраняются.
Очень надёжно и красиво «работают» сульфиды меди (сост. 1005, 1006, 1011, 1014, 1018-1021). Реже используется ацетат меди (сост. 1022-1024), её оксид (сост. 1025, 1026) и даже медные опилки (сост. 1027, 1028).
Так, состав 1004 довольно яркий и сильный; при увеличении содержания горной сини его пламя темнеет и ослабевает, а от каломели напротив делается голубым и чистым.
Лазурным цветом сгорает смесь 1005. Прославленный состав Фрэя 1006 горит ещё ярче с блестящим оттенком. Богатое, насыщенное, небесно-голубое пламя даёт ещё одна знаменитая старинная смесь 1014. Яркий, светло-голубой цвет образует состав 1021.
Звёздки, изготовленные из композиций 1022 и 1025, сгорают лилово-голубым огнём, причём, состав 1025 горит очень быстро. Чистое, колоритное, ярко-голубое пламя даёт смесь 1023.
Очень эффектно смотрятся густо-голубые звёздки состава 1024. Лиловым цветом очень быстро сгорает пиротехническая композиция 1025.
Чистым, насыщенным, не очень ярким, голубым, искристым огнём горит состав 1027, содержащий медные опилки. При убавлении каломели его цвет бледнеет, но смесь становится сильнее.
Осторожно! В восстановительной среде (например, угарного газа) окраска пламени медных составов может смещаться в зелёную часть спектра. Этому способствует включение в «медные» смеси повышенных доз древесного угля, а также замена серы сахарами и горючими смолами. Вернуться к синей окраске пламени позволяет дополнительное введение в подобные композиции галогенов.
Включение в пиротехнические составы цинковых опилок приводит к образованию звёздок большого, нежного, искристого, зеленовато-голубого пламени, которое слегка дымит, но дым сравнительно не токсичен (сост. 1029 и 1030).
Смеси голубого огня, содержащие стеарин, несложно прессуются (сост. 1016-1021) и не требуют дополнительных цементаторов.
Звёздки фиолетового огня (табл. 51) состоят из композиций красного и голубого цвета.
Смесь 1032 сгорает блестящим, фиолетовым сиянием и особенно хорошо смотрится издали. Составы 1034 и 1044 очень эффектны; они, пожалуй, больше красные, чем фиолетовые, при этом весьма блестящие и искристые.
Исключительно красивый, насыщенный цвет и блеск даёт смесь 1036. Звёздки из составов 1041 и 1042 горят благородным, искри
стым, блистающим, фиолетовым огнём, причём, композицию 1042 иногда даже используют в помещениях.
Смесь 1043 образует голубовато-фиолетовое, сверкающее пламя, довольно большое, но не яркое; а чтобы оно стало краснее, увеличивают содержание медных опилок. Фиолетовый огонь с голубизной и без блеска даёт состав 1045.
Лилово-фиолетовое пламя характерно для композиций 1047, 1049 и 1057, причём, состав 1049 из них наиболее яркий.
Таблица 51. Составы звёздок фиолетового огня
1031 1032 1033 1034 1035 1036 1037 1038 1039
Калия хлорат 46 42 63 24 47 25 47 41 50
Стронция нитрат 5 19 5 24 19 25 19 18 20
Стронция ацетат 24 5
Меди (II) сульфид 20
Свинца нитрат 3 3
Сера 19 28 21 15 21 14 22 31 19
Уголь древесный 3 2 1
Медные опилки 19
Горная синь 5 10 10
Малахит 10 5
Каломель 5 15 14 - 5
Шеллак 1
Декстрин 3 3
Камедь 3
Мастике 1 1
___№ 1040 1041 1042 1043 1044 1045 1046 1047 1048
Калия нитрат 4
Калия хлорат 49 48 35 31 43 48 35 63 56
Стронция оксалат 15 8 4 4 13 15
Стронция карбонат 3 15
Стронция сульфат 35
Меди (II) сульфид 7
Сера 18 16 16 18 5 31 22
Медные опилки 17 13 11 16
Горная синь 6 7
Меди (II) ацетат 5
Сода 3
Криолит 12
Каломель 8 26 31 И 12 14
Лактоза 22 19
Шеллак 4
Камедь 1 3 1 1
Таблица 51. Продолжение
"% '——— 1049 1050 1051 1052 1053 1054 1055 1056 1057
Калия хлорат 52 52 54 60 40 59 59
Калия перхлорат 59 56
Стронция карбонат 3
Меди (I) сульфид 3 6 17
Свинца нитрат 3
Сера 35 21 22 22 20 25 17 29 29
Мел 18 19 8 14
Мрамор 16 8
Малахит 8 12 11
Сода 3
Каломель 12
Декстрин 3 1
Мастике 3 3
Состав 912 9
Состав 1003 9
Искристые составы для огненного дождя и звёздок чаще всего бывают трёх типов (табл. 52). Прежде всего, это мелкоискристые горючие композиции на основе дымного пороха с повышенным содержанием древесного угля (сост. 1058, 1059).
Таблица 52. Искристые составы для звёздок и огненного дождя
1058 1059 1060 1061 1062 1063 1064 1065 1066 1067 1068
Калия нитрат 60 67 50 51 50 42
Натрия нитрат 55 45
Свинца нитрат 68 75 89
Сера 10 10 16 13 13 8 8 6
Уголь древесный 30 35 2 12 10 9 9 10 25 11
Сажа 40
Древесные опилки 6
Железные опилки 15 25 26 33 ’ 38 6 22
Исключительно красиво смотрятся звёздки из так называемых «бриллиантовых» составов, содержащих железные опилки (сост. 1060-1066).
Так, смесь i960 даёт подвижное, красноватое пламя с множеством блестящих, почти белых искр. Иногда она применяется для изготовления фигурных свечей.
Аналогичные составы 1061-1063 широко используются в технологии «серебряного дождя» и звёздок с длинным бриллиантовым лучом.
В композициях «золотого дождя» (сост. 1064) калийную селитру заменяют натриевой и не включают водосодержащих цементато-ров. Ещё более красочно выглядит комбинированный состав 1065, содержащий также древесные опилки и сажу, что дополняет бриллиантовый дождь красным искристым шлейфом.
Особый вид мелкоискристого пламени вызывает введение в пиротехнические смеси нитрата свинца. Состав 1067 применяют для густого и очень мелкого, серебряного дождя. Великолепный, насыщенный, мелкоискристый огненный дождь можно приготовить из композиции 1068. И совсем потрясающе горит комбинированная смесь 1066, используемая в технологии золотого дождя, фонтанов и особых звёздок, богатых искрами, так называемых «огненных колосьев», которые они напоминают.
26.2. Свистни с реактивной тягой
Kjj такой «свисток» дуть не надо. Достаточно в картонную гиль-зу длиной 10 см и внутренним диаметром 8 мм, заглушенную
с одной стороны бумажным пыжом, аккуратно запрессовать наполовину пикратом аммония или
калия, их смесью с нитратом калия (7:3, сост. 801) или композицией хлората калия с пирогалловой кислотой (1:1, сост. 802).
Для облегчения воспламенения изделия его торец лучше на 0,5 см забить зажи
гательной подмазкой и припудрить пороховой мякотью. При поджигании свисток издаёт звук падающей авиабомбы.
Это пиротехническое изделие также не является самостоятельной пиротехнической фигурой. Иногда им снаряжают ракеты, мортиры и бураки.
Глава 27. Приземлённое чудо
27.1, С приветом из Бенгалии
Лично мне они напоминают новогоднюю ёлку, хотя индусы придумали их, чтобы облегчить общение со Всевышним. Правда, в те далёкие времена бенгальские огни имели другой вид. Их насыпали у подножия храма в плоские каменные блюда в виде конуса и зажигали сверху ко всеобщему восторгу верующих.
В композиции фейерверков этот вид .пиротехнических изделий применяют для живописного освещения декоративного фронта (фасада зданий, декораций, статуй, любимых беседок или даже красивого потолка). Чаще само пламя таких составов, горящих ярким светом, закрывают от глаз наблюдателей так, чтобы было видно только освещаемый предмет.
Для приготовления бенгальских огней подходят любые слабые пламенные составы, в том числе сигнальные и осветительные огни, а также пиротехнические смеси для звёздок, но лучше использовать проверенные и «отшлифованные» столетиями специально для этой цели (табл. 53-59).
Если в качестве ёмкости для сжигания огней будете ис-пользовать тарелки от китайского фарфорового сервиза ----- не забудьте на дно всыпать слой сухого песка, это поможет сохранить их до следующего раза.
Продукты сгорания большинства таких составов весьма токсичны, и сжигать их можно только на открытом пространстве.
Чтобы замедлить горение бенгальских огней вместо древесного угля, часто используют сажу.
Можно высыпать приготовленную смесь на поднос или лучше сковородку (не обязательно с тефлоновым покрытием) в виде тонкой, свернувшейся спиралью змейки, и поджечь её даже окурком сигареты.
Иногда бенгальские огни формируют в виде горючих палочек. Приготовленную шихту смачивают 3-5% раствором гуммиарабика или декстрина и выпрессовывают через гильзу цилиндры высотой в 3-4 калибра. С этой целью хорошо подходят составы для звёздок.
Для удобства пользования придумали так называемые «фальшфейеры» - бумажные тонкостенные гильзы с ручкой, набитые составом бенгальского огня.
Такие гильзы катают из чистой бумаги калибром от 15 мм до 8 см, подклеивая крахмальным клейстером только последний слой. Число слоёв делают равным 1/5 калибра, выраженного в миллиметрах. Гильзу заклеивают с одного торца и загоняют небольшую проклеенную бумажную пробку.
Запрессовку в неё горючих веществ лучше проводить в форме. Основание гильзы на один калибр забивают сухой глиной для крепления в ручке-держаке. Если же таковым Вы ещё не обзавелись, набейте в трубку побольше глины, чтобы было за что держать её рукой. Состав всыпайте небольшими порциями, набойник должен входить в гильзу свободно. В конце закладывают кусок стопина, выступающий на несколько сантиметров наружу, примазывают его
пороховой подмазкой и припудривают мякотью. Сверху наклеивают крахмалом бумажный кружок соответствующего цвета.
Для применения бенгальских огней в помещении используют составы без серы, чаще со шеллаком либо канифолью. Неплохие результаты даёт использование в качестве горючей основы полисахаридов: сахарозы и лактозы.
Иногда к бенгальским составам прибавляют металлический магний, от этого они несколько дымят, зато яркость их многократно увеличивается. Обычно, их называют «факелами» и применяют для освещения декораций.
Вспомним, что сера, сурьма, олово, ртуть, цинк, мышьяк и свинец излучают в голубой, и частично синей области спектра, калий в фиолетовой, медь в синей и зелёной, а барий в зелёной и жёлтой, поэтому в зависимости от концентрации и соотношения составы на их основе горят голубым, голубоватым, зеленоватым и белым пламенем (табл. 53)
Весьма яркий, голубовато-белый луч даёт состав 1072; для его усиления иногда добавляют антимоний. Великолепным, голубоватым цветом сгорают старинные бенгальские смеси 1082-1084. Превосходное, белоснежное пламя образует близкая к ним по составу композиция 1081. К сожалению, их пары весьма токсичны.
Таблица 53. Составы белого бенгальского огня
1069 1070 1071 1072 1073 1074 1075 1076 1077 1078
Калия нитрат 57 67 63 71 51 72 69 68 70
Калия хлорат 39
Свинца нитрат 39
Железный сурик 3
Сера 29 22 29 23 33 18 17 20 20 19
Сурьма 2
Сурьмы (III) сульфид 14 11 7 6 13 10 14 12 2 9
Уголь древесный 1
1079 1080 1081 1082 1083 1084 1085 1086 1087
Калия нитрат 69 50 56 68 73 57
Калия перхлорат 65 66
Бария нитрат 5
Свинца нитрат 10 8 69
Сера 30 25 22 14 16 16 21 29
Сурьма 13 11 10 14
Сурьмы (III) сульфид 5 3 3
Реальгар 6 6 7 8 5 6 23
Уголь древесный 1
Шеллак 1 1 8
"% —— № 1088 1089 1090 1091 1092 1093 1094 1095 1096
Калия нитрат 51 70 63 75 75
Калия хлорат 41 36 37
Калия перхлорат 34
Бария нитрат 34 38 51 55
Бария карбонат 1 1
Свинцовый сурик 17
Олова сульфид 6 5 3
Сера 13 24 32 20 23 14 7
Сурьма 19 12 11
Уголь древесный 4 4 2 2
Магниевые опилки 3
Канифоль 9 8
Необыкновенно красивый, яркий, искристый, бело-зеленоватый, как сияние месяца, огонь дают смеси, включающие нитрат свинца 1077 и 1086. Иногда их используют для изготовления контурных свечей и звёздок.
г----) Будьте осторожны! Известны случаи саморазогревания по-
' добных «свинцовых» смесей при высушивании, особенно с использованием некачественных реактивов.
Эталоном «самого чистого» белого огня одно время считался состав Берцелиуса 1085, хотя, он слегка желтоват (особенно при удалении) и добавка к нему до 3% антимония не помешает. Весьма чистый, яркий, лилейный огонь дают «оловянные» бенгальские огни 1091-1093. Прекрасное молочно-белое, шелковисто-искристое пламя образует старинный французский состав 1088. Ослепительноблестящим, ярко-белым с лёгкой голубизной цветом энергично сгорают перхлоратные композиции 1079 и 1080.
Составы, содержащие нитрат бария (сост. 1095, 1096, 1099 и описанный ранее 633), горят богатым ярко-бело-зеленоватым огнём и часто применяются в качестве факелов для освещения декораций.
Ослепительно-белое, с нежно-зеленоватым оттенком, интенсивное пламя дают факельные смеси, усиленные магнием (сост. 1090 и описанный ранее 629).
Составы красного бенгальского огня (табл. 54) включают соли стронция: в основном это нитрат и чуть реже карбонат (сост. 1110, 1111) или оксалат (сост. 1112). Добавление в такие смеси каломели, особенно в сочетании с сульфидом меди, делает их пламя густым и насыщенным, так называемым «карминовым» (сост. 1097-1100). К подобным результатам приводит введение в композицию медных опилок (сост. 1101), благодаря чему огонь становится плотным, пунцово-красным с зеленовато-голубоватыми искрами.
Совершенно чистое, необыкновенно яркое, красное пламя образуют составы 1102-1104, содержащие сульфид сурьмы; а также смесь 1107, включающая металлическую сурьму. Их можно усилить бертолетовой солью, но сочность цвета при этом упадёт.
Густой, ярко-красный огонь большой светосилы дают составы типа 1117. Замена хлората калия селитрой в таких бенгальских огнях приводит к снижению интенсивности их свечения (сост. 1118). Напротив, в присутствии перхлората калия эти смеси сгорают блестящим, ярко-алым пламенем (сост. 1105 и 1113).
Для имитации пожара в кинематографе применяют состав 1124, пылающий красно-оранжевым цветом утренней зари и получивший странное название «красно-капуцинового».
Смеси 1111, 1122 и 1123 при горении не выделяют токсичных газов и могут применяться в помещении. Введение в подобные составы магния делает их ослепительно-яркими, позволяя использо
вать в качестве осветительных факелов красного огня (сост. 1125-1127).
Густое, розово-красное пламя даёт стронциевый состав 1128, содержащий нитрат свинца (табл. 55). Более бледный и нежный розовый цвет образует смесь 1129, которая также применяется для изготовления фигурных свечей.
Таблица 54. Составы красного бенгальского огня
1097 1098 1099 1100 1101 1102 1103 1104
Калия хлорат 4 7 5 5 4 10 10 26
Стронция нитрат 62 53 60 50 62 65 67 43
Меди сульфид 3 6 1 14
Сера 15 18 20 18 15 16 17 22
Сурьмы (Ш) сульфид 6 3 7
Уголь древесный 1 3 3
Сажа 1 1
Медные опилки 3
Каломель 12 14 13 11 12
Шеллак 3 2 1 1 3
Мастике 2
~% 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112
Калия нитрат 33 40
Калия хлорат 23 7 47 68 46
Калия перхлорат 14
Стронция нитрат 57 51 65 40 33
Стронция оксалат 36
Стронция карбонат 35 20
Сера 20 19 19 21 21 18 18
Сурьма 6
Мышьяк 6
Сурьмы (Ш) сульфид 7 5
Реальгар 6
Уголь древесный 2 3
Шеллак 12
Мастике 2
'—— 1113 1114 1115 1116 1117 1118 1119 1120
Калия нитрат 15
Калия хлорат 6 20 8 23 16
Калия перхлорат 20 21
Стронция нитрат 55 52 68 56 67 60 52 61
Сера 25 24 23' 24 22 22 20 21
Уголь древесный 3 3 3 5 2
Сажа 2
Шеллак 1
Таблица 54. Продолжение
%" 1121 1122 1123 1124 1125 1126 1127
Калия хлорат 24 38 13 36 34
Стронция нитрат 48 41 69 83 42 81 45
Сера 26 7
Уголь древесный 10 8 10
Сажа 2
Магниевые опилки 3 4 4
Канифоль 8 7 7
Шеллак 21 10 19
Таблица 55. Составы розового бенгальского огня
1128 1129 ИЗО 1131 1132 1133 1134 1135 1136 1137
Калия нитрат 5 6 5 28 22 32 8
Калия хлорат 46 38 37 51 37 52 36 55
Калия перхлорат 36 48
Стронция нитрат 23
Стронция оксалат 4 14
Стронция карбонат 28 27 12 24
Меди (И) оксид 3 3
Свинца нитрат 2
Сера 29 28 27 31 20 21 24
Уголь древесный 1 1 1 2
Мел 29 26 25
Канифоль 18 13
Шеллак 18
Ликоподий 4
Замена карбоната стронция в этих составах мелом или мрамором приводит к изменению окраски до розово-кирпичной (сост. ИЗО).
Ярким, блистающим, розовым огнём сгорает перхлоратный состав 1131. Пиротехническая композиция 1132 горит насыщенным, густым, розовым пламенем с жёлто-коричневым оттенком. Смесь 1133 даёт бледно-розовый цвет. Состав 1134 образует насыщенный, яркий, розовый огонь с оранжевыми подпалинами.
Бенгальские смеси 1135-1137 можно сжигать в помещении. Канифольные составы 1135 и 1137 горят довольно медленно, причём, состав 1135 — бледно-розовым цветом, а 1137 - более насыщенным. Смесь 1136 даёт чистое румяное пламя.
Составы бенгальских огней оранжевого цвета содержат соли стронция или кальция в сочетании с натриевыми производными (табл. 56).
Таблица 56. Составы оранжевого бенгальского огня
1138 1139 1140 1141 1142 1143 1144 1145 1146 1147 1148 1149
Калия хлорат 48 19 33 51 56 4 3
Калия перхлорат 48 31 45
Натрия нитрат И
Натрия оксалат 4 4 4 3 14 14 10 9
Стронция нитрат 46 38 35 61 64 72 73
Стронция оксалат 27
Стронция карбонат 31 29
Сера 18 21 24 20 25 29 22 18 6 13
Уголь древесный 3 2
Мел 25 23
Сода 3 5 5
Шеллак 12 3 16 2 18
Смесь 1139 даёт красивое, густое, колоритное, оранжевое пламя с красным отливом, но долго она не хранится. Состав 1140 сгорает ярким, живописным, оранжево-красноватым огнём.
Оранжевое пламя с лёгким кирпичным оттенком образуют смеси 1141 и 1 142, причём, последняя более яркая. Составы 1143 и 1144 энергично горят блестящим оранжевым цветом. Бенгальский огонь 1145 даёт весёлое, апельсиновое, пламя, подходит для сжигания в помещениях и долго сохраняет горючие свойства.
Основным носителем жёлтого цвета в бенгальских огнях является нитрат натрия, хотя такие составы гигроскопичны и долго не хранятся (табл. 57). Куда лучше для этого подходит оксалат натрия. Реже используется сода (сост. 1154, 1162) и ацетат натрия (сост. 1150).
Таблица 57. Составы бенгальского жёлтого огня
%" 1150 1151 1152 1153 1154 1155 1156 1157 1158 1159
Калия нитрат 31 28
Калия хлорат 39 30
Калия перхлорат 28 67
Натрия нитрат 70 77 71 71 80
Натрия оксалат 12 19 4
Натрия ацетат 13
Бария нитрат 19 72
Сера 20 6 23 19 22 19 12 23 29
Сурьмы (III) сульфид 6 6 4 7 7 14
Уголь древесный 1 2 3
Сажа 3 3
Сода 8
Шеллак 10 20 2
Таблица 57. Продолжение
% 1160 1161 1162 1163 1164 1165 1166 1167 1168 1169 1170
Калия нитрат 71 70 70 30 72 77 41 80 43
Калия хлорат 30 50 39 39 33
Натрия нитрат 39
Натрия оксалат 15 9 20 5 10 40
Сера 13 19 20 18 23 нП
Уголь древесный 2 2 2 11 11
Сажа 1
Магний (опилки) 6
Сода 8
Канифоль 9 9
Шеллак 2 10 22 18
Дополнительное введение в такие составы нитрата стронция делает их тёмно-жёлтое (медово-соломенное) пламя очень концентрированным, придавая ему оранжевый оттенок (сост. 1146-1149, табл. 56). Повышенное содержание солей натрия в подобных смесях, в отличие от описанных выше, способствует тому, что жёлтый цвет всё же доминирует в окраске их пламени.
Очень обильный, чистый, глянцевый, светло-жёлтый (канареечный) огонь образуют смеси, усиленные нитратом бария (сост. 1150, 1151). Яркое жёлто-лимонное пламя большой светосилы дают составы 1152 и 1153. Сверкающим, ярко-жёлтым огнём сгорают перхлоратные смеси 1158 и 1159.
Бенгальские огни 1149, 1157, 1166-1169 можно сжигать в помещениях. Ослепительно-ярким, жёлтым огнём с белым дымом сгорает магниевый факел 1170.
Наиболее популярные составы зелёного бенгальского огня представлены в таблице 58.
Таблица 58. Составы бенгальского зелёного огня
% ’— 1171 1172 1173 1174 1175 1176 1177 1178 1179
Калия хлорат 6 26 15 7 24 18 42 35 22
Бария нитрат 62 57 68 78 57 60 42 47 56
Сера 12 13 15 12 19 22 15 17 20
Мышьяк 2
Сурьмы (III) сульфид 2
Уголь древесный 3 2
Сажа 2 1 1 1
Каломель 15 2
Шеллак 2
Таблица 58. Продолжение
"% ' 1180 1181 1182 1183 1184 1185 1186 1187 1188
Калия хлорат 24 16 24 29
Бария нитрат 53 62 50 48 18 48 57 35 62
Бария хлорат 54 30 22 44 17
Сера 23 22 24 23 28 22 21 19 21
Уголь древесный 2
Мастике 2
% 1189 1190 1191 1192 1193 1194 1195 1196 1197 1198
Калия хлорат 20 26 13
Калия перхлорат 40 49
Бария нитрат 40 70 56 56 44 71 .85 24
Бария хлорат 70 27 44 87
Сера 30 19
Уголь древесный 1 9 8
Лактоза 20
Канифоль 7 7
Шеллак 10 18 17 12 13
Мастике 7
Одними из лучших бенгальских составов зелёного пламени уже в течение нескольких столетий являются горючие смеси 1171 и 1172, содержащие помимо нитрата бария каломель для усиления глубины окраски, благодаря чему она становится сочной, густой и чистой. Пламя композиции 1172 окрашено несколько слабее, хотя от этого оно не выглядит хуже, его силу регулируют добавлением нитрата бария.
Прекрасный, совершенный, салатный огонь дают бариевые смеси с сульфидом сурьмы (сост. 1173). Ещё лучшие результаты получаются при введении мышьяка (сост. 1174) или его сульфида, но такие составы при горении выделяют токсичные вещества.
Густой зелёный цвет образуют бенгальские огни 1196 и 1197. Особую насыщенность пламени придаёт хлорат бария, хотя надо учитывать его гигроскопичность. Так, смеси 1185-1188, 1193, 1194 горят густым изумрудным цветом, а чисто хлоратные составы 1189 и 1195 проявляют, пожалуй, наиболее насыщенную плотную окраску.
Бенгальские составы синего и голубого огня включают соли меди (табл. 59). Лучшие результаты дают аммиачные комплексы медных солей: нитрата и хлората, но они долго не хранятся и при
меняются ограниченно. Пиротехническая смесь 1199 сгорает густым, малахитовым цветом с зелёным отливом по контуру огня.
Состав 1206 горит красиво, но довольно медленно и выделяет много шлака. Чистую, сапфировую окраску даёт горючая композиция 1200, хотя она немного дымит.
Блестящее, сине-голубоватое пламя образует состав 1201. Близкую цветовую гамму проявляют пиротехнические смеси 1202-1204.
Таблица 59. Составы бенгальского синего, голубого, фиолетового и сиреневого огня
' "— Синие Голубые
1199 1200 1201 1202 1203 1204 1205 1206 1207
Калия нитрат 38 27 60
Калия хлорат 8 56 50 51 54 28
Калия перхлорат 47 28
Калия сульфат 12
Бария хлорат 17
Меди (II) сульфид 2
Меди (II) оксид 9
Тетрамминокупрохлорат 67 18
Сера 25 20 20 14 25 15 20
Сурьмы (III) сульфид 20
Малахит 29
Горная синь 20 28 30 30
Каломель 4
Сахароза 20
Шеллак 8
% ’ Голубые Фиолетовые Сирен
1208 1209 1210 1211 1212 1213 1214 1215
Калия нитрат 39 15
Калия хлорат 29 37 44 25 48 48 50
Стронция нитрат 60 21 25
Стронция карбонат 23 23
Меди (II) сульфид 21
Меди (II) оксид 10
Сера 22 26 23 25 14 19 18 29
Сурьмы (III) сульфид 17
Уголь древесный 2
Мел 14
Малахит 20 5 10 7
Горная синь 11
Каломель 5 14
Шеллак 1
Красивым, чистым, лазурным огнём сгорает состав 1209. Очень нежное, светло-голубоватое, «сурьмяное» пламя можно получить по прописи 1207. Бенгальские смеси 1205 и 1208 прекрасно горят бирюзовым огнём с нежным, искристым шлейфом.
Очень красивы составы фиолетового пламени, дополнительно включающие нитрат стронция (сост. 1210-1212) либо его карбонат (сост. 1213 и 1214). Причём, смесь 1211 даёт весьма насыщенное, колоритное пламя, а самым густым фиолетовым огнём сгорает композиция 1212, содержащая сульфид меди и каломель.
Подмена в таких составах солей стронция мелом позволяет получить бенгальские смеси сиреневого пламени (сост. 1215).
27.2. От вос^рвьи^дофигурны^
щё можно понять, когда «фигурной» называют женщину, но свечку... Оказывается, своему названию этот вид пиротехни
ческих изделий обязан назначению освещать контурные линии фигур на декорациях.
Также фигурные (контурные) свечи, или как их называли в старину — «копья», служат для составления вензелей, лозунгов и украшения сложных композиций.
Характер их огня всегда один: они представляют неподвижный фейерверк, и даже когда применяются в подвижных композициях, то не образуют движущей силы.
Первые свечки для освещения жилищ появились ещё в Древнем Риме к началу новой эры. Волокна растений пропитывали душистой смолой и даже покрывали воском.
Уже к X в. стали изготовлять восковые и сальные свечи. Конопляный или льняной фитиль многократно окунали в растопленный жир, добиваясь его застывания. В отличие от тех, которыми пользовались богатые патриции, эти свечи, по свидетельству очевидцев, «горели скверно и пахли отвратительно».
Видимо, поэтому наши предки больше пользовались лучинами - тонкими сухими щепками (слава Богу, в Киевской Руси их было предостаточно). В целях безопасности они укреплялись над корытцем с водой.
Освещаемые фигурными свечами во время фейерверка декора
тивные картины бывают контурносвечные и рисованные на холсте, пропитанном огнестойким веществом. Во втором более редком случае ткань с изображением, натянутая на раму, закрывается крышкой, на которой крепится сложная мельница или веер из огненных фонтанов. Крышка держится на стопине в проводной трубке. С обратной стороны холста зажигают яркий факел белого либо цветного огня,
который силой света «проявляет» композицию при открытой крышке. Такой декоративно-тематический фейерверк сжигают по сценарной программе, и он создаёт красивейшее зрелище.
Фигурные свечи представляют собой тонкостенные бумажные гильзы второго рода калибром всего 4-15 мм и длиной 8-15 см, наполненные медленногорящим пламенным составом. Катают такие гильзы из чистой писчей бумаги на крахмальном клейстере. Обычно, число оборотов бумаги делают равным калибру, выраженному в миллиметрах и умноженному на 0,4, например, при популярном диаметре в 5 мм гильза должна быть в два оборота.
Сгорают такие гильзы вместе с пиротехническим составом. Поэтому, чтобы не испортить пламя, аккуратно подмазывают клейстером только узкую полоску наружного слоя, но так, чтобы свеча со всех сторон обгорала с одинаковой скоростью.
Гильзы фигурных свечей набиваются обязательно в формах и строго равномерно для их однородного сгорания. При запрессовке придерживайтесь правила: быстрогорящие составы нужно набивать сильнее или можно чуть увеличить длину гильзы и пиротехнического состава.
Во избежание возгорания декораций на дно гильзы запрессовывают 2 см сухой просеянной глины, а для облегчения воспламенения торец на 3-5 мм заполняют пороховой подмазкой. Иногда для надёжности воспламенения (особенно в холодное время года) используют металлизированные подмазки типа бриллиантового огня, имеющие более высокую температуру сгорания (к примеру, сост. 1060)..
Готовую свечу протыкают иглой в 5 мм от воспламеняемого торца и протягивают нитку длиной 8-10 см, которую используют в дальнейшем для фиксации воспламенительного шнура.
Для крепления фигурных свечей в деревянных декорациях высверливают углубления в 5-6 мм соответствующего диаметра, а гильзы фиксируют в них клеем. Идеально подходит для их крепления расплавленный сургуч.
Для большей надёжности «узловые» свечи фиксируют ниткой к вбитым гвоздям. Метод имеет и то преимущество, что сгоревшие свечи падают на землю, не обжигая стенд.
Можно приклеивать свечи торцами к картонным полоскам, которыми в дальнейшем оббивают или оклеивают декорации, в том числе отдельные буквы, из которых набирают слова. Мелкие свечи диаметром 3-5 мм устанавливают на расстоянии 3-4 см друг от друга. Крупные же изделия калибром 6-15 мм, наблюдаемые издали, фиксируют на расстоянии 10-15 см. Стопин подвязывают к свечам заранее продетой ниткой либо подклеивают бумажными полосками, смоченными клейстером. Для фиксации огнепроводного шнура очень удобно пользоваться клейкой бумажной полосой, применяемой при покраске окон. С целью одновременного воспламенения всей фигуры и повышения скорости горения огневого шнура на него девают проводные трубки.
Хорошая свеча должна гореть спокойно, не трещать и не разбрасывать искр, а её пламя по возможности должно быть большим и круглым, но не длинным и узким. Состав должен сгорать одновременно с гильзой без нагара и дыма. Окраска пламени должна быть чистой и не смешиваться с другими цветами.
Лучше всего этим требованиям отвечают составы, представленные в таблицах 60-67, но могут также применяться некоторые пиротехнические смеси сигнальных и бенгальских огней либо цветных звёздок.
Самые простые фигурные свечи белого огня можно приготовить из дымного пороха, увеличив в нём содержание селитры и серы (сост. 1216-1218, табл. 60). Средняя скорость горения таких изделий 75-76 мм/мин (например, сост. 1216).
Очень красивые сияющие составы 1219-1227 включают сульфид сурьмы. Они легко воспламеняются и горят светло-голубоватым пламенем со скоростью от 63 мм/мин (сост. 1222) до 76 мм/мин (сост. 1223). Их пламя можно из блестящего сделать матовым, подмешивая уголь или пороховую мякоть (0,5-1%), при большей концентрации оно приобретает кремовый или красноватый цвет.
Дополнительное введение в такие смеси свинцового сурика (сост. 1228) придаёт огню чистый, яркий, небесный оттенок, хорошо просматривающийся вблизи (V = 69 мм/мин).
Таблица 60. Составы фигурных свечей белого огня
— 1216 1217 1218 1219 1220 1221 1222 1223 1224
Калия нитрат 76 79 70 72 67 72 71 66 63
Сера 22 19 18 18 17 19 16 17 25
Сурьмы (III) сульфид 9 15 7 13 17 12
Уголь древесный 2 2 12 1 1
Магниевые опилки 1
% 1225 1226 1227 1228 1229 1230 1231 1232
Калия нитрат 70 62 68 56 70 69 65
Калия хлорат 39
Свинца нитрат 39
Свинцовый сурик 4
Сера 20 23 15 25 19 15 11 13
Сурьма 15 11 11
Сурьмы (III) сульфид 10 15 17 15 3
Реальгар 8 10
Шеллак 1 1
Таблица 60. Продолжение
— № 1233 1234 1235 1236 1237 1238 1239 1240 1241
Калия нитрат 67 63 72 73 41 18
Калия хлорат 44 33 55
Бария нитрат 73 35 41 43
Бария карбонат 5
Свинцовый сурик 5 6
Сера 10 13 21
Сурьма 8 10 12 14 10
Сурьмы (III) сульфид 4
Реальгар 10 8 9 6
Уголь древесный 3 9
Магниевые опилки 4 4 6
Лактоза 18
Канифоль 1 7 7
Шеллак 1 1 9 17
Ликоподий 4
[in»-7]
Великолепное, лилейное, мелкоискристое пламя с нежным голубовато-зеленоватым отливом образует смесь 1229, содержащая нитрат свинца. Она быстро воспламеняется, чувствительна к удару. Описаны случаи её самовозгорания (!) во влажной среде.
Прекрасные контурные свечи белого огня дают составы, включающие сурьму, особенно в сочетании с реальгаром. В их числе близкие по составу пиротехнические композиции 1231-1233, которые сгорают обильным нежно-васильковым пламенем.
Суриковые смеси 1234 и 1235 горят чистым, белым цветом. Подобный им сигнальный состав 633 иногда применяют для изготовления медленногорящих свечей с очень ярким, зеленоватолунным огнем (V = 39 мм/мин).
Ослепительно-интенсивным, белым цветом пылают свечи с магнием (сост. 1221 и 1237 - 56 мм/мин; сост. 1238 - 69 мм/мин; сост. 1239, V = 76 мм/мин).
Смеси белого пламени, дополнительно включающие нитрат бария, красиво сгорают с зеленоватым оттенком (сост. 1237-1240). Из них особенно эффектно горит состав 1240 (V = 69 мм/мин).
Для сжигания фигурных свечей в помещении хорошо подходит старинная композиция благородного белого огня 1241.
В её современной интерпретации ликоподий чаще заменяют древесной мукой, как в салате Оливье вместо маслин и раков вскоре появились солёные огурцы и «варёнка».
Свечи красного огня в основном включают нитрат стронция (табл. 61). Введение в такие составы антимония делает их пламя исключительно чистым и ярким (сост. 1242-1252). При этом интенсивность окраски может варьировать. Так, свечи на основе смеси 1243 сгорают превосходным, густым, рубиновым огнём со средней скоростью 75 мм/мин; композиции 1249 и 1250 дают пунцовое пламя; а близкие по составу смеси 1251 и 1262 - ярко-красное (1251 горит чуть медленнее). При необходимости их ослабляют нитратом стронция и наоборот.
К этой же группе относится и сигнальная композиция 503, которую также часто применяют для снаряжения фигурных свечей. При обычной запрессовке она сгорает со скоростью 66 мм/мин. Уменьшение хлората калия в её составе с 30% до 25% приводит к сгущению окраски до багровой.
Идентичные составы 1253-1256 широко применяются для изготовления, как фигурных свечей, так и бенгальских огней (сост. 1253 сгорает со скоростью 54 мм/мин).
Таблица 61. Составы фигурных свечей красного огня
% ’— — 1242 1243 1244 1245 1246 1247 1248 1249 1250
Калия хлорат 26 14 12 25 19 28 28 24 26
Стронция нитрат 52 57 61 49 56 45 46 44 45
Сера 15 19 18 16 17 17 17 23 21
Сурьмы (III) сульфид 5 7 5 10 6 5 6 5 6
Уголь древесный 3 4 2
Сажа 2 2
Канифоль 4
Шеллак 3
Мастике 3 2
"% № 1251 1252 1253 1254 1255 1256 1257 1258 1259
Калия нитрат 1
Калия хлорат 22 14 20 60 28 61 48
Калия перхлорат 24 25
Стронция нитрат 42 44 54 65 55 21 51
Стронция карбонат 23 37
Сера 24 23 22 18 23 19 19 16 15
Сурьмы (111) сульфид 7 6
Уголь древесный 2 3 1
Малахит 2
Канифоль 3
Мастике 2
Таблица 61. Продолжение
"% ' — 1260 1261 1262 1263 1264 1265 1266 1267 1268
Калия нитрат 79
Калия хлорат 64 51 73 30 24 30
Калия перхлорат 56 69
Стронция нитрат 19 26 37 29
Стронция оксалат 12 36 12 12
Меди (II) сульфид 4 5 2
Сера 6 25 13 6 7 1 1
Сажа 1
Каломель 9 25 22 29
Шеллак 13 12 10
Стеарин 9 9 12
Ликоподий 20
~% — 1269 1270 1271 1272 1273 1274 1275 1276 1277
Калия нитрат 8 6
Калия хлорат 34 31 32 34 34 21 36 25 37
Стронция нитрат 26 21 31 26 47 30 52
Стронция оксалат 8 6
Меди (II) сульфид 3 11 2 6
Медные опилки 3
Каломель 26 28 20 26 33 16 26 50
Шеллак 8 9 7 8 8
Лактоза 3 17 13 4
Декстрин 3 8
Стеарин 5
Ликоподий 5 7
— 1278 1279 1280 1281 1282 1283 1284 1285 1286
Калия хлорат 36 44 29 36 17 47 50 22 40
Стронция нитрат 53 44 59 55 67 44 45 67 20
Шеллак 12 16 9 5 11 40
Лактоза 2 2
Ликоподий 9 10 9
~~— 1287 1288 1289 1290 1291 1292 1293 1294
Калия хлорат 51 34 66 65 36 62 25 47
Стронция нитрат 27 46 36 56 30
Стронция оксалат 17
Стронция ацетат 21
Стронция карбонат 25
Уголь древесный 13 9
Магниевые опилки 14 3 3
Канифоль 7 7
Шеллак 22 13 18 14 13 20
Примесь карбонатов меди придаёт таким смесям густо-красную (кумачовую) окраску (сост. 1257).
Некоторые составы с карбонатом стронция сгорают насыщенным пурпурным цветом (сост. 1258 и 1259). Хорошее действие производит пиротехническая смесь 1263, содержащая оксалат стронция и стеарин. Она горит долго, но её цвет недостаточно плотный. Для ослабления этого состава уменьшают содержание хлората калия либо вводят каломель.
Последняя придаёт красному пламени особую насыщенность. Так, состав 1260 сгорает очень чистым, густым, кроваво-красным цветом; смеси 1266, 1267, 1272 и 1275 — пунцовым; композиции 1269, 1273 и 1276 - карминным, но не ярким; смеси 1268 и 1271 -густым пурпурным; а состав 1270 - лилово-красным огнём.
Блестящим алым цветом горит перхлоратная смесь 1261. Большое, необыкновенно-яркое, спокойное, красное пламя со слегка оранжевым оттенком образуют композиции 1278 и 1281. Близкие составы 1277 и 1280 сгорают чуть медленнее, причём, последний имеет более плотную, киноварную окраску.
Ярко-красный огонь со светло-оранжевым отливом даёт смесь 1282.
Применяемые для сжигания в помещениях шеллаковые составы 1283 и 1285 имеют насыщенную окраску, соответственно пурпурную и очень красивую рубиновую. Скорость горения таких составов весьма различна (сост. 1287 - 35 мм/мин; сост. 1294 - 48 мм/мин; сост. 1290 - 54 мм/мин). Композиции на основе канифоли сгорают ещё медленнее (сост. 1293 - 76 мм/мин; сост. 1288 - 95 мм/мин). Магниевые смеси 1293 и 1294 горят исключительно ярко, а состав 1291 даже применяется в качестве факела красного огня.
При отсутствии стронциевых солей и хлората калия воспользуйтесь нехитрым рецептом 1265. Этот недорогой и весьма доступный состав по красоте, конечно, не сравнится с предыдущими, но в композициях рядом с зелёным смотрится вполне прилично. Он несколько слабоват, поэтому лучше подходит для больших калибров.
Наиболее простые и распространённые свечи розового огня (табл. 62) представляют пиротехнические композиции солей стронция или кальция с бертолетовой солью, серой, углеводородами либо
смолами. Скорость их горения может значительно колебаться от 54 мм/мин (сост. 1303) до 102 мм/мин (сост. 1308).
Таблица 62. Составы фигурных свечей розового огня
№ 1295 1296 1297 1298 1299 1300 1301 1302 1303 1304
Калия нитрат 46 24 22 6
Калия хлорат 62 56 55 32 36 37 50 41 58
Стронция нитрат 23 23 24 31 17 19
Стронция оксалат 5 14 15
Стронция карбонат 25
Меди (И) сульфид 2 8 4
Свинца нитрат 2
Висмута нитрат 1
Сера 29 20 21 23 21
Каломель 20 29 31
Шеллак 13 7 10 9
Декстрин 8 17
Ликоподий 4
% 1305 1306 1307 1308 1309 1310 1311 1312 1313 1314 1315
Калия нитрат 20 17 25 13 21 56 5 79 64
Калия хлорат 53 57 60 66 40 51 36 44
Стронция оксалат 4 5 5
Стронция карбонат 10 14 8
Висмута нитрат 1
Сера 21 28 14 31 28 19 18
Киноварь 15
Уголь древесный 4 1 2 3
Мел 27 28
Мрамор 30
Лактоза 18 17
Мастике 3 5
Крахмал 5 15
Ликоподий 5 4 5
Очень красивый, нежный, светло-розовый, мелкоискристый огонь даёт смесь 1296, усиленная нитратом свинца. Чудесное светло-розовое, глянцевое пламя образуют составы 1297 и 1309, активизированные нитратом висмута.
Ярко-розовым сиянием сгорает свечная композиция 1305, которая превосходно выглядит на расстоянии. Для её ослабления добавляют селитру и наоборот.
Состав 1310 горит красивым, сочным, розовым огнём. Окраска пламени смеси 1306 блестящая, красно-розовая. Великолепный,
густой, насыщенный, тёмно-розовый огонь дают свечи, содержащие каломель, особенно усиленные сульфидом меди (сост. 1299-1301).
Композиции, включающие соли кальция, образуют розовое пламя с рыжевато-коричневым оттенком (сост. 1311-1313).
Вполне терпимым розовым огнём сгорают некоторые пороховые смеси даже без спектральных добавок, например, состав 1314. Их цвет можно облагородить киноварью (сост. 1315), но такие свечи выделяют при горении токсичные вещества.
Составы фигурных свечей оранжевого огня представлены в таблице 63.
Таблица 63. Составы фигурных свечей оранжевого огня
1316 1317 1318 1319 1320 1321 1322 1323 1324 1325 1326 1327 1328
Калия хлорат 41 50 53 36 17 14 66 55 61 16
Калия перхлорат 47 39 51
Натрия оксалат 3 3 ' 1 1 11 6 3 16
Натрия ацетат 3 15
Бария нитрат 14
Стронция нитрат 31 30 35 53 55 50 52
Стронция ацетат 15
Стронция оксалат 28 26
Известь негашен. 8
Сера 24 19 24 28 21 26 16
Мел 21 20
Криолит 3 3
Сода 4 3
Лактоза 2 1
Шеллак 17 16 13 16
Ликоподий 9 9
Часто применяемая композиция 1316 сгорает со средней скоростью 63 мм/мин. Она плохо сохраняется и готовится из обезвоженных компонентов. Скорость горения прессованной смеси 13,17 составляет 76 мм/мин, а композиции 1325 - около 90 мм/мин.
Блистающее, оранжевое пламя образуют перхлоратные свечные составы 1318, 1319 и 1326. Очень красиво выглядят ликоподиевые свечи (сост. 1320 и 1321), применявшиеся в старину в театральных иллюминациях. Благодаря удачному сочетанию солей стронция, натрия и бария наиболее превосходно выглядят свечи густого оранжевого огня на основе состава 1323.
Основным окрашивающим компонентом в составах фигурных свечей жёлтого огня (табл. 64) является оксалат натрия (сост. 1337-
*
1339, 1350-1363). Широко применяется его обезвоженный карбонат (сост. 1329-1336) и нитрат (сост. 1340-1347), но такие композиции плохо хранятся. Реже используются криолит (сост. 1348, 1349) и бура (сост. 1364).
Красивый, блестящий, яркий и необыкновенно чистый огонь канареечного цвета дают свечи, дополнительно включающие антимоний (сост. 1342, 1343 и 1348).
Таблица 64. Составы фигурных свечей жёлтого огня
-—- № 1329 1330 1331 1332 1333 1334 1335 1336 1337
Калия нитрат 65 70 61 64 70
Калия хлорат 61 60 56 31
Натрия оксалат 35
Бария нитрат 19
Сера 24 16 18 17 18 30 19 17 15
Сурьмы (III) сульфид 2
Уголь древесный 1 3 2
Сажа 1
Малахит 2
Сода кальциниров. 10 23 9 20 15 10 9 27
% № 1338 1339 1340 1341 1342 1343 1344 1345 1346
Калия хлорат 32 25 51
Натрия нитрат 45 30 64 71 74 26 76
Натрия оксалат 37 21
Бария нитрат 12 42 31 54
Сера 17 17 17
Сурьмы (III) сульфид 2 17 7
Уголь древесный 9 9 2 5 9
Магниевые опилки 8 8 8
Канифоль 7 7 7
Шеллак 12 18 23
___№ 1347 1348 1349 1350 1351 1352 1353 1354 1355
Калия нитрат 44 19 21 67 71 35 22
Калия хлорат 20 69 42 45
Калия перхлорат 38
Натрия нитрат 80
Натрия оксалат 19 15 13 8 26 11
Сера 16 20 23 21 20 19. 38 22
Сурьмы (III) сульфид 10
Уголь древесный 2 3 2
Сажа 1
Криолит 8 8
Каломель 1 1
Шеллак 20
Таблица 64. Продолжение
1356 1357 1358 1359 1360 1361 1362 1363 1364
Калия нитрат 35 65 30 73
Калия хлорат 52 65 31 30 57 68 72
Натрия оксалат 33 23 15 14 25 29 14 5
Сера 15 19 20 23 17
Уголь древесный 2
Сажа 1
Бура 8
Шеллак 12 15 14 18
Очень яркое, благородное, жёлто-канареечное пламя образует состав 1355, ослабить который можно дополнительным введением селитры и наоборот.
Вполне прилично, хоть и не очень ярко, выглядят несложные свечи янтарно-жёлтого огня, выполненные по рецепту 1359. Особенно чисто они смотрятся вблизи белого пламени. Для усиления этого состава прибавляют до 1% сажи и антимония.
Включение в подобные смеси каломели, особенно в сочетании с хлоратом или перхлоратом калия (сост. 1350 и 1351) придаёт фигурным свечам благородную насыщенность, сохраняя яркий блеск.
Великолепное, лимонно-жёлтое, блестящее пламя даёт состав 1339 с нитратом бария. Снижение концентрации последнего и повышение содержания оксалата натрия делает окраску огня более плотной (сост. 1337).
Ещё насыщеннее становится жёлтое пламя при введении в пиротехническую композицию карбоната меди (сост. 1335).
Густоокрашенный, не очень яркий, золотой огонь образует свечная смесь 1347, которая также применяется для сжигания в помещении. Ослепительно ярко сгорают магниевые свечи (сост. 1340 -76 мм/мин; сост. 1344 - 66 мм/мин; сост. 1346-61 мм/мин).
Средняя скорость горения свечей жёлтого огня лежит в пределах 59-102 мм/мин (сост. 1331 и 1353 - 76 мм/мин; сост. 1341 -59 мм/мин; сост. 1345 - 73 мм/мин; сост. 1362 - 102 мм/мин). Описанный ранее сигнальный состав жёлтого огня 557 также применяется для изготовления фигурных свечей и сгорает со скоростью 63 мм/мин.
Арсенал фигурных свечей зелёного огня очень разнообразен (табл. 65). Кроме того, для их изготовления иногда используют сиг
нальные составы (так например, сост. 569 - 44 мм/мин, сост. 585 -46 мм/мин).
Чаще всего такие композиции содержат соли бария и горят со скоростью 45-76 мм/мин (сост. 1370 - 54 мм/мин; сост. 1379 и 1385 -45 мм/мин; сост. 1387 - 51 мм/мин; сост. 1390 - 73 мм/мин; сост. 1391 - 76 мм/мин).
Таблица 65. Составы фигурных свечей зелёного огня
" — 1365 1366 1367 1368 1369 1370 1371 1372 1373 1374 1375
Калия хлорат 27 38 18 28 8 16 33 21 18 8 50
Бария нитрат 53 40 57 46 77 60 50 58 62 79 22
Сера 13 21 22 12 16 17 21 20 13 27
Сурьма 2 2
Сурьмы (III) сульфид 7 1 7
Уголь древесный 18 8
Сажа 2 1
Мастике 1
% 1376 1377 1378 1379 1380 1381 1382 1383 1384 1385
Калия хлорат 44 42 43 39 30 24 34 23
Калия перхлорат 31 23
Бария нитрат 44 41 43 42 48 42 51 53 47 61
Сера 19 25 26 23 18
Уголь древесный 9
Сажа 2 1
Каломель 2
Канифоль 7
Шеллак 12 17 14 19
Стеарин 1
% № 1386 1387 1388 1389 1390 1391 1392 1393 1394 1395
Калия хлорат 7 37
Бария нитрат 78 27 50 43 28 44 86 37
Бария хлорат 52 33 29 53 40 46 85
Сера 12 18 17 28 24
Реальгар 1
Уголь древесный 9
Сажа 2
Каломель 2
Лактоза 3 4
Канифоль 7
Шеллак 19 54
Мастике 3
Стеарин 11 11
Таблица 65. Продолжение
"% ‘ 1396 1397 1398 JI399 1400 1401 1402 1403 1404 1405
Калия нитрат 26
Калия хлорат 33 22 36 60 60 73
Бария нитрат 43 64 з<П 32 84
Бария хлорат 62 48
Бария ацетат 24
Бария карбонат 24
Меди (II) сульфид 1 18
Сера 22 3 16 16 17
Уголь древесный 7
Магниевые опилки 3 3
Борная кислота 10
Каломель 2 24 25 28
Лактоза 18
Канифоль 6
Шеллак 11 11 10 17
Ликоподий 2
Зелёное, как доллар, пламя горючей композиции 1396 несколько маловато и цвет не очень густой, но его можно насытить и сделать темнее, прибавляя каломель. От введения нитрата бария окраска огня этого состава густеет, но сам он ослабевает. Включение в эту смесь до 1% шеллака увеличивает объём пламени. Обычно, данный состав применяют в гильзах крупных калибров, так как в малых его зелёный огонь приобретает желтоватый оттенок.
Чистый, интенсивный, не густой, зелёный цвет дают пиротехнические смеси 1365, 1367-1369, 1395.
Более насыщенное, красивое, зелёное пламя образуют составы 1384 и 1386. При добавлении каломели их окраска темнеет до изумрудной (сост. 1397-1399).
Очень густой, зелёный, неяркий огонь дают при сгорании свечи, содержащие составы 1376, 1378 и 1394.
Напротив, ослепительно ярким, салатным цветом горят магниевые свечи (сост. 1409 - 69 мм/мин; сост. 1401 - 64 мм/мин).
При отсутствии солей бария отличные свечи зелёного огня можно приготовить по старинному рецепту (сост. 1402) на основе сульфида меди. Их неяркий, светло-зелёный с голубинкой цвет при
добавлении стеарина становится ещё чище и светлее, а увеличение содержания серы на 1-2% делает пламя гуще, усиливая синеву.
Нехитрые изумрудно-зелёные свечи просто изготовить на основе борной кислоты (сост. 1405), а ещё лучше борного ангидрида, для чего кислоту нужно прокалить до окончания вскипания.
Фигурные свечи небесно-голубых тонов (табл. 66) можно приготовить из цинковых опилок. Так, свечной состав 1406 даёт красивое, нежно-васильковое, слегка выцветшее пламя с жёлтыми искрами; а смесь 1407 образует более насыщенный огонь с голубоватозеленоватым лучом.
Значительно чаще для получения голубой и синей окраски применяют соли меди, проявляющие более интенсивные тона.
Таблица 66. Составы фигурных свечей синего и голубого огня
.№ 1406 1407 1408 1409 1410 1411 1412 1413 1414
Калия нитрат 23 39 7
Калия хлорат 40 36 47 42
Калия перхлорат 45 54 55
Бария нитрат 14
Меди (II) сульфид 28
Меди (II) ацетат основн. 20 23 22 14
Сера 24 26 27 30 23 18 27
Сурьмы (III) сульфид 16 17 3 3
Уголь древесный 10 16
Древесные опилки 53
Цинковые опилки 14 45
Горная синь 21 18
1415 1416 1417 1418 1419 1420 1421 1422 1423
Калия нитрат 26 60
Калия хлорат 56 53 55 39 39 54 57 61
Меди (II) сульфид 2 2 3 21
Меди (II) ацетат основн. 29
Меди (11) оксид 13
Сера 17 15 16 22 11 20 14 16
Квасцы алюмо-калиевые 23
Малахит 21 30
Горная синь 26 27 20
Каломель 31
Шеллак 8
Сахароза 9
Декстрин 4
Таблица 66. Продолжение
% 1424 1425 1426 1427 1428 1429 1430 1431 1432 1433
Калия нитрат 27 10 8
Калия хлорат 51 57 28 38 60 57 41 39 34
Меди (II) ацетат основной 8 12
Тетрамминокупрохлорат 82 31 29
Тетрамминокупросульфат 19 29 15 19
Олова сульфид 8
Сера 13 14 15 16 5 5
Сулема 23
Квасцы алюмо-калиевые 9 15 12
Уголь древесный 2
Горная синь 10 8
Каломель 5 20 20 33
Сахароза 19
Лактоза 19 17
Шеллак 8 3 2
Стеарин 5
Очень красивое, кристально-чистое, ярко-голубое пламя дают составы 1408 и 1409.
Превосходно выглядят свечи, содержащие пиротехническую композицию 1412, сгорающие чистым, блестящим, лазурным огнём со слегка зеленоватым отливом.
Несложные пиротехнические смеси типа 1421 образуют яркое, глянцевое, бирюзовое пламя и хорошо смотрятся на расстоянии.
Введение в состав «хлоркаль-сера» обезвоженных алюмокалиевых квасцов придаёт огню очень нежный, небесно-голубой оттенок (сост. 1423); а в присутствии ацетата меди эта смесь горит васильковым цветом (сост. 1429).
Каломель и сулема усиливают голубую окраску подобных свечных составов. Так, пиротехнические смеси 1418 и 1430 дают весьма яркое, светло-голубое, насыщенное пламя. Составы 1427 и 1433 образуют красочный, густой, неяркий, тёмно-голубой шлейф огня. Пламя состава 1431 имеет колоритную тёмно-синюю (индиговую) окраску. Интенсивным ультрамариновым огнём сгорают фигуры, содержащие смесь 1428.
Следует учитывать, что свечи синего огня обычно горят медленно (сост. 1420 - 73 мм/мин, сигнально-свечные сост. 602 и 605 -85 мм/мин и 127 мм/мин соответственно).
Большинство голубых свечных составов особой яркостью не отличаются, и исправить этого нельзя, не ослабив интенсивность их окраски. Так, убавляя каломель или сулему, смеси становятся сильнее и ярче, но цвет их бледнеет.
Вместо молочного сахара можно применять крахмал, правда, составы при этом делаются несколько слабее, зато пламя приобретает характерный матовый оттенок.
Фигурные свечи фиолетового пламени (табл. 67) также имеют невысокую скорость горения от 73 мм/мин (сост. 1436) до 95 мм/мин (сост. 1437).
Таблица 67. Составы фигурных свечей фиолетового огня
1434 1435 1436 1437 1438 1439 1440 1441 1442
Калия нитрат 8
Калия хлорат 60 51 50 45 34 50 38 35 50
Стронция нитрат 10 20
Стронция оксалат 21 4 8
Стронция карбонат 20 15
Стронция сульфат 35
Меди (II) сульфид 18 11
Сера 20 20 20 25 17 18 5 23
Медные опилки 17
Мел 15
Малахит 9
Горная синь 10 9 5 4 6
Каломель 5 33 8 И 14 6
Лактоза 17
1443 1444 1445 1446 1447 1448 1449 1450 1451
Калия нитрат 9 6 15
Калия хлорат 35 25 38 60 54 20 39 25
Калия перхлорат 25
Калия ацетат 12 16
Стронция нитрат 25 23 24 24
Стронция оксалат 4
Меди (II) сульфид 20 17 20 20 20
Сера 15 18 16 14 15 15 17 17
Квасцы алюмо-калиевые 12 16 20
Уголь древесный 1
Мел 15 10
Малахит 6
Каломель 30 15 12 15 10 13
Лактоза 16
Шеллак 1 4 1
Очень живописно сгорает смесь 1437. Основание её пламени фиолетово-красное, а вершина и бока бирюзовые. Причём, при уменьшении в этом составе концентрации горной сини пламя краснеет. Силу состава регулируют нитратом стронция.
Цвет огня свечной смеси 1438 напоминает предыдущий, но его фиолетовое пламя меньше и темнее. Для усиления этого состава снижают концентрацию каломели, но пламя при этом бледнеет. Уменьшение содержания в нём сини делает огонь более красным.
Превосходно смотрятся фиолетовые свечи составов 1445 и 1448, но на большом расстоянии они теряют часть оттенков и выглядят беднее.
В целом существует правило: для удалённой демонстрации применяют свечи с ярко-горящими составами, вблизи же очень хороши смеси средней светосилы. Составы, содержащие серу, магний, хлораты или перхлораты, сгорают ярче остальных.
Осталось дело за малым: соорудить фанерный щит, выкрасить его чёрной негорючей краской, нарисовать мелом нужное изображение, по его периметру (особенно по углам) вбить гвозди и зафиксировать к ним свечи. Остальные свечи можно укрепить на клею
или использовать для этого сургуч. Не забудьте соединить их стопином в проводных трубках, раздать приглашение гостям и дождаться вечера. Фигурные свечи можно красиво комбинировать с серным фитилём, учитывая, что он сгорает медленнее.
Если отдельные детали Вашей конструкции сделать накладными и подвязать к ним шнурок, то декорации можно придать оживший вид. А если свечи послойно набить сменными составами, то любое грозное животное можно заставить «полинять» даже во вре
мя представления.
Между прочим, изображённого крокодила несложно трансформировать в Троянского коня, «удлинив» ему ноги. Такой приём называется «переменой декорации». Только не увлекайтесь, чтобы не распугать зрителей.
Дополнительные фигурные свечи выставляют по контуру вто
рого и последующих рисунков, а для их воспламенения огневой привод фиксируют к основанию свечи первого изображения. При-
вод самовоспламеняется по мере выгорания свечи и зажигает новую композицию по мере выгорания предыдущей.
Затруднения могут возникнуть, если гильзы одного рисунка выгорают не одновременно, для этого в основание свечей иногда закладывают зернистый порох для шлага. Выстрелы одновременно погасят первое изображение.
Чтобы новый рисунок не воспламенился от случайной искры
раньше времени, стопин нужно закладывать в негорючие проводные
гильзы, а места его крепления к свечам тщательно подклеивать защитными бумажными полосками. С этой же целью демонстрационный щит лучше слегка наклонить вперёд.
Для одновременного воспламенения больших композиций рисунки разделяют на фрагменты и используют одновременно несколько огнепроводных шнуров.
27.3. Жизнь не фонтан, но бьёт ma^xg
Оказывается, «фонтанами» называют не только привычные фигуры раздосадованного Самсона с пострадавшим львом или бесстыжего мальчика, формирующего струю на русалочку с видом
на Пизанскую башню, падающую на Эйфелеву. Такое достойное название получили эффектные элементы фейерверков, выбрасывающие поток блестящих огненных искр.
В далёкую старину их ещё называли «брандерами», а се-- 1 годня без них не обходится ни один наземный фейерверк и
----' тем более выступления эстрадных певцов, особенно в предвыборную кампанию.
Пиротехнические фонтаны представляют собой неподвижные толстостенные картонные гильзы с узким жерлом, заполненные бы-строгорящими, динамическими составами. Обычно, их внутренний диаметр составляет от 10 до 50 мм при длине, не превышающей 16 калибров, а для крупных изделий - 10-12 калибров. Большие фонтаны дают более длинную и пышную огненную ленту, поэтому в старинных источниках можно встретить описание даже 6-8 пудовых фонтанов, гильзы которых Для надёжности обматывали снаружи толстой бечевой.
Чаще всего для неподвижных фонтанов, применяемых в слож-
ных композициях (например, водопадов, каскадов или деревьев),
используются гильзы калибром 17-20 мм и длиной 20-25 см, с диа-
метром «шейки» 4-5 мм (1/4 калибра).
Для набивки фонтанов обязательно воспользуйтесь унтерзатцем или, в крайнем случае, укороченным затяжным стержнем длиной в 1,5 калибра и диаметром основания в 1/4 калибра для формирования в пиротехническом составе полого канала. Плотно насаженную гильзу (1) вначале запрессовывают набойником с полым каналом просеянной глиной (2) на высоту 0,5 калибра. Это делается во избежание прогорания жерла.
Для исключения разрыва шейки гильзы в начале воспламенения, особенно при использовании сильных составов, поверх глины на 1 калибр лучше набить медленногорящую смесь (3) типа мелкоискристых составов простого огня (табл. 68). Ещё лучше использовать насыпку из пороховой мякоти с измельчённым древесным углем 3:1 (сост. J452), который к тому же облегчает зажигание.
Запрессовывать фонтанные гильзы пиротехническими смесями удобнее в специальных формах. Чтобы основной состав (4), содержащий крупинки угля или металлические опилки, не расслаивался, важно засыпать и забивать смесь малыми порциями: не более 1 калибра запрессованной смеси. А чтобы фонтан заканчивался выстрелом, поверх рабочего состава можно всыпать 1 калибр зернённого дымного пороха (5). В конце вставляют бумажную пробку на клею толщиной в 1 калибр или забивают глину (2) и обклеивают бумажным кружком. Гильзы малого диаметра иногда наглухо перетягивают бечевой.
Готовое изделие осторожно снимают со стержня, чтобы не растрясти глину и вставляют в канал шейки сложенный стопин до упора, а затем фиксируют его подмазкой или просто ниткой.
Составы для фонтанов бывают искристые и пламенные (табл. 68-72).
Таблица 68. Составы фонтанов простого искристого огня
"% — 1452 1453 1454 1455 1456 1457 1458 1459 1460 1461
Калия нитрат 56 50 57 66 63 61 63 67 55 22
Сера 9 9 7 5 10 12 12 25 14 22
Уголь древ, мелкий 35 41 36 29 27 27 25 8 56
Уголь древ, крупный 31
~% ~~ № 1462 1463 1464 1465 1466 1467 1468 1469 1470 1471 1472
Калия нитрат 62 63 57 60 83 49 64 55 40 55 63
Сера 17 18 14 15 9 27 30 9 7 9 12
Сурьма 6 2
Уголь древ, мелкий 21 29 8 18 4 9 33 9 6
Уголь древ, крупный 25 27 20
Древесные опилки 19
Фарфор 27 19
Простые мелкоискристые смеси, дающие при горении розовый шлейф, готовят, разбавляя пороховую мякоть древесным углем (сост. 1452-1458). С этой же целью можно использовать искристые угольные смеси для звёздок (например, сост. 1058).
Состав 1452 и более сильная смесь 1457 обладают заметным реактивным действием и даже иногда применяются для малоподвижных фонтанов. Подобная пиротехническая композиция (сост. 1464) используется в фонтанных гильзах для «гранатной игры».
Напротив, пороховые составы с повышенным содержанием серы используются в фонтанах с голубоватой пламенной лентой (сост. 1459). Ещё ярче, чище и медленнее сгорают аналогичные фонтанные смеси, включающие измельчённую сурьму (сост. 1467 и 1468).
В зависимости от содержания калийной селитры в пороховых
смесях «неподвижные» составы на их основе могут сгорать как с мелкоискристой, красной огненной струёй (сост. 1461, 22%), так и с белой (сост. 1466, 83%).
Включение в такие композиции антимония (сост. 867 для звёздок) позволяет формировать очень яркие, красивые, неподвижные фонтаны.
Заменой калийной селитры на натриевую можно приготовить фонтаны с оранжевым лучом, к примеру, используя искристый состав 1059 для золотого дождя.
Более красочно выглядят искрообильные фонтаны, содержащие крупинки (1-3 мм) древесного угля (сост. 1460, 1465, 1469 и 1470). В зависимости от природы угля и степени его дробления пламя этих
составов отличается. Так, уголь из мягкой древесины даёт блестящие, быстрозатухающие искорки; тогда как из твёрдых пород про-
изводит долгогорящие, но более тёмные искры.
Имейте в виду. Чем крупнее частички древесного угля, тем сильнее пиротехнический состав и длиннее луч его пламени, который часто приобретает оранжевый оттенок. Напротив, чем тоньше помол угля, тем больше искр даёт горящая смесь, а огненный шлейф фонтана становится шире, но короче.
Замена в таких составах древесного угля мелкой каменноугольной крошкой позволяет приготовить фонтаны с тёмно-красным, искристым лучом, но дымят такие смеси больше обычных.
Очень красивый, крупноискистый, слабый состав с длинным шлейфом (сост. 1460) широко используется для неподвижных фон
танов, римских свечей и для снаряжения центральной гильзы «пчелиного роя» по Вебскому. При снижении содержания угля до 25% эта пиротехническая смесь делается сильнее (сост. 1465) и может употребляться для медленно движущихся фонтанов, а вот дальнейшее уменьшение концентрации угля переведёт состав в пламенный.
При введении в подобные композиции мелкого древесного угля составы 1469 и 1470 становятся слабее, а луч от таких фонтанов темнеет, так как часть угля не успевает раскаляться.
Вместо зернистого древесного угля можно использовать древесные опилки (среднесильный сост. 1463). Если их предварительно выварить в нитратах и тщательно высушить, то они дают богатые яркие искры разных цветов.
Смешивая пороховую мякоть с фарфоровой пылью (8:3), можно приготовить великолепный, медленногорящий состав 1471, который даёт нежный, мелкоискристый, не густой огонь с очень длинным шлейфом, больше похожим на сияние. Он применяется для неподвижных фонтанов, а также красиво смотрится в сочетании с вращающими его форсами. Этот состав можно усилить, приспособив для слабого самостоятельного движения, дополнительным введением селитры и серы (сост. 1472), но луч его становится беднее искрами.
Для приготовления подобных пиротехнических смесей не обязательно сразу крушить старинный китайский фарфор, до него дело ещё дойдёт. А пока с успехом можно использовать тонкоизмельчён-ное стекло, фаянс, слюду и даже просеянную глину.
Совершенно особое действие производят фонтаны с нитратом свинца (например, сост. 1061 и 1068 для звёздок). Их луч короткий, тихий и очень насыщенный нежными светлыми искрами, чем-то похожими на огненный дождь. Такие смеси сгорают без запаха, необыкновенно слабы и употребляются только для неподвижных фонтанов. Для надёжного сжигания их необходимо очень тщательно измельчать.
Достаточно один раз увидеть в действии подобный «свинцовый» фонтан, чтобы всю оставшуюся жизнь с трепетом относиться к каждому найденному отработавшему аккумулятору.
Исключительно красиво выглядят фонтаны бриллиантового огня (табл. 69).
Составы для них готовят, смешивая металлические опилки с пороховой мякотью, селитро-серой или сильной селитро-угольной смесью. Прежде всего, применяют железо, либо его углеродистые сплавы: чугун и сталь, которые образуют при горении длинные,
блестящие, лучистые искры. Марганцевый порошок даёт менее обильные красные искры.
Таблица 69. Составы фонтанов бриллиантового огня
% ’———___№ 1473 1474 1475 1476 1477 1478 1479 1480 1481
Калия нитрат 48 56 52 45 47 49 70 42 38
Сера 4 20 16 7 И 8 15 7 6
Уголь древ, мелкий 24 4 11 8 21 8 5 7 6
Железные опилки 24 20 21 40 21 35 10 44 50
1482 1483 1484 1485 1486 1487 1488 1489 1490
Калия нитрат 17 70 54 8 58 65 61 75 62
Калия хлорат 33
Сера И 4 15 6 12 8 13
Уголь древ, мелкий 6 14 13 И 8 17 15
Уголь древ, крупный 19
Сажа 6
Железные опилки 72 20 12 | 33 18 16 18 8 23
Обычно, на 100 весовых частей мякоти добавляют железных опилок в количестве 2К, где К - калибр выраженный в миллиметрах. В старинных руководствах действовала рекомендация: для изготовления 1-фунтовых фонтанов 100 весовых частей селитро-угля (сост. 805, табл. 41) смешивали с 30-36 частями чугунных опилок.
Таблица 70. Составы фонтанов бриллиантового огня, адаптированные к калибру
№ % 1481 1491 1492 1493 1494 1495 1496 1497 1498 1499 1500
Калибр, мм
50 40 30 25 20 50 40 30 25 20 20
Пороховая мякоть 50 56 63 67 71 50 56 63 67 71
Селитро-сера (72:28) 25 22 18 16 14
Селитро-уголь (81:19) 73
Железные опилки 50 44 37 33 29 25 22 19 17 15
Древесные опилки 27
или
% ’ — 1481. 1491 1492 1493 1494 1495 1496 1497 1498 1499 1500
Калия нитрат 38 42 47 50 53 56 58 60 62 63 59
Сера 6 7 8 8,5 9 13 13 13 is-! 13
Уголь древесный 6 7 8 8,5 9 6 7 8 8 9 14
Железные опилки 50 44 37 33 29 25 22 19 17 15
Древесные опилки 27
Фонтанные смеси с невысоким содержанием железа 8-12% получили название «полубриллиантовых» (сост. 1479, 1484 и 1489). Для лучшего эффекта в эти композиции дополнительно вводится крупный древесный уголь, в результате чего в огненном шлейфе появляются искры разной окраски (сост. 1484). Иногда подобные составы называют «с двойным лучом». Полубриллиантовая смесь 1479 широко применяется для фонтанов средней силы и даёт прекрасное, светлое, искристое пламя.
Для приготовления неподвижных бриллиантовых фонтанов хорошо подходят искристые составы звёздок золотого дождя (сост. 1063-1065).
Исключительно красиво, особенно в больших калибрах, смотрится медленногорящий фонтан со звёздным составом 1066, содержащим нитрат свинца. Его нежно-сияющий шлейф богат яркими, голубоватыми искрами.
Пиротехническая смесь 1482 применяется для неподвижных фонтанов с тёмным, густо-искристым, бриллиантовым лучом. Фонтанные смеси 1476, 1480 и 1481 развивают при горении реактивную
тягу средней силы и могут использоваться для малоподвижных фигур, выбрасывая длинный сноп искр. Бриллиантовые составы 1486-1488 относятся к медленногорящим и употребляются для фиксированных фонтанов калибров 15, 25 и 30 мм соответственно.
Для сжигания в помещении применяются бессерные бриллиантовые фонтанные смеси (сост. 1489 для калибра 20 мм и сост. 1490 для калибра 30 мм). Следует иметь в виду, что температура их воспламенения выше, чем у обычных составов.
Очаровательно смотрится весьма энергичный старинный французский хлоратный состав 1485. Он горит ослепительно ярко, но в то же время ровно и спокойно. Железные опилки для него должны быть достаточно мелкими, чтобы успевать раскаляться. К несчастью, применение этого фонтанного состава ограничено его повышенной взрывоопасностью при ударе.
Чтобы металлические опилки при набивании не осаждались, бриллиантовые составы смачивают несколькими каплями скипидара, не увлекаясь, чтобы не ослабить их силу. Спирт для этой процедуры использовать нежелательно, так как в его присутствии металл ржавеет быстрее.
К сожалению, бриллиантовые составы без ущерба качеству обычно хранятся не более недели из-за окисления железа нитратами. После этого фонтаны на их основе приобретают малопривлекательный, тёмный, искристый шлейф. Избежать разложения таких смесей можно, применяя парафинированные либо воронёные железные опилки. Кстати, очень тщательная сушка входящих компонентов прокаливанием делает такие фонтаны вполне пригодными до нескольких месяцев.
Избежать расслаивания бриллиантовых составов при формировании фонтанов и продлить срок их гарантированного применения, по крайней мере, до трёх недель, поможет надёжный нехитрый способ смачивания железных опилок скипидаром с последующей обработкой горючим составом в бутылке, описанный выше.
Замечено, что обычные железные опилки коррозируют в подобных составах быстрее чугунных, а стальные сохраняются ещё дольше, да и горят они поярче, хотя это во многом зависит от размера сжигаемых частиц.
Так, крупные металлические опилки дают более яркие искры,
однако, силы огня иногда не хватает, чтобы их раскалить, поэтому опилки размером свыше 1,5 мм обычно применяют лишь для фонтанов калибром более 20 мм.
Вы обратили внимание, что бриллиантовые составы практически не содержат бертолетову соль (в лучшем случае её комбинируют с селитрой), так как чисто хлоратные смеси дают меньшую температуру сгорания, и опилки углеродистого железа не успевают достаточно раскалиться. Правда, бертолетовы смеси с железом в отличие от селитровых
лучше сохраняются.
Из таблицы 70 видно, что для фонтанов более мелких калибров
применяют усиленные составы.
В технологии цветных фонтанов широко используются составы двойного и пламенного огня (табл. 71, 72). Так как подобные композиции дают много нагара, то обычно их используют только для фонтанов калибром более 16-17 мм и выходным отверстием 1/3-1/2 внутреннего диаметра.
Состав 1501 производит яркое, красно-розовое пламя средней силы и может применяться для малоподвижных фигур. Фонтанная смесь 1502 сгорает красным огнём с оранжевым оттенком.
Пороховой состав 1504 (селитра-сера-сажа 4:1:1) можно приспособить для красивых фонтанов средней силы. Для этого его зернят с камедью или крахмальным клейстером через крупное сито с ячейками в 2-3 мм. В фонтанах он сгорает красноватым пламенем с активным звездопадом и напоминает бриллиантовую смесь, в отличие от которой хранится неограниченно долго. Можно зернить отдельно сажу, что делает сушку безопаснее, но такая композиция горит по типу крупноискристых фонтанов простого огня.
Подобный состав 1505 (мякоть-селитра-сера 2:2:1) содержит больше серы, но он слабее и даёт красновато-белое пламя. Прибавляя мякоть, его можно усилить, подавляя огонь, и наоборот, снижая концентрацию мякоти, эту композицию можно перевести в медленногорящий пламенный состав.
Селитро-угольная смесь 1506 (4:1) даёт слабое, бронзовое пламя с мелкими обильными искрами и применяется только для неподвижных фонтанов. При дополнительном введении селитры состав
делается более сильным и искристым, но пламя при этом уменьшается. Небольшое добавление серы (2-3%) также усиливает состав и заметно вырождает пламя, делая окраску менее насыщенной.
Таблица 71. Составы фонтанов двойного огня
1501 1502 1503 1504 1505 1506 1507 1508 1509 1510
% Красные Бронз Жёлтые Зелен
Калия нитрат 47 И 67 70 80 17 69
Калия хлорат 65 45 65 39
Натрия нитрат 54
Натрия оксалат 11 4
Бария нитрат 39
Стронция нитрат 27
Стронция оксалат 11 22
Сера 16 22 22 16 25 20 12 22 15 20
Сурьмы (III) сульфид 3 14 8
Уголь древ, мелкий 7 2 5 3 2 4 2
Сажа 17
№ 1511 1512 1513 1514 1515 1516 1517 1518 1519 1520
% Белый Голубые
Калия нитрат 72 39 42 53 50 33
Калия хлорат 67 38 63 53
Сера 12 22 29 26 34
Сурьмы (III) сульфид 13
Уголь древ, мелкий 3 16 4 7 6 33
Древесные опилки 6
Цинковые опилки 57 45 25 40 38 34
Малахит 11
Горная синь 11 13
Лактоза 5
Фонтанные смеси двойного жёлтого огня представлены составами 1507-1509 средней силы. Они имеют яркую окраску как за счёт содержания сульфида сурьмы (III) (сост. 1507, 1509), так и образующихся галогенидов (сост. 1508), делающих жёлтое пламя чистым и блестящим.
Композиция с нитратом натрия (сост. 1507) образует наиболее насыщенную жёлтую окраску огня, но она гигроскопична и долго не хранится. Легковоспламеняющийся состав 1508 с бертолетовой солью весьма взрывоопасен в производстве и требует весьма аккуратного смешивания компонентов.
Очень красивый, блестящий, ярко-зелёный, мелкоискристый огонь образует состав 1510, содержащий нитрат бария.
Оловянные и свинцовые опилки позволяют получить фонтаны со светлыми, голубоватыми искрами.
Наиболее широко применяются фонтанные составы двойного огня голубых тонов. Яркое, голубовато-белое, мелкоискристое пламя средней силы даёт пороховая композиция с сульфидом сурьмы (сост. 1511). Сила состава легко регулируется введением мякоти, но пламя при этом уменьшается.
Довольно яркие, светло-голубые, спокойные фонтаны дают составы 1512, 1517 и 1518, содержащие горную синь. Их сила возрастает в приведенном порядке с повышением содержания серы, не очень влияя на окраску.
Эффектно смотрятся искристые фонтаны голубого огня с цинковыми опилками. Этот металл сгорает весьма энергично, поэтому чтобы составы не превращались в чисто пламенные, содержание цинка в них должно быть повышенным (>20%), а сами опилки покрупнее (2-4 мм).
Так, фонтанная композиция 1513 горит медленным, спокойным, насыщенным и в то же время блестящим, искристым, светло-голубым огнём. В её состав не входит селитра, поэтому она очень долго хранится без ущерба качеству пламени. Из-за лёгкости воспламенения она также хорошо подходит для изготовления звёздок и светящихся шариков.
Состав 1514 средней силы сгорает великолепным огнём в виде голубоватых жемчужин, перемешанных с красными искрами. Лучше всего он подходит для укороченных гильз средних и больших калибров с размером жерла не менее 1/2 внутреннего диаметра. Дело в том, что в длинных фонтанах, по мере выгорания, состав может переходить в пламенный.
Фонтанная композиция 1515 часто применяется для изображения падающей воды. Цинковая смесь 1516 даёт богатое пламя с голубыми и красными искрами, напоминая состав 1514.
Введение древесных опилок в цинковый состав 1519 делает его броское, искристое, голубовато-красное пламя ещё более обильным, позволяя применять эту смесь даже для подвижных фонтанов, тем более, что она неплохо сохраняется в течение нескольких месяцев.
Бессерный цинковый состав 1520 красиво сгорает без запаха, но его применение в помещениях всё же ограничено обильным выделением дыма. Кроме того, температура его воспламенения довольно высока.
Во избежание расслаивания при набивании гильз цинковые со-
ставы обычно смачивают несколькими каплями спирта.
К сожалению, цинковые смеси в основном плохо хранятся,
трудно воспламеняются от стопина, в связи с чем требуют промежуточной подсыпки и выделяют густой желтовато-белый дым.
Имейте в виду, что цвет пламени цинковых составов зависит даже от времени суток. Днём в солнечных лучах он кажется зелёным, из-за жёлтого светофильтра из дыма, а ночью — чисто голубым.
Медные и латунные опилки придают фонтанному огню мелкоискристую, голубую окраску с зеленоватым отливом и хорошо подходят для фонтанных композиций типа «голубая струя» (сост. 1521-1523). В помещениях такие смеси применяются без серы (сост. 1524 и 1525), но и их используют весьма ограниченно из-за токсичного действия «медных» паров (табл. 72).
Таблица 72. Составы цветных фонтанов, адаптированные к калибру
X. № % Двойного Огня Пламенные
Голубые Розовые Жёлтые Бел Голубые
1521 1522 1523 1524 1525 1526 1527 1528|1529 1530 1531 1532
Калибр, мм
15 25 30 20 30 20 20 20 30 30 25 25
Калия нитрат 53 58 61 72 57 79 82 52 64 75 62 73
Натрия нитрат 23 18
Сера 8 11 7 8 16 17 8
Уголь древ. мел. 9 7 11 17 13 13 18 9 18 8 9 15
Цинк (опилки) 21 12
Латунь (опилки) 30 24 21 11 30
Пламенные составы в технологии фонтанов используются реже. Однородным, розовым огнём сгорает пороховая смесь 1526 и селитро-угольный состав 1527. Добавлением к ним нитрата натрия достигается жёлтый огонь (сост. 1528 и 1529), а введением серы - белый (сост. 1530) или бледно-голубоватый. Голубые пламенные составы для фонтанов (сост. 1531 и 1532) готовят разведением цинковых ис
кристых композиций двойного огня (табл. 72) селитрой с использованием мелких опилок не крупнее 1 мм.
При желании Вы тоже можете поэкспериментировать и предложить новые составы фонтанов. Для этого достаточно к 8 весовым частям пороховой мякоти добавить 1-3 части вещества, способного раскаляться в пламени с образованием искр, а ещё лучше ярко сгорать в нём.
Для крепления фонтанов используют самые разнообразные приёмы.
Их можно прибивать к стенду гвоздями через пробку глиняного или бумажного затвора, фиксировать «восьмёркой» к рейке, приматывать к вбитому гвоздю, крепить к отверстию проволочной петлёй или даже металлической муфтой.
Если Вы уже освоились с этой фигурой, то чтобы окупить затраты, можете изготовить старинную китайскую вазу, для изображения которой также понадобятся фигурные свечи и серный фитиль. Сами фонтаны прибиваются за украшенным щитом. При их го
рении кажется, что искры вылетают непосредственного из огненного горшка. Если вместо цветка на нём изобразить глаза и нос, то получится симпатичная кучерявая мордашка, а если же использовать их несколько, то легко приготовить трёхглавого огнедышащего дракона.
В последнее время стали широко применяться одиночные фонтаны конической формы. С одной стороны их сопло быстро выгорает, однако столб пламени остаётся на одинаковом уровне, так как постоянно увеличивается площадь горения состава. Ещё чаще продаются изделия, в которых обычная фонтан
ная гильза вклеивается в конусное основание. Такие фонтаны не требуют специального крепления и чем-то напоминают вулкан. Однако на этом их преимущества заканчивают
ся и для групповых композиций они не используются.
27.4. Огненный букет
C1.J змеияющиеся или пульсирующие фонтаны помогут разно-J'L обратить арсенал фейерверка. Для их приготовления хорошо подходят прочные фонтанные гильзы чаще калибром 20 мм. Как Вы уже могли догадаться, «изменяющимся» называют фонтан с переменным пламенем. Для этого гильзу начиняют послойно несколькими составами, например, простым угольным искристым, полу-бриллиантовым и бриллиантовым, а в конце - пороховым шлагом. Если же входящие составы резко отличаются силой, фонтан ещё и пульсирует.
Очень красиво выглядит разновидность фонтанов, выбрасывающих порциями массу светящихся разноцветных огненных зёрен.
Они получили название «букетов» или «снопов». Для их приготовления употребляют толстостенные фонтанные гильзы обычно калибром 25 мм и диаметром сопла 8 мм (1/3 калибра).
Букетный фонтан снаряжают на унтерзатце без глины, забивая на 1 калибр крупноискристым угольным составом (например, сост. 1465), поверх которого всыпают 12-15 мелких разноцветных светящихся шариков (табл. 44-52). Затем неплотно, чтобы не раздробить зёрна, опять запрессовывают искристый состав на 1/2 калибра и повторно закладывают шарики. Так послойно начиняют всю гильзу, а в конце засыпают зернистый порох для выстрела.
Входящие звёздки формируют в виде твёрдых кубиков с ребром в 4 мм. Зёрнышки белого и жёлтого огня обычно не используют, так как они легко сливаются на фоне фонтанных искр. Иногда в букетах вместо угольных искристых применяют бриллиантовые составы.
Не менее красочно выглядят букеты, в которых зёрна в горючем составе распределены равномерно. Отчасти это облегчает их запрессовку, так как звёздки, содержащие хлорат калия и серу легко воспламеняются от удара. Можно ис
пользовать бессерные шарики, но они горят не так ярко, или не содержащие бертолетову соль, но они хуже воспламеняются.
Впечатляющий эффект производят редко применяемые букеты больших калибров в 40-45 мм. Шарики для них делают 7-8 мм в диаметре, отверстие шейки гильзы 1/2 калибра, а в качестве горюче
го состава употребляют более сильные форсовые смеси (например, сост. 1580, табл. 75). Звёздки равномерно смешивают с форсовым составом из расчёта 1:4.
Такие изделия чаще сжигают индивидуально, хотя они могут украсить любую сложную композицию.
27.5. (Вместо поющие фонтанов — горящие
(L,' ели Вы решили убить соседей широтой размаха и правильно за-полнили налоговую декларацию о доходах, то не мелочитесь —
этот раздел для Вас.
руют, перетягивая бумажное удлинение суровой ниткой (4). Для большей надёжности воспламенения внутренние стенки головки гильзы предварительно обрабатывают жидкой пороховой подмазкой. В неко-
торых случаях подмазку используют как основной
Сегодня трудно удивить кого-то каскадом поющих фонтанов, другое дело горящих. Композиции даже из нескольких таких фигур смотрятся великолепно, а для их синхронного воспламенения используют специальное крепление огнепровода. Головку гильзы оклеивают двумя оборотами тонкой бумаги (1), удлиняя её на 2-3 калибра. Стопины (2) вставляют в канал шейки фонтана. Надевают на них огнепроводные трубки (3) и фикси-
фиксирующий материал, но такие конструкции менее надёжны.
Итак, приступим к огненным фигурам. Имея в распоряжении 5-7 фонтанов проще всего изготовить «веер», прибив их гвоздями к полукруглой доске. Изделие красиво смотрится при снаряжении нежными фарфоровыми (сост. 1471 и 1472) или полубриллиантовы-ми (сост. 1484) смесями.
Картина будет ещё грандиознее при использовании букетов со светящимися звёздками. В таком виде изделие больше похоже на павлиний хвост. Для большего сходства применяют составы зелёного и голубого огня.
Подобную композицию из трёх гильз «веером» назвать трудно даже с натяжкой, поэтому она
получила название «гусиная лапа»,
которую действительно напо-
минает.
Если четыре фонтана прибить к концам перекрещенных планок, получится «огненный крест». Чтобы он горел подольше, используйте несколько перемен фонтанов. Для этого фонтанные гильзы соедините стопином последовательно. Эту пиротехническую фигуру можно значительно усложнить и украсить - лишь бы для этого Вам хватило снаряжённых гильз.
Обычно, 16 неподвижных фонтанов вполне достаточно, чтобы соорудить так называемый «мальтийский крест». Для надёжной фиксации фонтаны
предварительно связывают верёвкой попарно крест-накрест
посредине, а уже потом подвязывают к крестовине.
Подобный «крест», впрочем, как и любую другую геометрическую фигуру, можно приготовить методом «транспаранта». На дощатый каркас натягивают полотно. Масляными красками наносят необходимый рисуной. Основной фон, как и саму ко-робку, выкра-
7 ' шивают в чёр-
ный цвет. В местах планируемых фонтанов неглубоко вбивают длинные гвозди, к которым фиксируют гильзы суровой ниткой на клею.
Внутрь коробки устанавливают фальшфейер с факельным составом, либо несколько ярких толстых свечей, которые фиксируют к поверхности рамки. Остаётся связать все фонтаны с факелом единым стопином и поджечь его тёмным вечером.
Из отдельных «крестов» можно сделать красивую мозаику решётчатого типа. Жаль, что горит она всего несколько минут —
лучшего забора не найти.
Если Вы не устали, то пойдём дальше и наложением двух «крестов» изготовим «неподвижную звезду». Эта фигура выглядит ещё поразительнее, когда состоит из пульсирующих или изменяющихся фонтанов, только, что она не крутится.
Жаль
Пятиконечную звезду, как символ целой эпохи, несложно соорудить, глядя на рисунок и используя попарно связанные фонтаны. Огненные струи ориентируют внутрь изделия. Лучший цвет для них тёмнокрасный или хотя бы алый. Калибр фонтанов желательно использовать покрупней.
Если Вы ещё не определились в своём отношении к этой фигуре, знайте, что её довольно просто вывернуть наизнанку. У вас получится звезда в 10 лучей. При этом цвет фонтанов можно применять любой.
Увеличивая количество фонтанов в обойме, легко перейти от «звезды» к «неподвижному солнцу». Обычно, к деревянному кругу лучеобразно прибивают по радиусу фонтан-
ные гильзы, а для придания им устойчивости и правильного расположения подвязывают обруч.
Если в середину такой фигуры установить жёлтые свечи, то сходство с небесным светилом станет неоспоримым, а некоторые даже смогут принять её за подсолнух, ведь недаром Helianthus в переводе с латыни означает
«солнечный цветок».
Для фиксации фонтанов этого типа также хорошо подходят фанерные, а ещё лучше дюралевые круги с монтажными отверстиями, что позволяет крепить к ним гильзы петлёй на разном уровне и заметно видоизменить огненную фигуру.
Этот приём можно развивать и дальше, для чего фонтаны устанавливают в несколько ярусов. Такое «солнце» обычно называют «сиянием». При его постановке нужно следить, чтобы искристые шлейфы фонтанов не сливались в безобразную массу огня. Для этого максимально укрупняют фигуры и применяют комбинации различных составов. Так, диаметр двухъярусной фигуры должен составлять около 2 метров, а четырёхрядной - не менее 3 метров.
Если же Вы решитесь сделать представление, соорудив грандиозное изделие в 10 ярусов, оно будет выглядеть шикарнее, чем миллион алых роз. Только диаметр такой фигуры должен быть не менее 8 метров, а чтобы её достойно снарядить Вам, как тому художнику из песни, придётся продать всё, что есть в доме вместе с ним в придачу.
Очень приятное зрелище представляет «сияние» в не-
сколько рядов, в котором внутренний и внешний слой составлены из бриллиантовых фонтанов, а промежуточные гильзы снаряжены простыми крупноискристыми составами типа 1474.
«Растительный» раздел этой главы, пожалуй, можно начать с несложного, но эффектного изделия, которое так и назовём «простое дерево». Для его установки достаточно к деревянной планке прибить наискосок десяток фонтанов, равномерно ориентируя их в разные стороны. И не увлекайтесь
длиной этой фигуры,
а то она будет больше походить на древесную лиану.
Когда по требованию «зелёных» запретят новогодние ёлки, воспользуйтесь нехитрым советом. К толстой пал
ке ярусами прибейте рейки, как указано на чертеже, причём, каждый восходящий уровень делайте вполовину короче. На концах реек деревянного щита укрепите букеты с зелёными звёздками, соедините их стопином и можете приглашать Деда Мороза.
Даже если Новый Год застанет Вас на экваторе - не расстраивайтесь: щит от «ёлки» выручит Вас и тут. Переверните его «вверх ногами», а вместо верхушки закрепите «гусиный веер». Прибейте фонтаны и огненная «пальма» готова. Для большего сходства можете сделать её в натуральную величину, а составы огня подберите с зелёной окраской.
При изготовлении объёмных «ёлок» воспользуйтесь многоярусным стеллажом, в котором полукруглые полки, напоминающие противни для жарки барбикю, увеличиваются к основанию. Если такую «ёлку» снарядить голубыми фонтанами двойного огня типа состава 1515 или смесей «голубая струя» 1521-1525, изделие вполне сойдёт за «водопад». В таком виде его называют «отливным».
Чаще же «водопад» делают «плоским» или «вертикальным». В качестве щита применяют длинный деревянный брусок с набитыми поперечными планками. В отличие от «ёлок» в этой фигуре фонтаны прибиваются головками вниз. Для снаряжения гильз помимо предложенных составов вполне подходят полубриллиантовые (например, сост. 1484) или свинцовые смеси (например, сост. 1068).
Изображённый инструмент больше подходит для хоральных прелюдий Георга Фридриха Генделя или токкаты и фуги ре минор Иогана Себастьяна Баха.
В обычных «водопадах» струи зернистого огня «стекают» сравнительно беспорядочно. Если же фонтаны, снаряжённые разноцветными составами, распределить строго через один так, чтобы
гильзы нечётных этажей совпадали, получится «каскад». Как и в «водопадах», число его этажей выбирается произвольно с учётом
Ваших амбиций, а вот фонтаны закрепляются на них пореже. Среднее расстояние между ярусами (обычно, около метра) должно равняться половине длины огненного шлейфа так, чтобы искры доставали нижние гильзы через этаж.
Для снаряжения каскада лучше использовать «букеты» с разноцветными звёздками. Чаще верхние ярусы снаряжают более светлыми зёрнами, комплектуя поэтажно белыми, жёлтыми, красными, зелёными, синими или фиолетовыми огнями. Но, возможно, Вы захотите сделать радугу, и Вам придётся вспомнить расположение её цветов.
И, наконец, главный совет: сложные фигуры предварительно размечайте мелом, чтобы на них хватило фонтанов.
27.6. Л всё-таку, они вертятся
CJjf'з сопла вырвался сноп искр, и великолепное огненное колесо кЛ L величественно завертелось, осветив землю... А вот для приведения его в движение понадобились специальные подвижные фонтаны - форсы, выполняющие роль реактивных двигателей.
По своему устройству форсы напоминают неподвижные фонтаны. Наиболее ходовой калибр для них 16 мм, реже применяются изделия с внутренним диаметром от 8 до 30 мм. Толщина, стенок форсовых гильз составляет 1/3-1/4 калибра, а диаметр сопла 1/3 калибра. Их длина немного короче фонтанных (10-12 калибров), учитывая большую нагрузку при горении.
Снаряжают форсы, как и фонтаны, на унтерзатце или стержне длиной в 1,5 калибра, предварительно запрессовав глину (0,5 калибра) и медленный состав (1 калибр).
Одиночные форсы употребляют редко. Обычно, для их последовательного воспламенения в головной части через пробку высверливается отверстие до горючего состава. В него вставляют стопин в проводной трубке, второй конец которого вводят в жерло следующего форса. Для его надёжной фиксации используют пороховую подмазку либо обклеивают гильзу папиросной бумагой, как бы удлиняя её с обеих сторон на несколько сантиметров, и перетягивают ниткой вокруг проводной трубки со стопином, подобно тому, как крепят зажигательный шнур к фонтанам.
Иногда для упрощения монтажа, чтобы не сверлить глиняную пробку, используют крепление Ната. Для этого делают сквозные
отверстия, как в стенке гильзы в конце горючего состава, так и в головке последующего форса, которые соединяют стопином в тонкостенной бумажной трубке. За счёт изгибов огнепроводный шнур держится весьма надёжно без дополнительных креплений.
В форсах, как и в других самостоятельно движущихся пиротехнических изделиях (ракетах, швермерах, шутихах, жа-
воронках), применяются специальные усиленные искристые и пламенные составы, выделяющие большой объём горючих газов и спо
собные совершать работу. Такие составы получили название «реактивных» или «динамических».
Указанным требованиям вполне удовлетворяют пиротехнические смеси на основе пороховой мякоти. Скорость её горения до определённой степени можно уменьшить, повышая плотность запрессовки, и иногда этим пользуются при изготовлении мелких изделий с малой поверхностью горения (например, пчёлок, швермеров или шутих).
Обычно же мякоть разводят слабогорящими веществами или составами, содержащими углерод. Чаще всего это мелкий и крупный до 1 мм в диаметре древесный уголь; различной величины опилки железа, чугуна, стали, меди, цинка или алюминия; а также двойные смеси: сильный селитро-уголь (81:19) либо селитро-сера (76:24).
Известно, что прибавление к пороховой мякоти угля не только снижает скорость, температуру горения и силу состава, но и увеличивает объём выделяемого газа. Это объясняется дополнительным образованием окиси углерода, для чего содержание угля в пороховом составе повышают как минимум вдвое. А поскольку в дымном порохе содержится 13% древесного угля, то понятно, почему все «универсальные» формулы приготовления реактивных составов для фейерверков (Матюкевича, Степанова, Демидова и др.) содержат эту роковую цифру.
При добавлении к реактивной смеси ещё большего количества углерода (свыше 26%) он не выгорает полностью и пламя приобретает искристость.
Чем мельче гильзы таких пиротехнических изделий, тем меньший процент по весу горючего вещества они включают, поэтому тем сильнее должна быть реактивная тяга сжигаемого вещества для придания им подвижности; то есть, горючая смесь должна содержать меньше инертных наполнителей.
Эмпирическим путём установлено, что в зависимости от калибра подвижных фигур, дополнительное количество крупного угля для формирования искр на каждые 113 весовых частей реактивного составу (100 частей мякоти и 13 частей мелкого древесного угля) составляет:
m = K-k,
где m - количество весовых частей крупного угля;
К - калибр или внутренний диаметр гильзы в мм;
к - коэффициент, определяющий силу состава, который для сильных смесей равен 0,2, средних 0,3 и слабых 0,4.
Сильные составы применяют для форсов, швермеров и пчёлок; средние — для жаворонков, китайских колёс и квекарей; а слабые -для ракет и малоподвижных фонтанов.
Если вместо крупного угля добавляются опилки чёрных металлов, то их берут по весу в два раза больше угля.
Таким образом, универсальные формулы основных реактивных составов включают весовых частей: а) пороговая мякоть 100 б) пороховая мякоть 100
уголь мелкий 13 уголь мелкий 13
уголь крупный Кк железные опилки 2К-к
в) пороховая мякоть 100
уголь мелкий 13 уголь крупный 0,5К-к железные опилки К к
Использование чистой пороховой мякоти с металлическими опилками, как рекомендуют некоторые авторы, менее рационально, так как в огне столь сильной смеси они не успевают раскаляться. Напротив, наиболее яркие искры дают составы, ослабленные смесью селитры с углем либо серой.
Несмотря на то, что двойные композиции селитра-уголь (81:19) и селитро-сера (76:24) значительно слабее пороховой мякоти, в чистом виде они используются лишь для снаряжения изделий самых малых калибров. Обычно же их тоже ослабляют, причём, при использовании этих смесей вместо пороховой мякоти расчётные количества искристых веществ (крупного угля и металлических опилок) снижают вдвое.
Учитывая, что в форсах применяются только сильные реактивные составы (к = 0,2), формулы расчёта весовых частей их компонентов имеют вид:
- искристые с розовой лентой
г) пороховая мякоть 100 д) селитро-уголь (81:19) 100
уголь мелкий 13 уголь крупный К 0,1
уголь крупный К-0,2
- искристые с бриллиантовой лентой
е) пороховая мякоть 100
уголь мелкий 13
железные опилки К-0,4
ж) селитро-уголь (81:19) 100 железные опилки К О,2
- искристые с полубриллиантовой (двойной)лентой
з) пороховая мякоть уголь мелкий уголь крупный железные опилки
100
13
К-0,1
К-0,2
- пламенные розового огня
к) пороховая мякоть 100 селитро-уголь (87:13) К-2,4
- пламенные белого огня и) пороховая мякоть 100 селитро-сера (76:24) К-2,4
Например, рецепт «г» для форса калибром 20 мм включает 4
части (20-0,2) крупного угля, рецепт «з» того же калибра - 8 частей (20-0,4) железных опилок, а пропись «к» - 48 частей (20-2,4) слабой смеси селитро-уголь (87:13).
Рецепты реактивных пламенных составов «и» и «к» для форсов
применяются реже остальных, так как дают более короткий шлейф
и не так эффектны.
Следует иметь в виду, что для большинства форсов рекомендуется применять средне-сильные составы, а для малых только сильные. Пиротехнические композиции с низким содержанием угля 7,5-15% могут употребляться только для малых калибров до 13-16 мм. Составы же с содержанием угля 5-7,5% наоборот ино
гда служат для приготовления форсов и некоторых ракет с внутренним диаметром свыше 25-30 мм. Пороховые смеси, включающие
менее 5% угля дают красивое белое пламя, но горят медленно и в качестве реактивных не применяются. Для удобства изготовления форсов в таблицах 73 и 74 приведены сильные реактивные искристые и пламенные составы, адаптированные к калибру.
Таблица 73. Сильные искристые фарсовые составы, адаптированные к калибру
№ С крупноискристой розовой лентой
1533 1534 1535 1536 1537 1538 1539 1540
% Калибр, мм
30 25 20 16 13 10 8 5
Пороховая мякоть 84 84,7 85,5 86,2 86,5 87 87,3 87,7
Уголь древ, мелкий 10,9 11.0 П,1 11,2 11,3 н,з 11,4 И.4
Уголь древ, крупн. 5.1 4,3 3,4 2,6 2,2 1,7 1,3 0,9
или
1533 1534 1535 1536 1537 1538 1539 1540
Калия нитрат 63 63,5 64,1 64,6 64,9 65,2 65.5 65,7
Сера 10,5 10,6 10.7 10,8 10,8 10,9 10,9 И
Уголь древ, мелкий 21,4 21,6 21,8 22 22,1 22,2 22,3 22,4
Уголь древ, крупн. 5,1 4,3 3,4 2,6 2,2 1,7 1.3 0,9
Таблица 73. Продолжение
№ % Бриллиантовые Полубриллиантовые
1541 1542(1543 1544 1545 1546 1547 1548 1549 1550 1551 1552 1553
Калибр, мм
30 25 20 16 13 10 8 5 30 25 20 15 10
Пороховая мякоть 80 81,3 82.6 84 84,7 85,5 86,2 87 82 83 84 85.1 86.2
Уголь древ. мелк. 10,4 10.6 10,7 10,9 11 Н,1 11,2 н,з 10,6 10,8 10,9 11 11,2
Уголь древ, крупн. 2,5 г 1,7 1,3 0,9
Железные опилки 9,6 8,1 6,7 5,1 4,3 3,4 2,6 1.7 4,9 4,2 3,4 2,6 1.7
или
1541 1542 1543 1544 1545 1546 1547 1548 1549 1550 1551 1552 1553
Калия нитрат 60 61 62 63 63,5 64,1 64,6 65.2 61,5 62,3 63 63,8 64,6
Сера 10 10,2 10,3 10,5 10,6 10,7 10,8 10,9 10,2 10,4 10,5 10,6 10,8
Уголь древ. мелк. 20.4 20,7 21 21,4 21,6 21,8 22 22.2 20,9 21,1 21,4 21,7 22
Уголь древ, крупн. 2,5 2 1,7 1,3 0,9
Железные опилки 9,6 8,1 6,7 5,1 4,3 3.4 2,6 1,7 4.9 4,2 3,4 2,6 1,7
Таблица 74. Сильные пламенные форсовые составы, адаптированные к калибру
1554 1555 1556 1557 1558 1559 1560 1561
Калибр, мм
30 25 20 16 13 10 8 5
Пороховая мякоть 54 57,8 62,1 67,1 69,9 73 76,3 80
Уголь древесн. мелкий 7 7,5 8,1 8.7 9,1 9,5 9,9 10,4
Селитро-сера (76:24) 39 34,7 29,8 24.2 21 17,5 13,8 9,6
или
% 1554 1555 1556 1557 1558 1559 1560 1561
Калия нитрат 70,1 69,7 69,2 68.7 68,4 68 67.7 67,3
Сера 16,1 15,6 14.9 14,2 13,8 13,4 12,9 12,3
Уголь древесн. мелкий 13,8 14,7 15.9 17,1 17,8 18,6 19.4 20,4
Таблица 74. Продолжение
1562 1563 1564 1565 1566 1567 1568 1569
Калибр, мм
30 25 20 16 13 10 8 5
Пороховая мякоть 54 57,8 62,1 67,1 69,9 73 76.3 80
Уголь древесн. мелкий 7 7,5 8,1 8,7 9,1 9.5 9,9 10,4
Селитро-уголь (81:19) 39 34,7 29,8 24,2 21 17.5 13,8 9,6
или
— — 1562 1563 1564 1565 1566 1567 1568 1599
Калия нитрат 72,1 71.5 70,7 69,9 69,4 68,9 68,4 67,8
Сера 6,7 7,2 7,8 8,4 8,7 9,1 9,5 10
Уголь древесн. мелкий 21,2 21,3 21,5 21,7 21,9 22 22,1 22,2
Разнообразные форсовые смеси для наиболее ходовых калибров 16-20 мм представлены в таблице 75.
Так, состав 1570 с повышенным содержанием серы относится к категории сильных и даёт небольшое, бело-голубоватое, красивое пламя.
Очень сильная форсовая смесь 1574 сгорает двойным красновато-белым огнём с коротким мелкоискристым лучом. Похожий эффект оказывает состав 1575, но реактивная сила его слабее.
Таблица 75. Составы фарсов для наиболее ходовых калибров (16-20 мм)
"% 1570 1571 1572 1573 1574 1575 1576 1577 1578
Калия нитрат 63 63 68 60 79 77 67 67 68
Сера 26 10 И 10 10 15 11 И 11
Сурьмы (III) сульфид 11
Уголь древ, мелкий И 27 21 30 11 8 11 11 12
Уголь древ, крупный 11 9
~% ' 1579 1580 1581 1582 1583 1584 1585 1586 1587
Калия нитрат 62 62 54 60 50 55 53 63 52
Сера 10 10 9 10 8 9 9 10 8
Уголь древ, мелкий 11 19 9 10 25 9 9 1 I 9
Уголь древ, крупный 17 9 14
Железные опилки 14 20 17 27 29 16 31
Таблица 75. Продолжение
~% 1588 1589 1590 1591 1592 1593 1594 1595 1596
Калия нитрат 59 60 60 57 9 60 60 67 30
Калия хлорат 35
Сера 14 9 11 11 6 10 10 11 5
Уголь древ, мелкий 9 9 9 14 15 10 10 11 5
Магниевые опилки 20
Железные опилки 18 22 20 18 35
Медные опилки 20 11
Цинковая амальгама 60
Мощную тягу развивает динамическая смесь 1576, образующая яркое, голубовато-сероватое пламя со звёздоподобными искрами, напоминая бриллиантовый состав. Для большей красоты
эту смесь зернят с камедью, протирая через сито с диаметром от-
верстий 1-2 мм.
Большой реактивной силой отличаются крупноискристые фор-совые составы 1577-1580, причём, самый мощный из них 1578. С добавлением мелкого угля сила этих смесей падает, а их пламя приобретает розовую длинную ленту.
Великолепно выглядят форсы бриллиантового огня, снаряженные по рецептам 1582-1591. В этом ряду наиболее сильной является пиротехническая смесь 1582.
Красиво горит хлоратный реактивный со
став 1592, также содержащий железные опилки. Его насыщенное
искристое пламя очень яркое, однако, он легко детонирует от удара.
Широко применяется для устройства подвижных фонтанов по-лубриллиантовая смесь 1581, которая сгорает яркими, блестящими, розоватыми и белыми искрами.
Очень сильный реактивный форсовый состав 1593 включает 20% магниевых опилок и сгорает ослепительно-белым, искристым пламенем с весьма коротким шлейфом. Для получения более длинного луча используют магниевые стружки.
Исключительно красивый, яркий, светло-голубой огонь с зеленоватым оттенком образует необыкновенно сильная форсовая смесь 1596 с амальгамой цинка. К сожалению её пары весьма токсичны, а хранится она без ущерба качеству пламени только несколько дней. Этот срок можно значительно продлить, заменив амальгаму цинковыми опилками (особенно парафинированными), но сила такого состава слабеет, а пламя делается более тусклым.
Введение в пороховую смесь медных опилок позволяет получить весьма сильные форсовые составы 1594 и 1595, сгорающие ярким, светло-зеленоватым пламенем с голубоватыми искрами.
Значение описанных форсовых составов трудно переоценить: ими снаряжается большинство подвижных фигур фейерверков. А о том, как это лучше сделать Вы сейчас узнаете.
27.7. 917а\всёса^сонс^ое солнце или т^итайск^е колесо?
ряд ли небесное светило выглядело по-разному в средневековой Европе или странах восходя
щего солнца. Может поэтому один из наиболее красочных элементов низовых фейерверков получил сразу два метких названия «саксонское солнце» и «китайское колесо». Эта фигура представляет собой вращающуюся вертикально вокруг оси гильзу, с концов которой вырывается искристое пламя с длинным шлейфом, образуя великолеп
ный огненный круг, вполне напоминающий миниатюрное солнце.
Это изделие готовится несложно. Плотную гильзу первого рода произвольного калибра от 13 до 20 мм и длиной около 15-17 калибров плотно набивают произвольным искристым или двойным реактивным составом средней силы (к = 0,3)- Её торцы на 1,5 калибра забивают бумажными пробками на клею или мелко просеянной глиной и обклеивают кружками из бумаги.
Некоторые авторы рекомендуют использовать гильзы с шейкой, которую изнутри запрессовывают бумагой или глиной и также после снаряжения затягивают противоположный конец. Но сделать это с плотной сухой гильзой не просто. Поэтому, когда горючий состав
запрессован до нужной высоты, расслоите гвоздём или шилом внутренний слой бумажной гильзы, плотно прибейте его набойником к составу, а оставшуюся половину затяните верёвкой как при формировании шейки: теперь это будет не так сложно.
На каждом конце гильзы в месте, где начинается состав, необ-
ходимо неглубоко просверлить две дырки с противоположных сторон диаметром в 1/3-1/4 калибра, вставив в них куски стопина и зафиксировать их пороховой подмазкой. Под прямым углом к ним сквозь середину гильзы просверливают
третье сквозное отверстие того же диаметра и плотно вставляют в него на клею картонную трубку, длиной несколько превышающей наружный диаметр.
Концы стопина соединяют между собой, предварительно надев на них проводную трубку так, чтобы середина его была открытой для поджигания.
Остаётся только прибить фигуру через центральное отверстие для вертикального вращения.
Как только стопин догорит до состава, Вы сможете убедиться в надёжности его крепления к гильзе. Дело в том, что воспламенение изделия происходит не строго синхронно и плохо зафиксированный
стопин силой вращения может вырвать. Поэтому для большей надёжности лучше стопин дополнительно подклеить к гильзе полосками бумаги.
Можно поступить несколько иначе и в середину гильзы на 1 калибр запрессовать перегородку из сухой глины (1), тогда гильзу вставлять в центральное отверстие не обязательно.
Чтобы саксонское солнце не разорвало в начале воспламенения,
особенно если отверстия просверлены в глубь горючей смеси, что увеличивает поверхность горения, полезно запрессовывать гильзу с концов на 1 калибр медленногорящим искри
стым составом для малоподвижных фонтанов типа 1504 (2). Эта же смесь придаст начальное вращение в случае использования слабых
двойных составов.
Следует иметь в виду, что вращающая сила изделия увеличивается по мере уменьшения диаметра «выхлопных» отверстий. Огонь при этом будет более узким, а гильзу может просто разорвать. По мере сжигания состава момент вращения фигуры ослабевает, так как импровизированные сопла быстро прогорают.
Саксонское солнце можно сделать более красочным, если ближе к центру просверлить ещё по одному диаметром в 1/4 калибра и заклеить и:
дополнительному отверстию тонкой бумагой. Такое изде-
лие по мере выгорания образует второй огненный круг. Если все 4 отверстия соединить стопином, то огненные круги формируются одновременно.
В этом случае огненным кругам можно придать различную окраску, для чего концы гильзы и её середину забивают разными составами, а между ними во избежание смешивания пламени формируют дополнительно две глиняные пробки в 1/4 калибра толщиной.
Для снаряжения саксонского солнца вполне подходят искристые составы средней силы, применяемые как в фонтанах (сост. 1501, 1504-1506, 1511), так и в форсах (сост. 1574, 1576, 1579, 1582 и 1596), но лучше использовать реактивные смеси, специально подобранные для этой цели (табл. 76).
Таблица 76. Составы для китайских колёс и лиусинов
% № Искристые
Розовые Белый Голубой Бриллиантовые
1597 1598 1599 1600 1601 1602 1603 1604
Калия нитрат 66 61 78 57 53 58. 57 75
Свинца нитрат 25
Сера 11 10 9 8 9 9
Уголь древ, мелкий 23 21 18 9 9 10 20 18
Уголь древ, крупн. 8 4
Железные опилки 30 23 14 7
% № Искристые Пламенные
Жёлтые Синие Белый Жёлт. Зелен. Красные
1605 1606 1607 1608 1609 1610 1611 1612 1613
Калия нитрат 72 64 75 60
Калия хлорат 66 57
Калия перхлорат 61 54
Натрия нитрат 15
Натрия оксалат 14
Бария нитрат 18
Бария хлорат 61
Стронция нитрат 17 16
Сера 12 11 26 32 15 15 15 18 23
Уголь древ, мелкий 12 11 10 10 6 8 7
Горная синь 8 7
Шеллак 4
Имейте в виду, что в сильных бриллиантовых смесях j (1602-1604) лучше использовать мелкие стальные опилки, так как более крупный дробленый чугун из-за быстрого вращения гильзы не успевает достаточно раскалиться.
Составы 1599 и 1604 вполне подходят для сжигания в помеще
нии.
Горючая смесь 1600 образует нежный, очень обильный, белоголубой, мелкоискристый шлейф, больше похожий на сияние.
Цветные составы 1607-1613 относятся к категории пламенных. Они очень красивы, но луч от таких колёс более короткий. Пламенные смеси 1607, 1608, 1612 и 1613 горят особенно ярко, но готовить их, а тем более запрессовывать в гильзы надо более аккуратно, слегка смачивая спиртом или скипидаром, так как составы 1607 и 1612 воспламеняются при трении и взрываются от удара.
Также хороший результат получается при использовании искристых и двойных составов для жаворонков.
Так как действие саксонского солнца не продолжительно, то эти элементы не зажигают поодиночке. Чаще они употребляются в сложных композициях фейерверков с другими изделиями, но можно построить красивые огненные фигуры только из китайских колёс, например, «гирлянду», «узел» или «цветок».
Для этого из деревянных реек или сплошных щитов сооружают стеллажи в виде геометрических фигур (треугольников,
квадратов или многоугольников) в углы и в центр которых ввинчивают стержни с колёсами или форсами.
Проще всего приготовить так называемый «узел». Для этого достаточно прибить 3 заряженные гильзы к вершинам треугольника, установить его вертикально и объединить средины стопинов всех «солнц» общим
зажигательным шнуром.
При этом, расстояние между «соплами» каждой гильзы должно
превышать длину ребра треугольника, тогда огненные кольца пересекаются, оправдывая своё название.
Если же основанием для колёс выбрать вершины шестиконечной звезды «Давида», получаемой наложением двух деревянных треугольников, то выйдет чудесная фигура «цветок» с шестью огненными лепестками. Её можно усложнить, разместив в центре небольшой «узел» или подобную фигуру.
27.8. Что такое лиусин?
Cj то изделие иногда тоже называют «китайским колесом» и в практику фейерверков оно действительно пришло с Дальнего Востока. Грамотнее называть его «лиусином», хотя в Средневековой Европе за ним ещё водилось название «pastellien».
Такая фигура представляет плоскую спираль из длинной тонкой гильзы второго рода, начинённой реактивным составом, образуя при поджигании небольшой огненный круг.
Следует иметь в виду, что искристые смеси при горении лиуси-нов образуют разбегающиеся огненные лучи из ярких искр, подобно растрёпанной на ветру причёске, поэтому такие колёса ещё называют «волосатыми». Лиусины с пламенными составами получили название «кудрявых» из-за огненных кучерей-завитков, образуемых в момент горения.
Действие этого фейерверка не так эффектно, как при сжигании других колёс из-за малых размеров, но всё же достаточно красиво, чтобы описать его подробно.
На ровной тонкой проволоке диаметром 5-6 мм из писчей белой бумаги катают гильзу с толщиной стенок в 3-4 слоя. Оптимальную
длину трубки около 40 см дают полоски из листов бумаги формата АЗ. Если скрутить ровную гильзу такой длины будет проблематич-
но - не расстраивайтесь: её можно склеить из двух коротких.
Не увлекайтесь размерами - очень длинную гильзу трудно не только изготовить, но и качественно снарядить, а из-за большого веса такие изделия ещё и могут плохо вращаться.
Гильзу с одного конца затягивают наглухо или заминают на
клею и аккуратно, равномерно, но не очень плотно набивают в руках сильным искристым либо двойным составом.
Если у Вас всё же возникли при этом проблемы - не рас-страивайтесь: снаряжение лиусина относится не столько к пиротехнике, сколько к искусству.
В открытый конец гильзы вставляют тонкую вороночку, а в качестве набойника применяют узкий (лучше четырёхгранный) стержень диаметром 3-4 мм. Гильзу держат на весу за верхний конец, всыпают в воронку со вставленным набойником горючий состав и слегка его прибивают, вибрируя стерженьком. Конец заполненной
трубки затягивают ниткой.
После этого на гладком столе несколько раз катают снаряжён-
ную гильзу деревянной скалкой, на поверхности которой вырезаны
бы косая длинная выемка.
Вполне подойдёт торцевая фреза, развёртка, зенковка или, наконец, сверло большого диаметра. Сплющенная гильза принимает вид дуги с приподнятыми концами и мелкими рубчиками по одной стороне. Она без особых затруд-
продольные витые желобки или хотя
нений сворачивается в плоскую спираль. Трубку промазывают клейстером по рубцу и скручивают на деревянный кружок диаметром около 3 см, толщиной сопоставимой с гильзой и отверстием посредине. Чтобы изделие не развернулось, его перевязывают ниткой крест-накрест или даже обклеивают полосками картона.
Если нет желания связываться с деревянными катушками, сво
рачивают спираль с полой сердцевиной и приклеивают по центру кружок из плотной бумаги.
Готовое изделие протыкают по центру гвоздём и фиксируют к
опоре. При этом шляпка оси должна слегка наклоняться к земле,
чтобы лиусин не задевал крепление.
Для воспламенения лиусина конец трубки прожигают палитель-ной свечой. Иногда перед употреблением торец гильзы аккуратно срезают. Можно это сделать заранее, вставив в готовое изделие кусок стопина и закрепив его пороховой
подмазкой.
Иногда при горении такого колеса тонкие стенки гильзы прогорают, и огонь перескакивает через оборот. Чтобы избежать этого, делают бумажные стенки чуть толще либо при сворачивании спира-
ли между слоями трубки вкладывают полоску серпантина.
Есть разновидность лиусина -«американское солнце», в которой слои спирали не прикасаются друг к другу. Для этого прокатанную гильзу вкладывают в специальную форму, типа старой электроплитки без спирали, и склеивают двумя пересекающимися полосками картона.
27.9. вращающиеся огненные композиции (111 олковый словарь С. И. Ожегова определяет слово «форс» J JL L как «хвастливое щегольство». Да и есть с чего зазнаться: без него композиции фейерверков вращаться не будут.
Вначале познакомимся с вертикально вращающимися фигурами.
Самая простая из них -вертун. Эта фигура очень напоминает саксонское солнце, только готовится из двух гильз. Шейки форсов забиваются бумажными пробками, а в снаряжённых гильзах просверливаются боковые отверстия диаметром в 1/3 калибра до горючего состава. Сопла формируют в противоположные стороны, что создаёт вращательный момент при воспламенении фигуры.
Такое красивое изделие подобно саксонскому солнцу име- ет как минимум два недостатка: импровизированные сопла быстро прогорают, изменяя силу вращения, кроме того, стопин легче крепить к шейке гильзы, чем к неглубокому боковому отверстию.
Этих недостатков позволяют избежать «штанговые колёса». В качестве поперечной штанги применяют деревянную рейку с отверстием посредине. Такие фигуры могут отличаться огромными размерами, круги по 4-6 м в диаметре.
Чтобы вращение фигур было продолжительным, устанавливают последовательно несколько форсов. Для их крепления используют различные приёмы. Можно к торцу деревян-
создавая огненные
ного круга с отверстием посредине приделать спицы и форсы крепить к ним перпендикулярно. Ещё лучше к спицам зафиксировать обруч с привязанными форсами.
Вполне подойдут крестовины из нескольких сбитых реек, с фанерными накладками по центру. Причём, если диаметр такого колеса большой, то спицы лучше укрепить поперечными планками.
Для сравнительно небольших изделий хорошо зарекомендовали себя деревянные вставки с отверстиями для фиксации форсов.
Можно использовать и более замысловатые подставки, которые
между ними можно использовать
(например, сост. 1501, 1506, 1511,
1576, 1594-1596).
Многофорсовые фигуры особенно больших размеров для лучшей балансировки при выгорании составов удобнее поджигать с противоположных от центра сторон так, чтобы в движении были задействованы как минимум две гильзы.
Иногда случается, что парные гильзы сгорают не одновременно и это производит неприглядное зрелище. Чтобы элементы такого колеса потухли одновременно в последние форсы, ближе к пробке, досыпают зернистого пороха и соединяют между
позволяют отклонять шлейф искристого огня от траектории движения.
Обычно, чтобы большая фигура быстрее пришла в движение, первые гильзы снаряжают сильными крупноискристыми угольными составами типа 1577-1580. Следом ставят полубрилли-антовые (к примеру, сост. 1581) и заканчивают, как правило, яркими форсами бриллиантового огня (сост. 1582- 1591). В промежутке
фонтанные смеси двойного огня
1519 и более сильные сост. 1574-
собой дополнительным огневым приводом. Выстрелы с интервалом в несколько секунд потушат недогоревшие гильзы и украсят шумом фейерверк.
На одной оси может вращаться сразу несколько колёс, а чтобы
они не мешали друг другу лучше изготовить специальное крепление. Такой стержень должен иметь коническую резьбу (1) для ввинчивания в деревянное основание, сквозное отверстие (2) для удобства закручивания, винт (3) с барашко
вой гайкой (4) и несколько свободно насаженных шариков с отверстием (5).
В качестве крепления вполне подойдёт шиферный гвоздь с несколькими надетыми на него деревянными шариками от массажора. Они позволяют развести фигуры, чтобы те не задевали друг друга при движении.
Если двойные форсовые колёса медленно вращаются в проти-
воположные стороны, то создаётся впечатление, что расползаются несколько раков, поэтому такая фигура и получила название «раковое колесо». Наиболее подходящий размер для неё 1,5-2 м, а форсы привязываются под углом 45-60° к радиусу движения.
Возможно, в первый раз Ваши составы окажутся сильнее ожидаемых и «раков» Вы сразу не заметите... Не расстраивайтесь: от быстрого вращения и беспрерывно пересекающихся огненных лент получается не менее красивое подобие фантастического «цветка», поэтому не спешите при гостях давать названия своим шедеврам.
Прекрасно смотрится «медленновращающаяся лучистая
звезда», изготовленная на деревянном круге. Форсы для неё фиксируются с отклонением от радиуса всего на 5°. Столь малый вращающий момент определяет низкую скорость движения фигуры, которая вместо сплошного кольца огня выбрасывает искристые лучи. Все пять гильз этой «звезды» воспламеняются одновременно. Для большей продолжительности горения устраивают вторую переме
ну фонтанов, которые крепятся по другую сторону деревянного диска и воспламеняются после выгорания первой композиции.
Для демонстрации иногда используют две такие «лучистые звезды», вращающиеся на одной оси в противоположные стороны. Середину переднего диска можно украсить фигурными свечками; Пересекающиеся огненные лучи, переходящие в спираль, наделяют
это изделие магическим содержанием.
Замечательно смотрится «двойное огненное колесо с ядром». Для приготовления этой старинной фигуры к деревянному основанию более удалённого от наблюдателя огненного колеса (2) с четырьмя последовательными форсами устанавливают между ними четыре коротких свечи длиной в 3-4 см с ярким пламенным составом. Стопин подсоединяют таким образом,
чтобы каждая свеча воспламенялась одновременно со своим фор-
сом. В диске переднего колеса (1) на уровне свечей делается отвер-
стие диаметром 6-10 см. Расстояние между вращающимися на общей оси пластинами колёс должно составлять около 8 см.
Когда оба колеса одновременно воспламеняются, при быстром движении создаётся иллюзия, что ярко пылающее ядро медленно вращается в середине неподвижного солнца из искристого огня.
По законам иллюзиона яркое пятно перемещается из-за разно
сти скоростей вращения колёс, а если случайно загорятся две свечи, то и «ядер» станет вдвое больше.
II Легко понять, что это обман, но не сразу можно догадать-II ся, что он оптический.
Можете себе представить 3-4 вращающихся огненных колеса на одной оси? А если их 5 или 6... Правильно! И не пытайтесь. Лучше это один раз увидеть, чтобы запомнить до конца жизни.
Соберите большое огненное колесо с 12 форсами, сгорающими в 3 перемены, то есть, по 4 гильзы и насадите его на ось первым. Следом через деревянный шарик наденьте колесо поменьше с 9 форсами, горящими по 3 гильзы в 3 перемены. За ним закрепите шестигранное колесо с двумя тройками форсов. И закончите пирамиду свободно вращающимся трёхгранником с тремя последовательно связанными форсами. Свяжите гильзы всех четырёх колёс единым стопином. Отойдите подальше от сеновала или соломенной крыши и можете поджигать. В следующий раз, чтобы не повторяться, часть колёс можно направить вращаться в противоположную сторону.
Штанговые колёса, описанные в начале раздела, позволяют достичь ещё большего разнообразия. Прежде всего, они более удобны для создания многопеременных («долгоиграющих») фигур. Кроме того, их легче балансировать. А главное, на них уходит значительно меньше строительных материалов и поэтому они легче.
Для создания «разноцветных вращающихся огненных кругов» к деревянной рейке длиной в 1,5-2 м крепят фанерный круг диаметром 70-90 см с центральным отверстием для оси. На концах планки перпендикулярно фиксируют по 3 форса. Причём, последнюю пару, снаряжённую бриллиантовым составом со шлагом в конце, укреплённую по меньшему радиусу, ориентируют в противоположную сторону для тор-
можения вращения. К фанерному кругу, выкрашенному чёрной краской, крепят три ряда разноцветных свечей. Для воспламенения
все элементы связывают единым стопином. При быстром вращении горящие свечи сливаются в цветные кольца внутри огненного круга.
Расположив свечи центрального диска лучеобразно по спирали, Вы сможете без усилий ввести в транс своих гостей не хуже заправского гипнотизёра. Во время вращения «огненная спираль» создаёт иллюзию притягивания взгляда в центр фшуры, что постепенно приводит к торможению коры голов-
ного мозга.
В этот момент удобно подписать любой ценный документ или попросить взаймы денег. Только не перепутайте на
правление вращения, а то Вам могут отказать.
Вместо ввинчивающейся спирали можно изобразить на штанговом колесе «пропеллер» из контурных свечек, тем более что некоторые зрители всё равно увидят в нём сросшиеся «рога изобилия».
Из двух штанговых колёс, насаженных на общую ось, легко соорудить грандиозную «двойную мельницу». Для большего эффекта на обеих перекладинах можно установить под углом 45° к центру 4 фонтана с «фарфоровой» (сост. 1471, 1472) или «свинцовой» начинкой (сост. 1061, 1066, 1068). Это создаст нежное мелкоискристое сияние внутри огненного кольца.
Штанговые колёса нетрудно усложнить, вводя простые элементы эксцентрики. Например, если на перекладину повесить две свободно вращающиеся планки так, чтобы их оси легли не по центру, а со смещением на 1/3 длины и зафиксировать на их концах свечки с ярким пламенным составом, то в ходе горения фигуры внутри огненного кольца Вашему взгляду предстанут сменяющиеся эксцен-
трические круги цветного пламени.
Чтобы эта фигура работала хорошо, не увлекайтесь сильными форсовыми составами. При слишком большой скорости движения малые планки не успевают уравновешиваться в вертикальном положении, и внутренние огненные круги приобретают менее привлекательную правильную форму.
Если немного поколдовать и вместо ровных навесных планок выпилить два фанерных доллара или изображения буквы «S», украсить их рядом фигурных свечей и свободно подвесить со смещением центра тяжести так, чтобы при оборачивании вокруг оси они не задевали форсы, то при вращении такого колеса создаётся иллюзия извивающихся огненных змей.
Наиболее правильное название этого древнего элемента фейерверков - «мельничное колесо с жезлами Меркурия».
Оно и понятно: кому больше повезло в бизнесе - мифический бог торговли ассоциируется с долларами, а кому меньше - с ядовитыми змеями.
Оригинальной разновидностью мельницы является «огненное колесо с подвижными венками». В качестве венков используют фанерные кольца, украшенные контурными свечами. Кольца крепят
за одну сторону к штангам мельницы так, чтобы была возможность свободного вращения, а между ними на ось вставляют разъединительные деревянные шарики.
Подбор окраски пламени свечей в этой фигуре дело индивидуальное, но лучше использовать свечи только двух цветов, например, украсить два кольца в красный цвет и по диагонали к ним в зелёный или фиолетовый.
При поворотах крыльев такой мельницы кажется, что разноцветные огненные венки попеременно причудливо то опускаются,
то поднимаются внутри кольца пламени. Неискушённый зритель может подумать, что их двигают руками, по меньшей мере, несколько ассистентов.
Если вместо подобных венков использовать 4 вращающихся солнца, оснащённых шестью форсами в 3 перемены и дополнительно украшенных многоцветными свечами, то создаётся грандиозная
картина, в которой огненные вихри опускаются и поднимаются в кругообразной струе искристого пламени.
Видеть розы всегда приятно, а когда их сезон ещё не наступил -ICtVl VUJit-V. Г1^ 1 pVA.
ных планок сбивают шестиконечную звезду с равными лучами. На их концах и в центре размещают семь вертунов или китайских колёс с самостоятельным стопиновым приводом. Такая огненная «розетка» при горении очень напоминает «пылающую розу», особенно если для начинки не применять составы зелёного или фиолетового пламени. Беда лишь в том, что вертуны не имеют перемен, и удовольствие от этой горящей фигуры длится не долго.
К сожалению, большая масса этой фигуры не позволяет раскрутить её с помощью форсов целиком. Однако эта задача частично решается в следующей грандиозной фигуре, которую за внушительные размеры (до 7 м) в своё время называли «чудовищным коле
сом», хотя к ней вполне подойдёт более точное название «огненный штурвал».
К середине восьмиконечной звезды крепится подвижный диск огненного колеса с 12 форсами, горящими по 3, то есть, в 4 перемены. На центральном колесе и неподвижном фанерном кольце устанавливают гирлянды из контурных свечей или лозун
ги приветствия.
Через сложный огнепровод вначале воспламеняется большое огненное колесо и свечи на нём. По выгоранию трёх форсов первой перемены, загорается разноцветная гирлянда из свечей, за ней 4 солнца и контурные свечи четырёх пятиконечных звёзд на концах планок. После сгорания первых гильз малых солнц на звёздах воспламеняются по два неподвижных фонтана, что совпадает с возгоранием форсов бриллиантового огня центрального колеса. Для синхронного горения свечи этого колеса должны быть длиннее осталь
ных, так как они воспламеняются первыми.
При желании «розу» или «цветок с вертунами» несложно трансформировать в потрясающий огненный букет. Достаточно по периметру дорастить розетку шестиконечными звёздами из фонтанов, украшенными разноцветными свечами. Для лучшего «оттенения» пламени вертуны снаряжают угольным искристым составом типа 1577-1580, а фонтаны звёзд - полубриллиантовыми смесями 1484 или 1551.
Если из форсив, фонтанов, свечей и cepHOiO фитля собрать
«мозаику» или как её ещё называют «решётчатый огонь», то луч-
шей бутафорской декорации к фильму «Новый армагидон», пожалуй, и не придумаешь. Цвет пламени вертунов должен отличаться от остальной массы огня. А чтобы картина действительно не напоминала «конец света», расположите элементы так, чтобы струи их искристого огня не перекрывали друг друга, превращая фигуру в сплошную массу дикого пламени.
Чтобы отличить горизонтальные огненные колёса от вертикальных, большого ума не надо, достаточно к ним присмотреться, но при этом, главное, самому стоять ровно.
Их арсенал также весьма внушительный, а при желании его можно ещё разнообразить вышеописанными фигурами, перевернув ось их вращения на 90° и закрепив её сверху опоры.
Как выглядит молекула ДНК Вы ещё не забыли? Для получения
такой винтовой ленты из огненных спиралей достаточно Вашего «каприза». Да-да, именно так называется фигура, украшавшая лучшие фейерверки Лувра и Петергофа.
Они бывают «двойные», «тройные», «тихие» и даже «бегунные». Весь прибор состоит из деревянной ступицы, усаженной спицами с подвижными фонтанами. Верхний торец полой втулки забивается жестяной крышкой и насаживается на острый вертикальный стержень, выполняющий роль оси. Огненные струи форсов направлены вверх и вниз с небольшим отклонением, что создаёт вращательный момент, и искристый шлейф пламени как бы свинчивается с прибора. В некоторых конструкциях «капризов» часть гильз устанавливается горизонтально для устойчивого вращения и ещё большего распыления огня.
Можно заставить гореть эту фигуру в не
сколько перемен, причём, для лучшей балансировки сжигают по-
парно противоположные форсы. Наиболее удачными составами для них являются бриллиантовые форсовые смеси. Готовый каприз можно украсить, водрузив на его вершину искристый фонтан или фальшфейер.
Этот «вращающийся водопад» из искристого огня смотрится
20-30 см друг от
даже лучше настоящего. Для его приготовления достаточно на вертикальный металлический стержень одеть несколько вертунов и зафиксировать их на расстоянии уга специальными
муфтами с винтами. Для облегчения
вращения можно вставить между ними
деревянные шары. Если вертунов боль-
ше двух, лучше чтобы они через один вращались в противополож-
ные стороны.
Наиболее удачно для имитации воды подходят составы голубого огня 1576, 1594—1596. Чтобы такой фонтан «работал» подольше, иногда используют огненные круги с несколькими переменами форсов. Переливающиеся струи такого ниспадающего огня способны украсить даже самый изысканный фейерверк.
Также гильзы форсов можно снаряжать любыми другими искристыми составами и тогда этой фигуре подойдёт название «вращающийся каскад». А если для снаряжения использовать смеси
зелёного огня (например, сост. 1510) или букеты с зелёными звёзд-ками, изделие вполне пройдёт за новогоднюю ёлку.
Представьте себе пиротехническую фигуру, на которой невозможно зафиксировать взгляд - он всё время убегает к её вершине. Именно так ведёт себя «магическая спираль», свёрнутая в виде «огненного конуса».
Основанием такой «вращающейся пирамиды» служит огненное колесо. К нему крепятся узкие деревянные рейки (можно использовать ненужные оконные штапики или ровные хворостинки из сухой лозы). Сверху примотайте их к полиэтиленовой пробке от шампанского или к распиленной катушке от ниток с забитым жестью верхом. Они выполнят роль втулки. Достаточно переплести такой конус лозой по спирали, закрепить на ней
контурные свечи, завести стопин и фигура готова - остаётся только
посадить её на стержень.
Можно обвить конус полосой плотной бумаги, обработанной огнеупорным составом. А к ней подклеить свечи.
Если терпение позволяет, заведите вторую спираль, начиная скручивать её с противоположной стороны. Оба ряда украсьте однородными свечами, к примеру, зелёными и красными. А на вершине конуса водрузите фонтан. Свечи подберите такой длины, чтобы их хватило на 3 перемены форсов, и можете поджигать. Чтобы фигура служила дольше, в пробку от шампанского на счастье вставьте
двухкопеечную монетку.
После изготовления этой фигуры Вы запросто сможете подрабатывать производством клеток для попугаев. Конечно, процедуру
можно упростить, особенно, если в школе Вы были не в ладах с географией, и использовать старый глобус, вырезав в нём отверстия. Остальным же читателям придётся потрудиться.
Для изготовления «огненного глобуса» понадобится 3 одинаковых деревянных кружка (втулки и ступицы) диаметром 5-6 см с
центральным отверстием для оси. По торцу каждого из них просверлите 6 каналов глубиной по 1 см. Изогните по-
лукругом 6 кусков сталистой проволоки метровой длины и толщиной в несколько миллиметров. Вставьте их в каналы двух ступиц так, чтобы образовался шар (1). К третьей ступице прибейте жестянку, чтобы закрыть отверстие и вставьте спицы из проволоки длиной в 35 см. Из двухметровой проволоки сверните кольцо и примотайте его к шестиконечной звёздочке (2). Вставьте это колесо в глобус по «экватору» (3) и зафиксируйте тонкой проволокой. Вы
режьте из плотного картона 3 эллипса размером чуть больше просвета между соседними меридианами. Выкрасите их лицевую сторону в чёрный, а изнанку в голубой цвет, обработайте огнеупорным составом 818 или 819 и укрепите к обручам, оставляя равномерные просветы. Снаружи зафиксируйте на стенках по 3 последовательно воспламеняемых форса с составом типа 1594-1596. Внутри шара установите свечи голубого огня, а сверху - букет с синими звёздка-ми. Изделие насаживается средней ступицей на ось (4).
При воспламенении быстровращающаяся фигура очень напоминает нашу голубую планету из космоса, разумеется, тем, кто её оттуда видел.
Бегуны «бегунам» рознь. Хорошо, если запасное колесо - это
колесо Фортуны, ведь тогда мы сможем заставить крутиться наши адские машины сразу во всех плоскостях.
Проще всего это сделать, ук
репив на торцах горизонтально вращающейся мельницы два вертуна. Такая нехитрая фигура поражает наблюдателей, прежде всего
своей оригинальностью. Если она Вам понравится, то чтобы продлить её вращение, установите на мельницу дополнйтельные форсы, а вместо вертунов укрепите многопеременные колёса.
Удлинив ступицу вращающегося колеса и поставив её на деревянную опору, легко заставить огненную фигуру кататься по кругу. Такие «бегуны» бывают простые, двойные и даже тройные, а по расположению одно-, двух- и многоярусные.
В процессе горения фигура очень забавна - кажется, что одно колесо гонится за другим. Можно, не рискуя, делать ставки.
Глава 28. Слово не воробей - вылетишь в два счёта
28.1. ^асы истории с (юем
стория выстреливаемых пиротехнических фигур началась очень давно, одновременно с развитием огнестрельного ору
жия.
Что такое артиллерия, сегодня знает каждый, а то, что ещё в XVI в её называли «огнестрельным или большим снарядом», догадываются далеко не все.
Кстати, унтер-офицеры артиллерии императорской русской армии назывались «фейерверкерами». До недавнего вре-мени такое же звание присваивалось старшим подофицерам польских ракетных войск и артиллерии.
С открытием греческого огня и дымного пороха на смену каменным ядрам пришли зажигательные снаряды, выбрасываемые метательными машинами. «Бартабы» - стеклянные шары и глиняные кувшины с «огненным составом» положили начало ручным ГПЯНЯТЯМ.
«Бомбами» первоначально называли стрелы, обмотанные паклей и пропитанные зажигательными смесями. Позднее так окрестили сосуды со взрывчатыми веществами на двухколёсных повозках, управляемых воинами-смертниками. Более мелкие бомбы для метательных целей появились позже, причём, в Древнем Китае их прозвали «чёрными драконами».
Первые крупные огнестрельные орудия, стрелявшие огромными каменными ядрами для разрушения крепостных стен, назывались «бомбардами», а обслужива-
ли их «боги войны» - «бомбардиры».
К XIV в. наиболее развитая «артиллерия» была у мавров. Именно им принадлежит первенство в разработке железных, а позже медных и даже свинцовых ядер.
Примерно в этот же период появились первые ручные пушки (ружья) с медными, а позже железными стволами и малым отверстием со стороны приклада для поджигания пороха.
Уже к 1425 г к их ложу стали крепить горящий фитиль, облегчающий стрельбу. Такие ружья получили название «мушкетов».
Усовершенствование ружейного приклада для удобства прицеливания привело к разработке «аркебуз».
В 1515 г был изобретен колёсный замок, позволяющий высекать искры из кремня. Принцип действия таких «кремниевых ружей» просуществовал до сороковых годов XIX в.
С изобретением мортир (старинных короткоствольных орудий чаще навесного огня) появляется картечь, состоящая из камней, пуль и прочего металлолома. Её укладывали в мешки, корзины или просто засыпали в ствол до дульного среза.
К XV в. ядра стали отливать из чугуна. При стрельбе по деревянным постройкам и судам иногда их предварительно прожигали докрасна на жаровнях («калёные ядра»), а в канале орудия отделяли от порохового заряда мокрыми пыжами.
В то же время появились «светящиеся снаряды с железным сердечником».
С XIV в. стали применяться первые пистолеты, а для снаряжения пушек ручные гранаты с зажигательными составами. Поначалу гранаты имели вид «фонарей» и выполнялись из железных полос или состояли из двух медных полусфер.
Им на смену в XVII в. пришли гранаты с воспламенительными трубками, которые поджигали в канале орудия перед выстрелом («стрельба с двойным огнём»).
Первые картечные гранаты были предложены в 1800 г. шведским изобретателем Нейманом.
Через 3 года англичанин Шрапнель (1803) усовершенствовал эту систему, введя в снаряд ударную, а позже дистанционную трубку и новый вид картечи - диафрагменную шрапнель.
Гранаты и бомбы (весом более пуда) вкладывались в канал орудий дистанционными трубками внутрь, а чтобы зафиксировать их в таком положении, применялись специальные деревянные поддоны -«шпигли» или верёвочные венки. Замедлительное устройство воспламенялось пороховыми газами при выстреле.
Дальнейшее развитие российских зажигательных артиллерийских боеприпасов привело к созданию бранлкугелей - чугунных пустотелых бомб весом до 5 пудов, набитых составом из пороховой мякоти, селитры, серы, антимония, сала, воска, скипидара и шерсти, который горит даже в воде.
Для освещения позиций неприятеля некоторое время применялись саксонские ядра, включающие шарики из белого бенгальского огня на основе селитры, серы и антимония.
Шаровые светящиеся ядра представляли тестообразную лепёшку из бенгальского огня с повышенным содержанием переплавленной пластической серы в двух железных полусферах.
Осветительные ядра генерала Рейнталя состояли из двух чугунных картечных поддонов, между которыми вкладывался мешок со светящимися звёздками.
Совершенствование ручных гранат отечественной крепостной артиллерии привело к появлению трёхфунтовых сферических изделий, снабжённых замедлительными трубками с особым тёрочным приспособлением. Петля от такой тёрки цеплялась за кожаный браслет, застёгнутый на руке, а остальное зависело от живучести бросающего.
В 1807 г. была изобретена «ударная» система воспламенения оружейного пороха, действующая на капсюль с детонирующим составом.
К сожалению, гладкоствольные орудия (мортиры и единороги) не обеспечивали достаточную точность стрельбы. Изобретатели как могли, боролись с этим недостатком, пытаясь придать сферическим ядрам контролируемое вращение.
Так, в орудиях устраивались эксцентрические камеры для зарядов, чтобы сильнее воздействовать на нижнюю половину ядра. Употребляли «регулированные» ядра с «эксцентрической пустотой», вставляя их в орудие в перевёрнутом виде, чтобы центр тяжести оказывался в верхней части снаряда.
Знаменитый граф-изобретатель С. Роберто даже создал пушку с кривым каналом, изогнутым книзу. Его орудия стреляли приплюснутыми ядрами, которые вследствие большего трения о верхнюю стенку ствольного канала приобретали характерное вращение.
Индивидуальное стрелковое оружие развивалось быстрее и первые ружья с винтовым нарезом канала ствола стали появляться уже в начале XVI в. (винтовальные пищали). Им на смену пришли штуцеры, а с 1856 г. - винтовки.
Впервые продолговатые снаряды для пушки с нарезным стволом предложил в 1845 г. итальянский артиллерист Кавалли.
Поначалу нарезные орудия заряжались через дуло, а на поверхности снарядов располагались несколько рядов цинковых выступов, которые вводили в нарезы ствола. Подобные конструкции имели большой зазор и быстро прогорали, поэтому в дальнейшем снаряды стали вводить со стороны казны орудий.
Более удачные виды снарядов имели свинцовые, а позже медные пояса.
Осевое вращение снаряда при всех преимуществах также вызывало некоторое постоянное отклонение (деривацию), I----1 что учитывалось при стрельбе. Аналогичный принцип кон-
струкции сохранился в артиллерии до сегодняшнего дня.
Многие страны в качестве осветительных и сигнальных средств дальнего действия используют пиротехнические снаряды, которые по конструкции бывают однозвёздчатые и многоэлементные, в том
числе и парашютные, с отстрелом через головную и донную часть.
Обычное время горения такой звёздки около 30 с, а с парашютом - до минуты. Причём, сила их света составляет до 200000 свечей, а радиус освещения 500 м. Многозвёздчатые снаряды содержат до нескольких десятков таких элементов.
Парашютные осветительные двузвёздчатые 152-мм снаряды системы Погребнякова применялись ещё в сражениях возле озера Хасан. В нужной точке полёта такого снаряда огонь с дистанционной трубки (1) воспламенял стопин (2) и передавался звёздкам (3), а также замедлителю (4). Срабатывал вышибной заряд (5) и две звёздки массой по 550 г (3) с двойными парашютами (6) выстреливались через головную
часть.
Двойной парашют применялся для повышения вероятности раскрытия, которая оставляла желать лучшего, поэтому на смену им пришли более надёжные осветительные снаряды, выбрасывающие снаряжение через донную часть.
В таких системах обычно вышибной заряд из дымного пороха (1) заворачивается в легковое пламеняе-
мую ткань и располагается над диафрагмой (2) с отверстиями для воспламенения поро-ховыми газами осветительной звёздки (3), покрытой воспламенительным составом (4). Парашют (5) к звёздке (3) крепится через свободно вращающийся карабин-вертлюжок (6), чтобы не путались стропы. При отстреле давлением газов срезается фиксатор (7) и металлическое дно снаряда (8) выпадает жимым.
вместе с его содер-
В своё время в качестве средства ближнего действия активно использовались 26-мм осветительные и сигнальные патроны для пистолета («ракетницы») 4-го калибра.
При стрельбе под углом 60° ярко светящаяся звёздка вылетает на высоту 120 м, горит 7 с, давая радиус освещения 100 м и силу света до 30000 свечей.
Строение такого патрона очень простое. Звёздка диаметром 24 мм и высотой 4 см из прессованного состава (1) с небольшим воспламенительным слоем (2) и нитью стопина (3)
уложена в парафинированную гильзу с латунным основанием (4). Над капсюлем (5) засыпается 3 г зернённого дымного пороха (6), который закрывается картонным (7) и войлочным (8) пыжом с центральным каналом. Отверстие картонного пыжа (7) заклеивается марлевой сеточкой от высыпания пороха, а войлочный пыж (8) предохраняет звёздку от дробящего удара пороховых газов. Войлочная набивка (9) и картонный пыж (10) защищают элементы конструкции от смещения.
Сигнальными патронами стреляют из такой ракетницы под углом 90°, при этом высота подъёма цветной звёздки достигает 90 м, время её горения 6,5 с, а сила света не выше 10000 свечей. Ночью эти цветные сигналы видно на расстоянии до 7 км.
Винтовочные гранаты под мортирку Дьякова как пиротехническое средство ближнего действия появились на вооружении Красной Армии ещё до отечественной войны. Они представляли собой картонные ципиндры длиной 9 см, диаметром 4 см с обтекателем (1), заряженные осветительными либо цветными звёздками и выстреливались из специальной мортирки (2) длиной 33,5 см с нарезной резьбой, навинчиваемой на ствол винтовки (3). При выстреле с помощью холостого патрона под углом 50° дальность полёта такой осветительной гранаты около 230 м, время горения 7 с, а светосила 50000 свечей.
Сигнальные звёздки выстреливают под прямым углом, при этом высота подъёма
сигналов доходит до 200 м, звёздка горит 10 с, а сигнал различим на расстоянии до 12 км.
Обладатели современного газового оружия знают такую «мортирку» в более упрощённом виде. Металлический цилиндр с отверстием для выхода газов прикручивается к стволу газового пистолета, и позволяет производить выстрелы сигнальными звёздками диа-
метром 15 мм, которые пока свободно продаются в оружейных магазинах, но ещё легче их изготовить самому по типу помпфейерных, только без центрального канала.
Пожалуй, наиболее доступным на сегодня средством для запуска сигнальных огней, является простейшее приспособление из дюралевой (и даже пластмассовой) мор-тирки (1), снаряжённой звёздкой (2) с зажигательной подмазкой (3) и
пороховым зарядом (4), воспламеняемым капсюлем типа «жавёло» (5) пружинным ударным
механизмом (6).
28.2. Мортира или просто ступа
ля запуска пиротехнических изделий, представленных в этой главе применяются картонные пушки - прототип древних мортир. За ними даже сохранили это название. «Ступа» — так дословно в переводе с латинского называли эти старинные жерлистые камерные орудия. Изобретённые в XV в. для навесной стрельбы, они отличались крупным калибром и очень коротким стволом длиной всего в 2-4 калибра. Такие пушки применяли, главным образом, для разрушения особопрочных оборонительных сооружений. При стрельбе их ствол поднимался под углом 50-75°.
Россия первая в мире ввела на вооружение полевой артиллерии нарезную 152-мм мортиру образца 1895 г. В СССР мощная 280-мм мортира Бр-5 появилась в войсках перед второй мировой войной (1939). Она обеспечивала дальность стрельбы иа 10,7 км фугасными и бетонобойными снарядами массой 246 кг.
На вооружении современных армий мортиры не применяются, а их роль успешно выполняют миномёты и гаубицы.
Картонную мортиру крупного калибра для запуска бураков и
лёйскугелей во избежание неприятностей придётся готовить очень тщательно. Обычный калибр таких гильз 8-20 см при длине 50-70 см. В качестве материала лучше всего подходит ватман или тонкий картон, которые предварительно промазывают и пропитывают обойным клеем с
добавлением ПВА, а затем плотно накатывают на деревянный навойник, пока толщина стенок не составит 1-2,5 см. Для крупных
мортир лучше выточить деревянные поддоны, к цилиндрическому выступу которых гильзы прибиваются гвоздями. Такую мортиру лучше обмотать верёвкой и дополнительно промазать клеем.
Гильзы мелких калибров с одной стороны заминают с клеем и забивают глиной. Чтобы днище мор-
тиры меньше выгорало на дно лучше дополнительно загнать несколько картонных пыжей и Ваша пушка
готова.
28.3. ИСвермеры или огненные змейку
то хоть раз видел приличный фейерверк, наверняка помнит величественную картину, как по ночному небу зигзагами, подобно мелким молниям разбегаются яркие огоньки, описывая волнистые огненные линии. Это швермеры или змейки, а наши предки за весёлый и непредсказуемый нрав даже прозвали их «шутихами», хотя впоследствии это название закрепилось за другим пиротехническим изделием.
Сегодня эта фигура самостоятельно в фейерверках почти не применяется и служит вместе со звёздками для снаряжения мортир, представляя что-то типа снарядов для пушки.
На заре фейерверков такие изделия бросали в воздух руками, что весьма небезопасно, поэтому в дальнейшем для их «запуска»
приспособили специальные мортиры и ракеты, которые к тому же позволяют поднять их на более выигрышную высоту.
Готовят ручные швермеры из толстостенных (!) гильз первого рода калибром 6-15 мм и длиной до 10 калибров. Эта процедура напоминает изготовление фонтанов и форсов, только стержень для формирования центрального полого канала (1) используют покороче: обычно 1/2 калибра, для чего применяют специальный унтерзатц или укороченный затяжной стержень. Поскольку швермер сгорает быстро, шейку гильзы глиной не набивают.
Гильзу насаживают на жёлудь ун-терзатца и с помощью набойников запрессовывают дымным порохом, ослабленным древесным углем (4:1, сост. 1573). Сверху на 1,5 калибра забивают глиняную или бумажную пробку на клею. Снимают со стержня, вставляют в шейку до горючего состава короткий кусок стопина и фиксируют его подмазкой к головке, чтобы он выступал на полсантиметра. Обычно, этого достаточно, чтобы зажжённая фигура после
броска окончательно воспламенилась в воздухе, а не на земле.
Обращаться с этой фигурой надо очень осторожно, чтобы не обжечь руки! Во избежание неприятностей ручные швермеры луч
ше не снаряжать дополнительным шлагом из зернистого пороха для выстрела, ни в коем случае не удлинять полый канал, необходимо добротно прессовать горючий состав, но ещё лучше использовать для запуска специальные приспособления с пороховым зарядом.
Мортирные швермеры делаются почти также, только для них можно использовать гильзу и подлиннее (до 14 калибров). В этом случае швермер на половину запрессовывается сильным реактивным составом из пороховой мякоти, разбавленной мелким древесным углем (5:1, сост. 1571), крупным углем (10:1, сост. 1578) или железными опилками (4:1, сост. 1582). В принципе, для снаряжения подобных шутих подходит любая сильная искристая пиротехническая смесь. Чем сильнее состав швермера, тем эффектнее его дейст
вие, поэтому мелкие гильзы можно плотно набивать одной мякотью. Над горючей смесью вставляют бумажную пробку, обмотанную стопином. Свободное пространство засыпают порохом, а торец забивают глиной или бумажной пробкой на клею и заклеивают бумажным кружком либо заминают с клеем конец гильзы. Полёт такого швермера заканчивается громким выстрелом.
Существуют многочисленные видоизменения швермеров.
Очень забавно ведёт себя «двойной швермер». Готовится он, как и обычный, но с некоторым дополнением. На укороченном стержне гильзу на 3 калибра забивают сильным искристым составом
12 1
(1), досыпают 2 калибра пороха (2) и ещё 3 калибра запрессовывают исходным реактивным составом (1). Свободную
часть гильзы осторожно расслаивают и затягивают шпагатом на том же стержне так, чтобы сформировалось второе сопло. Оба отверстия соединяют стопином и фиксируют пороховой подмазкой.
В воздухе такой швермер формирует два луча в противополож-
ных направлениях, а поскольку их сила, как правило, не однозначна,
фигура приобретает слабое движение, что выглядит очень эффект-
но.
«Змеиной звёздкой» прозвали видоизменённый швермер, в котором пространство над обычной начинкой из прессованного искристого реактивного состава (1), насыпного пороха (2) и бумажной пробки (3) забивают яркой пламенной или звёздной смесью (4), верх которой обрабатывают пороховой подмазкой (5). Оба торца соединяют стопином. При воспламенении такого швермера кажется, что яркая огненная звёздка вылетает из хаотично движущегося швермера.
Для формирования так называемой «огненной кисти» иногда применяют специальные швермеры в виде тонкостенных трубочек (4-5 оборотов бумаги) калибром 5-13 мм и длиной 6-7 см, набитых
3
1 2
искристым составом (1). Один конец такой гильзы затягивается наглухо (2) либо заминается с клеем, другой же обмазывается пороховой подмазкой (3) и припудривается мякотью для облегчения воспламенения. Зажжённые швермеры кра-виде расходящейся огненной кисти, и каждая
сиво ниспадают в
гильза описывает искристую извилистую линию или «змейку».
Подобный швермер можно оснастить звёздкой, для этого второй конец гильзы оставляют от-крытым и в него вставляют сфор- —2
мированный шарик из звёздного 1г -——-состава (1), например, «золотого 1
или серебряного дождя». Звёздку фиксируют бумажным колпачком (2). В конце горения, падающие вниз швермеры, теряют огненные шарики, наполняя ночное небо нежным сиянием.
1
3
2
Ещё лучше стянуть обычный швермер за пороховым составом (1), но не до конца, а оставив отверстие в 1/4 калибра. В свободную часть гильзы вставляют осветительный шарик (2). Торец швермера слегка заминают и заклеивают кружком бумаги (3).
4
3 2
Интереснее ведут себя вращающиеся швермеры.
Так называемые «пчёлки» готовятся следующим образом. Швермерную гильзу, затянутую наглухо (можно вставить бумажную пробку), набивают сначала сильным искристым составом (1), а затем порохом (2). После чего вставляют небольшую бумажную пробку (3), расслаивают конец гильзы, часть слоёв бумаги подминают с клеем, а остальные затягивают наглухо (4). У нижнего конца делают отверстие (5) диаметром 1/3 калибра до искристого состава и вставляют кусок стопина, который фиксируют ниткой и пороховой подмазкой. Воспламеняясь, эта фигура быстро вращается с характерным жужжанием, чем-то напоми
ная полёт «Алябьевского шмеля», но в отличие от которого, в конце взрывается.
Ещё громче жужжит и быстрее вращается «видоизменённая
пчёлка» с двойным соплом типа «саксонского солнца» или «китайского колеса». Концы такой пчёлки затянуты наглухо, средняя часть забита порохом (1), а отверстия расположены ближе к торцам под углом 180°
друг к другу. При воспламенении эти изделия очень энергично вращаются, образуя яркую искристую ленту. Выгорают они быстрее обычных «пчёлок».
Красивее и звучнее происходит полёт швермера, у которого боковые отверстия расположены не противоположно, а со смещением на
90°. Такое видоизменение пчёлки получило название «вихрь». Для них используют крупные гильзы калибром 18-20 мм и длиной 15-18 см. Такая фигура стремительно движется по воздуху с особым шумом, взрываясь в конце горения.
Очень интересно горит швермер, получивший название «огненный крест». Шейку гильзы затягивают наглухо и на 1/4 длины забивают сильным искристым составом (1). На него всыпают 2 калибра пороха (2) и оставшуюся часть запрессовывают энергичным пламенным или двойным составом (3), а чтобы он не высыпался, конец гильзы обмазывают пороховой подмазкой (4). У основания шейки просверливают боковое отверстие (5) и соединяют его стопином с верхней частью горючего состава. Движение такого вращающегося швермера напоминает огненный крест с искристым и пламенным шлейфом, особенно мощным под конец.
Что-то среднее между «вихрем» и «огненным крестом» можно приготовить, если набить всю гильзу искристым составом, наглухо
затянуть торцы, а посредине с противоположных сторон с неболь-
шим смещением около 2 см просверлить две дырки и соединить их
общим стопином. Наиболее ходовой калибр таких швермеров 13 мм при длине 10 см. Эта фигура производит искристый огненный смерч, лучи которого выходят из
одной точки. Если смещение между боковыми отверстиями умень-
шить до 0,5-1 см, то вращение швермера замедлится, и он будет напоминать «вращающуюся звезду».
Так называемая «листовая звезда» представляет собой швермерную гильзу, набитую несильным пламенным составом и наглухо затянутую с обеих сторон. Ближе к одному концу по диагонали просверливают насквозь ряд отверстий на равном расстоянии. В несколько отверстий вставляют стопин и фиксируют пороховой подмазкой. Ею же заделывают и остальные дырки. Падающая гильза выбрасывает огненные лучи, напоминая звезду.
Особое место занимают сопряжённые композиции из несколь-
ких швермеров. Так, для приготовления шестилиственной швер-мерной звезды 6 гильз затягивают наглухо и забивают произвольной горючей смесью, заканчивая шлагом из пороха. Их приклеивают вокруг нормально сформированного швермера с сильным реактивным составом. С боку внешних гильз ближе к основанию формируют отверстия диаметром 1/3 калибра и соединяют их стопинами с
соплом центрального швермера. Воспламеняясь, такой швермер хаотично двигается, хоть и не так резво как обычный, зато излучая 6 цветных огненных лучей.
28.4. jTpKoU звездою в мрачную душу
(Т ! режде чем приступить к описанию этой фигуры, имейте в J L виду, что даже у самой маленькой мортирки есть своя боль-
шая цель
в жизни, поэтому постарайтесь не оказаться на линии её огня. Это простейшее изделие под силу даже начинающему фейерверкеру. Для его изготовления понадобится толстостенная гильза первого рода калибром 10-20 мм и длиной 10-12 калибров. Один конец её заминают наглухо и забивают глиной или бумажной пробкой (1). Для малых калибров в качестве подставки подклеивают картонный квадрат. Более крупные гильзы затягивают наглухо, вставляют пробку и ют готовое изделие ному, а ещё лучше
скому стержню (например, к
клею
подвязыва-к деревян-металличе-электроду),
который вгоняют в землю до упора.
В такую мортирку всыпают порох (2) в количестве 1/3 - 1/5 от стреливаемой фигуры и вставляют
дымный веса вы-цилинд-
на
4
3
рическую звёздку (3) помпфейерного типа только без центрального канала, ориентируя её пороховой подмазкой вниз. Звёздка должна входить плотно, но без особых усилий, чтобы её не расколоть. Над ней загоняется войлочный, бумажный или несколько картонных
пыжей (4).
У основания гильзы делается отверстие на уровне порохового состава, в которое вставляется и крепится зажигательной подмазкой тонкий стопин. Для мортирок малых калибров лучше подходит «пироксилиновая нить». Достаточно её поджечь и через несколько секунд после выстрела яркая звёздка высоко взлетит в небо.
Чтобы огненная звёздка сгорела в воздухе, а не на земле, её толщина обычно не должна превышать полкалибра.
Можно поступить по-другому и малые мортирки поверх вышибного заряда забить пластичной ещё сырой массой для звёздок на летучем органическом растворителе. Несмотря на явную простоту, этот метод не лишён недостатков: «запыжёванный» состав долго сохнет и его неудобно точно дозировать.
Куда богаче смотрятся мортирки, собранные в «брикеты» или
«фейерверочные уста
новки». Они могут отстреливать звёздки как через равные промежутки времени (1), так и с ускорением, срабатывая одновременно по несколько штук (2) в зависимости от системы воспламенения.
Снаряженные гильзы осторожно просверлива
ют насквозь через пороховой состав, нанизывают на тонкий стопин и гирляндами укладывают в коробки (1). При этом, если ряды гильз Дополнительно перемкнуть стопином, частота выстрелов пойдёт по нарастающей (2).
Для этой фигуры подойдёт любая картонная коробка, даже от «Киевского торта», только гильзы в неё нужно укладывать плотно, предварительно смазав клеем дно.
подмина-
Подобный фейерверк можно немного видоизменить и сделать многоразовым. Для этого (в виде исключения!) мортирки делают из облегчённых металлических трубок. Например, идеально подойдут гильзы от пустых картриджей для ксероксов (калибр 20 мм), которые массой скапливаются на обменных пунктах. Один торец трубки на 2-3 мм ют круглогубцами вовнутрь под 90° и слегка «расплёскивают» его на вставленном набойнике, делая ровным ободок (1). Внутрь гильзы вкладывают отслужившую 3-х или 20-копеечную монетку образца СССР с отвер
стием посредине в 2-3 мм и Ваша мортира готова.
В гильзу помещают пару граммов влажной пороховой подмазки и, поворачивая набойником, слегка выдавливают её через отверстие в основании. Этим же составом покрывают торец мортирки снаружи, припудривают его мякотью и, осторожно прокручивая, вынимают набойник. Чтобы он легче вынимался и к нему не прилипала подмазка, к его торцу прибивают такую же просверленную монетку. После сушки в мортирку всыпают
несколько граммов дымного пороха (1/3-1/4 массы «снаряда»), вставляют помпфей-ерную звёздку без канала и пыжи.
Заряженные гильзы собирают в связки не более, чем по 7 штук и стягивают в двух местах тонкой проволокой или холщовой (!) изолентой, приматывая одно
временно электрод для крепления к земле. К «днищу» одной из связок клейкой лентой фиксируют кусок стопина. Достаточно такие брикеты воткнуть рядом в землю так, чтобы торцы гильз были на одном уровне, но не касались земли и поджечь стопин, как воспламенится вся батарея, даже если между связками будет небольшое расстояние. По-разному ориентируя брикеты на земле, можно контролировать выстрелы от одиночных до сложных залпов и нестихающей канонады. Ещё красочнее срабатывает эта фигура, заряженная небольшими швермерами или мортирными разрывными звёздками.
28.5. пчелиная я^изнъ далеко не мёд
отите увидеть маленькое чудо - запаситесь терпением.
Ещё в XIX в. пиротехник Вебский (по паспорту немец) описал в высшей степени эффектную фигуру - пчелиный рой, представляющую фонтан, из устья которого взлетают на значительную высоту пчёлки под грохот канонады. Изготовление такой фигуры не требует сложных элементов, однако представляет весьма кропотливую работу, которая вполне вознаграждается красотой этого зрели
ща.
Для центрального фонтана подойдёт прочная картонная гильза наружным диаметром не менее 50 мм и длиной около 40 см. Её набивают любым крупноискристым фонтанным составом, но чаще остальных используют пиротехническую смесь 1460. Сформированный фонтан фиксируют вертикально, вклеивая в отверстие в деревянной подставке. Затем его обклеивают снаружи по спирали мортирными гильзами меньших размеров (11-13 мм), затянутыми, обрезанными и наглухо забитыми, ориентируя их головками книзу.
У основания каждой малой гильзы на уровне предполагаемого порохового заряда
делают отверстие в 3-4 мм для стопина и на том же уровне в стенке фонтана. Отверстия соединяют стопином в тонкой проводной трубке, которую вклеивают в гильзы. В каждую мортирку всыпают заряд дымного пороха (1/3 веса снаряда) и плотно вгоняют пчёлку или швермер, которые должны быть на 1-2 см короче длины гильзы. Жерла снаряжённых мортирок заклеивают бумагой, чтобы в них не падали искры от фонтана.
По мере выгорания центральной гильзы один за другим воспла-
меняются стопиновые провода и выстреливаются пчёлки. Фигуру устраивают так, чтобы швермеры или пчёлки взлетали по нарастающей от одиночных выстрелов до вылета целого «роя». Для этого
нижняя часть фонтана обклеивается мортирками наиболее густо, причём, в несколько рядов.
Если эта процедура вызвала у Вас проблемы или Вы затрудняетесь расположить гильзы «на глазок» так, чтобы они не мешали друг другу, воспользуйтесь подсказкой Вебского. Он рекомендовал отмерить наружный диаметр фонтанной гильзы, её рабочую длину (без головки и основания) прямоугольник. Затем разбить его
более мелкие сектора, провес-
ти несколько диагоналей и пронумеровать точки их пересечения с осевыми линиями и серединами малых прямоугольников, обклеить чертежом набитую фонтанную гильзу и в отмеченных точках неглубоко просверлить отверстия для стопинов. Порядковый номер указывает на удалённость мортирки от головной гильзы. Так, возле номера «1» мортирки подклеиваются непосредственно к фонтану и крепятся в первую очередь, а против номера «2» приклеиваются к предыдущей мортире. До номера «16», как правило, не доходит.
Несколько полезных советов «пчеловодам-любителям»:
- не делайте глубоким канал для стопинов в фонтанной гильзе,
- не применяйте мортирки более крупных калибров,
- не увеличивайте вышибной заряд.
Во всех случаях Вы рискуете раньше времени растерять мортирки с Вашего пиротехнического «улика».
28.6. ИСлагометателъ органного типа
(Т? ели у Вас нелады с геометрией и «графики Вебского» Вас не /-.» вдохновляют, близкую по действию фигуру можно изготовить значительно проще. В Средневековой Европе её называли «Schlagleisten», а наши предки - «шлагометателем».
На длинную доску наклеивают вплотную «стоя» в одну линию произвольное количество мортирок (1). Для надёжной фиксации к доске у их основания прибивают две рейки (2), а ближе к жерлам
подклеивают ленту из плотной бумаги (3).
4
Длинную гильзу (4) калибром в 16-18 мм наглухо набивают слабым искристым составом и приклеивают лёжа вдоль мортирок.
Против каждой из них в гильзе делается отверстие, которое соединяют стопином в проводной трубке с мортиркой.
Гильзочки заряжают светящимися звёздками либо швермерами. При воспламенении большой гильзы поочерёдно срабатывают мор-тирки, а частота выстрелов несложно регулируется близостью отверстий на «клавиатуре» такого музыкального инструмента.
Замедленное контролируемое зажигание мортирных батарей можно осуществить ещё проще. Достаточно вместо длинной лежачей гильзы взять открытый стопин, наложить на него «стопинчики» от мортирок в огнепроводных трубочках, но так,
чтобы открытые участки стопи-
нов касались друг друга, и присыпать всю воспламенительную систему мелкими сухими древесными опилками слоем около 3 см. В ветреную погоду можно сверху на опилки положить лист фанеры или соорудить подобие коробки. Дело в том, что опилки сильно замедляют горение стопина, делая его тихим и спокойным.
Приведенные устройства замедленного воспламенения также широко используются для запуска различных пиротехнических изделий. Вы тоже можете украсить горение шлагометателя финальным выстрелом бурака или фугаса.
28.7. Мы из Фима
онечно, можно устроить салют из десятка отдельных мортир, но в практике фейерверков их иногда удобно заменить одной фигурой — римской свечой. Как Вы уже догадались, с описанными ранее фигурными свечами эти не идут ни в какое сравнение, не зря их ещё называют «помпфейерами», указывая на показную пышность изделия. Это своего рода пулемёт для запуска светящихся звёздок. Такие «свечи» горят ярким крупноискристым пламенем, динамично выстреливая на довольно значительную высоту блестящие разноцветные огненные шары, беззвучно растворяющиеся в темноте.
К счастью, такая фигура готовится несложно. Для неё исполь-
зуют, пожалуй, наиболее длинные пиротехнические гильзы первого рода в 35-50 см (25-30 калибров) с внутренним диаметром 12-25 мм. Самый ходовой калибр 18-20 мм, а длина 40 см. Катают такие гильзы с толщиной стенок 1/4 -1/3 калибра на специальном длинном навойнике. Более тонкие концы сырых трубок затягивают наглухо, обрезают, забивают слоем глины (1) и сушат.
Снаряжают римские свечи в следующем порядке. На дно гильзы помещают пороховой заряд (2), затем цветную звёздку (3) и над ней небольшое количество промежуточного медленногорящего искристого состава (4). В той же последовательности закладку повторяют ещё несколько раз. Обычно, в среднюю гильзу входит 8-10 огненных шариков так, чтобы над верхней звёздкой до жерла оставалось пространство в 2-3 калибра.
В верхнюю засыпку искристого состава вставляют стопин, подклеенный пороховой подмазкой либо прижатый бумажной пробкой
и заклеивают гильзу бумажным кружком.
Изготовление помпфейерных огненных звёздок (3) в виде цилиндров с полым каналом по центру описано выше. Их толщина должна составлять 1/2-1/3 калибра, так как более тонкие звёздки часто раскалываются при закладке либо при выстреле, а толстые не успевают сгорать в воздухе и падают на зрителей. Оптимальный диаметр центрального канала звёздок 2 мм. Для облегчения их воспламенения обязательна пороховая подмазка, которую для большей надёжности лучше наносить с обеих сторон звёздки.
Сформировать дистанционную трубку из полого канала помпфейерной звёздки можно несколькими способами. Достаточно вставить в канал, выступающий с обеих сторон отрезок стопина. Можно поочерёдно нанизывать звёздки на тонкий стопин, зафиксированный на нижней из них. Это затрудняет засыпку пороха и проме
жуточного состава, а также требует применения специального набойника из полосы листового металла с отогнутым на 90° и прорезанным кончиком. Каналы звёздок проще заделать пороховой подмазкой или вставить в них кусочки стопина. И, наконец, имея некоторый опыт, можно заполнить их порохом при забивке помпфейера, укладывая звёздки на ещё не запрессованный состав.
Синхронные паузы между выстрелами обеспечивает промежуточный искристый состав, который должен гореть медленно, но красиво. Чаще с этой целью применяют слабые крупноискристые угольные смеси 1460 или 1469. Для получения розовой ленты используют специальные составы 1618 и 1619. Бриллиантовый шлейф образуют пиротехнические композиции 1624 и 1625. Масса всыпаемого промежуточного состава должна соответствовать весу снаряжаемой звёздки и в прессованном виде обычно занимает один калибр, что облегчает фасовку калиберным совком.
Уменьшения слоя промежуточного состава может стать причиной одновременного выстрела нескольких звёздок.
Крупноискристые составы (угольные и бриллиантовые) во избежание расслаивания необходимо всыпать небольшими дробными порциями либо предварительно слегка смочить спиртом, не допуская смешивания с пороховым зарядом, что ослабляет выстрел.
Некоторые авторы предлагают корректировать содержание промежуточных составов с калибром помпфейеров (табл. 77), снижая включение пороха в крупных гильзах.
Таблица 77. Промежуточные составы в помпфейерах, адаптированные к калибру
№ % Розовая лента
1614 1615 1616 1617 1618 1619
Калибр, мм
30 25 20 15 15-20
Пороховая мякоть 36,5 37,6 38,8 40,7
Калия нитрат 27,4 54,8 28,2 56,4 29,1 58,2 30,5 61 58 75
Сера 4,4 9 4,5 9,2 4,6 9,5 4,9 10 9
Уголь древ, мелкий 31,7 36,2 29,7 34,4 27,5 32.3 23,9 29 33 25
№ % - Бриллиантовая лента
1620 1621 1622 1623 1624 1625
Калибр, мм
30 25 20 15 15-20
Пороховая мякоть 31 32,7 34,5 37,6
Калия нитрат 23,3 46,5 24.5 49 25,9 51,8 28,2 56,4 52 70
Сера 3,7 7,6 3,9 8 4,1 8,4 4,5 9,2 8
Уголь древ, мелкий 12,1 16 12,7 16.8 13,4 17,7 14,7 19,4 18 16
Железные опилки 29,9 29,9 26,2 26.2 22,1 22,1 15 15 22 14
Однако для наших изделий уровень свечного огня, пожалуй, не так существенен. Другое дело высота выстрела огненных звёздок.
Поэтому наиболее важным моментом в изготовлении римских свечей является правильная дозировка вышибного порохового заряда. Дело в том, что длина канала ствола для верхних и нижних звёздок сильно отличается, как и время воздействия на них пороховых газов. Обычно, масса пороха, закладываемого под верхнюю звёздку, составляет 1/2-2/3 от её массы. Для обеспечения одинаковой высоты взлёта нижних звёздок, вышибной заряд уменьшают в 10-15 раз, то есть, масса пороха под соседними звёздками отличается в среднем на 1/8-1/10 часть.
Если не соблюдать предлагаемые пропорции, звёздки могут раскалываться при выстреле, догорать на земле, а ещё хуже - не воспламеняться в полёте либо сгорать в гильзе. Рассчитывать заряд на каждую звёздку и отвешивать его на аптечных весах - дело полезное, но не всегда благодарное, так как на результат сильно влияет размер зёрен пороха, диаметр и масса звёздок, плотность запрессовки и масса других факторов, поэтому окончательную корректировку внесёт Ваш опыт.
Для удобства отмеривания пороха можно использовать стеклянный цилиндр или пробирку, в которые всыпают отвешенный порох для верхней звёздки и разделяют их отметками на 10 равных частей. Ещё лучше подготовить набор полых пробок либо напёрстков, залитых до разного уровня плавленым воском или сургучом.
Остаётся предупредить, что запрессовывают римские свечи весьма осторожно, чтобы не расколоть звёздки. С этой же целью очень важно, чтобы звёздки плотно входили в гильзу, а крупинки промежуточного состава не попадали между стенками.
Известны многочисленные разновидности помпфейеров.
Ещё в середине XIX в. пиротехник Штамм предложил очень доступный способ изготовления многоразовых помпфейерных гильз. Для этого катают толстостенные бумажные трубки диаметром 6-8 см и длиной 50 см. Один их конец заминают, а внутрь набивают размягчённую силикатным клеем красную глину (болюс). В центре сверлят отверстие диаметром 16-20 мм и длиной около 45 см. Приготовленную трубку наполовину заполняют любым горючим составом, выжигают остаток влаги, и гильза готова к применению. Такую гильзу по мере выгорания можно восстановить, снова забив глиной.
28.8. Т1о()лиж£ ^небесам
(Я юбуясь великолепной картиной разноцветных залпов мощных _/ L батарей римских свечей, приходится сожалеть, что яркие ниспадающие огни тонут в облаке дыма, который съедает часть их блеска прежде, чем они успевают окончательно сгореть. В связи с этим появились многочисленные разновидности помпфейеров, не содержащих промежуточный медленногорящий состав. Чаще всего его заменяют картонными пыжами либо глиняными пробками.
Одна из таких конструкций включает помпфейерную гильзу, затянутую и забитую глиной (1) с одной стороны, в которую засыпается вышибной заряд дымного пороха (2). Над ним закладывается цилиндрическая звёздка (3) с полым каналом по центру, в который вставлен отрезок стопина (4). В этом случае звёздка ориентируется
зажигательной подмазкой (5) книзу. На неё кладётся картонный пыж (6) с запальным отверстием посредине и так до самой вершины гильзы. В последнюю звёздку вставляется и фиксируется узлом более длинный стопиновый огнепровод либо над ней засыпается небольшой заряд пороха и вставляется электрозапал. Отверстие гильзы заклеивается тонкой бумагой.
Знаменитый французский пиротехник Шертье (XIX в.) предложил помпфейеры оригинальной конструкции также без промежуточного состава.
Гильзу римской свечи забивают с одной стороны глиной (1). Рисуют на её наружной поверхности линию вдоль корпуса. Замеряют глубину гильзы и отмечают уровень её дна точкой на этой линии. Потом всыпают порцию зернистого дымного пороха (2), составляющую
1/8-1/12 от веса огненной звёздки, которую укладывают сверху. Обычно, применяются звёздки без отверстия (3), но если они воспламеняются трудно их можно заменить аналогичными, но с центральным каналом, что повышает площадь воспламенения. Вышибной заряд в этом случае нужно несколько увеличить.
В отличие от традиционных методов приготовления римских свечей, когда звёздки воспламеняются сверху ещё в гильзе огнём промежуточного состава и выстреливаются активно горящими, в этом варианте поджигание происходит только в момент выстрела. Это требует применения легковоспламеняющихся звёздок из быстрогорящих смесей и обя-
зательно с зажигательной подмазкой ориентированной вниз.
Над звёздкой засыпают слой сухой просеянной глины (1). Аккуратно забивают её набойником так, чтобы глина не высыпалась при переворачивании, а толщина слоя не превышала 1/4 калибра. Вместо глины можно использовать войлочные пыжи. Повторно за
меряют глубину гильзы и отмечают соответствующую точку на линии по внешней стороне. Всыпают зернистый дымный порох, несколько превышающий по массе нижний вышибной заряд (на 1/4 -1/5 его часть).
Процедуру повторяют в той же последовательности, заполняя гильзу до верха и оставляя свободное пространство в 3-4 калибра. Отличается лишь масса вышибного заряда, которую прогрессивно увеличивают с каждым слоем, так что верхняя закладка составляет 1/2-1/4 часть средней массы огненной звёздки. Кстати, сам Шертье рекомендовал закладывать одинаковые (максимальные) порции дымного пороха под все звёздки. Он мотивировал это тем, что данный метод воспламенения пороха через боковые отверстия в стенке гильзы якобы выравнивает силу выброса.
Затем тонким шилом (1,5-2 мм) проделывают отверстия по боковой линии гильзы на 1 мм выше отмеченных точек и глубиной в 3/4 диаметра. В приготовленные каналы в слоях пороха неплотно (чтобы не затушить при горении) вводят короткие куски тонкого стопина (4), обрезают их заподлицо и аккуратно без наплывов фиксируют пороховой подмазкой.
Для воспламенения вышибных зарядов и регулирования интервалов между выстрелами звёздок применяется специальная тонкостенная гильза (5) очень малого диаметра (4-6 мм), которую начиняют медленногорящим составом, например, 1459. Вполне подходит для этой цели пороховая мякоть, разбавленная на 20-30% мелким древесным углем (сост. 1626, 1627, табл. 78) либо на 17-20% мелом (сост. 1628) или даже гипсом (сост. 1629). Сам Шертье предлагал для этого специальный пламенный состав 1630_на основе бертолетовой соли.
Таблица 78. Составы замедлительных трубок помпфейеров Шертье
% ~ 1626 1627- 1628 1629 1630 1459
Калия нитрат 58 54 60 63 67
Калия хлорат 66
Натрия оксалат 17
Сера 10 10 10 10 17 25
Уголь древесный 32 36 10 10 8
Мел 20
Гипс 17
Замедлительная трубка (5) должна иметь длину римской свечи либо её можно скомпоновать из нескольких более коротких гильз, которые катают на специальном длинном железном навойнике. Такой навойник несложно изготовить из ровной сталистой проволоки, один конец которой обматывают бумагой, обмазанной клейстером. В скатанной гильзе проклеивают только наружный край. Тонкий конец полученной трубки затягивают крепкой ниткой, а в широкое
отверстие вставляют миниатюрную воронку для засыпания состава. Горючую смесь равномерно уплотняют тонким набойником. Во избежание образования пустот при набивке, стенки гильзы предварительно накалывают иголкой.
Начинённую трубку прокатывают скалкой и в виде толстой ленты наклеивают на римскую свечу вдоль начерчен-
ной линии, накрывая стопиновые выходы.
Для более надёжной фиксации изделие обклеивают в один слой
тонкой бумагой, выступающей над горловиной на несколько санти-
метров, что облегчает крепление огнепроводного шнура к замедлительной трубке. Бумагу с проходящим внутри стопином неплотно перетягивают ниткой. Для удобства воспламенения композиций из подобных помпфейеров в замедлительную трубку лучше вводить сразу два огневых привода, предварительно укрепив их зажигательной подмазкой.
По мере выгорания замедлительной трубки воспламеняются пороховые заряды, высоко выбрасывающие разноцветные огненные звёздки.
В современном исполнении чаще применяются помпфейеры, в которых вместо наружной замедлительной трубки используется тонкий огнепроводный шнур (1). Он закладывается внутрь гильзы под нижний вышибной заряд, только не по центру, а вдоль стенки.
Вместо цилиндрических звёздок вставляют шарики, покрытые воспламенительной подмазкой (2). Пороховые заряды (3) рассчитываются по „ традиционной схеме для римских свечей с возрастанием к верхней звёздке. В качестве изолирующих пыжей забиваются сухие глиняные пробки (4) толщиной в 1/4 калибра. Такая конструкция отличается лёгкостью исполнения и вполне надёжна при малых калибрах.
4—
Весьма привлекательна и очень проста в исполнении конструкция римских свечей малого калибра, в которой промежуточный и вышибной состав совмещены, а их роль выполняет сильная форсовая смесь.
Например, для приготовления такого помпфейера диаметром 9 мм
прочную гильзу длиной 30 см стягивают с одного конца и забивают глиной (3). Засыпают крупноискристый угольный форсовый состав 1578 так, чтобы после ручной запрессовки без ударов его слой составил 2 калибра (2). Затем укладывают звёздку (1) в виде шарика диаметром 7 мм без воспламенительной подмазки, но из легковоспламеняющейся «зацементированной» смеси. Процедура повторяется до заполнения гильзы, а в
конце вставляется пыж, с закреплённым в нём стопином.
Такая свеча, чем-то напоминающая по строению описанный выше букет, выбрасывает огненные звёздки на высоту до 4 м.
28.9. 9/залпы тысячи орудий слились в протяя\ный вой
з римских свечей весьма просто устроить великолепные композиции. Одна из наиболее представительных из них - жи-
рандоль (франц. - большой канделябр на много свечей).
На вертикальный стержень длиной 1,5-2 м, вставленный в крестовину либо затёсанный у основания и забитый в землю, насажи
вают по центру несколько горизонтальных деревянных кругов. Диаметр верхнего из них обычно делают 0,5-1 м. Остальные круги должны быть на 1/2-1/3 часть больше предыдущих. Расстояние между ними выставляют чуть меньше размера римских свечей. Начиная с верхнего основания, по окружности просверливают отверстия, слегка превышающие калибр помпфейеров, а в каждом последующем делают соответствующие углубления.
Римские свечи встав
ляют в отверстия горловиной вверх так, чтобы их основания входили в гнёзда нижележащего круга, и слегка фиксируют тонкими колышками. В центре верхнего стола сноп помпфейеров приматывают к выступающему стержню.
Закреплённые римские свечи соединяют единым стопином в проводных трубках, причём, в каждом круге отдельно по кольцу, дополнительно связывая их по диагонали. Затем объединяют все стопины в единый огнепровод, свисающий книзу.
Воспламенение такой фигуры создаёт грандиозный огненный столб разноцветных звёздок, в котором на смену падающим, взлетают всё новые и новые пылающие шары. Чтобы сделать поток живого огня шире, помпфейеры устанавливают с небольшим уклоном от центра.
Некоторое подобие такой фигуры представляют помпфейерные снопы, по своему нехитрому устройству чем-то напоминающие детский манеж без дна. Два обруча диаметром около 1 м (мож-
но спортивных) связывают с четырьмя колышками длиной 50 см
так, чтобы расстояние между кольцами было меньше размеров помпфейеров, а длина выступающих ножек такой «этажерки» составила 20-25 см. К обручам привязывают римские свечи с интервалом не более 20 см. Ножки конструкции забивают в землю, чтобы упор пришёлся на основания помпфейеров, а всю гирлянду связывают единым огнепроводом.
Такая фигура из-за отсутствия ярусности несколько проигрыва-
ет жирандолю, зато очень проста в изготовлении и смотрится прекрасно, особенно когда ею дополняют огненные изображения из контурных свечей типа причудливых ваз, фонтанов либо огнеды-
шащих драконов.
Если в Вашем подсознании остался невостребованный пункт из раннего детства типа незаконченной игры с оловянными солдатика-
ми, эту проблему можно решить с помощью помпфейерных бата-
рей.
Из деревянных реек сколачивают секции штакетника произ-
вольной длины. Вертикально подвязывают к ним римские свечи и забивают основания рам в землю, располагая одну за другой с уклоном 70°. На расстоянии, превышающем дальность стрельбы пом-пфейеров, устанавливают аналогичные батареи «противника».
Осталось занять место поближе к лошади главнокомандующего,
изображённого на плане с саблей, и поджечь стопины, чтобы стать
участником огненной баталии. Конец боя лучше закончить взрывом
в стане неприятеля.
Оказывается, хвост павлина можно соорудить, не беспокоя его самого. И опять понадобятся пом-пфейеры. Две дуги радиусом 1,5-2 м укрепляют параллельно на стойке высотой 2 м. К ним подвязывают в радиальном направлении римские
свечи и объединяют их общим огнепроводом. После воспламене-
ния, взлетающие разноцветные звёздки напоминают огненный хвост, которому позавидует любая жар-птица.
28.10. (Вместо пегаса троянский крнъ
(12 урак - именно та фигура, которая Вам больше всего понравит-ся, поскольку представляет оптимальное средство доставки на орбиту всевозможных пиротехнических изделий. К счастью, бурак сравнительно не сложен в исполнении, а эффект от его применения потрясающий: одним выстрелом небосвод наполнится огненными змейками, звездками и кругами, затухание которых сопровождается активной канонадой.
Для приготовления бурака достаточно крупную мортиру снарядить швермерами, ну и, естественно, вышибным зарядом. Наиболее оптимальная длина гильзы 3-4 калибра при её диаметре 8-30 см. На дно мортиры закладывается порох (1) в количестве 1/4 -1/5 части от
6
6
3
2
забивается опилками
веса снаряжаемых швермеров (при среднем калибре мортир 16-20 см обычно это около 40-80 г). Вышибной заряд можно непосредственно всыпать на поддон, но лучше предварительно завернуть его в писчую бумагу для задержки воспламенения.
Важным элементом бурака является «зажигательный или подъёмный круг», представляющий собой толстый картонный или фанерный пыж с несколькими отверстиями (2), густо покрытый с обеих сторон пороховой подмазкой. Через центральное отверстие зажигательного круга продевается стопин (3) и завязывается узлом для фиксации. Высушенный пыж вставляется в мортиру поверх завёрнутого в
бумаге пороха (1). На него плотно, головками вниз, устанавливаются швермеры (4), а на стопин одевается проводная гильза (5) по длине мортиры. Над швермерами ставится ещё один картонный пыж (6) с центральным отверстием для проводной трубки. Пространство над ним на несколько сантиметров (7) и закрывается таким же пыжом (6).
В мортирах большого калибра зажигательный круг (2) лучше видоизменить, продев стопины (3) через удалённые от центра отверстия и связать их в общий огнепровод. В этом случае можно обойтись без подмазки, но для надёжного воспламенения швермеров понадобится подсыпка пороховой мякоти.
Очень важно тщательно зафиксировать мортиру, для чего к ней удобно при-
мотать пару штырей и до упора воткнуть их в землю. Ещё безопаснее крупную мортиру прикопать. Едва вспыхнет стопин отойдите на безопасное расстояние, что весьма относительно, так как дальность выстрела такой пушки может достигать до сотни метров. В случае применения электрозапала его прикрепляют к концу огнепроводного шнура.
Стопин зажигает подъёмный круг и от него швермеры. Загорание пороха приводит к выстрелу, причём, он должен воспламеняться последним через прогорающую бумагу, иначе некоторые швермеры не успеют загореться.
Не следует увлекаться крупными калибрами швермерных бураков, так как в этом случае падает коэффициент полезного действия и катастрофически увеличивается расход компонентов. Лучшего эффекта можно достичь, распределив швермеры на несколько выстрелов.
Для последовательного срабатывания бураков в качестве хронометра вполне подойдёт снаряжённая фонтанная гильза, в которой на разной высоте делаются боковые отверстия, соединённые закрытым стопином с мортирами. Такой принцип их срабатывания называется «гранатной игрой».
28.11. Огненный горшок
Cj то очень хороший горшок. Я не знаю, можно ли в нём хранить ч-Z мёд, но огненные звёздки можно наверняка. Собственно, для их поджигания и выстреливания он и предназначен. Иногда по старинке его так и называют «огненным горшком», а в современной интерпретации - «бурак со звёздками».
Комплектуют подобную мортиру несколько иначе. Так как в противоположность швермерам звёздки не содержат источника движущейся силы, то заряд под них подкладывают побольше: обычно 1/2-1/3 от их веса. Завёрнутый в бумагу зернистый дымный порох (1) закладывают на дно гильзы и накрывают зажигательным кругом (2) с отверстиями, покрытым с обеих сторон пороховой подмазкой. На него насыпают горсть сильного состава типа пороховой мякоти, ослабленной древесным углем (4:1, сост. 1573) и отвешенные звёздки (3), диаметр которых должен составлять 1-3 см. Сверху шарики тоже посыпают горючим составом. Всё это закрывают картонным пыжом (4), покрытым с внут
ренней стороны зажигательной подмазкой (5). Через отверстие в середине пыжа заводят стопин (6) и для фиксации завязывают на узел. На стопин надевают проводную гильзу (7), пространство над кругом забивают сухими опилками (8) и прикрывают ещё одним картонным пыжом (9) с отверстием для проводной гильзы.
При поджигании стопина огонь быстро достигает узла и передаётся пороховому покрытию картонного круга, воспламеняет светящиеся шары и через отверстия подъёмного круга доходит до зернистого пороха, вызывая взрыв.
Яркие, пёстрые звёздки, взлетающие в небо, представляют громадный «огненный букет», поэтому эту фигуру особенно в старину иногда так и называли.
Ещё более грандиозно срабатывает бурак с разрывными круглыми звёздками, которые, взлетая в воздух, вначале ярко горят цветными шарами, а потом взрываются, рассыпая по небу светящиеся звёздочки.
Цилиндрические разрывные звёздки озаряют небосвод цветными огнями с двойным пламенным лучом и после серии выстрелов распадаются яркими точками.
Каскад из мортир, срабатывающих одновременно, получил на
звание «очаг». Для его приготовления бураки устанавливают на расстоянии полуметра друг от друга, зарывая в землю до половины. В качестве замедлителя над мортирами
устанавливают фонтаны, начинённые звёздками.
Воспламеняясь, они создают стену цветного огня, которая внезапно взрывается, озаряя ночной небосвод.
28.12. коробка с чудесами
Cl f ичто не горит вечно, даже пламя дурных помыслов, а уж тем J L более содержимое фугасного ящика, главная задача которого — застать неприятеля врасплох. Несмотря на то, что фугас даже для современного фейерверка удовольствие весьма дорогое, затраты
на его изготовление вполне окупаются грандиозностью и зрелищностью этого феномена.
Фугасный ящик в свободное от фейерверков время вполне сой
дёт за кадушку для пальмы. Он имеет вид перевёрнутой усечённой пирамиды. Из толстой доски (~30 мм) выпиливают 4 трапеции основаниями 15 см и 25 см, а высотой в этих же пределах. Стенки сбивают
гвоздями, последним приколачивая к меньшему основанию деревянное дно. Для надёжности конструкцию оббивают толстой верёвкой по спирали. В старину щели такой «пушки» тщательно конопатили и обрабатывали внутри и снаружи пихтовой смолой. Вам же достаточно заделать щели оконной замазкой.
Во всём остальном внутреннее строение фугасного ящика мало
чем отличается от конструкции бурака. Заряд зернённого дымного пороха (1) весом в 1/5 часть выбрасываемой начинки заворачивают в тонкую бумагу (можно в несколько слоёв газеты) и укладывают на дно ящика. На него
ставят квадратную крышку (2) с отверстиями, изготовленную из у. толстой фанеры, которую предварительно
га обрабатывают с обеих сторон пороховой
подмазкой, припудривают мякотью и су-Л1К шат. Затем протягивают в отверстия
sfl 1\ ----71 крышки куски Стопина, фиксируют их с
/л© обратной стороны петлями либо узлами и ... связывают между собой в единый огневой
z шнур (3) длиной до полуметра. Одевают на воспламенительный шнур проводную гильзу (4) и укладывают на крышку швермеры и пчёлки (5) стопинами вниз либо огненные звёздки, слегка присыпанные мякотью. Над ними плотно укладывают пачку старых газет (6) и обклеивают горловину плотной бумагой (7), пропуская в отверстие огнепровод с прикреплённым фонтаном (8), выполняющим роль замедлителя.
Перед использованием фугасный ящик в целях безопасности зарывают вровень с землёй.
Поджигание стопина приводит в действие фонтан, который позволяет удалиться на безопасное расстояние. Благодаря коническому строению фугасного ящика, его содержимое после взрыва в отличие от бураков разбрасывается довольно широко, образуя очень эффектный свод из живого огня. Чтобы швермеры взрывались не одновременно, их лучше набивать на разную высоту.
28.13. (Весёлый шар
(Ilf ряхните стариной после ошибок молодости с неудавшимися J JL L взрывпакетами, изготовленными из спичек на деньги от школьного завтрака. Люсткугель (лейсткугель) лучше всего подойдёт для такой реабилитации. Сегодня немногие знают это название: обычно разрывные шары со светящимися звёздками просто называют «фейерверком», потому что без них не обходится ни один праздничный салют. У нас же в старину их называли «бомбами», от которых в тот момент они действительно мало отличались, хотя дословный перевод этого слова с немецкого «весёлый шар» подходит больше всего.
Без сомнения, они производят грандиозный эффект, хоть и очень кратковременный. После сильного выстрела высоко в небе вырисовывается винтообразная огненная линия, вершина которой вдруг рассыпается на множество цветных пламенных звёздочек, ярко освещая местность и превращая на несколько секунд тёмную ночь в утреннее зарево.
Обычно, калибр бомб составляет от 8 см до 30 см. Начнём с меньшего. Технология их изготовления напоминает производство разрывных звёздок методом папье-маше, описанным выше.
Деревянный шар диаметром 8 см, натёртый сухим мылом или тальком, заворачивают в 2 оборота тонкой бумаги и обклеивают полосами из газеты, пропитанными клейстером, пока наружный диаметр не составит 9 см. После сушки бумажную оболочку разрезают острым ножом на две равные половинки (лучше не до конца, а только так, чтобы извлечь шаблон). В одной из створок делают отверстие диаметром 12 мм, после чего торцы смазывают клеем и сформированный шар обклеивают холщовой полосой или бумагой. Что
бы бомба получилась ровная и аккуратная, её лучше несколько раз обмазать клеем и обкатать в опилках.
В принципе, производство «пулусферок» можно упростить, заказав токарю выточить их из дерева или сделать под прессом из термостойкой пластмассы. Следует иметь в виду, что деревянные шары иногда раскалываются ещё, не взлетев в воздух, а рекомендуемые из жести или латунных пластин, представляют определённую опасность при взрыве. Поэтому всё же лучше освоить технику папье-маше.
В тщательно высушенный полый шар через отверстие всыпают звёздки и 15-20 г дымного пороха. Превышать это количество не желательно, так как из-за быстрого взрыва часть звёздок может не успеть воспламениться.
В качестве дистанционной трубки (цейтцюндера или запала) используют фонтанную гильзу калибром 12 мм и длиной 5 см. Отверстие шейки затыкают бумажной пробкой и забивают гильзу пороховой мякотью, слегка ослабленной мелким древесным углем (например, сост. 1572). Торец цейтцюндера заклеивают тонкой бумагой, а сбоку высверливают два отверстия диаметром 3-4 мм. Первое -прямо над бумажной пробкой ближе к шейке, второе - от него на расстоянии 12 мм так, чтобы до торца ещё оставалось 25 мм. Дистанционную трубку, подмазанную клейстером, вставляют заклеенным концом в отверстие шара на глубину 2 см так, чтобы боковые отверстия выходили наружу. В то из них, которое ближе к шейке, вставляется стопин метровой длины. Второй огнепровод делается покороче (30-40 см).
Для надёжной фиксации их подмазывают пороховой мякотью и подклеивают бумажными полосками.
Дистанционную трубку можно сделать и по-другому. Из дерева вытачивают цилиндр (1) диаметром 13 мм и длиной 3,5 см с утолщением (2) на конце высотой в 1,5 см и диаметром 20 мм. Его просверливают по оси, а образовавшийся сквозной канал (3) диаметром
6-7 мм плотно забивают пороховой мякотью. Точно через центр
просверливают головку цилиндра длинный кусок стопина (5), который фиксируют отрезком поменьше. Готовый запал вставляют в отверстие начинённого шара до упора головки, нижнюю часть которой предварительно смазывают клеем.
Стартовую (пороховую) камеру проще всего приготовить из деревянного цилиндра длиной 10 см, диаметр которого совпадает с размерами шара. С торца такого бруска вытачивают конусное отвер
и в отверстие (4) продевают
стие, а к основанию полученной воронки просверливают отверстие диаметром 4 мм. В эту воронку засыпают дымный порох, в количестве 1/3-1/5 части от веса начинённого шара, в зависимости от высоты на которую хотят его поднять. Следует иметь ввиду, что с увеличением калибра люсткугелей, вышибной заряд снижают до 1/10. На
порох накладывается несколько кружков тонкого войлока, а затем и сама бомба, которую подклеивают по периметру бумагой к поддону. Короткий огнепровод от дистанционной трубки вводят в стартовую камеру через боковое отверстие.
Пороховую камеру несложно приготовить из подручных средств. Вполне подойдёт жестяная банка от растворимого кофе или съеденной консервы, а также колпачок от любимого дезо
доранта. Наконец, её можно скатать из проклеенной полосы бумаги (например, для оклейки окон), при этом лишнюю выступающую
часть можно даже не отпиливать.
Приготовленный люсткугель закладывают дистанционной трубкой вверх в наполовину зарытую в землю мортиру длиной около 90 см и диаметром 10 см. Если поджечь выступающий из дула стопин, он воспламенит цейтцюндер и второй огнепроводный шнур. Взрыв пороха в стартовой камере выбросит горящий люсткугель
метров на 100 вверх. Войлочные пыжи предохранят его от деформации при выстреле. Выгорание начинки дистанционной трубки
приводит к воспламенению светящихся звёздок и взрыву оболочки в высшей точке полёта. Круглая форма взлетающего контейнера способствует равномерному разбросу горящих шариков. Конструкция замедлителя с принудительным воспламенением от огнепроводного шнура, а не пороховыми газами, позволяет исключить «слепые» выстрелы. Высота взрыва регулируется длиной начинки дистанционной трубки и корректируется по опыту, хотя лучше её сделать чуть короче, чем длиннее, ведь тогда весёлый шар взорвётся не на земле. На всякий случай направьте мортиру в сторону от зрителей и тем более от их автомобилей.
28.14. Светла от СомС ночь летняя была
(7 ! о своей конструкции светящиеся бомбы напоминают обыч-чУ Z. ные люсткугели, только каждая из них снаружи покрывается горючим составом. Для этого склеенный шар обмазывают клейстером, катают в цветном пламенном составе и сушат в тёплом месте, но так, чтобы температура не превышала 40°. Процесс повторяют 4-5 раз до значительного нарастания горючего слоя, который после окончания сушки должен стать твёрдым и не осыпаться. Выравнивают отверстие, засыпают в шар звёздки с порохом и вклеивают дистанционную трубку. Стопин из цейтцюндера без проводной гильзы несколько раз обматывают вокруг бомбы. Изделие заворачивают в писчую бумагу и склеивают её с заряженной стартовой камерой, к которой подсоединён конец этого стопина.
Остаётся вложить такую бомбу в мортиру камерой вниз и поджечь второй стопин, выступающий из жерла. Огонь воспламенит дистанционную трубку, затем поверхностный пламенный состав и, наконец, пороховую камеру. Шар взлетает в виде горящего болида,
оставляя подобно комете красивый пламенный шлейф и разрываясь на мелкие огненные звёздочки.
28.15. <Уменя внутри сюрприз
(12 омба со швермерами представляет собой продолговатый фут-ляр для кучной доставки швермеров на орбиту. На деревянном
навойнике диаметром порядка 8 см катают картонную гильзу с толщиной стенок в 1 см и длиной около 15 см. Дно футляра формируют из закруглённого деревянного цилиндра с фаской (1), который проще заказать токарю, но нетрудно сделать самому из обрезков того же навойника. Внутренний торец цилиндра обильно смазывают пороховой подмазкой (2), вставляют в гильзу (3) и для прочности фиксируют мелкими гвоздями (4). Гильзу наполняют швермерами (5) головками к подмазке и вставляют проводную трубку (6) с вложенным и загну
тым у основания стопином (7). Второй конец стопина входит в дистанционную трубку (8), которая крепится картонными пыжами с центральным отверстием. Дополнительный пороховой состав для разрыва контейнера обычно не применяется, так как достаточно действия зажигательной подмазки на дне цилиндра и в головках швермеров.
Готовый контейнер (1) склеивается полосой бумаги со стартовой камерой (2), в которую предварительно всыпан порох в объёме 1/4-1/6 от массы «снаряда». Они со
единяются коротким стопином (3) от дистанционной трубки (4).
Достигнув высшей точки полёта после выстрела из мортиры, такая бомба даёт винтообразную пламенную струю и внезапно выбрасывает кистью швермеры, которые огненными змейками разбегаются по небу, взрываясь в конце горения.
28.16. %рму не спится в ночь глухую?
Clyf нтересной разновидностью люсткугелей являются армейские L 107-мм сигналы ночного действия советского образца, долгое время применявшиеся в войсках. Их строение приводится для общего ознакомления. Они несложно готовятся по принципу, опи
санному выше, хотя и несколько отличаются по конструкции. Сам снаряд представляет шар (1) наружным диаметром 10,5 см, состоящий из двух картонных полусфер. В одну из них вклеен согнутый в виде дуги кусок бикфордового шнура (2) общей длиной 7 см. Середина его (3) на участке 1 см срезается до горючей сердцевины. К ней приматывается стопиновый провод (4) также открытой частью. Остальной же огнепроводный шнур вкладывается в бумажную трубку. Концы замедлителя
из бикфордового шнура покрываются пороховой подмазкой (5). Внутрь полушария помещается 2 г дымного зернистого пороха (6), который крепится к картонной стенке миткалевым кружком (7). В шар укладывается 7-12 сигнальных звёздок (8), а промежутки между ними заполняют обрезками стопина (9). Снаружи шар для большей прочности оклеивают бумагой и холстиной, особенно укрепляя
нижнюю часть. Вес такого люсткугеля составляет 750 г. Для его отстрела применяют вышибной заряд из 125 г дымного пороха (10). Его помещают в миткалевый мешочек (11), подвязанный к проводной трубке стопина (4). Поверх вышибного заряда укладывается два слоя гофрокартона (12), переложенных войлочными обрезками (13) для смягчения удара пороховых газов. Для удобства пользования запальный конец стопина покрывают тёрочным составом (14) и закрывают бумажным колпачком, а к внутренней стороне крышки (15) подклеивают тёрку (16). Гильза такой мортиры составляет в длину 19 см и выполнена из плотного картона. Для её переноски подклеена ручка из тесьмы (18).
Воспламенение стопина приводит через 8 с к зажиганию дуги замедлителя и срабатыванию вышибного заряда, выбрасывающего шар на высоту 200 м. Время горения замедлителя около 3 с. Сигнальные звёздки без парашюта обычно горят 7 с и видны на расстоянии 15 км.
28.17. Jfa службе цветные облака
(1\ сожалению> в светлое время суток традиционные световые V, сигналы не столь эффективны, особенно на большом расстоянии. В связи с этим иногда применяют так называемые «цветные
сигналы дневного действия». Конструктивно они мало отличаются от описанных выше разновидностей люстку-гелей, однако для их снаряжения вместо горючих составов используются смеси цветного дыма.
Картонный шар заполняют дымооб-разователем в хлоп-
чатобумажных мешочках (1), предварительно пропитанных огнестойким раствором. Каждый мешочек имеет свой воспламенитель (2). Обычно - это деревянная колодочка, в которую вклеен кусок стопина длиной 1-2 см, либо это фрагмент огнепроводного шнура, вставленный в затянутую горловину (3). Для зажигания таких дымовых «шашек» в шар засыпают до 20 г дымного пороха (4), а в качестве дистанционной трубки вклеивают бикфордов шнур длиной 2-3 см или деревянную накладку с отверстием диаметром 4-5 мм, набитую пороховой мякотью (5). Для повышения надёжности воспламенения, снаружи отверстие шара обильно покрывают пороховой подмазкой и припудривают порохом.
Люсткугели подобных конструкций без принудительного воспламенения дистанционной трубки выстреливают из мортир, имеющих отверстие у основания для установки стопина или электрозапала. Во избежание «слепых» выстрелов необходимо снаряжённый шар закладывать в мортиру строго пороховой подмазкой вниз. Это исключает применение войлочных пыжей для смягчения порохового удара, поэтому нижнюю половину картонного шара следует обклеивать очень тщательно, а вышибной заряд брать поменьше.
Шар взрывается на высоте 80-100 м. Очень красиво, когда из рукотворного белого облака, как гигантские щупальца разбрасываются длинные лапы цветного дыма. Ясным днём подобные сигналы видны на расстоянии 5-7 км.
28,18. Угольный сигнал
(|/ дачным примером эффективного дневного сигнала, основан-ного на распылении тонкодисперсного окрашенного вещества, служат пиротехнические снаряды, заряженные измельчённым угольным порошком.
В армейских сигналах чёрного дыма для его распыления обычно применяется тетриловый детонатор (1), который срабатывает от капсюля (2), приводимого в действие бикфордовым шнуром (3). Распыляющее устройство укладывают в холщовый мешочек (4) и помещают в картонную трубку (5). Угольный порошок (6) засыпают непосредственно в шар.
На максимальной высоте снаряд громко взрывается, а угольная пыль образует хорошо заметное днём облако чёрного дыма.
28.19. Ъомбетки. Ну и название (\/ добной формой пиротехнических снарядов, взрывающихся в воздухе, являются бомбетки. В значительной степени это облегчается лёгкостью их изготовления. Такие цилиндрические снаряды имеют холщовый корпус (1) и примотанное к нему шпагатом (2) деревянное основание (3). Его выпиливают в виде цилиндра толщи-
ной 2,5-3 см. В центре просверливают канал диаметром 4-5 мм, выполняющий роль дистанционной трубки, забивают его пороховой мякотью (4) и обклеивают с обеих сторон зажигательной подмазкой (5). В импровизированный мешок закладывают звёздки или швермеры и затягивают горловину шпагатом.
Бомбетка закладывается в мортиру (6) на пороховой заряд (7), куда вставлен стопин или электрозапал (8).
Подобные конструкции также широко используются в пиротехнике для имитации разрывов снарядов, например, в кино. С этой целью их снаряжают смесью магниевого порошка с дымным порохом (1:1, сост. 1631, табл. 79) или бертолетовой солью (1:1, сост. 1632) либо алюминиевой пудры с нитратом бария (1:1, сост. 1633). Если же хотят имитировать налёт бомбардировщиков, то добавляют пиротехнические свистки.
Таблица 79. Пиротехнические смеси для имитации разрывов снарядов
"%" 1631 1632 1633 455 456 462 463 471 480
Калия нитрат 38 50
Калия хлорат 50 75 63
Калия перхлорат 77 50
Бария нитрат 50 74
Сера 6
Уголь древесный 6
Пороховая мякоть 50
Алюминиевая пудра 50 25 23 50 26
Магниевые опилки 50 50 50 37 50
Глава 29. Дымилась, падая, ракета
«J~C
29.1. История ращтоплавания
еприятности пережить легче, если доставить их другим», -решили восточные мудрецы и предложили первые ракеты
в качестве боевого оружия. Так, уже в 969 г. в Древнем Китае были созданы «огненные стрелы» с пороховым двигателем из бамбука, забрасывающим их на 1000 шагов. Поначалу такие стрелы запускали из лука и даже бросали рукой.
Известно применение в «Небесной империи» «летающих ножей», «летающих копий» и даже «летающих мечей». Впечатляют грозные на
звания древних реактивных снарядов: «ракета, стреляющая метеорами», «летающий истребительный громоподобный снаряд», «стрела, рассеивающая 49 стрел», «священноогненный летающий ворон» или пакет из 32 ракет с недвусмысленным названием «пчёлы одного гнезда». Древнекитайская легенда описывает смертельную попытку изобретателя Ван-Гу взлететь в воздух на ракете.
С XIII в. это грозное оружие также широко используется арабами и монголами.
Завоеватели-крестоносцы первыми узнали действие разрывных ракет сарацинов на Ближнем Востоке. В рукописи турецкого учёного Хасан-ар-Раммаха (1235) подробно описывается действие и приводится рисунок трёхсопловой «ракетной торпеды».
Н. Г. Чернышёв (1949) высказал мысль о применении ракет в военных целях в Киевской Руси ещё в 946 г.
Появление в Европе первых ракет («летающий огонь») относится к 1250 г.
Первое документально подтверждённое применение боевых зажигательных ракет в Европе связано с осадой города Саанце (1421). Однако по мере усовершенствования артиллерийских орудий, ракеты стали утрачивать боевое значение и к XVI в. с военной целью практически не применялись.
«Пушечный мастер» Анисим Михайлов в «Уставе ратных, пушечных и других дел...» (1607-1621) приводит описание русских ракет того времени, которые «бегают, горят и представляют собою снаряды, заполненные пороховым зельем с полым каналом».
В книге литовца Казимира Семёновича «Великое искусство артиллерия» (1650) приводится описание и рисунки боевых ракет, в том числе многоступенчатых и с треугольными стабилизаторами.
С 1717 г. на «ракетном заведении» в Москве налажен выпуск осветительных однофунтовых ракет, способных взлетать на высоту до 500 сажен (1077 м). Эта отлаженная ракета просуществовала на вооружении русской армии почти 150 лет.
В конце XVIII в. английские колониальные войска столкнулись с эффективным действием индийских ракетных частей, что подстегнуло создание подобного оружия в Европе. Ракеты представляли собой железную или бамбуковую камеру с прессованным зарядом чёрного пороха, головным ядром и палкой-стабилизатором из стебля тростника.
Корпус ракетных стрелков князя Райдера-Али, хана Мейсорско-го, в 1766 г. насчитывал 1200 человек, а в 1782 г. был увеличен до 5000 бомбардиров и представлял грозную силу, уничтожившую много гарнизонов и английских кораблей.
Индийские ракеты были усовершенствованы полковником английской колониальной армии инженером В. Конгревом (1772-1826). Ракеты его конструкции 1804 г. представляли собой металлические
гильзы, плотно набитые пороховым составом. Передняя часть их снабжалась ядром с зажигательной смесью. Полёт ракеты стабилизировался центральным «хвостом». Масса таких ракет составляла 5,1 кг и 12,3 кг, дальность их полёта достигала 3 км, а высота взлёта до 1 км.
После удачного использования ракет системы' Конгрева при осаде порта Булони (1805-1806), Копенгагена (1807) и Лейпцига (1813) они были приняты на вооружение большинства европейских стран. Уничтожение всего Датского флота в ходе обстрела ракетами (более 40000 штук) вошло в историю как «сожжение Копенгагена».
Позднее датский капитан Шумахер предложил снабжать ракеты разрывным снарядом и для увеличения быстроты полёта высверливать в прессованном пороховом составе по оси пустоту.
Первые удачные конструкции боевых ракет в России были получены в 1814-1817 гг. независимо друг от друга членом Военноучёного комитета И. Картмазовым и выдающимся учёным-артиллеристом генералом Александром Дмитриевичем Засядько (1779-1837). Боевая часть русских ракет изготовлялась отдельно и начинялась зажигательным либо «гранатным» составом. При этом использовалась боковая стабилизация. Ракеты выпускались трёх калибров 2, 2,9 и 4 дюйма как «верховые» по типу действия современного миномёта, так и «рикошетные» для прицельного обстрела с дальностью боя 2,7 км.
Ракетные установки А.Д. Засядько по боевым свойствам и маневренности превосходили современное ракетное вооружение, были
значительно дешевле английских, отличались простотой конструкции и эксплуатации. При этом они оказывали на противника помимо разрушительного сильное деморализующее действие, производя на активном участке траектории свист и оставляя пугающий огненный шлейф.
С 1823 г. на Охтинском пороховом заводе под руководством нашего соотечественника Массенберг-Турнера началось производство боевых ракет с центральной стабилизацией. А к 1825 г. первые российские «катюши» выпускали за один залп по 8 ракет.
В 1825-1827 г. боевые русские ракеты были успешно применены на Кавказе: в Ушаганском сражении, при осаде Ардавильской крепости и против турецкой кавалерии вблизи Алагеза.
Во время русско-турецкой войны 1828-1829 г. в Болгарии боевые ракеты широко применялись русской армией под Шумлой, при осаде Варны и Силистрии.
В 1834 г. русский военный инженер А.А. Шильдер (1785-1853) предложил для разрушения осадных сооружений фугасные реактивные снаряды с повышенным количеством пороха. Кроме того, он внедрил ракетные установки для подводных и надводных кораблей, для чего совместно с физиком Б.С. Якоби впервые разработал электрозапал.
Первая подводная лодка с ракетным вооружением была построена на Александровском литейном заводе в ЗО-е ‘оды XIX в. и защищала устье Невы.
В конце 40-х годов XIX в. число боевых ракет, выпускаемых Петербургским ракетным заведением, исчислялось десятками ты
сяч.
Выдающийся изобретатель генерал Константин Иванович Константинов (1818-1871) вывел российскую ракетную технику того времени на первое место в мире. Он развил теорию баллистики по
роховых ракет, создал многочисленные установки для измерения
скорости полёта, тяги двигателей, дистанционной запрессовки горючего и нарезки пороховых каналов. В 1848 г., развивая идею ав
стрийских конструкторов, он внедрил в производство «крылатые» ракеты повышенной точности с боковой стабилизацией. Его пороховые ракеты образцов 1859, 1862 и 1863 гг. имели дальность полё
та 5 км при максимальном отклонении 30 м.
Начиная с лета 1851 г. боевые ракеты стали неотъемлемой частью большинства экспедиционных отрядов. В 1853-1855 гг. ракеты успешно применялись в Заилийском крае, Армении, на Балканах и при обороне Севастополя.
В истории разработки боевых ра-
кет встречаются многочисленные попытки стабилизации полёта за счёт вращения снаряда (в 1824 г. англичанин Парльби, в 1846 г. французский офицер Гоупиле, в 1845-1850 гг. Гейль в России). Од
нако во всех случаях уменьшение энергии поступательного движения приводило к снижению дальности полёта.
Инженер А.И. Шпаковский, работая в минных мастерских Кронштадта, создал в конце 70-х годов XIX в. первую в мире реактивную торпеду.
С 1871 г. выпуск российских боевых ракет переведен в Николаевское ракетное заведение на Украину. Ещё в 1849 г. русский воен
ный инженер И.И. Трететский (1821-1895) разработал конструкцию летательного аппарата, приводимого в движение пороховыми газами.
В 60-е годы XIX в. Н.М. Саковнин создал проект управляемого аэростата с реактивным двигателем.
Обнаруженные в 1950 г. черновики свидетельствуют, что талантливый изобретатель С.С. Неждановский ещё в 1880 г. разработал реактивный летательный аппарат, способный перемещать человека по воздуху в течение 5 минут.
Древняя рукопись турецкого путешественника, хранящаяся в Стамбульской библиотеке, свидетельствует, что якобы ещё в 1632 г. изобретатель Ахмед Гелеби во время праздника, посвящённого дню рождения дочери султана, поднялся в воздух на семизарядной ракете и плавно опустился на искусно сделанных крыльях, предварительно испытанных полётом с высокой башни. На этот же факт ссылается англичанин Д. Вилкинсон в своей книге «Открытие нового мира», изданной в Лондоне в 1638 г.
В марте 1881 г. был казнён за покушение на царя Александра II уроженец города Чернигова революционер-народоволец Н.И. Кибальчич (1853-1881). Перед смертью в заключении в Петропавловской крепости он описал строение воздухоплавательного прибора тяжелее воздуха, приводимого в движение реактивным пороховым
двигателем с изменяемым углом наклона. До 1917 г. этот документ хранился в секретных архивах департамента полиции.
В 1886 г. инженер А.В. Эвальд в Петербурге провёл испытание первой модели реактивного самолёта на пороховом двигателе.
С 1887 г. производство ракет в связи с выдающимися успехами российской нарезной артиллерии было в очередной раз временно прекращено, хотя исследования в этой области продолжались.
Так, в 1889 г. штабс-капитан Карсо-Александропольской крепостной артиллерии Андреев предложил более точные ракеты с трубчатой хвостовой стабилизацией.
М.М. Поморцев в продолжение работ Эвальда разработал «реактивный планер» повышенной дальности полёта (1902), многочисленные конструкции боевых ракет с трубчатыми и кольцевыми стабилизаторами, а также пневморакеты. Реактивные аппараты его конструкции при весе 12 кг имели прицельную дальность полёта до 9 км.
В конце XIX в. начале XX в. создаётся глубокая теоретическая база ракетостроения. В 1882 г. «отец русской авиации» Н.Е. Жуковский (1847-1921) разрабатывает теорию реактивной тяги, в 1897 г. И.В. Мещерский (1859-1935) - динамику точки переменной массы, Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935) - теорию полёта в межпланетном пространстве. Одно только название его книги «Исследование мировых пространств реактивными приборами», не
говоря о самой идее покорения космоса, обывателям прозвать его «калужским чудаком».
У истоков мирового ракетостроения стояли Ф.А. Цандер, Ю.В. Кондратюк (1897-1941), В.П. Ветчинкин (1888-1950), А.А. Рыпин (1877-1942), Р. Эспо-Пельтери (Франция), Г. Оберт и В. Томен (Германия), Ф. Улинский, фон Пирке и Ф. фон Гефт (Австро-Венгрия), Р. Годдард (США).
Особо важным изобретением, обеспечившим повышенную точность боевых реактивных снарядов, явилась разработка в 1909-1912 гг. инженером Н. В. Герасимовым «жироскопической» ракеты, особую
на то время позволило
устойчивость которой в полёте придавали две вращающиеся турби-
ны (гироскоп).
Смелый эксперимент выполнил в 1913 г.
Р. Лоу в США. Взлетев на пороховой ракете на 12 метров с 10 метровой вышки, «космонавт» благополучно приземлился на полурас -крывшемся парашюте.
В 1914 г. талантливый американский учёный-изобретатель Роберт Годдард разработал двухступенчатую ракету, хотя ещё в 1824 г. Ф.С. Челе-ев, обобщая опыт
С.-Петербургской артиллерийской лаборатории, описал строение и принцип действия подобного летательного снаряда.
Р. Годдарду принадлежит приоритет в создании реальной ракеты на жидком топливе, 16 марта 1926 г. его кислородно-водород-ный аппарат без корпуса, больше напоминавший металлическую этажерку, двигаясь под углом к горизонту, в течение 2,5 с и высоте взлёта 13 м пролетел 56 м. Лишь в октябре 1931 г. ему удалось создать модель жидкотопливной ракеты массой 18 кг и длиной 2,5 м, но на высоте 500 м она взорвалась,
17 октября 1933 г. совершила полёт первая советская жидкостная ракета «09» конструкции Героя Социалистического труда профессора М.К. Тихонравова (1900-1974), работавшая на жидком кислороде и желеобразном бензине. Имея массу 19 кг, она взлетела на высоту 400 м.
К середине 1938 г, была разработана 16-зарядная наземная реактивная установка по типу предложенной И.В. Воловником ещё в 1912 г. Она монтировалась на автомобиле высокой проходимости ЗИС-5.
Уже к лету 1939 г. появились первые шесть опытных установок БМ-13СН с ракетами калибром 132 мм. Их сокрушающий залп занимал всего 7-10 с и в 16 раз превосходил производительность ствольных артиллерийских дивизионов. Ракетный снаряд М13, разработанный И.И. Гваем, В.Н. Галковским, А.П. Павленко и А.С. По-
повым имел стартовый вес 42,5 кг и скорость полёта 355 м/с.
Последние испытания гвардейского миномёта, получившего в народе ласковое название «Катюша», состоялись накануне Великой Отечественной
войны и 21 июня 1941 г. Государственная комиссия комитета обороны приняла её на вооружение.
Эффективность нового оружия через три недели оценили фашисты, когда 14 июля 1941 г. в 15 часов 15 минут экспериментальная батарея под командованием слушателя академии им. Дзержинского капитана И.А. Флёрова залпом из 112 ракет в течение минуты стёрла с лица земли железнодорожный узел Оршу со скопившимися
эшелонами противника. За «чудо-оружием» русских устроили настоящую охоту и 7 октября 1941 г. в полном окружении батарея приняла последний бой. И.А. Флёров успел подорвать пусковые установки и геройски погиб.
Уже в августе 1941 г. появилась 36-зарядная боевая установка БМ-8 для стрельбы 82-мм осколочными ракетами. К концу 1942 г. на вооружение поступил 310-мм реактивный снаряд М-31 с дально
стью полёта 4300 м. А в начале 1944 г. войска стали получать ракеты М13УК и М31УК с дальностью обстрела 4000 м и 7900 м.
Разработанные в Германии ракеты были в основном турбореактивными и запускались прямо из деревянной тары. Также применялйсь шести-, а позднее восьмиствольные миномёты,
которые устанавливали на танках и бронетранспортёрах, однако по мощности залпа сравниться с «Катюшами» они не смогли.
На вооружении Германии использовались зенитные ракеты «Люфтфауст», ракета-матка «Рейнкинд», управляемая твердотопливная ракета «Рейнтохтер» R-IIIR малого радиуса действия, надка-либерный ракетный противотанковый снаряд «Фаустпатрон».
Для обстрела Лондона немцы применили самолёт-снаряд V-1 с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем и жидкотопливную ракету V-2.
В США в конце войны появились противотанковые ружья «Базука» и «Супербазука», выпускающие ракеты с кумулятивным заря
дом на 50-150 м. Для поражения воздушных целей был создан зе
нитный управляемый реактивный снаряд «Литл Джо» массой 445 кг и дальностью полёта 16 кг.
Японцы против американских надводных кораблей применяли реактивный снаряд «Бака», управляемый человеком самоубийцей («камикадзе»).
В Англии для поражения воздушных целей разработали неуправляемый реактивный снаряд «Z» образца 1938 г., калибром 76 мм и весом 22,4 кг.
В послевоенный период на вооружении наших воздушно-
десантных частей поступила шестнадцатиствольная облегчённая
ракетно-пусковая установка РПУ-14 для стрельбы снарядом М-14.
Один из первых отечественных образцов противотанкового управляемого реактивного снаряда (ПТУРС), запускаемый с подвижной пусковой установки, пробивал броню толщиной 300 мм на
расстоянии 2 км.
4
Приоритет в разработке межконтинентальных баллистических ракет в Ж послевоенном мире принадлежал США и СССР. В СССР эту работу возглавлял уроженец Житомира Сергей Павлович Королёв (1906-1966), который с 1932 г. руководил Группой изучения реактивного дви-- жения (ГИРД), а в США -создатель германской бал-
диетической ракеты V-2 Вернер фон Браун. Запуск первого советского искусственного спутника Земли (4 октября 1957 г.) весом 83,6 кг и первого космонавта мира Юрия Алексеевича Гагарина (12 апреля 1961 г.), а также выдающиеся полёты американских астронавтов на Луну лишь подхлестнули давний спор.
29.2. Изволите заправиться?
Основным ракетным составом вплоть до начала XX в. являлся дымный порох (табл. 80, 81). Он применялся как в чистом виде, так и в смесях, ослабленных введением древесного угля и серы (сост. 1634 - 1664). Движущая сила таких ракет регулировалась, прежде всего, диаметром сопла и длиной полого канала у его основания, так как давно известно, что эта величина прямо пропорциональна силе состава и обратно пропорциональна плотности его набивки.
Таблица 80. Наиболее популярные ракетные составы конца XVIII в. начала XIX в.
г '—— 1634 1635 1636 1637 1638 1639 1640 1641 1642 1643 1644 1645
Пороховая мякоть 3 6 32 16 24 20 2 16 30
Калия нитрат 9 2 32 4 5 16 24 17 8 2 16 26
Сера 2 1 6.5 1 1 3 2 3
Уголь древесный 3 14 О 6 7 11 7 2,5 1 7,5 10,5
Источник литературы М.В.Данилов. Довольное и ясное показание, по которому ... делать всякие фейерверки и иллюминации. М., 1779, с. 8 А.П.Демидов. О происхождении увеселительных огней, изобретении пороха и схематическое описание ракетных павильонов. СПб, 1820. 1821 А.Маркевичь. Руководство к артиллерийскому искусству. СПб, 1820
~г~~—— 1646 1647 1648 1649 1650 1651 1652 1653 1654
Пороховая мякоть 4 8 8 32 ,
Калия нитрат 10 9 12 24 4,5 6 24 8 27
Сера 5 4,5 3,5 4,5 0,5 0,5 6 3
Уголь древесный 3,5 3 3,5 7 2,5 4,5 8 3,5 10.5
Источник литературы Ф.С.Челеев. Полное и подробное наставление о составлении увеселительных огней, фейерверками именуемых. СПб, 1824, с.9 В.Н.Сокольский. Ракеты на твёрдом топливе в России. М., 1963,286 с.
Таблица 81. Некоторые ракетные составы второй половины
XIX в. и начала XX в.
трана, г —№ Франция Австрия Россия
1655 20 32 21 1656 1657 1658
Калия нитрат 62 ’ 75 72 75 68 18 18
Сера 18 12,5 14 10 9 5 3.5
Уголь древесн. 20 12.5 14 15 23 8 5,8
Примечание Для дальнего полёта, слабый Очень сильный Военный ракетный порох Для боевых ракет системы Константинова Для больших калибров Для малых калибров
Источник литературы К.И.Константинов. Боевые ракеты. В кн.: «Артиллерия». СПб, 1857, с. 244-277 ЦГВИА, ф.35, оп.4/245, св.188, д.65, лл.41-47 об.
трана. г Россия
1659 1660 1661 1662 1663 1664 28
Калия нитрат 68 75 72 72 72 52 62
Сера 13 10 14 14 14 30 20
Уголь древесн 19 25 18 16 20 18 18
Примечание Для 2-ДЮЙМОВОЙ боевой ракеты в 10 фунтов Николаевское раке! ное заведение 70-е гг. XIX в. Охтенский пороховой завод
Слабый Сильный Очень сильный Основной Для «жироскопических» ракет Герасимова
Источник литературы Ф.А.Брокгауз. Энциклопедический словарь. С.Петербург, 1897, «Пиротехния» Журнал артиллерийского комитета №193 от 16.12.1871 г. Арх. АИМ. ф. Арткома, оп. 39/10-1, д.489, лл.1-7 Журнал комиссии от 3.07.1912 г. Арх. АИМ. ф. Арткома, оп. 39/3, д. 577, лл. 342
Появление более эффективных видов реактивного топлива почти вытеснило дымный порох в военном, а тем более космическом ракетостроении. Хотя, при обслуживании фейерверков без негст не обходится ни один запуск.
Начиная с 1894 г. разработкой альтернативного горючего для отечественных ракет занимался инженер-химик Н.И. Тихомиров (1859-1930).
В 1912 г. он предложил заменить низкокалорийные форсовые составы ракет на бездымный порох.
В 1915 г. известный баллистик преподаватель артиллерийской академии И.П. Граве разработал ракету собственной конструкции
на прессованных пироксилиновых шашках. Дальность её полёта увеличилась почти в 10 раз. Выпуск таких реактивных снарядов практически сразу же был налажен на Шосткинском ракетном заводе, а вот известную киноплёнку стали выпускать в этом городе
позднее.
В современных ракетах применяют два вида двигателей: жидкотопливные (ЖРД) и твердотопливные (РДТТ).
Обслуживание твердотопливных ракет обходится в десятки раз дешевле, хотя сами компоненты такого
топлива в 5-6 раз дороже жидких. Паспортный срок хранения РДТТ при стабильной температуре составляет десятки лет, жидкотоплив
ные же ракеты в заправленном состоянии могут находиться, как правило, не более месяца (а то и несколько дней) и требуют постоянной перезаправки.
В силу специфики этой книги нас больше будут интересовать твёрдые виды ракетного топлива (ТРТ). Они делятся на два основных класса: коллоидные (гомогенные) и смесевые (гетерогенные).
Первые представляют собой твёрдые растворы нитратов целлюлозы в нитроэфирах (нитроглицерине, нитрогликоле, нитродигликоле, расплавленном динитротолуоле и др., табл. 82). Такие коллоидные системы представляют собой разновидности пироксилиновых порохов: кордита и баллистита, описанных выше.
Как и обычный бездымный порох, они содержат в качестве стабилизаторов централиты либо дифениламин, связывающие выделяющиеся при хранении окислы азота, предотвращая самовоспламенение составов.
Таблица 82. Составы некоторых коллоидных видов твёрдого ракетного топлива (ТРТ)
X. № 1665 1666 1667 1668 1669 1670 1671 1672 1673 1674 1675
США ФРГ СССР
% \ JP JPN SC HES- 4016 М-8 М-13 Т-6 МК 18 R-61 н НМ-2
Нитроцеллюлоза 52,2 51,5 50 54 52,2 57,4 55,5 53,62 61,5 57 54
%N 13,25 13,25 12,2 13,25 13,25 13,15 12,2 13,23 12,5 12 12
Нитроглицерин 43 43 41 43 43 40 27 43 28 27
Динитротолуол 10,5 11 15
Диэтиленгликольдинитрат 34
Централиты 1,0 9 3 0,6 1 4 0,75 3,5 3
Дифениламин 0,4
Калия сульфат 1,2 1,5 0,82
Калия нитрат 1,2
Воск 0,08
Вазелин 1 0,41 1 2
Сажа 0,2 0.22 0.05 0,22
Графит 0,5
Магния оксид 0,5 2
Диэтилфталат 3,0 3,0 3 1,18
Прочие присадки 1,2 0,02 1,5 0,5
Для увеличения скорости сгорания и снижения минимального давления, необходимого для устойчивого горения в такое топливо
добавляют присадки-катализаторы: окислы свинца и титана; суль
фат, нитрат, хромат и бихромат калия; сульфат бария, сажу и даже
графит. Стабилизаторы составов также являются эффективными
катализаторами их горения.
Введение в такие композиции различных пластификаторов (воск, вазелин, минеральное и касторовое масло, трикрезилфосфат и др.) повышает их термопластичность, снижая чувствительность к детонации.
Уменьшить взрывоопасность коллоидного топлива от механического воздействия также позволяют флегматизирующие добавки оксидов магния и марганца.
Добавление диэтил- и дибутилфталата в ракетные составы способствует снижению их гигроскопичности.
II Поскольку эти эфиры входят в репелент ДЭТА для отпуги-вания насекомых, интересно узнать, как ведут себя комары
И в зоне пуска таких ракет?
В последние 30-40 лет смесевые типы ракетного горючего значительно потеснили нитроцеллюлозные составы. Это связано с разработкой высококалорийных компонентов, а также облегчением технологии производства топливных шашек методом литья, взамен трудоёмкого прессования ракетных баллиститов и кордитов.
Современные смесевые виды реактивного топлива представляют собой многокомпонентные гетерогенные системы частиц окислителя в полимерной массе горючего (табл. 83).
В качестве окислителей таких ТРТ применяют вещества с положительным кислородным балансом: в основном нитраты калия, натрия, аммония и гуанидина; перхлораты лития, натрия, калия, аммония, нитрозила, нитрония, гидроксиламина, гидразина, а также пикрат аммония и гексанитроэтан. Их содержание в массе топлива составляет 75-80%.
Таблица 83. Составы некоторых видов смесевого твёрдого ракетного топлива (ТРТ)
1676 1677 1678 1679 1680 1681
% ТР-Н 3062 ARKCIT 373D EREC LET-3 ALT-161 GCRC 201-6
Калия перхлорат 76
Аммония перхлорат 72 60 61 80
Алюминиевая пудра 16 21
Бор 11
Битум 16,8
Бутадиеновый каучук 15 .
Полиуретановый каучук 12
Полисульфидный каучук 20
Поливин илхло рид 18
Гексанитроэтан 52
Нитроцеллюлоза 10
Ди нитрофеноксиэтан 10
Тетраоксидифтораминобутан 22
Ацетилтриэтилцитрат 12
Минеральное масло 7,2
Технологические добавки 1 7
1682 1683 1684 1685 1686 1687
NDRC 480 Rocket Basuka М-7 Aisit Filipps petrol
Калия перхлорат 76,3 ' 7,8
Калия хромат 0,4
Натрия нитрат 46,6 80
Аммония нитрат 83
Аммония перхлорат 80,1
Аммония пикрат 46,6
Сажа 1,2 0,8 2
Бутадиеновый каучук 21,9
Полиуретановый каучук 10
Фенолформальдегид 5,2
Поливинилхлорид 8,6
Тринитротолуол 18
Нитроцеллюлоза 90
Диэтилфталат 2 0,9 1
Этилцентралит 1
Минеральное масло 1,6 10,5 2,3
Касторовое масло 0,9
Технологические добавки 1,3
Самым распространённым окислителем смесевых ракетных составов в настоящее время остаётся перхлорат аммония, как весьма
доступный, негигроскопичный, стабильный при хранении продукт с высокими энергетическими характеристиками. Критическая температура перехода его горения во взрыв зависит от содержания примесей. Так, для чистого продукта она равна 430°С, а в присутствии 1% меди снижается до 269°С.
Основным же горючим компонентом смесевых систем являются полимерные вещества (15-30% от общей массы), одновременно выступающие цементаторами. Это различные каучуки, смолы, пластмассы, а также «тяжёлые» нефтепродукты; битум и асфальт, поэтому подзаправиться можно даже на автостраде.
Наиболее часто применяют полиуретановый, бутадиеновый и полисульфидный каучук, фенолформальдегидную, эпоксидную и карбамидную смолу, полиметилметакрилат и поливинилхлорид.
Для повышения удельного импульса в смесевые ТРТ вводят до 20% «лёгких» металлов (алюминий, бор, бериллий, литий и магний) либо их гидридов. Наибольшее распространение получили составы с добавками мелкодисперсного пассивированного алюминия, который к тому же стабилизирует горение.
Увеличивают скорость горения смесевых ракетных составов каталитические присадки оксидов меди, хрома и железа. Аналогичный эффект вызывает введение в топливо металлического кобальта, железа, меди, магния и олова. Напротив, двуокись магния и трёхфтористый бром замедляют сгорание топлива.
Некоторые технологические добавки связаны с облегчением процесса производства топливных шашек, включая полимеризующие компоненты, а также устранением нежелательных эффектов (уменьшением пламени за срезом сопла и дымообразованием).
Наиболее мощными реактивными характеристиками на сегодняшний день обладает так называемое «модифицированное» или «нитрозольное» топливо, представляющее смесевое ТРТ, в котором пассивный каучук заменён смесью нитратов целлюлозы и нитроглицерина с добавками мелкодисперсного алюминия.
29.3. %люч на старт
отите увидеть улыбку Джаконды на лице Вашей возлюблен-ной? Скажите, что запуск этой ракеты посвящён ей.
Бесспорно, ракеты являются наиболее красивыми элементами любого фейерверка. С характерным шумом, взлетая в небо, они выписывают роскошную искристую ленту, а достигнув максимальной высоты, взрываются, рассыпая огненные звёздки или разбегающиеся швермеры.
Следует иметь в виду, что даже не боевая ракета представляет определённую опасность, достаточно вспомнить, что по началу они не сильно отличались. Дело в том, что в хорошем исполнении даже маленькая ракетка может пролететь 300-400 м, поэтому во избежание неприятностей запускать их следует только вертикально и обязательно на открытой местности не склонной к возгоранию!
Вопреки распространённому мнению ракеты для фейерверков снаряжаются не обязательно сильными реактивными составами, а
чаще средними и даже медленногорящими. Прежде всего, это делается для повышения работоспособности ракетного горючего, так как
дополнительное введение в его состав углерода значительно увеличивает объём, выделяемого газа за счёт образования окиси углерода, однако замедляет скорость его сгорания. Этот недостаток без труда
компенсируют, увеличивая площадь горения твёрдого топлива, формируя в нём полый канал, который иногда по праву называют «душой ракеты».
Читатели постарше наверняка помнят, что лучшим топливом для их первых ракет была «горючая» киноплёнка. Её наматывали на гвоздь диаметром 1,5-2,5 мм, туго стягивали фольгой от шоколадки, формируя обтекатель и сопло длиной 1 см. В качестве стабилизатора полёта использовали соломинку длиной 15-20 см. Запускать такие ракетки проще с горлышка небольшой бутылки, зажигая топливо концом раскалённой проволоки.
Надо сказать, что ракета, свёрнутая из небольшого куска (7-9 см) 35-мм киноплёнки развивает тягу около 3 Г и, если её масса не превышает 2 г, может взлететь на 20 м. Если же вес плёночного двигателя увеличить до 15 г, то с соплом в 1,5 мм тяга усилится до 70 Г, при времени его- • рання около 8 с, что позволяет ракете взлететь на сотню метров и выше.
Имейте в виду, что светочувствительная эмульсия на фото-
плёнке горит плохо, засоряет выхлопное отверстие и её лучше предварительно смывать в тёплой воде.
При создании подобной ракеты главная проблема состоит в том,
где сегодня найти такую легкогорящую плёнку из нитроклетчатки с
высоким содержанием азота, потому что теперь она применяется ограничено, и в основном заменена пожаробезопасной мононитро
целлюлозой.
Любители ракетного моделирования для снаряжения двигателей в основном используют мелкодисперсную смесь цинка с серой (2:1, сост. 1709, табл. 84), которая абсолютно не чувствительна к ударному воздействию, горит красивым, светло-голубым пламенем и надёжно воспламеняется от электрической системы зажигания. Максимальная температура горения такого состава 1427°С, а ско
рость распространения огня около 2,3 см/с. Однако эта смесь из-за
малого объёма выделяемых продуктов горения эффективно работает в ракетах относительно больших калибров.
Значительно
мощнее ведёт себя так называемое «карамельное» топливо, состоящее из нитрата калия с сахарной пудрой (3:2, сост. 1701). Это простейшее на первый взгляд горючее способно поднимать даже модели ракет малого класса на высоту 300 м и выше. По сути, это «белый порох» (сост. 12), разбавленный избытком сахарозы, содержание которой превы
шает стехиометри-
ческую норму на 20%. Своему названию это топливо обязано распространённому у любителей и весьма опасному способу приготовления путём осторожного сплавления ингредиентов вместо традиционной запрессовки в виде порошка.
Таблица 84. Реактивные составы для ракетного моделирования
и фейерверков
Малый калибр (9-15 мм)
1688 1689 1690 1691 1692 1693 1694 1695 1696
Калия нитрат 67 66 75 59 55 58 44 61 56
Сера 12 11 16 14 13 10 17 15
Уголь древ. мелк. 21 23 18 31 23 42 29
Уголь древ, крупн. 15 22
Сурьмы (111) сульфид 6 4
Железные опилки 7 10
Таблица 84. Продолжение
№ % Калибр
Средний (16-25 мм) Большой (30 мм и более)
1697 1698 1699 1700 1701 1702 1703 1704 1705 1706 1707 1708 1709
Калия нитрат 56 61 61 62 60 61 78 55 72 76 48 58
Сера 9 10 12 8 10 9 13 16 33
Уголь древ. мелк. 20 21 27 30 29 18 9 17 18 26
Уголь древ, крупн 8 4 27 6 19
Железные опилки 15 11 20
Цинковые опилки 67
Сахароза 40
Несмотря на приличные реактивные характеристики, нам такое горючие подходит мало: оно не даёт красивый искристый шлейф,
довольно гигроскопично при длительном хранении, кроме того,
расплавленный сахар иногда засоряет сопло.
Лучшими реактивными составами ракет для фейерверков по-прежнему остаются смеси на основе ослабленного чёрного пороха с искрообразующими добавками.
В качестве наиболее ходовых присадок используют мелкоиз-мельчённый и крупный (~1мм) древесный уголь, железные опилки и сульфид сурьмы. Обычно, «угольные» пороховые составы сгорают с розовой искристой лентой, особенно с добавлением «крупной»
фракции, однако при пониженном содержании селитры и относи
тельно высоком уровне серы
(сост. 1692, 1708).
Особую яркость и блеск ракетным составам придаёт сульфид сурьмы (III) (сост. 1693, 1694).
Мелкие железные опилки делают огненный шлейф ракеты настолько искристым, что подобные смеси не зря называют «бриллиантовыми» (сост. 1690, 1691, 1697,
их пламя становится голубоватым
1705, 1*707). Ракеты на таких составах смотрятся очень красиво, даже без дополнительной начинки звёздками.
Для малых калибров требуется более сильное топливо. Лучше всего эту зависимость учитывают специальные расчётные формулы приготовления реактивных составов, хотя их магическая сила преувеличена: тягу ракет также можно регулировать длиной полого канала, диаметром сопла и даже плотностью запрессовки горючего.
Пороховые ракетные составы, адаптированные к калибру (табл. 85, 86), готовят по следующим прописям, и они содержат весовых частей:
- искристые с розовой лентой
а) пороховая мякоть 100 б) селитро-уголь (81:19) 100
уголь мелкий 13 уголь крупный К-0,2
уголь крупный К О,4
- искристые с бриллиантовой лентой
в) пороховая мякоть 100 г) селитро-уголь (81:19) 100
уголь мелкий 13 железные опилки К-0,4
железные опилки К О,8
- искристые с полубриллиантовой двойной лентой
д) пороховая мякоть 100 е) селитро-уголь (81:19) 100
уголь мелкий 13 уголь крупный К-0,1
уголь крупный КО,2 железные опилки К-0,2
железные опилки КО,4
где К - калибр двигателя ракеты в мм.
При использовании угольных крупноискристых составов средняя норма расхода горючего для изготовления одной ракеты составляет: при калибре 9 мм около 8 г, 13 мм - 27-30 г, 16 мм - 50-54 г, 25 мм - 120-125 г.
Как Вы уже догадались, ракетный двигатель является главной её частью. Для его изготовления катают прочные гильзы первого рода калибром 9-30 мм (чаще 16 мм и 20 мм), толщиной бумажных стенок не менее 1/4 внутреннего диаметра. Длина такой трубки определяется назначением ракеты: если она со швермерами или звёздками - 10 калибров, со шлагом - 15 калибров, а с парашютом или ракетопланом ещё длиннее. Шейку гильзы затягивают, так, чтобы диаметр сопла составлял 1/3 калибра либо 1/4 часть наружного диаметра. Набивание ракеты производится на унтерзатце с длиной стержня (цапфа) в 6,5 калибров, диаметром его нижнего основания 1/3 калибра, а верхнего - 1/4 калибра.
Таблица 85. Ракетные составы на основе дымного пороха, адаптированные к калибру
X. № С крупнозернистой розовой лентой Бриллиантовые
1710 17MJ 1712 1713 1714 1715 1716[1717 1718 1719 1720 1721
Калибр, мм
50 40 30 25 20 15 13 10 50 40 30 25
Пороховая мякоть 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Уголь древ. мелк. 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
Уголь древ, крупн. 20 16 12 10 8 6 5 4
Железные опилки 40 32 24 20
или
1710 1711 1712 1713 1714 1715 1716 1717 1718 1719 1720 1721
Калия нитрат 56,4 58,1 60 61 62 63 63,6 64,1 49 51,7 54,8 56,4
Сера 9,4 9.7 10 10.2 10,3 10,5 10,6 10,7 8,2 8,6 9,1 9,4
Уголь древ. мелк. 19,2 1'9,8 20,4 20,7 21,1 21,5 21,6 21,8 16,7 17,6 18,6 19,2
Уголь древ, крупн. 15 12,4 9,6 8,1 6,6 5 4,2 3,4
Железные опилки 26,1 22,1 17,5 15
Таблица 85. Продолжение
№ Бриллиантовые Полубриллиантовые двуцветные
1722 1723 1724 1725 1726|1727 1728 1729 173011731 1732 1733
Калибр, мм
20 15 13 10 50 40 30 25 20 15 13 10
Пороховая мякоть 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Уголь древ. мелк. 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
Уголь древ, крупн. 10 8 6 5 4 3 2,5 2
Железные опилки 16 12 10 8 20 16 12 10 8 6 5 4
или
% •— 1722 1723 1724 1725 1726 1727 1728 1729 1730 1731 1732 1733
Калия нитрат 58,1 60 61 62 52,5 54.8 57,3 58.6 60 61,5 62,2 63
Сера 9,7 10 10,2 10,4 8,7 9,1 9,5 9,8 10 10.2 10,4 10,5
Уголь древ. мелк. 19,8 20,4 20,7 21 17,8 18,6 19,4 19,9 20,4 20,9 21,1 21.4
Уголь древ, крупн 7 5,8 4,6 3,9 3,2 2,5 2,1 1,7
Железные опилки 12,4 9,6 8,1 6,6 14 11,7 9,2 7,8 6,4 4,9 4,2 3,4
Для запрессовки горючего используют специальные набойники (осадники) диаметром на 1 мм меньше внутреннего калибра ракеты с центральным полым каналом, соответствующим размеру стержня (1). Кроме того, применяются укороченные промежуточные набойники в 2/3 (2) и 1/3 (3) его длины, а также короткий сплошной осадник (4) для забивки глухого состава.
Таблица 86. Ракетные составы с селитро-угольной смесью (81:19),
адаптированные к калибру
С крупнозернистой розовой лентой Бриллиантовые
1734 1735 173б|1737 | 1738 173911740 1741 1742 1743|1744 1745
Калибр, мм
50 40 30 25 20 15 13 10 50 40 30 25
Селитро-уголь 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Уголь древ, крупн. 10 8 6 5 4 3 2,5 2
Железные опилки 20 16 12 10
или
1734 1735 1736 1737 1738 1739 1740 1741 1742 1743 1744 1745
Калия нитрат 73,6. 75 76,4 77,1 77,9 78,6 79 79,4 67,5 69,8 72,3 73,6
Уголь древ. мелк. 17,3 17,6 17,9 18,1 18,3 18,5 18,6 18,6 15,8 16,4 17 17,3
Уголь древ, крупн. 9,1 7,4 5,7 4,8 3,8 2,9 2,4 2
Железные опилки 16,7 13,8 10,7 9,1
Таблица 86. Продолжение
х. № г х. Бриллиантовые Полубриллиантовые двуцветные
1746 1747 1748 1749 1750 1751 1752 1753 1754 1755 1756 1757
Калибр, мм
20 15 13 10 50 40 30 25 20 15 13 10
Селитро-уголь 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Уголь древ, крупн. 5 4 3 2,5 2 1,5 1,25 1
Железные опилки 8 6 5 4 10 8 6 5 4 3 2,5 2
или
№ 1746 1747 1748 1749 1750 1751 1752 1753 1754 1755 1756 1757
Калия нитрат 75 76,4 77,1 77,9 70,4 72,3 74,3 75,3 76,4 77,5 78,1 78.6
Уголь древ. мелк. 17,6 17,9 18,1 18,3 16,5 17 17,4 17,7 17.9 18,2 18,3 18,5
Уголь древ, крупн. 4,4 3,6 2,8 2,3 1,9 1,4 1,2 1
Железные опилки 7,4 5.7 4,8 3,8 8,7 7,1 5,5 4,7 3,8 2,9 2,4 1,9
Такое разнообразие применяемых набойников способствует более однородной запрессовке искристого состава, однако при малых калибрах ракет промежуточные осад-
ники можно сократить без ущерба качеству. Унтерзатц устанавливают или укрепляют на отдельном табурете или чурбане (во избежание расслаивания неоднородного горючего состава), надевают на него ракетную гильзу, вкладывают самый длинный полый набойник и осаживают молотком. Затем глухим осадни-ком замеряют расстояние от верха гильзы до вершины шпиля и отмечают снаружи карандашом. Расстояние, соответствующее стержню, делят на 3 части, а сверху риски отмечают высоту необходимого «глухого состава».
Сделав первую засыпку горючей смеси
калиберным совком
(шуфлой) так, чтобы слой не превышал калибр гильзы, самым
длинным набойником слегка ударяют по стенке трубки, сбивая состав. Затем вставляют его в гильзу и пристукивают молотком: раз 10 слабо и столько же посильнее. После каждой подобной процедуры набойником пристукивают по столу, выбивая забившийся в канале горючий состав либо устраняя его проволокой, в противном случае он может расколоться о металлический стержень. По мере наполнения гильзы осадники меняют на более корот-
кие. В тот же момент полезно провернуть гильзу вокруг стержня, чтобы облегчить её извлечение в конце операции.
Когда горючая смесь покроет стержень, применяют сплошной набойник, формируя так называемый «глухой состав» или «затравку». Это очень важный момент. Дело в том, что когда огонь захватывает глухой состав, ракета успевает развить максимальную скорость и пролететь большую часть своего подъёма. Поэтому на динамику, полёта он практически не влияет, зато выполняет роль замедлителя (своеобразного таймера или дистанционной трубки) для воспламенения ракетной начинки, заодно, осуществляя функцию затвора пороховых газов. Именно глухой состав позволяет ракете пролететь по инерции на почти холостом ходу до 1/4 высоты подъёма и только к моменту её переворачивания он воспламеняет начинку.
Если толщина затравки чересчур мала, то огонь либо слишком быстро поглощает глухой заряд и ракета прекращает полёт, не достигнув максимального подъёма, либо выстреливает его из гильзы уже на старте, что называют «провалом ракеты».
Напротив. Если слой глухого состава излишне велик, ракета может упасть на землю горящей, а что ещё опаснее, выстрелить в этот момент пылающие звёздки либо швермеры.
Оптимальная высота глухого состава сильно зависит от калибра ракеты, её назначения и, конечно же, от природы горючей смеси. Для простых ракет без начинки с традиционными искристыми пороховыми составами можно воспользоваться таблицей (табл. 87), предусматривающей довольно толстый слой глухого состава в 2-3 калибра. Он плотно держит пороховые газы и в малых ракетах даже не требует дополнительной запрессовки мощного пыжа. Напротив, наличие в ракете надёжно укреплённой пробки позволяет уменьшить толщину глухого слоя до 1-1,5 калибра и тем самым снизить её вес. Окончательную коррекцию толщины затравки проводят опытным путём.
Таблица 87. Зависимость высоты глухого состава от калибра ракет с пороховым горючим без разделительного пыжа
№ п/п Калибр, мм Глухой состав, мм № п/п 1 Калибр, мм Глухой состав, мм
1 8 27 5 20 53
2 10 33 6 25 57
3 13 41 7 30 58
4 15 46 8 35 59
На глухой состав вгоняют бумажную пробку, смазанную клеем так, чтобы в прибитом состоянии её высота соответствовала калибру гильзы. Она должна предохранять глухой состав от выброса сильным напором упругих пороховых газов.
Осторожно проворачивая по оси, ракету снимают со стержня. При этом стенки полого канала не должны осыпаться.
Для устройства фейерверков в основном применяют ракеты с боковой стабилизацией или как их ещё называют «с хвостом». Обычно, в качестве стабилизатора используют деревянные рейки квадратного сечения из ели или сосны длиной в 80-100 калибров (табл. 88, 89). Они придают ракете подобие флюгера.
Таблица 88. Характеристики деревянных боковых стабилиза-
торов ракет по П. С.Цытовичу
№ п/п Калибр ракеты, мм Толщина стабилизатора, мм Длина стабилизатора, см
1 10 8 100
2 15 И 150
3 20 15 180
4 25 19 200
5 30 23 240
Таблица 89. Характеристики деревянных боковых стабилиза-торов ракет пр П.Румянцову
№ п/п Калибр ракеты, мм Толщина стабилизатора, мм Длина стабилизатора, см Вес стабилизатора, г
1 9 5 80 8
2 13 7 130 19
3 17 9 170 31
4 26 13 , 260 85
Ракету закрепляют к стабилизатору параллельно осевой линии в двух местах: около шейки и на уровне глухого состава. Для строго вертикального полёта вес её хвоста регулируют так, чтобы центр тяжести готового изделия находился на расстоянии около 4 калиб
ров ниже сопла, в чём несложно убедиться, положив её на лезвие ножа или ребро тонкой линейки.
Как часто бывает в жизни, прямолинейность не самая востребованная черта характера. Это же касается и ракет для фейерверков, поэтому в пиротехнике широко применяются более тонкие, лёгкие и
укороченные стабилизаторы, в том числе из лозы и даже прочных бумажных трубок малого диаметра, которые приклеивают бумажной лентой. Иногда ракеты по этой причине даже виляют или идут дугой, что придаёт ещё большую привлекательность их полёту. Часто это делают сознательно, фиксируя стабилизатор под малым углом к корпусу ракеты. Можете поэкспериментировать, только не увлекайтесь, чтобы напором воздуха не сломало хвост.
В попытках контролировать траекторию полёта ракет, разработано множество типов стабилизаторов, но для устройства фейерверков они применяются значительно реже простых и надёжных «хвостовых».
Соосные кольцевые (1, 2), пружинные с грузиком (3) и 3-х или
4-хвостовые (4) стабилизаторы работают по принципу описанных выше боковых одинарных, однако позволяют значительно укоротить общую длину ракеты, повысив её устойчивость в полёте. Трубчатые конусные стабилизаторы из бумаги (5) удобны тем, что их можно монтировать любой длины непосредственно на месте старта, вставляя на клею друг в друга. Сдвоенные кольцевые стабилизаторы (6) придают ракете момент вращения.
Дугообразные (7, 8) и несоосные кольцевые стабилизаторы (9, 10, 11) работают достаточно надёжно. Их легко заставить выполнять функцию эжектора, надев дополнительное кольцо большего диаметра (12, 13); разряжение воздуха возле сопла ускоряет истечение пороховых газов и увеличивает тягу.
Очень многообразно, особенно в спортивном моделировании, представлены плоские стабилизаторы, так называемые «крылышки»
(чаще трапециевидные и треугольные). Они крепятся либо перпендикулярно к корпусу (14), либо по касательной к нему (15).
При желании несложно изготовить из картона более симпатичный объёмный ромбический стабилизатор (16-18).
Принято считать, что хорда плоского стабилизатора должна составлять 1,5-2 калибра, а кольцо соосного стабилизатора превышать 2 калибра.
По законам аэродинамики для устойчивого полёта ракеты центр её тяжести (ЦТ) должен находиться впереди (выше) центра давления (ЦД) - точки пересечения равнодействующей сил потока ветра с осью ракеты. Минимальное расстояние между ними полкалибра. В этом случае ракета как Ванька-встанька при отклонении вернётся к первоначальной траектории.
Для определения центра давления, чтобы избежать сложных расчётов, применяют весьма примитивный, но довольно точный ме-
тод: вырезают из картона силуэт данной ракеты и находят центр его тяжести - он и будет искомой точкой.
Вставьте в сопло стопин или электрозапал и ракета готова к запуску. Для малых калибров достаточно загнуть конец стопина или сложить его вдвое и воткнуть в полый канал, но глубоко, а тем более плотно, задвигать его не надо, чтобы при взлёте ракету не разорвало. В более крупных ракетах стопин фиксируют пороховой подмазкой либо привязывая к нему картонную стрелку, не выпадаю-
щую из сопла.
Для запуска ракет используют своеобразный примитивный стапель из деревянного кола, в верхнюю и нижнюю часть которого забиты металлические крючки. Вместо них можно вбить попарно длинные гвозди с небольшим просветом так, чтобы ракета не провалилась между ними, а стабилизационный хвост проходил свободно, при этом шляпки гвоздей служат фиксаторами. Кол вбивают в землю. Хвост ракеты заводят через крючки, пока она не повиснет на верхнем из них в вертикальном положении.
При использовании трубчатых стабилизаторов в качестве направляющей используют отрезки ровной проволоки или электроды, воткнув их под нужным углом и насадив на них ракету.
В целях безопасности палительную свечу для воспламенения стопина лучше прикрепить к длинной палке.
Для сравнения, параметры русской однофунтовой (12 линий) сигнальной пороховой ракеты образца 1904 года выглядят следующим образом:
внутренний диаметр картонной гильзы 1,15 дюйма (30мм), наружный диаметр гильзы 1,75 дюйма (45 мм), длина гильзы 15,58 дюйма (396 мм, т.е. 13 калибров), толщина стенок гильзы 3 линии (7,62 мм, т.е. 1/4 калибра), длина полого канала 8,66 дюйма (220 мм, т.е. 7,3 калибра), длина глухого состава 1,95 дюйма (50 мм, т.е. 1,7 калибра), длина «хвоста» 5 футов (152 см, т.е. 50 калибров), вес ракеты со стабилизатором 2,25 фунта (921 г), время взлёта ракеты 5 секунд, высота взлёта ракеты 200 сажен (427 м).
Хорошо выполненная ракета для фейерверка должна взлетать вертикально вверх сразу после воспламенения, причём, спокойно, без выстрелов и подскоков, с характерным шипящим свистом; чтобы вылетающий огонь представлял длинный искристый луч, гаснущий в точке максимального подъёма. После чего, описав небольшую дугу («поклон ракеты») она выбрасывает огненную начинку или производит выстрел, а выгоревшая гильза горизонтально падает на землю и уж тем более не втыкается в неё стабилизатором.
29.4. Хлопушка на орбите
огда-то в старину по «классическим законам жанра» именно Лракетами со шлагом начинали фейерверк, чтобы громкими выстрелами привлечь опоздавших зрителей. Сегодня это правило чаще не работает, однако и сейчас они являются наиболее применяемыми пиротехническими фигурами.
Следует иметь в виду, что вес полезного груза ракеты весьма ограничен и непосредственно зависит от её калибра, с укрупнением которого весовую долю начинки можно увеличить (табл. 90).
Как правило, полезный груз даже в крупных изделиях не должен превышать половину массы горючего состава. Кроме того, он сильно зависит от динамических характеристик топлива и самой ракеты.
Таблица 90. Зависимость максимального веса начинки ракеты
от её калибра по П.С.Цытовичу
Калибр ракеты, мм Максимальный вес начинки, г Калибр ракеты, мм Максимальный вес начинки, г
8 8 17 31
10 13 20 64
13 16 25 100
15 25 30 200
Для более точного определения тяги ракеты и оценки массы допустимого полезного груза лучше соорудить простейший испытательный стенд с динамометрами различных конструкций от бытового безмена до углового транспортира с пружинкой.
II Впрочем, и без этой процедуры перегруз ракеты Вы нико-11 гда не спутаете, особенно, если попытаетесь её запустить.
Итак, для изготовления- сигнальных ракет со шлагом применяются более длинные гильзы первого рода (около 15 калибров в длину). После запрессовки ракеты горючей смесью (1) поверх глухого
состава укладывают деревянный пыж с отверстием посредине (2) либо сплошной пыж, но чуть меньшего диаметра. Вместо них можно использовать бумажную пробку, обмотанную стопином.
На пыж всыпают 3-4 калибра зернистого дымного пороха (3), загоняют глухую бумажную пробку (4) и затягивают над ней гильзу,
либо заминают её торец на клею и обклеивают бумажным кружком. В малых ка-
12 3 4
либрах порох засыпают непосредственно на глухой состав.
Если запуск ракеты предполагается в светлое время, можно пространство над порохом заполнить тонкоизмельчённым древесным углем, тогда на небе после выстрела образуется красивое чёрное облачко.
29.5. Со звёздами мо^но пролететь
(Т[о-настоящему счастлив не только тот, кому звёзды падают с J L неба, но и тот, кто доставляет их на орбиту. Можете прове-
рить...
Для этого вполне подойдёт ракетная гильза в 10 калибров длиной. Её запрессовывают горючей смесью как обычно, а поверх глухого состава (1) загоняют на клею деревянный цилиндр толщиной в полкалибра с отверстием посредине, забитым пороховой мякотью. Вместо него можно запрессовать на клею несколько П-образных картонных пыжей (по типу бутылочной пробки) с гофрированной «юбкой» по периметру и отверстием в центре (2). Такой пыж легко сформировать, продавливая набойником картонный кружок чуть большего диаметра с центральным отверстием через металлическую трубку, прижатую к столу. При более массовом производстве используют глиняный затвор с высверленным каналом.
Контейнером для огненных звёздок служит особая тонкостенная гильза (3) цилиндрической (шатрик) либо конической (шуба) формы. Из всего многообразия ракет такого типа заслуживает внимания простейшая из них.
Снаряжённую гильзу удлиняют, обклеивая открытый конец в 3-4 оборота полосой бумаги шириной около 10 см (для средних калибров) так, чтобы нахлёст трубок составил 2-3 см. В образовавшийся шатрик всыпают расчётное количество огненных звёздок (4), включая в общую массу небольшой объём пороховой мякоти, кото-
рой пересыпают содержимое. Поверх звёздок вставляют бумажный
пыж (5) и затягивают над ним шатрик наглухо. Остаток трубки срезают.
Если хотите, чтобы полёт такой фигуры сопровождался громким выстрелом, можете модернизировать шлаговую ракету (1). Для этого достаточно доклеить к готовому изделию шатрик (2), снарядить его звёздками и наглухо затянуть. В основной же ракете на уровне глухого состава делается отверстие, которое стопином (3) соединяют с содержимым шатрика.
По другой технологии тонкостенную шат-риковую гильзу можно более аккуратно скатать на навойнике, тут же заминая и обклеивая торец трубки, чтобы получился бумажный стаканчик. Такой шатрик снабжают конусным обтекате-
лем, который вырезают из ватмана в виде круга диаметром в 3 калибра и с разрезом по радиусу (1). Края склеенного бумажного конуса (2) надрезают и подклеивают к шатрику со стороны дна (3, 4).
В образовавшийся стаканчик (5) засыпают звёздки с мякотью, а потом вгоняют на клею открытый торец перевёрнутой ракеты. Если диаметр шатрика равен или слегка превышает толщину ракетной гильзы, то Вам повезло, так как на неё можно подмотать бумажную ленту; если же наоборот, то шатрик придётся делать заново.
Ракеты малых калибров можно изготавливать вообще без шатрика, как это делали в старину, перетягивая ракетную гильзу в нескольких местах, и используя для воспламенения звёздок заведенный через оболочку стопин. Несмотря на кажущуюся простоту, эта процедура требует определённых навыков, чтобы не порвать при затяжке гильзу. Кроме того, при разрыве такой плотной оболочки в момент выстрела звёздки рассыпаются неравномерно.
Чтобы приготовленные Вами ракеты сработали нормально, придерживайтесь следующих советов:
- так как в ракеты подобной конструкции входит дополнительный замедлитель типа пыжа с пороховым каналом, необходимо на его толщину уменьшить уровень глухого состава, чтобы
отстрел звёздок произошёл на максимальном подъёме до пе-
реворота ракеты;
- чтобы звёздки рассыпались равномерно, шатрик должен быть
неплотным, но достаточно герметичным;
- чтобы звёздки горели подольше, зажигательную подмазку наносят только на одну их сторону либо применяют цилиндрические «дождинки» без центрального канала (обычно около 5 мм в диаметре и длиной 2-3 см);
- в крупных ракетах замедлительные пыжи лучше дополнительно прибить через корпус мелкими гвоздями, тогда как в ракетах малого калибра их можно убрать совсем;
- одиночные ракеты начиняют разноцветными звёздками, а
групповые - однородными.
29.6. Фасеты со швермерами
4ft 0ГДа в Вас просыпается дух Герострата, когда Вам хочется что-то поджечь и Вы чувствуете, что дело Прометея в Ваших надёжных руках, можете смело приступать к изготовлению этой бесспорно, великолепной пиротехнической фигуры.
Для ракет со швермерами употребляют более широкие шатри-
ки и с этой целью на ракетную гильзу подклеивают деревянные или картонные уплотнительные кольца. Ещё проще намотать на гильзу бумажную ленту, например обычный серпантин. Трубку для шатрика катают из бумаги в 4-5 оборотов на навойнике и, смазав густым клейстером, насаживают на уплотнительное кольцо. В высохшее
изделие подсыпают немного пороховой мякоти и компактно встав-
ляют швермеры стопинами вниз. Обычно, применяют швермеры калибром не более 9 мм, а в качестве несущей ракеты используют калибр не менее 20 мм. Стандартное снаряжение ракеты именно таких параметров включает 7 швермеров, что позволяет разместить их наиболее оптимально. Пространство между швермерами и над ними заполняют опилками, обрывками бумаги либо ватой, а сверху укладывают картонный кружок. К начинённому шатрику плотно приклеивают конусный обтекатель. Остаётся подвязать стабилизатор и ракета готова.
Существует более простой способ приготовле-
ния швермерных ракет, но он требует высокой тщательности от исполнителя. К торцу ракетной гильзы прямо под глухим составом без пыжа-замедлителя наклеивают на горячем столярном клее плотный картонный кружок. Шилом в нём делается отверстие по центру, куда вставляется кусок стопина, достающий до затравки. Кружок покрывают пороховой подмазкой. Насаживают на него кольцо шатрика, предварительно смазав торцы густым клеем. Вставляют швермеры, заделывают просветы и фиксируют обтекатель. В этом случае присыпать пороховую мякоть не надо.
Как только затравка взлетевшей ракеты сгорит, огонь через стопин воспламенит дно шатрика, покрытое зажигательной подмазкой и после
выстрела швермеры огненными зигзагами разбегутся по небу.
Аналогичным образом ракеты снаряжаются пчёлками, вихрями или свистками.
29.7. Нам, парашютистам
елая набросок аппарата для безопасного спуска с высоты на IS землю, в 1495 г. гениальный Леонардо да Винчи и предположить не мог, что мировой приоритет в разработке конструкции для прыжков с самолёта четыре века спустя достанется актёру. Русский изобретатель и по совместительству артист Большого театра Котельников Глеб Евгеньевич в 1911 г. впервые предложил ранцевый парашют для лётчиков, а через год сам же добровольно его испытал.
Если Вы решились придать воздушным замкам и рукотворным звёздам более прочный фундамент, то без парашюта Вам не обойтись. И учтите, описание такой фигуры проще один раз прочитать, чем семь раз её изготовить.
Полезный груз подобной ракеты представляет собой фальшфейер, набитый бенгальским огнём, спускаемый на парашюте. Для этого скатывают гильзу в 3-4 оборота чистой писчей бумаги 2,5 калибра в длину и толщиной, соот
ветствующей внутреннему диаметру ракеты. Не снимая гильзу с навойника, подклеивают к ней бумажное дно.
Готовый стаканчик набивают составом бенгальского огня, предварительно смочив его спиртовым раствором камеди (Г. 10). Разноцветные смеси можно нанести послойно. Поверхность состава покрывают зажигательной подмазкой и присыпают мякотью, а для большей надёжности воспламенения в него вставляют кусок стопина.
К бумажному дну фальшфейера подклеивают картонный кружок аналогичного диаметра со вставленным металлическим ушком посредине и разогнутыми концами.
А теперь о главном... Наиболее подходящим материалом для парашюта служит авизент, шёлк, батист или капрон. Для изготовления небольшого
купола вполне подойдёт папиросная, а ещё лучше - миколентная бумага, полиэтилентерефталатная или даже полиэтиленовая плёнка.
Из многочисленных конструкций парашютов (плоских, полусферических, кольцевых, каскадных и так называемых «с аэродинамическими качествами») в пиротехнике из-за простоты изготовления в
основном
применяют
классические плоские. Наиболее оптимальной формой для них является круг либо стремящийся к нему многоугольник.
Площадь купола определяется весом полезного груза и непосредственно влияет на скорость его приземления. Для расчёта размеров ракетного парашюта существуют сложные формулы и графические номограммы, однако на практике принято считать, чтобы на 1 г полезного груза приходилось около 2 дм“ площади плоского полотна. Для сравнения, в десантных парашютах эта норма почти в 20 раз ниже, а наиболее распространённые парашюты типа Д5 и Д6 рассчитаны на среднюю нагрузку 0,1 дм2/г, что позволяет снизить скорость падения до 5-7 м/с, не разбиться при приземлении и не успеть стать чьей-то мишенью.
Обязательным условием устойчивого планирования для парашютов плоской конструкции служит купольное отверстие в центре полотна. Его диаметр обычно в 50 раз меньше диаметра парашюта.
Практика показывает, что для надёжной эксплуатации парашюта количество строп должно быть не менее восьми, а их длина составлять 1,25-1,5 диаметра купола и более. Для ракет малых калибров их количество можно сократить. Как правило, это хлопчатобумажные нитки №10, однако вполне можно применять капроновые или шёлковые. Чтобы они не загорелись от действия вышибного заряда, их предварительно смачивают 5% раствором квасцов или составами 818, 819 и сушат.
Таким образом, простейший парашют вырезают из квадрата, трижды перегибая его через угол, каждый раз уменьшая сектор вдвое.
В конце обрезают углы, как показано на рисунке, и купол готов.
При использовании ткани стропы равномерно подшивают по периметру парашюта либо к углам. Если же применяется миколент-ная бумага, то их приклеивают казеиновым либо синтетическим
конторским клеем, уложив радиально по краю купола змейкой в
форме петли, а ещё надёжнее, накрыв накладкой. Подклеивать
стропы к полиэтилентерефталатной плёнке можно только клеем ти
па «№88», выбирая сторону без металлизированного напыления.
Стропы выравнивают по длине и связывают общим узлом с амортизатором - куском тонкой резинки типа «венгерки» (1). Он смягчает напряжение, возникающее в момент отстрела парашюта. В крупных калибрах для более быстрого наполнения парашюта стропы пропускают через промежуточный картонный кружок (2) с отверстиями по периметру и связывают с амортизатором (1) через рыбацкий карабин (3) во избежание закручивания
(во «взрослых» куполах эту функцию выполняет специальная косынка). К амортизатору крепится фальшфейер (4). В мелких калиб-
рах стропы фиксируют непосредственно к звёздке.
Очень важно, чтобы купол перед укладкой был абсолютно сухой, особенно в случае применения синтетических плёнок. Для на
дёжности раскрытия иногда его даже обрабатывают тальком.
Важнейшим моментом является укладка купола. Его берут за вершину так, чтобы стропы сошлись внизу в одной точке (1). Затем складывают его как носовой платок вдоль линий, соединяющих
вершину с точками крепления строп (2). Дважды складывают купол пополам: сначала в продольном, а затем в поперечном направлении (3, 4).
Сформировавшийся купол скатывают в плотный рулон (5), на который наматывают' часть строп (6). Если стропы заворачивать полностью, укладка получается удобной и аккуратной, но пока они сматываются после отстрела, теряется высота раскрытия парашюта. Поэтому лучше остатки строп укладывать в ракетный чехол в свободное пространство над куполом в несвёрнутом виде.
Для удобства укладки парашюта, уменьшения трения о корпус при отстреле и защиты от пороховых газов применяют специальные бумажные чехлы из кальки. Простейший из них готовится по типу складчатого фильтра.
Вначале лист перегибают пополам дважды, находя центр (1, 2). Затем складывают его гармошкой так, чтобы сегменты начинались от центра (3, 4). Сложенный веер обрезают по длине (5) и разделяют двойные стенки, раскрывая чехол (6). Парашют укладывают в него
стропами наружу.
Ещё легче приготовить гладкий разрезной футляр для парашюта.
Следует иметь ввиду, что парашют подобной конструкции должен отстреливаться до переворачивания ракеты, чтобы горящий фальшфейер не попал в купол. Поэтому высоту глухого состава (1) в таких ракетах уменьшают. При внутреннем диаметре ракеты 25 мм она составляет 1,5-2 калибра. Чтобы затравку не выбросило силой пороховых газов, на неё кладут деревянный цилиндрик (2) с центральным отверстием (3) и перетягивают снаружи в этом месте (4). Поверх насыпают вышибной заряд (5) из нескольких граммов дымного пороха, вставляют фальшфейер (6) подмазкой вниз (7). Следующим заводят чехол со сложенным куполом (8), в который укладывают остатки строп. Торец гильзы герметично заклеивают бумажным кружком (9), а сверху приклеивают конусовидный бумажный обтекатель(10).
Иногда в подобных конструкциях применяют шатрик. Для этого
гильзу над вышибным зарядом обрезают, вставляют в неё картонный кружок с дырочками, подмазанный мякотью и приклеивают шатрик или шубу, в которые укладывают фальшфейер, затем парашют (сложенный, но не смотанный), поверх него стропы и накрывают обтекателем.
Изготовление парашюта можно значительно упростить, используя вместо купола длинную ленту. Турбулентные завихрения вдоль её поверхности придают волнообразную траекторию, что значи-
тельно замедляет скорость падения фальшфейера. Тормозную ленту вырезают из неплотной бумаги, эластичной полиэтиленовой плёнки или лёгкой ткани длиной до 50 калибров при толщине 2-3 калибра.
Заслуживают внимания различные роторные замедлители падения, представляющие собой разновидности пропеллера. Они переводят часть кинетической энергии изделия в энергию вращения, снижая тем самым скорость его приземления.
Простейший воздушный винт для этого без затруднений можно изготовить, соединив концы гусиных перьев упругой резиновой трубкой или пружинкой и прикрепить за средину к пенопластовому обтекателю. Лопасти такого пропеллера легко согнуть и уложить в корпус ракеты.
Чтобы заставить горящий факел медленно планировать в воздухе, воспользуйтесь парашютом с несимметричным куполом, так на-
зываемым «упругим или летающим крылом» типа «рогалло». Длина такого купола равна его ширине, а по форме готовый пара-
шют стремится к треугольнику
Следует иметь в виду, что ракеты представленной конструкции не только красивы в действии, но и весьма пожароопасны. Это следует учитывать, выбирая место для их за-
пуска.
В последние годы в спортивном моделировании появились многочисленные конструкции ракетных самолётов - ракето-планов.
ту,
Реактивный двигатель поднимает такую «крылатую ракету» на нужную высо-
после чего она «парит» в свободном полёте, иногда пролетая
приличное расстояние. Для устройства фейерверков ракетопланы, как правило, не применяют из-за повышенной опасности распространения огня, хотя, возможно, именно Ва-
Ва-ша конструкция найдёт своё достойное место.
29.8. От шевалье до павлиньего хвоста
Хотите быстрее попасть за границу - запустите ракету. В солидных фейерверках их часто поджигают большими партиями, комбинируя в различные композиции. Представьте себе гвардей
ский миномёт «Катюшу», в котором все ракеты взлетают вверх од
новременно. Примерно так, только в сопровождении ярких цветных
вспышек огненных звёздок срабатывает шевалье.
Эта ракетная установка состоит из вбитого в землю кола с двумя горизонтальными перекладинами. При этом верхняя часть конструкции отличается большим разнообразием, например, её сбивают из двух реек по разные стороны центрального кола, вставив между ними по торцам два узких деревянных бруска,
чтобы сформировалась щель толщиной в несколько сантиметров. В образовавшийся зазор заводят ракетные хвосты. Выступающие из сопла стопины подвязывают к общему огнепроводу, надевают на него проводные гильзы и фиксируют к рейке.
Нижнюю перекладину устраивают аналогично. Иногда для про
стоты изготовления вдоль одиночной нижней рейки
натягивают проволоку, закреплённую к торцам, и хвосты ракет продевают между ними.
Более удобной в эксплуатации является разновидность этой конструкции, в которой одна из реек верхней перекладины имеет по всей длине кромки длинный паз (шпунт) типа «вагонки», в который вкладывают центральный стопин и обклеивают писчей бумагой. Вторую рейку укрепляют чуть выше так, чтобы шейка установленной ракеты упира-
лась в неё. Достаточно прорвать в нужном месте бумагу, вставить в канал ра- И
кетный стопин (не подвязывая) и уста- |
новка готова к запуску.
Вместо второй рейки для фиксации ракет можно к шпунтованной доске прибить выступающую на несколь-
ко сантиметров жестяную заклеить его бумагой
полосу, а в паз заложить огнепровод и
Верхнюю перекладину можно упростить, используя металлический уголок. При этом ракеты вешаются на его ребро и соединяются с центральным стопином в огнепроводной трубке.
Крупные установки для большей устойчивости чаще
крепят к двум кольям П-образно. Они
мало чем отличаются от шевалье, хотя
называются по другому: павильон ли-
бо жирандоль из ракет. Для их изготовления две длинные доски
накладывают друг на друга и сверлят отверстия, диаметр которых слегка превышает толщину ракетного хвоста. Для удобства пользо-
вания в верхней планке можно выпилить прорези, что облегчит установку ракет, а для закладки стопина, выбрать рубанком-зензубелем длинный паз.
Если ракеты расположить веером,соорудив пусковую установку, напоминающую что-то среднее между арфой и древней лютней, то такая фигура получила название «павлиний хвост из ракет». Для этого применяют гнутые желоба, а вместо нижней перекла
дины, можно использовать расколотый чурбан.
Описанные выше композиции имеют плоскую конфигурацию и в связи с этим достаточно экономичны, а смотрятся прекрасно. Если же Вы решитесь покорить зрителей широтой размаха, приготовьте огненный сноп из множества ракет, кучно поднимающихся огненным столбом в небо и распускающихся фонтаном разноцветных звёздок. В качестве стеллажа вполне подойдёт круглый полированный стол из карельской берёзы, в котором ровным кольцом по периметру насверливаются от-
верстия. В крайнем случае, можно использовать старую табуретку, просверлив в её сидении побольше дырок и смазав поверхность за-
жигательной под-
мазкой. Её обклеивают бумагой, а после высыхания, прорвав отверстия, вставляют ракетные хвосты. Для лучшей устойчивости на старте под установку насыпают кучу песка, в которую втыкают стабилизаторы. К этой фигуре воспламенительный стопин крепят подлиннее.
29.9. 2Кезл Меркурия
/д) попытках разрешить вечный конфликт наших потребностей с U возможностями появилась интересная модель ракеты, в которой на два двигателя приходится всего один хвостовой стабилиза-z-i тор. Вряд ли боги Олимпа испытывали нехватку
6МЭ комплектующих, но изделие почему-то назвали
«жезлом Меркурия». Эту странную ракету го-товят следующим образом. К длинному хвосто-j , v\ вому стабилизатору подвязывают поперечную планку, к которой крепят на равном расстоянии шейки снаряжённых ракетных гильз. Корпуса ракет на уровне глухого состава приматывают к стабилизатору с противоположных сторон так, чтобы возник вращательный момент.
Для вертикального полёта необходимо, чтобы ракетные двигатели были абсолютно идентичны и отклонялись от оси на равный угол. Л Стабилизатор устанавливают вдвое длиннее
обычного. Для их синхронного воспламенения кусок стопина вставляют в шейки обеих гильз и поджигают посредине. Ракета взлетает вверх, как бы ввинчиваясь в небо, оставляя великолепную искристую спираль из живого огня.
29.10. Ъанки вокзалподожгут - займёмся
телеграфом
/У] аже когда Вы выбрали самый верный путь, на всякий случай Is поинтересуйтесь, куда он ведёт. С нашей сверхточной раке-
той это сделать намного проще — подвесьте её на верёвку, конец которой закреплён в нужном месте так, чтобы она могла по ней свободно скользить. Видимо, эта фигура появилась задолго до открытия электричества, хотя её назвали «телеграф» или «шнурфейер».
Этот снаряд преимущественно используют для воспламенения удалённых или высоко расположенных композиций фейерверков. Готовится он несложно. К простому ракетному двигателю без дополнительной начинки и стабилизатора приматывают суровыми нитками на клею прочную гильзу. Достаточно продеть через неё крепкую верёвку, натёртую мылом, натянуть её и изделие готово. Если поджечь фитиль, то телеграф-ракета с большой скоростью помчится вдоль шнура, оставляя огненный искристый шлейф.
Для более надёжного воспламенения промежуточных фигур (например, свисающих над тросом стопинов большой группы ракет)
скорость движения шнурфейера снижают, вводя в топливо больше искристых наполнителей. Иногда к головной части Ракеты прикрепляют свечу или швермер, направляя их против движения, а стопины поджигаемых по ходу фигур, обматывают вокруг троса, по которому скользит телеграф.
Можно прикрепить к гильзе бумажную фигурку типа пожарного с огненным фонтаном. Для поджигания композиций, расположенных в конце движения, лучше оставлять глухой состав откры-
тым.
К бумажной гильзе можно подвязать несколько ракетных дви
гателей, направленных в противоположные стороны. Огнепровод от глухого состава первой ракеты заводят в шейку
последующей. В этом случае огненный снаряд будет бегать по тросу как управляемый, временами меняя траекторию движения.
При желании шнурфейер легко переоборудовать в самостоятельную фигуру, например, в дымящий паровоз, украшенный контурными свечами и крутящимися колёсами из саксонского солнца.
29.11. УЛердотопливный ^авороно^
Отсутствие чудес обедняет жизнь, а ведь приготовить хотя бы одно из них Вы можете хоть сейчас. Пламенным вихрем с характерным жужжанием эта фигура, быстро вращаясь, поднимается над землёй. Выбрасываемые в стороны искристые потоки огня, чем-то напоминают крылья сказочной жар-птицы, а подъёмные струи пламени, слившиеся в широкий огненный столб, можно принять за её великолепный хвост. Более мелкие изделия тоже смотрятся прекрасно, проявляя некоторое сходство с быстрым взлётом испуганного жаворонка.
Именно так эту пиротехническую фигуру и прозвали, хотя за ней закрепилось ещё несколько звучных имён: «турбиллион», «кубарь» или «столовая ракета».
По своему устройству такое изделие напоминает китайское колесо, у которого помимо вращательных есть ещё подъёмные отверстия и направляющее крыло, выполняющее роль стабилизатора полёта, а в некоторых моделях и подъёмника.
Для изготовления жаворонков используют плотные гильзы первого рода внутренним диаметром 13-30 мм и длиной в 15-16 калибров. Их снаряжают искристыми составами средней силы, учитывая диаметр изделия (табл. 91):
- с крупноискристой розовой лентой
а) пороховая мякоть 100 б) селитро-уголь (81:19) 100
уголь мелкий 13 уголь крупный К-0,15
уголь крупный К 0,3
- с бриллиантовой лентой
в) пороховая мякоть 100 г) селитро-уголь (81:19) 100
уголь мелкий 13 железные опилки К-0,3
железные опилки К-0,6
- с двуцветной полубриллиантовой лентой
д) пороховая мякоть 100 уголь мелкий 13 уголь крупный К-0,15 железные опилки К-0,3
е) селитро-уголь (81:19) 100 уголь крупный К О,075
железные опилки К О, 15
где К - внутренний диаметр гильзы в мм (компоненты прописей даны в весовых частях).
Шейку гильзы на 1 калибр забивают бумажной пробкой (1) и плотно запрессовывают горючим составом (2), оставляя до торца трубки пространство в 1,5 калибра. В конце вгоняют небольшой пыж из скомканной бумаги, а поверх него бумажную или деревянную пробку на клею (1). Торец гильзы разминают и затягивают шнурком. Процедуру можно упростить, используя глиняные пробки. Иногда остатки головок срезают.
Подъёмные и вращательные отверстия диаметром 1/3-1/4 внутреннего калибра делают шилом, что
несколько за-
зом. вдоль оси
медляет прогорание стенок. Горючий состав протыкают на половину калибра, формируя канал для начала воспламенения.
Места для подъёмных отверстий определяют следующим обра-набитой трубки проводят линию. Затем бумажной лентой замеряют длину окружности и, сложив её вчетверо, находят положение вращающих отверстий (1), формируя их по разные стороны от осевой линии (перпендикулярно к ней) на расстоянии 1-1,5 калибра от торцов гильзы.
Количество подъёмных отверстий (2) увеличивают с повышением калибра изделия. Так, для малых турбиллионов (калибром до 15 мм) их достаточно всего 2, для средних (до 25 мм) - уже 4, а для крупных (30 мм), как правило, формируют 6 отверстий. Их протыкают на осевой линии, отступив на 1/3 калибра от уровня вращающих от
верстий к центру, равномерно распределив расстояние.
Посредине осевой линии делают сквозное отверстие (3) для стабилизированного запуска изделия.
После этой процедуры будущий жаворонок больше похож на волшебную флейту, но Вы не расстраивайтесь: когда будет надо - он всё же полетит.
Таблица 91. Искристые составы для жаворонков, адаптированные к калибру
С крупноискристой розовой лентой
№ % 1758 1759 1760 1761 1762 1763 1764 1765 1766 1767
Калибр, мм
30 25 20 16 13 30 25 20 16 13
Пороховая мякоть 82 83 84 85 85,8
Селитро-уголь (81:19) 95,7 96,4 97 97,6 98
Уголь древ, мелкий 10,7 10,8 10,9 11 11.1
Уголь древ, крупный 7,3 6,2 5,1 4 3,1 4,3 3,6 3 2,4 2
ил и
% 1758 1759 1760 1761 1762 1763 1764 1765 1766 1767
Калия нитрат 61,5 62,2 63 63,8 64,4 77,5 78,1 78,6 79,1 79.4
Сера 10,2 10,4 10,5 10,6 10,7
Уголь древ, мелкий 21 21,2 21,4 21,6 21,8 18,2 18,3 18,4 18,5 18,6
Уголь древ, крупный 7,3 6,2 5,1 4 3,1 4,3 3,6 3 2,4 2
Таблица 91. Продолжение
№ % Бриллиантовые
1768 1769 1770 1771 1772 1773 1774 1775 | 1776 1777
Калибр, мм
30 25 20 16 13 30 25 20 16 13
Пороховая мякоть 76,4 78,1 80 81,6 82,8
Селитро-уголь (81:19) 91,7 93 94,3 95.4 96,2
Уголь древ, мелкий 9.9 10,2 10,4 10,6 10,8
Железные опилки 13,7 11,7 9,6 7,8 6,4 8,3 7 5,7 4,6 3,8
ил
”% — № 1768 1769 1770 1771 1772 1773 1774 1775 1776 1777
Калия нитрат 57,3 58,6 60 62,2 62,1 74,3 75,3 76,4 77,3 78
Сера 9,6 9,7 10 10,2 10.4
Уголь древ, мелкий 19,4 20 20,4 20,8 21,1 17,4 17,7 17,9 18,1 18,2
Железные опилки 13.7 11.7 9,6 7,8 6.4 8,3 7 5,7 4,6 3,8
Таблица 91. Продолжение
№ Полубриллиантовые двуцветные
1778 1779 1780 1781 1782 1783 1784 1785 1786 1787
% Калибр, мм
30 25 20 16 13 30 25 20 16 13
Пороховая мякоть 79 80,5 82 83,2 84,2
Селитро-уголь (81:19) 93,7 94,7 95,7 96,5 97
Уголь древ, мелкий 10,3 10,5 10,6 10,8 И
Уголь древ, крупный 3,6 3 2,5 2 1,6 2.1 1,8 1,4 1,2 1
Железные опилки 7,1 6 4,9 4 3,2 4,2 3.5 2,9 2,3 2
Таблица 91. Продолжение
"% ~— 1778 1779 1780 1781 1782 1783 1784 1785 1786 1787
Калия нитрат 59,3 60,4 61,5 62,4 63,2 75,9 76,7 77,5 78,2 78.6
Сера 9.9 10,1 10,2 10,4 10,5
Уголь древ, мелкий 20,1 20,5 20,9 21.2 21,5 17,8 18 18,2 18,3 18,4
Уголь древ, крупный 3,6 3 2,5 2 1,6 2,1 1.8 1,4 1,2 1
Железные опилки 7,1 6 4,9 4 3,2 4,2 3,5 2,9 2,3 2
Стабилизирующее крыло по форме профиля гильзы готовят из
полоски плотного картона, тонкой дощечки либо из шпона и наклеивают перпендикулярно посредине изделия с противоположной стороны от подъёмных отверстий. Обычно, крыло просверливают по центру и в него на клею вставляют круглую деревянную палочку длиной в 5-6 калибров так, чтобы её заострённый конец плотно прошёл
через центральное отверстие в гильзе. В крупных изделиях приклеенное крыло дополнительно фиксируют суровой ниткой на клею,
перевязывая его восьмёркой.
Часто вместо выступающего стержня через центральное отверстие и крыло вклеивается короткая картонная трубка, что позволяет запускать жаворонки не только с горлышка бутылки, но и посадив на вертикальный шкворень, например, длинный гвоздь, вбитый на-
сквозь в тонкую дощечку.
В изделиях поменьше вместо центральной оси достаточно подклеить толстый пыж. Мелкие жаворонки на ровной поверхности запускают без накладок и дополнительных приспособлений.
В подъёмные отверстия вставляют кусочки стопина, обрезают их вровень с поверхностью гиль
зы и фиксируют пороховой подмазкой. Затем соединяют их между
собой единым огнепроводом вдоль оси, фиксируют стопины зажигательной подмазкой и сверху заклеивают бумагой. Боковые вращающие отверстия соединяют между собой отдельным стопином так, чтобы он не касался огнепровода подъёмных отверстий. К его середине подматывают кусок стопина, который служит для воспла
менения изделия.
Вначале срабатывают боковые отверстия, и жаворонок начинает
вращаться, а уже через несколько секунд огненные струи из подъёмных отверстий, свинчиваясь в спираль, поднимут горящее изделие над землёй. Если же все отверстия поджечь одновременно, то фигура, не успев принять стабилизирующее вращение, может легко
перевернуться.
В старину подгулявшие гости умудрялись запускать эти
мелкие изделия прямо с праздничного стола («столовые ракеты»). Если Вы решитесь последовать их примеру, то
не забудьте хотя бы убрать скатерть.
В антрактах между большими фигурами, особенно в начале фейерверка, прекрасно смотрятся стаи из жаворонков.
Для их одновременного запуска используют специальные стеллажи, представляющие собой, что-то типа Рахме-товского ложа - широкой доски с набитыми насквозь крупными гвоздями. Насаженные на них жаворонки для одновременного запуска связывают единым
огнепроводным шнуром.
Турбиллионы малых калибров можно изготовить без подъёмных отверстий. При этом подъёмная сила возникает за счёт их вращения, благодаря особому устройству крыла. Проще всего крыло-стабилизатор склеить из плотного картона по одной из приведенных выкроек. Например, лист картона делят на 3 части (1) и надрезают с противоположных сторон на 2/3 длины (2).
Затем концы обеих крайних полосок сдвигают к центру и наклеивают на среднюю (3,4). В образовавшийся между полосками зазор вклеивают короткую запрессованную гильзу длиной в 5 калибров и формируют боковые отверстия так, чтобы вращательный момент фигуры согласовывался с подъёмной силой получившегося пропеллера (5). В небольших изделиях (до 20 мм в диаметре) делают одно сопло, а в более крупных два и соединяют их общим огнепроводом для синхронного воспламенения.
Имейте в виду, что такая «пчёлка» в два сопла поднимается значительно выше, горит более ярким огненным вихрем, но и сгорает намного быстрее.
Готовое изделие «правильной» стороной укладывают на ровную поверхность и поджигают. На описанного выше жаворонка оно, конечно, не дотягивает, но за огненную пчёлку или жужжащего шмеля пройдёт вполне.
Эту фигуру можно разнообразить, слегка видоизменив конфигурацию подъёмного стабилизатора, к примеру, в виде крыльев бабочки (1,2) либо причудливого пропеллера (3,4).
Жаворонок нетрудно трансформировать в летающий самолётик. При этом их внешнее сходство определяется лишь конфигурацией крыльев, ко
торые выкраиваются несколько иначе. Фюзеляж склеивают из прямоугольного куска картона, предварительно сделав по его бокам два разреза, куда вклеиваются крылья. Хвостовой стабилизатор склеива
ется по любому описанному выше чертежу.
Такой «самолёт» можно снабдить «катапультой». Для этого
гильзу на половину забивают основным искристым составом (1). Поверх него вставляют на клею пыж (2) с куском стопина (3) посредине и подсыпают немного зернистого дымного пороха (4), количество которого в граммах соответствует 1/5 части калибра,
выраженного в миллиметрах. Затем укладывают огненную звёздку (5) в виде куска трубки чуть меньшего диаметра, запрессованного тестом из пламенного состава с пороховой подмазкой (6) на торце. Плотно вгоняют П-образный картонный пыж (7) с гофрированными краями. Укладывают стропы (8), связанные со звёздкой (5) и сложенный бумажный парашютик (9). Последним вставляют сравнительно тонкий картонный пыж (10).
Такая фигура, взлетая кубарем, в высшей точке подъёма отстреливает огненную звёздку, которая медленно планирует вниз. Это изделие очень красиво смотрится как в ночное, так и в светлое время суток.
Крупный турбиллион можно украсить, запрессовав в горючий состав разноцветные пламенные слои, а под крыло стабилизатора подклеив мини-мортирку со звёздками.
Глава 30. Устраивая фейерверк,
экономьте воду
(L? ели Ваши огненные забавы уже достали соседей и пожарни-’ ков, воспользуйтесь умным советом - смените амплуа. Фейерверк на воде куда более пожаробезопасен, выглядит не менее захватывающе, хоть и требует больших затрат и навыков.
Специфика такого представления заключается в том, что всем изделиям необходимо придать плавучесть и водоупорные свойства. Для этого их обрабатывают снаружи жиром, растопленным парафи
ном, битумной смолой либо жидким стеклом. Особую сложность составляет система воспламенения фигур, расположенных в воде.
Категорически запрещается запускать подобные изделия с лодки, особенно резиновой, сложив в неё весь пиротехни-[Ф-Ф'О ческий запас да ещё в присутствии весёлой компании на борту, чтобы не уморить смехом наблюдателей с берега, когда придётся выпрыгивать в воду.
Лучше всего для такого фейерверка подойдёт мыс на тихой воде, отдельный островок, небольшой плот или чья-то рыбацкая «си-жа», далеко выступающая от берега. Для разнообразия на небольшой глубине можно забить колья, выкрашенные в чёрный цвет, к которым закреплять различные мельницы и колёса.
30.1. Лукер или водяной фонтан
когда эту фигуру ещё называют «нырком». Дукер верти-кЛ L кально плавает по поверхности воды, выбрасывает снопы огненных брызг, временами с журчанием ныряя под воду, и громко взрывается в конце горения.
Для устройства дукеров используют обычные фонтанные гильзы среднего и большого диаметра длиной в 10-15 калибров. На коротком стержне их набивают вначале глиной (1) на 1/2 калибра, а
затем любым искристым фонтанным составом средней силы (2), чередуя его с прослойками пороховой мякоти (3). На каждую прес-
сованную насыпку искристого состава высотой 1 калибр, набивают 1/4 калибра пороховой мякоти. В последующих слоях объём пороха слегка увеличивают, так как по мере выгорания состава дукер становится легче и для его погружения под воду требуется большая сила. Во избежание взрыва мякоть плотно запрессовывают. Если желают, чтобы горение закончилось выстрелом, насыпают 1,5-2 калибра мякоти (4), а поверх неё набивают 3-4 калибра глины (5). Конец гильзы затягивают либо заминают на клею.
Чтобы снаряжённая гильза не утонула, на расстоянии двух калибров от шейки к ней подклеивают поплавок (6) в виде деревянного, картонного или ещё лучше пенопластового кружка диаметром в 4-6 калибров с отверстием по центру под калибр фонтана.
Правильно приготовленный дукер при погружении в воду принимает вертикальное положение, а шейка его
находится над водой. Для более «тонкой» регулировки погружения вместо глиняного балласта (5), забитого в трубку, иногда на дукер надевают дополнительную гильзу (7), заполненную песком, глиной или даже дробью.
Такую «грузовую» гильзу длиной 5 калибров катают по внешнему диаметру фонтанной гильзы, наглухо затянув один конец. После загрузки необходимого по весу балласта, её насаживают на клею на дукер, стягивая бечевой. Ещё проще соорудить противовес, подвязав к фонтанной гильзе мешочек с песком.
Готовое изделие тщательно покрывают жидким стеклом либо расплавленным парафином или битумной смолой. В последнем слу
чае ещё тёплое покрытие присыпают песком, чтобы дукеры не слипались при хранении и тем более не прилипали к рукам при поджигании. Остаётся вставить в шейку дукера стопин и закрепить его пороховой подмазкой.
Дукеры осторожно спускают на воду, а затем поджигают пали-тельной свечой, укреплённой на длинном шесте (можно воспользоваться удилищем), заодно отталкивая горящие фонтаны подальше от берега. Иногда ими снаряжают водные фугасы, в этом случае их делают чуть короче.
Любители острых ощущений бросают дукеры «с руки», но я бы Вам этого не советовал. Процедура эта весьма опасная (!), поэтому изделие держат, непременно, за грузило на вытянутой руке, отвернув голову. Воспламенившуюся фигуру сразу бросают в воду подальше от берега, не зажмуривая глаза, чтобы не попасть в зрителей.
Нередко нырки пускают в горизонтальном положении. В этом случае поплавки к ним не крепят.
Кроме описанных «пульсирующих» нырков широко применяются обычные водяные фонтаны так называемого «однородного» горения. Они готовятся аналогично, но без прослоек пороха. Иногда в них добавляют искристые зёрнышки по типу букетов.
, Следует учитывать, что звук шлага водного фонтана, как правило, глуше, чем у воздушного выстрела.
30.2. Т^ве^ари — бегуны по водной глади ' -4 та весёлая пиротехническая фигура называется «квакун» или «квекарь». Она забавно бегает и вертится кубарем по поверхности воды, периодически ныряя и взрываясь под конец.
Л° своему устройству квекарь представляет что-то среднее 1между китайским колесом с одним отверстием и дукером, к которому забыли приделать поплавок и грузило.
Для изготовления квекарей используют длинные прочные бумажные гильзы первого рода, обычно от 8 мм до 20 мм, причём, для самостоятельного применения - длиной в 13-15 калибров, а в случае снаряжения водных фугасов - не более 8-9 калибров.
Набивают их
аналогично дукерам искристым составом (1) с прослойками пороховой мякоти (2) и шлагом (3). С обеих сторон гильзу забивают глиняными пробками (4) и наглухо перетягивают шпагатом. Одну головку (5) формируют подлиннее (она будет выполнять функцию ручки при поджигании), а другую срезают заподлицо и с её стороны над глиняной пробкой протыкают до средины состава отверстие (6) диаметром в 1/3-1/4 калибра. В него вставляют на пороховой подмазке кончик стопина и привязывают к гильзе ниткой.
Спуск квекарей на воду - процедура весьма опасная. Обычно, их зажигают в руках и бросают в воду по одиночке или же сразу по несколько штук (если повезёт). Не имея балласта, зажжённый квекарь ложится на воде плашмя или слегка наклонно и, быстро вращаясь, начинает хаотично перемещаться по поверхности, ныряя
при каждом шлаге, издавая характерный получил ещё одно народное название «квакун».
звук («квок»), почему и
В поисках придания квекарю более замысловатой траектории движения появились его «нетонущие» разновидности с поплавками, например, с подвязанной за шейку или посредине пустотелой гильзой, затяну
той с обеих сторон либо насаженной одним концом на торец изделия.
Иногда квекари связывают попарно боковыми отверстиями в противоположные стороны типа саксонского солнца, объединив общим огнепроводом. Воспламенённое изделие быстро подпрыгивает и кубарем
катится по воде. Но не забывайте, что риск при поджигании двойного квекаря, похожего на противотанковую связку гранат, повышается вдвое.
Спуск изделия можно сделать значительно безопаснее, подвязав
его к длинной палке. Правда, это уже совсем другая фигура - «водяной бегун», потому что характер её передвижения абсолютно иной.
К центру деревянной рейки длиной не менее двойного размера снаряжённой гильзы крепят шпагатом перпендикулярно по разные стороны два квекаря, ориентируя их шлагами в противоположные стороны. Отверстия проделывают на одном квекаре вверх, а на другом вниз и соединяют
их общим стопином в огнепроводной трубке, вырезая по центру фрагмент покрытия для поджигания.
Горящий бегун вращается вокруг не тонущей рейки наподобие
пароходного колеса, причём, квекари поочерёдно то ныряют под воду, то поднимаются над поверхностью, как бы гоняясь друг за
другом.
30.3. (Водяные курьеры
Оказывается, обычные ракеты и форсы элементарно научить бегать по водной глади, а чтобы они не «ныряли» чаще всего их снабжают специальными поплавками. Например, на головную
часть плотно на клею надевают бумажную гильзу, затянутую с одной стороны.
Можно подклеить к ракете пустую трубку, забитую с обеих сторон, причём, если их
соединить под углом, то зажжённая фигура начнёт выписывать
по воде огненные круги, не зря в своё время немецкие фейерверкеры назвали это изделие «Irrwische» - «непоседа» или «живчик».
Иногда поступают по-другому и деревянный или пенопластовый поплавок в виде кольца надевают на корпус ракеты.
Проще всего изготовить такой поплавок из двух конусов, склеенных основаниями и просверленных по оси. За весёлый нрав в старинных изданиях эту фигуру
двойного квекаря иногда так-
по типу
же называли «водяным бегуном» -«Wasserlaufer» (нем.).
Запускать такие курьеры лучше со специального стапеля, представляющего собой прогнутую жестяную полосу типа жёлоба, прибитого к кольям почти вровень с водой, либо с плавающей доски. Не страшно, если хвостовой стабилизатор (деревянный или даже картонный) свисает в воду. Для большей надёжности воспламенения к
соплу ракеты лучше подклеить конус из вощаной бумаги длиной 5-7 см, а стопин вывести через его срезанный острый конец.
С такой установки можно запускать даже
обычные ракеты без всяких поплавков. Они красиво мчатся по водной глади, ныряя в набежавшую волну и распугивая зазевавшихся рыбёшек.
30.4. (Водяное солнце или огненный водоворот
Зеркальная поверхность воды, отражающая каждую искорку, делает эту фигуру из вращающегося огня особенно прекрасной и неповторимой. К счастью, для устройства такого водяного солнца или колеса не понадобятся колья, стержни, втулки и сложные мельницы.
Достаточно разместить несколько форсов по периметру высту-
пающего из воды поплавка, в качестве которого можно использовать толстый деревянный, а ещё лучше пенопластовый круг (он легче и поэтому раскручивается быстрее). В старину для такой забавы не жалели
деревянную кухонную утварь. Вы же без затруднений сможете приспособить использованную укупорочную пластмассовую тару для продуктов типа круглой коробки с крышкой, например, из-под сметаны, йогурта или даже торта. По верхнему краю такой конструкции крепят проволокой подвижные фонтаны, протыкая коробку насквозь. Форсы располагают равномерно, чтобы фигура не заваливалась, и последовательно соединяют огнепроводом.
Для большей устойчивости в коробку подсыпают песок. Желательно его слегка смочить или накрыть картонкой, чтобы он не сме
стился при движении.
С целью придания этому водяному солнцу ещё более быстрого вращения иногда форсы подсоединяют в два ряда (один напротив другого). Если же они соединены последовательно, то огненный снаряд по мере выгорания пиротехнической смеси, вращаясь вокруг оси, начнёт описывать эксцентрические круги на воде. Для большего сходства такого водяного колеса с огненным светилом можно на крышке или в песке укрепить свечи с бриллиантовым составом, а если позволяет объём, то и фонтан.
Как правило, последний форс снаряжают шлагом. Готовую фигуру тщательно изолируют смолой и поджигают только на воде.
Принципиально огненный водоворот мало чем отличается от водяного солнца. В его конструкции функцию поплавка выполняет картонный шар. Его готовят методом папье-маше, обклеивая бума-
гой массивный шар, например, для игры в кегли или даже футбольный мяч.
Напоминаю, что первые слои должны быть без клея. Когда толщина картонных
стенок достигнет 1,5-2 см, изделие сушат, а затем аккуратно разре-
зают на две равные половины.
К одному из полушарий укрепляют клеем либо сургучом пушечный выстрел или фугас, при этом его стопин в проводной гильзе выводят наружу. Полушария склеивают вместе вначале бумагой, а затем холщовой полосой. Изделие тщательно покрывают гидроизоляцией (лучше жидким стеклом), обвивают обручем из проволоки, к которой крепят два ряда подвижных фонтанов, попарно заряжая их угольным, полубриллиантовым и бриллиантовым составом.
После сгорания форсов срабатывает пушечный выстрел. Если же хотят использовать шар повторно, вместо взрыва в фонтаны закладывают шлаги.
30.5. Фимст^ие свечи на слу^е у Нептуна
СТ !риготовление помпфенерных жирандолей на воде не требу-J L ет дополнительной квалификации. В фанерном круге диаметром не менее 30 см высверливают полтора-два десятка отверстий,
тщательно выкрашивают темной масляной краской и после
высыхания плотно вставляют предварительно обработанные жидким стеклом римские свечи так, чтобы их горловины выступали на 1,5-2 калибра. Для балласта подвешивают к цен
тру фигуры мешочек с песком либо основание помпфейеров при запрессовке на несколько калибров забивают глиной.
Для сжигания целой батареи из помпфейеров их подвязывают на одинаковом расстоянии к двум длинным деревянным планкам и крепят к кольям, забитым в грунт. Такой частокол лучше установить несколько в стороне, освободив центральную площадку для крупных вращающихся фигур.
Поджигают непромокаемые римские свечи с лодки, что вполне безопасно, если заранее намечен маршрут отступления и разведан фарватер.
30.6. (Водоплавающие пушкой
/12 отличие от «настоящих» наша мортира может ещё и плавать.
Гильзу для неё катают из тонкого картона. Её длина составляет всего 1,5-1,7 калибра. Наиболее ходовой диаметр водяной морти-
ры 15-20 см, а толщина её стенок 5-7 мм. К ней прибивают деревян-
деревянное дно.
В широкой доске длиной до 1 м и толщиной не менее 3 см выпиливают круглое отверстие по наружному диаметру гильзы. Мортиру плотно вклеивают в него на горячем столярном клее, прибивая для надёжности изнутри к доске гвоздями так, чтобы горловина выступала над поверхностью на 7-10 см. Всё изделие тщательно обрабатывают внутри и снаружи любым
водоупорным составом, а на дно для'
балласта забивают 4-5 см сухой глины (1).
Снаряжают мортирку как обычный бурак швермерами, пчёлками или квекарями (2), между которыми устанавливают фонтан-замедлитель (3) крупного калибра (30-40 мм). Стопин (4) от его ниж-
ней части проходит через перфорированный фанерный круг (5) с пороховой подмазкой к бумажному пакету с вышибным зарядом (6).
Горловину бурака накрывают круглой картонной крышкой с отвер-
стием для фонтана и тщательно обклеивают плотной бумагой.
Объём дымного пороха вышибного состава даже для крупных калибров обычно не превышает 100-120 г. Этого количества достаточно, чтобы при выстреле швермеры и квекари не столько взле-
тали столбом вверх, сколько разбрасывались над водой, а затем раз-
бегались по её поверхности яркими огненными рыбками. Этому же способствуют относительно тонкие стенки водяного бурака.
Эту фигуру можно значительно украсить, комбинируя с римскими свечами, или установив в бурак вместо фонтана в качестве замедлителя связку помпфейерных гильз. Для сообщения огня к вышибному заряду подводят стопин, выходящий из основания не-
скольких римских свечей.
Небольшую мортиру неплохо установить на дно чаши водяного солнца с помощью густого столярного клея. Она же выполняет роль балласта. При необходимости подсыпают немного пес
ка. В крышке делают отверстие для мортиры, стопин которой соединяют с концом последнего вращающего форса.
Водяную мортиру или фугас, укреплённые на небольшом плотике, нетрудно закамуфлировать под водоплавающую птицу из па-
пье-маше или даже небольшой пароходик из картона. Кораблик мо-жно снабдить огненными колёсами, дымящими трубами, стреляющими помпфейерами и грозными ракетами. Для придания
- о о о о
ему хода, желательно установить на плоту несколько перемен форсов. Жаль только, что такому красивому кораблю суждено быть взорванным метким огнём береговой артиллерии.
30.7. бТодводный бенгальский огонь
(7 ! ринято считать, что огонь и вода - вещи мало совместимые. J L Только не в нашем случае. Приготовьте специальный состав (сост. 1788), содержащий 65% нитрата стронция, 8% бертолетовой соли, 21% серы и 6% антимония. Естественно, что измельчённую
бертолетову соль добавляют к подготовленной смеси в самом конце.
Состав осторожно запрессовывают в гильзу из вощаной или пергаментной бумаги, один конец которой наглухо затянут суровой ниткой и непроницаем для воды. К нитке подвязывают грузик и фигура готова.
Зажжённую гильзу бросают в воду. Если глубина её погружения подобрана правильно, вода начинает
красиво светиться красным светом. Подобным приёмом браконьеры
иногда загоняют ночью рыбу в сети.
Подводный огонь с ещё большим успехом можно сжечь в стек-
лянной банке с водой, которая на время превратится в «лампочку
Нептуна». Вода хорошо связывает едкий сернистый дым, поэтому
подобные изделия можно ограниченно использовать в помещениях.
Смотрите только, чтобы не лопнула банка.
Если же бумажную гильзу заправить порошком магния и поджечь с помощью зажигательной подмазки, то в воде этот металл энергично запылает ослепительно-ярким белым светом и при этом не будет
традиционно дымить. Горящий магний не только не боится воды -она ещё и усиливает его горение.
Глава 31. Мельпомена в юпитерах славы Лртистов погорелого театра и фейерверкеров связывает старая трепетная дружба. Даже сегодня, когда на каждом шагу применяются электронные и оптические спецэффекты, театральная и
эстрадная пиротехника не утратила своей актуальности.
Тем более трудно переоценить её значение до изобретения электрической лампочки, когда спектакли в театре, как и домашний телевизор, смотрели при свечах.
Главное требование к таким пиротехническим изделиям - полная безопасность для окружающих, в том числе отсутствие токсичных выбросов и задымленности при использовании.
Особенностью приготовления горючих смесей для помещений
является полное исключение из их состава серы и солей некоторых тяжёлых металлов: ртути, мышьяка и свинца, хотя традиционно применяемые в театральных композициях соли меди, бария и сурьмы также весьма токсичны и требуют осторожного применения. Вместо серы широко используются природные смолы, лактоза и стеарин. Иногда для ароматизации воздуха в составы комнатных фейерверков добавляют небольшие количества душистых смол, например, ладана, мирры или хотя бы канифоли.
Подобные фигуры, как правило, миниатюрны и более доступны в изготовлении. Что же касается начинающих пиротехников, то это должен быть их любимый размер, хотя поджигать такие изделия в помещении вовсе не обязательно. Они помогут создать атмосферу праздника в вашем дворе и украсят самый изысканный ужин в открытом летнем кафе.
31.1. ЯТеатр начинается не с вешалку, а с освещения
авным-давно, когда театральные актёры уже были, а об элек-тричестве ещё не догадывались, для освещения сцены ис
пользовали специальные бенгальские, а точнее, театральные огни. При горении они не выделяли удушливых газов. Бумажные гильзы, набитые такими составами, сжигали в металлических коробках, соединённых с дымоходом. По сути дела это были первые прожектора. Отверстие в коробке позволяло направлять пучок окрашенного света на сцену. Для продолжительного освещения в такой «гиперболоид» было достаточно подкладывать гильзы с театральным огнём, а для более яркого освещения пиротехнические смеси сжигали на открытых блюдах.
В принципе, для использования в помещении подходят многие составы бенгальского огня, не содержащие серу, дымообразующие и ядовитые вещества (табл. 53-59), однако с учётом спектра пламени к разделу театральных традиционно относятся только некоторые из них (табл. 92).
Основным горючим компонентом таких смесей является шеллак, реже молочный сахар с добавками стеарина и ликоподия.
Наиболее яркое, белое освещение дают при сжигании полоски магния. Однако этот металл сильно дымит, а в своё время был просто недоступным. Лучшие театральные составы белого огня включают небольшие добавки карбоната бария (сост. 1789, 1790). При подсветке электролампой их пламя кажется ослепительно-белым, однако при солнечном освещении оно слегка отдаёт желтизной.
Таблица 92. Составы театральных и каминных огней
№ % Театральные
Белые Жёлтые Оранж Зелёные
1789 1790 1791 1792 1793 1794 1795 1796 1797
Калия нитрат 18 18 30
Калия хлорат 54 55 77 30 25 50 '
Натрия оксалат 25 21 48
Бария нитрат 42 25 78 77
Бария хлорат 2 4
Бария карбонат 5 6
Стронция нитрат 32
Лактоза 18 17 25
Канифоль 4
Шеллак 23 15 12 16 16 19
Мастике 4
Стеарин •4
Ликоподий 5
Таблица 92. Продолжение
№ Театральные Каминные
Розовые Красные К-Ор Пор Зелёные Гол
1798 1799 1800 1801 1802 1803 1804 1805 1806 1807 1808
Калия нитрат 18 17
Калия хлорат 55 54 35 17 32 80
Натрия оксалат 7
Стронция нитрат 80 52 66 48 74
Стронция оксалат 5
Стронция карбонат 6
Меди (11) сульфид 10
Сурьмы (III) сульфид 33
Уголь древесный 20
Медные опилки 17 83
Цинковые опилки 33
Нашатырь 8 4 17
Винный камень 8 3 17
Ярь венецианская 33
Ярь медянка 34
Лактоза 18 19 4 12
Канифоль 4
Шеллак 20 17 15
Стеарин 9 8
Ликоподий 4 4
Театральные огни желтого цвета включают оксалат натрия (сост. 1792-1794). Его растирают в мелкий порошок, смешивают с другими солями, растворяют в расплавленном шеллаке, по охлаждению толкут, просеивают и аккуратно домешивают хлорат калия. Добавление к таким составам нитрата бария делает пламя ярко-лимонным с нежным зеленоватым отливом (сост. 1793), а включение стронциевой селитры сгущает его до оранжевого (сост. 1794).
Следует учитывать, что оттенки цветного пламени могут изменяться, в зависимости от типа освещения, например, состав 1795 на солнце горит салатным цветом, зато при свете ламп накаливания кажется густо-зелёным.
Введение в пиротехнические составы оксалата стронция (сост. 1798) придаёт пламени красивый, розово-красный отблеск, а замена его на нитрат делает пламя карминово-красным (сост. 1799-1802). Так, пиротехническая смесь 1800 даёт яркий, красный огонь со светло-оранжевым оттенком, но загорается труднее остальных. Состав 1802 позволяет получить эффектное, красно-оранжевое осве
щение. Особенно красив при подсветке белых предметов театральный огонь 1799, сгорающий чистым, розовым пламенем. Густой, красно-оранжевый огонь даёт пиротехническая композиция 1804.
Для имитации пожара применяют жёлто-красные составы бенгальского огня (сост. 807, 1124, 1805). Пожалуй, лучшим из них является состав Руггиери 1124, сгорающий под цвет зарева с «красно-капуциновым» оттенком. При всей прелести окраски, из-за присутствия серы, без хорошей вытяжки в помещении использовать его нельзя.
В «хлоркаль-угольные» смеси 807 и 1805 добавляют немного камеди и зернят как дымный порох со всеми предосторожностями.
У вельмож средневековой Европы в .большом почёте был так называемый «каминный огонь», применяемый для окрашивания пламени костра или камина, чаще в зелёный или голубой цвет.
Такой порошок, высыпанный на раскалённые угли, быстро сгорает, поэтому чаще им набивали тонкостенные гильзы калибром 8-
25 мм, которые устанавливали у огня. В этих условиях составы 1806-1808 горят со скоростью около 40 см/час.
Для изготовления подобных композиций необходимо измельчённые, перемешанные компоненты пропитать в стеклянной посуде
уксусной эссенцией, накрыть крышкой, а через 4-5 дней высушить и повторно измельчить.
Составы 1806 и 1807 окрашивают каминное пламя в зелёный цвет, а смесь 1808 - в сине-голубой. Перед их поджиганием необходимо включить классическую музыку и выключить люстру.
31.2. Ода спиртовому огню
1то“то может возмутиться, что сжигать спирт не разумно и ему можно найти более достойное применение, но такие люди, как правило, театром интересуются мало. Спиртовые же огни очень удобны для сжигания в помещениях. Они абсолютно не дают копоти и практически не выбрасывают в атмосферу вредные вещества. Их важнейшим достоинством является минимальный расход химических реактивов и возможность регулировать скорость горения, а единственным недостатком - не столь яркое пламя.
Готовятся они очень просто: к чистому медицинскому спирту (96°) добавляют щепотку химически чистой соли, дающей спектральное окрашивание пламени. Если Вы читали книгу по порядку, то эти вещества Вам уже хорошо знакомы. Из-за высокой летучести в пламени лучше всего для его окраски подходят галогениды металлов, в основном хлориды, как более доступные. В случае применения нитратов спиртовое пламя становится ярче, но чуть менее интенсивно окрашено.
Для окраски пламени в различный цвет применяются следующие вещества:
жёлтый - любая соль натрия, но лучше поваренная либо чилийская селитра;
оранжевый - хлорид кальция (с кирпичным оттенком); красный - хлорид либо нитрат стронция, хлорид лития;
зелёный - нитрат меди (II) или хлорид бария; хлорид меди (II) образует богатое зелёное пламя, с благородным синим контуром; красивый зелёный цвет с лёгкой желтизной даёт борная кислота;
голубым пламенем горит чистый медицинский спирт (96°), цвет усиливается в присутствии хлорида цинка или олова, а также нитрата висмута (V);
синий - лучше всего подходит йодид меди (II) или хлорид индия, но можно использовать и обычные алюмо-калиевые квасцы;
фиолетовый - калия хлорид; кг(лийная селитра даёт яркое фио
летово-синее окрашивание;
белый - смесь медицинского спирта (96°) со скипидаром (4:1).
Достаточно смочить таким «подсоленным» спиртом вату и
поджечь на металлической
подставке, но лучше использовать специальную спиртовку типа лампы-Ал-ладина только из стекла. Если не располагаете готовой - её нетрудно изготовить.
Из консервной банки вырежьте кружок (1), превышающий диаметр горловины стеклянной ёмкости (2), сделайте в нём отверстие, в которое плотно вставьте кусок трубки (3), скатанной из того же металла, и проденьте через неё фитиль (4) из ваты, асбеста или хлопчатобумажного шнурка от кроссовок. Спиртовка готова. За
лейте в неё «обработанный» спирт и можно поджигать, только не
вздумайте её переворачивать: горячий спирт имеет очень низкое
поверхностное натяжение, поэтому, растекаясь, он, воспламеняет большую площадь поверхности.
31.3. Молния на заказ
fl) своё время этот пиротехнический приём широко применялся для изображения грозы в спектаклях. Однако, учитывая, что установка для получения театральных молний больше напоминает огнемёт, я бы советовал применять её только вне помещений, предварительно спрятав актёров.
Наиболее старый способ метания молний по системе Зевса основан на сжигании взвеси ликоподия, выдуваемой специальными мехами, чем-то напоминая горение тополиного пуха.
В ручные меха всыпают подсушенный ликоподий, вставляют лейку для полива растений с впаянной трубочкой, куда закладывают ватку, смоченную спиртом. Достаточно поджечь ватку, сжать меха и длинное красновато-жёлтое пламя
вырвется наружу.
На досуге попробуйте приспособить к этой работе пылесос или хотя бы старый аккордеон. Факиры и заклинатели огня прекрасно обходятся и без них, выдувая порошок усилием своих лёгких.
Если же Вы не попали в число удачливых обладателей этого чудесного порошка - не расстраивайтесь, а попробуйте заменить его
измельчённой после просушки и протёртой через мельчайшее сито. Весь эффект будет зависеть от степени дробления и сушки продукта. Зато, изменив селитру, Вы сможете повлиять на окраску молнии.
Чтобы молния не промахнулась, используйте шнурфейер (телеграф), а для большей яркости линии полёта покройте его снаружи составом белого огня.
Результат получится ещё правдоподобней, если для имитации зарницы воспользоваться специальными составами - вспышками голубовато-зелёного огня (сост, 1809, 1810, табл. 92) с добавлением магния. На металлический лист выкладывают 2-3 кучки смеси на расстоянии 5 см друг от друга и сообщают межу собой небольшой дорожкой. При поджигании срабатывают подряд несколько ослепительных вспышек исключительно похожих на комнатную молнию. Остаётся лишь закончить их появление громом с помощью сотрясания подвешенного большого листа жести либо пушечным выстрелом, но никак не ударами по отопительным батареям.
31.4. Файте дёрнуть за ^(лопушку
(1 / о крайней мере, хоть раз в году, но о ней вспоминает каждый. J L Конечно же, это хлопушка и, конечно же, это Новый год.
Первые митральезы (а именно так их называли в Европе) больше напоминали конфеты в красочной обёртке, но с коварной начинкой из взрывчатых веществ. Чтобы лучше скрыть обман, для них придумали ещё одно название «конфетти». В плотную бумажную гильзу диаметром 20-30 мм вкладывали две картонные полоски, склеенные гремучей ртутью или серебром, внутрь засыпали конфетти либо рождественский сюрприз и заворачивали в тонкую пёструю бумагу, имитируя конфету. Попытка развернуть такой подарок заканчивалась сюрпризом.
В современных хлопушках используют фрикционные взрывчатые смеси на основе красного фосфора с бертолетовой солью, иногда с добавлением сульфида сурьмы. Они безопаснее в обращении, менее чувстви-
тельны к внешнему воздействию, не токсичны, но при взрыве
выделяют белый дым, содержащий фосфорный ангидрид со специфическим запахом.
Для их приготовления в фонтанную гильзу диаметром 25 мм и длиной 4-5 калибров, полуза-тянутую с одной стороны, вставляют картонный пыж (1) с узким центральным отверстием, через которое продета верёвочная петля (2). Концы верёвки приклеены фрикционным составом (3), а сама петля через шейку гильзы выходит наружу. В гильзу высыпают конфетти и заклеивают отверстие папиросной бумагой.
Самое сложное в этом процессе - приготовить воспламенительную смесь (сост. 1811) и не взорваться. Во-первых, готовят её только в небольших количествах.
Вначале очень аккуратно смешивают (но не растирают!) измельчённую бертолетову соль с декстрином и доводят смесь
водой до жидкого теста. Затем всы-
пают расчётное количество красного фосфора и антимония, тща-
тельно перемешивают и наносят в виде густой капли на концы верёвки, продетой в отверстие картонного пыжа. Для большей надёжности эксплуатации нанесённую подмазку покрывают бумажным кружком и прижимают к пыжу. Дожидаться, когда она высохнет и затвердеет, для того чтобы вставить её в гильзу, не обязательно!
31.5. Они то^е Бенгальские
(111'ем, кто переборол страх и в своё время рискнул подставить J 1 L свою ладонь под яркие, но не горячие искры любимых с детства ёлочных бенгальских огней, наверное, интересно узнать, как их изготовляют. Бенгальские свечи представляют собой стальную проволоку с нанесённым на неё горючим составом (сост. 1812, 1813, табл. 92) высотой 12-20 см и диаметром 6-8 мм.
Рецепт их изготовления прост: воронёные чугунные опилки с примесью алюминиевой пудры или порошка магния смешивают с окислителем (чаще с нитратом бария) и разводят декстриновым клейстером до состояния густой сметаны. В эту смесь три раза окунают нарезанную проволоку, закреплённую в рамке, каждый раз хорошо просушивая.
За счёт высокой теплопроводности металлизированное горючее загорается с трудом и одной спички может не хватить, особенно на улице, поэтому на верхушку состава лучше нанести «головку» из зажигательной подмазки.
31.6. Она прыгает, ^а^лягуш^а
/Т)ассмешить заскучавших гостей лучше удачной шуткой, но '-/7 можно воспользоваться шутихой. Красивого пламени Вы от неё не дождётесь, зато прыгает такая лягушка лучше, чем настоящая, да ещё и под звуки выстрелов.
Для изготовления шутихи в проводную трубку продевают две нитки стопина и раскатывают кухонной скалкой. Потом гильзу сворачивают змейкой, делая зигзаги по 25-35 мм, а для большей аккуратности предварительно разметив карандашом. Затем перевязывают середи-
ны зигзагов суровой ниткой, стягивая змейку так, чтобы в местах перегибов просвет гильзы уменьшился почти до 1/3 первоначального диаметра либо наоборот, таким образом, перетягивая середины. Подожжённая за остаток выступающего стопина лягушка быстро прыгает с громкими хлопками и причудливо переворачивается, неожиданно меняя направление.
Существует менее трудоёмкий способ приготовления шутих, но он требует большей точности и аккуратности в исполнении. Стандартный лист писчей бумаги формата А4 разрезают по длине на 5-6 по
досок. Длинный край каждой полоски отгибают на 1 см, а в образовавшийся желоб насыпают до 5 г пороховой мякоти, либо сильного искристого состава, распределив его равномерно. С одной стороны кладут кусок стопина, так что бы он выступал за край бумаги. Пригибают отогнутую полоску и тщательно сворачивают бумагу в виде длинного пакета, приглаживая каждый оборот бумаги. Сплющенный рулон размечают карандашом, изгибают змейкой и перетягивают бечевой как описано выше.
31.7. УПа^ая вот петрушка
С! С ехитрые пиротехнические фигурки, одна из которых получи-J L ла название «петрушка», возникли с момента открытия пороховых смесей и без особых изменений дожили до наших дней. Отчасти это связанно с красочной картиной их горения, а ещё Дольше с лёгкостью изготовления. Действительно, куда проще... ।Достаточно смочить пороховую мякоть или другую искристую I смесь водкой, а ещё лучше с добавлением цементатора (камеди, канифоли либо даже пива или кваса), и сформировать из полученной массы фигурку в виде кегли или конуса.
Если для петрушки применяют пороховую мякоть (чистую либо в смеси с металлическими опилками) тщательно сушить фигурку не обязательно, потому что в этом состоянии она дольше горит. Для сжигания в закрытых помещениях чаще применяют селитроугольную смесь с железными опилками.
Горящие петрушки, разбрасывающие звёздчатые искры, яркостью огня напоминают фонтаны, но проигрывают тем, что не образуют красочный вздымающийся шлейф пламени.
31.8. ‘Булавочное колесо
С подобной фигуркой Вы уже встречались, только эта совсем маленькая - не зря её запускают на обычной булавке и прозвали «спиральным» или «булавочным колесом». Технология изготовления таких комнатных лиусинов мало отличается от описанной выше. Используют проводные гильзы того же диаметра (4-6 мм),
но значительно короче. Достаточно длины стандартного листа пис-
чей бумаги формата А4, который распускают вдоль на 6-7 полосок,
для сворачивания трубочек в 2-3 оборота. Для снаряжения применяют искристые или пламенные форсовые составы без серы (табл. 73-76)
Прокатанную гильзу можно сворачивать без деревянной втулки,заклеивая центральную часть лиусина картонным кружком.
Готовую спираль при-
шпиливают булавкой к корковой пробке, вставленной в бутылку, и
поджигают прямо на полированном столе любимых соседей. Бу-
тылку можно взять в руки и заставить колесо вращаться в вертикальной плоскости подобно вентилятору.
31.9. карманный вариант солнца
Г_л ту эффектную фигурку комнатного фейерверка готовят по типу ч-Z «штангового колеса», только размеры изделия уменьшают в десятки раз, а вместо деревянной рейки используют картонную полоску. Два маленьких форса калибром около 6 мм и длиной 8 см, снаряжённых сильным искристым фонтанным составом без серы (табл. 73-76), подклеивают к концам полоски из плотного картона, ориентируя их в противоположные стороны. По центру картонной штанги вклеивают
короткий (~1см) кусок тонкой гильзы, выполняющей роль ступицы
' Ь JZc.ih Вы Держите в руках
I * эту книгу, то наЦрняка с дет-
1 ства испытывали трепетное
’I * уважение к спичкам, кострам
v и фейерверкам.
Если же Вам в своё время не довелось сделать магниевую вспышку из крючка со школьной раздевалки, а тем более запустить ракету на фотоплёнке или хотя бы консервную банку с помощью карбида, я подскажу, как воплотить Ваши нереализованные желания, но только так, чтобы от Вашего усердj1я никто не пострадал.
Несмотря на пикантность затронутой темы, книга не включает материалы ограниченного доступа. Она содержит подробное описание около двух тысяч проверенных пиротехнических составов и индивидуальных веществ, сотни экстре-' мальных химических опытов и огромный арсенал пиротехнических фигур д ля проведения самого изысканного фейерверка.
Хочу напомнить, что Прометеи за Геростратов не отвечают. Словом делайте все, что хотите, но так, чтобы не лишиться этой возможности.
Добро пожаловать в число
ПОСВЯЩЁННЫХ, к
и до встречи на фейерверке!
Чуть не забыл. Если Ваши /А М
соседи купили новый мебель-ный гарнитур, можете пода- 9
рить эту книгу их сынуле.