Еквивалент на експлозия: Стандарт за унищожаване

Почти перфектни експлозиви: въпреки факта, че TNT е по-нисък по отношение на експлозивните свойства спрямо много други взривни вещества, стабилността, химическата инертност и безопасността на производството и използването го превърнаха във военна мечта

Експертите оценяват експлозивите според редица параметри, но военните и цивилните потребители се нуждаят от по-просто сравнение, за да изчислят количеството взривни вещества, за да получат желания резултат

Най-простият метод за оценка е да се сравни с някои референтни експлозиви. TNT, най-модерният експлозив на 20-ти век, се превърна в такъв стандарт някак сам по себе си, без никакви международни споразумения и конвенции.

Учените оценяват силата на ядрените експлозии въз основа на размера на произтичащите от тях зони на унищожаване, обхвата на разпространение на ударната вълна и много други параметри. Но за простота те работят с TNT еквивалент (в хиляди тона). Въпреки че всъщност никой никога не е експлодирал такива количества TNT (и всъщност е невъзможно да се направи това)

Деветнадесети век бележи началото на нова ера в разработването на взривни вещества. Черен прах, който царуваше неразделно на бойните полета в продължение на няколко века, се готвеше да предаде трона. Химици от различни страни една след друга създадоха нови, много по-мощни експлозиви. Още през 1800 г. се появява експлозивен живак, който в крайна сметка се превръща в гробокопач на брави от кремъчни кремове.

В края на първата четвърт на 19 век химиците забелязват, че когато азотната киселина обработва редица горими материали, се образуват съединения с експлозивни свойства. Измислени са тринитробензен и нитронафтален (1825 г.), тетратитроанилин (1826 г.), нитро нишесте (1833 г.), пироксилин (1845 г.) и толкова много шум в света на експлозивите, колкото нитроглицеринът (1847 г.).

През 1863 г. немски химик Джоузеф Уилбранд, който изучава свойствата на толуола (страничен продукт от коксуване на въглища или крекинг), го третира с азотна киселина. В този случай се образуват няколко толуолови нитросъединения, сред които е тринитротолуен (С6Н2 (NO2) 3СН3). Отначало никой не обърна много внимание на новото вещество, тъй като то се губи сред мононитротолуен и динитротолуен, получени по същия процес. Неговата способност да експлодира обаче не беше под въпрос, въпреки че почти всички вещества, съдържащи въглерод и водород, бяха в състояние да изгорят, а тези, третирани с азотна киселина, могат да експлодират.

Едва в началото на 20 век най-големият немски химик и специалист в областта на експлозивите Хайнрих Каст започва да изучава точно тринитротолуена. Той обърна внимание на факта, че производственият процес на тринитротолуен не съдържа експлозивни етапи. Това само по себе си го отличава от другите експлозиви: много страшни експлозии на фабрики, произвеждащи нитроглицерин, се помнят в цяла Европа, а производството на пироксилин, докато геният Менделеев опитоми насилствената природа на тази нитроцелулоза с алкохол, не беше много по-безопасен.

Спокоен характер

Актьорският състав получава жълто-кафяви люспи от тринитротолуен (TNT) и това вещество е толкова мирно по природа, че мнозина дори се съмняват в способността му да експлодира. Ударите с тежък чук водят само до факта, че кантарът се разпада на прах. Огънят не прави по-голямо впечатление на TNT, отколкото на борова дърва: TNT гори с бавен жълт пушечен пламък, който никога не избухва в експлозия. Те се опитаха да застрелят торбички с тринитротолуен от пушки: беше безполезно, от торбите летеше само фин прах ...

Единственият начин да събудим дрямовия сън в TNT беше експлозия. За да може той да прояви самообладание в цялата си слава, беше необходимо да издуха нещо, положено близо до масата на този ленив (например мелинитна сабя). Експериментите показаха, че ако люспеният тринитротолуен се смила на прах или се пресова, той надеждно избухва от капсулата № 8 на Нобеловия детонатор, като същевременно запазва гъвкавото си разположение във всичко останало. Мечтата както на военни, така и на цивилни бомбардировачи ...

TNT може да се реже, реже, пробива, завинтва, натиска, шлифова, с една дума, прави всичко с него. Точката на топене му е само 80 градуса по Целзий, в течна форма е много течна и не лепкава. Следователно, дизайнерите на снаряди и торпеда не е необходимо да набиват мозъците си за това как да напълнят готовите продукти с експлозиви: разтопеният TNT може просто да се излее в черупки през дупката за предпазител (разтопен тринитротолуен е още по-спокоен от прах или пресован, следователно, след втвърдяване, в него се пробива вдлъбнатина, където беше поставено малко парче пресован тринитротолуен и в него беше поставен предпазител с капсула с детонатор). ТНТ е химически много инертен, не реагира с метали, както е при мелинита, и не реагира по никакъв начин на водата.

Най-масовите експлозиви

Германските военни веднага оцениха изобретението на Cast и вече през 1905 г. първите сто тона TNT бяха пуснати в Германия под криптираното име Fullpulver 02. Но тайната дълго време не беше тайна. Още на следващата година, благодарение на капитан Владимир Рдутловски, TNT се произвежда в Русия под името "тротил", известен още като "thol". Така TNT започна победния си марш. В различни страни те започнаха да дават имената си. Във Франция - Толит, в Испания - Тритил или Толита, в Италия - Тритоло. Днес най-често използваното съкращение е TNT.

TNT попадна пред съда във всички райони, където бяха необходими експлозиви. През 1912 г. американската армия приема ТНТ като основен експлозив за артилерийските снаряди, както и основния сапърен взрив. В Европа това беше малко по-лошо, но не защото TNT беше лош. Точно в началото на Първата световна война са се натрупали такива огромни запаси от миди, пълнени с мелинит (и пироксилин в Русия), че те трябваше да бъдат разстреляни до средата на войната. Във флота големи снаряди с калибър с пироксилин останаха до избухването на Втората световна война, а с мелинит - още по-дълго.

Например артилерийската изба на съветския боен кораб Новоросийск (бившият италианец Джулио Чезаре) беше пълна с 320-милиметрови снаряди с мелинит още през 1955 г.!

Въпреки старите резерви обаче индустрията на всички страни спешно започна да произвежда TNT. Още през 1913 г. производството му в Германия нараства до 4500 тона, а през 1918 г. достига 49 500 т. Обединеното кралство произвежда 60 000 тона TNT през 1918 година. Общо през годините на Първата световна война са били консумирани 2, 5 милиона тона TNT, докато консумацията на други експлозиви не надвишава няколко десетки хиляди тона. През 1945 г. САЩ произвеждат над 1 милион тона TNT. В света не е произведено друго взривно вещество и не се произвежда толкова, колкото TNT. Освен това, с течение на времето стана ясно, че е много устойчив на съхранение. TNT, който лежи от 1905 г., без дори да е в условия за съхранение, днес експлодира по същия начин като прясно приготвен.

Плюсове и минуси

Любопитно е, че TNT като експлозиви не е много подходящ както за военни, така и за граждански потребители. Например, по време на взривни работи по изхвърлянето на почвата, най-значимият параметър е експлозивността (експлозивни характеристики). Trotyl има индекс на Trautzl (виж страничната лента) 285 cm³, докато динамитът е 400, RDX е 490, пентритът е 500. Сравнението не е в полза на TNT: за да изхвърлите същото количество почва, TNT изисква почти два пъти повече динамит, Освен това TNT е доста скъп, амониевият нитрат е много по-евтин.

Желателно е военните да имат снаряд с по-малък калибър и да направят действието си по целта колкото е възможно по-голямо, а тук на първо място е бързината. Колкото по-голяма експлозивност има бриансът, толкова по-добре ще раздроби корпуса на снаряда на фрагменти и колкото по-висока е скоростта, а оттам и обхватът, на неговите фрагменти. TNT бързина по метода на Хес 13 мм, динамит - 18, RDX и пентрит - 24 (тоест обвивка, пълна с RDX, ще има почти два пъти по-голяма мощност от TNT).

Въпреки високите експлозивни параметри, всички експлозиви, посочени по-горе, не са идеални. От динамита във времето се отделя нитроглицерин, изключително чувствителен към външни влияния. Това напълно изключва използването му в снаряди и бомби. Взривните вещества от амониев нитрат са много хигроскопични и губят експлозивните си свойства, когато са мокри. Мелинитът е изключително токсичен не само по време на експлозия, но и по време на съхранение, реагира с метали с образуването на соли на пикринова киселина (пирати), които са чувствителни към експлозивен живак. RDX и pentrite са прекалено чувствителни, което ги прави опасни за военна употреба, а за граждански цели са твърде скъпи. Взривните свойства на пироксилина зависят от влажността.

Като цяло всяко експлозивно вещество има основни експлоатационни недостатъци. Освен това много от тях не издържат на дългосрочно съхранение. Те непрекъснато се подлагат на химически процеси, които в крайна сметка правят експлозивите или изключително опасни, или напълно неработещи. TNT е лишен от всички тези недостатъци.

смеси

Естествено, химиците много скоро започнаха работа по решение на въпроса за съчетаването на високите експлозивни качества на много експлозиви с спокойствието на TNT. Освен това химическата инертност на TNT отвори широка възможност за получаване на всякаква механична смес.

През 1915 г. британците смесват TNT с амониев нитрат в различни пропорции (от 8: 2 до 2: 8). Така се ражда една от първите съставни експлозиви - британската аматола. Чрез смесване на TNT с бариев нитрат се получава баратол. Печели в експлозивност, бързина, цена, но загубена в устойчивост на влага и продължителност на съхранение. През 1917 г. се появява австрийският амонал - смес от TNT, амониев нитрат и алуминий на прах. Ние спечелихме както в експлозивност, и в бързина, така и в енергията на експлозивна трансформация, но загубихме в продължителността на съхранение и устойчивост на влага.

Смеси от тротил с амоняк, барий, калиев нитрат и алуминий бяха най-широко използвани при търговски взривни операции. Недостатъчната устойчивост на влага и срокът на годност при гражданска употреба се компенсират напълно, като се спазват правилата за защита от влага и производство на необходимото за работа количество експлозиви.

По време на Втората световна война ВМС на САЩ започват да използват смес от TNT с алуминий - торпекс (Torpex), която се оказва особено ефективна при подводни експлозии. Добавянето на алуминий към аматол даде експлозив, наречен минол. Смес от 40% TNT, 40% амониев нитрат и 20% алуминий се нарича тритонална. Британците особено обичали да го използват в тежките си експлозивни въздушни бомби. Смес от тротил с амониев пират се нарича пикратол (в английската версия на Explosive D), този експлозив е бил най-подходящ за бронебойни бомби.

Силен конкурент

През 1899 г. немският химик Ханс Дженинг получава патент за метод за производство на ново лекарство, подобен по състав на уротропин и наскоро синтезиран от неговия сънародник Ленце. Според структурната формула съединението се нарича хексоген. Скоро стана ясно, че RDX е отровен и фармацевтите загубиха интерес към него. През 1920 г. интересът отново се появи, но не и при лекарите - оказа се, че RDX е мощно експлозивно вещество и когато се добави с 5% инертни вещества за безопасност на употреба, той се приближава до TNT.

Производството на RDX започна по време на Втората световна война, когато TNT беше силно пропуснат. Тогава те предположиха да смесват TNT с RDX, най-често в съотношение 1: 1. Така се роди TG-50 взривно, частично съчетавайки високите експлозивни възможности на RDX с безопасността на TNT. По-късно, за да се повиши температурата на експлозията, а оттам и енергията на експлозивна конверсия, към TG се добавя алуминиев прах - и те получават отличен TGA експлозив и неговия MS вариант (морска смес), който се различава от TGA само в процента на TNT, RDX и алуминий.

TGA постепенно започна да измества чистия TNT от военното поле, тъй като тази смес има както RDX мощност, така и безопасност на TNT. Все пак TGA все още има доста висока цена, използва се главно в боеприпаси, където се изисква особено голяма мощност - например в кумулативни. В допълнение, TNT не е много подходящ за оборудване на снаряди от бързо стрелящи оръдия като американския вулкан или руския Shilok. При стрелба в цевта се развива много висока температура, която TNT не понася, така че тук тя е заменена от огнеупорни взривни вещества - HMX. Но в сапьорния бизнес TNT остава експлозивно номер едно и до днес.

стандарт

Разбира се, понастоящем TNT е донякъде притиснат от своите „деца“ - различни смеси, но почти всички взривни вещества, разработени през втората половина на XX век, по цялото им свойство все още не достигат до „бащата“. Разбира се, RDX е много сериозен конкурент, особено когато вземете предвид, че всички пластмасови експлозиви, които са много удобни за използване, са базирани на RDX. Цената им обаче е сравнително висока и пластификаторите намаляват експлозивното качество на RDX до нивото на TNT. Оказва се, че пластит, печелещ в лекота на употреба, губи в цената - с еднакви експлозивни свойства.

Без съмнение ще дойде денят, в който TNT ще отстъпи място на по-модерните експлозиви. Но сега, преди да предложите на потребителя дори най-новите експлозивни съединения, те задължително се сравняват с TNT. И далеч не винаги сравнението е в полза на новите продукти. Така че, отстъпвайки на вторите роли, като черен прах, TNT не влезе в историята, оставайки еталон.

Статията е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 9, септември 2007 г.).

Препоръчано

Как да напука парола на iPhone?
2019
Мечове, изработени от лед, мечове за роботи и други необичайни мечове
2019
Актуализираният Tesla Model S разбива рекорда на Laguna Seca: видео
2019