Дисциплина ВТП 03 ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА ПОРОХА И РАКЕТНЫЕ

Дисциплина ВТП. 03 ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, ПОРОХА И РАКЕТНЫЕ ТВЕРДЫЕ ТОПЛИВА Учебной целью дисциплины является подготовка офицера запаса, знающего разновидности взрывчатых веществ, порохов, твердых ракетных топлив и пиротехнических составов, и применение их для снаряжения ракет, боеприпасов и пиротехнических средств. В результате изучения дисциплины студенты должны: Иметь представление: • об истории развития взрывчатых веществ и порохов; • об энергетических характеристиках взрывчатого превращения и расчете параметров состояния продуктов взрыва; • о физической сущности ударной волны, бризантном, кумулятивном и фугасном действии взрыва; • о технологических процессах изготовления взрывчатых веществ и порохов и методах снаряжения боеприпасов.

Дисциплина ВТП. 03 ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, ПОРОХА И РАКЕТНЫЕ ТВЕРДЫЕ ТОПЛИВА Знать: • классификацию, состав, свойства и применение взрывчатых веществ и порохов и требования, предъявляемые к ним; • классификацию, устройство, действие и применение средств инициирования и требования безопасности при обращении с ними; • порядок маркировки и условного обозначения взрывчатых веществ, порохов и твердых топлив на элементах ракет, боеприпасов и укупорки; • классификацию, основные компоненты и свойства пиротехнических составов; • устройство, принцип действия, пиротехнических и имитационных средств и требования безопасности при обращении с ними. Уметь: • определять тип взрывчатого вещества или пороха по внешнему виду и их состав по шифру, условному обозначению и маркировке; • выполнять требования безопасности при пользовании штатными пиротехническими средствами инициирования;

Дисциплина ВТП. 03 ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, ПОРОХА И РАКЕТНЫЕ ТВЕРДЫЕ ТОПЛИВА • Дисциплина относится к циклу дисциплин Военно-технической подготовки студентов. • На ее изучение отводится 38 часов аудиторных групповых занятий в ВУЗе и 4 часа практических занятий на учебном сборе в воинской части. • В пятом семестре (во втором семестре обучения на военной кафедре) по тематике дисциплины студенты сдают Зачет.

ТЕМАТИКА • Тема № 1. Классификация взрывчатых веществ, порохов и ракетных твердых топлив. • Тема № 2. Пороха и твердое ракетное топливо. • Тема № 3. Пиротехнические составы и средства. • Тема № 4. Явление взрывчатого превращения, состав продуктов взрыва. • Тема № 5. Явление детонации и чувствительность взрывчатых веществ. • Тема № 6. Действие взрыва на окружающую среду. • Тема № 7. Инициирующие взрывчатые вещества и средства инициирования. • Тема № 8. Бризантные взрывчатые вещества. • Тема № 9. Снаряжение боеприпасов. • Формой промежуточного контроля изучения дисциплины является курсовой зачет в конце 4 -го семестра.

Тема № 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, ПОРОХОВ И РАКЕТНЫХ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ» Цели занятия: 1. Дать представление о дисциплине военной подготовки «ВВ, пороха и ТРТ» . 2. Ознакомить с краткой исторической справкой из истории развития порохов и ВВ. 2. Изучить классификацию порохов, ракетных твердых топлив и взрывчатых веществ. 3. Изучить сущность процесса горения пороха и его энергетические и баллистические характеристики.

Используемая литература • Пороха, твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества / В. К. Марьин, В. П. Зеленский, Б. М. Орлов и др. – МО, 1992. – 202 с. Стр. 5 -17; 116 -119. • Артиллерийское вооружение. Основы устройства и конструирование / И. И. Жуков, В. А. Башкатов, Т. М. Городинский и др. – М. : «Машиностроение» , 1975. – 419 с. Стр. 25 -37. • Материальная часть артиллерии, боеприпасы и приборы. Учебник для артиллерийских училищ / Д. Д. Вороновский – М. : ВИ, 1958. – 335 с. • Взрывчатые вещества и пороха / М. А. Будников, А. А. Левкович, И. В. Быстров и др. – М. : Оборонгиз, 1955. – 363 с.

1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ПОРОХОВ И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Взрывчатые вещества нашли широкое применение как в военном деле, так и в различных отраслях хозяйства. За первую мировую войну 1914— 1918 гг. воюющими странами израсходовано более 1 млрд. только артиллерийских выстрелов. • В 1944 г. в СССР изготовлено 240 млн. снарядов, бомб и мин. • В 1944 г. в Германии произведено около 750 тыс. т порохов и ВВ. • В 1936 г. при вскрытии Коркинского месторождения (Челябинская область) использовано 1808 тонн ВВ. • В 1933 г. для образования прохода для железнодорожного полотна на Кавказе использовано 277 тонн ВВ. • В 1966 г. для камнесброса селезащитной полосы у г. Алма. Ата использовано 5300 тонн ВВ.

• Первым был применен на практике Дымный порох (Китай - в 1044 г. ; в Европе (в том числе и на Руси) известен с XIII века. До середины XIX века дымный порох оставался единственным взрывчатым веществом бризантного действия и до конца XIX века — метательным средством. • Первый государственный ( «казенный» ) завод в России был построен в 1665 г. под Москвой. • При Петре I (1682— 1725 гг. ) были построены пороховые заводы в Сестрорецке и в Петербурге (Охтинский пороховой завод). • Позже в 1765 г. был построен Шостенский, а в 1788 г. — Казанский пороховые заводы. • Состав дымного пороха, установленный на основании работ М. В. Ломоносова, не претерпел изменений до настоящего времени.

В конце XVIII и XIX вв. были сделаны величайшие открытия во всех областях науки и техники, на основе чего бурным темпом химическая промышленность. В результате развития химии и на базе нового сырья в виде неорганических кислот и органических соединений создались возможности для синтеза взрывчатых веществ. • в 1774 году лейб-медик французского королевского двора доктор Бойен открыл Гремучую ртуть. • в 1832 г. французским химиком Анри Браконно было получено сильное ВВ - пироксилин. • в 1847 г. итальянский ученый Асканио Собрéро первым получил еще более мощное ВВ — нитроглицерин (пироглицерином). • в 1885 г. французский химик и изобретатель Эжен Тюрпен исследовал взрывчатые свойства пикриновой кислоты, известной в течение 100 лет как краситель. • в 1863 г. немецкий химик Йозефом Вильбранд получил тротил. В 1909 г. в России тротил стал применяться вместо пикриновой кислоты для снаряжения боеприпасов. • В 1877 г. немецким ученым Михлером был получен тетрил. В России тетрил стали производить с 1910 г.

Наряду с появлением новых бризантных веществ появились и новые пороха. • В 1884 году французский пороховой инженер Поль Вьель изобрел бездымный пироксилиновый порох, который произвел революцию в мире стрелкового огнестрельного оружия. • в 1887 году в Великобритании, Альфред Нобель разработал бездымный порох названный баллиститом (баллиститный порох), который в последствии был модифицирован Фредериком Абелем и Джеймсом Дьюаром в новый состав, названный кордитом (кордитный порох). • в 1990 году Д. И. Менделеев получил пироколлодийный порох. • в 20 -е годы XX в. профессор А. Солонина и Е. Громов ввели дешевые ВВ - аммотолы. • в 1926— 1928 гг. А. Солонина внедрил азид свинца, стифнат свинца. • в начале 30 -х годов – разработаны тэн и гексоген. • в период 1923— 1924 гг. - изготовление зерненых семиканальных порохов для артиллерии, одноканальных флегматизированных для винтовок и пулеметов и порохов трубчатой формы для крупнокалиберной морской артиллерии. • в 30 -х г. г. - заряды из баллиститного пороха для реактивных снарядов, • в конце 40 -х г. г. - смесевые пороха для ракетных двигателей.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРОХОВ И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ПОРОХАМИ называются многокомпонентные твердые системы, способные к закономерному горению параллельными слоями без доступа кислорода извне с выделением значительного количества энергии и газообразных продуктов. ВЗРЫВЧАТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ называются химические вещества и механические смеси, которые под влиянием внешних воздействий (удара, накола, нагрева и т. п. ) способны к быстрым химическим превращениям, сопровождающимся столь же быстрым выделением тепла и образованием сильно нагретых газов, которые могут производить работу разрушения или метания.

ПОРОХ По боевому применению К стрелковому оружию (к пистолетам, карабинам, винтовкам, автоматам, пулеметам) Орудийные пороха (к пушкам, гаубицам) Минометные пороха (к минометам, безоткатным орудиям) Ракетные твердые топлива (к ракетным двигателям) Пиротехнические составы (к пиротехническим средствам) По природе компонентов Пороха - механические смеси Дымный порох По форме пороховых элементов Зернёные (к стрелков. оружию и арт. орудиям) Безканальные Смесевые РТТ Одноканальные Пиротехнические составы Многоканальные Нитроцеллюлозные пороха Трубчатые (к арт. орудиям) Одноканальные Пироксилиновые Многоканальные Баллиститные В виде пластин, лент, спиралей (минометн. ) Кордитные Сферические (к стрелковому оружию) Сферические Вискозные В виде шашек (заряды РТТ)

• • • • Производственно-экономические требованиям: наличие отечественной сырьевой базы; низкая себестоимость; высокая производительность; возможность механизации и автоматизации производства; пожаро- взрывобезопасность; экономичность производства. Эксплуатационные требования: стабильность физических и химических свойств при длительном хранении в различных климатических условиях; высокая механическая прочность (особенно ракетных зарядов); химическая инертность по отношению к другим элементам заряда, минимальное коррозийное и эрозийное действие на узлы вооружения. Баллистические требования: высокая энергоёмкость; достаточная мощность (работоспособность), обеспечивающая метательное или воспламеняющее действие; беспламенность и бездымность при стрельбе; устойчивое и закономерное горение.

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА по практическому применению ИНИЦИИРУЮЩИЕ БРИЗАНТНЫЕ по ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ (простые) составу компонентов СМЕСЕВЫЕ (сложные) ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ (простые) Бризантные смеси (сложные) по агрегатному состоянию Твердые жидкие газообразные Рис. 2. Классификация взрывчатых веществ

3. ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРОХОВ Горение порохов представляет собой сложный самопроизвольно протекающий физико-химический процесс превращения пороха в преимущественно газообразные продукты горения (СО 2, СО, Н 2, N 2 и др. ), сопровождающийся выделением определенного количества тепла. Горение характеризуется тремя основными факторами: скоростью процесса, тепловыделением и образованием газообразных продуктов. Пороха при достаточной плотности горят закономерно параллельными слоями (т. е. горение всех пороховых элементов происходит по всей поверхности с одинаковой скоростью), что позволяет в широких пределах регулировать выделение газов при их горении и тем самым управлять явлением выстрела.

Горение порохов и РТТ протекает в три основные стадии. Эти стадии пространственно реализуются в пяти характерных зонах. 2400 – 3000 К 1400 – 1500 К 1000— 1300 К Конечные продукты горения Рис. 3. Схема процесса горения порохов и твердых топлив

Энергетические и баллистические характеристики порохов и РТТ • скорость горения (и , несколько десятков мм/с); • теплота горения (Qw = 3000 - 5000 к. Дж/кг. ); • удельный объем газов (Wi = 800 -1000 л/кг ) , • температура горения (Т 1= 2000 - 3500 К); • «сила пороха» (ƒ = 300000 - 1200000 Дж/кг ); • удельный импульс тяги (для РТТ) (Іуд = 2000 -2450 Н·с/кг )

Единицы измерения в системе СИ Н (Ньютон)- единица измерения силы в СИ (1 Н = 1 кг·м/с2). Дж (Джоуль) - единица измерения работы и энергии в СИ (1 Дж ≈ 0, 238846 калории). К (Кельвин) - единица измерения температуры в СИ (1 К = 273, 15°С).

Задание на самоподготовку Изучить материал занятия, используя • Пороха, твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества / В. К. Марьин, В. П. Зеленский, Б. М. Орлов и др. – МО, 1992. – 202 с. Стр. 15 -17; 20 -34; 116 -119. • Артиллерийское вооружение. Основы устройства и конструирование / И. И. Жуков, В. А. Башкатов, Т. М. Городинский и др. – М. : «Машиностроение» , 1975. – 419 с. Стр. 25 -37. Выполнить в рабочих тетрадях • схемы классификации порохов, ракетных твердых топлив и взрывчатых веществ. • физические величины работы, силы, температуры системы СИ.