Вы здесь

Подражающие молниям

Подражающие молниям

С середины XIX века в исследовательских лабораториях крупнейших стран мира шли лихорадочные поиски бездымного пороха, и велись они уже достаточно осознанно. Химия и баллистика достигли высокого уровня; недостатки дымного пороха были известны; основные принципы получения бездымных взрывчатых веществ также были понятны; необходимое сырье — нитроклетчатка и нитроглицерин — было открыто. Тем не менее получение бездымного пороха оказалось труднейшей научно-технической задачей, для решения которой были привлечены лучшие химики того времени.

Чтобы победить, нужно стрелять дальше и точнее противника. А дымный порох со времен Бертольда Шварца не изменился и не мог измениться. Он достиг своего потолка уже много столетий назад и на фоне технических достижений XIX века начинал превращаться в анахронизм. К чему скорострельные винтовки, мощные орудия, точные калибры — ведь выше потолка не прыгнешь, дальше, чем позволяет порох, не выстрелишь. Беда пороха была не только в том, что он давал густой белый дым и черный нагар. Ведь при сгорании пороха только сорок процентов его превращается в газы; остальное переходит в твердые вещества, не имеющие метательной силы. Об этой стороне изысканий новых видов пороха хорошо сказал Менделеев:

«Черный дымный порох нашли китайцы и монахи — чуть ли не случайно, ощупью, механическим смешением, в научной темноте. Бездымный порох открыт при полном свете современных химических познаний. Он составит новую эпоху военного дела не потому, что не дает дыму, глаза застилающего, а потому преимущественно, что при меньшем весе дает возможность сообщать пулям и всяким иным снарядам небывалые скорости в 600, 800, даже 1000 метров в секунду».

История создания бездымного пороха начинается, пожалуй, с опытов Гийома Леблона в середине XVIII века. Леблон родился в 1704 году в Париже и умер в 1781 году в Версале. Значительную часть своей долгой жизни он посвятил теории военного дела. Книги его давно канули в Лету, но одна небольшая, даже не подписанная им статья в «Энциклопедии» сохранила его имя для потомков. В ней Леблон сообщает об испытании порохов различного состава. Ему удалось получить метательную взрывчатку, дающую мало дыма, не содержащую серы и немного превосходящую по мощности обычный порох. Открытие Леблона, сделанное в 1756 году, на целый век опередило потребности эпохи: бездымными порохами заинтересовались только столетие спустя.

Следующими важными вехами в истории бездымного пороха являются открытия коллоксилина, нитроглицерина и пироксилина. Но открыть вещество, способное взрываться,— еще не значит создать взрывчатое вещество. Нужно еще преодолеть труднейшие, а иногда и совсем неразрешимые проблемы. Мы убедились в этом на примере нитроглицерина. От пироксилина Шенбейна до пироксилинового пороха Вьеля нужно было пройти еще долгий нелегкий путь, путь проб и — увы — ошибок.

Когда Шенбейн предложил ряду стран купить У него секрет производства пироксилина, Пруссия, Бавария и Австрия образовали объединенную комиссию для Рассмотрения этого вопроса. Наиболее влиятельным членом комиссии был уже известный нам Юстус Либих, президент Баварской академии наук. Он относился к новому взрывчатому веществу (и, кстати, к его творцу) весьма прохладно. То ли взрывы, дискредитировавшие пироксилин, то ли авторитет знаменитого Либиха побудили комиссию отклонить предложение Шенбейна.

Но мнение комиссии не было единогласным. Один из ее членов, барон фон Ленк, представлявший интересы Австрии, оказался горячим приверженцем пироксилина и продолжил переговоры с Шенбейном уже только от имени своей страны. Эти переговоры завершились покупкой патента на взрывчатый хлопок за тридцать тысяч гульденов. Ленк чрезвычайно много сделал для того, чтобы вдохнуть жизнь в казавшийся обреченным пироксилин. Образованный артиллерист, неплохой химик, неутомимый организатор, занимавший к тому же видное положение в армии и при австрийском дворе, он развернул широкие исследования в попытках получить порох из пироксилина.

«Приняв дела» от Шенбейна, Ленк обнаружил, что с пироксилином предстоит еще непочатый край работы. Прежде всего — ив этом его основная заслуга — Ленк разработал безопасный промышленный метод производства пироксилина: допускать, чтобы пироксилиновые заводы взрывались и далее, было нельзя. Затем Ленк сконструировал артиллерийские орудия, специально предназначенные для новой взрывчатки и не разрывавшиеся при выстреле. Однако пороха Ленк все же не выдумал. Пироксилин по-прежнему оставался неоднородным рыхлым продуктом, не слишком пригодным для стрельбы. После катастрофического взрыва пироксилинового склада близ Вены в 1862 году бесплодность дальнейших попыток получения бездымного пороха стала очевидной. Распоряжением австрийского правительства всякие опыты в этом направлении были прекращены сначала в военных целях, а после нового большого взрыва в 1865 году — «окончательно». Вслед за благочестивым Шенбейном Ленк мог бы произнести слова из священного писания: «Нам дано трудиться, но не дано видеть плодов трудов наших».

Тем не менее Ленк не отступил. Он сумел заинтересовать своими проектами Наполеона III, получил от него поддержку и продолжал исследования во Франции. Из несчастных случаев и взрывов были извлечены уроки. Оказалось, что при хранении разлагается и взрывается лишь плохо промытый пироксилин. Поэтому в дальнейшем длительная (иногда многонедельная) промывка стала обязательной стадией производства пироксилина.

Повторяем, Ленк не выдумал пороха. Но его роль как одного из создателей новых метательных взрывчаток является общепризнанной. Вера австрийского артиллериста в успех пироксилинового пороха, его неутомимые исследования, разработка им промышленного способа производства пироксилина имели большое реальное значение и были высоко оценены другими учеными, в том числе и создателями русского пороха Менделеевым и Чельцовым.

Широкое практическое применение пироксилину удалось найти не Ленку и не в Австрии. Сделано это было в Англии Фридрихом Абелем. Свои опыты над пироксилином он начал в 1862 году — в тот год, когда Австрия их прекратила. Имя Абеля в ту пору еще не гремело на всю Европу, но уже тогда он был прекрасным химиком и знатоком своего дела. Биография Абеля до невероятности бедна внешними событиями. Он родился и всю свою жизнь проработал в Вульвиче — небольшом городке близ Лондона, слившемся теперь с английской столицей Вульвич невелик, но он известен всей Англии своими вековыми традициями. Своего рода британская Тула. Еще в 1683 году здесь появился первый в Англии завод по изготовлению пушечных лафетов, а затем и самих пушек. Естественно поэтому, что именно в Вульвиче расположился впоследствии Главный штаб британской артиллерии, а в 1805 году обосновался Королевский арсенал. Еще раньше там была организована Военная академия. В ней-то и стал с 1852 года преподавать молодой Абель химию, после того как закончил Политехнический институт и Химический колледж. В Военной академии двадцатипятилетний химик «по долгу службы» заинтересовался взрывчатыми веществами (впрочем, чем еще мог интересоваться коренной житель Вульвича?) и с тех пор посвятил их изучению всю свою жизнь. Скоро он стал наиболее влиятельным и компетентным специалистом Англии по пороховому делу, консультантом правительства, председателем Комитета по взрывчатым веществам, состоявшего из четырех членов и руководившего всеми британскими исследованиями в этой области. За полвека непрерывного труда (Абель умер в 1902 году) он успел сделать очень многое. Его работы по теории горения пороха и детонации взрывчатых веществ были известны каждому артиллеристу. Он предложил остроумный метод определения устойчивости взрывчатых веществ («проба Абеля»), До сих пор во всех странах мира применяется метод Абеля для определения температуры вспышки жидких горючих. Заслуги английского ученого были признаны широко и немедленно, и ему не пришлось жаловаться на невнимание современников и утешать себя надеждами на посмертную славу.

В 1860 году — в возрасте всего тридцати трех лет-—он был избран в Королевское общество. Вскоре Абель стал также президентом английского Химического общества, президентом Общества химиков-технологов, президентом Института железа и стали, почетным доктором Оксфордского и Кембриджского университетов. Своим «собратом по науке» его назвал сам Менделеев. За выдающиеся заслуги Абель в 1893 годы был удостоен звания баронета и стал именоваться «сэр Фридрих». Друзья, однако, считали, что Фридрих избрал для себя ложный путь и что его истинное призвание — музыка. Действительно, в исполнительском мастерстве Абель превосходил любого профессионала, но, видимо, горящий фитиль у пороховой бочки дарит более сильные ощущения, чем напряженное внимание зрительного зала, а гул мощного взрыва иногда впечатляет больше, чем грозный аккорд Бетховена. Во всяком случае, этот Паганини пороха виртуозно сыграл свою партию в ансамбле выдающихся творцов взрывчатых веществ. Несмотря на отдельные заблуждения, связанные со своекорыстными мотивами и личными антипатиями (как это мы уже видели и еще увидим на примере его отношений с Нобелем), Абель оставил заметный след в истории техники.

В 1868 году, когда больной Шенбейн, простудившись при возвращении с курорта, умирал в чужом городе, Абелю уже удалось разработать метод получения прессованного пироксилина, который, в отличие от взрывчатой ваты Шенбейна, стал пригоден для промышленного применения. Остроумный способ Абеля был несложен и безопасен. Он напоминал производство бумаги. Пироксилин размельчался в воде (во влажном виде он совершенно безобиден) до его превращения в однородную кашу, после чего из него формовались листы, бруски и шашки — совсем как при изготовлении картона или папье-маше. Такой пироксилин сохранял еще волокнистое строение и сгорал недостаточно равномерно, что не позволяло использовать его в качестве пороха. Однако для промышленных целей — в качестве дробящего веществ в горном деле — его можно было применять успешно и совершенно безопасно. Достаточно было приобрести голландер (машину, применяемую в бумажном производстве), внести в него кое-какие изменения, и можно было начинать дело.

Прессованный пироксилин нашел довольно широкое применение, однако решающий коммерческий успех новой взрывчатки был подорван (подорван в буквальном смысле слова) конкуренцией со стороны только что появившегося динамита. Вот почему с тех пор Абель видел в Нобеле и научного, и промышленного соперника.

Несмотря на очевидные достижения в освоении пироксилина, все-таки и не Абелю выпала честь создания первого бездымного пороха. Решающий успех пришел к французам, и добились они его не случайно. Исследования пироксилина, перенесенные Ленком во Францию, были продолжены Управлением порохов и селитр с должной основательностью и размахом. Во главе работ по взрывчатым веществам во Франции стоял Марселей Бертло — один из самых могучих умов прошлого века, вооруживший исследователей первой научной теорией взрыва и экспериментальными методами его изучения. Благодаря Бертло Управление порохов обладало лучшими в мире лабораториями и приборами. В испытании взрывчатых веществ с Бертло сотрудничал крупнейший специалист по баллистике и теории взрыва академик Жан-Роз Сарро, возглавлявший Институт порохов и селитр.

Задачу непосредственного получения бездымного пороха Бертло и Сарро возложили на молодого, но подающего большие надежды воспитанника Политехнической школы Вьеля. Поль-Мари-Эжен Вьель родился в 1854 году. По окончании Политехнической школы он сразу же выдвинулся в первые ряды исследователей взрывчатых веществ. Двадцати пяти лет он стал заместителем директора Центральной лаборатории порохов и селитр. В течение долгих лет тесного сотрудничества с Бертло он провел множество важнейших исследований в области детонации взрывчатых веществ, методики их исследования и испытания, теории горения порохов. Он установил так называемый «закон Вьеля», связывающий скорость горения твердых взрывчатых веществ с давлением. Но главной его заслугой, несомненно, является изобретение бездымного пороха.

Для решения кардинальной задачи создания пороха — образования совершенно однородной пироксилиновой массы — Вьель вознамерился применить чрезвычайно простой прием. Он хотел растворить пироксилин в подходящем растворителе, затем, отогнав растворитель, получить уже не волокнистую вату, а однородный плотный материал. План был хорош, но неясно было, как его осуществить. Упрямый «стрелятельный хлопок» упорно не хотел ни в чем растворяться. Лишь после долгих поисков Вьель нашел, что пироксилин не то чтобы растворяется, но по крайней мере набухает (да и то плохо) в смеси спирта и эфира. Еще одна продолжительная вереница бессонных ночей помогла Вьелю установить, что растворять нужно не чистый пироксилин, а смесь его с коллоксилином. Такая смесь, составленная в нужной пропорции, разбухает в спирто-эфирном растворителе, как желатин в воде, с образованием густой студнеобразной полупрозрачной однородной массы.

Желатинирование — главное условие получения хорошего плотного однородного пороха. В желатинировании, в подборе растворителей и условий растворения как раз и состоит сущность изобретения Вьеля. Студнеобразную массу можно формовать — продавливать через отверстия разных форм и размеров, подобно тому, как это делают с тестом при изготовлении макарон. Возможность формования крупных зерен — важное достоинство бездымных пороков. Чтобы вытолкнуть тяжелый снаряд из длинного ствола дальнобойного орудия, нужно, чтобы порох горел в стволе достаточно долго. Поэтому зерна артиллерийского пороха делают довольно крупными — до двух сантиметров толщиной. Дымный порох не очень подходит для этой цели. Какие бы большие зерна из него ни делать, они в первый же момент взрыва сминаются в порошок, сгорающий быстрее, чем требуется.

Бездымный порох прочен, и из него легко формовать зерна любой толщины и конфигурации. Современный порох уже давно не «порох» — не порошок, а «зерна» — уже давно не зерна, хотя и по-прежнему так называются. Порох формуется в виде чешуек, струн, пластин, лент, макарон, многоканальных трубок, шашек, вес которых составляет иногда десятки килограммов, но по традиции все эти формы называют зернами.

Страницы


В нашей электронной онлайн библиотеке вы можете бесплатно и без регистрации прочитать «Подражающие молниям» автора Красногоров В. на телефоне, андроиде, айфоне, айпаде. Сейчас вы находитесь в разделе „ОГОНЬ БЕЗ ДЫМА“ на странице 1. Приятного чтения.