На открытом воздухе бездымный порох горит спокойно, а не взрывается. Поэтому при горении трубки бездымного пороха (рис. 35) на открытом воздухе можно по часам проследить за временем ее горения: между тем даже самым точным секундомером нельзя измерить времени взрывчатого превращения того же пороха в орудии. Чем это объяснить?
Рис. 35. На . открытом воздухе порох горит спокойно. В замкнутом пространствепорох взрывается
Оказывается, все дело в условиях, при которых происходит образование газов.
При горении пороха на открытом воздухе образующиеся газы быстро рассеиваются: их ничто не удерживает. Давление вокруг горящего пороха почти не повышается, и скорость горения сравнительно невелика.
В замкнутом пространстве образующиеся газы не имеют выхода. Они заполняют все пространство. Их давление быстро повышается. Под действием этого давления взрывчатое превращение идет весьма энергично, то есть весь порох с чрезвычайной быстротой превращается в газы. Получается уже не обыкновенное горение, а взрыв (см. рис. 35).
Чем больше давление вокруг горящего пороха, тем больше скорость взрыва. Увеличивая это давление, мы можем получить очень большую скорость взрыва. Такой взрыв, протекающий с огромной скоростью, в десятки и даже сотни раз большей, чем скорость обычного взрыва, называется детонацией. При таком взрыве воспламенение и взрывчатое превращение как бы сливаются, происходят почти одновременно, в течение нескольких стотысячных долей секунды.
Скорость взрыва зависит не только от давления. Можно иногда получить детонацию, не применяя большого давления.
Что лучше для стрельбы – обыкновенный взрыв или детонация?
Скорость’ детонации намного больше скорости обыкновенного взрыва. Может быть, и работа, совершаемая газами при детонации, будет больше?
Попробуем заменить взрыв детонацией: создадим для этого в стволе более высокое давление, чем то, которое получается обычно при воспламенении пороха.
Для этого все пространство в стволе позади снаряда заполним порохом до отказа. Воспламеним теперь порох.
Что получится?
Первые же порции газа, не имея выхода, создают в стволе очень большое давление. Под действием такого давления весь порох сразу превратится в газы, это еще во много раз увеличит давление. Все это произойдет в промежуток времени, неизмеримо меньший, чем при обыкновенном взрыве. Он будет измеряться уже не тысячными, а десятитысячными и даже стотысячными долями секунды!
Но что же случилось с орудием?
Посмотрите на рис. 36.
Ствол не выдержал!
Снаряд не успел еще тронуться с места, как огромным давлением газов уже разорвало ствол на куски.
Значит, чрезмерная скорость взрыва не годится для стрельбы. Нельзя заполнять порохом все пространство за снарядом и таким образом создавать чрезмерное давление. В этом случае орудие может разорваться.
Рис. 37. Плотность заряжания этого 2,1 кгорудия равна – = 0,58 кг/ло,0 Л
Рис. 36. Произошла детонация, ствол орудия разорвало
Поэтому при составлении заряда пороха никогда не забывают о пространстве, в котором порох будет взорван, то есть об объеме так называемой зарядной каморы орудия. Отношение веса заряда в килограммах к объему зарядной каморы в литрах называется плотностью заряжания (рис. 37). Если плотность заряжания превысит известный предел, появится опасность детонации. Обычно плотность заряжания в орудиях не превышает 0,5–0,7 килограмма пороха на 1 литр объема зарядной каморы.
Есть, однако, такие вещества, которые изготовляются специально для получения детонации. Это бризантные или дробящие взрывчатые вещества, например пироксилин, тротил. В отличие от них пороха называются метательными взрывчатыми веществами.
Бризантные взрывчатые вещества обладают интересными свойствами. Например, одно из разрушительных бризантных веществ – пироксилин–лет 100 тому назад применяли без всякого опасения для самых мирных целей: для зажигания свечей в люстрах. Пироксилиновый шнур поджигали, и он горел совершенно спокойно, чуть коптя, без взрыва, зажигая одну свечу за другой. От удара или от трения тот же пироксилин, если его высушить и заключить в оболочку, взрывается. А если поблизости происходит взрыв гремучей ртути, сухой пироксилин детонирует.
Влажный пироксилин от прикосновения пламени горит спокойно, но в отличие от сухого пироксилина при ударе не взрывается и при взрыве гремучей ртути, происходящем по соседству, не детонирует.
Почему же пироксилин ведет себя при различных обстоятельствах по–разному: иногда горит, иногда взрывается, а иногда детонирует?
Здесь играют роль прочность химического соединения молекул, химическая и физическая природа вещества и способность вещества к взрывчатому превращению.
Рис. 38. Взрыв и детонация
Различно ведут себя и другие бризантные взрывчатые вещества.
