Общая характеристика метательных взрывчатых веществ

К метательным ВВ относятся пороха.

Порохами называются многокомпонентные твердые системы, способные к закономерному горению параллельными слоями без доступа кислорода извне с выделением значительного количества энергии и газообразных продуктов.

В настоящее время находит практическое применение весьма большое количество порохов, пиротехнических составов, разнообразных по природе и составу компонентов.

Пороха - механические смеси - состоят из окислителей, горючих и связующих веществ. Компоненты этих порохов обычно не находятся в химической связи между собой, а их частицы лишь тесно соприкасаются друг с другом в результате тщательного смешения и уплотнения.

Пороха разделяются на дымные и бездымные.

Дымные пороха

Состав дымного пороха. Дымный порох включает в себя следующие вещества в различных соотношениях (табл.18):

- окислитель - калиевая селитра (ККО₃);

- горючее - древесный уголь;

- цементатор - сера.

Таблица 18

При термическом разложении калиевой селитры высвобождается 40% активного кислорода 2ККО₃ - К₂О+К₂+2,5О₂, который расходуется на окисление горючих элементов угля и серы.

Для изготовления древесного угля используются мягкие лиственные породы деревьев (ольха, липа и др.). В зависимости от условий технологического процесса можно получить угли с различными свойствами, которые проявляются через изменение скорости горения и воспламенительной способности пороха.

Сера выполняет функцию цементатора и горючего. Она связывает все компоненты дымного пороха и обеспечивает повышение его физикомеханических свойств. Кроме того, наличие серы в порохе способствует улучшению его воспламенительной способности.

В дымные пороха, которые используются для изготовления комплектующих элементов к взрывателям, вводится до 2% различных добавок (шеллак, канифоль, идитол, смола), снижающих скорость горения.

Свойства дымного пороха. Дымный порох характеризуется высокой сохраняемостью при нормальных условиях эксплуатации, так как компоненты пороха сами имеют высокую химическую стойкость.

Дымный порох является малогигроскопическим веществом, что обусловлено свойствами компонентов:

- древесный уголь обладает плохой смачивостью (гиброфобное вещество);

- калиевая селитра и сера имеют также малую гидроскопичность.

Так, при температуре окружающего воздуха 20°С и относительной

влажности 80%, гигроскопичность дымного пороха составляет 1,22%.

Цвет пороховых зерен может изменяться от сине-черного до серовато-черного с металлическим блеском. Интенсивно черный цвет указывает на большое содержание в нем влаги.

С увеличением влажности пороха снижается его воспламенительная способность. При содержании влаги более 2% порох трудно воспламеняется, а при увлажнении до 15% вообще теряет способность воспламеняться.

Хороший (сухой) порох имеет достаточную механическую прочность, пороховые зерна не разрушаются между пальцами и не пачкают рук.

Дымный порох имеет сравнительно высокую температуру вспышки Т_Всп=300⁰С. Это обуславливает применение дымного пороха как усилителя начального импульса при воспламенении метательных зарядов.

При горении дымного пороха образуется примерно одинаковое количество по массе газообразных (СО₂, СО, СН4, H₂S) продуктов и конденсированных частиц (K₂SO₃, K₂SO₄, K₂S, K₂S^₃, KCNS, С, S). Наличие большого количества в продуктах горения конденсированных частиц обеспечивает надежное воспламенение пороховых элементов и зарядов РТТ.

По чувствительности к удару и трению дымный порох превосходит многие взрывчатые вещества.

При простреле пулей дымный порох воспламеняется. В малых количествах от внешнего теплового импульса порох сгорает. Большое количество пороха при зажжении, как правило, взрывается.

Скорость горения дымного пороха в сильной степени зависит от плотности зерен (изделий из пороха) и давления окружающей среды. Плотность дымного пороха изменяется от 1 600 до 1 900 кг/м³, а гравиметрическая плотность от 0,8 до 1,0 кг/л.

При давлениях окружающей среды до 10 МПа и плотности, равной или более 1 700 кг/м³, порох сгорает параллельными слоями. В зависимости от плотности образца из дымного пороха 1 700 или 1 900 кг/м³ значение показателя степени принимает значения 0,45...0,55 или 0,25...0,35 соответственно. С увеличением плотности пороха наблюдается уменьшение линейной скорости горения.

Дымный порох имеет невысокие энергетические и баллистические характеристики (табл. 19).

Таблица 19

Наличие невысоких энергетических и баллистических характеристик исключает возможность использования дымных порохов для метательных зарядов артиллерийских систем (табл. 19).

Таблица 20