Взрывчатые вещества

Взрывчатые вещества представляют собой класс веществ, характеризующихся тем, что они, будучи при обыкновенных условиях более или менее стойкими, способны под влиянием некоторых агентов, как то: трения, удара, искры и т. п., "взрывать", т. е. разлагаться более или менее быстро, с образованием большого количества накаленных газов, ибо при этом разложении выделяется большое количество тепла. Накаленные газы стремятся сразу занять большой объем, а поэтому производят большое давление на окружающую среду, вследствие чего происходит разламывание и разбрасывание частей преграды. На этом свойстве взрывчатых веществ основано применение их как для военных целей (для огнестрельных орудий, для действия мин и т. п.), так и для целей технических и строительных, напр., для взрывных работ в горном деле, при проведении туннелей, уничтожении подводных камней, в газовых двигателях и т. п.

Когда человечество ознакомилось с взрывчатыми телами, в точности неизвестно; но с уверенностью можно сказать, что порох (одно из наиболее известных взрывчатых тел) изобретен на востоке в доисторические времена китайцами или индусами. Греческий огонь, представляющий смесь селитры, серы, смолы и горючих масел, уже употреблялся в Европе с 668 г. Первые абсолютно достоверные сведения о применении пороха относятся к последней четверти XIII столетия. Роджер Бэкон (1214-1294) в своем алхимическом сочинении говорит о порохе, как о давно известной вещи. В 1308 году порох в первый раз был применен к осадной войне. К горному делу порох начали применять со времени тридцатилетней войны. До XIX в., как взрывчатое вещество, употреблялся исключительно порох, но со второй половины XIX в. изучение В. в. пошло быстрыми шагами: в 1833 г. Бракунно была открыта нитроклетчатка, в 1847 г. Собреро впервые добыл нитроглицерин; но открытие Собреро долгое время не имело практического применения. И только в 1863 г. шведский инженер Альфред Нобель начал фабриковать нитроглицерин, который стал быстро распространяться. Но так как приготовление велось без надлежащей чистоты применяемых веществ, то вскоре в разных странах начались ужаснейшие взрывы нитроглицериновых складов, и в 1864 г. взлетела на воздух собственная фабрика Нобеля в Стокгольме. Фабрикация нитроглицерина была запрещена. Но Нобель не оставил своего дела, и в 1866 г. впервые появился на свет открытый им динамит, представляющий напитанные нитроглицерином недействующие вещества, напр.. инфузорную землю - кизельгур, сахар и проч. Затем последовало открытие многих других В. в. Благодаря изучению В. в., особенно подвинувшемуся в XIX столетии (целые лаборатории в настоящее время посвящены подобного рода исследованиям), известно громадное количество В. в. Не вдаваясь в подробности классификации, укажем, что их можно разделить на 1) В. смеси и 2) В. соединения. Как те, так и другие могут быть газообразные, жидкие и твердые. Примеры смесей: а) смесь кислорода (а также и воздуха) с водородом, ацетиленом, светильным газом и т. д. (газовые смеси), b) открытые Турпеном панкластиты, представляющие собой смеси различных углеродистых веществ (напр., бензола C₆H₆, сероуглерода CS₂ и проч.) с жидким азотноватым ангидридом N₂O₄ (жидкие смеси); они могут быть взорваны различными детонаторами (взрывателями), развивая при этом громадную силу, с) обыкновенный порох (смесь угля, серы и селитры), беллит (смесь динитробензола C₆H₄(NO₂)₂ - 82,65% - и азотнокислого аммония NH₄NO₃ - 17,35%), робурит (смесь хлординитробензола C₆H₃Cl(NO₂)₂ с азотнокислым аммонием и небольшой примесью серы) и мн. др. (твердые смеси).

К смесям же будет относиться не так давно (1897) предложенный Линде оксиликит, представляющий смесь различных горючих тел (как то, угольной пыли, серы, древесной муки, нефти, нефтяного бензина и т. п.) с жидким воздухом, обогащенным кислородом. В состав всех взрывчатых смесей входят горючие элементы или их соединения (т. е. углерод, водород, сера и т. п.), с одной стороны, и кислород, свободный или входящий в нестойкие соединения с другими элементами (напр., азотноватый ангидрид N₂O₄, селитра KNO₃ и т. п.), с другой стороны. Подобные системы, вследствие сродства кислорода к углероду, водороду, сере, являются нестойкими, ибо в них существуют как бы внутренние натяжения, и достаточно толчка, искры и т. п., чтобы химическое сродство начало проявляться, а так как при соединении водорода, углерода и т. п. тел с кислородом выделяется большое количество тепла и образуются газообразные тела, то и происходит взрыв.

В. соединения, как сказано, бывают также газообразные, жидкие и твердые. Примером первых могут служить: ацетилен С₂Н₂, вторых - хлористый азот, нитроглицерин C₃H₅(NO₂)₃O₃, азотистоводородная кислота N3H и др., третьих - нитроклетчатка, пикриновая кислота C₃H₂(NO₂)₃OH и мн. другие. У взрывчатых соединений элементы горючие (углерод, водород) и сжигающие (т. е. кислород) находятся в одной и той же частице, причем кислород, как показывает теория химического строения, связан с азотом (как у нитроглицерина, нитроклетчатки и др.) или с другим элементом, слабо его удерживающим; поэтому при малейшем толчке, нарушающем равновесие внутри подобного рода системы, кислород соединяется с углеродом, водородом, выделяется тепло, образуются газы, и происходит сильный взрыв.

Не входя в описание методов исследования различных физических и химических свойств В. в., мы приведем здесь только некоторые результаты, касающиеся объема газов при взрыве, количества отделяющегося тепла, температуры газов, давления их и работы. Следующие таблицы показывают: 1) объем газов, развивающихся при взрыве, отнесенный к обыкновенной температуре (т. е. ок. 20° Ц.), при температуре же взрыва объем во много раз больший, 2) теплоту (в больших калориях), развивающуюся при взрыве 1 кгр. и 3) температуру взрыва.

Относительную силу взрыва можно сравнивать по теоретическому способу, предложенному Бертло, а именно по так называемому характеристическому произведению двух величин - теплоты Q и объема образующихся при этом газов V, беря эти величины для одинаковых весов. Давления при взрыве не равны этому произведению, но они приблизительно прямо пропорциональны ему, и это произведение играет главную роль при определении давлений, следоват., и силы В. в.

В следующей таблице приведены теплота (Q) и объемы (V). Для сравнения же силы взрыва принят за единицу сравнения обыкновенный военный ружейный порох.

Причины, вызывающие взрыв, могут быть очень различны: механические толчки, трение, нагревание, искра, химическое действие других тел, наконец, взрыв другого В. в., находящегося или в непосредственном соседстве с данным В. в., или на некотором расстоянии, - такого рода взрывы называются взрывами через влияние. Скорость взрыва бывает различная: одни В. в. разлагаются очень быстро (гремучая ртуть, пироксилин), другие быстро (нитроглицерин), третьи медленно (порох); но и для одного и того же тела она зависит от разных условий: температуры, давления и др.; напр., в безвоздушном пространстве пироксилин разлагается медленно, а гремучая ртуть - только в небольшом количестве. Если зажечь порох, прикоснувшись раскаленным телом, то он сгорит медленно, если же взорвать в куче пороха запал с гремучей ртутью или нитроглицерин, то произойдет быстрое разложение (взрыв, детонация). Скорость разложения В. в. имеет большое значение для их характеристики и для их применения. Если эта скорость велика, то взрыв производит дробящее действие (как нитроглицерин, динамит и т. п.), и такие В. в. имеют применение при взрывных работах в горном деле и т. п.; для того же, чтобы В. в. могло оказывать метательное действие (как порох обыкновенный и бездымный), скорость его разложения не должна превышать известной величины.

В заключение укажем, что в последнее время В. в. применяются в большом количестве для мирных целей, и услуги их в этом отношении огромны: по вычислению Трауцля 3.000 пуд. динамита, примененные вместо пороха к разработке карьеров камня, сберегают годовую работу 200.000 - 300.000 человек, уменьшая на 20% - 30% время работы. Поэтому неудивительно, что многие русские заводы применяют для разбивки камня на щебень динамит (напр., цементный завод Липгарта в Рязанской губ.) вместо применявшейся раньше ручной работы. Разительным примером тех работ, которые являлись бы невыполнимыми, если бы нельзя было прибегнуть к действию В. в., может служить взрыв и уничтожение (в 1885 г.) скалистого рифа Флед Рока (около Нью-Йорка), затруднявшего навигацию. На этот взрыв употреблено около 145.000 кгр. (около 8.500 пуд.) В. в., из которых около 15% составлял кремнистый динамит (с 75% нитроглицерина), а остальное В. в. рекарок (rekarock), только что перед тем предложенное Турпеном и содержащее бертолетовую соль, нитробензол и пикриновую кислоту (15%). На большой площади взрыва (в 3,5 десятины), потребовавшей прокладки большого числа галерей (общей длиной в 6,5 км.), было размещено 13.280 зарядов. Но число электрических запалов для воспламенения было только 600, так как заряды соединены были в группы, для которых взрыв осуществлялся детонацией через влияние. Достигалось это таким образом, что от данного активного заряда (динамита) расположены были группами (в буровых скважинах) пассивные заряды в различных расстояниях до 4 метр. от активного заряда. Работы производились под руководством инженер-генерала Ньютона. В 11 часов 13 минут его 12-ти-летнею дочерью ток был замкнуть, и вода поднялась кипящей массой более чем 1.312 фут. длиной, 820 фут. шириной и различной высоты, достигавшей 198 фут., с большим количеством газов различных окрасок. Специальными наблюдениями было отмечено три последовательных толчка в течение 45 секунд, не причинивших вреда городу. Шум от взрыва слышался очень далеко и продолжался 40 секунд. Благодаря этому замечательному взрыву путь к Нью-Йорку из Атлантического океана сократился более чем на 12 часов.

Литература: Romocki, "Geschichte der Explosivstoffe" (1895); Jähns, "Geschichte der Kriegswissenschaften", 3 т. (1889 - 91); Berthelot, "Sur la force des matieres explosives", 2 т. (1883); Böckmann, "Die explosiven Stoffe" (1895); Heise, "Sprengstoffe und Zündung der Sprengschtisse" (1904); Guttman, "Handbuch der Sprengarbeit" (1906); Ponteaux, "La poudre sans fumee et les poudres anciennes" (1893); Cundill, "Dictionary of explosives" (1895); Daniel, "Dictionnaire des matieres explosives" (1902); Brunswig, "Die Explosivstoffe", Samml. Göschen, № 333. В этой небольшой книжке подробно указана литература по В. в. И. Чельцов, "В. в." (1880); Г. Забудский, "Приготовление и свойства различных малодымных и бездымных порохов" (1893); Г. А. Забудский, "В. в., теорет. часть" (1907); Е. А. Гопиус, "Основы техники В. в." (1907).

И. Каблуков.

Общеопасность В. в. побудила законодателя, с одной стороны, подробно регламентировать порядок производства, хранения и продажи В. в., с другой - установить повышенную ответственность в тех случаях, когда В. в. избираются орудием преступления. В соответствии с этим мы в уголовных кодексах, как русских, так и иностранных, находим нормы, определяющие наказание или за нарушение особо изданных правил о В. в. или за пользование В. в. с преступной целью. Нормы первого рода содержатся в ст. ст. 986¹, 986², 986³, 1350¹ Улож. о Нак. и в ст. 118¹ Уст. о Нак., карающих тюрьмой от 2 до 4 мес. или арестом не свыше 4 мес. лиц, виновных в незакономерной торговле порохом, в неправильном устройстве складов В. в. и т. д. Лишь в тех случаях, когда указанные нарушения влекут за собой несчастные последствия - пожар, взрыв, смерть или увечье - наказание может быть повышено до 8 мес., а иногда и до 1 г. 4 мес. (ст.ст. 989¹ и 989² Ул. о Нак.). С несравненно большей строгостью закон обрушивается на тех, для кого В. в. - орудие преступления. Расходясь с основным принципом уголовного правосудия о том, что человек невинен, пока преступление не доказано, узаконение 9 февр. 1906 г., изданное в виде "временной меры" и составившее ст. 987¹ Улож. о Нак., карает виновного в "изготовлении, приобретении, хранении, ношении и сбыте без надлежащего разрешения В. в. ими снарядов, если он не докажет отсутствия преступной цели", арестантскими отделениями на время от 4 до 5 лет; если же цель указанного деяния противна "государственной безопасности или общественному спокойствию", наказание - каторга от 4 до 15 лет. С еще большей суровостью закон борется с пользованием В. в., как орудием политического преступления: виновный в приготовлении к насильственному посягательству на образ правления, порядок престолонаследия или на отторжение от России какой-либо ее части, или в участии в сообществе, поставившем себе эту цель, карается срочной каторгой, если в распоряжении виновного или его сообщества имелись В. в. (ст. 100, 101 и 102, аналогично и ст. 126 Угол. Улож.).

А. Трайнин.

Источники:

1. Энциклопедический словарь Русского библиографического института Гранат. Том 10/Изд. 7.- Москва: Т-ва 'Бр. А. и И. Гранатъ и Ко' - 1912.