Кордит— название одного из видов нитроглицеринового бездымного пороха. Он был изобретён английскими химиками сэром Ф. Абелем и профессором Дж. Дьюаром в 1889 г., и после надлежащего испытания принят в Англии как для индивидуального стрелкового оружия, так и для пушек.
Баллистит и кордит
В 1887 году в Великобритании Альфред Нобель разработал бездымный порох, названный баллиститом, один из первых нитроглицериновых бездымных порохов, состоящий в одном из последних вариантов из равных частей пороха и нитроглицерина. Этот порошок станет предшественником кордита. Кордит также состоит из нитроглицерина и пороха, причём исследователи хотели использовать самую нитрированную разновидность пороха, нерастворимую в смесях эфира и спирта, в то время как Нобелем было предложено использование менее нитрированных форм, растворимых в данных смесях. Баллистит был модифицирован Фредериком Абелем и Джеймсом Дьюаром в новый состав, названный кордитом. На этом началась война патентов между Нобелем и изобретателями кордита по поводу получения британских патентов. В 1890-м году в США патент на бездымный порох был получен Hudson Maxim. Эти новые взрывчатые вещества были более стабильными и, значит, более безопасными в обращении, чем Poudre B и, что немаловажно — более мощными. Заявление Нобеля о том, что его патент включает в себя также и кордит, станет предметом ожесточённых судебных разбирательств между ним и Британским правительством в 1894 и 1895 гг. Вопрос усложнялся тем, что на практике практически невозможно приготовить одну из форм в чистом виде, без примеси второй. В конечном итоге, суд вынес постановление не в пользу Нобеля.
Снaряд с диафрагменной шрапнелью, представленный в Канадском военно-историческом музее, Оттава
История
История кордита тесно связана с другим, столь же важным нитроглицериновым порохом, изобретенным известным в Европе нитроглицериновым заводчиком Нобелем еще в 1887 г. и под именем баллистита введенным с 1890 г. для военной стрельбы в Италии и отчасти Германии и Австрии. Оба вида бездымного пороха представляют физически однородные, коллоидальные сочетания нитроглицерина и пироксилина, приведенные в формы, удобные для стрельбы; различия касаются, главным образом, с одной стороны — состава, применяемого для приготовления пироксилина, с другой — самых приемов фабрикации. В то время как Нобель употребляет для своего пороха растворимый в смеси спирта с эфиром (так назыв. коллодионный) пироксилин с 11,2 % азота, близкий по своему составу к четырехазотной клетчатке C12H16O6(NO3)4, Абель и Дьюар берут лишь отчасти нерастворимый в той же смеси (обыкновенный) пироксилин с 12,7 % азота, отвечающий, по составу, пятиазотной клетчатке C12H15O5(NO3)5. Растворимый пироксилин обладает способностью растворяться прямо в нитроглицерине и потому образует с ним желатинообразное сочетание при простом нагревании, обыкновенный же пироксилин лишен этой способности и может образовать подобные сочетания, как показали Абель и Дьюар, лишь при содействии подходящего летучего растворителя, откуда — различие в основе фабрикации того и другого пороха: баллистит желатинируется посредством нагревания, К. — помощью летучего растворителя. Оба вида пороха имеют много общего в своих свойствах 1) По анализам, произведенным в научно-технической лаборатории морского ведомства П. П. Рубцовым, К., кроме вышеозначенных двух составных веществ, заключает в себе вазелин, а именно содержит: нитроглицерина 57,64 % (с 18,3 % азота), пироксилина 37,23 % (с 12,7 % азота), вазелина 5,14 %. Баллистит же состоит из нитроглицерина 48,4 % (с 18,2 % азота), растворимого пироксилина 51,6 % (с 11,3 % азота). Способ фабрикации К. известен точно, относительно же баллистита имеются только общие сведения. При фабрикации К. для превращения смеси в коллоидальное состояние применяется как летучий растворитель ацетон (см.). Эта бесцветная жидкость, кипящая при 56°, растворяет составные части К. и после испарения оставляет однородное физически студенистое тело. Берут обычно ацетона в количестве 1/5 или даже 1/6 веса пироксилина и нитроглицерина вместе. Отвесив указанные вещества в требующейся пропорции, поступают далее таким образом.
Фиг. 1. Мешалка с открытой крышкой в положении, повернутом на бок, при разгрузке. Лопасти на 2 валах, видные внутри, вращаются в противоположном направлении от одного привода через посредство зубчатых колес. Высушенный пироксилин всыпается в мешалку, сходную по своему устройству с хлебомесилками Вернера и Пфлейдерера (фиг. 1); растворив нитроглицерин в ацетоне, прибавляют раствор к пироксилину и затем — отдельно вазелин, приведенный нагреванием в жидкое состояние. Закрыв мешалку герметической крышкой и давая вращение валом с лопастями, производят перемешивание и растирание, пока смесь не превратится в однородную пластическую массу (в течение 2—3 час.); эта операция называется желатинацией. Желатинированная масса затем перекладывается в пресс (вертикальный или горизонтальный), в дно которого вставлена матрица С с отверстиями соответственной величины (фиг. 2); давая ход поршню В через эти отверстия масса выдавливается в виде непрерывных струн, которые наматываются на вращающиеся катушки или барабаны.
Фиг. 2. Пресс (горизонтальный разрез). А — камера для заряжения, могущая по удалении поршня повертываться на цапфах DD. C — матрица с круглым отверстием. В — пустотелый поршень.
Фиг. 3. Вальцы со столиком для прокатки листов.
Полученные струны в свежем состоянии мягки и издают резкий запах ацетона, но по мере стояния на открытом воздухе, теряя этот растворитель, постепенно делаются тверже и лишаются своего запаха. Тогда их разрезают на более короткие куски в резаках, позволяющих автоматически придавать этим кускам всякую желаемую длину. После того остается только нарезанные куски окончательно высушить для полного удаления растворителя. С этой целью они раскладываются тонким слоем на полотняных лотках и помещаются на полках в сушильных шкафах, через которые прогоняется ток теплого воздуха. При высушивании нельзя давать значительной температуры, так как нитроглицерин сам способен испаряться, особенно вместе с испаряющимся одновременно растворителем, а это повлекло бы за собой, с одной стороны, изменение состава продукта, с другой — постепенное загрязнение сушильни осаждающимися парами нитроглицерина, вследствие чего с течением времени она могла бы дать место неожиданному взрыву от какой-либо случайной причины. Поэтому в сушильнях обычно дают температуру не более 40 °C, или же, что еще лучше, оставляют порох потерять свой растворитель продолжительным лежанием на открытом воздухе при обычной комнатной температуре. При фабрикации баллистита совсем не приходится иметь дело с этой операцией, хотя безопасность производства от того не увеличивается, так как испарение нитроглицерина возможно при всех нагреваниях, которые применяются в способе Нобеля. Отвесив высушенный вполне или до определенной (небольшой) степени влажности коллодионный пироксилин, погружают его в охлажденный до 8 °C избыток нитроглицерина в специальном сосуде, позволяющем выкачать из него воздух при действии разрежающей помпы; по мере удаления пузырьков воздуха из массы, нитроглицерин совершенно заполняет поры пироксилиновой мезги, а охлаждение препятствует значительному растворению последней. Полученная смесь затем подвергается выжиманию в центрифуге (или прессе) до тех пор, пока количество собираемого отжатого нитроглицерина не покажет, что вес его, оставшийся в мезге, как раз равен весу последней. С целью ослабить растворяющее действие на холоде, а также для нейтрализации могущей появиться при дальнейшей обработке азотной кислоты, к нитроглицерину предварительно прибавляется около 1 % какого-нибудь растворимого и нелетучего амина. Отжатая плотная масса разламывается на куски, и последние помещаются в сосуды, нагреваемые водой до 80°; смотря по толщине кусков, через более или менее короткое время масса делается пластической, желатинируется и становится неспособной выделять нитроглицерин ни при каких давлениях. Тогда куски вынимаются и кладутся на столик, с которого, с помощью деревянного скребка, затем подвигаются к нагретым до той же температуры (горячей водой или паром) валькам (фиг. 3) для превращения в листы толщиной в 1—2 мм.
Если листы являются прозрачными и без пятен, то они прямо свертываются в куски, подобно тканям, и подвергаются дальнейшей переработке. В противном случае (что бывает чаще всего), складывая их вдвое, вчетверо и т. д., пропускают еще несколько раз между теми же нагретыми вальками; при этом пятна, происходящие от неподвергшихся желатинации частей массы, постепенно разминаются и, желатинируясь, исчезают. Чтобы облегчить выход воздушных пузырьков при повторной прокатке, сложенные друг с другом листы, перед поступлением в вальки, надрезаются вдоль на столике, с которого производится подача их, тем более, что горячее вальцевание, как бы ни были неправильны надрезы, всегда снова спаивает массу в однородные листы. Из полученных прозрачных тонких листов таким же образом получаются более толстые и т. д. Остается превратить теперь эти листы в зерна, которым Нобель придает или кубическую форму или же форму брусков с квадратным сечением. С этой целью в специальных машинах листы разрезаются вдоль и поперек, что можно производить или отдельно (сначала продольную резку, затем поперечную, напр. для брусковых форм), или в одной и той же резаке (напр. для мелких кубических форм). 2) Свойства обоих видов пороха близки между собой. По внешнему виду они отличаются только формой: К. — проволочной формы (откуда и само название его от английского слова corde — проволока), баллистит — кубической или брусковой формы. Уд. вес баллистита 1,64, а К. 1,56; эта разница в уд. весе обусловливается примесью к К. вазелина. Оба очень гибки, представляют значительное сопротивление разрыву, имеют темно-бурый цвет, в тонком слое прозрачны, легко режутся ножом, почти совсем не гигроскопичны и даже в насыщенном водяными парами пространстве при обычной температуре, могут поглотить не более 1 % влажности. Оба проявляют также почти одинаковую чувствительность к нагреванию при установленных для всяких видов бездымного пороха пробах Абеля и Вьеля (см. Нитроклетчатка), а именно: а) при пробе Абеля (нагреванием при 65 °C), в одинаковых условиях, желтая полоска на йодокрахмальной бумажке, означающая выделение достаточного количества окислов азота, появляется через 30—45 минут; б) при пробе Вьеля (нагреванием при 110 °C), также в одинаковых условиях, окрашивание нормальной лакмусовой бумажки в красный цвет от выделяющихся кислых паров наступает через 1 ч. 30 м — 2 ч. Сравнение нитроглицериновых порохов с видами бездымного пороха из одной нитроклетчатки показывает, что последние значительно превосходят их в этом отношении, выдерживая пробу Абеля до 3½ часов, а пробу Вьеля до 8 часов и более. Однако, наблюдения, сделанные в Англии над К., совершившим кругосветное плавание под тропиками, убедили, что после этого он не изменил своих свойств ни химических, ни баллистических, и потому сравнительно большая чувствительность к нагреванию не может препятствовать принятию его для военной стрельбы. Если тот и другой порох нагревать в пробирке, помещенной в парафиновую ванну, температура которой постепенно повышается со средней скоростью 5° — 6° в минуту, то К. взрывается около 175°, а баллистит около 185°. К удару между железными поверхностями оба почти одинаково чувствительны, причем взрывается собственно очень малая часть, подвергшаяся непосредственно механическому действию, соседние же части разбрасываются в стороны без изменения; но все попытки произвести детонацию их зарядов помощью капсюля с чистой гремучей ртутью или посредством запального патрона из прессованного пироксилина не привели ни к чему; заряды при этом или разбрасываются в стороны, или подвергаются только постепенному сгоранию, как при воспламенении накаленным телом. При употреблении для стрельбы в пушках, для уничтожения так назыв. затяжки, между зарядом и капсюлем (ударным или гальваническим) помещают передаточный воспламенитель, состоящий из нескольких граммов черного пороха. 3) Газы, развивающиеся при горении обоих порохов в запертом пространстве, состоят из углекислоты, окиси углерода, водорода, воды и азота. На основании исследований С. П. Вуколова в научно-технической лаборатории морского ведомства, 1 кг баллистита, при плотности заряжания 0,014, дает 0,187 кг жидкой воды или 233 л водяного пара, и 575 л сухих газов, измеренных при 0° и 760 мм давления, в 100 объемов которых содержится:
углекислого газа 35,0 %
окиси углерода 34,1 %
водорода 9,9 %
азота 21,0 %
При этом на 1 кг пороха выделяется 1310 калорий тепла, считая воду жидкой; если же ее принять газообразной, то есть общий объем газообразных продуктов горения 808 л, то количество отделяющегося тепла будет 1198 кал. Нобель, производя определения при больших плотностях заряжания, нашел для общего объема газов ту же величину 808 л, но количество отделяющегося тепла больше, а именно — 1365 кал. (считая воду жидкой) или 1269 (считая воду газ.). По исследованию того же Нобеля (а также Абеля и Дьюара), К. (диам. 1,2 мм), сгорая под давлением (окончательным) в 1524 атм., дает на 1 кг заряда: 0,1563 кг жидкой воды, пахнущей аммиаком (или 194 л водяного пара) и 698 л сухих газов при 0 °С и 760 мм, содержащих по объему:
углекислого газа 32,0 %
окиси углерода 32,9 %
водорода 18,0 %
азота 17,1 %
и выделяет 1272 кал. тепла (считая воду жидкой), или 1178 кал., считая воду газообразной. С увеличением плотности заряжания или давлений, под которыми горение совершается, пропорции углекислого газа и водорода возрастают, пропорции же окиси углерода и воды, наоборот, уменьшаются. Вместе с тем замечено, что состав газов и, следовательно, общий объем их и количество отделяемого тепла изменяются в зависимости от размеров зерен пороха; напр., для более толстых струн К. (диам. 6,5 мм) Нобель получил, при давлении 1524 атм., на 1 кг заряда: 0,155 кг жидкой воды (с сильным запахом аммиака) или 192,5 л водяного пара, 692 л сухих газов с составом (?) по объему 28,4 % СО2, 33,8 % СО, 24,4 % H2 и 13,4 % азота, при выделении тепла 1284 кал. (считая воду жидкой), или 1189 кал. (считая воду газообразной). Очевидно, вследствие содержания значительных количеств окиси углерода, продукты горения как баллистита, так и К. должны быть сильно ядовиты при вдыхании, что необходимо иметь в виду, применяя их для стрельбы из пушек в закрытых казематах и башнях. 4) Пользуясь, с одной стороны, приведенными опытными данными о горении, а с другой — теми общими отношениями, которые найдены для всех вообще взрывчатых веществ (см.), вычислением находим, что баллистит, сгорая, развивает температ. Т = 3000 °C и силу f = 10000 кг на 1 кв. см, для К. же Т = 2850 °C и f = 10500 кг на 1 кв. см. Откуда, сила К. больше, чем баллистита, но температура его газов меньше, что обусловливается примешиванием вазелина. Давления, вычисленные [Вычисления сделаны по формуле р = f Δ /(1— БΔ), где Б — коволюм, принятый, согласно современным воззрениям, равным всегда 0,001 объема газов при нормальных условиях, то есть для баллистита Б = 0,808, для кордита = 0,890.] по найденным величинам f, согласуются достаточно с измеренными непосредственно в бомбе Сарро и Вьеля , при тех же плотностях заряжания.
