Эта статья входит в число хороших статей

Динамит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Динамиты»)
Стабильная версия, проверенная 15 сентября 2024.
Перейти к навигации Перейти к поиску
У этого термина существуют и другие значения, см. Динамит (значения).
A — опилки или иной абсорбционный материал, пропитанный нитроглицерином; B — защитная оболочка; C — капсюль-детонатор; D — кабель, связанный с подрывным капсюлем; E — крепёжная лента

Динами́т (от др.-греч. δύναμις «сила») — бризантная взрывчатая смесь на основе нитроглицерина с поглотителем и другими добавками[1]. Нитроглицерин в чистом виде очень опасен и неудобен для применения. Поэтому для широкого использования этой мощной взрывчатки были найдены твёрдые абсорбенты, пропитка которых нитроглицерином делала его относительно безопасным для хранения и использования. Помимо абсорбента, динамит может содержать и другие вещества. Вся масса обычно спрессовывается в цилиндрическую форму и помещается в бумажную или пластиковую упаковку-патрон. Подрыв заряда осуществляется с помощью капсюля-детонатора[2][3].

Динамит был запатентован Альфредом Нобелем 25 ноября 1867 года[4] и до середины XX века использовался как основное взрывчатое вещество в горном деле, уступив затем своё место более безопасным и менее дорогим современным промышленным взрывчатым веществам на основе аммиачной селитры[5].

История

[править | править код]

Открытие нитроглицерина

[править | править код]
Альфред Нобель, около 1883

Нитроглицерин открыл в 1846 году итальянский химик Асканио Собреро, опубликовав своё открытие в следующем году. Вещество оказалось сильной взрывчаткой, но очень опасной в обращении. Для его производства было построено несколько заводов, в том числе в России. Русский химик Николай Зинин и его помощник Василий Петрушевский исследовали нитроглицерин и искали безопасные способы его применения. Их учеником был молодой Альфред Нобель[6].

Начиная с 1859 года, Альфред Нобель, его отец и младший брат ставили в Швеции эксперименты над взрывчатым жидким нитроглицерином, пытаясь найти оптимальные способы его производства и применения в промышленности. В 1863 году они нашли, в частности, что детонацию нитроглицерина можно вызвать подрывом гремучей ртути, что упростило его практическое применение[2] и привело к изобретению Нобелем усовершенствованного капсюля-детонатора, использующегося и поныне, — эта разработка некоторыми авторами оценивается даже выше изобретения динамита[3]. Альфред Нобель также изобрёл способ промышленного непрерывного получения нитроглицерина в инжекторе, смешивающем глицерин и азотную кислоту[7].

Изобретение динамита

[править | править код]
Динамит производства фабрики Нобеля

По широко распространённой легенде, начало изобретению динамита было положено случайным открытием в 1866 году: бутыли, в которых нитроглицерин был предназначен к перевозке, были уложены в кремнистую землю (кизельгур), причём одна из бутылей дала течь, часть нитроглицерина вытекла и была поглощена кремнистой землёй. Нобель якобы обратил внимание на то, что получившийся смоченный нитроглицерином кизельгур не выделяет жидкости даже при сильном давлении, а при подрыве капсюлем гремучей ртути взрывается с силой, только немного уступающей чистому нитроглицерину в количестве, поглощённом кремнистой землёй[8][9].

На самом деле Нобель, с целью упростить применение нитроглицерина, приступил к широкомасштабным исследованиям впитывающих нитроглицерин материалов в 1864 году, испытав последовательно бумагу, порох, опилки, вату, уголь, гипс, кирпичную пыль и другие материалы. К концу года было обнаружено, что наилучшие результаты даёт кизельгур, на котором Нобель и остановился. Весь 1865 год ушёл на оттачивание состава и метода производства взрывчатки, а в 1866 году динамит был представлен публике. Сам Нобель опровергал легенду[10]:

Я безусловно никогда не замечал ни одной случайной утечки нитроглицерина в кизельгуровую упаковку в таком количестве, чтобы образовать пластичный или хотя бы влажный материал, и идея такой случайности изобретена, должно быть, теми, кто принимает предположения за действительность. Что в самом деле привлекло мое внимание к использованию инфузорной земли для динамита, так это её чрезмерная легкость в сухом виде, что свидетельствует, разумеется, о её большой пористости. Следовательно, динамит появился не в результате случайности, а потому, что я с самого начала видел недостатки жидкой взрывчатки и искал способы им противодействовать.

— [8]

Эта разработка Нобеля оказалась чрезвычайно важной: она давала возможность полностью отказаться от использования нитроглицерина в жидком виде. Впитанное порошкообразными поглотителями, это взрывчатое вещество стало намного безопаснее в обращении[9]. Изобретение было сразу оценено современниками: уже в 1868 году Альфред Нобель и его отец были награждены Золотой медалью Шведской академии наук «За заслуги в использовании нитроглицерина как взрывчатого вещества»[11].

Вещества-поглотители, пропитанные нитроглицерином, были названы «динамитами», и в 1867 году А. Нобель взял патент на приготовление так называемого кизельгур-динамита, или, иначе, гур-динамита, содержащего от 30 до 70 % нитроглицерина[12][13][14].

Распространение динамитов

[править | править код]
Производство динамита[15].
Год Объём
производства, т
1867 11[16]
1868 20
1869 156
1870 370
1871 848
1872 1570
1873 4100
1874 6240
1875 8000

В 1867 году А. Нобель предложил динамит для снаряжения артиллерийских снарядов, но специальная комиссия, назначенная для испытания этого предложения, пришла к выводу, что для этой цели динамит не пригоден, так как не обеспечивает в достаточной степени безопасности[14].

В 1868 году полковник Петрушевский предложил свой порошкообразный магнезиальный динамит, состоявший из 75 % нитроглицерина и 25 % углекислой магнезии в качестве поглотителя (так называемый русский динамит Петрушевского). В том же году в Кронштадте было приготовлено 18 пудов такого динамита, давшего при испытании хорошие результаты[14]. Этот динамит одно время использовался в США под названием Magnesia powder[17].

Взрывные работы с помощью динамита, рисунок из французского журнала La Nature, 1873

В частной промышленности Нобель ввёл динамиты в 1869 году, и уже в 1871 году в России они применялись при добывании цинковых руд и каменного угля[14].

Если в 1867 году единственная фабрика Нобеля по производству динамита выпустила его всего 11 тонн, то через семь лет более полутора десятков заводов Нобеля производили уже тысячи тонн динамита в год, преимущественно для нужд горной промышленности[16]. При внедрении динамита в практику часто возникали курьёзы, так как серия известных взрывов нитроглицерина в начале—середине 1860-х годов привела к тому, что некоторые страны запретили производство и перевозку нитроглицериносодержащих материалов. В таких странах динамит часто отправляли на рудники под видом фарфора или стекла[18], а в Великобритании, где такой запрет действовал с 1869 по 1893 годы, Нобелю пришлось его обходить, выстроив крупный динамитный завод в Глазго — под шотландской юрисдикцией, и доставляя динамит не по железным дорогам, а гужевым транспортом[19].

Во время франко-прусской кампании в 1870—1871 годах немцами для снаряжения подводных мин использовался дуалин[англ.], состоявший из 50 % нитроглицерина, 30 % нитрованной древесины и 20 % калиевой селитры, а в качестве подрывных патронов немецкие инженерные войска употребляли так называемый литофрактор — особый вид динамита, заключающий 52—70 % нитроглицерина, 30—25 % кизельгура, а также небольшое количество каменного угля, селитры и серы[14].

Успехи немцев в применении динамита при подрыве крепостей и мостов стимулировали французов к началу его использования, чему до этого противилось государственное Управление порохов и селитр, имевшее монополию на производство взрывчатых веществ во Франции[16]. В результате в ту же войну динамиты были приняты на вооружение и во французских войсках, и в 1870—1871 годах во Франции были выстроены две государственные и одна частная динамитные фабрики[14], затем, впрочем, вновь закрытые до 1875 года[16]. В 1871 году динамиты появились и в австрийских инженерных войсках[14].

Расширение производства сопровождалось взрывами на фабриках: так, в 1870 году в Германии их произошло 6, 14 января 1871 года при взрыве в Праге погибло 10 человек, а 8 апреля 1872 года взорвался динамитный завод в Альт-Бероу (Силезия)[15].

В 1875—1879 годы в России производились опыты с «целлюлозе-динамитом» австрийского химика И. Трауцля. Опыты велись в Усть-Ижоре и Варшаве. Динамит этот включал 70 % нитроглицерина и поглотитель, состоявший из 29,5 % древесно-бумажной массы и 0,5 % соды[14].

В 1876 году российская кавалерия и инженерные войска были снабжены патронами из «целлюлозе-динамита». Кавалерийские патроны были заключены в цилиндрическую картонную гильзу, покрытую лаком снаружи и выложенную свинцовой бумагой внутри. Этот сорт динамита был на вооружении в войну в 1877—1878 годах и широко использовался для разрушения железных и разработки горных дорог на европейском театре военных действий, а также для снаряжения подводных мин, поставленных в Чёрном море и на Дунае. После окончания войны около 90 пудов этого динамита было использовано при ликвидации крепости Видин. При отправке динамита обратно в Россию 212 пудов его остатков взорвались на станции Фратешти по неизвестной причине[14].

Изобретение и распространение желатин-динамитов

[править | править код]
Гремучие студни в отражённом свете (сверху) и на просвет (снизу)

В 1875 году А. Нобель в попытках улучшить динамит вновь вернулся к опытам с пироксилином как поглотителем, и, порезав палец, обратил внимание на то, что использовавшийся для закрытия ран близкий родственник пироксилина — коллодий, образует желатинообразные смеси со многими органическими растворителями[20]. Нобель бросился в лабораторию и, написав на всякий случай предварительно завещание, за ночь получил первый образец гремучего студня — смеси нитроглицерина с коллодием[20]. Так был открыт способ желатинизации нитроглицерина и изобретены желатинированные динамиты[14].

Производиться промышленно желатин-динамиты стали в Англии с 1878 года, а в континентальной Европе с 1880[21]. Вначале эти динамиты не получили широкого распространения, так как их первые образцы со временем эксудировали нитроглицерин («пропотевали» им) и поэтому не были достаточно безопасными, но эта проблема была решена в Англии в 1887 году, и с тех пор гремучие студни и желатинированные динамиты получили широкое распространение в горном деле[21], значительно расширив возможные объёмы взрывных работ[22]. Так, применение этих динамитов при строительстве 15-километрового Большого Сен-Готардского туннеля, проходившегося в твёрдом граните, позволило закончить туннель на три года раньше первоначальных расчётов[20]. Сооружение других больших тоннелей через Альпы: Мон-Сенисского (12 км), Арльбергского (10 км) и Симплонского (19 км) — тоже потребовало интенсивного использования динамита[23]. Важными преимуществами желатинированных динамитов было то, что они взрывались, не оставляя твёрдых остатков, обладали большей силой взрыва и совершенно не боялись воды — и поэтому были пригодны для подводных взрывных работ[24][20]. Для оболочек патронов из гремучих студней использовался растительный пергамент[25].

В 1880 году в России испытывалась «взрывчатая желатина», состоящая из 89 % нитроглицерина, 7 % коллодионного пироксилина и 4 % камфоры. Препарат этот имел важное преимущество перед «целлюлозе-динамитом» Трауцля: он не выделял нитроглицерина ни в воде, ни при сильном давлении, не взрывался от удара ружейной пули и с трудом детонировал через влияние, а по силе превосходил другие динамиты. Впоследствии, однако, обнаружилось, что этот сорт динамита не обладает достаточной устойчивостью и склонен к саморазложению (вероятно, по причине недостаточной чистоты нитроглицерина)[14].

Антигризутные предохранительные динамиты

[править | править код]

XIX век — это век угля. Его добыча представляла собой одну из основных задач горной промышленности. В то же время она была достаточно опасной: взрывы пороха, использовавшегося для проходки угольных шахт и раздробления пластов, образовывали много ядовитых газов и из-за длительного открытого пламени часто вызывали взрывы рудничного газа и угольной пыли, уносившие жизни горняков. Изобретение новых более безопасных взрывчатых веществ для угольной промышленности было насущной задачей, поэтому динамиты сразу были с успехом протестированы в каменноугольных копях Анна-Мария (Северная Вестфалия) под руководством немецкого инженера Менцеля[26].

Полезное действие динамита было больше, чем у пороха, а скорость детонации — выше, что и обусловило его бо́льшую безопасность. Применение пороха, впрочем, продолжалось ещё долго по коммерческим соображениям, так как он слабее дробил уголь. Гурдинамит и желатинированные динамиты, однако, не решили проблему безопасности до конца, поэтому следующим шагом стали исследования путей дальнейшего усовершенствования безопасности для употребления в шахтах — или, как это назвали на Мировом конгрессе прикладной химии 1906 года, антигризутности (от фр. grisou — метан, основной компонент рудничного газа) — взрывчатых веществ[27].

В первую очередь исследователи обратили внимание на пламя взрыва. Попытки окружить заряд водой, пропитывая ею оболочку или помещая его в патрон, залитый водой, практически не принесли успеха. В конце 1870-х—начале 1880-х годов крупнейшие европейские державы учредили специальные антигризутные комиссии, которые занимались опытной проверкой воспламеняющих свойств различных взрывчатых веществ и сертифицировали их для использования в шахтах различной опасности[28].

Успехом стала первая тепловая теория антигризутности, разработанная на основе экспериментов по воспламенению метаново-воздушных смесей французскими учёными-членами антигризутной комиссии Франсуа Эрнестом Малларом и Анри Луи Ле Шателье. Они обнаружили, что есть минимальная температура воспламенения смеси, а задержка воспламенения падает с температурой: от около 10 с при минимальной температуре 650 °C до практически мгновенного воспламенения при 2200 °C. Из этого был сделан вывод, что рудничный газ взрываться не будет, если

  1. температура газов при детонации будет меньше 2200 °C — это ограничивает состав взрывчатого вещества;
  2. в процессе расширения и охлаждения газов задержка воспламенения для текущей их температуры будет постоянно превышать время, прошедшее с момента детонации — это даёт предельный заряд, при превышении которого вспышка возможна.

Эксперименты подтвердили основные положения теории, правда, максимальную температуру газов после взрыва в шахте в 1888 году, где использовали взрывчатые вещества с предельной температурой детонации 2200 °C, решили понизить — до 1500 °C для угольных шахт и до 1900 °C для прочих[29].

Экстрадинамит Нобеля

Многообещающим взрывчатым веществом с низкой температурой результирующих газов — всего 1100 °C — была аммиачная селитра. Первым широко распространённым антигризутным взрывчатым веществом на его основе стал экстрадинамит Нобеля, содержавший 70—80 % селитры и 30—20 % гремучего студня. Потом были разработаны гризутины, в которых было 12—30 % гремучего студня, и карбониты, состоявшие из 25—30 % студня, такого же количества муки и 25—40 % селитр щёлочных металлов или бария, изобретённые Бихелем и Шмутом в 1885 году. С 1887 года распространились веттердинамиты, включавшие в состав инертные соли с большим содержанием воды, что понижало температуру продуктов детонации — впервые такой состав предложили немцы Мюллер и Ауфшлегер: 48 % нитроглицерина, 12 % кизельгура и 40 % соды или сульфата магния[30].

Бездымные пороха и военное применение динамита

[править | править код]

К концу 1880-х годов на базе нитроглицерина были разработаны метательные бездымные пороха: баллистит, запатентованный Нобелем в 1888, и кордит, запатентованный в Англии Абелем и Дьюаром независимо от баллистита Нобеля в 1889 (сам Нобель считал отличия кордита от баллистита несущественными и вёл безрезультатную судебную тяжбу в попытке защитить свой патент)[31]. В отличие от них, разработанный ранее во Франции Полем Вьелем бездымный порох Poudre B не содержал нитроглицерина и состоял главным образом из нитроцеллюлозы[32]. Сам же динамит, несмотря на длительные усилия военных исследователей и изобретение относительно безопасных камфорных сортов, не нашёл широкого применения в военном деле из-за повышенной опасности и чувствительности к прострелу пулями, хотя камфорные динамиты применялись в российской армии и в Первую мировую войну[33].

Пневматическая артиллерия, недолгое время состоявшая на вооружении американского флота и береговых батарей в самом конце XIX века, а также испытывавшаяся различными европейскими странами, называлась «динамитными пушками». Название связано с тем, что такие орудия могли стрелять в том числе и динамитными зарядами без существенного риска детонации снаряда прямо в стволе, так как давление в канале ствола артиллерийской установки можно было регулировать так, чтобы отсутствовал сильный начальный толчок (как от порохового заряда в классической артиллерии), а наоборот, ускорение снаряда росло постепенно[34].

Принятые на вооружение образцы стреляли удлинёнными оперёнными фугасными снарядами весом до нескольких сот килограммов, снаряжёнными гремучим студнем, составлявшим до 75 % веса снаряда, на расстояние до нескольких километров. Динамитные пушки потеряли своё значение к 1900-м годам, когда распространились более устойчивые взрывчатые вещества (мелинит, тротил и другие), которыми стало можно снаряжать фугасные снаряды классической пороховой артиллерии, имевшие к тому же бо́льшие начальные скорости и поэтому позволявшие бо́льшую дальность стрельбы[34].

Построенный специально для испытания пневматических орудий «динамитный крейсер» USS Vesuvius был укомплектован в 1890 году и после экспериментальных стрельб 1891 и 1893 годов даже участвовал в испано-американской войне 1898 года, обстреливая ночами Сантьяго. Затем, однако, он был поставлен на прикол и в 1904 году был превращён в экспериментальное торпедное судно с демонтированием всех динамитных пушек. Ещё одно судно с динамитной пушкой — бразильский вспомогательный крейсер «Нитерой» — совершило из неё лишь единственный символический выстрел 15 марта 1894 года в день окончательного подавления мятежа в Рио-де-Жанейро[35].

15-дюймовые пневматические пушки так называемой батареи динамит (англ. Battery Dynamite), Форт Уинфилд Скотт[англ.], Сан-Франциско, 1895—1901
Стволы динамитных пушек динамитного крейсера USS Vesuvius

Преступное применение динамитов

[править | править код]
Последствия взрыва анархистами комиссариата полиции в Париже, 1892

Практически сразу же преимущества динамита оценили и преступники и террористические организации, чему способствовала относительная простота изготовления кустарного динамита и широкое распространение его промышленных сортов. Одним из первых связанных со страхованием морских судов преступлений стала попытка подрыва в море пакетбота «Мозель» с целью получения страховки за груз американским моряком Вильямом Кинг-Томассеном — бывшим взрывником-диверсантом армии Конфедерации. Она закончилась неудачей, когда 11 декабря 1875 года бочка замёрзшего самодельного динамита с часовым механизмом взорвалась при погрузке на судно, убив около 80 человек[36][37].

Метательным снарядом конструкции Кибальчича, начинённым гремучим студнем, 1 марта 1881 года был смертельно ранен российский император Александр II[38].

Между мартом 1883 года и январём 1885 года в Лондоне произошло 13 динамитных взрывов, организованных экстремистами-сторонниками самоуправления Ирландии из организации «Клан-на-Гейл», включая взрыв в здании Скотланд-Ярда и попытку подрыва Лондонского моста. Русская революционная партия «Народная воля» активно занималась производством динамита для проведения террористических актов[39]. В Европе динамит применялся в тех же целях радикальными анархистами[40][41]. Как сформулировал в 1886 году Огаст Спайс[англ.], редактор анархистской газеты в Чикаго, «фунт динамита стоит бушеля пуль» (англ. A pound of dynamite is worth a bushel of bullets)[42].

Гремучий студень использовался Ирландской республиканской армией во время войны за независимость в 1919—1922 годах. Годы спустя он также применялся «Временной» ИРА против британских войск и военизированных формирований лоялистов в Северной Ирландии, но позже был заменён более мощной пластичной взрывчаткой Семтекс, поставлявшейся из Ливии. Террористическое крыло юнионистов также использовало гремучий студень, особенно в серии взрывов в нескольких почтовых отделениях и электрических подстанциях в Белфасте в апреле 1969 года[43][44].

Расцвет использования динамитов

[править | править код]
Реклама динамита, 1890-е годы

К 1890-м годам под управлением Нобеля были уже десятки предприятий, производивших десятки тысяч тонн динамитов в год. Всё заработанное в основном на динамите и нефти состояние, около 32 миллионов крон, Нобель, умерший в 1896 году, завещал для образования фонда, ежегодно вручающего Нобелевские премии[45].

К 1910 году производство динамита в мире достигло сотни тысяч тонн в год[46], на одном только строительстве Панамского канала было израсходовано несколько миллионов тонн динамита[47]. К 1920-м годам число производимых марок динамита стало исчисляться сотнями[48], хотя тогда уже наметилась тенденция к их замене более новыми, безопасными и эффективными экономически взрывчатыми веществами[49].

Вначале бо́льшую популярность имели сорта с пассивными адсорбентами, типа кизельгура[50], однако к 1920-м годам они имели уже практически только исторический интерес, уступив место различным более мощным рецептурам со сгорающими в детонации адсорбентами нитроглицерина, типа органических смол, селитры и даже сахара[51]. Это являлось следствием того, что нитроглицерин является избыточным по кислороду взрывчатым веществом, то есть при детонации нитроглицерина выделяется чистый кислород, который может быть использован как окислитель для адсорбента и прочих добавок с целью усиления взрыва[52].

Закат динамитов

[править | править код]
Современный динамит для дробления валунов, Финляндия, 2009

На смену динамитам в промышленности постепенно пришли аммиачно-селитренные взрывчатые вещества. Первые патенты на некоторые их рецепты были получены ещё И. Норбином и И. Ольсеном (Швеция) в 1867 году, однако их практическое использование для снаряжения боеприпасов и для промышленных целей началось в годы Первой мировой войны[53]. Так как этот вид взрывчатки проявил себя гораздо более безопасным и экономичным, чем традиционный динамит, то начиная с 30-х годов XX века масштабы его использования в промышленных приложениях существенно выросли[53], однако динамиты всё ещё оставались основным промышленным взрывчатым веществом во многих странах, например в Англии и Швеции, до середины XX века[5]. Процесс массового переоснащения промышленности с динамитов на аммиачно-селитренные взрывчатые вещества начался примерно в 50-х годах XX века[53], но шёл неравномерно. В ЮАР — крупнейшем мировом производителе и потребителе динамита в течение нескольких десятилетий, начиная с 1940-х годов — динамит активно применялся на золотых рудниках и оставался основным взрывчатым веществом до 1985 года, когда AECI под влиянием профсоюзов перепрофилировала фабрики на производство взрывчатых веществ на основе селитры[54][55].

В России производство полупластичных динамитов было начато во второй половине 1870-х годов, и вплоть до 1932 года производились динамиты с содержанием нитроэфиров 93, 88, 83 и 62 %, после чего производство трёх первых марок было свёрнуто из-за их большей опасности по сравнению с 62 % динамитом. После Великой Отечественной войны было возобновлено производство труднозамерзающего 62 % динамита на смеси нитроглицерина с нитродигликолем, но к началу 1960-х годов и он был вытеснен из промышленности, в СССР осталось лишь производство порошкообразных составов с содержанием жидких нитроэфиров около 15 % (детониты, углениты и так далее)[5][53]. При этом некоторые авторы относят к динамитам взрывчатые вещества с низким содержанием нитроэфиров[1], а некоторые — нет[56]. В начале 1960-х годов производство классического динамита в СССР было полностью прекращено[57].

В последней четверти XX столетия в горном деле в США на некоторое время получили популярность предохранительные динамиты, в которых в качестве нитроэфирной смеси использовалась смесь метриол тринитрата[англ.] и диэтиленгликольдинитрата[англ.], обладавшая тем достоинством, что эти соединения не вызывают головной боли при контакте, в отличие от нитроглицерина[58]. К началу XXI века их производство было свёрнуто[58].

В полном обороте взрывчатых веществ в мире динамит занимает в 2015 году максимум 2 %[59].

Роль динамитов в истории техники, их достоинства и недостатки

[править | править код]
Гильза для динамитных патронов, 1899—1900
Вставка динамита в шпур при постройке дамбы Дуглас-Дэм[англ.], Теннесси, июнь 1942.

Динамиты были первыми смесевыми бризантными взрывчатыми веществами, получившим широкое распространение в горном деле, и они сыграли существенную роль в развитии взрывного дела[5]. Динамиты превосходили более раннее основное взрывчатое вещество — чёрный порох — практически по всем показателям: по силе взрыва и концентрации энергии (теплота взрыва динамита составляет 7100—10 700 МДж/м³), по водоустойчивости и пластичности, по безопасности в обращении. Эти преимущества делали применение динамитов особенно эффективным для одного из основных на то время методов ведения взрывных работ — шпурового метода с ручным заряжанием шпуров патронами[5]. Вообще внедрение динамита существенно упростило технологию взрывных работ, позволив перейти от камерных и мелкошпуровых зарядов к скважинным[60].

Типичное старое бетонное здание для хранения динамита и детонаторов, Шотландия

Наряду с достоинствами динамиты обладают и недостатками. Они очень чувствительны к механическим воздействиям и поэтому опасны в обращении, особенно замёрзшие и полуоттаявшие динамиты — что требует для хранения динамита хорошо отапливаемых складов[5]: так, динамиты, использующие чистый нитроглицерин, замерзают при температурах 10—12 °C и теряют пластичность[57], для понижения температуры замерзания в динамиты добавляют также другие нитроэфиры, например нитрогликоль[5]. Отрицательными качествами желатин-динамитов (см. Виды и производство динамитов) являются старение (частичная потеря детонационной способности при хранении, хотя и значительно менее выраженная, чем у других динамитов) и замерзание при температурах ниже −20 °C[61]. Обычной опасностью из-за механической чувствительности являлась возможность детонации остатков патронов в стаканах шпуров при последующем обуривании забоев[5]. Ещё одним историческим недостатком динамитов была эксудация нитроглицерина — выделение его каплями на поверхности динамита, «пропотевание» нитроглицерином — который при контакте вызывает продолжительную головную боль, а также более взрывоопасен, чем сам динамит (аналогичные проблемы существовали у гремучих студней)[62].

По экономической эффективности производства динамиты существенно уступают более современным промышленным взрывчатым веществам на основе аммиачной селитры. Ещё одним фактором, затрудняющим их применение, является плохая пригодность в силу высокой чувствительности и формы выпуска (патроны диаметром 20—40 мм) к использованию в автоматических системах заряжания шпуров взрывчатыми веществами, хотя подобные попытки на основе пневматических систем велись в Швеции[5].

Виды и производство динамитов

[править | править код]

Общий обзор

[править | править код]
Характеристики советского динамита 62 %[63]
Состав[64]
нитросмесь[* 1] 62 %
коллоксилин 3,5 %
нитрат натрия 32 %
древесная мука 2,5 %
Свойство Значение
Чувствительность к удару 2 кг грузом 25 см
Температура вспышки 205 °C
Скорость детонации 6000 м/с
Теплота взрыва 1210 ккал/кг
Температура продуктов взрыва 4040 °C
Объём продуктов взрыва 630 л/кг
Бризантность по Гессу 16 мм
Работоспособность по Трауцлю 350 см³
КПД взрыва 76 %[65]
Тротиловый эквивалент 1,2[65]
  1. ↑ Смесь нитроглицерина с динитратом диэтиленгликоля[англ.]

Основным взрывчатым компонентом динамитов является нитроглицерин, к которому в целях понижения температуры затвердевания добавляется нитрогликоль или динитрат диэтиленгликоля[англ.] (получающаяся смесь называется часто нитросмесью). По составу дополнительных ингредиентов динамиты разделяют на смешанные и желатин-динамиты, а по доле нитроглицерина на высоко- и низкопроцентные[61]. Основная масса применения исторически приходилась на динамиты с 40—60-процентным содержанием нитроглицерина, в том числе в СССР — 62-процентный динамит[57].

В состав смешанных динамитов помимо нитросмеси входит порошкообразный пористый поглотитель. В частности, в гурдинамите (высокопроцентный смешанный динамит) 75 % составляет нитроглицерин и 25 % — кизельгур, образуя рыхлую сырую массу, напоминающую чернозём (кизельгур был использован в качестве абсорбента и в патентованом динамите Нобеля[66], другим ранним поглотителем был углекислый магний[57]). В низкопроцентных смешанных динамитах с теплотой взрыва 1200—1400 ккал/кг (детонитах) в качестве поглотителя могут использоваться диэтиленгликольдинитрат, алюминиевая пудра или аммиачная селитра. В основе желатин-динамитов лежат желатинированные нитроэфиры, получаемые при добавлении в основное вещество до 10 % коллоксилина. Среди желатин-динамитов выделяется так называемый гремучий студень — нитроглицерин с добавкой 7—10 % коллоксилина, дающий теплоту взрыва 1550 ккал/кг и обладающий скоростью детонации 8 км/с. В состав желатин-динамитов помимо нитроэфира и коллоксилина могут входить натриевая и калиевая селитры[61], горючие добавки (древесная мука) и стабилизаторы (сода)[57].

Исторические разновидности динамитов и их свойства

[править | править код]
Использование динамита для корчевания пня американской лиственницы, Айдахо, октябрь 1939
Использование динамита для разрыхления почвы, рисунок из американского пособия для фермеров, 1911

Составы динамитов варьировались в широких пределах в зависимости от их назначения. Так, динамиты, предназначенные для употребления в угольных шахтах, где возможно возгорание и детонация угольной пыли или выделяющегося из пластов метана, содержат небольшое количество нитроглицерина (10—40 %), часто смешанного с аммиачной селитрой (20—80 % — при наличии), и различными присадками, уменьшающими температуру получающихся газов. Такие динамиты выпускались под марками гризутинов, гризутитов, карбонитов и называются в общем антигризутными или предохранительными[67]. Гремучие студни, содержавшие около 90 % нитроглицерина, 7—12 % коллоидного пироксилина и иногда несколько процентов различных присадок, использовались при взрывных работах в особо вязких и твёрдых горных породах[68], а близкородственные им студенистые или желатин-динамиты с существенными добавками селитры и меньшей взрывной силой — для более мягких пород и при нужде в получении крупных обломков[21][69]. Так называемые военные динамиты, особо устойчивые к механическим воздействиям — вплоть до отсутствия детонации при попадании пуль, делались из гремучего студня с добавками нескольких процентов вазелина и камфоры[70]. Экономичные динамиты были близки по составу к студенистым, но предназначались для взрывных работ на поверхности, типа корчевания пней, и часто включали в себя селитру, серу и древесную муку[71]. Труднозамерзающие динамиты пользовались особым спросом в странах Скандинавии и включали в себя разнообразные присадки, понижающие температуру замерзания нитроглицерина[72].

Долгое время стандартом, с которым сравнивали все типы динамитов, был «гур-динамит № 1» или просто «динамит № 1», состоявший из 75 % нитроглицерина, 24,5 % кизельгура и 0,5 % соды[73]. Этот динамит имел плотность 1,67 г/см³ и представлял собой пластичную массу, жирную на ощупь, цвет которой варьировался около коричневого с примесью красного из-за применения различных сортов кизельгура[74]. Гур-динамит не был гигроскопичен, однако при соприкосновении с водой она медленно вытесняла нитроглицерин из пор кизельгура, поэтому его хранение должно было производиться в сухих помещениях[75]. При взрыве он не образовывал ядовитых газов, но оставлял твёрдые остатки наполнителя[76], а при непосредственном контакте вызывал головную боль, как и нитроглицерин[77].

Гремучий студень из нитроглицерина и коллодия представляет собой студнеобразное прозрачное чуть желтоватое вещество, напоминающее по консистенции плотное персиковое желе[20]. Типичным составом желатинированного динамита, широко применявшегося в промышленности, было: 62,5 % нитроглицерина, 2,5 % коллоидного хлопка, 8 % древесной муки и 27 % натриевой селитры[33].

Плотность гур-динамита — 1400—1500 кг/м³[78]. Температура воспламенения гремучего студня и динамита с содержанием 75 % нитроглицерина — 180—200 °C[79]. Объём выделяющихся газов на 1 кг вещества составляет для гремучего студня (91,5 % нитроглицерина и 8,5 % коллоидного пироксилина) — 0,71 м³, для гур-динамита с 75 % нитроглицерина — 0,63 м³[80], теплота взрыва при постоянном объёме — 1530 и 1150 кал/кг[81], температура продуктов детонации — 3200-3550 и 3000-3150 °C[82], скорость детонации — 7700 и 6820 м/с, развиваемое газами давление — 1,75 и 1,25 ГПа[83], соответственно. Детонация динамитов не происходит даже при падении их с высоты порядка десятков метров, но они очень чувствительны к ударам металлическими предметами[84].

Современные динамиты

[править | править код]
Современный динамит в Боливии, 2007

Современные промышленные динамиты выпускаются в виде патронов диаметром 32 мм, массой 150 г и 200 г, наполненных пластичным или порошкообразным маслянистым взрывчатым веществом. Гарантийный срок хранения — 6 месяцев. Подразделяются на две группы[1]:

  1. Высокопроцентные — с содержанием нитроэфиров более 35 %, это обыкновенные (пластичные) и труднозамерзающие динамиты.
  2. Низкопроцентные — с содержанием нитроэфиров до 15 %, это детониты, углениты и победиты. Углениты и победиты — предохранительные динамиты, производимые из нитроглицерина, окислителя и пламегасителя (российские углениты Э-6 и № 5, победит ВП-4)[1]. Некоторые авторы не относят эти взрывчатые вещества к динамитам[56].

Температура замерзания обыкновенного динамита — +8 °C, труднозамерзающего — −20 °C. Динамиты высокочувствительны и опасны в обращении, особенно замёрзшие — в этом виде их нельзя подвергать механическим воздействиям: резать, ломать, бросать и так далее. Перед применением замёрзшие динамиты подвергают оттаиванию[1].

В США изготовлением динамита занимается единственная компания Dyno Nobel[англ.] (г. Картаж[англ.], штат Миссури). Полный объём производства динамита в США в 2006 году составил примерно 14000 тонн[58]. Кроме того, на вооружении в армии США состоит так называемый военный динамит, не содержащий, однако, нитроэфиров, и состоящий из 75 % гексогена, 15 % тротила и 10 % десенсибилизаторов и пластификаторов[59].

Весовой состав (в %) типичных производимых в США динамитов[58]
Компонент Динамит 60%-экстра динамит Гремучий студень 60%-экстра желатин Экономичный динамит
Нитросмесь[** 1] 40,0 15,8 91,0 26,0 9,5
Нитроклетчатка 0,1 0,1 6,0 0,4 0,1
Нитрат аммония 30,0 63,1 — 39,0 72,2
Нитрат натрия 18,9 11,9 — 27,5 —
Древесная мука 8,0 3,4 0,5 2,0 2,4
Бальса 2,0 — — — —
Крахмал или мука — 3,9 1,5 3,8 4,0
Гуаровая камедь — 1,3 — — 1,3
Феноловые микросферы — — — 0,3 —
Хлорид натрия — — — — 10,0
Тальк 1,0 0,5 1,0 1,0 0,5
  1. ↑ Нитросмесь, используемая для повышения морозостойкости динамитов, в США с середины 1920-х годов типично состоит из динитрогликоля и нитроглицерина в пропорции 83 к 17

Производство динамитов

[править | править код]
Работницы пакуют динамитные шашки на фабрике, Вал Бормида, Италия, 1888.

Процесс производства динамитов сопровождается всеми предосторожностями, которые используются в производстве взрывчатых веществ: производство строго регулируется для предотвращения случайной детонации; оборудование специально конструируется для минимизации внешних воздействий на смешиваемые компоненты, таких как огонь, теплота или удары; здания и склады специально укрепляются, в них возводятся взрывоустойчивые крыши и создаётся строгий контроль доступа; здания и склады разносятся по территории заводов и оборудуются специальными системами отопления, вентиляции и электросетями; все стадии процессов постоянно мониторятся автоматическими системами и работниками; работники проходят специальное обучение, в том числе медицинское — для оказания первой помощи пострадавшим при взрыве, а их здоровье подвергается усиленному контролю[85].

Исходными веществами являются нитросмесь (нитроглицерин с этиленгликольдинитратом, понижающим температуру его замерзания), впитывающее вещество и антацид. Вначале нитросмесь постепенно добавляется в механический смеситель, где она поглощается адсорбентом, сейчас типично органическим веществом типа деревянной или пшеничной муки, опилок и тому подобного с возможной добавкой натриевой и/или аммиачной селитры, усиливающих взрывчатые свойства динамита. Затем добавляется около 1 % антацида, типично карбоната кальция или оксида цинка, чтобы полностью нейтрализовать возможную кислотность адсорбента — в кислой среде нитроглицерин имеет склонность к разложению. После перемешивания смесь готова к упаковке[61][85].

Динамиты обычно патронируются в бумажных гильзах 2—3 см в диаметре и 10—20 см в длину, которые запечатываются парафином — он защищает динамит от сырости и как углеводород усиливает взрыв. Выпускаются также и многие другие формы динамитов, от маленьких патронов, используемых при сносе зданий, до крупных зарядов диаметром до 25 см, длиной до 75 см и весом до 23 кг, используемых при открытой разработке полезных ископаемых. Иногда используется порошковая форма динамитов, а для подводных работ выпускаются желатинированные динамиты[61][85].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 4 5 Дик В. Н. 3.5.2 Динамиты // Взрывчатые вещества, пороха и боеприпасы отечественного производства. Часть 1. Справочные материалы: Справочник. — Минск: Охотконтракт, 2009. — С. 24. — 280 с. — ISBN 978-985-6911-02-9.
  2. ↑ 1 2 Сухаревский, 1923, с. 18.
  3. ↑ 1 2 Красногоров, 1977, с. 81.
  4. ↑ Dynamite (англ.). Encyclopædia Britannica. Дата обращения: 10 декабря 2015.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Дубнов Л. В., Бахаревич Н. С., Романов А. И. 1.3 Краткая история развития промышленных ВВ // Промышленные взрывчатые вещества. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М. : Недра, 1988. — С. 14—15. — ISBN 5-247-00285-7.
  6. ↑ Сухаревский, 1923, с. 16—18.
  7. ↑ Красногоров, 1977, с. 82.
  8. ↑ 1 2 Красногоров, 1977, с. 85.
  9. ↑ 1 2 Сухаревский, 1923, с. 18—19.
  10. ↑ Красногоров, 1977, с. 84—85.
  11. ↑ Красногоров, 1977, с. 86.
  12. ↑ Альфред Нобель. Дата обращения: 14 августа 2015. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  13. ↑ 1867 г.- Альфред Нобель впервые продемонстрировал динамит Архивная копия от 26 марта 2015 на Wayback Machine
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Сухаревский, 1923, с. 19.
  15. ↑ 1 2 Гейман, 1978, с. 26.
  16. ↑ 1 2 3 4 Красногоров, 1977, с. 87.
  17. ↑ Сухаревский, 1923, с. 651.
  18. ↑ Красногоров, 1977, с. 85—86.
  19. ↑ Красногоров, 1977, с. 88.
  20. ↑ 1 2 3 4 5 Красногоров, 1977, с. 92.
  21. ↑ 1 2 3 Сухаревский, 1923, с. 682.
  22. ↑ Красногоров, 1977, с. 110.
  23. ↑ Гейман, 1978, с. 110.
  24. ↑ Наум, 1934, с. 14.
  25. ↑ Сухаревский, 1923, с. 684—685.
  26. ↑ Гейман, 1978, с. 26—27.
  27. ↑ Гейман, 1978, с. 27—28, 35.
  28. ↑ Гейман, 1978, с. 28.
  29. ↑ Гейман, 1978, с. 28—29.
  30. ↑ Гейман, 1978, с. 30—31.
  31. ↑ Наум, 1934, с. 16—17.
  32. ↑ Richard E. Rice. Smokeless powder: Scientific and institutional contexts at the end of the nineteenth century // Gunpowder, Explosives and the State: A Technological History / Brenda J. Buchanan (Ed.). — Ashgate, 2006. — P. 356—357. — ISBN 0-7546-5259-9.
  33. ↑ 1 2 Наум, 1934, с. 15.
  34. ↑ 1 2 Динамитные пушки // Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф. Новицкого … [и др.]. — СПб. ; [М.] : Тип. т-ва И. Д. Сытина, 1911—1915.
  35. ↑ Судьба динамитного оружия // Техника и вооружение. — 2003. — № 4, 5, 8, 10.
  36. ↑ Ардашев А. Катастрофа в Бременгафене // Техника — молодёжи. — 1991. — № 1. — С. 61-63.
  37. ↑ Ардашев А. Трагедия «Мозеля» // Катера и яхты. — 1991. — № 3. — С. 106-107.
  38. ↑ «Н. И. Кибальчич в представлении современников» Архивная копия от 23 сентября 2012 на Wayback Machine
  39. ↑ Народовольцы | Энциклопедия безопасности. Дата обращения: 14 мая 2013. Архивировано 19 августа 2012 года.
  40. ↑ Торвальдс, Юрген. Часть I. Неизгладимая печать, или причуды идентификации. Глава 7. 1892 г. Парижские анархисты. Бертильон идентифицирует Равашоля. На пороге мировой славы. // Век криминалистики (англ.). — Издательство "Проспект", 2015. — ISBN 9785392171071.
  41. ↑ For jihadist, read anarchist (англ.). The Economist (18 августа 2005). Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 11 октября 2015 года.
  42. ↑ Matheson R. 5 Dynamitards // Death, Dynamite and Disaster: A Grisly British Railway History (англ.). — History Press Limited, 2014. — ISBN 9780750957014.
  43. ↑ Patrick Magee convicted of IRA terrorist attack / The Guardian. 10 June 1986. Дата обращения: 4 сентября 2011. Архивировано 5 октября 2008 года.
  44. ↑ Gelignite / Gelignite. Дата обращения: 4 сентября 2011. Архивировано 9 декабря 2014 года.
  45. ↑ К. Н. Зеленин, А. Д. Ноздрачев, Е. Л. Поляков. Взрывчатый порошок Нобеля : [арх. 5 марта 2016] // Природа. — 2002. — № 9.
  46. ↑ Сухаревский, 1923, с. 740—741.
  47. ↑ Сухаревский, 1923, с. 662—663.
  48. ↑ Сухаревский, 1923, с. 20.
  49. ↑ Сухаревский, 1923, с. 740.
  50. ↑ Сухаревский, 1923, с. 647—655.
  51. ↑ Сухаревский, 1923, с. 655—681.
  52. ↑ Нитроглицерин. История открытия и применения. Динамит Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine // Химия и Химики № 6, 2011.
  53. ↑ 1 2 3 4 Взрывчатые вещества // Горная энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Козловский. — Советская энциклопедия, 1984. — Т. 1. — С. 378. — 560 с.
  54. ↑ AECI: South Africa — History of the Chemical Industry. Дата обращения: 11 декабря 2015. Архивировано 23 июля 2013 года.
  55. ↑ Historical Highlights 1980's. Web.archive.org (30 июня 2006). Дата обращения: 9 июня 2012. Архивировано 30 июня 2006 года.
  56. ↑ 1 2 Светлов Б. Я., Яременко Н. Е. Глава XVIII. Нитроглицериновые ВВ // Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ. — 3-е изд., перер. и доп. — М.: Недра, 1973. — С. 180.
  57. ↑ 1 2 3 4 5 Н. С. Бахаревич, Л. В. Дубнов. Динамиты // Горная энциклопедия / Под ред. Е. А. Козловского. — М.: Советская энциклопедия.
  58. ↑ 1 2 3 4 Hopler Robert B. The History, Development, and Characteristics of Explosives and propellants. 1.4.2 Dynamite (англ.) // Forensic Investigation of Explosions, Second Edition / Ed. by Beveridge A. — Taylor & Francis, 2011. — P. 8—11. — ISBN 9781420087253.
  59. ↑ 1 2 Юрий Веремеев. Укрощение дьявола: Строптивая субстанция : [арх. 30 мая 2015] // Популярная механика. — 2006. — № 48 (октябрь). — из первоисточника 30 мая 2015.
  60. ↑ Гейман, 1978, с. 110—111.
  61. ↑ 1 2 3 4 5 Динамиты / Б. Н. Кондриков. // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  62. ↑ Сухаревский, 1923, с. 686.
  63. ↑ Эпов Б. А. Основы взрывного дела (Пособие). — М. : Воениздат, 1974. — С. 23, 29.
  64. ↑ Динамиты / Г. Д. Козак // Большой Кавказ — Великий канал. — М. : Большая российская энциклопедия, 2006. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 4). — ISBN 5-85270-333-8.
  65. ↑ 1 2 Даниленко В. В. Взрыв: физика, техника, технология. — М. : Энергоатомиздат, 2010. — С. 438. — 784 с. — ISBN 978-5-283-00857-8.
  66. ↑ А. Азимов. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии : [арх. 20 ноября 2015]. — М. : Мир, 1983. — С. 132.
  67. ↑ Сухаревский, 1923, с. 701—721.
  68. ↑ Сухаревский, 1923, с. 682—685.
  69. ↑ Сухаревский, 1923, с. 687—692.
  70. ↑ Сухаревский, 1923, с. 685—687.
  71. ↑ Сухаревский, 1923, с. 692—693.
  72. ↑ Сухаревский, 1923, с. 695—700.
  73. ↑ Сухаревский, 1923, с. 647.
  74. ↑ Сухаревский, 1923, с. 648.
  75. ↑ Наум, 1934, с. 233—234.
  76. ↑ Наум, 1934, с. 238.
  77. ↑ Наум, 1934, с. 234.
  78. ↑ Сухаревский, 1923, с. 72.
  79. ↑ Сухаревский, 1923, с. 82.
  80. ↑ Сухаревский, 1923, с. 102.
  81. ↑ Сухаревский, 1923, с. 117.
  82. ↑ Сухаревский, 1923, с. 123—124.
  83. ↑ Сухаревский, 1923, с. 133.
  84. ↑ Наум, 1934, с. 236.
  85. ↑ 1 2 3 Douglas E. Betts. Dynamite (англ.). How Products Are Made. Vol. 2. Дата обращения: 30 декабря 2015. Архивировано 7 октября 2015 года.

Литература

[править | править код]

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Динамит&oldid=140222537