Забытая взрывчатка: Взрывная инициация
1846 год стал поворотной точкой на стыке двух эпох европейской цивилизации: химики и гуманисты предложили поменять старый добрый черных порох на два порождения ада – нитроглицерин и нитроклетчатку. Первый дал миру динамит и нитроглицериновый порох, вторая – бризантный пироксилин и пироксилиновый порох. В итоге война окончательно утратила флер романтики и джентльменства.
В 1905 году снаряды корабельных орудий калибра 6 дюймов и более были начинены пироксилином. Желтым цветом обозначен заряд из влажного (10%) пироксилина, темно-желтым – промежуточный детонатор из сухого (5%) пироксилина. Гнездо для взрывателя находится в привинтном дне снаряда. Такая конструкция определялась тем, что пироксилиновый заряд изготавливался по форме и размерам внутренней полости, вставлялся в снаряд, а затем ввинчивалось дно
В период Первой мировой войны пироксилин уже использовали только там, где можно было обеспечить полную герметичность – в основном, в торпедах и морских минах
В Первой мировой войне большинство европейских стран отказалось от использования пироксилина в качестве взрывчатой начинки для снарядов, сделав свой выбор в пользу ядовитой, но более безопасной в изготовлении пикриновой кислоты
Пироксилин в снарядах остался только в России и Швейцарии. И лишь потому, что были накоплены большие запасы этого вещества
В 1832 году химик Бракконо решил посмотреть, что получится, если азотной кислотой воздействовать на крахмал и клетчатку, входящие в состав древесины. Кислота хорошо растворяла эти вещества, а при добавлении в раствор воды из него выпадал осадок. Высушенный, он представлял собой порошок, который очень хорошо горел. Опытами Бракконо заинтересовался парижский химик Пелуз (в дальнейшем — учитель Нобеля). Но, как и Бракконо, Пелуз не придал ровным счетом никакого значения открытию нитроклетчатки. Официально об этом веществе сообщил немецкий химик Кристиан Фридрих Шенбейн в марте 1846 года на заседании Базельского общества; полученный вариант нитроклетчатки он назвал пироксилином.
Первые шаги
Говорят, Шенбейн изобрел пироксилин случайно. Пролив в лаборатории азотную кислоту, он якобы вытер лужу хлопчатобумажным фартуком жены, а затем повесил его сушиться у печки. Высохнув, фартук взорвался. Но это легенда.
В действительности Шенбейн занимался исследованиями нитроклетчатки целенаправленно, и этот ее вариант назвал Schiebaumwolle («стрелятельный хлопок», название так и осталось за пироксилином в немецком языке). И хотя именно Шенбейн открыл способность пироксилина взрываться, целью его была замена черного дымного пороха (в настоящее время пироксилин наряду с нитроглицерином остается основным компонентом бездымного пороха).
Когда Шенбейн делал свой знаменитый доклад, на Куммерсдорфском полигоне уже отзвучали первые орудийные выстрелы порохом нового типа. Казалось, мир стоит на пороге промышленного производства пироксилинового пороха. Но с самого начала пироксилин, как и нитроглицерин, проявил свой дьявольский характер и непокорность. Изготовление нового пороха оказалось столь же опасным, что и производство нитроглицерина. Пироксилиновые цеха взрывались один за другим.
Пироксилиновую эстафету от Шенбейна принял австрийский артиллерист Ленк, который определил, что при хранении разлагается и взрывается лишь плохо промытый продукт. Но было уже поздно: австрийский император запретил опыты с этим опасным веществом. Работы продолжил в 1862 году англичанин Фридрих Абель, которому в 1868 году удалось получить прессованный пироксилин. Способ напоминал производство бумаги. Во влажном виде пироксилин совершенно безопасен. Абель размельчал его в воде, после чего формовал листы, бруски и шашки. Затем воду отжимали.
Эти изделия уже можно было применять как бризантную взрывчатку. Но коммерческий успех был подорван конкуренцией со стороны только что появившегося нобелевского динамита, который был значительно мощнее пироксилина и гораздо дешевле.
Безопасная взрывчатка
Пироксилин по достоинству оценили только военные, требования которых к взрывчаткам весьма отличались от требований коммерческого применения. Пироксилин стоек в хранении, не разлагается, и из него не выделяется, как из динамита, столь опасный нитроглицерин. Пироксилин без малейших изменений может храниться десятилетиями, а значит, можно заблаговременно создавать на случай войны необходимый запас снарядов. На свойства пироксилина не влияет мороз, в то время как замерзший динамит становится очень опасным. Во влажном виде пироксилин можно шнековать, резать, пилить, придавать любую форму — свойство особенно ценное для использования в снарядах. Его можно прессовать, выжимая из него воду и доводя до нужной степени чувствительности.
От открытого пламени пироксилин лишь загорается и горит без взрыва, что особенно ценно на кораблях. Ведь даже черный порох отправил на дно множество кораблей. Еще во времена парусного флота крюйт-камера (отсек корабля, где хранился порох) была самым охраняемым от огня и малейшей искры местом.
От прострела пулей пироксилин обычно не взрывается, тогда как динамит — более чем охотно. Это свойство, совершенно безразличное для коммерческих взрывчаток, стало крайне важным в военном применении.
Капризный конкурент
В последней четверти XIX века пироксилином стали снаряжать артиллерийские снаряды, морские торпеды и мины. Однако с появлением тротила и мелинита пироксилин довольно быстро сошел с арены. Но почему? Дело в том, что при всех его положительных качествах пироксилин все же значительно уступает мелиниту, а особенно тротилу в удобстве использования, безопасности и сохранности.
Прежде всего, пироксилин весьма капризен в отношении влажности. При влажности около 50% и более он полностью теряет взрывные свойства. С другой стороны, когда содержание влаги падает ниже 3%, пироксилин «пересыхает» и начинает разлагаться. При влажности 5−7% пироксилин охотно взрывается от стандартного капсюля-детонатора №8, при 10−30% для взрыва требуется промежуточный детонатор — шашка из пироксилина, имеющего влажность 5−7%. Столь сильная зависимость взрывчатки от влажности требовала постоянного и тщательного контроля и создания специальных условий. Даже в складских условиях эта задача весьма непроста: нужны теплые помещения с хорошей вентиляцией, с осушителями воздуха, что во фронтовых условиях обеспечить зачастую невозможно.
Частично из положения выходили так: после изготовления шашки доводили до требуемой влажности, а затем тщательно покрывали слоем парафина. Однако и в этом случае требовался тщательный контроль. Зависимость пироксилина от влажности сыграла злую шутку с российской эскадрой, в 1905 году шедшей из Кронштадта на выручку осажденному японцами Порт-Артуру.
Зловещий вклад
Все полагали, что в снарядах пироксилин достаточно защищен от сырости. Однако в целях безопасности снаряды хранили без взрывателей, и влага проникала к пироксилину через гнезда для взрывателей. А в условиях многомесячного плавания через два океана добиться поддержания требуемой влажности было просто невозможно.
Японские же снаряды были снаряжены новомодным тогда мелинитом, называемым шимозой по фамилии изобретателя (Шимозе). Мелинит совершенно нечувствителен к сырости и надежно взрывается в любых условиях. Вдобавок при взрыве шимозы выделяется большое количество ядовитых газов удушающего действия, по сути, настоящего боевого отравляющего вещества.
После Цусимского сражения в России было модно обвинять в этом тяжелейшем поражении на море, беспримерном для русского военного флота, «бездарных адмиралов, так и застрявших в эпохе парусного флота», «злобных офицеров», у которых «единственным средством обучения и воспитания матросов был кулак», некомпетентных царских кораблестроителей. Но тщательное рассмотрение специалистами схем боевого маневра обеих эскадр всякий раз приводило к выводу, что адмирал Рожественский не допустил существенных ошибок, а уровень конструкции русских кораблей был примерно равен японским. Но более 60% снарядов, снаряженных отсыревшим пироксилином, при попадании в японские корабли не взрывались, тогда как японские, с шимозой, разрывались при ударе о воду, осыпая русских матросов осколками и окутывая их ядовитыми газами.
Многие историки, не утруждая себя изучением конструкции снарядов, утверждают, что разрывной заряд русских снарядов был слишком мал. На самом деле японцы, не имея в достатке бронебойных снарядов, просто стреляли тем, что имели, — по большей части осколочно-фугасными, заряд которых был, естественно, значительно больше. Другие авторы грешат на якобы скверные взрыватели русских снарядов, не ведая о том, что взрыватель бронебойного снаряда и должен срабатывать с замедлением, когда снаряд проникнет в заброневое пространство, где взрыв особенно губителен и страшен, поскольку разрушает механизмы и уничтожает экипаж. Стоит заметить, что охаянная после Цусимы «филимоновская трубка» образца 1884 года впоследствии прекрасно проявила себя в Первую мировую войну.
Японские «шимозы», разрываясь у бортов и на палубах русских кораблей, выводили из строя матросов на палубах, разрушали надстройки и вызывали пожары, но если бы не отсыревший пироксилин, то разрывы русских бронебойных снарядов внутри защищаемых броней жизненно важных отсеков причинили бы куда более страшные разрушения. И хотя пироксилин в русских снарядах не был единственной или даже главной причиной поражения, он внес довольно существенный вклад в трагедию русского флота.
Это и стало одной из причин того, что пироксилин весьма быстро стал сходить со сцены. Как писал патриарх взрывного дела немецкий профессор Каст в своей книге Spreng und Zuendstoffe, вышедшей в 1921 году в Берлине, уже в период Первой мировой войны пироксилин использовали только в торпедах и морских минах (там, где обеспечивается полная герметичность), и лишь в Швейцарии и России его применяли в снарядах крупных калибров (152−210 мм), да и то лишь потому, что в свое время были созданы слишком большие их запасы.
Русский путь
Почему же в России пироксилин оказался более популярной бризантной взрывчаткой, нежели в странах Европы? Почему и Япония, и Европа предпочли использовать ядовитую пикриновую кислоту (мелинит)? Все, кто работал с мелинитом, отмечали, что уже через несколько часов наблюдаются головная боль, одышка, учащенное сердцебиение и даже потеря сознания.
По иронии истории одним из виновников Цусимского поражения оказался великий русский химик Д.И. Менделеев. Он решил основную проблему изготовления пироксилина — как сделать его высушивание безопасным. Великий русский химик предложил обезвоживать пироксилин спиртом, после чего спирт на открытом воздухе испарялся сам по себе. Таким способом удавалось избежать самого опасного этапа, и уже в 1880 году по проекту М. Чельцова и лейтенанта флота Федорова был пущен завод по производству пироксилина методом Менделеева.
В первую очередь эта взрывчатка требовалась флоту, где к этому времени обнаружилось явное несоответствие мощи броненосцев и дальнобойности морских орудий с поражающими способностями снарядов, начиняемых черным порохом. Таким образом, в этот момент Россия опередила Европу в артиллерийском деле.
Вдобавок полковник А.Р. Шуляченко, исследуя свойства динамита в 1876 году, пришел к выводу об опасности его использования в саперном деле из-за склонности к детонации от воздушной ударной волны при близких разрывах других зарядов или артиллерийских снарядов. По его представлению российское военно-инженерное ведомство еще в 1896 году решило исключить динамит из табелей снабжения взрывными материалами саперных батальонов и заменить его на пироксилин.
В Европе, где попытки производства пироксилина начались гораздо раньше, чем в России, и где имели место многочисленные взрывы пироксилиновых производств, к этой взрывчатке отнеслись с недоверием и предпочли начать производство пусть и ядовитой, но безопасной в изготовлении пикриновой кислоты (в Англии в 1888 году под названием «лиддит», во Франции в 1886 году под названием «мелинит»). Впрочем, нельзя сказать, что пироксилин в Европе вовсе не использовался.
В Англии изготавливали так называемый тонит (смесь 51% пироксилина и 49% бариевой селитры). Эту взрывчатку применяли в качестве саперной и в морских подрывных патронах. В составе бельгийского тонита содержалось 50% пироксилина, 38% бариевой и 12% калиевой селитры. А в период Первой мировой войны англичане изготавливали сенгит (50% пироксилина и 50% натриевой селитры).
В России массовое производство пироксилина началось в 1880 году и были накоплены большие его запасы, поэтому во время Первой мировой он использовался в качестве саперной взрывчатки. В войска пироксилин поставлялся в виде прессованных шашек, имевших вид шестигранных призм. Большая шашка (250−280 г) имела высоту 50,8 мм и вписывалась в окружность диаметром 82 мм, малая шашка (120 г) соответственно 47 мм и 53 мм. Изготавливались также так называемые буровые шашки (56 г, 70 мм высотой), диаметр которых совпадал с диаметром отверстия, пробиваемого буром в камне (30 мм). Их использовали для дробления камня и рыхления мерзлого грунта.
Все эти шашки делились на запальные и рабочие. Первые содержали 5% влаги и имели высверленные отверстия для капсюля-детонатора. У вторых влажность достигала 20−30%, и они не имели гнезд для капсюлей детонаторов. Заряд изготавливали из рабочих шашек, а в его центре помещалась одна запальная шашка. В нее-то и вставлялась зажигательная трубка (капсюль-детонатор с отрезком бикфордова шнура) — так обеспечивалась безопасность подрывных работ. И все же время пироксилина уже заканчивалось, его вытесняли мелинит и тротил.
Сегодня о пироксилине уже мало кто помнит, за исключением разве что историков, изучающих военные события конца XIX — начала XX веков. Последние упоминания о пироксилине автор встретил в советском руководстве по минно-взрывным средствам противника издания 1943 года, где пишется, что итальянские саперы на советско-германском фронте использовали цилиндрические шашки (массой 30 г, диаметром 3 см и длиной 4 см) из сухого пироксилина, обернутые в парафиновую бумагу. Финская армия в качестве подрывных использовала цилиндрические заряды из влажного пироксилина. Совпадение размеров позволяет предположить, что это были разрывные заряды, изъятые из устаревших крупнокалиберных артиллерийских снарядов царской армии. Красная армия, видимо, в последний раз использовала пироксилин как саперную взрывчатку в начале Второй мировой войны. Об этом упоминается в советской книге о подрывных средствах издания 1941 года и в немецкой памятке по трофейным минно-взрывным средствам издания января 1942 года. Судя по форме и размерам шашек, это тоже были остатки дореволюционных пироксилиновых запасов.
