Формула динамита – Динамит — адское изобретение Альфреда Нобеля

Содержание

Динамит Википедия

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^{[источник не указан 161 день]}.

Динамит был запатентован Альфредом Нобелем 25 ноября 1867 года

[2] и до середины XX века использовался как основное взрывчатое вещество в горном деле, уступив затем своё место более безопасным и менее дорогим составам.

История[ | ]

Открытие нитроглицерина[ | ]

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^[3].

[4] и привело к изобретению Нобелем усовершенствованного капсюля-детонатора, употребляющегося и поныне, — эта ра

ru-wiki.ru

Динамит — это изобретение Альфреда Нобеля

Динамит — это особая взрывчатая смесь, основу которой составляет нитроглицерин. Стоит отметить, что в чистом виде это вещество чрезвычайно опасно. В то время как пропитка твердых абсорбентов нитроглицерином делает его безопасным для хранения и использования, удобным в применении. Также динамит может содержать и другие вещества. Как правило, образовавшаяся масса имеет форму цилиндра и упаковывается в бумагу или пластик.

Изобретение динамита

Важным событием для изобретения динамита стало открытие нитроглицерина. Это произошло в 1846 году. Первооткрывателем стал химик из Италии Асканьо Собреро. Для мощной взрывчатки тотчас стали строить заводы по всему миру. Один из них открылся в России. Отечественные химики Зинин и Петрушевский искали способ, как применять его безопасно. Одним из их учеников был как раз Альфред Нобель.

В 1863 году Нобель открыл капсюль-детонатор, что значительно упростило практическое применение нитроглицерина. Добиться этого удалось посредством активации взрывчатого вещества с помощью гремучей ртути. Многие и сегодня считают это открытие Нобеля более важным, чем открытие динамита.

Сам динамит шведский химик запатентовал в 1867 году. До середины прошлого столетия его использовали как основное взрывчатое вещество при работе в горах и, конечно, в военном деле.

Динамит шагает по планете

Впервые использовать динамит в военных целях предложил сам Нобель в тот год, когда его и запатентовал. Однако тогда идею посчитали неудачной, так как это слишком небезопасно.

В промышленных масштабах производить динамит начали с 1869 года. Одними из первых его стали применять русские промышленники. Уже в 1871-м его использовали при добыче каменного угля и цинковой руды.

Объемы производства динамита росли в геометрической прогрессии. Если в 1867 году было выпущено 11 тонн, то уже через 5 лет — 1570 тонн, а к 1875 году производилось до 8 тысяч тонн.

То, что динамит — это отличное оружие, первыми поняли немцы. Они начали взрывать крепости и мосты, побудив использовать его и французов. В 1871 году это взрывчатое вещество появилось у инженерных войск Австро-Венгрии.

Из чего состоит динамит?

Как только промышленники и военные мира узнали, что входит в состав динамита, они незамедлительно наладили его производство. Продолжают его выпускать и сегодня. В наши дни он представляет собой патроны массой до 200 граммов, которые можно использовать в течение полугода. Бывают высокопроцентные и низкопроцентные вещества.

При том, что состав динамита у разных производителей несколько отличался, его основные компоненты, естественно, оставались неизменными.

Главный из них — нитросмесь. Ее стали применять для повышения морозостойкости. Она состояла из нитроглицерина и динитрогиколя. Это основной компонент, который занимал до 40 % веса. Следующий по объему компонент — нитрат аммония (до 30 %), почти 20 % уходило на нитрат натрия. Остальные составляющие использовались в значительно меньшей степени — это нитроклетчатка, древесная мука, бальса и тальк.

Динамит на службу у преступников

Одними из первых поняли, что такое динамит, преступные всех мастей и террористические организации. Одно из первых преступлений с применением этого взрывчатого вещества произошло в США в 1875 году. Американский моряк Вильям Конг-Томассен попытался подорвать вышедшее в море судно «Мозель», чтобы получить страховку. Однако бочка с самодельным динамитом взорвалась еще в порту во время погрузки. Трагедия унесла жизни 80 человек.

Однако первая неудача не остановила главарей преступного мира и террористов. С 1883 по 1885 год члены экстремистской организации, выступавшие за отделение Ирландии от Великобритании, устроили серию взрывов с помощью динамита. В том числе взрыв в главном управлении британской полиции Скотланд-Ярде и попытку подорвать Лондонский мост.

Применяли это вещество и борцы против самодержавия в России. В частности, партия «Народная воля». В Европе динамит массово использовали анархисты.

Динамит — Gpedia, Your Encyclopedia

[источник не указан 161 день].

Динамит был запатентован Альфредом Нобелем 25 ноября 1867 года^[2] и до середины XX века использовался как основное взрывчатое вещество в горном деле, уступив затем своё место более безопасным и менее дорогим составам.

История

Открытие нитроглицерина

Альфред Нобель, около 1883

[3].

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^[4] и привело к изобретению Нобелем усовершенствованного капсюля-детонатора, употребляющегося и поныне, — эта разработка некоторыми авторами оценивается даже выше изобретения динамита^[5]. Альфред Нобель также изобрёл способ промышленного непрерывного получения нитроглицерина в инжекторе, смешивающем глицерин и азотную кислоту^[6].

Изобретение динамитов

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

[7]^[8].

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

[9]:

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]. 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»^[10].

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^[11]^[12]^[13].

Распространение динамитов

Производство динамита^[14].
Год	Объём производства, т
1867	11^[15]
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^[13].

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^[13]. Этот динамит одно время использовался в США под названием Magnesia powder^[16].

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

[13].

Если в 1867 году единственная фабрика Нобеля по производству динамита выпустила всего 11 тонн его, то через семь лет более полутора десятков заводов Нобеля производили уже тысячи тонн динамита в год, преимущественно для нужд горной промышленности^[15]. 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^[17], 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

[18].

Во время франко-прусской кампании в 1870—1871 годах немцами для снаряжения подводных мин использовался дуалин^[en], 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 и небольшое количество каменного угля, селитры и серы^[13].

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^[15]. 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^[13], затем, впрочем, вновь закрытые до 1875 года

[15]. В 1871 году динамиты появились и в австрийских инженерных войсках^[13].

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)^[14].

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^[13].

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^[13].

Изобретение и распространение желатин-динамитов

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^[19]. Нобель бросился в лабораторию и, написав на всякий случай предварительно завещание, за ночь получил первый образец гремучего студня — смеси нитроглицерина с коллодием^[19]. Так был открыт способ желатинизации нитроглицерина и изобретены желатинированные динамиты^[13].

Производиться промышленно желатин-динамиты стали в Англии с 1878 года, а в континентальной Европе с 1880^[20]. 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^[20], значительно расширив возможные объёмы взрывных работ^[21]. 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^[19]. Сооружение других больших тоннелей через Альпы: Мон-Сенисского (12 км), Арльбергского (10 км) и Симплонского (19 км) — тоже потребовало интенсивного использования динамита^[22]. 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^[23]^[19]. Для оболочек патронов из гремучих студней использовался растительный пергамент^[24].

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)^[13].

Антигризутные предохранительные динамиты

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^[25].

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^[26].

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^[27].

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

температура газов при детонации будет меньше 2200 °C — это ограничивает состав взрывчатого вещества;
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^[28].

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^[29].

Бездымные пороха и военное применение динамита

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)^[30]. В отличие от них, разработанный ранее во Франции Полем Вьелем бездымный порох Poudre B не содержал нитроглицерина и состоял главным образом из нитроцеллюлозы^[31]. 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^[32].

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^[33].

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^[33].

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^[34].

Стволы динамитных пушек динамитного крейсера USS Vesuvius

Преступное применение динамитов

Последствия взрыва анархистами комиссариата полиции в Париже, 1892

Практически сразу же преимущества динамита оценили и преступники и террористические организации. Попытка подрыва в море пакетбота «Мозель» с целью получения страховки американским моряком Вильямом Кинг-Томассеном — бывшим взрывником-диверсантом армии Конфедерации — закончилась неудачей, когда 11 декабря 1875 года бочка замёрзшего самодельного динамита с часовым механизмом взорвалась при погрузке на судно, убив около 80 человек. 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^[35]. В Европе динамит применялся в тех же целях радикальными анархистами^[36]^[37]. Как сформулировал в 1886 году Огаст Спайс^[en], редактор анархистской газеты в Чикаго, «фунт динамита стоит бушеля пуль» (англ. A pound of dynamite is worth a bushel of bullets)^[38].

Расцвет использования динамитов

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^[39].

К 1910 году производство динамита в мире достигло сотни тысяч тонн в год^[40], на одном только строительстве Панамского канала было израсходовано несколько миллионов тонн динамита^[41]. К 1920-м годам число производимых марок динамита стало исчисляться сотнями^[42], хотя тогда уже наметилась тенденция к их замене более новыми, безопасными и эффективными экономически взрывчатыми веществами^[43].

Вначале бо́льшую популярность имели сорта с пассивными адсорбентами, типа кизельгура^[44], 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^[45]. 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^[46].

Закат динамитов

Несмотря на конкуренцию с новыми составами на основе селитры, динамиты оставались основным промышленным взрывчатым веществом во многих странах, например в Англии и Швеции, до середины XX века^[47]. 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^[48]^[49].

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)^[47]. При этом некоторые авторы относят к динамитам взрывчатые вещества с низким содержанием нитроэфиров^[1], а некоторые — нет^[50]. В начале 1960-х годов производство классического динамита в СССР было полностью прекращено^[51].

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^[en] и диэтиленгликольдинитрата^[en], обладавшая тем достоинством, что эти соединения не вызывают головной боли при контакте, в отличие от нитроглицерина^[52]. К началу XXI века их производство было свёрнуто^[52].

В полном обороте взрывчатых веществ в мире динамит занимает сейчас максимум 2 %^[53].

Роль динамитов в истории техники, их достоинства и недостатки

Гильза для динамитных патронов, 1899—1900

Динамиты были первыми смесевыми бризантными взрывчатыми веществами, получившим широкое распространение в горном деле, и они сыграли существенную роль в развитии взрывного дела^[47]. 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^[47]. Вообще внедрение динамита существенно упростило технологию взрывных работ, позволив перейти от камерных и мелкошпуровых зарядов к скважинным^[54].

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^[47]: так, динамиты, использующие чистый нитроглицерин, замерзают при температурах 10—12 °C и теряют пластичность^[51], для понижения температуры замерзания в динамиты добавляют также другие нитроэфиры, например нитрогликоль^[47]. 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^[55]. Обычной опасностью из-за механической чувствительности являлась возможность детонации остатков патронов в стаканах шпуров при последующем обуривании забоев^[47]. 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)^[56].

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^[47].

Виды и производство динамитов

Общий обзор

Основным взрывчатым компонентом динамитов является нитроглицерин, к которому в целях понижения температуры затвердевания добавляется нитрогликоль или динитрат диэтиленгликоля^[en] (получающаяся смесь называется часто нитросмесью). По составу дополнительных ингредиентов динамиты разделяют на смешанные и желатин-динамиты, а по доле нитроглицерина на высоко- и низкопроцентные^[55]. Основная масса применения исторически приходилась на динамиты с 40—60-процентным содержанием нитроглицерина, в том числе в СССР — 62-процентный динамит^[51].

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^[60], другим ранним поглотителем был углекислый магний^[51]). 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

www.gpedia.com

История изобретения динамита

На протяжении нескольких веков людям было известно только одно взрывчатое вещество — черный порох, широко применявшийся как на войне, так и при мирных взрывных работах. Но вторая половина XIX столетия ознаменовалась изобретением целого семейства новых взрывчатых веществ, разрушительная сила которых в сотни и тысячи раз превосходила силу пороха.

Их созданию предшествовало несколько открытий. Еще в 1838 году Пелуз провел первые опыты по нитрации органических веществ. Суть этой реакции заключается в том, что многие углеродистые вещества при обработке их смесью концентрированных азотной и серной кислот отдают свой водород, принимают взамен нитрогруппу NO2 и превращаются в мощную взрывчатку.

Другие химики исследовали это интересное явление. В частности, Шенбейн, нитрируя хлопок, в 1846 году получил пироксилин. В 1847 году, воздействуя подобным образом на глицерин, Собреро открыл нитроглицерин — взрывчатое вещество, обладавшее колоссальной разрушительной силой. Поначалу нитроглицерин никого не заинтересовал. Сам Собреро только через 13 лет вернулся к своим опытам и описал точный способ нитрации глицерина.

После этого новое вещество нашло некоторое применение в горном деле. Первоначально его вливали в скважину, затыкали ее глиной и взрывали посредством погружаемого в него патрона. Однако наилучший эффект достигался при воспламенении капсюля с гремучей ртутью.

Чем же объясняется исключительная взрывная сила нитроглицерина? Было установлено, что при взрыве происходит его разложение, в результате чего сначала образуются газы CO2, CO, h3, Ch5, N2 и NO, которые вновь взаимодействуют между собой с выделением огромного количества теплоты. Конечную реакцию можно выразить формулой: 2C3H5(NO3)3 = 6CO2 + 5h3O + 3N + 0, 5O2.

Разогретые до огромной температуры эти газы стремительно расширяются, оказывая на окружающую среду колоссальное давление. Конечные продукты взрыва совершенно безвредны. Все это, казалось, делало нитроглицерин незаменимым при подземных взрывных работах. Но вскоре оказалась, что изготовление, хранение и перевозка этой жидкой взрывчатки чреваты многими опасностями.

Вообще, чистый нитроглицерин довольно трудно воспламенить от открытого огня. Зажженная спичка тухла в нем без всяких последствий. Но зато его чувствительность к ударам и сотрясениям (детонации) была во много раз выше, чем у черного пороха. При ударе, часто совсем незначительном, в слоях, подвергшихся сотрясению, происходило быстрое повышение температуры до начала взрывной реакции. Мини-взрыв первых слоев производил новый удар на более глубокие слои, и так продолжалось до тех пор, пока не происходил взрыв всей массы вещества.

Порой без всякого воздействия извне нитроглицерин вдруг начинал разлагаться на органические кислоты, быстро темнел, и тогда достаточно было самого ничтожного сотрясения бутыли, чтобы вызвать ужасный взрыв. После целого ряда несчастных случаев применение нитроглицерина было почти повсеместно запрещено. Тем промышленникам, которые наладили выпуск этой взрывчатки, оставалось два выхода — либо найти такое состояние, при котором нитроглицерин будет менее чувствителен к детонации, либо свернуть свое производство.

Одним из первых заинтересовался нитроглицерином шведский инженер Альфред Нобель, основавший завод по его выпуску. В 1864 году его фабрика взлетела на воздух вместе с рабочими. Погибло пять человек, в том числе брат Альфреда Эмиль, которому едва исполнилось 20 лет. После этой катастрофы Нобелю грозили значительные убытки — нелегко было убедить людей вкладывать деньги в такое опасное предприятие.

Несколько лет он изучал свойства нитроглицерина и в конце концов сумел наладить вполне безопасное его производство. Но оставалась проблема транспортировки. После многих экспериментов Нобель установил, что растворенный в спирте нитроглицерин менее чувствителен к детонации. Однако этот способ не давал полной надежности. Поиски продолжались, и тут неожиданный случай помог блестяще разрешить проблему.

При перевозке бутылей с нитроглицерином, чтобы смягчить тряску, их помещали в кизельгур — особую инфузорную землю, добывавшуюся в Ганновере. Кизельгур состоял из кремневых оболочек водорослей с множеством полостей и канальцев. И вот как-то раз при пересылке одна бутыль с нитроглицерином разбилась, и ее содержимое вылилось на землю. У Нобеля возникла мысль произвести несколько опытов с этим пропитанным нитроглицерином кизельгуром.

Оказалось, что взрывные свойства нитроглицерина нисколько не уменьшались от того, что его впитала пористая земля, но зато его чувствительность к детонации снижалась в несколько раз. В этом состоянии он не взрывался ни от трения, ни от слабого удара, ни от горения. Но зато при воспламенении небольшого количества гремучей ртути в металлическом капсюле происходил взрыв той же силы, какую давал в том же объеме чистый нитроглицерин. Другими словами, это было как раз то, что нужно, и даже гораздо более того, что надеялся получить Нобель. В 1867 году он взял патент на открытое им соединение, которое назвал динамитом.

Взрывная сила динамита столь же огромна, как и у нитроглицерина: 1 кг динамита в 1/50000 секунды развивает силу в 1000000 кгм, то есть достаточную для того чтобы поднять 1000000 кг на 1 м. При этом если 1 кг черного пороха превращался в газ за 0, 01 секунды, то 1 кг динамита — за 0, 00002 секунды. Но при всем этом качественно изготовленный динамит взрывался только от очень сильного удара. Зажженный прикосновением огня, он постепенно сгорал без взрыва, синеватым пламенем.

Взрыв наступал только при зажигании большой массы динамита (более 25 кг). Подрыв динамита, как и нитроглицерина, лучше всего было проводить с помощью детонации. Для этой цели Нобель в том же 1867 году изобрел гремучертутный капсюльный детонатор. Динамит сразу нашел широчайшее применение при строительстве шоссе, туннелей, каналов, железных дорог и других объектов, что во многом предопределило стремительный рост состояния его изобретателя. Первую фабрику по производству динамита Нобель основал во Франции, затем он наладил его производство в Германии и Англии. За тридцать лет торговля динамитом принесла Нобелю колоссальное богатство — около 35 миллионов крон.

Процесс изготовления динамита сводился к нескольким операциям. Прежде всего, необходимо было получить нитроглицерин. Это было наиболее сложным и опасным моментом во всем производстве. Реакция нитрации происходила, если 1 часть глицерина обрабатывали тремя частями концентрированной азотной кислоты в присутствии 6 частей концентрированной серной кислоты. Уравнение имело следующий вид: C3H5(OH)3 + 3HNO3 = C3H5(NO3)3 + 3h3O.

Серная кислота в соединении не участвовала, но ее присутствие было необходимо, во-первых, для поглощения выделявшейся в результате реакции воды, которая в противном случае, разжижая азотную кислоту, тем самым препятствовала бы полноте реакции, а, во-вторых, для выделения образующегося нитроглицерина из раствора в азотной кислоте, так как он, будучи хорошо растворим в этой кислоте, не растворялся в ее смеси с серной.

Нитрация сопровождалась сильным выделением теплоты. Причем если бы вследствие нагревания температура смеси поднялась выше 50 градусов, то течение реакции направилось бы в другую сторону — началось бы окисление нитроглицерина, сопровождающееся бурным выделением окислов азота и еще большим нагреванием, которое бы привело к взрыву.

Поэтому нитрацию нужно было вести при постоянном охлаждении смеси кислот и глицерина, прибавляя последний понемногу и постоянно размешивая каждую порцию. Образующийся непосредственно при соприкосновении с кислотами нитроглицерин, обладая меньшей плотностью сравнительно с кислой смесью, всплывал на поверхность, и его можно было легко собрать по окончании реакции.

Приготовление кислотной смеси на заводах Нобеля происходило в больших цилиндрических чугунных сосудах, откуда смесь поступала в так называемый нитрационный аппарат. В такой установке можно было за раз обработать около 150 кг глицерина. Впустив требуемое количество кислотной смеси и охладив ее (пропуская холодный сжатый воздух и холодную воду через змеевики) до 15-20 градусов, начинали вбрызгивать охлажденный глицерин. При этом следили, чтобы температура в аппарате не поднималась выше 30 градусов. Если температура смеси начинала быстро подниматься и приближалась к критической, содержимое чана можно было быстро выпустить в большой сосуд с холодной водой.

Операция образования нитроглицерина продолжалась около полутора часов. После этого смесь поступала в сепаратор — свинцовый четырехугольный ящик с коническим дном и двумя кранами, один из которых находился в нижней части, а другой — сбоку. Как только смесь отстаивалась и разделялась, нитроглицерин выпускали через верхний кран, а кислотную смесь — через нижний. Полученный нитроглицерин несколько раз промывали от избытка кислот, так как кислота могла вступить с ним в реакцию и вызвать его разложение, что неминуемо вело к взрыву.

Во избежание этого в герметический чан с нитроглицерином подавали воду и перемешивали смесь с помощью сжатого воздуха. Кислота растворялась в воде, а так как плотности воды и нитроглицерина сильно различались, отделить их затем друг от друга не составляло большого труда. Для того чтобы удалить остатки воды, нитроглицерин пропускали через несколько слоев войлока и поваренной соли.

В результате всех этих действий получалась маслянистая жидкость желтоватого цвета без запаха и очень ядовитая (отравление могло происходить как при вдыхании паров, так и при попадании капель нитроглицерина на кожу). При нагревании свыше 180 градусов она взрывалась с ужасной разрушительной силой.

Приготовленный нитроглицерин смешивали с кизельгуром. Перед этим кизельгур промывали и тщательно измельчали. Пропитывание его нитроглицерином происходило в деревянных ящиках, выложенных внутри свинцом. После смешения с нитроглицерином динамит протирали через решето и набивали в пергаментные патроны.

В кизельгуровом динамите во взрывной реакции участвовал только нитроглицерин. В дальнейшем Нобель придумал пропитывать нитроглицерином различные сорта пороха. В этом случае порох тоже участвовал в реакции и значительно увеличивал силу взрыва.

Источник публикации

Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере

subscribe.ru

Изобретатель динамита — Нобель. История изобретения динамита

Альфред Бернхард Нобель – шведский химик, инженер и промышленник, который изобрел динамит и более мощные взрывчатые вещества, а также основал Нобелевскую премию.

Биография

Будущий изобретатель динамита Альфред Нобель родился в Стокгольме (Швеция) 21.10.1833. Он был четвертым сыном Эммануила и Каролины Нобель. Эммануил был инженером, который женился на Каролине Андриетте Альзель в 1827 г. У пары было восемь детей, из которых только Альфред и трое братьев достигли зрелого возраста. В детстве Нобель часто болел, но с раннего возраста проявлял живую любознательность. Он интересовался взрывчатыми веществами и выучился основам инженерного дела у своего отца. Отец тем временем терпел неудачи в различных коммерческих предприятиях, пока в 1837 г. не переехал в Санкт-Петербург, где стал успешным производителем мин и инструментов.

Жизнь за границей

В 1842 г. семья Нобеля покинула Стокгольм, чтобы присоединиться к отцу в Санкт-Петербурге. Разбогатевшие родители Альфреда теперь могли нанять ему частных учителей, и он оказался нетерпеливым учеником. К 16 годам Нобель стал сведущим химиком, свободно говорившим на английском, немецком, французском и русском языках.

В 1850 г. Альфред уехал из России, чтобы провести год в Париже, изучая химию, а затем четыре года в Соединенных Штатах, работая под руководством Джона Эриксона, занимавшегося созданием броненосца Monitor. По возвращении в Санкт-Петербург он работал на фабрике своего отца, производившей военную технику во время Крымской войны. По окончании военных действий в 1856 г. компания с трудом переходила на изготовление оборудования для пароходов и обанкротилась в 1859 г.

Ставка на нитроглицерин

Будущий изобретатель динамита в России не остался и с родителями вернулся в Швецию, а его братья Роберт и Людвиг решили спасти остатки семейного предприятия. Вскоре Альфред начал экспериментировать со взрывчатыми веществами в небольшой лаборатории в поместье своего отца. В то время единственной надежной взрывчаткой, использовавшейся в шахтах, был черный порох. Недавно созданный жидкий нитроглицерин был гораздо мощнее, но он был настолько нестабилен, что не мог обеспечить какую бы то ни было безопасность. Тем не менее в 1862 г. Нобель построил небольшой завод по его производству, одновременно проводя исследования в надежде найти способ контролировать его детонацию.

В 1863 г. он изобрел практичный детонатор, состоящий из деревянной заглушки, вставленной в большой заряд нитроглицерина, хранившегося в металлической емкости. Взрыв малого заряда черного пороха в заглушке детонировал гораздо более мощный заряд жидкой взрывчатки. Этот детонатор положил начало репутации Нобеля как изобретателя, а также его состоянию, которое он приобретет как производитель взрывчатых веществ.

В 1865 г. Альфред создал усовершенствованный капсюль-детонатор, который состоял из небольшой металлической крышки с зарядом гремучей ртути, подрываемым либо ударом, либо умеренным нагревом. Это изобретение послужило началом современному использованию взрывчатых веществ.

Несчастный случай

Сам нитроглицерин, однако, было сложно транспортировать, и он был крайне опасным в обращении. Настолько опасным, что завод Нобеля взорвался в 1864 г., унеся жизнь его младшего брата Эмиля и других людей. Не испугавшись этой трагической аварии, Альфред построил несколько заводов по производству нитроглицерина для использования с его капсюлями. Эти предприятия были настолько безопасны, насколько позволяли знания того времени, но случайные взрывы продолжали происходить.

Удачная случайность

Вторым важным изобретением Нобеля был динамит. В 1867 г. он случайно обнаружил, что нитроглицерин полностью поглощается пористым кремнеземом, и полученная в результате смесь была гораздо более безопасной в использовании и проще в обращении. Альфред – изобретатель динамита (от греческого δύναμις, «сила») – получил на него патенты в Великобритании (1867) и США (1868). Взрывчатка прославила своего создателя во всем мире, и вскоре она стала применяться при прокладке тоннелей и каналов, строительстве железных и автомобильных дорог.

Гремучий студень

В 1870–80-х годах изобретатель динамита Альфред Нобель построил по всей Европе сеть заводов по производству взрывчатых веществ и сформировал сеть корпораций для их продажи. Он также продолжал экспериментировать в поисках лучших из них, и в 1875 г. создал более мощную форму динамита, гремучий студень, который он запатентовал в следующем году. Опять же случайно он обнаружил, что смесь раствора нитроглицерина с рыхлым волокнистым веществом, известным как нитроцеллюлоза, образует плотный, пластичный материал, обладающий высокою водостойкостью и большей мощностью взрыва. В 1887 г. Нобель представил баллистит, нитроглицериновый бездымный порох и предшественник кордита. Хотя Альфред обладал патентами на динамит и другие взрывчатые вещества, он находился в постоянном конфликте с конкурентами, воровавшими его технологии, что несколько раз вынудило его вести затяжные патентные споры.

Нефть, оружие, богатство

Братья Нобеля, Людвиг и Роберт, тем временем разработали недавно открытые месторождения нефти близ Баку (ныне в Азербайджане) у Каспийского моря и сами стали очень богатыми людьми. Продажи по всему миру взрывчатых веществ, а также участие в компаниях братьев в России принесли Альфреду огромное состояние. В 1893 г. изобретатель динамита заинтересовался военной промышленностью Швеции, а в следующем году купил чугуноплавильный завод в Бофорсе, недалеко от Вермланда, который стал центром известной фабрики вооружений. Кроме взрывчатки, Нобель придумал много других вещей, таких как искусственный шелк и кожа, и в целом он зарегистрировал более 350 патентов в различных странах.

Аскет, писатель, пацифист

Изобретатель динамита Нобель был сложной личностью, что озадачивала его современников. Хотя деловые интересы требовали от него почти постоянных путешествий, он оставался одиноким отшельником, который был склонен к приступам депрессии. Альфред вел уединенную и простую жизнь, он был человеком аскетических привычек, но мог быть и вежливым хозяином, и хорошим слушателем, и человеком проницательного ума.

Изобретатель динамита никогда не был женат, и, видимо, предпочитал радость творчества романтическим привязанностям. У него был непреходящий интерес к литературе, он писал пьесы, романы и стихи, почти полностью оставшиеся неопубликованными. Он обладал удивительной энергией, и ему было нелегко расслабиться после интенсивной работы. Среди современников он пользовался репутацией либерала или даже социалиста, но на самом деле он не доверял демократии, был против избирательного права для женщин и поддерживал мягкий патернализм по отношению к своим многочисленным сотрудникам. Хотя шведский изобретатель динамита, по существу, являлся пацифистом и выражал надежду, что деструктивная сила его творений поможет положить конец войне, его взгляд на человечество и народы был пессимистичен.

Завещание-сюрприз

К 1895 г. у Альфреда развилась стенокардия, и 10 декабря следующего года он скончался от кровоизлияния в мозг на собственной вилле в Сан-Ремо (Италия). К этому времени бизнес-империя Нобеля состояла из более чем 90 заводов по производству взрывчатых веществ и боеприпасов. Его завещание, составленное в Париже 27.11.1895 и переданное на хранение в банк в Стокгольме, содержало большой сюрприз для его семьи, друзей и широкой общественности. Изобретатель динамита всегда был щедрым к гуманитарным и научным благотворительным учреждениям и большую часть состояния оставил в доверительное управление, чтобы основать наиболее высоко ценимую международную награду, Нобелевскую премию.

Смерть торговца смертью

Можно только догадываться о причинах такого решения. Он был скрытным и никому не говорил ни об одном своем решении все несколько месяцев, предшествовавших его смерти. Наиболее правдоподобным является предположение о том, что странный инцидент, произошедший в 1888 г., возможно, вызвал цепь размышлений, которые привели к его завещанию. В том же году брат Альфреда Людвиг умер во время пребывания в Каннах, во Франции. Французская пресса сообщила о смерти брата, но спутала его с Альфредом, и одна из газет вышла с заголовком «Торговец смертью умер». Возможно, изобретатель динамита учредил призы, чтобы избежать именно такого рода посмертной репутации, выраженной этим преждевременным некрологом. Очевидно, что учрежденные награды отражают его интерес в области химии, физики, физиологии и литературы. Существует также множество доказательств того, что его дружба с выдающейся австрийской пацифисткой Бертой фон Зуттнер вдохновила его на создание премии мира.

Сам Нобель, однако, остается фигурой, полной парадоксов и противоречий: блестящий одинокий человек, отчасти пессимист и отчасти идеалист, который изобрел мощные взрывчатые вещества, используемые в современной войне, и установил самые престижные премии в мире за интеллектуальные услуги, оказанные человечеству.

fb.ru