Пироколлодийный порох

Пироколлодийный порох (бездымный порох) — вид нитроцеллюлозного пороха, в состав которого входит хорошо растворимая нитроклетчатка и собственно растворитель, дополнительными компонентами являются различные присадки, предназначенные для стабилизации газообразования. Название «пироколлодийный» дал этому пороху его создатель Д. И. Менделеев по полученному 23 января 1891 года и названному им же виду нитроклетчатки — «пироколлодий» («пиро-» — огонь, «коллодий» — клей).

История создания

История первого бездымного пороха в России связана с именем Дмитрия Ивановича Менделеева. Д. Менделееву полученных 2-х граммов пироксилинового пороха во Франции, у Арну и Э. Сарро, в Центральной пороховой лаборатории, оказалось достаточно для того, чтобы установить его состав и свойства: 1) используется смесь высоко- и низконитрованного пироксилина; 2) 1 г смеси выделяет около 200 см³ окиси азота; 3) с целью желатинизации применяется смесь эфира и спирта в пропорции 2:1. При этом, этот порох не мог быть использован в орудиях большого калибра.

По рабочим тетрадям 1890 года, озаглавленным «Порох», можно понять, что учёный стремился получить химически однородный продукт, в отличие от зарубежных: французского — смеси двух нитроклетчаток разной степени нитрации, и английского — смеси нитроклетчатки и нитроглицерина. В первых же опытах он установил, что при определённых условиях возможно получение стойкого однородного продукта, хорошо растворяющегося в смеси спирта и эфира.

Особое внимание Менделеев уделил составу нитрующей смеси: раствору серной и азотной кислоты. Он изменял состав и концентрации кислот, — время и температуру нитрации, испытывал различные материалы (бумагу, хлопок). К декабрю 1890 года он получил полностью растворимую нитроклетчатку. 23 января 1891 — наилучший конечный продукт — пироколлодий.

В конце жизни, в 1906 году, Менделеев так весьма лаконично описывает состав пироколлодия[1]:

Секрет мой. Суть дела при получении пироколлодия: количество разбавляющей воды должно быть равно количеству воды гидратной. Например:

H2SO4 + 2HNO3 + 2H2O, 2H2SO4 + 2HNO3 + 3H2O, H2SO4 + 2HNO3 + (n+m) H2O

дадут одинаковый пироколлодий, если взять в большом избытке относительно клетчатки.

Хронология

Несмотря на существующие версии, в той или иной форме излагающие обстоятельства получения пироколлодийного пороха, документальные сведения говорят о следующем:

1890

  • 20 мая — управляющий Морским министерством вице-адмирал Н. М. Чихачёв предложил «послужить научной постановке русского порохового дела», на что Менделеев ответил письмом, в котором, выражая согласие, указал на потребность заграничной командировки с И. М. Чельцовым и Л. Г. Федотовым и организации лаборатории по изучению взрывчатых веществ; 5 июня посетил Чихачёва для консультаций по поводу предстоящей командировки.
  • 7 июня вечером с указанными специалистами в области взрывчатых веществ отбыл из Кронштадта пароходом в Лондон.
  • 14 июня — прибыли в Лондон;
  • 15—25 июля — встречался с Ф. Абелем (председатель Комитета по взрывчатым веществам, открывший кордит), Дж. Дьюаром (член этого комитета, соавтор кордита), У. Рамзаем, У. Андерсоном, А. Тилло и Л. Мондом; в лаборатории У. Рамзая имел встречу с Р. Юнгом, Дж. Стоксом и Э. Франкландом.
  • 21 июня — посетил завод скорострельного оружия и пороха Норденфельда-Максима, где сам производил испытание пороха.
  • 22 июня — посетил с Чельцовым Вульвичский арсенал, где наблюдал сгорание различных взрывчатых веществ (после посещения полигона Менделеев отмечает в записной книжке: «Бездымный порох: пироксилин+нитроглицерин+касторовое масло; тянут, режут чешуйки и проволочные столбики. Дали образцы…»); от Л. Монда получил кредит.
  • 27 июня — посетил русского посла в Лондоне; отправил сообщение Н. М. Чихачёву о производстве взрывчатых веществ; в 11 вечера прибыл в Париж.
  • 30 июня — посетил учёных А. Готье и Э. Сарро (директор Центральной пороховой лаборатории Франции).
  • 3—14 июля — встречался с Л. Пастером, П. Лекоком де Буабодраном, А. Муассаном, А. Ле Шателье.
  • 5 июля — вместе с Чельцовым встретился с М. Бертло.
  • 6 июля — посетил Лувр; обратился к Военному министру Франции Ш. Л. Фрейсинье за разрешением посетить заводы взрывчатых веществ.
  • 9 июля — Сарро известил Менделеева о согласии на посещение своей лаборатории.
  • 10 июля — присутствие на испытании пороха в лаборатории Э. Сарро.
  • 11 июля — посетил Военного министра Ш. Л. Фрейсинье.
  • 12 июля — получил образец пороха «для личного пользования» у Арну[кто?] и Э. Сарро (2 г).
  • 14 июля — посетил русского посла А. П. Моренгейма.
  • 15 июля — выехал из Парижа.
  • 17 июля — прибыл в Санкт-Петербург.
  • 19 июля — написал отчёт для Морского министерства о командировке по вопросам пороходелия.
  • 16 октября — докладная записка Д. И. Менделеева, И. М. Чельцова и Л. Г. Федотова Н. М. Чихачёву «О бездымном порохе» с анализом состояния порохового дела за границей и программой «применения полученных сведений в России».
  • 27 октября — Менделеев назначен консультантом при Морском министерстве по вопросам пороходелия.
  • Октябрь — исследовал нитрование целлюлозы в университетской лаборатории; в тетрадь «Порох» внёс данные о производстве пироксилина и пороха в России, описаны опыты в университетской лаборатории.
  • 3 ноября — на Охтинском пороховом заводе присутствовал при испытании бездымного пороха на различных типах оружия.
  • 6 ноября — на Охтинский завод направил запрос, относительно технологии бездымного пороха.
  • 27 ноября — пишет Военному министру П. С. Ванновскому, предлагая включить в работу организаций, связанных с пороходелием, химиков — специалистов по взрывчатым веществам — Л. Н. Шишкова, Н. П. Фёдорова и Г. А. Забудского.
  • Ноябрь — в рабочие тетради («Охтинский завод», «Сырьё», «Порох») внёс сведения об испытаниях пороха, о различных видах его, и расчёты нитрационных смесей.
  • Декабрь — в университетской лаборатории получена растворимая нитроклетчатка; секретная записка Менделеева П. Ванновскому «Об экономических условиях приготовления принятого для перевооружения армии бездымным порохом».

1891

  • 1—14 января — запись в рабочей тетради о распределении воды в смесях растворов серной и азотной кислот при подборе нитрующих смесей; проводил опыты, в поисках оптимального состава нитрующей смеси для получения гомогенного вещества.
  • 16 января — начал запись расчётов зависимости плотности растворов серной кислоты от концентрации и температуры по новым литературным сведениям.
  • 23 января — получил нитроклетчатку, которая «растворяется, как сахар», и назвал её пироколлодием.
  • 23—29 января — занимался исследованием процессов нитрования ваты, пряжи, клетчатки, хлопка, бумаги и других материалов.
  • 15 февраля — ввиду начала применения бездымного пороха написал две докладные записки председателю Артиллерийского комитета Военного министерства Л. П. Софиано: «Сообщения, касающиеся Главной артиллерийской лаборатории взрывчатых веществ» и «Соображения по „внутренней баллистике ружья“».
  • 25 февраля — на заседании Артиллерийского комитета сделал сообщение о кордите — бездымном порохе, изобретённом Ф. Абелем и Дж. Дьюаром; написал докладную записку министру финансов И. А. Вышнеградскому «О таможенной пошлине на серу и серный колчедан».
  • 8—9 марта читал лекции о бездымном порохе в Морском собрании Кронштадта.
  • 14 июня — Государственным советом учреждены положения о штате Научно-технической лаборатории Морского министерства для исследования пороха и взрывчатых веществ.
  • 24 июня — написал письмо в Главное артиллерийское управление в ответ на сообщение генерала Н. П. Федотова об устройстве завода по производству нитроглицерина.
  • 8 августа — Торжественное открытие и освящение Научно-технической лаборатории Морского министерства для исследований пороха и взрывчатых веществ с участием управляющего Морским министерством Н. М. Чихачёва, управляющего Морским техническим комитетом К. П. Пилкина, начальника порта В. П. Верховского и членов технического комитета и чинов Артиллерийского комитета.
  • 14 августа — Д. И. Менделеев и И. М. Чельцов представили в Морской комитет доклад о бездымном порохе.
  • 14 декабря — в докладной записке Д. И. Менделеева и С. П. Вуколова на имя Н. М. Чихачёва сообщалось об окончании первого этапа изучения существующих бездымных порохов.
  • 6—21 декабря — лаборант Ф. Ю. Ворожейкин дал отчёт по исследованиям изменения концентрации смеси серной и азотной кислот с открытой поверхностью испарения.

1892

  • 5 февраля — доклад Д. И. Менделеева главному инспектору Морской артиллерии об устройстве заводской мастерской для приготовления бездымного пороха.
  • 12—13 мая — Д. И. Менделеев записал различные составы пироколлодия.
  • 9 и 12 июня — сообщил в Морское министерство о результатах испытаний пироколлодия.
  • 28 сентября — Д. И. Менделеев дал ответ инспектору Морской артиллерии о стоимости бездымного пороха.
  • 15 октября — докладная записка Н. М. Чихачёву о «пушечном порохе» и описание «пироколлодия».

1893

  • Апрель — испытания пороха из пироколлодия
  • 1 мая — составил план работ по промышленному производству бездымного пороха на химических предприятиях и произвёл расчёт стоимости производства.
  • 5 мая — составил докладную записку Н. М. Чихачёву о способах снабжения русского флота пироколлодийным бездымным порохом.
  • 3 июня — Д. И. Менделеев обратился с письмом в Морское министерство о поездке на завод П. К. Ушкова (близ Елабуги) и с просьбой о направлении туда сотрудников Научно-технической лаборатории Морского министерства.
  • 5 июня — адмирал С. О Макаров телеграфирует Д. И. Менделееву об успешном испытании пироколлодийного пороха.
  • 10 июня — письмо Д. И. Менделеева в Морское министерство на предмет подготовки поездки на химический завод П. К. Ушкова.
  • 12 июня — сообщил в Морское министерство о подписании П. К. Ушковым заказа на изготовление на его заводе пробной партии пироколлодийного пороха.
  • 15 июня — письмо в Морское министерство о перенесении сроков исполнения заказа компанией П. К. Ушкова; ответ С. О. Макарову на телеграмму от 5 июня.
  • 22 июня — выехал в командировку в Елабугу.
  • 30 июня — письмо сыну Владимиру с впечатлениями о строительстве цеха по производству пороха.
  • Июнь — записка морскому министру «О бездымном пироколлодийном порохе».
  • 10 июля — письмо Д. И. Менделеева в морское министерство о способах удешевления пироколлодия.
  • 12 июля — письмо в Артиллерийское управление об изготовлении партии бездымного пороха на заводе П. К. Ушкова.
  • 20 июля — письмо в Морское министерство о производстве пироколлодия и его использовании в сухопутных войсках.
  • 29 июля — письмо химику П. П. Рубцову с советами относительно практики производства пироколлодия; письмо С. О. Макарову о необходимости организации пороховой мастерской.
  • Начало августа — отъезд на завод П. К. Ушкова.
  • 13—16 августа — записи в рабочей тетради о технологических испытаниях на заводе П. К. Ушкова.
  • 20 августа — записка П. К. Ушкову о возможности производства 15 пудов пироколлодия в день.
  • 21 августа — Д. И. Менделеев передал П. П. Рубцову заведование производством пироколлодия.
  • 24 августа — письмо Д. И. Менделеева в Морское министерство с просьбой продления командировки П. П. Рубцова и Ф. Ю. Ворожейкина на завод П. К. Ушкова; отъезд Д. И. Менделеева с завода.
  • 10 сентября — письмо председателю Технического комитета Морского министерства С. О. Макарову с просьбой пересылки Военному министру дополнений Д. И. Менделеева к своей докладной записке с изложением научных основ производства пироколлодийного пороха.
  • 21 сентября — письмо П. П. Рубцову с указанием окончания опытов по пироколлодию.
  • Сентябрь — письмо С. О. Макарову о передаче технологии пироколлодия сухопутным войскам.
  • 3 октября — С. О. Макаров сообщил Д. И. Менделееву о просьбе Русского общества для выделки и продажи порохов ознакомиться с его пироколлодийным порохом.
  • 6 октября — с И. М. Чельцовым обсуждал вопрос о передаче секрета пироколлодия Русскому обществу для выделки и продажи порохов; Д. И. Менделеев предложил «повременить» в целях секретности.
  • 18 октября — письмо Д. И. Менделеева начальнику Охтинского порохового завода А. И. Струдзинскому о приоритете в разработке процесса обезвоживания пироксилина спиртом.
  • 2 ноября — сообщение о доставке в Санкт-Петербург партии пироколлодия с химического завода П. К. Ушкова.
  • 8 декабря — последние записи в рабочей тетради «Порох».

1894

  • 20 января — Менделееву направлен «Журнал» Комиссии Охтинского завода для рассмотрения его докладной записки «О бездымном пироколлодийном порохе» (июнь 1893 года) — журнал отражает критические замечания относительно качеств и технических достоинств пироколлодийного пороха.
  • Январь — Менделеев пишет статью «О бездымном порохе Морского ведомства»[2]
  • 4 февраля — направил Чихачёву замечания по «Журналу» Охтинской комиссии (29 января).
  • 5 февраля — Д. И. Менделеев изложил Н. М. Чихачёву свои соображения о результатах работы Охтинской комиссии, недооценившей качества пироколлодийного пороха и преуменьшившей роль учёного в его создании.
  • 19 февраля — письмо С. О. Макарову о результатах работы Охтинской комиссии, и о целесообразности применения пироколлодийного пороха для укрепления обороноспособности России.
  • 15 марта — письмо С. Макарова в Морское министерство о заслугах Д. И. Менделеева в деле создания пироколлодийного пороха по поводу заключения Охтинской комиссии.
  • 18 марта — письмо Военному министру П. А. Ванновскому с просьбой о встрече для оценки результатов испытания пороха на ружьях нового образца и об отчёте по результатам изучения различных видов пороха.
  • 21 июня — в Англии; посетил с Ф. И. Блюмбахом завод «Норденфельд—Максим».

1895

  • 26 марта — письмо Н. М. Чихачёву о согласии П. С. Вановского напечатать «в особом издании» «Известия Морской научно-технической лаборатории» ряд статей Д. И. Менделеева о пироколлодийном порохе.
  • Июнь — написал предисловие к статье «О пироколлодийном порохе» для «Морского сборника»[3]

Высокую оценку пироколлодийному пороху дал адмирал С. Макаров, главный инспектор артиллерии морского флота — «испытания 1893 года показали пригодность нового бездымного зелья для использования в орудиях всех калибров».

В силу своей удалённости от организаций аналогичного назначения, в частности от Охтинского порохового завода, Бондюжинское предприятие оказалось нерентабельным, кроме того, оно не было засекреченным — в том же году Менделеев предлагает преобразовать Морской пироксилиновый завод в Санкт-Петербурге под новую технологию, что требовало приобретения французского оборудования. Столкновение ведомственных интересов явилось основным препятствием — в ответ на предвзятый вердикт охтинской комиссии об идентичности пироксилина и пироколлодия, С. Макаров обращается в Морское министерство с обоснованием приоритета Менделеева, который в сложившейся ситуации вынужден в 1895 году отказаться от должности их консультанта.

Учёному удалось добиться разрешения публикации — в 1895—1896 годах «Морской сборник» печатает две его больших статьи по общим заголовком «О пироколлодийном бездымном порохе», где особо рассматривается химизм технологии и приводится реакция получения пироколлодия:

5C6H10O5 + 12HNO3 → C30H38(NO2)12O25 + 12H2O ,

характеризуется объём газов, выделяемых при его горении, последовательно и подробно рассматривается сырьё. Д. И. Менделеев скрупулёзно сравнивая по 12 параметрам пироколлодийный — с другими порохами, демонстрирует его неоспоримые достоинства, прежде всего — стабильность состава, гомогенность, отсутствие «следов детонации».[1][4]

Судьба пироколлодийного пороха Менделеева

Позднее, благодаря усилиям французского инженера Мессена, который был не кем иным, как экспертом Охтинского порохового завода, заинтересованным в использовании своей технологии пироксилина, была признана идентичность последнего результатам разработок Д. Менделеева[5][6]. На тот час придавали мало значения отечественным изысканиям, и, вместо развития их, предпочитали покупать иностранные привилегии и патенты — право на «авторство» и производство пороха Менделеева присвоил себе в ту пору находившийся в Санкт-Петербурге младший лейтенант ВМФ САСШ Д. Бернаду (англ. John Baptiste Bernadou), «по совместительству» являвшийся сотрудником ONI (англ. Office of Naval Intelligence — Управление военно-морской разведки)[7], раздобывший рецептуру, и, никогда ранее не занимаясь этим, вдруг с 1898 года «увлёкшийся разработкой» бездымного пороха, а в 1900 году получивший патент на «Коллоидную взрывчатку и её производство» (англ. US Patent 2253: For improvements in smokeless explosives or colloids and process for making the same[8]), в своих публикациях он воспроизводит выводы Д. Менделеева.

И Россия, «по извечной своей традиции», в Первую мировую войну в огромном количестве покупала этот порох в Америке, а изобретателями до сих пор указываются моряки — лейтенант Д. Бернаду и капитан Дж. Конверс (англ. George Albert Converse).[4][5][9][10]

Литература

  • Летопись жизни и деятельности Д. И. Менделеева / Л.: Наука. 1984

Примечания

  1. НАМ СПбГУ. Личная библиотека Д. И. Менделеева, т. 1032/12 - Летопись жизни и деятельности Д. И. Менделеева. Л.: Наука. 1984. С. 313
  2. Опубликовано только в 1952 году. — Менделеев Д. И. Сочинения. Л.—М.: 1952. Т. 25. С. 483—490
  3. Менделеев Д. И. Сочинения. Л.—М.: 1949. Т. 9. С. 208—308
  4. Д. И. Менделеев. Собрание сочинений. Том IX. Пороха. Л.—М.: Издательство АН СССР, 1954
  5. Тишунин И. В. Краткая история развития порохов — Аэрокосмическая библиотека
  6. Краткая история развития порохов
  7. Dictionary of American Naval Fighting Ships — Словарь американских военно-морских боевых судов (недоступная ссылка). Дата обращения: 27 февраля 2011. Архивировано 7 апреля 2014 года.
  8. Amazon.com: ORIGINAL PATENT APPLICATION NUMBER 2253 FOR IMPROVEMENTS IN SMOKELESS EXPLOSIVES OR COLLOIDS AND PROCESS FOR MAKING THE SAME. (PHILADELPHIA).: John Baptiste. Berna …
  9. Marshall, Arthur. Explosives, Their Manufacture, Properties, Tests, and History. J & A Churchill, London, 1915
  10. T. L. Davis. Chemistry of Powder and Explosives, Coll. Vol., Angriff Press, Hollywood, CA, 1943 (reprinted 1991)
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.