Далеко нырять в глубь веков не будем. Пороховое дело в России получило заметное развитие уже в XVI веке, когда были построены новые пороховые заводы, улучшен состав пороха и технология его получения. В 1710-1723 г.г. были построены крупные государственные пороховые заводы — Петербургский, Сестрорецкий и Охтинский.
Качество русских порохов было высокое, и они не уступали лучшим сортам порохов иностранных государств. Неслучайно поэтому датский посланник в Петербурге писал о русском пороходелии того времени: «вряд ли найдешь государство, где его (порох) изготовляли бы в таком количестве и где бы он по качеству и силе мог сравниться со здешним».
В этот период дымный порох имел различия по составу и размерам зерен в зависимости от его назначения. Для ручного оружия применялся порох — 74% селитры, 11% серы и 15% угля; для малокалиберных орудий порох — 67% селитры, 20% серы и 13% угля; для крупнокалиберных орудий дымный порох — 70% селитры, 17% серы и 13%. угля.
При слове «уголь», у большинства читателей перед глазами возникает антрацит, но, в реальности, решь идет о древесном угле. Его получали прокаливанием древесины в песке без доступа кислорода. Уголь чаще всего применяли крушиновый. В течение многих сотен лет
считалось, что он лучше всего подходит для зелейного дела. Лишь много позднее стали обжигать ольху, липу, орешник и другие мягкие породы дерева. При этом использовались только молодые, здоровые, очищенные от коры ветви.
С серой чуть проще: ее месторождения были открыты в России давно. Важным вкладом в теорию пороходелия стала работа М.Ломоносова «Диссертация о рождении и природе селитры», написанная на латинском языке в 1749 году. Он указывал: «Среди тел, которые химики называют солями, особенно выдается селитра многообразным применением, а особенно изумительным, подражающим молнии действием, которое она производит в огнестрельном порохе... В настоящее время состав и способ рождения этого тела раскрыты и освещены многими весьма точными опытами и наблюдениями героев химии, прославившихся в этом и прошедших веках». «Диссертация о рождении и природе селитры» является важной вехой не только в истории взрывчатых веществ.
Сначала селитру добывали в селитряных ямах, затем, начали покупать селитру, добытую в Сивашах, потом были открыты месторождения на Тоболе и в районе Тюмени.
Годовое производство порохов при Петре I всеми заводами России составляло в среднем около 1000 т. В конце XVIII века в результате теоретических и экспериментальных исследований дымного пороха и его составных компонентов, проведенных в 1748 г. М. В. Ломоносовым в России, а позднее Лавуазье и Бертло во Франции, был найден наиболее оптимальный его состав: 75% калиевой селитры, 10% серы и 15% угля. Этот состав стал применяться в России с 1772 г. и практически не претерпел никаких изменений до настоящего времени. В 1771 г. после реконструкции вступил в строй Шосткинский (близ Чернигова) пороховой завод, а в 1788 г. построен крупнейший в мире Казанский пороховой завод. Производство пороха на частных заводах постепенно сокращалось и примерно с 1825 года было полностью остановлено. Весь русский порох получался практически на трех крупных государственных заводах — Охтенском, Шосткинском и Казанском. Разрешение открыть частные пороховые заводы было возобновлено лишь в 1876 году.
Технология изготовления пороха была довольно сложна. Под руководством выдающихся мастеров порохового дела Егора Маркова и Ивана Леонтьева была усовершенствована технология дымного пороха — введена смеси под бегунами, что повысило плотность порохов и их стабильность при горении.
В некоторых публикациях указывалось: «Бегуны — это своего рода жернова, отсюда и название пороховых заводов — мельницы. Бегуны приводились в движение лошадьми или водой, поэтому заводы, как и мельницы, чаще всего строились на реках». Почти правильно, только принцип у такой мельницы другой. Два вертикальных колеса-жернова бегают по кругу в ступе, с одной стороны измельчая компоненты, с другой стороны, формируя на дне плотную однородную «лепешку». После измельчения составные части пороха смешивали и перетирали на тех же бегунах.
С 1720 по 1872 год на Охтенском заводе произошло 92 взрыва. Один из них (1858
года) был особенно тяжелым. Было убито и ранено восемьдесят пять человек. Взрыв слышали даже в Кронштадте, за тридцать пять верст от завода. В зданиях Смольного монастыря, в пяти верстах от завода, были выбиты почти . все стекла. Обломки зданий завода находили на расстоянии семи верст от места взрыва. А, потому, порох начали формировать в лепешки во влажном состоянии. Правда, возник вопрос сушки, который был достаточно сложным и длительным.
В некоторых изданиях указывается: «одно время считалось, что самый лучший порох получается, если
добавлять при его изготовлении вино. В одном документе (уже петровского времени!) мы читаем: «Велено зелейным мастерам зделать из готовой мякоти 300 пуд самого доброго чистаго пороху с вином для стрельбы...». Нет, бургундское в порох, естественно никто не лил.
Речь идет о «хлебном вине», а, точнее спирте, который и сох быстрее, и «лепешку» давал более плотную. Далее идет следующая операция. Порох хоть и называется «порохом» — «порошком», но на самом деле должен состоять из твердых прочных зерен одного размера. Дело в том, что пороховая пыль—«мякоть» — сгорает слишком быстро, что может привести к разрыву пушечного ствола. Кроме того, мякоть легко отсыревает. Ее нужно отсеять.
Сумма операций, превращающих пороховую лепешку, вышедшую из прессов, в зерненый порох определенной формы, в принципе заключается в его зернении и в окончательных операциях по отделке зерна. Лепешку подвергали «кручению» — разбивали ее на куски. Ранее для кручения пороховой лепешки применялись горизонтальные решета из свиной кожи, в которые помещались свинцовые шары. Лепешка разбивалась шарами, и измельченный порох проваливался сквозь решетку. Довольно часто приходилось вновь перерабатывать старый лежалый порох. Такое обновление старого пороха называлось «перекручиванием».
Затем порох просеивали, или, как говорили раньше, «разымали». Пороховую мякоть снова направляли на бегуны, а зерна сушили в специальных «сушильных избах», а то и просто в банях. Высушенные зерна обычно полировали, чтобы они были гладкими, без острых углов. Для этого порох трясли некоторое время на ситах, чтобы зерна терлись друг о друга. Готовый порох укупоривался в дубовые бочки.
В 19-м веке процесс, естественно претерпел изменения. Образование порохового зерна достигалось дроблением предварительно разбитой вручную прессовой лепешки на зернильных машинах, состоящих из одной, двух или трех пар бронзовых вальцов и расположенных под ними наклонных сит для отсейки крупных кусков и пыли от годного зерна.
В зависимости от размера зерна дымного пороха, различали:
-крупный порох (0.8 – 1.25 мм); который использовался в крупнокалиберной артиллерии
-средний (0.6 – 0.75 мм); для малокалиберной артиллерии
-мелкий (0.4 – 0.6 мм); ружейный
-очень мелкий (0.25 – 0.4 мм) для начинки «бомбических» снарядов.
Дымный порох используется и сейчас. Различают:
-шнуровой (для огнепроводных шнуров)
-ружейный (используется как воспламенитель для зарядов бездымного пороха)
-крупнозернистый дымный порох (для воспламенителей)
-медленногорящий дымный порох (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателях)
-минный (для проведения взрывных работ)
-охотничий
-спортивный
Но, вернемся в 19 век.
В 1830 г. при Охтинском пороховом заводе создается школа для подготовки мастеров и подмастерьев порохового, селитренного и серного дела. В 1844 г. А. А. Фадеевым был предложен способ безопасного хранения дымного пороха путем смешения его с графитом. В 1845 г. К. И. Константинов предложил электробаллистический прибор, который нашел применение для определения скорости полета снарядов. В этот период дымный порох стал широко применяться как бризантное взрывчатое вещество в подводных минах В. С. Якоби и как метательное взрывчатое вещество в боевых ракетах К. И. Константинова. Большое научное и техническое значение имели экспериментальные исследования состава продуктов горения дымного пороха, проведенные профессором Артиллерийской академии Л. Н. Шишковым в 1857 г. Им было установлено, что при горении 1 г дымного пороха образуется 0,68 г твердых веществ (K2SO4, K2CO3, K2S и ряд других) и 0,32 г газообразных продуктов (N2, CO2, CO и др.). Эти данные разъяснили причину образования дыма при выстреле и загрязнения канала ствола. После изобретения в 1831 г. Бикфордом в Англии огнепроводного шнура дымный порох стал применяться для его изготовления. Наиболее интенсивные работы по изменению состава, разработке новых форм пороховых элементов, усовершенствованию методов производства и испытаний дымных порохов были проведены в период принятия на вооружение армий нарезного оружия. К порохам стали предъявляться более высокие требования в отношении их плотности и прогрессивности горения в связи с повышением мощности пушек.
Мы уже писали о том, что в 1867 году на вооружение были приняты орудия, которые использовали медленногорящий «призматический» дымный порох
Для заряжания пушек обр. 1867 г. менее 24-фн (152-мм) калибра и гладкостенных мортир всех калибров был принят артиллерийский порох в виде зерен неправильной формы, наибольшие размеры которых имели величину 3 - 6 мм (рис. 83-1). Состав пороха: 75% селитры, 15% угля (сильно обожженного из несмолистых пород дерева, преимущественно из ольхи) и 10% серы.
Заряды для пушек навешивались соответственно требуемой начальной скорости и высыпались в картузы. Картузы туго утряхивались, завязывались и в таком виде для полевой артиллерии помещались в жестяные футляры, а эти последние - в сумы, для возки в зарядных ящиках.
Переменные заряды для пушек и нарезных мортир изготовлялись во время стрельбы путем навешивания каждого заряда в соответствии с требованиями стрельбы.
Для орудий крупных калибров порох готовился в виде призматических шестигранных шашек с одним или семью цилиндрическими каналами. Сначала этот порох готовился из того же состава, что и артиллерийский, но в прессованном виде, а затем стали готовить с бурым углем более слабо обожженным (рис. 83-3). Благодаря форме зерен, более слабой обожженности угля и большей плотности пороха (до 1,65 - 1,7) порох горел в канале орудий медленно и более прогрессивно. Получались меньшие наибольшие давления при несколько повышенной полезной работе пороха в канале ствола. Начальную скорость у береговых пушек удалось с течением времени поднять до 1300 фт/сек (около 400 м/сек).
Призмы пороха тщательно укладывались в картузы, а затем в жестяные футляры для герметичной укупорки, что имело большое значение, в особенности в береговой артиллерии.
В США Родман предложил в 1870 г. прогрессивный порох в виде дисков с отверстиями. Во Франции по предложению Кастана производили пороха параллелепипедной формы. В дальнейшем для снижения скорости горения стали применять бурый призматический порох, при производстве которого использовался слабо обожженный древесный уголь с содержанием углерода 52-55%.
С 1880 года в русской артиллерии стали применять так называемый шоколадный порох. Состав его резко отличался от черного призматического пороха. Если последний содержал 75 % селитры, 15 % угля и 10 % серы, то в порохе новой марки количество серы было уменьшено до 4–2%, а угля увеличено до 21 %. Сила пороха в связи с увеличением количества угля в его составе значительно повысилась. Применение бурого призматического пороха позволило увеличить начальную скорость снарядов, не изменяя конструкции орудий. В некоторых образцах бурого пороха сера совершенно отсутствовала.
В конце XIX века техника производства дымного пороха достигла такого уровня, на котором за некоторым исключением она находится и в настоящее время. Технологический процесс производства его состоял тогда из следующих операций:
1) измельчения селитры, серы и угля в виде двойных смесей в железных бочках с бронзовыми шарами;
2) приготовления тройной смеси путем смешения компонентов в деревянных, обшитых кожей, бочках с бокаутовыми шарами;
3) уплотнения тройной смеси под бегунами и прессованием в гидравлических прессах;
4) зернения пороховой лепешки на бронзовых вальцах с зубьями;
5) отпыловки, полировки и сортировки пороха;
6) мешки и укупорки пороха.
В 1874 г. Л. X. Виннер в России предложил уплотнение тройной смеси производить на обогреваемых прессах при 100…105°С. Этот метод получил название горячего метода прессования и сейчас почти вытеснил более опасный и энергоемкий метод уплотнения пороховой смеси под бегунами.
Потом наступила эра бездымного пороха.