С тех пор как изобрели порох не прекращается мировая гонка за самую мощную взрывчатку. Актуально это и сегодня, несмотря на появление ядерного оружия.

Гексоген – взрывоопасное лекарство

Еще в 1899 году для лечения воспаления в мочевых путях немецкий химик Ганс Геннинг запатентировал лекарство гексоген – аналог известного уротропина. Но вскоре медики потеряли к нему интерес из-за побочной интоксикации. Только через тридцать лет выяснилось, что гексоген оказался мощнейшим взрывчатым веществом, причем, более разрушительным, чем тротил. Килограммовая взрывчатка гексогена произведет такие же разрушения, как и 1.25 килограмм тротила.

Специалисты-пиротехники в основном характеризуют взрывчатые вещества фугасностью и бризантностью. В первом случае говорят об объеме газа, выделенного при взрыве. Мол, чем он больше, тем мощнее фугасность. Бризантность, в свою очередь, зависит уже от скорости образования газов и показывает, как взрывчатка может дробить окружающие материалы.

10 грамм гексогена при взрыве выделяют 480 кубических сантиметров газа, тогда как тротил – 285 кубических сантиметров. Иными словами, гексаген в 1.7 мощнее тротила по фугасности и динамичнее в 1,26 раза по бризантности.

Однако в СМИ чаще всего использует некий усредненный показатель. Например, атомный заряд «Малыш», сброшенный 6 августа 1945 года на японский город Хиросима, оценивают в 13-18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Между тем это характеризует не мощность взрыва, а говорит о том, сколько необходимо тротила, чтобы выделилось столько же тепла, как и при указанной ядерной бомбардировке.

Октоген - полмиллиарда долларов на воздух

В 1942 году американский химик Бахманн, проводя опыты с гексогеном, случайно обнаружил новое вещество октоген, причем в виде примеси. Свою находку он предложил военным, однако те отказались. Между тем, через несколько лет, после того, как удалось стабилизировать свойства этого химического соединения, в Пентагоне всё же заинтересовались октогеном. Правда, в чистом виде в военных целях он широко не применялся, чаще всего в литьевой смеси с тротилом. Эта взрывчатка получила название «октолом». Она оказалась на 15% мощнее гексогена. Что касается её эффективности, то считается, что один килограмм октогена произведет столько же разрушений, что и четыре килограмма тротила.

Впрочем, в те годы производство октогена было в 10 раз дороже изготовления гексогена, что сдерживало его выпуск в Советском Союзе. Наши генералы подсчитали, что лучше произвести шесть снарядов с гексогеном, чем один – с октолом. Именно поэтому так дорого обошелся американцам взрыв склада боеприпасов во вьетнамском Куи-Нгоне в апреле 1969 года. Тогда официальный представитель Пентагона заявил, что из-за диверсии партизан ущерб составил 123 миллиона долларов, или примерно 0.5 млрд. долларов в нынешних ценах.

В 80-х годах прошлого века после того, как советские химики, в том числе и Е.Ю. Орлова, разработали эффективную и недорогую технологию синтеза октогена, в больших объемах он стал выпускаться и у нас.

Астролит – хорош, но дурно пахнет

В начале 60-х прошлого века американская компания EXCOA презентовала новое взрывчатое вещество на основе гидразина, заявив, что оно в 20 раз мощнее тротила. Прибывших на испытания генералов Пентагона сбил с ног жуткий запах заброшенного общественного туалета. Впрочем, они были готовы его потерпеть. Однако ряд тестов с авиабомбами, заправленными астролитом А 1-5 показал, что взрывчатка оказалось лишь в два раза мощнее тротила.

После того, как чиновники Пентагона забраковали эту бомбу, инженеры из EXCOA предложили новую версию этого взрывчатого вещества уже под маркой «АСТРА-ПАК», причем для рытья окопов методом направленного взрыва. На рекламном ролике солдат тонкой струйкой поливал землю, а затем из укрытия детонировал жидкость. И окоп в человеческий рост – был готов. По своей инициативе компания EXCOA выпустила 1000 комплектов такой взрывчатки и отправила на вьетнамский фронт.

В реальности всё закончилось грустно и анекдотично. Полученные окопы источали такой отвратительный запах, что американские солдаты стремились их покинуть любой ценой, невзирая на приказы и опасность для жизни. Те же, кто оставался, теряли сознание. Неиспользованные комплекты военнослужащие за свой счет отправили назад – в офис фирмы EXCOA.

Взрывчатка, которая убивает своих

Наряду гексогеном и октогеном, классикой взрывчатых веществ считают трудно произносимый тетранитропентаэритрит, который чаще называют тэном. Однако из-за высокой чувствительности он так и не получил широкого применения. Дело в том, что для военных целей важна не столько взрывчатка, которая разрушительнее других, сколько – та, которая при этом не взрывается от любого прикосновения, то есть с низкой чувствительностью.

Особенно придирчиво к этому вопросы относятся американцы. Именно они разработали натовский стандарт STANAG 4439 для чувствительности взрывчатки, которая может использоваться в военных целях. Правда, это произошло уже после череды тяжелейших инцидентов, в числе которых: взрыв склада на американской базе ВВС «Бьен-Хо» во Вьетнаме, стоивший жизни 33 техникам; катастрофа на борту авианосца «Форрестол», в результате которой было повреждено 60 самолетов; детонация в хранилище авиационных ракет на борту авианосца «Орискани» (1966 года) тоже с многочисленными жертвами.

Китайский разрушитель

В 80 годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу «мочевины» - один её килограмм заменял двадцать два килограмма тротила.

Эксперты соглашаются с такими выводами, поскольку «китайский разрушитель» имеет самую большую плотность из всех известных взрывчатых веществ, и при этом обладает максимальным кислородным коэффициентом. То есть, во время взрыва стопроцентно сжигается весь материал. Кстати, у тротила он равен 0.74.

В реальности трициклическая мочевина не годится для военных действий, прежде всего, из-за плохой гидролитической стойкости. Уже на следующий день при стандартном хранении она превращается в слизь. Впрочем, китайцам удалось получить другую «мочевину» - динитромочевину, которая хоть и хуже по фугасности, чем «разрушитель», но тоже относится к одному из самых мощных взрывчатых веществ. Сегодня ее выпускают американцы на своих трех пилотных установках.

Мечта пироманов – CL-20

Взрывчатка CL-20 на сегодня позиционируется, как одна из самых мощных. В частности, СМИ, в том числе и российские, утверждают, что один кг CL-20 вызывают разрушения, на которые требуется 20кг тротила.

Интересно, что деньги на разработку СL-20 Пентагон выделил лишь после того, как в американской прессе появилось сообщение, что такую взрывчатку уже сделали в СССР. В частности один из докладов на эту тему назывался так: «Возможно, это вещество разработано русскими в институте Зелинского».

В реальности в качестве перспективного взрывчатого вещества американцы рассматривали другую взрывчатку, впервые полученную в СССР, а именно диаминоазоксифуразан. Наряду с высокой мощностью, значительно превосходящей октоген, оно обладает низкой чувствительностью. Единственное, что сдерживает его широкое применение – отсутствие промышленных технологий.

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу.

Современные взрывчатые вещества представляют собой или химические соединения (гексоген, тротил и др .), или механические смеси (аммиачно-селитренные и нитроглицериновые ВВ ).

Химические соединения получаются обработкой азотной кислотой (нитрованием) различных углеводородов, т. е. введением в молекулу углеводорода таких веществ, как азот и кислород.

Механические смеси изготовляются смешением веществ, богатых кислородом, с веществами, богатыми углеродом.

В обоих случаях кислород находится в связанном состоянии с азотом или хлором (исключение составляют оксиликвиты , где кислород находится в свободном несвязанном состоянии).

В зависимости от количественного содержания кислорода во взрывчатом веществе окисление горючих элементов в процессе взрывчатого превращения может быть полным или неполным , а иногда кислород может даже оставаться в избытке. В соответствии с этим различают взрывчатые вещества с избыточным (положительным), нулевым и недостаточным (отрицательным) кислородным балансом .

Наиболее выгодными являются взрывчатые вещества, имеющие нулевой кислородный баланс, так как углерод полностью окисляется до СО 2 , а водород до Н 2 О, в результате чего выделяется максимально возможное для данного взрывчатого вещества количество тепла. Примером такого взрывчатого вещества может служить динафталит , представляющий собой смесь аммиачной селитры и динитронафталина:

При избыточном кислородном балансе остающийся неиспользованным кислород вступает в соединение с азотом, образуя весьма ядовитые окислы азота, которые поглощают часть тепла, что уменьшает количество энергии, выделяемой при взрыве. Примером взрывчатого вещества с избыточным кислородным балансом является нитроглицерин :

С другой стороны, при недостаточном кислородном балансе не весь углерод переходит в углекислый газ; часть его окисляется только до окиси углерода. (СО) которая также ядовита, хотя и в меньшей степени, чем окислы азота. Кроме того, часть углерода может остаться в твердом виде. Оставшийся твердым углерод и неполное его окисление только до СО ведут к уменьшению выделяемой при взрыве энергии.

Действительно, при образовании одной грамм-молекулы окиси углерода выделяется тепла только 26 ккал/моль, тогда как при образовании грамм-молекулы углекислого газа 94 ккал/моль.

Примером взрывчатого вещества с отрицательным кислородным балансом может служить тротил :

В реальных условиях, когда продукты взрыва совершают механическую работу, происходят дополнительные (вторичные) химические реакции и действительный состав продуктов взрыва несколько отличается от приведенных расчетных схем, а количество ядовитых газов в продуктах взрыва изменяется.

Классификация взрывчатых веществ

Взрывчатые вещества могут находиться в газообразном, жидком и твердом.состоянии или в виде смесей твердых или жидких веществ с твердыми или газообразными веществами.

В настоящее время, когда число различных взрывчатых веществ весьма велико (тысячи наименований), деление их только по физическому состоянию совершенно недостаточно. Такое деление ничего не говорит ни о работоспособности (мощности) взрывчатых веществ, по которой можно было бы судить об области применения того или иного из них, ни о свойствах взрывчатых веществ, по которым можно было бы судить о степени опасности их в обращении и при хранении. Поэтому в настоящее время приняты три другие классификации взрывчатых веществ.

По первой классификации все взрывчатые вещества делятся по их мощности и области применения на:.

А) повышенной мощности (тэн, гексоген, тетрил);

Б) нормальной мощности (тротил, пикриновая кислота, пластиты," тетритол, скальные аммониты, аммониты, содержащие 50-60% тротила, и студенистые нитроглицериновые ВВ);

В) пониженной мощности (аммиачно-селитренные В В, кроме упомянутых выше, порошкообразные нитроглицериновые ВВ и хлоратиты).

3. Метательные взрывчатые вещества (дымные пороха и бездымные пироксилиновые и нитроглицериновые пороха).

В этой классификации приведены, конечно, не все наименования взрывчатых веществ, а только те из них, которые преимущественно применяются на взрывных работах. В частности, под общим наименованием аммиачно-селитренных ВВ содержатся десятки различных составов, имеющих каждый свое отдельное название.

Вторая классификация делит взрывчатое вещество по их химическому составу:

1. Нитросоединения ; в веществах этого вида содержатся две - четыре нитрогруппы (NO 2); к ним относятся тетрил, тротил, гексоген, тетритол, пикриновая кислота и динитронафталин, входящий в составы некоторых аммиачно-селитренных взрывчатых веществ.

2. Нитроэфиры ; в веществах этого вида содержится несколько нитратных групп (ONO 2). К ним относятся тэн, нитроглицериновые ВВ и бездымные пороха.

3. Соли азотной кислоты - вещества, содержащие группу NO 3 , основным представителем которых является аммиачная (аммонийная) селитра NH 4 NO 3 , входящая в состав всех аммиачно-селитренных взрывчатых веществ. К этой группе также относятся калиевая селитра KNO 3 - основа дымных порохов, и натриевая селитра NaNO 3 , входящая в состав нитроглицериновых ВВ.

4. Соли азотистоводородной кислоты (HN 3), из которых применяется только азид свинца.

5. Соли гремучей кислоты (HONC), из которых применяется только гремучая ртуть.

6. Соли хлорноватой кислоты, так называемые хлоратиты и перхлоратиты , - взрывчатые вещества, в которых основным компонентом - носителем кислорода является хлорат или перхлорат калия (КСlO 3 и КСlO 4); сейчас они применяются очень редко. Обособленно от этой классификации находится взрывчатое вещество, называемое оксиликвитом .

По химической структуре взрывчатого вещества можно судить и об основных его свойствах:

Чувствительности, стойкости, составе продуктов взрыва, следовательно, о мощности вещества, взаимодействии его с другими веществами (например, с материалом оболочки) и ряде других свойств.

От характера связи нитрогрупп с углеродом (в нитросоединениях и нитроэфирах) зависят чувствительность взрывчатого вещества к внешним воздействиям и их стойкость (сохранение взрывчатых свойств) в условиях хранения. Например, нитросоединеиия, в которых азот группы NO 2 связан непосредственно с углеродом (С-NO 2), менее чувствительны и более стойки, чем нитроэфиры, у которых азот связан с углеродом через один из кислородов группы ONO 2 (С-О-NO 2); такая связь менее прочна и делает ВВ более чувствительным и менее стойким.

Число нитрогрупп, содержащихся в составе ВВ, характеризует мощность последнего, а также степень его чувствительности к внешним воздействиям. Чем больше нитрогрупп в молекуле ВВ, тем оно мощнее и чувствительнее. Так, например, мононитротолуол (имеющий только одну нитрогруппу) является маслянистой жидкость, не обладающей взрывчатыми свойствами; динитротолуол , содержащий две нитрогруппы, - уже взрывчатое вещество, но со слабыми взрывчатыми характеристиками; и, наконец, тринитротолуол (тротил) , имеющий три нитрогруппы, представляет собой вполне удовлетворительное по мощности взрывчатое вещество.

Динитросоединения применяются ограниченно; в большинстве современных взрывчатых веществ содержатся три или четыре нитрогруппы.

Присутствие некоторых других групп в составе ВВ также влияет на его свойства. Например, дополнительный азот (N 3) в гексогене повышает чувствительность последнего. Метильная же группа (СН 3) в тротиле и тетриле способствует тому, что эти ВВ не взаимодействуют с металлами, тогда как гидроксильная группа (ОН) в пикриновой кислоте является причиной легкого взаимодействия вещества с металлами (кроме олова) и появления так называемых пикратов того или иного металла, которые представляют собой взрывчатые вещества, весьма чувствительные к удару и трению.

Взрывчатые вещества, полученные путем замещения водорода металлом в азотистоводородной или гремучей кислоте, обусловливают крайнюю непрочность внутримолекулярных связей и, следовательно, особую чувствительность этих веществ к механическим и тепловым внешним воздействиям.

На взрывных работах в быту принята третья классификация взрывчатых веществ:- по допустимости их использования в тех или иных условиях .

По этой классификации различают следующие три основные группы:

1. ВВ, допущенные для открытых работ.

2. ВВ, допущенные для подземных работ в условиях, безопасных по возможности взрыва рудничного газа и угольной пыли.

3. ВВ, допущенные только для условий, опасных по возможности взрыва газа или пыли (предохранительные ВВ).

Критерием отнесения взрывчатого вещества к той или иной группе служат количество выделяющихся при взрыве ядовитых (вредных) газов и температура продуктов взрыва. Так, тротил из-за большого количества образующихся при его взрыве ядовитых газов может применяться только на открытых работах (строительство и карьерная добыча полезных ископаемых ), тогда как аммиачно-селитренные ВВ допускаются и на открытых, и в подземных работах в условиях, неопасных по газу и пыли. Для подземных же работ, где возможно наличие взрывающихся газо- и пылевоздушных смесей, допускаются только ВВ, имеющие пониженную температуру продуктов взрыва.

Нитроглицерин, нитрогликоли - бесцветные маслянистые жидкости, высокочувствительные к механическим воздействиям, в связи с чем перевозка нитроэфиров запрещена, и они перерабатываются на месте изготовления.

Нитрометан - бесцветная подвижная жидкость, растворимая в воде, детонирует при ударе и от взрывного импульса, минимальный инициирующий импульс 3-5 г тротила, чувствительна к механическому удару и трению. По энергетическим характеристикам эквивалентен гексогену.

Состав ВС-6Д - четырехкомпонентный эвтектический состав. По внешнему виду - маслянистая жидкость от светло-желтого до темножелтого цвета. Негигроскопичная, нерастворимая в воде. Растворима в ацетоне, дихлорэтане, этиловом спирте. Растворы щелочей разлагают состав ВС-6Д. Оказывает общетоксичное действие на уровне гексогена. Применяется в противопехотных минах систем дистанционного минирования.

Состав ЛД-70 - это легкоподвижная жидкость от светло-желтого до темно-желтого цвета. Содержит динитрата диэтиленгликоля (70%) и динитрата триэтиленгликоля (30%). Физические свойства и совместимость с конструкционными материалами как у ВС-6Д. Совмещается со сталью 30, сталью 12Х18Н10Т, алюминием А-70м, латунью, полиэтиленом, резиной ИРП-1266.

В промышленности разработаны новые мощные и недорогие жидкие ВВ, названные «взрывчатые вещества жидкие, изготавливаемые на месте использования» (вВжИМИ или Квазар-ВВ). Класс подобных ВВ открыт в конце ХІХ в. и получил название панкластитов. Они обладают комплексом взрывчатых и эксплуатационных характеристик, позволяющих отнести их к мощным бризантным ВВ с критическим диаметром 0,3 мм, высокой степенью опасности к заряду статического электричества и низким (на уровне тротила) значением чувствительности к начальным механическим импульсам.

Таблица 16

Характеристики ЖВВ в сравнении с известными составами

Из приведённых данных в табл. 16 следует, что Квазар-ВВ по критериям объёмного выделения энергии и мощности превосходит тротил. В качестве окислителя используется продукт отходов производства концентрированной азотной кислоты - четырёхокись азота, а в качестве горючего - широко известные углеводородные продукты крекинга нефти (керосин или диз. топлива). Эти компоненты хорошо смешиваются. ВВЖИМИ существует короткое время, определяемое, как правило, временем подготовки взрыва, но не более гарантийного срока его хранения (одни сутки), и при необходимости легко ликвидируется разбавлением водой или нейтрализацией содой.

Еще по теме Жидкие взрывчатые вещества:

1. Нарушение правил безопасности при ведении горных, строительных или иных работ
2. ДИРЕКТИВА СТАВКИ ВЕРМАХТА ОТ 7 ФЕВРАЛЯ 1941 Г. О ГРАДАЦИИ СРОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОГРАММ
3. ИЗ ОТЧЕТА УПРАВЛЕНИЯВОЕННОЙ ЭКОНОМИКИ И ВОЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ О ДОСТИГНУТЫХ В ПЕРИОД С 1 СЕНТЯБРЯ 1940 Г. ПО 1 АПРЕЛЯ 1941 Г. РЕЗУЛЬТАТАХ В ПРОИЗВОДСТВЕ ВООРУЖЕНИЯ

Ядерный век не отнял у химических взрывчатых веществ пальмы первенства по частоте использования, широте применения - от армии до добычи нефти, а также удобству хранения и транспортировке. Их можно перевозить в пластиковых пакетах, прятать в обычные компьютеры и даже закапывать просто в землю без какой-либо упаковки с гарантией того, что детонация все-таки произойдет. К сожалению, до сих пор большинство армий на Земле использует взрывчатые вещества против человека, а террористические организации - для нанесения ударов против государства. Тем не менее, источником и заказчиком химических разработок остаются министерства обороны.

Гексоген

Гексоген - это бризантное взрывчатое вещество на основе нитрамина. Его нормальное агрегатное состояние - мелкокристаллическое вещество белого цвета без вкуса и запаха. В воде не растворяется, негигроскопичен и неагрессивен. Гексоген не вступает в химическую реакцию с металлами и плохо прессуется. Для взрыва гексогена достаточно одного сильного удара или прострела пулей, в таком случае он начинает гореть белым ярким пламенем с характерным шипением. Горение переходит в детонацию. Второе название гексогена - RDX, Research Department eXplosive - взрывчатка отдела исследований.

Бризантные взрывчатые вещества - это такие вещества, у которых скорость взрывчатого разложения достаточно велика и достигает нескольких тысяч метров в секунду (до 9 тыс. м/с), вследствие чего они обладают дробяще-раскалывающей способностью. Преимущественным видом взрывчатых превращений их является детонация. Они широко применяются для снаряжения снарядов, мин, торпед и различных подрывных средств.

Гексоген получают путем нитролиза гексамина азотной кислотой. В ходе получения гексогена методом Бахмана гексамин реагирует с азотной кислотой, нитратом аммония, ледяной уксусной кислотой и уксусным ангидридом. Сырье состоит из гексамина и 98-99-процентной азотной кислоты. Однако эта сложная экзотермическая реакция не полностью контролируема, поэтому конечный результат не всегда предсказуем.

Производство гексогена достигло пика в 1960-х годах, когда оно было третьим по объему производства взрывчатых веществ в США. Средний объем производства гексогена с 1969 по 1971 год составлял около 7 т в месяц.

Текущее производство гексогена в США ограничено военным использованием на Военном заводе по производству боеприпасов Holston в Кингспорте, штат Теннесси. В 2006 году на заводе армейских боеприпасов в Холстоне было произведено свыше 3 т гексогена.

Молекула гексогена

RDX имеет как военное, так и гражданское применение. В качестве военного взрывчатого вещества гексоген может использоваться отдельно в качестве основного заряда для детонаторов или в смеси с другим взрывчатым веществом, таким как тротил, с образованием циклотолов, которые создают взрывной заряд для воздушных бомб, мин и торпед. Гексоген в полтора раза мощнее тротила, и его легко активировать с помощью фульмината ртути. Обычное военное применение гексогена - в качестве ингредиента взрывчатых веществ на пластидовой связке, которые использовались для наполнения почти всех типов боеприпасов.

В прошлом побочные продукты военных взрывчатых веществ, таких как гексоген, открыто сжигались на многих армейских заводах по производству боеприпасов. Существуют письменные подтверждения того, что до 80% отходов боеприпасов и ракетного топлива за последние 50 лет были утилизированы именно так. Основным недостатком этого способа считается то, что взрывчатые загрязнители часто попадают в воздух, воду и почву. Боеприпасы с RDX также ранее утилизировались путем сброса в глубинные морские воды.

Октоген

Октоген - тоже бризантное взрывчатое вещество, но оно уже относится к группе взрывчатых веществ повышенной мощности. По американской номенклатуре обозначается как HMX. Существует много догадок относительно того, что означает аббревиатура: High Melting eXplosive - взрывчатка высокого плавления, или High-Speed ​​Military eXplosive - высокоскоростное военное взрывчатое вещество. Но подтверждающих эти догадки записей нет. Это могло быть просто кодовое слово.

Первоначально, в 1941 году, октоген был просто побочным продуктом при производстве гексогена методом Бахмана. Содержание октогена в таком гексогене достигает 10%. Незначительные количества октогена присутствуют так­же и в гексогене, полученном окислительным способом.

В 1961 году канадский химик Жан-Поль Пикард метод получения октогена непосредственно из гексаметилентетрамина. Новый метод позволял получать взрывчатое вещество с концентрацией 85% с чистотой более 90%. Недостаток метода Пикарда состоит в том, что это многоступенчатый процесс - он занимает достаточно продолжительное время.

В 1964 году индийские химики разработали одностадийный процесс, тем самым значительно снизив стоимость октогена.

Октоген, в свою очередь, более стабилен, чем гексоген. Он воспламеняется при более высокой температуре - 335 °C вместо 260 °С - и обладает химической стабильностью тротила или пикриновой кислоты, к тому же, у него более высокая скорость детонации.

HMX используется там, где его высокая мощность превышает расходы на его приобретение - около $100 за килограмм. Например, в ракетных боеголовках меньший заряд более мощного взрывчатого вещества позволяет ракете двигаться быстрее или иметь большую дальность полета. Он также используется в кумулятивных зарядах для пробивания брони и преодоления заграждений из оборонительных сооружений, где менее мощное взрывчатое вещество может не справиться. Октоген в качестве бризантных зарядов наиболее широко применяется при проведении взрывных работ в особо глубоких нефтяных скважинах, где имеются высокие температуры и давление.

Октоген используют в качестве взрывчатого вещества при бурении особо глубоких нефтяных скважин

В России октоген применяют для проведения прострелочно-взрывных работ в глубинных скважинах. Его используют при изготовлении термостойкого пороха и в термостойких электродетонаторах ТЭД-200. Октоген используют также для снаряжения детонирующего шнура ДШТ-200.

Транспортируют октоген в водонепроницаемых мешках (резиновых, прорезиненных или пластиковых) в форме пастообразной смеси или в брикетах, содержащих не менее 10% жидкости, состоящей из 40% (весовых) изопропилового спирта и 60% воды.

Смесь октогена с тротилом (30 на 70% или 25 на 75%) называется октол. Другая смесь, называемая окфол, представляющая собой однородный рассыпчатый порошок от розового до малинового цвета, на 95% состоит из октогена, десенсибилизированного на 5% пластификатором, это влияет на то, что скорость детонации падает до 8 670 м/с.

Твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества смочены водой или спиртами либо разбавлены другими веществами для подавления их взрывчатых свойств.

Жидкие десенсибилизированные взрывчатые вещества растворены или суспендированы в воде или других жидких веществах для образования однородной жидкой смеси с целью подавления их взрывчатых свойств.

Гидразин и астролит

Гидразин и его производные чрезвычайно токсичны по отношению к различным видам животных и растительных организмов. Получить гидразин можно в результате реакции раствора аммиака с гипохлоритом натрия. Раствор гипохлорита натрия больше известен как белизна. Разбавленные растворы сульфата гидразина губительно действуют на семена, морские водоросли, одноклеточные и простейшие организмы. У млекопитающих гидразин вызывает судороги. В животный организм гидразин и его производные могут проникать любыми путями: при вдыхании паров продукта, через кожу и пищеварительный тракт. Для человека степень токсичности гидразина не определена. Особо опасно то, что характерный запах ряда гидразинопроизводных ощущается лишь в первые минуты контакта с ними. В дальнейшем вследствие адаптации органов обоняния это ощущение исчезает и человек, не замечая того, может длительное время находиться в зараженной атмосфере, содержащей токсические концентрации названного вещества.

Изобретенный в 1960-х годах химиком Джеральдом Херстом в компании «Атлас Паудер» астролит представляет собой семейство бинарных взрывчатых веществ в жидком состоянии, которые образуются при смешивании нитрата аммония и безводного гидразина (ракетного топлива). Прозрачная жидкая взрывчатка под названием Астролит G ​​имеет очень высокую скорость детонации - 8 600 м/с, почти вдвое больше, чем у тротила. Кроме того, он остается взрывоопасным при практически любых погодных условиях, так как хорошо абсорбируется в земле. Полевые испытания показали, что Астролит G детонировал даже после того, как четверо суток находился в почве под проливным дождем.

Тетранитропентаэритрит

Тетранитрат пентаэритрита (PETN, ТЭН) - это нитратный эфир пентаэритрита, используемый в качестве энергетического и наполняющего материала для военных и гражданских целей. Вещество производится в виде белого порошка и часто является компонентом пластичных взрывчатых веществ. Он широко используется повстанческими отрядами и, вероятно, был выбран ими, потому что его очень легко активировать.

Внешний вид ТЭНа

ТЭН сохраняет свои свойства при хранении дольше, чем нитроглицерин и нитроцеллюлоза. В то же время он легко взрывается при механическом ударе определенной силы. Был впервые синтезирован в качестве коммерческого взрывного устройства после Первой мировой войны. Он был оценен как у военных, так и у гражданских специалистов, прежде всего, за его разрушительную силу и эффективность. Его закладывают в детонаторы, взрывные колпачки и взрыватели для распространения серии детонаций от одного заряда взрывчатого вещества к другому. Смесь примерно равных долей ТЭНа и тринитротолуола (ТНТ) создает мощную военную взрывчатку, называемую пентолитом, которая используется в гранатах, артиллерийских снарядах и боеголовках с кумулятивным зарядом. Первые заряды пентолита были выпущены из старого противотанкового оружия типа базуки во время Второй мировой войны.

Взрыв пентолита в Боготе

17 января 2019 года в столице Колумбии, Боготе, внедорожник, начиненный 80 кг пентолита, врезался в один из корпусов кадетской школы полиции «Генерал Сантандер» и взорвался. От взрыва погиб 21 человек, пострадавших, по официальным данным, было 87. Произошедшее было квалифицировано как террористический акт, так как машиной управлял бывший подрывник повстанческой армии Колумбии, 56-летний Хосе Альдемар Рохас. Власти Колумбии возложили ответственность за взрыв в Боготе на леворадикальную организацию, с которой они безуспешно ведут переговоры последние десять лет.

Взрыв пентолита в Боготе

ТЭН часто используют в террористических актах из-за его взрывной силы, возможности помещать в необычные упаковки и сложности обнаружения с помощью рентгеновского и другого обычного оборудования. Электрически активированный детонатор ударного типа можно обнаружить при обычном досмотре в аэропорту, если его перевозить на телах смертников, но он может быть эффективно скрыт в электронном приборе в виде пакетной бомбы, как это произошло при попытке взрыва грузового самолета в 2010 году. Тогда компьютерные принтеры с картриджами, наполненными ТЭН, были перехвачены органами безопасности только потому, что спецслужбы благодаря информаторам уже знали о бомбах.

Пластичные взрывчатые вещества - смеси, которые легко деформируются даже от незначительных усилий и сохраняют приданную им форму неограниченное время в условиях эксплуатационных температур.

Они активно применяются в подрывном деле для изготовления зарядов любой заданной формы непосредственно на месте проведения взрывных работ. Пластификаторами выступают каучуки, минеральные и растительные масла, смолы. Взрывчатыми компонентами служат гексоген, октоген, тетранитрат пентаэритрита. Пластификация взрывчатого вещества может быть произведена путем введения в его состав смесей нитратов целлюлозы и веществ, пластифицирующих нитраты целлюлозы.

Трициклическая мочевина

В 80-х годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу мочевины - один ее килограмм заменял 22 кг тротила.

Эксперты соглашаются с такими выводами, поскольку «китайский разрушитель» имеет самую большую плотность из всех известных взрывчатых веществ и при этом обладает максимальным кислородным коэффициентом. То есть во время взрыва сжигается абсолютно весь материал. Кстати, у тротила он равен 0,74.

В реальности трициклическая мочевина не годится для военных действий, прежде всего, из-за плохой гидролитической стойкости. Уже на следующий день при стандартном хранении она превращается в слизь. Впрочем, китайцам удалось получить другую «мочевину» - динитромочевину, которая хоть и хуже по фугасности, чем «разрушитель», но тоже относится к одному из самых мощных взрывчатых веществ. Сегодня ее выпускают американцы на своих трех пилотных установках.

Идеальное взрывчатое вещество - это баланс между максимальной взрывчатой силой и максимальной стабильностью при хранении и транспортировке. Да еще и максимальная плотность химической энергии, невысокая стоимость в производстве и, желательно, экологическая безопасность. Добиться всего этого нелегко, поэтому для разработок в этой области обычно берут уже зарекомендовавшие себя формулы и пытаются улучшить одну из нужных характеристик без ущерба для остальных. Полностью новые соединения появляются крайне редко.

— Это — сила, понимаешь? Сила, заключенная в материи. Материя обладает чудовищной силой. Я... я на ощупь чувствую, что в ней все так и кишит... И сдерживается-то все это... невероятным усилием. Стоит расшатать изнутри — и бац! — распад. Все — взрыв.

Карел Чапек, «Кракатит»

Полусумасшедший гений-химик инженер Прокоп дал в этом эпиграфе очень точное, хотя и своеобразное определение взрывчатых веществ. Об этих веществах, во многом определивших развитие человеческой цивилизации, мы и поговорим в настоящей статье. Разумеется, речь пойдет не только о военном использовании взрывчатки — сфера ее применения настолько широка, что совершенно не укладывается в какое-то шаблонное «от и до». Нам с вами предстоит разобраться в том, что такое взрыв, познакомиться с видами взрывчатых веществ, вспомнить историю их появления, развития и совершенствования. Не останутся в стороне и курьезные или просто интересные сведения обо всем, что связано с взрывами.

Впервые в моей авторской практике я вынужден сделать предупреждение — никаких рецептов изготовления взрывчатых веществ, описаний технологии и компоновочных схем взрывных устройств в статье не будет. Надеюсь на понимание.

Что такое взрыв?

— А вот и взрыв в Гроттупе, — сказал старичок: на картинке — клубы розового дыма, выброшенные серно-желтым пламенем высоко вверх, до самого обреза; в дыму и пламени жутко висят разорванные человеческие тела. — Погибло при этом взрыве больше пяти тысяч человек. Великое было несчастье, — вздохнул старичок. — Это моя последняя картинка.

Карел Чапек, «Кракатит»

Ответ на этот, казалось бы, очень простой вопрос не так прост, как может показаться на первый взгляд. Наиболее общего и точного определения взрыва не существует вплоть до сегодняшнего дня. Академические справочники и энциклопедии дают весьма расплывчатое определение вида «неуправляемый быстропротекающий физико-химический процесс с выделением значительной энергии в небольшом объеме». Слабость этой дефиниции состоит в том, что не указаны никакие количественные критерии.

Международный знак «Осторожно! Взрывчатое вещество». Лаконично и предельно понятно.

Объем, количество выделенной энергии и время протекания — все эти величины можно, разумеется, привести к понятию «минимальной удельной мощности», кое и определит границу, выше которой процесс можно считать взрывным. Но так уж получилось, что подобная точность определений никому толком и не требуется — у военных, геологов, пиротехников, физиков-ядерщиков, астрофизиков, технологов существуют собственные критерии взрыва. У артиллериста попросту не возникнет вопрос, считать ли результат срабатывания осколочно-фугасного снаряда взрывом, а астрофизик при подобном вопросе относительно сверхновой звезды вообще недоуменно пожмет плечами.

Взрывы различаются физической природой источника энергии и способом ее освобождения. Чтобы выделить интересующие нас химические взрывы, давайте попробуем разобраться в том, какими взрывы еще бывают.

Термодинамический взрыв — довольно большая категория быстропротекающих процессов с выделением тепловой или кинетической энергии. К примеру, если повышать давление газа в герметичном сосуде, то рано или поздно сосуд разрушится и произойдет взрыв. А если герметичный сосуд с перегретой жидкостью под давлением быстро открыть, то взрыв произойдет из-за сброса давления, мгновенного вскипания жидкости и образования ударных волн.

Кинетический взрыв — преобразование кинетической энергии движущегося материального тела в тепловую энергию при резком торможении. Падение болида на Землю — это вполне характерный пример кинетического взрыва. Удар болванки бронебойного снаряда в броню танка тоже можно было бы считать кинетическим взрывом, но здесь все несколько сложнее — взрывной характер взаимодействия обеспечивается не только сугубо тепловым эффектом удара. Свободные электроны в металле снаряда, движущиеся с той же скоростью, при резком торможении продолжают двигаться по инерции, формируя огромные токи в проводнике.

Разрушение 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС — типичный термодинамический взрыв.

Электрический взрыв — выделение тепловой энергии при прохождении так называемых «ударных» токов в проводнике. Здесь взрывной характер процесса определяется сопротивлением проводника и величиной проходящего тока. К примеру, конденсатор емкостью 100 мкФ, заряженный до 300 В, накапливает энергию 4,5 Дж. Если замкнуть клеммы конденсатора тонкой проволочкой, эта энергия выделится на проволочке в виде тепловой за десятки микросекунд, развив мощность в десятки и даже сотни киловатт. При этом проволочка, разумеется, испарится — то есть произойдет взрыв. Электрическим взрывом можно считать и разряд молнии в грозу.

Ядерный взрыв — это процесс высвобождения внутриядерной энергии атомов при неуправляемых ядерных реакциях. Здесь энергия выделяется не только в виде тепла — спектр излучения в электромагнитном диапазоне при ядерном взрыве поистине колоссален. Кроме того, энергия ядерного взрыва уносится осколками деления или продуктами синтеза, быстрыми электронами и нейтронами.

Понятие взрыва у астрофизиков непредставимо с позиции земных масштабов — здесь речь идет о выделении энергии в таких количествах, какие человечество наверняка не добудет за весь период своего существования. Благодаря взрывам сверхновых звезд первого и второго поколения, вызвавшим выброс тяжелых элементов, появилась Солнечная система, на третьей планете которой смогла зародиться жизнь. А если вспомнить теорию Большого Взрыва, можно с уверенностью сказать, что не только земная жизнь, но и вся наша вселенная обязана своим существованием взрыву.

Химический взрыв

Термохимии не существует. Де-струк-ция. Деструктивная химия, вот что. Это грандиозная штука, Томеш, с чисто научной точки зрения.

Карел Чапек, «Кракатит»

Ну вот, теперь мы, похоже, определились с теми видами взрывов, которые в дальнейшем рассматривать не будем. Перейдем к интересующему нас предмету — широко известным химическим взрывам.

Стотонный тестовый химический взрыв на ядерном полигоне в Аламогордо.

Химический взрыв — это процесс преобразования внутренней энергии молекулярных связей в тепловую энергию при быстром и неуправляемом протекании химических реакций. Но в этом определении мы обнаруживаем ту же проблему, что и с определением взрыва вообще, — единого мнения о том, какие химические процессы можно считать взрывом, не существует.

На взгляд большинства специалистов, наиболее жесткий критерий химического взрыва — это распространение реакции за счет процесса детонации, а не дефлаграции.

Детонация — это сверхзвуковое распространение фронта сжатия с сопутствующей экзотермической реакцией в веществе. Механизм детонации состоит в том, что в результате начала химической реакции выделяется большое количество тепловой энергии и газообразных продуктов под большим давлением, отчего образуется ударная волна. При прохождении ее фронта в веществе происходит скачок уплотнения и резко поднимается температура (в физике это явление описывается адиабатическим процессом), инициирующая дальнейшую химическую реакцию. Таким образом, детонация — это самоподдерживающийся механизм максимально быстрого (лавинного) вовлечения вещества в химическую реакцию.

Воспламенение спичечной головки происходит в тысячи раз медленнее, чем самый медленный взрыв.

На заметку: скорость детонации — одна из важнейших характеристик взрывчатого вещества. Для твердых взрывчаток она колеблется от 1,2 км/с до 9 км/с. Чем выше скорость детонации, тем выше давление в зоне уплотнения и эффективность действия взрыва.

Дефлаграция — дозвуковой окислительно-восстановительный процесс, при котором фронт реакции перемещается за счет теплопередачи. То есть речь идет о всем известном процессе горения восстановителя в окислителе. Скорость распространения фронта горения определяется не только теплотворной способностью реакции и эффективностью теплопередачи в веществе, но и механизмом доступа окислителя в зону реакции.

Но и здесь не все однозначно. К примеру, мощная струя горючего газа в атмосфере будет гореть достаточно сложным образом — не только по поверхности газовой струи, но и в той части объема, куда из-за струйного эффекта будет всасываться воздух. При этом возможны и детонационные процессы — своеобразные «хлопки» со срывом факела пламени.

Это интересно: лаборатория горения НИИ физики, где я когда-то работал, больше двух лет билась над задачей управляемой детонации водородного факела. В те времена ее в шутку называли «Лаборатория горения и, если удастся, взрыва».

Из всего сказанного следует сделать один важный вывод — существуют самые различные сочетания процессов горения и детонации и переходы в ту или иную сторону. По этой причине для простоты к химическим взрывам обычно относят различные быстропротекающие экзотермические процессы без уточнения их характера.

Необходимая терминология

— Что вы, какие там цифры! Первый опыт... пятьдесят процентов крахмала... и крешер разлетелся вдребезги; один инженер и два лаборанта... тоже вдребезги. Не верите? Опыт второй: блок Трауцля, девяносто процентов вазелина, и — бум! Снесло крышу, убит один рабочий; от блока остались одни шкварки.

Карел Чапек, «Кракатит»

Защитный костюм сапера. В нем производится обезвреживание взрывных устройств неизвестной конструкции.

Прежде чем мы с вами перейдем к непосредственному знакомству с взрывчатыми веществами, следует немного разобраться в некоторых понятиях, связанных с этим классом химических соединений. Все вы наверняка слышали термины «фугасный заряд» и «бризантные ВВ». Давайте разберемся, что они означают.

Фугасность — наиболее общая характеристика взрывчатого вещества, определяющая меру его разрушающей эффективности. Фугасность напрямую зависит от количества выделяемых при взрыве газообразных продуктов.

При численной оценке фугасности используются разные методики, самая известная из которых — проба Трауцля . Испытание проводится путем подрыва заряда массой 10 грамм, размещенного в герметично закрытом свинцовом контейнере цилиндрической формы (его иногда называют бомбой Трауцля ). При взрыве контейнер раздувается. Разница между его объемами до и после взрыва, выраженная в кубических сантиметрах, и есть мера фугасности. Зачастую используют так называемую сравнительную фугасность , выраженную как отношение полученных результатов к результатам подрыва 10 грамм кристаллического тротила.

На заметку: сравнительную фугасность не следует путать с тротиловым эквивалентом — это абсолютно разные понятия.

Такие разрывы оболочки свидетельствуют о малой бризантности заряда.

Бризантность — способность взрывчатых веществ производить при взрыве дробление твердой среды в непосредственной близости к заряду (несколько его радиусов). Эта характеристика зависит в первую очередь от физического состояния взрывчатки (плотность, однородность, степень измельчения). С увеличением плотности бризантность возрастает одновременно с возрастанием скорости детонации.

Бризантность можно регулировать в широких пределах путем смешивания взрывчатого вещества с так называемыми флегматизаторами — химическими соединениями, неспособными к взрыву.

Для измерения бризантности в большинстве случаев используется косвенная проба Гесса , при которой заряд массой 50 грамм устанавливают на свинцовом цилиндре определенной высоты и диаметра, подрывают, а затем измеряют высоту обжатого взрывом цилиндра. Разница между высотами цилиндра до и после взрыва, выраженная в миллиметрах, и есть мера бризантности.

Однако проба Гесса не подходит для испытания взрывчатки с высокой бризантностью — заряд в 50 грамм попросту разрушает свинцовый цилиндр до основания. Для таких случаев используется бризантометр Каста с медным цилиндром, называемым крешером .

Такой взрыв очень эффектен, но, как правило, неэффекти-
вен — слишком много энергии ушло на нагрев дымового облака.

На заметку: фугасность и бризантность — это величины, не связанные между собой. Когда-то, в ранней юности, я увлекался химией взрывчатых веществ. И однажды полученные мной несколько грамм перекиси ацетона самопроизвольно сдетонировали, разрушив фаянсовый тигель до состояния мельчайшей пыли, покрывшей тонким слоем стол. Я в это время находился буквально в метре от взрыва, но нисколько не пострадал. Как видите, перекись ацетона имеет превосходную бризантность, но низкую фугасность. Такое же количество взрывчатого вещества с высокой фугасностью могло бы привести к баротравме и даже контузии.

Чувствительность — характеристика, определяющая вероятность взрыва при каком-то определенном воздействии на взрывчатое вещество. Чаще всего эту величину представляют в виде минимального значения воздействия, которое приводит к гарантированному взрыву в некоторых стандартных условиях.

Существует множество различных методик определения той или иной чувствительности (удар, трение, нагрев, искровой разряд, прострел, детонация). Все эти виды чувствительности чрезвычайно важны для организации безопасного производства, транспортировки и применения взрывчатых веществ.

Это интересно: рекорды чувствительности принадлежат очень простым химическим соединениям. Иодид азота (он же нитрид трииода) I3N в сухом виде детонирует от вспышки света, от проведения перышком, от слабого надавливания или нагревания, даже от громкого звука. Это, пожалуй, единственная взрывчатка, детонирующая от альфа-излучения. А кристалл триоксида ксенона — самого стабильного из оксидов ксенона — способен детонировать от собственного веса, если его масса превышает 20 мг.

Сварка взрывом дает такую картину шва на срезе. Хорошо видна волно-
образная структура, образованная стоячей ударной волной в деталях.

Чувствительность к детонации выделяют в особый термин — восприимчивость , то есть способность заряда взрывчатого вещества к взрыву при воздействии на него факторов взрыва другого заряда. Чаще всего восприимчивость выражают в массе фульмината ртути, необходимой для гарантированного подрыва заряда. К примеру, для тринитротолуола восприимчивость равна 0,15 г.

Есть еще одно весьма важное понятие, связанное с взрывчатыми веществами, — критический диаметр . Это наименьший диаметр цилиндрического заряда, при котором возможно распространение процесса детонации.

Если диаметр заряда меньше критического, то детонация либо не возникает вообще, либо затухает по мере продвижения ее фронта вдоль цилиндра. Следует отметить, что скорость детонации определенного взрывчатого вещества далеко не постоянна — с увеличением диаметра заряда она возрастает до значения, характерного для данного взрывчатого вещества и его физического состояния. Диаметр заряда, при котором скорость детонации становится постоянной, называется предельным диаметром .

Критический диаметр детонации обычно определяют путем подрыва модельных зарядов длиной не менее пяти диаметров заряда. Для бризантных взрывчаток он обычно составляет несколько миллиметров.

Боеприпасы объемного взрыва

Человечество познакомилось с объемным взрывом задолго до создания первого взрывчатого вещества. Мучная пыль на мельницах, угольная пыль в шахтах, микроскопические растительные волокна в воздухе мануфактур — это горючие аэрозоли, при определенных условиях способные к детонации. Достаточно было одной искры — и огромные помещения рассыпались как карточные домики от чудовищного взрыва практически невидимой глазом пыли.

Объемный взрыв внутри автомобиля приводит к таким последствиям.

Такое явление рано или поздно должно было привлечь внимание военных — и, конечно же, привлекло. Существует вид боеприпасов, который использует распыление горючего вещества в виде аэрозоля и подрыв полученного газового облака — боеприпасы объемного взрыва (иногда называемые термобарическими боеприпасами).

Принцип действия объемно-детонирующей авиабомбы состоит в двухступенчатом подрыве — сначала один заряд взрывчатки распыляет горючее вещество в воздухе, затем второй заряд детонирует образовавшуюся топливно-воздушную смесь.

У объемного взрыва есть немаловажная особенность, отличающая его от детонации сосредоточенного заряда, — взрыв топливо-воздушной смеси имеет гораздо больший фугасный эффект, чем у классического заряда той же массы. Более того, при увеличении размеров облака фугасность возрастает нелинейно. Объемно-детонирующие авиабомбы большого калибра могут создать взрыв, сравнимый по энергетике с тактическим ядерным зарядом малой мощности.

Основной поражающий фактор объемного взрыва — это ударная волна, поскольку бризантное действие здесь неотличимо от нуля.

Сведения о термобарических боеприпасах, искаженные до неузнаваемости безграмотными журналистами, приводят знающего человека в праведную ярость, а несведущего — в панический ужас. Фантазерам от журналистики мало того, что авиабомбу объемной детонации они обозвали нелепым термином «вакуумная бомба». Они следуют указаниям Йозефа Геббельса и нагромождают настолько дикую чушь, что некоторые в нее верят.

Испытание термобарического взрывного устройства. Похоже, до боевого образца ему еще очень далеко.

«...Принцип действия этого ужасного оружия, приближающегося по мощности к ядерной бомбе, основан на своего рода взрыве наоборот. При взрыве этой бомбы происходит мгновенное сжигание кислорода, образуется глубокий вакуум, более глубокий, чем в открытом космосе. Все окружающие предметы, люди, машины, животные, деревья мгновенно втягиваются в эпицентр взрыва и, сталкиваясь, превращаются в порошок...»

Согласитесь, одно только «сжигание кислорода» явно свидетельствует о «трех классах и двух коридорах». А «вакуум, более глубокий, чем в открытом космосе» недвусмысленно намекает на то, что автор этой писанины не подозревает о наличии в воздухе 78% азота, совершенно непригодного для «сжигания». Вот разве что безудержная фантазия, сыплющая в эпицентр (sic!) людей, животных и деревья, вызывает невольное восхищение.

Классификация взрывчатых веществ

— Все — взрывчатое вещество... стоит только как следует взяться.

Карел Чапек, «Кракатит»

Да, это тоже взрыв-чатые вещества. Но мы их обсуждать не будем, а просто полюбуемся.

Химия и технология взрывчатых веществ до сегодняшнего дня считается областью знаний с жестко ограниченным доступом к информации. Такое положение вещей неизбежно приводит к множеству самых разнообразных формулировок и определений. И именно по этой причине специальная комиссия ООН приняла в 2003 году «Систему классификации и маркировки химической продукции», согласованную на глобальном уровне. Ниже приведено определение взрывчатых веществ, взятое из этого документа.

Взрывчатое вещество (или смесь) — твердое или жидкое вещество (или смесь веществ), которое само по себе способно к химической реакции с выделением газов при такой температуре и таком давлении и с такой скоростью, что это вызывает повреждение окружающих предметов. Пиротехнические вещества включаются в эту категорию даже в том случае, если они не выделяют газов.

Пиротехническое вещество (или смесь) — вещество или смесь веществ, которые предназначены для производства эффекта в виде тепла, огня, звука или дыма или их комбинации в результате самоподдерживающихся экзотермических химических реакций, протекающих без детонации.

Таким образом, в категорию взрывчатых веществ по традиции включаются и всевозможные пороховые составы, способные к горению без доступа воздуха. Более того, к этой же категории относятся те самые петарды, которыми так любит радовать себя народ в новогоднюю ночь. Но ниже мы поговорим о «настоящих» взрывчатках, без которых не мыслят своего существования военные, строители и горняки.

Взрывчатые вещества классифицируются по нескольким принципам — состав, физическое состояние, форма работы взрыва, область применения.

Состав

Существуют два больших класса взрывчатых веществ — индивидуальные и композитные.

Индивидуальные представляют собой химические соединения, способные к внутримолекулярному окислению. При этом молекула вовсе не должна содержать в своем составе кислород — достаточно, чтобы одна часть молекулы передала электрон другой ее части с положительным тепловым выходом.

Энергетически молекулу такого взрывчатого вещества можно представить как шарик, лежащий в углублении на вершине горы. Он будет спокойно лежать до передачи ему некоторого сравнительно небольшого импульса, после чего скатится по склону горы, выделив при этом энергию, значительно превышающую затраченную.

Фунт тротила в заводской упаковке и аммоналовый заряд массой 20 килограмм.

К индивидуальным взрывчатым веществам относятся тринитротолуол (он же тротил, тол, ТНТ), гексоген, нитроглицерин, фульминат ртути (гремучая ртуть), азид свинца.

Композитные состоят из двух и более веществ, не связанных между собой химически. Иногда компоненты таких взрывчаток сами по себе не являются способными к детонации, а проявляют эти свойства при реакции между собой (обычно речь идет о смеси окислителя и восстановителя). Характерный пример такого двухсоставного композита — оксиликвит (пористое горючее вещество, пропитанное жидким кислородом).

Композиты могут состоять и из смеси индивидуальных взрывчатых веществ с добавками, регулирующими чувствительность, фугасность и бризантность. Такие добавки могут как ослаблять взрывные характеристики композитов (парафин, церезин, тальк, дифениламин), так и усиливать их (порошки различных химически активных металлов — алюминия, магния, циркония). Кроме того, существуют стабилизирующие добавки, увеличивающие срок хранения готовых взрывных зарядов, и кондиционные, доводящие взрывчатое вещество до требуемого физического состояния.

В связи с развитием и распространением мирового терроризма ужесточились требования к контролю над взрывчатыми веществами. В состав современных взрывчаток в обязательном порядке вводятся химические маркеры, обнаруживаемые в продуктах взрыва и однозначно указывающие на производителя, а также пахучие вещества, помогающие в обнаружении взрывных зарядов служебными собаками и приборами газовой хроматографии.

Физическое состояние

Американская бомба BLU-82/B содержит 5700 кг аммонала. Это одна из самых мощных неядерных бомб.

Эта классификация весьма обширна. Она включает в себя не только три состояния вещества (газ, жидкость, твердое тело), но и всевозможные дисперсные системы (гели, суспензии, эмульсии). Типичный представитель жидких взрывчатых веществ — нитроглицерин — при растворении в нем нитроцеллюлозы превращается в гель, известный как «гремучий студень», а при смешивании этого геля с твердым абсорбентом образуется твердый динамит.

Так называемые «гремучие газы», то есть смеси водорода с кислородом или хлором, практически не используются ни в промышленности, ни в военном деле. Они крайне нестабильны, обладают исключительно высокой чувствительностью и не позволяют производить точное взрывное воздействие. Существуют, однако, так называемые боеприпасы объемного взрыва, к которым военные проявляют большой интерес. Они не попадают в категорию газообразных взрывчатых веществ, но достаточно близки к ней.

Большинство современных промышленных составов — водные суспензии композитов, состоящих из аммиачной селитры и горючих компонентов. Такие составы очень удобны для транспортировки к месту проведения взрывных работ и заливки в шпуры. А широко распространенные составы Шпренгеля хранятся раздельно и готовятся непосредственно на месте применения в необходимом количестве.

Взрывчатые вещества военного применения, как правило, твердые. Всемирно известный тринитротолуол плавится без разложения и потому позволяет создавать монолитные заряды. А не менее известные гексоген и ТЭН при плавлении разлагаются (иногда с взрывом), поэтому заряды из таких взрывчатых веществ формируются прессованием кристаллической массы во влажном состоянии с последующим высушиванием. Аммониты и аммоналы, используемые при снаряжении боеприпасов, обычно гранулируют для облегчения засыпки.

Форма работы взрыва

Очищенная гремучая ртуть чем-то напоминает мартовские сугробы.

Для обеспечения безопасности хранения и применения промышленные и боевые заряды должны формироваться из малочувствительных взрывчатых веществ — чем ниже их чувствительность, тем лучше. А для подрыва этих зарядов используются заряды, достаточно небольшие для того, чтобы их самопроизвольный подрыв при хранении не нанес значительного ущерба. Типичный пример такого подхода — наступательная граната РГД-5 с запалом УЗРГМ.

Инициирующими называют индивидуальные или смесевые взрывчатые вещества, имеющие высокую чувствительность к простым воздействиям (удар, трение, нагрев). От таких веществ требуется выделение энергии, достаточное для запуска детонационного процесса бризантных взрывчаток — то есть высокая инициирующая способность. Кроме того, они должны обладать хорошей сыпучестью и прессуемостью, химической стойкостью, совместимостью с вторичными взрывчатыми веществами.

Инициирующие взрывчатые вещества используются в специальной конструкции — так называемых капсюлях-детонаторах и капсюлях-воспламенителях. Они есть везде, где нужно произвести взрыв. И они не подлежат делению на «военные» и «гражданские» — способ использования бризантной взрывчатки не играет здесь решительно никакой роли.

Это интересно: производные тетразола применяются в автомобильных подушках безопасности как источник взрывного выделения газообразного азота. Как видите, взрыв может не только убить, но и спасти жизнь.

Вот так — чешуйками — выглядел тринитротолуол, полученный
Генрихом Кастом.

В качестве примеров инициирующих взрывчатых веществ можно привести гремучую ртуть, азид свинца и тринитрорезорцинат свинца. Однако в настоящее время активно ищутся и внедряются инициирующие взрывчатые вещества, не содержащие тяжелых металлов. В качестве экологически безопасных рекомендованы составы на основе нитротетразола в комплексе с железом. А аммиачные комплексы перхлората кобальта с производными тетразола детонируют от лазерного луча, подводимого по оптоволокну. Такая технология исключает случайную детонацию при накоплении статического заряда и существенно повышает безопасность проведения взрывных работ.

Бризантные взрывчатые вещества, как уже было сказано, отличаются низкой чувствительностью. В качестве индивидуальных и смесевых составов широко используются различные нитросоединения. Кроме привычного и известного всем тротила можно вспомнить нитроамины (тетрил, гексоген, октоген), сложные эфиры азотной кислоты (нитроглицерин, нитрогликоль), нитраты целлюлозы.

Это интересно: отслужив верой и правдой взрывникам всех мастей сто лет, тринитротолуол сдает позиции. Во всяком случае, в США при выполнении взрывных работ он не используется с 1990 года. Причина кроется во все тех же экологических соображениях — продукты взрыва тротила очень токсичны.

Бризантные взрывчатые вещества используют для снаряжения артиллерийских снарядов, авиабомб, торпед, боевых частей ракет различных классов, ручных гранат — словом, военное применение их необозримо.

Следует вспомнить и о ядерном оружии, где для перевода сборки в надкритическое состояние используется химический взрыв. Однако здесь слово «бризантные» следует употреблять с осторожностью — от имплозионных линз требуется как раз малая бризантность при большой фугасности, чтобы сборку сжало, а не раздробило взрывом. Для этой цели используется боратол (смесь тротила с нитратом бария) — состав с большим газовыделением, но невысокой скоростью детонации.

Мемориал Crazy Horse, воз-
водимый в Южной Дакоте и посвященный индейскому вождю Неистовому Коню, высечен из цельной скалы
при помощи взрывчатки.

Неофициальное название авиа-
бомбы GBU-43/B — Mother Of All Bombs. На момент создания она была крупнейшей неядерной бомбой в мире и содержала 8.5 тонны взрывчатки.

Это интересно: мемориал Crazy Horse, возводимый в штате Южная Дакота в честь легендарного военного вождя индейского племени оглала, изготавливается с помощью взрывчатых веществ.

Бризантные заряды используются в ракетно-космической технике для разделения конструкционных элементов ракет-носителей и космических аппаратов, выброса и отстрела парашютов, аварийного выключения двигателей. Авиационная автоматика тоже не обошла их вниманием — отстрел фонаря кабины истребителя перед катапультированием производится малыми бризантными зарядами. А в вертолете Ми-28 такие заряды выполняют сразу три функции при аварийном покидании вертолета — отстрел лопастей, сброс дверей кабины и надув предохранительных камер, расположенных ниже уровня двери.

Значительное количество бризантных взрывчатых веществ расходуется в горном деле (вскрышные работы, добыча полезных ископаемых), в строительстве (подготовка котлованов, разрушение скальных пород и ликвидируемых строительных конструкций), в промышленности (сварка взрывом, упрочняющая импульсная обработка металлов, штамповка).

Пластит или пластид?

Скажу честно: и та и другая форма «народно-журналистского» названия пластичного взрывчатого компаунда Composition C-4 вызывают у меня примерно те же чувства, что и «эпицентр взрыва вакуумной бомбы».

Впрочем, почему именно С-4? Нет, пластит — это взрывчатка чудовищной разрушительной силы, следы которой непременно находят во взорванных террористами аэропортах, школах и больницах. Ни один уважающий себя террорист даже пальцем не прикоснется к толу или аммоналу — это детские игрушки по сравнению с пластитом, один спичечный коробок которого превращает автомобиль в огненный шар, а килограмм разносит в хлам многоэтажный дом.

Воткнуть детонаторы в мягкие брикеты С-4 — дело нехитрое. Такой и должна быть военная взрывчатка — простой и надежной.

Но что же такое тогда «пластид»? А, так это название той же самой сверхмощной взрывчатки террористов, но написанное человеком, который желает показать, что он «в теме». Дескать, «пластит» пишут малограмотные невежды. И вообще это какой-то глагол третьего лица в настоящем времени. Правильно писать «пластид».

Ну вот, теперь, когда я излил накопившуюся желчь, поговорим серьезно. Ни пластита, ни пластида в понимании взрывчатки не существует. Еще до Второй мировой войны появился целый класс пластичных взрывчатых составов — чаще всего на основе гексогена или октогена. Создавались эти составы для гражданских технических работ. Попробуйте, к примеру, закрепить несколько тротиловых шашек на вертикальной двутавровой балке, которую надо разрушить. И не забудьте, что подорвать их следует синхронно, с точностью до долей миллисекунды. А с пластичными составами все гораздо проще — облепил балку веществом, похожим на твердый пластилин, воткнул в него пару-тройку электродетонаторов по периметру — и дело в шляпе.

Уже потом, когда оказалось что пластичные взрывчатые вещества очень удобны при размещении, ими заинтересовались американские военные и насоздавали себе десятки разных составов. И так уж получилось, что самым популярным из всех оказался именно ничем не выдающийся Composition C-4, разработанный в 1960-х годах для армейских диверсионных нужд. Но он никогда не был «пластитом». И «пластидом» он тоже не был никогда.

История взрывчатки

Да, я выпущу бурю, какой никогда еще не было; отдам кракатит, освобожденную стихию, и разобьется вдребезги лодочка человечества... Погибнут тысячи тысяч. Истреблены будут народы и сметены города; не будет предела тому, у кого оружие в руке и гибель в сердце.

Карел Чапек, «Кракатит»

На протяжении сотен лет с момента изобретения пороха и до 1863 года человечество не имело представления о силе, дремлющей во взрывчатых веществах. Все взрывные работы проводились путем закладки некоторого количества пороха, поджигаемого затем с помощью фитиля. При значительном фугасном эффекте такого взрыва его бризантность практически равнялась нулю.

Вплоть до конца Первой мировой войны сущест-
вовали пороховые бом-
бы — громкие и нелепые.

Артиллерийские снаряды и бомбы, снаряженные порохом, имели ничтожное осколочное действие. При сравнительно медленном нарастании давления пороховых газов чугунные и стальные корпуса разрушались по двум-трем линиям наименьшей прочности, давая очень малое количество очень крупных осколков. Вероятность поражения живой силы противника такими осколками была настолько малой, что пороховые бомбы обеспечивали в основном деморализующий эффект.

Гримасы судьбы

Открытие химического вещества и открытие его взрывчатых свойств зачастую происходили в разное время. Собственно говоря, начало истории взрывчатых веществ могло быть положено в 1832 году, когда французский химик Анри Браконно получил продукт полного нитрования целлюлозы — пироксилин. Однако изучением его свойств никто не занялся, да и способов инициировать детонацию пироксилина тогда не существовало.

Если заглянуть в прошлое еще дальше, обнаружится, что одно из самых распространенных взрывчатых веществ — пикриновая кислота — было получено в 1771 году. Но в то время не существовало даже теоретической возможности осуществить ее детонацию — гремучая ртуть появилась лишь в 1799 году, а до первого применения гремучей ртути в капсюлях-воспламенителях оставалось больше тридцати лет.

Начало в жидком виде

История современных взрывчатых веществ начинается в 1846 году, когда итальянский ученый Асканио Собреро впервые получил нитроглицерин — сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Собреро достаточно быстро обнаружил взрывчатые свойства бесцветной вязкой жидкости и потому поначалу назвал полученное соединение пироглицерином.

Альфред Нобель — человек, создавший динамит.

Трехмерная модель молекулы нитроглицерина.

По современным представлениям нитроглицерин — весьма посредственная взрывчатка. В жидком состоянии он слишком чувствителен к удару и нагреву, а в твердом (охлажденном до 13°С) — к трению. Фугасность и бризантность нитроглицерина сильно зависят от способа инициирования, а при использовании слабого детонатора мощность взрыва сравнительно невелика. Но тогда это было прорывом — мир еще не знал подобных веществ.

Практическое использование нитроглицерина началось лишь спустя семнадцать лет. В 1863 году шведский инженер Альфред Нобель конструирует пороховой капсюль-воспламенитель, позволяющий использовать нитроглицерин в горном деле. Спустя еще два года, в 1865 году, Нобель создает первый полноценный капсюль-детонатор, содержащий фульминат ртути. При помощи такого детонатора можно инициировать практически любое бризантное взрывчатое вещество и вызвать полноценный взрыв.

В 1867 году появляется первая взрывчатка, пригодная для безопасного хранения и транспортировки, — динамит. Девять лет потребовалось Нобелю на то, чтобы довести технологию производства динамита до совершенства — в 1876 году был запатентован раствор нитроцеллюлозы в нитроглицерине (или «гремучий студень»), который до сегодняшнего дня считается одним из самых мощных взрывчатых веществ бризантного действия. Именно из этого состава готовился знаменитый динамит Нобеля.

Выдающийся химик и инженер Альфред Нобель, фактически изменивший лицо мира и давший реальный толчок развитию современной военной и, косвенно, космической технике скончался в 1896 году, прожив 63 года. Имея слабое здоровье, он так увлекался работой, что часто забывал поесть. На каждом из его заводов строилась лаборатория, чтобы неожиданно приехавший хозяин мог продолжить эксперименты без малейшей задержки. Он был и генеральным директором своих заводов, и главным бухгалтером, и главным инженером и технологом, и секретарем. Жажда познания была основной чертой его характера: «Вещи, над которыми я работаю, действительно чудовищны, но они так интересны, так совершенны технически, что становятся привлекательными вдвойне».

Взрывчатый краситель

В 1868 году британскому химику Фредерику-Августу Абелю после шестилетних исследований удалось получить прессованный пироксилин. Однако в отношении тринитрофенола (пикриновой кислоты) Абелю была отведена роль «авторитетного тормоза». Еще с начала XIX века были известны взрывчатые свойства солей пикриновой кислоты, но о том, что сама пикриновая кислота способна к взрыву, никто не догадывался до 1873 года. Пикриновая кислота на протяжении века использовалась как краситель. В те времена, когда началось оживленное испытание взрывчатых свойств разных веществ, Абель несколько раз авторитетно заявлял о том, что тринитрофенол абсолютно инертен.

Трехмерная модель молекулы тринитрофенола.

Герман Шпренгель был немцем по происхожде-
нию, но жил и работал в Великобритании. Именно он дал французам воз-
можность заработать денег на секретном мелините.

В 1873 году немец Герман Шпренгель, создавший целый класс взрывчатых веществ, убедительно показал способность тринитрофенола к детонации, но тут возникла другая сложность — прессованный кристаллический тринитрофенол оказался очень капризным и непредсказуемым — то не взрывался, когда надо, то взрывался, когда не надо.

Пикриновая кислота предстала перед французской Комиссией по взрывчатым веществам. Было установлено, что она — мощнейшее бризантное вещество, уступающее разве только нитроглицерину, но ее слегка подводит кислородный баланс. Также выяснили, что сама пикриновая кислота обладает низкой чувствительностью, а детонируют ее соли, образующиеся при длительном хранении. Эти исследования положили начало полному перевороту во взглядах на пикриновую кислоту. Окончательно недоверие к новому взрывчатому веществу было рассеяно работами парижского химика Тюрпена, который показал, что плавленая пикриновая кислота неузнаваемо меняет свои свойства по сравнению с прессованной кристаллической массой и совершенно теряет свою опасную чувствительность.

Это интересно: позже выяснилось, что сплавлением решаются проблемы с детонацией у сходной с тринитрофенолом взрывчатки — тринитротолуола.

Такие исследования, разумеется, были строго засекречены. И в восьмидесятые годы XIX века, когда французы стали выпускать новое взрывчатое вещество под названием «мелинит», Россия, Германия, Великобритания и США проявили к нему огромный интерес. Ведь фугасное действие боеприпасов, снаряженных мелинитом, выглядит внушительным и в наши дни. Активно заработали разведки, и спустя недолгое время тайна мелинита стала секретом Полишинеля.

В 1890 году Д. И. Менделеев писал морскому министру Чихачеву: «Что же касается до мелинита, разрушительное действие коего превосходит все данные испытания, то по частным источникам с разных сторон однородно понимается, что мелинит есть не что иное, как сплавленная под большим давлением остывшая пикриновая кислота» .

Разбудить демона

Как ни забавно, у «родственника» пикриновой кислоты — тринитротолуола — судьба оказалась сходной. Впервые он был получен немецким химиком Вильбрандом еще в 1863 году, но лишь в начале XX века нашел применение в качестве взрывчатого вещества, когда за его исследование взялся немецкий инженер Генрих Каст. В первую очередь он обратил внимание на технологию синтеза тринитротолуола — она не содержала опасных по взрыву этапов. Уже одно это было колоссальным преимуществом. Еще свежи были в памяти европейцев многочисленные ужасающие взрывы фабрик, производивших нитроглицерин.

Трехмерная модель молекулы тринитротолуола.

Еще одним немаловажным достоинством была химическая инертность тринитротолуола — реакционная способность и гигроскопичность пикриновой кислоты изрядно досаждали конструкторам артиллерийских снарядов.

Полученные Кастом желтоватые чешуйки тринитротолуола проявили удивительно мирный нрав — настолько мирный, что многие сомневались в его способности к детонации. Сильные удары молотком плющили чешуйки, в огне тринитротолуол взрывался не лучше, чем березовые дрова, а горел гораздо хуже. Доходило до того, что в мешки с тринитротолуолом пытались стрелять из винтовок. Результатом были лишь облачка желтой пыли.

Но способ разбудить дремлющего демона был найден — впервые это произошло при подрыве мелинитовой шашки вплотную к массе тринитротолуола. А затем выяснилось, что если его сплавить в монолитный блок, то надежная детонация обеспечивается стандартным капсюлем-детонатором Нобеля №8. В остальном плавленый тринитротолуол оказался таким же флегматиком, как и до плавления. Его можно пилить, сверлить, прессовать, размалывать — словом, делать что заблагорассудится. Температура плавления 80°С чрезвычайно удобна с технологической точки зрения — на жаре не потечет, но и особых затрат на плавление не требует. Расплавленный тринитротолуол весьма текуч, его можно запросто заливать в корпуса снарядов и бомб через отверстие взрывателя. В общем, воплощенная мечта военных.

Под руководством Каста в 1905 году Германия получила первые сто тонн новой взрывчатки. Как и в случае с французским мелинитом, она была строго засекречена и носила ничего не значащее название «тротил». Но спустя всего лишь год стараниями российского офицера В. И. Рдултовского тайна тротила была раскрыта, и его стали изготавливать в России.

Из воздуха и воды

Взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры были запатентованы в 1867 году, но по причине высокой гигроскопичности долго не применялись. Дело сдвинулось с мертвой точки лишь после развития производства минеральных удобрений, когда были найдены эффективные способы предотвращения слеживаемости селитры.

Большое количество открытых в XIX веке взрывчатых веществ, содержащих азот (мелинит, тротил, нитроманнит, пентрит, гексоген), требовало большого количества азотной кислоты. Это подвигло немецких химиков на разработку технологии связывания атмосферного азота, что, в свою очередь, дало возможность получать взрывчатку без участия минеральных и ископаемых видов сырья.

Снос обветшавшего моста при помощи бризантных зарядов. Такая работа — это искусство предвидения последствий.

Вот так взрываются шесть тонн аммонала.

Аммиачная селитра, служащая основой взрывчатых композитов, в буквальном смысле вырабатывается из воздуха и воды по методу Габера (того самого Фрица Габера, который известен как создатель химического оружия). Взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры (аммониты и аммоналы) произвели переворот в промышленном взрывном деле. Они оказались не только очень мощными, но и исключительно дешевыми.

Таким образом, горнодобывающая и строительная промышленность получила дешевую взрывчатку, которая при необходимости может быть с успехом использована и в военном деле.

В середине XX века в США распространились композиты из аммиачной селитры и дизельного топлива, а затем были получены водонаполненные смеси, хорошо подходящие для взрывов в глубоких вертикальных скважинах. В настоящее время список применяемых в мире индивидуальных и композитных взрывчатых веществ насчитывает сотни наименований.

Итак, подведем краткий и, возможно, неутешительный для кого-то итог нашему знакомству с взрывчатыми веществами. Мы с вами познакомились с терминологией взрывного дела, узнали, какие бывают взрывчатки и где они применяются, немного вспомнили историю. Да, мы ничуть не улучшили своего образования в плане создания взрывчатых веществ и взрывных устройств. И это, скажу я вам, к лучшему. Будьте счастливы при малейшей возможности.

Рукой ребенка

Военный инженер Джон Ньютон.

Ярким примером работ, которые были бы невозможными без взрывчатых веществ, можно считать разрушение скалистого рифа Флад Рок в Воротах Ада — узком участке пролива Ист-Ривер около Нью-Йорка.

На производство этого взрыва было употреблено 136 тонн взрывчатки. На площади 38220 квадратных метра было проложено 6,5 километра галерей, в которых разместили 13280 зарядов (в среднем по 11 килограмм взрывчатки на заряд). Работы производились под руководством ветерана гражданской войны Джона Ньютона.

10 октября 1885 года в 11:13 двенадцатилетняя дочь Ньютона подала электрический ток на детонаторы. Вода поднялась кипящей массой на площади 100 тысяч квадратных метров, было отмечено три последовательных подземных толчка в течение 45 секунд. Шум от взрыва продолжался около минуты и был слышен на расстоянии пятнадцати километров. Благодаря этому взрыву путь к Нью-Йорку из Атлантического океана сократился более чем на двенадцать часов.