Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые смеси и химические соединения, способные под влиянием незначительных внешних воздействий (удар, трение, укол, нагревание и т. п.) быстро переходить в газообразное состояние.

Взрыв - это чрезвычайно быстрое физическое или химическое изменение вещества, сопровождающееся таким же быстрым превращением его потенциальной (скрытой) энергии в механическую работу. Эта работа производится отбрасывающимися газами, стремящимися к расширению и создающими таким образом резкое повышение давления в среде, которая окружает место взрыва. Очень резкое повышение давления и является характерной чертой взрыва. Сопутствующий признак взрыва - сильный звук.

Химическая реакция, сопровождающаяся взрывом, называется взрывчатым превращением.

Характерные признаки взрыва:

- кратковременность процесса - быстрота перехода ВВ из твердого или жидкого состояния в газообразное, то есть в конечную систему продуктов превращения. В зависимости от химического состава ВВ и условий, при которых происходит взрыв, взрывчатые превращения протекают с различными скоростями - от сотых до миллионных долей секунды. Так, заряд бездымного пороха сгорает в винтовке за 0,0012 сек., 1 кг динамита взрывается в течение 0,00002 сек.;

- образование газов - наличие большого количества газообразных продуктов взрыва, способных к расширению. Выражается оно приблизительно следующими цифрами: 1 л пироксилина дает 994 л газообразных продуктов взрыва, 1 л нитроглицерина - 1121 л газообразных продуктов взрыва;

- выделение тепла при реакции взрывчатого превращения, что увеличивает упругость газовых продуктов. Так, при сгорании заряда в винтовочном патроне выделяется около 3 больших калорий тепла.

В зависимости от химического состава ВВ и условий взрыва взрывчатые превращения протекают с различными скоростями, при которых может происходить быстрое сгорание, собственный взрыв, детонация.

Быстрым сгоранием ВВ называется процесс взрывчатого превращения, распространяющийся по всей массе ВВ со скоростью не более нескольких метров в секунду. Если этот процесс протекает на открытом воздухе, он обычно не сопровождается каким-либо звуковым эффектом. Примером может служить сгорание на открытом воздухе, скажем, зерен дымного пороха, протекающее со скоростью 10-13 мм/сек.

В закрытом же объеме сгорание ВВ идет более энергично, причем горение сопровождается резким звуком. Типичный пример такого взрывчатого превращения - горение боевого заряда бездымного пороха в канале ствола (скорость примерно до 10 м/сек). Сгорание ВВ сопровождается более или менее быстрым нарастанием давления газов в канале ствола, которое по мере образования распространяется в сторону наименьшего сопротивления, перемещая по каналу и выталкивая из ствола пулю или снаряд.

Собственно взрыв - это процесс разложения ВВ, который протекает с огромной скоростью, измеряемой сотнями метров в секунду. Он сопровождается резким нарастанием давления газов, что влечет за собой раскалывание и дробление окружающих предметов.

Детонацией называют процесс, распространяющийся по ВВ с максимально возможной для него скоростью взрывчатого превращения, измеряемой обычно тысячами метров в секунду. Например, скорость детонации пироксилина достигает 6800 м/сек, нитроглицерина - 8200 м/сек. К концу взрыва, то есть к моменту, когда разложится весь заряд, газы не успевают расшириться и имеют еще первоначальный объем ВВ. Развивается громадное движение газов во все стороны. Этот приводит к дроблению преграды на мельчайшие куски.

Если обыкновенный взрыв происходит, как правило, от нагревания ВВ, то детонация в большинстве случаев наступает, когда в непосредственной близости от основного заряда (или на некотором расстоянии от него) взрывается то же самое или другое ВВ. Взрывчатое вещество, которое способно вызвать детонацию в другом ВВ, называется детонатором.

В зависимости от применения взрывчатые вещества подразделяют на три большие группы: инициирующие, дробящие, метательные, или пороха.

Инициирующие ВВ отличаются тем, что обычной формой их взрывчатого превращения является полная детонация. Они наиболее чувствительны к внешним воздействиям и легко взрываются от незначительного удара, накола, луча пламени и т.д. Из них изготавливают преимущественно всевозможные воспламенители и снаряжают капсюли, применяемые для инициирования взрывчатых превращений других ВВ (рис. 26). Для снаряжения патронных капсюлей-воспламенителей большей частью используется ударный состав (смесь гремучей ртути, бертолетовой соли и антимония).

Рис. 26 - Ударный состав (инициирующие ВВ) в винтовочных гильзах

Дробящими (бризантными) называются такие ВВ, которые безотказно детонируют при относительной безопасности в обращении. Взрывают их капсюлями инициирующих ВВ. Их скорость взрывчатого превращения достигает нескольких сотен метров в секунду. Применяются они в качестве разрывных зарядов снарядов, авиационных бомб, мин и гранат. К бризантным относятся пироксилин, нитроглицерин, динамит, тротил, гексоген и другие ВВ.

Метательными или порохами называются такие ВВ, взрывчатые превращения которых носят характер быстрого горения, протекающего большей частью со скоростью нескольких метров в секунду. Пороха используют во всех видах огнестрельного оружия в качестве источника энергии, сообщающей пуле (снаряду) движение. Поэтому из всех видов ВВ пороха представляют для стрельбы наибольший интерес.

Ознакомимся хотя бы в общих чертах с их свойствами.

Дымный, или черный, порох в баллистическом отношении невыгоден и малопродуктивен по своей работе. После взрыва объем его пороховых газов становится лишь в 280-300 раз больше первоначального объема заряда.

Химической основой бездымных порохов являются дробящие ВВ - пироксилин и нитроглицерин, обрабатываемые определенными растворителями, позволяющими регулировать скорость сгорания этих сильных ВВ.

Пироксилин изготавливают из веществ, богатых клетчаткой или целлюлозой, - хлопка, древесины, льна, пеньки и др., соответствующим образом обработанных азотной и серной кислотами. Это почти белая масса, внешне не отличающаяся от материала, из которого она изготовлена.

Нитроглицерин изготавливают из смеси чистого обезвоженного глицерина с азотной и серной кислотами. Он представляет собой светлую жидкость без запаха, способную растворять в себе некоторые виды нитроклетчатки.

Бездымные пороха нерастворимы в воде; гигроскопичность их незначительна. Однако при хранении в сыром месте влажность их повышается (до 20%), что снижает баллистические свойства.

Удельный вес разных сортов бездымных порохов колеблется в пределах 1,55-1,63.

Температура зажжения 180-200° С. С повышением температуры заряда скорость горения пороха увеличивается, так как уменьшается расход тепла, необходимый для его нагревания.

Бездымные пороха обладают большой производительной мощностью. Так, 1 кг пороха при взрыве дает около 900 л пороховых газов, что позволяет развивать давление в канале ствола крупнокалиберной винтовки до 3200 атм.

Бездымные пороха обладают значительной прочностью и упругостью, поэтому мало деформируются и не перетираются в пыль при транспортировке и сотрясениях.

Качество бездымного пороха определяется тем, насколько правильны и одинаковы по форме и размерам пороховые зерна. От этого в значительной степени зависит однообразное и закономерное образование пороховых газов при выстреле, а следовательно, и точность стрельбы.