Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Март » 31 » Бикфордов шнур, фитиль, стопин и др.
23:40
Бикфордов шнур, фитиль, стопин и др.

    С появлением дымного пороха он начал свое победоносное шествие, почти шесть столетий оставаясь единственным энергонасыщенным соединением. Для передачи пламени к пороховому заряду использовались различные методы, которые до начала 19-го века не отличались разнообразием, использовали практически только огневые методы инициирования энергонасыщенных соединений. О них мы сегодня и поговорим.

    Первые взрывные работы с использованием дымного пороха отличались высокой опасностью и низкой надежностью, так как, пламя доставляли к заряду самыми разношерстными импровизированными методами. Первым и самым древним считается пороховая дорожка, насыпанная от места воспламенения до затравочного отверстия в емкости с порохом. Этот метод изобилует недостатками и использовался только на начальном этапе, если под рукой не было ни чего лучше.

    Более прогрессивным методом была обычная свеча, установленная рядом с зарядом. При этом практиковались два метода: верхняя и нижняя свеча. Верхняя свеча устанавливается в горку пороха, когда свеча догорает, пламя касается поверхности пороха и происходит воспламенение, этот метод так же, отличается букетом больших недостатков, хотя иногда используется поджигателями по сей день. Нижняя свеча устанавливается рядом или под емкость с порохом (которая обычно изготавливалась из дерева), когда пламя свечи прожигает эти 10 – 40 мм древесины, оно воспламеняет пороховой заряд. В отличие от верхней свечи, этот метод давал более надежное действие, при этом, он отличался не меньшей опасностью в обращении и давал замедление не больше 2 – 4 минут.

    После массового внедрения пороха в войска и начала использования пороха для гражданских взрывных работ (в первую очередь, для дробления породы в шахтах и при прокладке туннелей) потребовался более надежный метод воспламенения. Практически одновременно прогресс пошел по трем направлениям: фитиль, кожаный рукав и дистанционная трубка.

    Стопин представляет собой хлопковую или льняную веревочку, пропитанную раствором селитры и высушенную. Такой фитиль медленно тлел (в зависимости от толщина и плотности веревочки, количества селитры и влажности, скорость горения варьировала от 20 см в минуту до нескольких метров в минуту) и угасал лишь в местах сильного передавливания или высокой влажности. Часто принято называть стопин фитилем.

    Ранние варианты фитиля могли иметь различное оформление: веревочка, пропитанная серой или парафином, веревочка, сплетенная из нитей, обвалянных в пороховой мякоти или даже медленно тлеющая веревочка, предварительно сваренная в растворе древесной золы. Все варианты фитилей кроме стопина не используются с конца 19-го века.

    Кожаный рукав сшивали из полосы тонкой кожи и набивали пороховой мякотью. Эта массивная и дорогая конструкция сгорала аналогично огнепроводному шнуры и была удобнее и надежнее своих предшественников.

    Дистанционные трубки появились вместе с первыми разрывными ядрами и ручными гранатами. Дистанционная трубка в простейшем и примитивном исполнении представляет собой деревянную трубку конической формы, набитую внутри пороховой мякотью. Порох сгорает во внутреннем канале аналогично начинке первых ракет (из-за отсутствия сопла и низкого давления в зоне горения, реактивной тяги практически нет). Скорость горения пороха при этом всего 4 – 12 мм/сек в зависимости от плотности набивки, диаметра канала и рецептуры состава.

    Это вариант хорош для небольшой задержки в 10 – 30 секунд, для передачи пламени на большое расстояние и для большой задержки требуется собрать каскад из большого количества трубок. При этом падает точность временного интервала передачи огневого импульса и надежность работы.

    Стремление повысить эффективность и безопасность использования самого массового и дешевого метода – стопина, инженеры неоднократно совершенствовали его. Так, в фильме “Капитан Алатристе” при осаде крепости Бреда испанцами, показано использование импровизации из стопина с дымным порохом. При этом пучок стопиновых нитей обваливали в пороховой мякоти дымного пороха и скручивали в жгут. Сверху жгут немного покрывали лаком на основе олифы. Эта конструкция отличалась несколько большей надежностью и меньшей чувствительностью к влаге, хотя, использовалась редко. Другим вариантом являлась полоса из ткани, сшитая в рукав и набитая пороховой мякотью, набивка и сшивка проводились практически одновременно, сверху конструкция покрывалась олифой или горячим воском. Этот вариант использовался еще реже.

    Первый серьезный прогресс наметился в начале 19-го века, когда английский инженер W. Bickford запатентовал свой знаменитый “бикфордов шнур”. Новинка представляла собой стопин, обвалянный в пороховой мякоти, смоченной небольшим количеством раствора олифы в спирте. Не дожидаясь полного высыхания, конструкцию оплетали нитью в два слоя. После полного высыхания все это погружали на пару секунд в расплавленный битум и охлаждали. На поверхности получалась гидроизолирующая корка застывшего битума.

    Из того, что существовало на данный момент, это изобретение являлось наиболее прогрессивным. Немного позже, при содействии ткачей и механиков, изобретатель немного усовершенствовал свое детище, автоматизировав процесс нанесения оплетки при помощи видоизмененного станка для плетения канатов. В центр сплетаемой веревки из дозатора сыпался порох и сразу заплетался в структуру жгута. После формования жгут покрывали битумом и остужали. Это позволило резко повысить производительность и уменьшить себестоимость производства в разы. Данная технология производства сохранилась на некоторых заводах вплоть до 30 – 40 годов прошлого века. Сегодня так производят только дешевый огнепроводный шнур для гражданской пиротехники и огнепроводный шнур производства США М671 (предназначен для военных и гражданских целей).

    Кстати, всем известный огнепроводный шнур зеленого цвета из пучка нитей, не является огнепроводным шнуром. Это тонкий Бикфордов шнур без битумной изоляции. Вместо битума использован нитролак. На рисунке представлено горение такого шнура. Хорошо видна ниточная структура шнура и прорывы пламени сквозь оплетку.

    Бикфордов шнур широко применялся до начала первой мировой войны, являясь основным видом огневого инициирования энергонасыщенных соединений. В первый же год мировой войны остро встали все недостатки шнура: шнур гаснет под водой, оплетка и битум не обеспечиваю достаточной прочности шнура, при низких температурах битум затвердевает и трескается, обнажая порох, низкое качество изготовления шнуров по регламенты военного времени приводит к несчастным случаям и отказам, тем более, что в условиях крупных воин штат инженерных подразделений комплектовался в основном плохо обученными новобранцами.

    С учетом этих недостатков, уже в ходе первой мировой войны были предприняты меры по модернизации бикфордова шнура. Оплетку стали делать не параллельными слоями, а наклонными в противоположные стороны. Битумное покрытие стали делать двухслойным. Оплетку сделали не 2-х, а 3-х или пятислойной. В состав пороховой мякоти стали вводить битум, каучуки, гуммиарабик, камеди и пр. пластификаторы для придания массе эластичности и влагостойкости. Уголь практически исчез из рецептур пиротехнических составов для шнуров. Центральная направляющая стопиновая нить стала тройной. Новый вид шнуров некоторое время именовали то модернизированным Бикфордовым шнуром, то огнепроводным шнуром.

    Вскоре после окончания первой мировой войны появилась новая технология производства шнуров для доставки пламени. Использовали экструдер, аналогичный тому, что используется для формования кирпичей из цементо-песочной массы. Оплетку наносили после выхода столбика состава из формующей головки и сразу наносили битум или лак, затем повторяли оплетку и вновь защитное покрытие. Этот вариант стал повсеместно называться “огнепроводный шнур”.

    В ходе второй мировой войны стали использовать в качестве огневого состава композиции на основе баллиститных порохов с низким содержанием НГЦ. Из дополнительных добавок такой состав содержал: дополнительные пластификаторы (вазелин, дибутилфталат и аналоги), ПАВ (чаще всего стеарат цинка), катализаторы горения (оксиды и органические соли переходных металлов), дополнительные окислители (в основном калийная селитра) и стабилизаторы хим. стойкости (центролиты и камфара). Данная масса размягчалась при нагревании около 80 – 90оС и продавливалась шнековым прессом через формующую головку. Дальше все как в описанной ранее технологии.

    Использование баллиститных составов, многослойной оплетки, а начиная с 1950-х годов полимерных покрытий, резко повысили надежность и эксплуатационные качества огнепроводных шнуров.

    В отличие от Бикфордова шнура, огнепроводный формуется экструзионным методом, содержит вместо дымного пороха многокомпонентный пиротехнический состав на основе баллиститов, имеет полимерную изоляцию вместо битума и обладает высокой прочностью, надежностью и влагостойкостью. Кроме того, большинство современных огнепроводных шнуров при горении практически не прогорают, что исключает передачу пламени между разными участками шнура через стенку.

    В следующий раз мы подробнее познакомимся с основными типами современных огнепроводных шнуров их особенностями и устройством.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 2482 | Добавил: Chemadm | Теги: пиротехника, инженерные боеприпасы, огнепроводный шнур | Рейтинг: 4.8/16
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]