126285 (История изобретения, совершенствования и применения пороха)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Пензенский государственный университет

Кафедра "Приборостроение"

бездымный порох пушка органический химия

Реферат по истории техники на тему:

"История изобретения, совершенствования и применения пороха"

Выполнил:

студент группы 09ПП1

Борисов А.С.

Проверил: д.т.н.,

профессор Ломтев Е.А.

Пенза 2010

План реферата

Введение

1. Изобретение и применение дымного (чёрного) пороха

2. Появление и развитие бездымных порохов

3. Развитие технологии производства пороха в России

4. Пороха и заряды

Заключение

Используемая литература

Введение

Одним из самых важных веществ, изобретённых человеком, является порох. Во все времена на земле человечеством велись войны, порох – важнейшее изобретение, которое помогало завоевателям присоединить к своим владениям новые земли, а обороняющимся защитить свою территорию и независимость. В наши дни порох также является незаменимой частью стрелкового оружия. Целью моей работы было выяснить, какова история происхождение пороха, этапы развития пороха, технологии его производства и области применения.

1. Изобретение и применение дымного (чёрного) пороха

Первым взрывчатым веществом, применявшимся в военной технике и в различных отраслях хозяйства, был дымный или черный порох - смесь калиевой селитры, серы и угля в различных соотношениях. Появление дымного пороха относится к глубокой древности. Полагают, что взрывчатые смеси, подобные дымному пороху, были известны за много лет до нашей эры народам Китая и Индии, где селитра самопроизвольно выделяется из почвы. Вполне естественно, что население этих стран случайно могло обнаружить взрывчатые свойства селитры в смеси ее с углем, а затем воспроизвести и применить эту смесь для различных целей.

Наиболее вероятно, что из Китая и Индии сведения о дымном порохе распространились сначала к арабам и грекам, а затем и к народам Европы.

Фридрих Энгельс в статье "Артиллерия", опубликованной в американской энциклопедии в 1858 г. (Ф. Энгельс. Избранные военные произведения, т. 1. Воениздат. 1040, стр. 206-207.), писал:

"В настоящее время почти общепризнано, что изобретение пороха и применение его для бросания тяжелых тел в определенном направлении - восточного происхождения".

Первый достоверный случай широкого применения пушек относится лишь к 1232 году нашей эры, когда китайцы, осажденные монголами в Кайфыне, защищались посредством пушек, стрелявших каменными ядрами, и употребляли разрывные бомбы, петарды и другие огнестрельные припасы, имевшие в своем составе порох...

Около 1258 г. в древних индусских сочинениях мы читаем об огневых приборах на повозках, принадлежащих властителю Дели. Спустя сто лет артиллерия вошла в Индии во всеобщее употребление...

Арабы получили селитру и огнестрельные припасы от китайцев и индусов, ...византийские греки впервые познакомились с огнестрельными припасами у своих врагов, арабов...

От арабов, живших в Испании, знакомство с выработкой и употреблением пороха распространилось на Францию и на Восточную Европу.

Документами, показывающими, что Китай является первой страной, где изобретен дымный порох, свидетельствуют исследования ученых Китайской Народной Республики. Профессор Центрального института национальных меньшинств КНР Фэн Цзя-шен указывает (Журнал "Народный Китай", № 14, июль 1956 г, стр. 37-40.), что на рубеже V и VI столетий китайский медик Тао Хун-цзин изучал горение селитры. Однако изготовлять порох из смеси серы, селитры и древесного угля научились в Китае лишь через три - четыре столетия после Тао Хун-цзина.

В начале IX века алхимик Нин Сюй-цзы занимался накаливанием смеси из серы, селитры и растения - кокорника. Эта смесь по своим свойствам была похожа на порох и в дальнейшем развивалась специалистами военного дела.

В 970 г. во время Сунской династии Фэн И-шэн и Юэ И-фон стали применять зажигательные стрелы, в наконечниках которых закладывался медленно горящий порох. В китайском трактате "Основы военного дела", написанном в 1040 г, содержалось три рецепта изготовления дымного пороха, причем скорость горения его регулировалась добавкой различных веществ (например, смолы), и он применялся как воспламенительное и взрывчатое вещество.

В 1132 г. Чень Гуй изобрел огнестрельное оружие - пищаль, бамбуковый ствол которого набивался дымным порохом. При зажжении пороха фитилем из ствола вылетало пламя, поражавшее противника.

В XIII - XIV в стволы огнестрельного оружия изготовлялись из меди и железа, а поражающими элементами являлись камни, железные ядра, галька и обрезки железа.

В начале XIII века рецепты пороха, способ его изготовления и огнестрельное оружие в результате развития торговых отношений и культурного обмена проникли из Китая в Аравию.

Мнения многих историков сходятся на том, что изобретение дымного пороха нельзя приписать одному лицу, а что в этом принимали участие, независимо один от другого, много лиц, постепенно совершенствовавших взрывчатую смесь, впервые открытую в Китае.

В этом направлении работали известные алхимики-монахи Марк Грек, Альберт Магнус, Роджер Бекон, Бертольд Шварц и др.

В рукописи греческого монаха Марка Грека "Книга огней", написанной в конце IX века, мы уже находим описание рецепта дымного пороха, состоящего из 60% селитры, 20% серы и 20% угля.

Английский монах Роджер Бекон в 1242 г. в книге "Liber de Nullitate Magiae" приводит рецепт дымного пороха для ракет и фейерверков. В нем даются следующие соотношения между компонентами: 40% селитры, 30% угля и 30% серы.

Сначала дымный порох применялся как взрывчатая смесь для приготовления фейерверков, создававших дымовые и огненные эффекты. Затем его стали применять в военном деле для снаряжения различных снарядов и позднее в качестве метательного вещества.

Начало применения дымного пороха для стрельбы из орудий точно не установлено. Более или менее достоверными сведениями по этому вопросу являются следующие.

В 1132 г. в Китае изобретена пищаль с бамбуковым стволом для стрельбы дымным порохом.

В 1232 г. китайцы, осажденные монголами в Кайфыне, защищались посредством пушек, стрелявших каменными ядрами, и употребляли разрывные бомбы, снаряженные дымным порохом.

В 1331 г. немцы при защите города Чевидале против итальянцев применяли огнестрельное оружие, действующее от заряда дымного пороха.

В 1346 г. англичане в битве при Кресси против французов применяли пушки, стрелявшие дымным порохом. Руководил этой стрельбой монах Бертольд Шварц, которому неправильно приписывается изобретение дымного пороха.

В 1382 г. русские при обороне Москвы от нашествия татарских орд применяли пушки, стрелявшие дымным порохом, и сосуды, снаряженные дымным порохом.

Указание историка Карамзина о том, что на Русь пушки и порох ввезены из Европы в 1389 г, является неправильным и противоречит фактам, описанным в русских летописях 1382 г.

Открытие метательной силы дымного пороха и использование его для стрельбы из орудий послужило могучим толчком к развитию военного дела. Оно вызвало необходимость разработки технологии изготовления порохов, строительства пороховых заводов и изыскания сырьевых источников для получения селитры, серы и угля.

Небольшие пороховые заводы существовали в ряде европейских стран, в том числе и в России в XIV веке.

Сначала дымный порох применялся для стрельбы в виде порошка - пороховой мякоти (прах, пыль) и в России назывался зельем (Название "зелье" происходит от медицинского термина "лекарство", что указывает на применение подобных смесей в качестве лечебных средств). Он имел разнообразный состав и низкую плотность. Заряжание орудий и особенно ружей пороховой мякотью было крайне неудобным и затруднительным. Необходимость увеличения скорострельности оружия привела к замене пороховой мякоти пороховыми зернами. Введение на пороховых заводах операции зернения относится к концу XV века. По литературным данным, в России зерненый порох применялся для стрельбы из орудий в 1482 г.

В некоторых странах, например, в Италии и Турции, зернение стало производиться значительно позже, и пороховая мякоть применялась для стрельбы до конца XVI века и начала XVII века. Составы дымного пороха этого времени, применявшихся в России, были: для ручного оружия - 60% селитры, 20% серы и 20% угля, для малокалиберных орудий - 56% селитры, 22% серы и 22% угля; для крупнокалиберных орудий - 57% селитры, 14% серы и 29% угля.

Пороховое дело в России получило заметное развитие уже в XVI веке, когда были построены новые пороховые заводы, улучшен состав пороха и технология его получения. Порох в этот период широко используется для подрывных целей, особенно при осаде крепостей. Количество произведенного пороха при Иване Грозном только для потребностей армии составляло около 300 т в год. Дальнейший и наиболее существенный шаг в развитии порохового производства в России сделан в начале XVIII века при Петре 1.

В 1710...1723 г.г. были построены крупные государственные пороховые заводы - Петербургский, Сестрорецкий и Охтинский. Последний просуществовал свыше двухсот лет и сыграл в истории отечественного пороходелия исключительную роль как центр научно-технических исследований в области взрывчатых веществ и порохов.

Под руководством выдающихся мастеров порохового дела Егора Маркова и Ивана Леонтьева была усовершенствована технология дымного пороха - введена обработка тройной смеси под бегунами, что повысило плотность порохов и их стабильность при горении.

В этот период дымный порох имел различия по составу и размерам зерен в зависимости от его назначения. Для ручного оружия применялся порох - 74% селитры, 11% серы и 15% угля; для малокалиберных орудий порох - 67% селитры, 20% серы и 13% угля; для крупнокалиберных орудий дымный порох - 70% селитры, 17% серы и 13%. угля.

Годовое производство порохов при Петре I всеми заводами России составляло в среднем около 1000 т.

Качество русских порохов было высокое, и они не уступали лучшим сортам порохов иностранных государств. Неслучайно поэтому датский посланник в Петербурге писал о русском пороходелии того времени: "вряд ли найдешь государство, где его (порох) изготовляли бы в таком количестве и где бы он по качеству и силе мог сравниться со здешним".

Сила пороха определялась стрельбой из вертикальной мортирки. На дно мортирки насыпался заряд пороха весом 12 г, а на него клали конус твердого дерева со свинцовым сердечником. При сгорании пороха образующиеся газы подбрасывали конус на определенную высоту, которая и являлась характеристикой силы пороха. Требовалось, например, чтобы для пороха к ручному оружию высота подъема конуса была не менее 30 м.

Вместе с тем следует отметить, что требования к порохам при Петре I были примитивными. Например, в них указывалось: "порох должен быть добрым, сухим, чистым и сильным". Если порох не удовлетворял этим требованиям, то его считали "к стрельбе непоносистым и к лежанию непрочным".

В конце XVIII века в результате теоретических и экспериментальных исследований дымного пороха и его составных компонентов, проведенных в 1748 г. М. В. Ломоносовым в России, а позднее Лавуазье и Бертло во Франции, был найден наиболее оптимальный его состав: 75% калиевой селитры, 10% серы и 15% угля. Этот состав стал применяться в России с 1772 г. и практически не претерпел никаких изменений до настоящего времени.

В 1771 г. после реконструкции вступил в строй Шостенский пороховой завод, а в 1788 г. построен крупнейший в мире Казанский пороховой завод.

В это же время совершенствуется технология дымного пороха - вводятся операции измельчения компонентов под бегунами, смешение тройного состава в деревянных бочках, полировка пороха, что повысило плотность пороха и уменьшило его гигроскопичность. Преподаватель Артиллерийской академии Кульвец в своих лекциях отмечал, что "бегунный способ обработки смеси с присоединением к нему бочек и прессов, как это принято в России для приготовления военного пороха, по моему личному убеждению и по мнению всех пороховиков, является лучшим из всех известных до настоящего времени способов выделки пороха".

В 1808...1809 г.г. были проведены широкие испытания русских порохов сравнительных с английскими, австрийскими, французскими и швейцарскими. Результаты испытаний показали, что по пробе в вертикальной мортирке и по гидростатической пробе русские пороха оказались в баллистическом отношении более сильными по сравнению с иностранными, что указывало на хорошо подобранный их состав и совершенную технологию.

О качестве русского пороха капитан одного военного французского корабля в 1810 г. писал: "Лучший порох на свете - это русский ... мы имели случай убедиться в превосходстве этого пороха над всеми известными сортами во время осады Корфу, когда русские бросали на значительное расстояние бомбы весом в 25 кг".

В первой половине XIX века наблюдается значительный рост мощностей пороховых заводов. В 1806 г. только на Охтинском пороховом заводе работало около 1000 человек, а производительность его составляла свыше 600 т в год. В 1827 г. были введены: медные бегуны новой конструкции, разымка пороха, гидравлические пресса для уплотнения состава, станки для зернения, приборы для очистки и мешки пороха и др. В 1828 г. учреждена должность инспектора пороховых заводов, в обязанность которого входило наблюдение за производством и приемка пороха.

В 1830 г. при Охтинском пороховом заводе создается школа для подготовки мастеров и подмастерьев порохового, селитренного и серного дела.

В 1844 г. А. А. Фадеевым был предложен способ безопасного хранения дымного пороха путем смешения его с графитом.