Руйнівний винахід: історія створення тротилу

Хоча тротил у чистому вигляді в даний час застосовується рідко, він, як і раніше, вважається практично офіційним еквівалентом руйнівної сили вибухових речовин.

Що таке тротил

• інша назва речовини: тринітротолуол;



• температура плавлення: 80,85 ° С;



• температура кипіння: 295°C;



• температура спалаху: 295-305 ° С;



• бризантність по Гесс (дрібна дія): 13 мм;



• фугасність (захід руйнівної дії): 285 мл.

Дев'ятнадцяте століття стало початком нової епохи у розвитку вибухових речовин. згодом стала могильником крем'яних рушничних замків.

Наприкінці першої чверті XIX століття хіміки звернули увагу, що при обробці азотною кислотою ряду горючих матеріалів утворюються з'єднання, що володіють вибуховими властивостями. стільки шуму у світі вибухівок нітрогліцерин (1847).

Хто винайшов тротил

У 1863 році німецький хімік Йозеф Вільбрандт, який вивчав властивості толуолу (побічний продукт коксування вугілля або крекінгу нафти), обробив його азотною кислотою. При цьому утворилося кілька нітросполук толуолу, серед яких був і тринітротолуол воно губилося серед одержуваних за допомогою цього ж процесу мононітротолуолів та динітротолуолів.Втім, його здатність вибухати не викликала сумнівів, хоча чи не всі речовини, що містять вуглець і водень, здатні горіти, а оброблені азотною кислотою вибухати.

І лише на початку XX століття найбільший німецький хімік, спеціаліст у галузі вибухівок Генріх Каст зайнявся дослідженнями саме тринітротолуолу. Він звернув увагу на те, що процес виготовлення тринітротолуолу не містить небезпечних вибухів етапів. Вже одне це вигідно відрізняло його від інших вибухових речовин: усій Європі були пам'ятні численні страшні вибухи фабрик, які виробляли нітрогліцерин, та й виробництво піроксиліну доти, поки геній Менделєєва не приборкав буйну вдачу цієї нітроклітинки спиртом, було набагато безпечніше.

Як з'явився тротил: історія винаходу ⁠ ⁠

Дев'ятнадцяте століття стало початком нової доби у розвитку вибухових речовин. Чорний порох, що безроздільно панував на полях битв кілька століть, готувався до здачі трона. Хіміки різних країн одну за одною створювали нові, куди потужніші вибухівки. Вже 1800 року з'явилася гримуча ртуть, яка згодом стала могильником крем'яних рушничних замків.

Наприкінці першої чверті ХІХ століття хіміки звернули увагу, що з обробці азотної кислотою низки горючих матеріалів утворюються сполуки, які мають вибуховими властивостями. Були винайдені тринітробензол і нітронафталін (1825), тетранітроанілін (1826), нітрокрохмаль (1833), піроксилін (1845) і вибухівок нітрогліцерин (1847), що наробив стільки шуму у світі.

В 1863 німецький хімік Йозеф Вільбрандт, який вивчав властивості толуолу (побічний продукт коксування вугілля або крекінгу нафти), обробив його азотною кислотою.При цьому утворилося кілька нітросполук толуолу, серед яких був і тринітротолуол. Спочатку на нову речовину ніхто не звернув особливої ​​уваги, оскільки вона губилася серед одержуваних за допомогою цього процесу мононітротолуолів і динітротолуолів. Втім, його здатність вибухати не викликала сумнівів, хоча чи не всі речовини, що містять вуглець і водень, здатні горіти, а оброблені азотною кислотою вибухати.

І лише на початку XX століття найбільший німецький хімік, спеціаліст у галузі вибухівок Генріх Каст зайнявся дослідженнями саме тринітротолуолу. Він звернув увагу на те, що процес виготовлення тринітротолуолу не містить небезпечних вибухів етапів. Вже одне це вигідно відрізняло його від інших вибухових речовин: усій Європі були пам'ятні численні страшні вибухи фабрик, які виробляли нітрогліцерин, та й виробництво піроксиліну доти, поки геній Менделєєва не приборкав буйну вдачу цієї нітроклітинки спиртом, було набагато безпечніше.

Каст отримує жовто-коричневі лусочки тринітротолуолу (ТНТ), причому ця речовина відрізняється настільки мирною вдачею, що багато хто навіть сумнівається в його здатності вибухати. Удари важким молотком призводять лише до того, що лусочки розсипаються на порошок. Вогонь справляє на ТНТ не більше враження, ніж на соснові дрова: ТНТ горить повільним жовтим полум'ям, що коптить, яке ніколи не переходить у вибух. Намагалися стріляти в мішки з тринітротолуолом із гвинтівок: марно, з мішків лише летів дрібний пил.

Єдиним способом розбудити диявола, що дрімає в ТНТ, був вибух. Щоб він показав свою вдачу у всій красі, потрібно було підірвати що-небудь покладене впритул до маси цього лінивця (наприклад, мелінітову шашку).Експерименти показали, що якщо лускатий тринітротолуол розмолоти в порошок або спресувати, то він надійно вибухає від нобелівського капсуля-детонатора № 8, зберігаючи при цьому у всьому іншому свою поступливу вдачу. Мрія і військових та цивільних підривників.

ТНТ можна пиляти, стругати, свердлити, шнекувати, пресувати, розмелювати, словом, робити з ним будь-що. Температура його плавлення - всього 80 градусів Цельсія, у рідкому вигляді він дуже плинний і не липкий. Тому конструкторам снарядів і торпед не потрібно ламати голову над тим, як заповнювати вибухівкою готові вироби: розплавлений ТНТ можна просто заливати в снаряди через отвір для підривника (плавлений тринітротолуол ще більш миролюбний, ніж порошкоподібний або пресований, тому після застигання в ньому вивис вставляли невелику шашку з пресованого тринітротолуолу, а в неї - підривник з капсулем-детонатором). ТНТ хімічно дуже інертний, не входить у реакції з металами, як це має місце у мелініту, і ніяк не реагує на воду.

Наймасовіша вибухівка

Німецькі військові відразу ж оцінили винахід Каста, і вже в 1905 році в Німеччині було випущено першу сотню тонн ТНТ під шифрованою назвою Fullpulver 02. Але секрет недовго залишався секретом. Вже наступного року завдяки капітанові Володимиру Рдутловському ТНТ починають виробляти у Росії — під назвою «тротил», він же «тов». Так тротил розпочав свою переможну ходу. У різних країнах йому почали давати свої назви. У Франції - Tolite, в Іспанії - Tritil або Tolita, в Італії - Tritolo. Сьогодні найчастіше використовується англомовна абревіатура TNT.

Тротил припав до двору у всіх областях, де потрібна вибухівка.1912 року армія США прийняла тротил як основну вибухівку для артилерійських снарядів, а також як основну саперну вибухівку. У країнах Європи з цим було трохи гірше, але зовсім не тому, що тротил виявився поганим. Просто на початок Першої світової війни були накопичені настільки величезні запаси снарядів, начинених мелінітом (а в Росії — піроксилином), що їх довелося розстрілювати аж до середини війни. На флоті ж великокаліберні снаряди з піроксилином зберігалися аж до початку Другої світової, а з мелінітом — ще довше.

Наприклад, артпогребу радянського лінкора «Новоросійськ» (колишній італійський «Джуліо Чезаре») було заповнено 320-міліметровими снарядами з мелінітом ще й у 1955 році!

Однак, незважаючи на старі запаси, промисловість усіх країн терміново розпочала випуск тротилу. Вже 1913 року його виготовлення Німеччини зросла до 4500 т, а 1918 року досягло 49 500 т. Великобританія виробила 1918 року 60 000 т тротилу. Усього за роки Першої світової війни було витрачено 2,5 млн. т тротилу, тоді як витрата інших вибухівок не перевищила кількох десятків тисяч тонн. США 1945 року виробили понад 1 млн. т тротилу. Жодної іншої вибухової речовини у світі не вироблялося і не виробляється стільки, скільки ТНТ. Тим більше згодом з'ясувалося, що він дуже стійкий у зберіганні. Тротил, що пролежав з 1905 року навіть не в складських умовах, сьогодні вибухає так само, як і свіжоприготовлений.

Цікаво, що тротил як вибухівка не надто підходить як військовим, так і цивільним користувачам. Наприклад, при вибухових роботах на викид ґрунту найсуттєвіший параметр — це фугасність (працездатність вибухівки).Тротил має показник по Трауцлю 285 см³, тоді як динаміт – 400, гексоген – 490, пентрит – 500. Порівняння не на користь ТНТ: щоб викинути одну й ту саму кількість ґрунту, тротилу потрібно майже вдвічі більше, ніж динаміту. До того ж тротил досить дорогий, аміачна селітра набагато дешевша.

Для військових бажано мати снаряд калібром поменше, яке дію з мети зробити можливо великим, і тут перше місце виступає бризантність. Чим більшу бризантність має вибухівка, тим краще вона дробить корпус снаряда на уламки і тим більшу швидкість, а отже, і дальність, мають її уламки. Бризантність тротилу за методикою Гесса 13 мм, динаміту – 18, гексогену та пентриту – 24 (тобто снаряд, заповнений гексогеном, матиме майже вдвічі більшу потужність, ніж ТНТ).

Однак поряд із високими вибуховими параметрами всі згадані вище вибухівки не ідеальні. З динаміту з часом виділяється вкрай чутливий до зовнішніх впливів нітрогліцерин. Це зовсім виключає його використання у снарядах та бомбах. Аміачно-селитрені вибухівки дуже гігроскопічні та у вологому стані втрачають свої вибухові властивості. Мелініт вкрай отруйний не тільки під час вибуху, а й при зберіганні, вступає в реакцію з металами з утворенням солей пікринової кислоти (пікратів), які мають чутливість гримучої ртуті. Гексоген та пентрит надмірно чутливі, що робить їх небезпечними у військовому застосуванні, а для цивільних цілей вони надто дорогі. Вибухові властивості піроксиліну залежать від вологості.

Загалом кожна вибухівка має великі експлуатаційні недоліки. До того ж багато хто з них не витримує тривалого зберігання.Вони постійно йдуть хімічні процеси, які зрештою роблять вибухівку або вкрай небезпечною, або зовсім непрацездатною. Усіх цих недоліків позбавлений тротилу.

Природно, що хіміки дуже скоро почали працювати над вирішенням питання про поєднання високих вибухових якостей багатьох вибухівок із миролюбністю тротилу. Тим більше, що хімічна інертність тротилу відкривала широку можливість робити будь-які механічні суміші.

У 1915 році англійці змішують ТНТ з аміачною селітрою у різних пропорціях (від 8:2 до 2:8). Так народжується одна з перших композитних вибухівок – британський аматол. Змішуванням тротилу з барієвою селітрою одержали баратол. Виграли у фугасності, бризантності, у ціні, але програли у вологостійкості та тривалості зберігання. У 1917 році з'являється австрійський аммонал - суміш тротилу, аміачної селітри та порошкоподібного алюмінію. Виграли і у фугасності, і в бризантності, і в енергії вибухового перетворення, але програли у тривалості зберігання та вологостійкості.

Суміші тротилу з аміачною, барієвою, калійною селітрами та алюмінієм отримали найширше застосування у комерційних вибухових роботах. Недостатня вологостійкість та термін зберігання у цивільному застосуванні цілком компенсуються дотриманням правил захисту від вогкості та виготовленням необхідної для робіт кількості вибухівки.

У роки Другої світової війни в американському флоті для спорядження торпед стали використовувати суміш тротилу з алюмінієм - Торпекс (Torpex), яка виявилася особливо ефективною при підводних вибухах. Додавання алюмінію до аматолу дало вибухівку під назвою мінол. А суміш 40% тротилу, 40% аміачної селітри та 20% алюмінію назвали тритоналом.Його особливо любили використовувати британці у своїх важких фугасних авіаційних бомбах. Суміш тротилу з пікратом амонію назвали пікратолом (в англомовній версії Explosive D), ця вибухівка виявилася найбільш придатною для бронебійних бомб.

У 1899 році німецький хімік Ганс Геннінг отримав патент на спосіб виробництва нового лікарського засобу, близького за складом до уротропіну і недавно синтезованого його співвітчизником Ленце. За структурною формулою сполуку назвали гексогеном. Незабаром з'ясувалося, що гексоген отруйний, і фармацевти втратили інтерес до нього. У 1920 році інтерес знову з'явився, але вже не у медиків - з'ясувалося, що гексоген - найпотужніша вибухова речовина, причому при додаванні 5% інертних речовин з безпеки застосування він наближається до тротилу.

Виробництво гексогену почалося в період Другої світової війни, коли тротилу стало гостро бракувати. Тоді ж здогадалися змішувати тротил із гексогеном, найчастіше у пропорції 1:1. Так народилася вибухівка ТГ-50, яка частково поєднала у собі високі вибухові можливості гексогену з безпекою тротилу. Пізніше підвищення температури вибуху, отже, й енергії вибухового перетворення, в ТГ стали додавати порошок алюмінію — і отримали відмінну вибухівку ТГА та її варіант МС (морська суміш), який відрізняється від ТГА лише відсотковим співвідношенням тротилу, гексогену і алюмінію.

ТГА поступово почала витісняти чистий тротил з військової області, оскільки ця суміш має одночасно потужність гексогену та безпеку тротилу. Втім, ТДА все ж таки має досить високу вартість, її використовують здебільшого в боєприпасах, де потрібна особливо висока потужність — наприклад, у кумулятивних.Крім того, тротил погано підходить для спорядження снарядів швидкострільних гармат типу американських Vulcan або російських "Шилок". Під час стрільби у стовбурі розвивається дуже висока температура, чого не терпить тротил, тому тут йому на зміну прийшла тугоплавка вибухівка — октоген. Але у саперній справі тротил і сьогодні залишається вибухівкою номер один.

Звичайно, нині тротил дещо потіснили його «діти» — різні суміші, але майже всі розроблені в другій половині XX століття вибухівки за сукупністю властивостей все ж таки не дотягують до «батька». Звичайно, гексоген - дуже серйозний конкурент, особливо якщо врахувати, що всі зручні у застосуванні пластичні вибухівки створені на основі гексогену. Проте ціна їх порівняно висока, а пластифікатори знижують вибухові якості гексогену рівня тротилу. Виходить, що пластит, виграючи у зручності застосування, програє в ціні – за рівних вибухових властивостей.

Без сумніву, прийде день, коли тротил поступиться своїм місцем більш досконалій вибухівці. Але зараз, перш ніж запропонувати споживачеві навіть нові вибухові склади, їх обов'язково порівнюють із тротилом. І далеко не завжди порівняння виявляється на користь новинок. Так що, відійшовши на другі ролі, подібно до чорного пороху, тротил так і не пішов в історію, залишившись еталоном.