Бризантные вещества: краткое описание, характеристики, применение

Пиктограмма для обозначения взрывчатых веществ по системе маркировки СГС[1]
Взры́вчатое вещество́

(
ВВ
, взрывчатка) — конденсированное химическое вещество или смесь таких веществ, способное при определенных условиях под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению (взрыву) с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов[2][3][4][5][6][7]. В зависимости от химического состава и внешних условий взрывчатые вещества могут превращаться в продукты реакции в режимах медленного (дефлаграционного) горения, быстрого (взрывного) горения или детонации. Поэтому традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определённой скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы)[4][7]. Взрывчатые вещества относятся к энергетическим конденсированным системам[8].

Содержание

• 1 Физическая природа взрывного превращения
• 2 Историческая справка
• 3 Терминология
• 4 Общая характеристика
• 5 Применение 5.1 Военное применение
• 5.2 Промышленное применение
• 5.3 Научное применение

Основные свойства ВВ

Их главными свойствами являются:

• восприимчивость к наружным влияниям;
• бризантность;
• характерное агрегатное состояние;
• количество энергии, выделяемое при взрыве;
• химическая устойчивость;
• стремительность детонации;
• плотность;
• фугасность;
• длительность и обстоятельства работоспособного состояния.

Каждое взрывчатое вещество можно подробно описать, используя все его характеристики, но в большинстве случаев используют две из них:

• Бризантность (ломать, дробить, разбивать). Т. е. это способность взрывчатого вещества производить разрушающие действия. Чем выше бризантность, тем быстрее формируются при взрыве газы и с большей силой происходит взрыв. В результате хорошо раздробится корпус снаряда, осколки разлетятся с большой скоростью, произойдет сильная ударная волна.
• Фугасность – мера работоспособности ВВ, выполняющего разрушительные, метательные и другие действия. Основное влияние на нее оказывает объем газа, выделяемый при взрыве. Огромное количество газа способно осуществить большую работу, например, выбросить из района взрыва бетон, грунт, кирпич.

Бризантные взрывчатые вещества, обладающие повышенной фугасностью, подойдут для взрывных работ в шахтах, при ликвидации ледяных заторов, устройстве различных котлованов. При изготовлении снарядов сначала обращают внимание на бризантность, а фугасность отступает на второй план.

Физическая природа взрывного превращения

Взрывное превращение, как правило, носит кратковременный характер, протекает при температурах от 2500 до 4500 K и сопровождается выделением огромного количества высокотемпературных газов и тепла[7][9]. Взрывная реакция не требует наличия в окружающем воздухе окислителя (в качестве которого обычно выступает кислород), поскольку он содержится в химически связанном виде в ингредиентах взрывчатки[7].

Стоит отметить, что суммарное количество энергии, которая высвобождается при взрыве, относительно невелико и обычно в пять или шесть раз меньше теплотворной способности нефтепродуктов аналогичной массы[2][7]. Тем не менее, несмотря на скромную энергетическую отдачу, огромная скорость реакции, которая по закону Аррениуса является следствием большой температуры, обеспечивает достижение высоких значений мощности[7].

Высвобождение большого количества газообразных продуктов сгорания считается другим признаком химической реакции в виде взрыва[7]. При этом, стремительная трансформация взрывчатого вещества в высокотемпературные газы сопровождается скачкообразным изменением давления (до 10—30 ГПа), которое носит название ударной волны[7]. Распространение этой волны способствует передаче энергии от одного слоя взрывчатки к другому и сопровождается возбуждением в новых слоях аналогичной химической реакции. Этот процесс получил название детонации, а инициирующая его ударная волна стала называться детонационной волной[7].

Существует ряд веществ, способных к нехимическому взрыву (например, ядерные и термоядерные материалы, антивещество). Также существуют методы воздействия на различные вещества, приводящие к взрыву (например, лазером или электрической дугой). Обычно такие вещества не называют «взрывчатыми».

Историческая справка

Человек разрабатывал и изучал взрывчатые вещества вкупе с возможностями их применения на практике в течение довольно длительного периода времени. Исторически первым прообразом современных взрывчатых веществ можно считать т. н. «греческий огонь»; авторство данного изобретения приписывается греку по имени Каллиник, а в качестве даты создания состава называется 667 год н. э. Указанное вещество впоследствии использовалось различными древними народами Европы и Ближнего Востока, однако в ходе исторического процесса рецепт его изготовления был утрачен; предполагается, что «греческий огонь» состоял из серы, смолы, соли и негашеной извести. Особенностью данного взрывчатого вещества являлось повышение интенсивности возгорания при попытке тушения вызванного им пламени водой. Через некоторое время, в 682 году, в Китае были разработаны первые прототипы дымного пороха, в состав которых входили селитра, сера и древесный порошок[5]; изначально смесь применялась в пиротехнике, а затем приобрела и военное значение.

Что касается стран Европы, то порох начал упоминаться в исторических документах с XIII века[5] (приблизительно в 1250 году), хотя историки не располагают точными данными о том, кто именно выступил в роли первооткрывателя этого взрывчатого вещества. Среди возможных кандидатур в профильных исследованиях называются, в частности, имена Бертольда Шварца и Роджера Бэкона, а итальянские специалисты полагают, что первое применение пороха следует ассоциировать с городом Болоньей начала века (1216 год).

Имеются также сведения о том, что данное взрывчатое вещество в его китайской версии использовалось монгольскими завоевателями под предводительством Чингисхана, которые задействовали его для подрыва крепостных стен при осаде. Этот факт позволяет некоторым исследователям утверждать, что на основе пороха было создано в первую очередь взрывное, и лишь затем — огнестрельное оружие. Некоторое время спустя, в начале XIV века, рассматриваемое взрывчатое вещество нашло применение в артиллерии, обеспечивая метание снарядов из орудий[5]; известно, что ближе к концу того же столетия, в 1382 году, пушки использовались против войск хана Тохтамыша, осаждавших Москву. Кроме того, XIV веком датируется также и появление первых образцов ручного огнестрельного оружия: пороховые ружья были впервые задействованы на Руси в 1389 году, также в ходе обороны Москвы. Следует при этом заметить, что, хотя преимущественно порох использовался именно в военном деле, предпринимались попытки приспособить возможности данного взрывчатого вещества для мирных целей: так, в первой трети XVII века в Венгрии (по другим данным — в Словакии[5]) оно было впервые опробовано при ведении горных работ, а впоследствии соответствующая технология распространилась также и на дорожно-туннельное строительство. Примерно в это же время начала осваиваться технология производства артиллерийских гранат, то есть — снаряжения артиллерийских ядер пороховым зарядом[5].

Подрыв в гаванской бухте американского крейсера «Мэн»

В течение нескольких веков традиционный дымный порох оставался не только единственной разновидностью пороха, но и вообще единственным взрывчатым веществом, известным человеку, хотя на протяжении этого периода времени предпринимались определенные попытки по его совершенствованию. В России, к примеру, соответствующие исследования проводил М. В. Ломоносов, в середине XVIII века подготовивший специализированный научный труд — «Диссертацию о рождении и природе селитры» (1749); в этой работе взрывчатое разложение пороха было впервые описано и истолковано с научной точки зрения. Параллельно аналогичные вопросы изучались во Франции химиками А. Л. Лавуазье и К. Л. Бертолле, которые к началу последней четверти того же столетия разработали формулу хлоратного пороха; в его составе вместо селитры использовалась хлорновато-калиевая («бертоллетова») соль. Тем не менее, дымный порох продолжал оставаться на вооружении военных вплоть до второй половины XIX века, где активно применялся в основном для снаряжения артиллерийских метательных зарядов, разрывных снарядов, в устройстве подземных мин и т. п.[3]

Следующий этап в развитии взрывчатых веществ связан с концом XVIII века, когда было открыто «гремучее серебро», характеризовавшееся довольно высоким уровнем опасности для того времени. Тогда же, в 1788 году, была получена пикриновая кислота, нашедшая применение в изготовлении артиллерийских снарядов. Научный консенсус приписывает открытие «гремучей ртути» британскому исследователю Э. Говарду (1799 год), однако имеются сведения о её изобретении ещё в конце XVII века[5]. Несмотря на то, что её способность к детонации не была подробно изучена[5], с точки зрения своих основных характеристик гремучая ртуть имела определенные преимущества по отношению к традиционному дымному пороху. Затем, в конце первой трети XIX века, путём смешивания древесины с азотной и серной кислотами был получен пироксилин, также пополнивший арсенал известных человеку взрывчатых веществ и послуживший для создания бездымного пороха. В 1847 году итальянский химик А. Собреро впервые синтезировал нитроглицерин, проблема неустойчивости и небезопасности которого была впоследствии отчасти решена А. Нобелем путём изобретения динамита. В 1884 году французский инженер П. Вьель предложил рецепт бездымного пороха[5]. Во второй половине века был создан целый ряд новых взрывчатых веществ, в частности — тротил (1863), гексоген (1897) и некоторые другие, нашедшие активное применение при производстве вооружений[5][10], однако их практическое применение стало возможным только после изобретения русским инженером Д. И. Андриевским в 1865 году и шведским изобретателем А. Нобелем в 1867 году гремучертутного капсюля-детонатора[5]. До появления этого устройства отечественная традиция применения нитроглицерина взамен чёрного пороха при подрывных работах полагалась на режим взрывного горения[5]. С открытием явления детонации бризантные взрывчатые вещества начали повсеместно использоваться для военных и промышленных целей[5].

Среди промышленных взрывчатых веществ изначально широкое распространение по патентам А. Нобеля получили гурдинамиты, затем пластичные динамиты и порошкообразные нитроглицериновые смесевые взрывчатые составы[5]. Стоит подчеркнуть, что первые патенты на некоторые рецепты аммиачно-селитренных взрывчатых веществ были получены ещё И. Норбином и И. Ольсеном (Швеция) в 1867 году, однако их практическое использование для снаряжения боеприпасов и для промышленных целей выпало на годы Первой мировой войны[5]. Так как этот вид взрывчатки проявил себя гораздо более безопасным и экономичным, чем традиционный динамит, то начиная с 30-х годов XX века масштабы его использования в промышленных приложениях существенно выросли[5]. После Великой Отечественной войны на территории Советского Союза аммиачно-селитренные подрывные составы (поначалу — в виде тонкодисперсных аммонитов) стали доминирующим видом промышленных взрывчатых веществ[5]. За рубежом процесс массового переоснащения промышленности с динамитов на аммиачно-селитренные взрывчатые вещества начался примерно в 50-х годах XX века[5].

Начиная с 70-х годов XX века основной разновидностью промышленной взрывчатки становятся простейшие составы гранулированных и водосодержащих аммиачно-селитренных рецептур, не содержащие в себе нитросоединений или других индивидуальных взрывчатых веществ. Кроме них также используются смеси с нитросоединениями[5]. Некоторое практическое значение сохранили тонкодисперсные аммиачно-селитренные взрывчатые составы, прежде всего — для снаряжения патронов-боевиков и для проведения некоторых специфических видов взрывных работ[5]. Индивидуальные взрывчатые вещества, в основном — тротил, продолжают применяться для изготовления шашек. Помимо этого их используют для длительного заряжания обводнённых скважин в чистом виде (гранулотол) и составе разнообразных высоководоустойчивых смесей (гранулированных и суспензионных)[5]. Для выполнения прострелочных работ в глубоких нефтяных скважинах до сих пор продолжает применяться октоген и гексоген[5].

Бризантные ВВ, обладающие нормальной мощностью

Эти вещества имеют длительный период хранения (за исключением динамитов), на них не оказывают ощутимого влияния внешние факторы, при практическом использовании они безопасны.

К бризантным взрывчатым веществам относится:

• Тротил – это вещество в виде кристаллов, имеющее желтоватый или коричневатый цвет, горькое на вкус. Температура плавления – 81 °С, а вспышки — 310 °С. На открытом воздухе горение тротила сопровождается пламенем желтоватого цвета с сильной копотью без взрыва, а в закрытом помещении может произойти детонация. Вещество с металлами химической активности не проявляет, практически не чувствительно к ударам, трению и тепловому воздействию. Вступает во взаимосвязь с соляной и серной кислотой, бензином, спиртом, а также ацетоном. Например, при простреле литой и прессованный ружейной пулей тротил не загорается, и взрыва не происходит. Для боеприпасов его применяют в различных сплавах и чистом виде. Вещество используют в виде прессованных шашек различных размеров при выполнении подрывных работ.
• Пикриновая кислота – бризантное вещество в виде кристаллов, имеющих желтый цвет и горький вкус. Она обладает большей восприимчивостью к воздействию тепла, удара и трения, чем тротил, может взорваться от прострела ружейной пули. Пламя при горении сильно коптит. При большом скоплении вещества происходит детонация. По сравнению с тротилом, пикриновая кислота является более мощным ВВ.
• Динамиты – имеют разную рецептуру и содержат нитроглицерин, нитроэфиры, селитру, древесную муку и стабилизаторы. Основное применение – народное хозяйство. Главное свойство динамитов – водоустойчивость и значительная мощность. Их недостатком считается увеличенная восприимчивость к термическим и механическим влияниям. Это требует проявления осторожности при транспортировке и проведении взрывных работ. Через полгода динамиты утрачивают способность к детонации. Кроме того, они замерзают при отрицательной температуре около 20 °С и становятся опасными при эксплуатации.

Терминология

Сложность и разнообразие химии и технологии взрывчатых веществ, политические и военные противоречия в мире, стремление к засекречиванию любой информации в этой области привели к неустойчивым и разнообразным формулировкам терминов.

Действующая редакция 2011 года принятой ООН Согласованной на глобальном уровне системы классификации и маркировки химических веществ (СГС) даёт следующие определения[11]:

2.1.1.1 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.

Под взрывчатыми веществами понимаются как индивидуальные взрывчатые вещества, так и взрывчатые составы, содержащие одно или несколько индивидуальных взрывчатых веществ, флегматизаторы, металлические добавки и другие компоненты. Взрывчатое превращение взрывчатых веществ характеризуется следующими условиями:

• высокая скорость химического превращения;
• выделение тепла (экзотермичность процесса);
• образование газов или паров в продуктах взрыва;
• способность реакции к самораспространению.

Пониженная мощность ВВ

Бризантные вещества пониженной мощности имеют уменьшенную работоспособность из-за малой скорости детонации и небольшого выделения тепла. Они уступают по свойствам бризантности тем веществам, у которых нормальная мощность, но имеют такую же фугасность. Наиболее часто используемые ВВ из этой группы изготовляются на основе аммиачной селитры. К ним относится:

• Аммиачная селитра – белое или желтоватое кристаллическое вещество, являющееся минеральным удобрением, прекрасно растворяется в воде. Она относится к малочувствительным, слабо взрывчатым веществам. Не загорается от огня и искры, процесс горения начинается только в сильном очаге пламени. Небольшая стоимость аммиачной селитры позволяет изготовлять из нее недорогие ВВ при добавлении в нее взрывчатых или горючих веществ.
• Динамоны – это смесь аммиачной селитры с горючими, но невзрывчатыми веществами, например, углем древесным, торфом или опилками.
• Аммоналы – смеси для взрывов, содержащие селитру, с добавлением горючих и взрывчатых добавок и алюминиевой пудры для повышения теплоты взрыва.

Все виды бризантных взрывчатых веществ, изготовленных на основе аммиачной селитры, безопасны в использовании. Они не взлетают на воздух при трении, ударе, простреле пулей из винтовки. Зажженные на воздухе, горят тихо, не взрываясь, пламенем желтого цвета с копотью. Для хранения их складируют в хорошо проветриваемые помещения. Иногда в селитру добавляют жирные кислоты и сернистое железо, что способствует длительному пребыванию ВВ в воде без потери свойств.

Общая характеристика

Вскрытие входной двери с помощью компактного подрывного заряда (2008 год)
Любое взрывчатое вещество обладает следующими характеристиками:

• способность к экзотермическим химическим превращениям
• способность к самораспространяющемуся химическому превращению

Важнейшими характеристиками взрывчатых веществ являются[3]:

• скорость взрывчатого превращения (скорость детонации или скорость горения),
• давление детонации,
• теплота (удельная теплота) взрыва,
• состав и объём газовых продуктов взрывчатого превращения,
• максимальная температура продуктов взрыва (температура взрыва),
• чувствительность к внешним воздействиям[12],
• критический диаметр детонации,
• критическая плотность детонации.

При детонации разложение взрывчатых веществ происходит настолько быстро (за время от 10−6 до 10−2сек), что газообразные продукты разложения с температурой в несколько тысяч градусов оказываются сжатыми в объёме, близком к начальному объёму заряда. Резко расширяясь, они являются основным первичным фактором разрушительного действия взрыва.

Различают два основных вида действия взрывчатых веществ: бризантное (местного действия) и фугасное (общего действия).

Существенное значение при хранении взрывчатых веществ и обращении с ними имеет их стабильность.

В прикладных сферах широко используется не более двух-трёх десятков взрывчатых веществ и их смесей[4]. Основные характеристики наиболее распространённых из них сведены в следующую таблицу (данные приведены при плотности заряда 1600 кг/м3)[4]:

Использование бризантных ВВ

Бризантные взрывные вещества – это вторичные ВВ, для которых детонация является основной видом взрывчатого превращения, возбуждаемая благодаря небольшому заряду первоначального ВВ. Они наделены способностью дробить и раскалывать. Их используют для начинки мин, разных средств для подрыва, торпед и снарядов. Вещества, обладающие взрывчатыми свойствами, представляют собой концентрированный и экономичный источник механической энергии. Они находят широкое применение в народном хозяйстве. Большая часть цветной руды, а также почти весь объем черных металлов, добывается при помощи взрывов.

Бризантные ВВ нашли свое применение в следующих областях:

• для разработки пластов угля и залежей полезных ресурсов;
• насыпей для железнодорожных путей и автодорог;
• постройки плотин;
• рытья водных каналов;
• прокладки газо- и нефтепроводов;
• разработки шахтных стволов.

Где используют бризантные вещества еще? Кроме вышеперечисленного, их применяют:

• при уплотнении грунта;
• проведении систем орошения;
• тушении пожаров лесных массивов;
• выравнивании и очистке местности.

А также ведутся научные исследования и разработки по расширению использования этой мощной энергии взрыва – ускорению химических процессов с применением высоких давлений, искусственному дождеванию и взрывному бурению.

Применение

Работа сапёров противоминного центра минобороны России в Алеппо (Сирия, 2020 год)
Ежегодно в мире производится несколько миллионов тонн взрывчатых веществ[8]. Ежегодный расход взрывчатых веществ в странах с развитым промышленным производством даже в мирное время составляет сотни тысяч тонн. В военное время расход взрывчатых веществ резко возрастает. Так, в период 1-й мировой войны в воюющих странах он составил около 5 миллионов тонн, а во 2-й мировой войне превысил 10 миллионов тонн. Ежегодное использование взрывчатых веществ в США в 1990-х годах составляло около 2 миллионов тонн.

Военное применение

В военном деле взрывчатые вещества используются в качестве метательных зарядов для различного рода оружия и предназначаются для придания снаряду (пуле) определенной начальной скорости.

Их также применяют для снаряжения боевых частей ракет различных классов, снарядов реактивной и ствольной артиллерии, артиллерийских и инженерных мин, авиационных бомб, торпед, глубинных бомб, ручных гранат и т. д.

Промышленное применение

Взрывчатые вещества широко используются в промышленности для производства различных взрывных работ.

Существуют произведения монументального искусства, изготовленные с помощью взрывчатых веществ (монумент Crazy Horse в штате Южная Дакота, США).

В Российской Федерации запрещена свободная реализация взрывчатых веществ, средств взрывания, порохов, всех видов[источник не указан 442 дня

]ракетного топлива, а также специальных материалов и специального оборудования для их производства, нормативной документации на их производство и эксплуатацию.

Научное применение

В научно-исследовательской сфере взрывчатые вещества широко используются как простое средство достижения в экспериментах значительных температур, сверхвысоких давлений и больших скоростей[4].

Классификация взрывчатых веществ

Сапёры корпуса морской пехоты США во время показательных выступлений

По составу

По своему химическому составу всё многообразие взрывчатых веществ разделяется на взрывчатые химические соединения и взрывчатые смеси[3]:

• Индивидуальные химические соединения, большинство которых представляет собой кислородосодержащие вещества, обладающие свойством полностью или частично окисляться внутри молекулы без доступа воздуха. Существуют соединения, не содержащие кислород, но обладающие свойством взрываться (разлагаться) (азиды, ацетилениды, диазосоединения и др.). Они, как правило, обладают неустойчивой молекулярной структурой, повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (трению, удару, нагреву, огню, искре, переходу между фазовыми состояниями, другим химическим веществам) и относятся к веществам с повышенной взрывоопасностью[3].
• Взрывчатые смеси-композиты, которые состоят из двух и более химически не связанных между собой веществ и могут быть жидкими, твёрдыми и газообразными[3]. В военном деле также широко применяются боеприпасы, снаряжаемые только горючим веществом, которое распыляется в воздухе, а реакция подрыва протекает за счёт атмосферного кислорода[3]. Многие взрывчатые смеси состоят из индивидуальных веществ, не имеющих взрывчатых свойств (горючих, окислителей и регулирующих добавок). Регулирующие добавки применяют:

• для снижения чувствительности взрывчатых веществ к внешним воздействиям. Для этого добавляют различные вещества — флегматизаторы (парафин, церезин, воск, дифениламин и др)
• для увеличения теплоты взрыва. Добавляют металлические порошки, например, алюминий, магний, цирконий, бериллий и прочие восстановители
• для повышения стабильности при хранении и применении
• для обеспечения необходимого физического состояния. Например, для повышения вязкости суспензионных взрывчатых веществ применяют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ)
• для обеспечения функций контроля над применением взрывчатых веществ. В состав взрывчатых веществ могут вводиться специальные вещества-маркеры, по наличию которых в продуктах взрыва устанавливается происхождение взрывчатых веществ

По физическому состоянию

• газообразные
• жидкие. При нормальных условиях таким взрывчатым веществом является, например, индивидуальные вещества нитроглицерин, этиленгликольдинитрат (нитрогликоль), этилнитрат и другие. Существует много разработок жидких смесевых взрывчатых веществ (наиболее известны взрывчатые вещества Шпренгеля, панкластит и др.)
• гелеобразные. При растворении нитроцеллюлозы в нитроглицерине образуется гелеобразная масса, получившая название «гремучий студень».
• суспензионные. Большая часть современных промышленных взрывчатых веществ представляют собой суспензии смесей аммиачной селитры с различными горючими и добавками в воде (акватол, ифзанит, карбатол). Существует огромное число суспензионных взрывчатых составов, в которых либо окислители, либо горючие представляют собой жидкую среду. Применяются для заливки шпуров, но большинство таких составов со временем утратили техническую и экономическую целесообразность применения.
• эмульсионные
• твердые. В военном деле применяются преимущественно твёрдые (конденсированные) взрывчатые вещества. Твердые взрывчатые вещества могут быть монолитными (тол)
• порошкообразными (гексоген)
• гранулированными (аммиачно-селитренные взрывчатые вещества)

По взрывчатым свойствам

Использование контролируемого подрыва для очистки околодорожного пространства (Филиппины, 2009)
По своему значению и взрывчатым свойствам ВВ подразделяются на инициирующие и бризантные[3]; стоит отметить, что целый ряд авторитетных источников к этим двум добавляет также метательные взрывчатые вещества (пороха и пиросоставы)[4][7].

Инициирующие взрывчатые вещества

Инициирующие (первичные) взрывчатые вещества предназначаются для возбуждения взрывчатых превращений в зарядах других, более стабильных, взрывчатых веществ. Уже при атмосферном давлении их горение протекает неустойчиво и любой начальный импульс воспламенения немедленно запускает детонацию[7]. Помимо этого, инициирующие взрывчатые вещества отличаются повышенной чувствительностью и легко взрываются от многих других видов начального воздейстивия: удара, трения, накола жалом, электрической искры и т. п.[7]. Основой инициирующих взрывчатых веществ являются гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС), тетразен, диазодинитрофенол (или их смеси) и прочие с высокой скоростью детонации (свыше 5000 м/с)[3].

В военном деле и в промышленности инициирующие взрывчатые вещества применяются для снаряжения капсюлей-воспламенителей, капсюльных втулок, запальных трубок, различных электровоспламенителей, артиллерийских и подрывных капсюлей-детонаторов, электродетонаторов и др.[3] Они используются также в различных средствах пироавтоматики: пирозарядах, пиропатронах, пирозамках, пиротолкателях, пиромембранах, пиростартёрах, катапультах, разрывных болтах и гайках, пирорезаках, самоликвидаторах и др.[3]

Бризантные взрывчатые вещества

Бризантные (вторичные) — вещества с высокой бризантностью, которой соответствует большая скорость распространения взрывной волны в веществе. От инициирующих отличаются меньшей чувствительностью, а их горение при сравнительно невысокой величине давления (которое, тем не менее, должно быть выше атмосферного) вполне может привести к детонации[7].

Бризантные взрывчатые вещества менее чувствительны к внешним воздействиям, и возбуждение взрывных превращений в них осуществляется главным образом с помощью инициирующих взрывчатых веществ. В качестве бризантных взрывчатых веществ применяются обычно различные нитросоединения (тротил, нитрометан, нитронафталины и др.), N-нитрамины (тетрил, гексоген, октоген, этилен-N,N’-динитрамин и др.), нитраты спиртов (нитроглицерин, нитрогликоль), нитраты целлюлозы и др. Часто эти соединения применяют в виде смесей между собой и с другими веществами[3].

Бризантные взрывчатые смеси часто называют по виду окислителя[3]:

• хлоратиты (окислитель — хлорат калия);
• перхлоратиты (окислитель — перхлорат калия, перхлорат аммония);
• аммониты (окислитель — нитрат аммония);
• оксиликвиты (окислитель — жидкий кислород) и др.

По методу производства зарядных элементов бризантные взрывчатые вещества нередко подразделяют на литьевые, прессовочные и шнековочные, а по обратимости деформации — пластичными и эластичными[3].

Бризантные взрывчатые вещества применяют для снаряжения боевых частей ракет различных классов, снарядов реактивной и ствольной артиллерии, артиллерийских и инженерных мин, авиационных бомб, торпед, глубинных бомб, ручных гранат и т. д.

В ядерных боеприпасах бризантные взрывчатые вещества используются в зарядах, предназначенных для перевода ядерного горючего в надкритическое состояние.

В различных вспомогательных системах ракетно-космической техники бризантные взрывчатые вещества применяют в качестве основных зарядов для разделения конструкционных элементов ракет и космических аппаратов, отсечки тяги, аварийного выключения и подрыва двигателей, выброса и отсечки парашютов, аварийного вскрытия люков и др.

В авиационных системах пироавтоматики бризантные взрывчатые вещества используются для аварийного отделения кабин, взрывного отброса винтов вертолётов и т. д.

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

Метательные и пиротехнические составы

Необходимо отметить, что по действующим в Российской Федерации нормативным документам пороховые и пиротехнические составы к взрывчатым веществам не относятся, ввиду того, что они перестали применяться в качестве подрывных и разрывных зарядов[3].

Метательные взрывчатые вещества (пороха и ракетные топлива) служат источниками энергии для придания необходимой кинетики разнообразным метательным снарядам (артиллерийским минам, пулям и т. п.) в ствольных и реактивных ракетно-артиллерийских системах[7]. Их отличительная особенность — способность к взрывчатому превращению в форме быстрого устойчивого сгорания, которое не переходит в детонацию в диапазоне давлений вплоть до нескольких ГПа[7]. Однако, они сохраняют свойство поддаться детонации от детонационного импульса[7].

Пороха делятся на дымные и бездымные. Представителями первой группы могут служить черные пороха, представляющие собой смесь селитры, серы и угля, например артиллерийский и ружейный пороха, состоящие из 75 % калиевой селитры, 10 % серы и 15 % угля. Температура вспышки дымных порохов равна 290—310 °С. Ко второй группе относятся пироксилиновые, нитроглицериновые, дигликолевые и другие пороха. Температура вспышки бездымных порохов равна 180—210 °С.

Пиротехнические составы (зажигательные, осветительные, сигнальные и трассирующие), применяемые для снаряжения специальных боеприпасов, представляют собой механические смеси из окислителей и горючих веществ. При обычных условиях применения они, сгорая, дают соответствующий пиротехнический эффект (зажигательный, осветительный и т. д.). Многие из этих составов обладают также и взрывчатыми свойствами и при определенных условиях могут детонировать.

Пиротехнические составы применяются для получения пиротехнических эффектов (светового, дымового, зажигательного, звукового и т. д.). Основной вид взрывчатых превращений пиротехнических составов — горение.

По методу приготовления зарядов

• прессованные
• литые (взрывчатые сплавы)
• патронированные

По направлениям применения

• военные
• промышленные

• для горного дела (добыча полезных ископаемых, производство стройматериалов, вскрышные работы). Промышленные взрывчатые вещества для горных работ по условиям безопасного применения подразделяют на непредохранительные и предохранительные
• для строительства (плотин, каналов, котлованов, дорожных выемок и насыпей)
• для сейсморазведки
• для разрушения строительных конструкций
• для обработки материалов (сварка взрывом, упрочнение взрывом, резание взрывом)

• специального назначения (например, средства расстыковки космических аппаратов)
• антисоциального применения (терроризм, хулиганство), при этом часто используются низкокачественные вещества и смеси кустарного изготовления.
• опытно-экспериментальные.

По степени опасности

Существуют различные системы классификации взрывчатых веществ по степени опасности. Наиболее известны:

• Согласованная на глобальном уровне система классификации опасности и маркировки химической продукции (СГС), принятая ООН в 2003 (действует первая пересмотренная редакция 2005);
• Классификация по степени опасности в горных работах;

Бризантные вещества повышенной мощности

Взрывчатые вещества, имеющие повышенную мощность, располагают большой скоростью детонации и при взрыве выделяют значительное количество тепла. Они очень чувствительны ко внешнему импульсу.

Взрыв происходит от любого детонатора, в том числе и от удара винтовочной пули. При воздействии открытого огня они сильно горят, не выделяя сажи и дыма, светлым пламенем, возможен взрыв. К этой группе веществ принадлежит:

• Тэн – белый порошок, состоящий из кристаллов. Это бризантное вещество не реагирует с металлами и водой, разводится в ацетоне и считается самым уязвимым к внешним факторам воздействия. Его используют для шнуров детонации, вспомогательных детонаторов и капсюлей детонаторов.
• Тетрил – порошок кристаллического типа желтоватого цвета, соленый на вкус. Хорошо разводится ацетоном и бензином, плохо – спиртом, с металлами не реагирует, хорошо поддается прессовке. Используют для изготовления детонаторов.
• Гексоген – одно из самых бризантных веществ, которое состоит из мелких кристаллов белого цвета, не имеющих запаха и вкуса. С водой и металлами в реакцию не вступает, плохо прессуется. От внешнего воздействия происходит взрыв, горит с шипением, пламя яркого белого цвета. Применяют для некоторых образцов капсюлей-детонаторов, изготовления смесей для промышленных взрывов, морских мин.

Примечания

1. Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ. Приложение 1. Установление элементов маркировки. Проверено 1 марта 2013. Архивировано 23 марта 2013 года.
2. ↑ 12
   Взрывчатые вещества // Краткая химическая энциклопедия. — Москва: Советская энциклопедия, 1961. — Т. 1. — Стб. 559-564
3. ↑ 123456789101112131415
   Взрывчатые вещества // Военная энциклопедия / П. С. Грачёв. — Москва: Военное издательство, 1994. — Т. 2. — С. 89-90. — ISBN 5-203-00299-1.
4. ↑ 123456
   Взрывчатые вещества // Большая советская энциклопедия / А. М. Прохоров. — 3-е издание. — Москва: Большая советская энциклопедия, 1971. — Т. 05. — С. [16] (стб. 35-40). — 640 с.
5. ↑ 12345678910111213141516171819202122
   Взрывчатые вещества // Горная энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Козловский. — Советская энциклопедия, 1984. — Т. 1. — С. 378. — 560 с.
6. ТР ТС 028/2012 О безопасности взрывчатых веществ и изделий на их основе. Статья 2. Определения
7. ↑ 12345678910111213141516
   Взрывчатые вещества // Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь / Под ред. Б. П. Жукова. — 2-е изд., испр.. — Москва: Янус-К, 2000. — С. 80. — 596 с. — ISBN 5-8037-0031-2.
8. ↑ 12
   Взрывчатые вещества // Большая российская энциклопедия. — 2005. — Т. 5. — С. 246—247. — ISBN 5-85270-334-6.
9. Взрывное превращение // Горная энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Козловский. — Советская энциклопедия, 1984. — Т. 1. — С. 374. — 560 с.
10. Беляков А. А., Матюшенков А. Н.
    2: Боеприпасы // Оружиеведение. — Челябинск: Челябинский юридический институт МВД России, 2004. — 200 с.
11. Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ. Часть 2. Физические опасности. Проверено 7 марта 2013. Архивировано 7 апреля 2013 года.
12. Некоторые вещества, например йодистый азот, взрываются от прикосновения соломинки, от небольшого нагревания, от световой вспышки.
13. 79 % нитрата аммония, 21 % тротила
14. Плотность заряда 1000 кг/м3
15. Плотность заряда 1000 кг/м3
16. Плотность заряда 4100 кг/м3
17. 28 % нитроглицерина, 57 % нитроцеллюлозы (коллоксилина), 11 % динитротолуола, 3 % цетралита, 1 % вазелина

Дополнительная литература

• Андреев К. К., Беляев А. Ф.
  Теория взрывчатых веществ. — М., 1960.
• Андреев К. К.
  Термическое разложение и горение взрывчатых веществ. — 2-е изд. — М., 1966.
• Беляев А. Ф.
  Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. — М.: Наука, 1968.
• Косточко А. В., Казбан Б. М.
  Пороха, ракетные твёрдые топлива и их свойства. Учебное пособие. — Москва: ИНФРА-М, 2014. — 400 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-16-005297-7.
• Орлова Е. Ю.
  Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. — 3-е изд. — Л., 1981.
• Поздняков З. Г., Росси Б. Д.
  Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. — М.: «Недра», 1977. — 253 c.
• 1. Взрывчатые вещества для снаряжения инженерных боеприпасов // Инженерные боеприпасы. Руководство по материальной части и применению. Книга 1. — Москва: Военное издательство Минобороны СССР, 1976. — С. 6.
• Взрывчатые вещества // Советская военная энциклопедия. — Москва: Военное издательство Минобороны СССР, 1979. — Т. 2. — С. 130.
• Fedoroff, Basil T. et al
  Enciclopedia of Explosives and Related Items, vol.1—7. — Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal, 1960—1975.