3. Горение взрывчатых веществ

Взрыв представляет собой одну из форм взрывного превращения взрывчатых веществ. Другой его формой является горение. Для горения также характерно боль­шое количество выделяемого тепла," газообразных про­дуктов и большая скорость процесса. И тем не менее горение принципиально отлично от взрыва. Это отличие заключается в первую очередь в механизме распростра­нения процессов.

Как уже было сказано, распространение взрыва обусловлено прохождением по заряду взрывчатого ве­щества ударной волны, возбуждающей в каждом по­следующем слое интенсивную химическую реакцию, сопровождающуюся выделением тепла.

Распространение же процесса горения по взрывча­тому веществу обусловлено передачей тепла от одного слоя к другому за счет теплопроводности, диффузии и излучения газообразных продуктов горения.

Принципиальное отличие в механизме распростране­ния взрыва и горения предопределяет различные ско­рости этих процессов: скорость горения всегдаменьше скорости распространения зву­ка в данном веществе, скорость взрыва превосходит скорость звука в заряде взрывчатого вещества. Отличием в механизме распространения взрыва и горения объясняется и раз­ личное их воздействие на внешнюю среду: продукты

горения осуществляют метание тел в сторону наимень-шего сопротивления, взрыв вызывает дробление преград, соприкасающихся с зарядом или находящихся на неко­тором расстоянии от места взрыва.

Процесс горения BB ввиду его чрезвычайной слож­ности изучен еще далеко не полностью. Большой вклад в изучение процесса горения внесли советские ученые: академик H. H. Семенов, профессора К. К. Андреев, А. Ф. Беляев, Я. Б. Зельдович и другие. Благодаря им стали известны основные положения и закономерности, характеризующие этот процесс. Сущность процесса го­рения можно представить следующим образом.

При нагревании BB происходит плавление и испарение тонкого слоя вещества. Образующиеся пары нагре­ваются до температуры, при которой начинается про­цесс самовоспламенения с последующей интенсивной химической реакцией.

Химическая реакция сопровождается выделением тепла и газообразных продуктов. Продукты горения нагревают следующий слой BB, в котором повторяются те же физические процессы и химические реакции.

За счет образования газообразных продуктов горе­ния давление у горящей поверхности BB повышается. Газы расширяются и оттекают от поверхности вещест­ва. Давление над поверхностью зависит от соотношения между скоростью га.зопритока и скоростью газооттока. Скорость газопритока зависит от скорости горения BB, которая для различных веществ разная и по-разно­му зависит от давления.

Если с увеличением давления скорость горения растет быстрее, чем скорость газооттока, то давление будет возрастать и горение перейдет во взрыв. Инициирующие BB имеют большую скорость горе­ния, существенным образом возрастающую с увеличе­нием давления. Поэтому их горение, как правило, является неустойчивым и переходит во взрыв.

Если же при повышении давления скорость горения растет медленнее скорости газооттока, то образующиеся газы успевают расшириться и горение будет носить устойчивый характер.

Именно этим объясняется устойчивое горение троти­ла и других бризантных взрывчатых веществ, у которых скорость горения мала и в малой степени зависит от давления.

Однако горение бризантных взрыйчатых веществ в некоторых случаях также может перейти во взрыв. Это случается, когда взрывчатые вещества жидкие или имеют рыхлую пористую структуру. При горении пористого BB горячие газообразные продукты проникают через поры в глубь вещества и зажигают его. В результате возрастает поверхность горения и соответствующим образом увеличивается скорость газопритока. Давление растет, и горение переходит во взрыв.

Пироксилин, имеющий пористую структуру, не пред- ставлялось возможным использовать для метательных целей до тех пор, пока не нашли способ устранить его пористость. Получение пироксилиновых порохов в принципе и заключается в придании пироксилину плотной структуры.

Более сложным, но сходным путем переходит во взрыв горение жидких BB.

Для обеспечения устойчивого горения жидкого BB надо лишить его подвижности и текучести. При получе­нии нитроглицериновых порохов это достигается раст­ворением в нитроглицерине нитроклетчатки с последующей обработкой.

Благодаря плотной структуре пороха горят устойчиво. Горение является наиболее характерным видом их взрывного превращения.