Proch strzelniczy

W przypadku innych zastosowań zobacz Proch strzelniczy (ujednoznacznienie) .
Amerykańska wojna secesyjna odtwarza salwy z czarnego prochu
Proch strzelniczy do ładowania broni palnej przez lufę w rozmiarze granulacji
Dozownik startera patelni Flash

Proch strzelniczy , znany również jako proch czarny, aby odróżnić go od współczesnego prochu bezdymnego , jest najwcześniejszym znanym chemicznym materiałem wybuchowym . Składa się z mieszaniny siarki , węgla (w postaci węgla drzewnego ) i azotanu potasu ( saletry ). Siarka i węgiel działają jak paliwa , podczas gdy saletra jest utleniaczem . Proch strzelniczy był szeroko stosowany jako materiał pędny w broni palnej , artyleryjska , rakietowa i pirotechniczna , w tym jako środek wybuchowy do materiałów wybuchowych w kamieniołomach , górnictwie , budowie rurociągów i budowie dróg .

Proch strzelniczy jest klasyfikowany jako materiał wybuchowy o małej sile wybuchu ze względu na jego stosunkowo wolne tempo rozkładu, a co za tym idzie niską brylancję . Niskie materiały wybuchowe ulegają deflagracji (tj. palą się z prędkością poddźwiękową), podczas gdy materiały wybuchowe silnie wybuchają , wytwarzając naddźwiękową falę uderzeniową . Zapłon prochu umieszczonego za pociskiem generuje wystarczające ciśnienie, aby wypchnąć strzał z lufy z dużą prędkością, ale zwykle nie ma wystarczającej siły, aby rozerwać lufę . Dzięki temu jest dobrym materiałem pędnym, ale jest mniej odpowiedni do rozbijania skał lub fortyfikacji ze względu na swoją niską siłę wybuchową. Mimo to był szeroko stosowany do wypełniania zapalonych łusek artyleryjskich (i używany w górniczych i inżynieryjnych ) aż do drugiej połowy XIX wieku, kiedy to zaczęto używać pierwszych materiałów wybuchowych .

Proch strzelniczy jest jednym z Czterech Wielkich Wynalazków Chin . Pierwotnie opracowany przez taoistów do celów leczniczych, został po raz pierwszy użyty w działaniach wojennych około 904 rne. Jego użycie w broni spadło z powodu zastąpienia go proszkiem bezdymnym i nie jest już używany do celów przemysłowych ze względu na jego względną nieefektywność w porównaniu z nowszymi alternatywami, takimi jak dynamit i azotan amonu / olej opałowy .

Efekt

Proch strzelniczy jest materiałem wybuchowym o małej mocy : nie detonuje , ale raczej deflagruje (szybko się pali). Jest to zaleta w urządzeniu miotającym, w którym nie chce się wstrząsu, który roztrzaskałby broń i potencjalnie zaszkodziłby operatorowi; jest to jednak wadą, gdy pożądana jest eksplozja. W takim przypadku propelent (a przede wszystkim gazy powstające podczas jego spalania) muszą być ograniczone. Ponieważ zawiera własny utleniacz i dodatkowo spala się szybciej pod ciśnieniem, jego spalanie jest w stanie rozerwać pojemniki takie jak łuska, granat, czy improwizowane obudowy "bomby rurowej" lub "szybkowara" w celu uformowania szrapnel .

W kamieniołomach materiały wybuchowe są generalnie preferowane do rozbijania skał. Jednak ze względu na niski połysk proch strzelniczy powoduje mniej pęknięć i daje bardziej użyteczny kamień w porównaniu z innymi materiałami wybuchowymi, co czyni go przydatnym do wysadzania łupków , które są delikatne, lub monumentalnych kamieni, takich jak granit i marmur . Proch strzelniczy doskonale nadaje się do nabojów ślepych , flar sygnałowych , ładunków wybuchowych i wystrzeliwania linii ratunkowych. Jest również używany w fajerwerkach do podnoszenia łusek, w rakietach jako paliwo iw niektórych efekty specjalne .

Spalanie przekształca mniej niż połowę masy prochu w gaz; większość zamienia się w pył. Część z nich jest wyrzucana, marnując siłę napędową, zanieczyszczając powietrze i ogólnie będąc uciążliwym (zdradzając pozycję żołnierza, wytwarzając mgłę utrudniającą widzenie itp.). Część z nich osadza się w postaci grubej warstwy sadzy wewnątrz lufy, gdzie również jest uciążliwa dla kolejnych strzałów i powoduje zacinanie się broni automatycznej. Ponadto pozostałość ta jest higroskopijna , a wraz z dodatkiem wilgoci pobranej z powietrza tworzy substancję żrącą . Sadza zawiera tlenek potasu lub tlenek sodu , który zamienia się w wodorotlenek potasu lub wodorotlenek sodu , który powoduje korozję luf z kutego żelaza lub stali . Ramiona prochowe wymagają zatem dokładnego i regularnego czyszczenia w celu usunięcia pozostałości. [ potrzebne źródło ]

Historia

Najwcześniejsza znana pisemna formuła prochu strzelniczego pochodzi z Wujing Zongyao z 1044 r.
Bomby kamionkowe, znane po japońsku jako Tetsuhau (żelazna bomba) lub po chińsku jako Zhentianlei ( bomba uderzeniowa z piorunami ), wydobyte z wraku statku Takashima w październiku 2011 r., Datowane na inwazje mongolskie na Japonię (1274–1281 ne).
Główne artykuły: Historia prochu i Kalendarium ery prochu
Dalsze informacje: Historia broni palnej

Chiny

„Latająca chmura eruptor grzmotów” wystrzeliwująca bomby piorunowe z Huolongjing
Dalsze informacje: Wujing Zongyao , Cztery wielkie wynalazki , Lista chińskich wynalazków i armata ręczna Heilongjiang

Pierwsza potwierdzona wzmianka o tym, co można uznać za proch strzelniczy w Chinach, pojawiła się w IX wieku naszej ery za panowania dynastii Tang , najpierw w formule zawartej w Taishang Shengzu Jindan Mijue (太上聖祖金丹秘訣) w 808 r., a następnie około 50 lat później w tekście taoistycznym znanym jako Zhenyuan miaodao yaolüe (真 元 妙 道 要 略). Taishang Shengzu Jindan Mijue wspomina o formule składającej się z sześciu części siarki na sześć części saletry na jedną część ziela bydlęcia. Według Zhenyuan miaodao yaolüe : „Niektórzy podgrzali razem siarkę, realgar i saletry z miodem ; powstaje dym i płomienie, tak że ich ręce i twarze zostały spalone, a nawet cały dom, w którym pracowali. stworzyć eliksir życia . To pochodzenie medycyny eksperymentalnej odzwierciedla chińska nazwa huoyao ( chiń .: 火药/火藥 ; pinyin : huǒ yào /xuo yɑʊ/ ), co oznacza „lek przeciwpożarowy”. Saletra była znana Chińczykom w połowie I wieku naszej ery i była produkowana głównie w prowincjach Syczuan , Shanxi i Shandong . Istnieją mocne dowody na stosowanie saletry i siarki w różnych produktach leczniczych kombinacje. Chiński tekst alchemiczny datowany na 492 r. Odnotował, że saletra płonęła fioletowym płomieniem, zapewniając praktyczny i niezawodny sposób na odróżnienie jej od innych soli nieorganicznych, umożliwiając w ten sposób alchemikom ocenę i porównanie technik oczyszczania; najwcześniejsze łacińskie relacje o oczyszczaniu saletry pochodzą z okresu po 1200 roku.

Najwcześniejszy wzór chemiczny prochu strzelniczego pojawił się w XI-wiecznym tekście dynastii Song , Wujing Zongyao ( Complete Essentials from the Military Classics ), napisanym przez Zeng Gonglianga między 1040 a 1044 rokiem . a także czosnek i miód. Wspomina się o powolnym dopasowaniu mechanizmów miotających ogień na zasadzie syfonu oraz fajerwerków i rakiet. Formuły mieszanek w tej książce zawierają maksymalnie 50% saletry; nie wystarczy, aby wywołać eksplozję, produkują zapalnik . The Essentials został napisany przez dworskiego biurokratę z dynastii Song i niewiele jest dowodów na to, że miało to jakikolwiek bezpośredni wpływ na działania wojenne; nie ma wzmianki o jego użyciu w kronikach wojen z Tangutami w XI wieku, a poza tym w Chinach w tym stuleciu panował głównie pokój. Jednak był już używany do ognistych strzał co najmniej od X wieku. Jego pierwsze odnotowane zastosowanie militarne datuje się na rok 904 w postaci pocisków zapalających. W następnych stuleciach różne rodzaje broni prochowej, m.in bomby , lance ogniste i broń palna pojawiły się w Chinach. Broń wybuchową, taką jak bomby, odkryto we wraku statku u wybrzeży Japonii, datowanym na rok 1281, podczas najazdów mongolskich na Japonię.

Do 1083 roku dwór Song produkował setki tysięcy ognistych strzał dla swoich garnizonów. Bomby i pierwsze proto-broń, znane jako „lance ogniste”, stały się popularne w XII wieku i były używane przez Song podczas wojen Jin -Song . Po raz pierwszy odnotowano użycie lanc ognistych podczas oblężenia De'an w 1132 r. Przez siły Song przeciwko Jin . Na początku XIII wieku Jin używali bomb w żelaznej obudowie. Do lanc ogniowych dodano pociski i opracowano lufy lanc wielokrotnego użytku, najpierw z utwardzonego papieru, a następnie z metalu. Do 1257 roku niektóre włócznie strzelały kulami. Pod koniec XIII wieku metalowe lance ogniste stały się „eruptorami”, proto-armatami wystrzeliwującymi pociski współprzelotowe (zmieszane z paliwem, a nie osadzone nad nim zwitkiem), a najpóźniej do 1287 roku stały się prawdziwymi pistoletami, armata ręczna .

Bliski Wschód

Główne artykuły: Lista wynalazków średniowiecznego świata islamu oraz Alchemia i chemia w średniowiecznym islamie

Według Iqtidara Alama Khana to najeźdźcy Mongołowie wprowadzili proch strzelniczy do świata islamu. Muzułmanie a 1280 rokiem, kiedy to Syryjczyk Hasan al-Rammah napisał przepisy, instrukcje oczyszczania saletry i opisy zapalników prochowych. Sugeruje to użycie przez al-Rammah „terminów, które sugerowały, że czerpał swoją wiedzę ze źródeł chińskich” i jego odniesienia do saletry jako „chińskiego śniegu” ( arab . ثلج الصين thalj al - ṣīn ), fajerwerki jako „chińskie kwiaty”, a rakiety jako „chińskie strzały”, że wiedza o prochu strzelniczym przybyła z Chin. Ponieważ jednak al-Rammah przypisuje swój materiał „swojemu ojcu i przodkom”, al-Hassan twierdzi, że proch strzelniczy stał się powszechny w Syrii i Egipcie „pod koniec XII wieku lub na początku XIII wieku”. W Persji saletra była znana jako „chińska sól” ( perski : نمک چینی ) namak-i chīnī ) lub „sól z chińskich słonych bagien” ( نمک شوره چینی namak-i shūra-yi chīnī ).

Hasan al-Rammah zamieścił 107 przepisów na proch strzelniczy w swoim tekście al-Furusiyyah wa al-Manasib al-Harbiyya ( Księga jazdy konnej i pomysłowych urządzeń wojennych ), z których 22 dotyczą rakiet. Jeśli weźmie się pod uwagę medianę 17 z tych 22 składów rakiet (75% azotanów, 9,06% siarki i 15,94% węgla drzewnego), jest ona prawie identyczna z opisaną współcześnie idealną recepturą 75% azotanu potasu, 10% siarki i 15% azotanu potasu. % węgla drzewnego. W tekście wymieniono także zapalniki, bomby zapalające, garnki na benzynę, lance ogniowe oraz ilustrację i opis najwcześniejszej torpedy . Torpedę nazwano „jajkiem, które samo się porusza i płonie”. Dwie blachy żelazne zostały ze sobą połączone i dociśnięte za pomocą filcu. Spłaszczony statek w kształcie gruszki był wypełniony prochem strzelniczym, opiłkami metalu, „dobrymi mieszankami”, dwoma prętami i dużą rakietą do napędu. Sądząc po ilustracji, najwyraźniej miał ślizgać się po wodzie. Lance ogniste były używane w bitwach między muzułmanami a Mongołami w latach 1299 i 1303.

Al-Hassan twierdzi, że w bitwie pod Ain Jalut w 1260 r. Mamelucy użyli przeciwko Mongołom w „pierwszej armacie w historii” formuły o niemal identycznych idealnych proporcjach składu wybuchowego prochu. Inni historycy zalecają ostrożność w odniesieniu do twierdzeń o używaniu islamskiej broni palnej w latach 1204–1324, ponieważ późnośredniowieczne teksty arabskie używały tego samego słowa na określenie prochu strzelniczego, naft , którego używali na określenie wcześniejszego środka zapalającego, benzyny ciężkiej.

Najwcześniejsze zachowane dokumenty potwierdzające istnienie armat w świecie islamu pochodzą z arabskiego rękopisu datowanego na początek XIV wieku. Nazwisko autora jest niepewne, ale mogło to być Shams al-Din Muhammad, który zmarł w 1350 r. Pochodzące z około 1320-1350 ilustracje przedstawiają broń prochową, taką jak strzały prochowe, bomby, rurki ogniowe i lance ogniowe lub proto-pistolety. Rękopis opisuje rodzaj broni prochowej zwanej midfa który wykorzystuje proch strzelniczy do wystrzeliwania pocisków z tuby na końcu kolby. Niektórzy uważają to za działo, podczas gdy inni nie. Problemem z identyfikacją armat w tekstach arabskich z początku XIV wieku jest termin midfa , który pojawia się od 1342 do 1352 roku, ale nie można udowodnić, że jest to prawdziwa broń ręczna lub bombardy. Współczesne relacje o armacie z metalową lufą w świecie islamskim pojawiają się dopiero w 1365 roku. Needham uważa, że ​​w swojej pierwotnej formie termin midfa odnosi się do tuby lub cylindra projektora nafty ( miotacz ognia ), potem po wynalezieniu prochu oznaczało lufę lanc ogniowych, a ostatecznie dotyczyło cylindra broni ręcznej i armaty.

Według Paula EJ Hammera mamelucy z pewnością używali armat do 1342 r. Według J. Lavina armaty były używane przez Maurów podczas oblężenia Algeciras w 1343 r. Metalowe działo strzelające żelazną kulą zostało opisane przez Shihab al-Din Abu al- Abbas al-Qalqashandi między 1365 a 1376 rokiem.

Muszkiet pojawił się w Imperium Osmańskim w 1465 r. W 1598 r. Chiński pisarz Zhao Shizhen opisał muszkiety tureckie jako lepsze od muszkietów europejskich . Chińska książka wojskowa Wu Pei Chih (1621) opisała później tureckie muszkiety, które wykorzystywały mechanizm zębatkowy , o którym nie było wiadomo, że był używany w europejskiej lub chińskiej broni palnej w tamtym czasie.

Kontrolowana przez państwo produkcja prochu strzelniczego przez Imperium Osmańskie poprzez wczesne łańcuchy dostaw w celu uzyskania azotanu, siarki i wysokiej jakości węgla drzewnego z dębów w Anatolii znacząco przyczyniła się do jego ekspansji między XV a XVIII wiekiem. Dopiero pod koniec XIX wieku syndykalistyczna produkcja tureckiego prochu została znacznie ograniczona, co zbiegło się w czasie z upadkiem jego potęgi militarnej.

Europa

Najwcześniejsze przedstawienie europejskiej armaty, „De Nobilitatibus Sapientii Et Prudentiis Regum”, Walter de Milemete , 1326.
De la pirotechnika , 1540

Najwcześniejsze zachodnie wzmianki o prochu strzelniczym pojawiają się w tekstach napisanych przez angielskiego filozofa Rogera Bacona w 1267 r., zatytułowanych Opus Majus i Opus Tertium . Najstarsze pisane przepisy w Europie kontynentalnej zostały zapisane pod nazwą Marcus Graecus lub Marek Grek między 1280 a 1300 rokiem w Liber Ignium , czyli Księdze Ognia .

Niektóre źródła wspominają o możliwym użyciu broni prochowej przez Mongołów przeciwko siłom europejskim w bitwie pod Mohi w 1241 r. Profesor Kenneth Warren Chase przypisuje Mongołom wprowadzenie do Europy prochu strzelniczego i związanej z nim broni. Jednak nie ma jasnej drogi przenoszenia i chociaż Mongołowie są często wskazywani jako najbardziej prawdopodobny wektor, Timothy May zwraca uwagę, że „nie ma konkretnych dowodów na to, że Mongołowie regularnie używali broni prochowej poza Chinami”. Jednak Timothy May zwraca również uwagę, że „Jednak… Mongołowie używali broni prochowej w swoich wojnach z Jin, Song i podczas inwazji na Japonię”.

Z zapisów wynika, że ​​w Anglii proch strzelniczy wytwarzano w 1346 roku w Tower of London ; w 1461 r . przy Wieży istniała prochownia ; aw 1515 r. pracowało tam trzech prochowców królewskich. Proch strzelniczy był również wytwarzany lub przechowywany w innych zamkach królewskich, takich jak Portchester . Angielska wojna domowa (1642–1645) doprowadziła do ekspansji przemysłu prochowego, wraz z uchyleniem patentu królewskiego w sierpniu 1641 r.

W Europie pod koniec XIV wieku proch strzelniczy ulepszano przez peklowanie , czyli suszenie go na małe grudki w celu poprawy spalania i konsystencji. W tym czasie europejscy producenci zaczęli również regularnie oczyszczać saletrę, używając popiołów drzewnych zawierających węglan potasu do wytrącania wapnia z ługu z łajna oraz używając krwi wołowej, ałunu i plastrów rzepy do klarowania roztworu.

W okresie renesansu powstały dwie europejskie szkoły myśli pirotechnicznej , jedna we Włoszech, a druga w Norymberdze w Niemczech. We Włoszech Vannoccio Biringuccio , urodzony w 1480 r., był członkiem cechu Fraternita di Santa Barbara , ale zerwał z tradycją tajemnicy, opisując wszystko, co wiedział, w książce zatytułowanej De la pirotechnia , napisanej w języku narodowym. Został opublikowany pośmiertnie w 1540 roku, z 9 wydaniami w ciągu 138 lat, a także przedrukowany przez MIT Press w 1966 roku.

Do połowy XVII wieku fajerwerki były wykorzystywane do rozrywki na niespotykaną dotąd w Europie skalę, popularne nawet w kurortach i ogrodach publicznych. Wraz z publikacją Deutliche Anweisung zur Feuerwerkerey (1748) metody tworzenia fajerwerków były na tyle znane i dobrze opisane, że „tworzenie fajerwerków stało się nauką ścisłą”. W 1774 roku Ludwik XVI wstąpił na tron ​​Francji w wieku 20 lat. Po odkryciu, że Francja nie jest samowystarczalna pod względem prochu, utworzono Administrację Prochu; na jej czele, prawnik Antoine Lavoisier był powołany. Chociaż pochodził z rodziny mieszczańskiej, po ukończeniu studiów prawniczych Lavoisier dorobił się bogactwa dzięki firmie założonej w celu pobierania podatków dla Korony; pozwoliło mu to zająć się eksperymentalnymi naukami przyrodniczymi jako hobby.

Bez dostępu do taniej saletry (kontrolowanej przez Brytyjczyków) Francja przez setki lat polegała na saletrach z królewskimi nakazami, droit de fouille , czyli „prawem do kopania”, w celu przejmowania gleby zawierającej azot i burzenia murów podwórek bez odszkodowania do właścicieli. To spowodowało, że rolnicy, zamożni lub całe wioski przekupili petermenów i związaną z nimi biurokrację, aby zostawili swoje budynki w spokoju, a saletra nie została odebrana. Lavoisier wprowadził program awaryjny w celu zwiększenia produkcji saletry, zrewidował (a później wyeliminował) droit de fouille , zbadał najlepsze metody rafinacji i produkcji proszków, ustanowił zarządzanie i prowadzenie dokumentacji oraz ustalił ceny, które zachęciły prywatne inwestycje w prace. Chociaż saletry z nowych zakładów gnilnych w stylu pruskim nie wyprodukowano jeszcze (proces ten trwał około 18 miesięcy), w ciągu zaledwie roku Francja miała proch na eksport. Głównym beneficjentem tej nadwyżki była rewolucja amerykańska . Dzięki starannemu testowaniu i dostosowaniu proporcji i czasu mielenia proszek z młynów, takich jak Essonne pod Paryżem, stał się najlepszy na świecie do 1788 roku i niedrogi.

Dwóch brytyjskich fizyków, Andrew Noble i Frederick Abel , pracowało nad poprawą właściwości prochu strzelniczego pod koniec XIX wieku. Stanowiło to podstawę równania gazu Noble'a-Abla dla balistyki wewnętrznej .

Wprowadzenie prochu bezdymnego pod koniec XIX wieku doprowadziło do kurczenia się przemysłu prochowego. Po zakończeniu I wojny światowej większość brytyjskich producentów prochu połączyła się w jedną firmę „Explosives Trades Limited”; zamknięto również wiele obiektów, w tym w Irlandii. Ta firma stała się Nobel Industries Limited; aw 1926 został członkiem-założycielem Imperial Chemical Industries . Ministerstwo Spraw Wewnętrznych usunęło proch strzelniczy z listy dozwolonych materiałów wybuchowych ; a wkrótce potem, 31 grudnia 1931 r., dawna fabryka prochu Curtis & Harvey's Glynneath w Pontneddfechan w Walii została zamknięta i zniszczona przez pożar w 1932 r. Ostatni pozostały młyn prochu w Royal Gunpowder Factory, Opactwo Waltham zostało uszkodzone przez niemiecką minę spadochronową w 1941 roku i nigdy nie została ponownie otwarta. Następnie zamknięto sekcję prochu w Royal Ordnance Factory , ROF Chorley , sekcję zamknięto i rozebrano pod koniec II wojna światowa ; oraz Roslin firmy ICI Nobel , która została zamknięta w 1954 r. To pozostawiło fabrykę prochu ICI Nobel w Ardeer w Szkocji , która obejmowała fabrykę prochu, jako jedyną fabrykę w Wielkiej Brytanii produkującą proch. Obszar prochu w miejscu Ardeer został zamknięty w październiku 1976 roku.

Indie

W roku 1780 Brytyjczycy rozpoczęli aneksję terytoriów Sułtanatu Mysore , podczas drugiej wojny brytyjsko-majsurskiej . Brytyjski batalion został pokonany podczas bitwy pod Guntur przez siły Hyder Ali , który skutecznie użył rakiet Mysore i artylerii rakietowej przeciwko zwartym siłom brytyjskim.

Proch strzelniczy i broń prochowa zostały przeniesione do Indii podczas najazdów mongolskich na Indie . Mongołowie zostali pokonani przez Alauddina Khalji z Sułtanatu Delhi , a niektórzy żołnierze mongolscy pozostali w północnych Indiach po przejściu na islam. W Tarikh-i Firishta (1606–1607) napisano , że Nasiruddin Mahmud , władca Sułtanatu Delhi, wręczył wysłannikowi mongolskiego władcy Hulegu Chana olśniewający pokaz pirotechniczny po jego przybyciu do Delhi w 1258 r. Nasiruddin Mahmud próbował wyrazić swoją siłę jako władcy i próbował odeprzeć wszelkie próby Mongołów podobne do oblężenia Bagdadu (1258) . Broń palna znana jako top-o-tufak istniała również w wielu muzułmańskich królestwach w Indiach już w 1366 roku. Od tego czasu w Indiach powszechna była wojna prochowa , z wydarzeniami takimi jak „ Oblężenie Belgaum ” w 1473 przez sułtana Mahometa Shah Bahmani.

rozbitek osmańskiego admirała Seydi Ali Reis wprowadził najwcześniejszy rodzaj broni z zamkiem zapałkowym , której Turcy używali przeciwko Portugalczykom podczas oblężenia Diu (1531) . Następnie różnorodna broń palna, w szczególności duże pistolety, stała się widoczna w Tanjore , Dacca , Bijapur i Murshidabad . Pistolety wykonane z brązu odzyskano z Calicut (1504) – dawnej stolicy Zamorinów

Cesarz Mogołów Shah Jahan poluje na jelenie za pomocą zamka zapałkowego

Cesarz Mogołów Akbar produkował masowo zamki zapałkowe dla armii Mogołów . Akbar jest osobiście znany z tego, że zastrzelił czołowego Radżputów podczas oblężenia Chittorgarh . Mogołowie zaczęli używać bambusowych rakiet (głównie do sygnalizacji) i zatrudniać saperów : specjalne jednostki, które podkopywały ciężkie kamienne fortyfikacje w celu podłożenia ładunków prochowych.

cesarz Mogołów, Shah Jahan , wprowadził znacznie bardziej zaawansowane zamki zapałkowe, a ich projekty były połączeniem projektów osmańskich i mogolskich. Shah Jahan przeciwstawił się również Brytyjczykom i innym Europejczykom w swojej prowincji Gujarāt , która dostarczała Europie saletrę do użytku w wojnie prochowej w XVII wieku. Bengal i Mālwa brały udział w produkcji saletry. Holendrzy, Francuzi, Portugalczycy i Anglicy używali Chhapra jako centrum rafinacji saletry.

Od czasu założenia sułtanatu Mysore przez Hajdar Alego francuscy oficerowie wojskowi byli zatrudniani do szkolenia armii Majsuru. Hajdar Ali i jego syn Tipu Sultan jako pierwsi wprowadzili nowoczesne armaty i muszkiety , a ich armia jako pierwsza w Indiach miała oficjalne mundury. Podczas drugiej wojny brytyjsko-majsurskiej Hyder Ali i jego syn Tipu Sultan wypuszczali rakiety z Mysore na swoich brytyjskich przeciwników, skutecznie ich pokonując przy różnych okazjach. Rakiety z Mysore zainspirowały rozwój Rakieta Congreve , której Brytyjczycy szeroko używali podczas wojen napoleońskich i wojny 1812 roku .

Azja Południowo-Wschodnia

Dwulufowy cetbang na wózku z obrotowym jarzmem, ok. 1522. Dziób armaty ma kształt jawajskiego Nāgi .

Armaty zostały wprowadzone do Majapahit, kiedy chińska armia Kubilaj-chana pod dowództwem Ike Mese próbowała najechać Jawę w 1293 roku . Historia Yuan wspomina, że ​​Mongołowie używali armat (chiń. 炮 - Pào ) przeciwko siłom Daha. Armaty były używane przez Królestwo Ayutthaya w 1352 roku podczas inwazji na Imperium Khmerów . W ciągu dekady w Imperium Khmerów można było znaleźć duże ilości prochu strzelniczego . Pod koniec wieku broni palnej używała także dynastia Trần .

Chociaż wiedza o wytwarzaniu broni na bazie prochu była znana po nieudanej inwazji Mongołów na Jawę, a poprzednik broni palnej, bedil tombak , został zarejestrowany jako używany przez Jawę w 1413 r., wiedza o wytwarzaniu „ prawdziwa” broń palna pojawiła się znacznie później, po połowie XV wieku. Przywiozły ją islamskie narody Azji Zachodniej, najprawdopodobniej Arabowie . Dokładny rok wprowadzenia nie jest znany, ale można bezpiecznie stwierdzić, że nie wcześniej niż w 1460 r. Przed przybyciem Portugalczyków do Azji Południowo-Wschodniej tubylcy posiadali już prymitywną broń palną, jawajski arkebuz . Portugalski wpływ na lokalną broń po zdobyciu Malakki (1511) zaowocował nowym rodzajem hybrydowej tradycyjnej broni palnej z zamkiem zapałkowym, istinggar .

Portugalscy i hiszpańscy najeźdźcy byli niemile zaskoczeni, a czasami nawet mieli przewagę uzbrojenia. Około 1540 roku Jawajczycy, zawsze wyczuleni na nową broń, stwierdzili, że nowo przybyła broń portugalska jest lepsza od wersji produkowanych lokalnie. Majapahit były dalej ulepszane i używane w okresie Sułtanatu Demackiego podczas inwazji Demaków na portugalską Malakkę . W tym okresie żelazo do produkcji armat jawajskich sprowadzano z Chorasanu w północnej Persji . Materiał był znany Jawajczykom jako wesi kurasani (żelazo chorasańskie). Kiedy Portugalczycy przybyli na archipelag, nazywali to berço , co było również używane w odniesieniu do każdego działa obrotowego ładowanego przez zamek, podczas gdy Hiszpanie nazywają to verso . Na początku XVI wieku Jawajczycy już lokalnie produkowali duże działa, niektóre z nich przetrwały do ​​​​dnia dzisiejszego i zostały nazwane „świętą armatą” lub „świętą armatą”. Armaty te wahały się od 180 do 260 funtów, ważyły ​​​​od 3 do 8 ton, a ich długość wynosiła od 3 do 6 m.

Zbieranie saletry zostało odnotowane przez holenderskich i niemieckich podróżników jako powszechne nawet w najmniejszych wioskach i zostało zebrane z procesu rozkładu dużych pagórków gnoju ułożonych specjalnie w tym celu. Wydaje się, że holenderską karą za posiadanie niedozwolonego prochu była amputacja. Własność i produkcja prochu została później zakazana przez kolonialnych holenderskich . Według pułkownika McKenziego, cytowanego w książce Sir Thomasa Stamforda Rafflesa , The History of Java (1817), najczystsza siarka była dostarczana z krateru z góry w pobliżu cieśniny Bali .

Historiografia

Główny artykuł: Historiografia transmisji prochu i broni
Strzelec z dynastii Nguyễn w Wietnamie

Na temat początków technologii prochu strzelniczego historyk Tonio Andrade zauważył: „Dzisiejsi uczeni w przeważającej mierze zgadzają się, że broń została wynaleziona w Chinach”. Historycy powszechnie uważają, że proch strzelniczy i broń pochodzą z Chin ze względu na dużą liczbę dowodów dokumentujących ewolucję prochu strzelniczego od lekarstwa do środka zapalającego i wybuchowego oraz ewolucję broni od lancy ogniowej do pistoletu metalowego , podczas gdy podobne zapisy nie występują gdzie indziej. Jak wyjaśnia Andrade, duże zróżnicowanie receptur prochu w Chinach w porównaniu z Europą jest „dowodem eksperymentów w Chinach, gdzie proch był początkowo używany jako środek zapalający, a dopiero później stał się materiałem wybuchowym i propelentem… w Europie tylko nieznacznie odbiegała od idealnych proporcji do użycia jako materiał wybuchowy i propelent, co sugeruje, że proch strzelniczy został wprowadzony jako dojrzała technologia”.

Jednak historia prochu nie jest pozbawiona kontrowersji. Głównym problemem, przed którym stoi badanie wczesnej historii prochu, jest łatwy dostęp do źródeł zbliżonych do opisanych wydarzeń. Często pierwsze wzmianki potencjalnie opisujące użycie prochu w działaniach wojennych powstały kilka wieków po fakcie i mogły być zabarwione współczesnymi doświadczeniami kronikarza. Trudności w tłumaczeniu doprowadziły do ​​błędów lub luźnych interpretacji graniczących z licencją artystyczną . Niejednoznaczny język może utrudniać odróżnienie broni prochowej od podobnych technologii, które nie opierają się na prochu. Powszechnie przytaczanym przykładem jest raport pt Bitwa pod Mohi w Europie Wschodniej, w której wspomina się o „długiej lancy” wysyłającej „cuchnące opary i dym”, co było różnie interpretowane przez różnych historyków jako „pierwszy atak gazowy na europejską ziemię” przy użyciu prochu strzelniczego, „pierwsze użycie armat w Europie” lub po prostu „toksyczny gaz” bez śladów prochu. Trudno jest dokładnie przetłumaczyć oryginalne chińskie teksty alchemiczne, które mają tendencję do wyjaśniania zjawisk za pomocą metafor, na współczesny język naukowy ze sztywno zdefiniowaną terminologią w języku angielskim. Wczesne teksty potencjalnie wspominające o prochu strzelniczym są czasami naznaczone procesem językowym, w którym nastąpiła zmiana semantyczna . Na przykład arabskie słowo naft przeszło z oznaczania benzyny na proch strzelniczy, a chińskie słowo pào zmieniło znaczenie z trebusz na armatę . Doprowadziło to do sporów o dokładne pochodzenie prochu strzelniczego opartych na podstawach etymologicznych. Historyk nauki i technologii, Bert S. Hall, zauważył, że „nie trzeba jednak mówić, że historycy skupieni na specjalnych pismach lub po prostu mający własne toporki do szlifowania mogą znaleźć bogaty materiał w tych terminologicznych gąszczu”.

Innym ważnym obszarem spornym we współczesnych badaniach nad historią prochu jest przenoszenie prochu. Chociaż dowody literackie i archeologiczne potwierdzają chińskie pochodzenie prochu i broni, sposób, w jaki technologia prochu została przeniesiona z Chin na Zachód, jest nadal przedmiotem dyskusji. Nie wiadomo, dlaczego szybkie rozpowszechnienie technologii prochu w Eurazji miało miejsce na przestrzeni kilku dziesięcioleci, podczas gdy inne technologie, takie jak papier, kompas i druk, dotarły do ​​​​Europy dopiero wieki po ich wynalezieniu w Chinach.

składniki

Proch strzelniczy to granulowana mieszanina:

  • azotan , zwykle azotan potasu (KNO 3 ), który dostarcza tlen do reakcji;
  • węgiel drzewny , który dostarcza węgiel i inne paliwo do reakcji, uproszczony jako węgiel (C);
  • siarka (S), która służąc jednocześnie jako paliwo, obniża temperaturę potrzebną do zapłonu mieszanki, zwiększając w ten sposób szybkość spalania .

Azotan potasu jest najważniejszym składnikiem zarówno pod względem objętości, jak i funkcji, ponieważ proces spalania uwalnia tlen z azotanu potasu, sprzyjając szybkiemu spalaniu pozostałych składników. Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo przypadkowego zapłonu przez elektryczność statyczną , granulki współczesnego prochu strzelniczego są zwykle powlekane grafitem , który zapobiega gromadzeniu się ładunku elektrostatycznego.

Węgiel drzewny nie składa się z czystego węgla; składa się raczej z celulozy częściowo poddanej pirolizie , w której drewno nie jest całkowicie rozłożone. Węgiel różni się od zwykłego węgla drzewnego . Podczas gdy temperatura samozapłonu węgla drzewnego jest stosunkowo niska, węgla jest znacznie wyższa. Zatem kompozycja prochu zawierająca czysty węgiel paliłaby się co najwyżej podobnie do główki zapałki.

Obecny standardowy skład prochu wytwarzanego przez pirotechników został przyjęty już w 1780 roku. Proporcje wagowe to 75% azotanu potasu (znanego jako saletra lub saletra), 15% węgla drzewnego iglastego i 10% siarki. Te proporcje zmieniały się na przestrzeni wieków iw zależności od kraju i mogą się nieco zmieniać w zależności od przeznaczenia proszku. Na przykład rodzaje prochu czarnego, nieodpowiednie do użycia w broni palnej, ale odpowiednie do wysadzania skał w kamieniołomach, nazywane są raczej prochem wybuchowym niż prochem strzelniczym o standardowych proporcjach 70% azotanów, 14% węgla drzewnego i 16% siarki; proch wybuchowy można wykonać taniej azotan sodu zastąpiony azotanem potasu, a proporcje mogą wynosić zaledwie 40% azotanu, 30% węgla drzewnego i 30% siarki. W 1857 roku Lammot du Pont rozwiązał główny problem stosowania tańszych preparatów azotanu sodu, kiedy opatentował proszek ścierny DuPont „B”. Po wyprodukowaniu ziaren z makuchu w zwykły sposób, jego proces polegał na mieszaniu proszku z pyłem grafitowym przez 12 godzin. To utworzyło grafitową powłokę na każdym ziarnie, która zmniejszyła jego zdolność do wchłaniania wilgoci.

Ani zastosowanie grafitu, ani azotanu sodu nie było nowością. Nabłyszczanie grafitem odcisków prochu było już przyjętą techniką w 1839 r., A proch na bazie azotanu sodu był wytwarzany w Peru przez wiele lat przy użyciu azotanu sodu wydobywanego w Tarapacá ( obecnie w Chile). Ponadto w 1846 r. W południowo-zachodniej Anglii zbudowano dwie fabryki produkujące proch wybuchowy przy użyciu tego azotanu sodu. Pomysł mógł równie dobrze zostać przywieziony z Peru przez kornwalijskich górników wracających do domu po wykonaniu kontraktów. Inną sugestią jest to, że był to William Lobb , zbieracz roślin, który poznał możliwości azotanu sodu podczas swoich podróży po Ameryce Południowej. Lammot du Pont wiedziałby o zastosowaniu grafitu i prawdopodobnie wiedział również o roślinach w południowo-zachodniej Anglii. W swoim patencie ostrożnie stwierdził, że jego roszczenie dotyczyło połączenia grafitu z proszkiem na bazie azotanu sodu, a nie jednej z dwóch poszczególnych technologii.

Francuski proch wojenny w 1879 r. Używał proporcji 75% saletry, 12,5% węgla drzewnego, 12,5% siarki. Angielski proch wojenny w 1879 r. Używał proporcji 75% saletry, 15% węgla drzewnego, 10% siarki. Brytyjskie rakiety Congreve wykorzystywały 62,4% saletry, 23,2% węgla drzewnego i 14,4% siarki, ale brytyjski proch strzelniczy Mark VII został zmieniony na 65% saletry, 20% węgla drzewnego i 15% siarki. [ potrzebne źródło ] Wyjaśnienie dużej różnorodności formuł dotyczy zastosowania. Proch używany w rakietach może palić się wolniej, ponieważ przyspiesza pocisk przez znacznie dłuższy czas - podczas gdy prochy do broni, takiej jak zamki skałkowe, zamki kapilarne lub zamki zapałkowe, wymagają większej szybkości spalania, aby przyspieszyć pocisk na znacznie krótszą odległość. Armaty zwykle używały prochów o niższej szybkości spalania, ponieważ większość wybuchała prochami o wyższej szybkości spalania.

Inne kompozycje

Oprócz czarnego prochu istnieją inne historycznie ważne rodzaje prochu. Podaje się, że „brązowy proch strzelniczy” składa się z 79% azotanu, 3% siarki i 18% węgla drzewnego na 100 suchego proszku, przy około 2% wilgoci. Prismatic Brown Powder to wielkoziarnisty produkt wprowadzony przez Rottweil Company w 1884 roku w Niemczech, który wkrótce potem został przyjęty przez brytyjską Królewską Marynarkę Wojenną. Francuska marynarka wojenna przyjęła drobny, 3,1-milimetrowy, niepryzmatyczny produkt o nazwie Slow Burning Cocoa (SBC) lub „kakao w proszku”. Te brązowe proszki jeszcze bardziej zmniejszały szybkość spalania, używając zaledwie 2 procent siarki i węgla drzewnego wykonanego ze żytniej , która nie została całkowicie zwęglona, ​​stąd brązowy kolor.

Proszek Lesmok był produktem opracowanym przez firmę DuPont w 1911 roku, jednym z kilku półdymnych produktów w branży zawierających mieszaninę czarnego i nitrocelulozowego proszku. Został sprzedany firmie Winchester i innym, głównie za małe kalibry .22 i .32. Jego zaletą było to, że uważano wówczas, że jest mniej korozyjny niż używane wówczas proszki bezdymne. Dopiero w latach dwudziestych XX wieku w Stanach Zjednoczonych zrozumiano, że rzeczywistym źródłem korozji były pozostałości chlorku potasu z podkładów uczulonych chloranem potasu. Większe zanieczyszczenie czarnego proszku lepiej rozprasza pozostałości podkładu. Brak złagodzenia korozji podkładu przez dyspersję spowodował fałszywe wrażenie, że proszek na bazie nitrocelulozy spowodował korozję. Lesmok miał część czarnego prochu do rozpraszania pozostałości podkładu, ale nieco mniejszą całkowitą masę niż zwykły czarny proch, co wymagało rzadszego czyszczenia otworu. Ostatni raz został sprzedany przez Winchester w 1947 roku.

Proszki bez siarki

Pęknięta lufa repliki pistoletu ładowanego przez lufę, która została załadowana prochem nitrocelulozowym zamiast czarnego prochu i nie mogła wytrzymać wyższych ciśnień współczesnego paliwa

Rozwój proszków bezdymnych, takich jak kordyt , pod koniec XIX wieku stworzył potrzebę stworzenia ładunku zapalającego wrażliwego na iskry , takiego jak proch strzelniczy. Jednak zawartość siarki w tradycyjnych prochach powodowała z korozją Cordite Mk I, co doprowadziło do wprowadzenia szeregu prochów bezsiarkowych o różnej wielkości ziarna. Zwykle zawierają 70,5 części saletry i 29,5 części węgla drzewnego. Podobnie jak proch czarny, wytwarzano je w różnych rozmiarach ziarna. W Wielkiej Brytanii najdelikatniejsze ziarno było znane jako śruta bezsiarkowa ( SMP ). Grubsze ziarna były numerowane jako proch strzelniczy bez siarki (SFG n): na przykład „SFG 12”, „SFG 20”, „SFG 40” i „SFG 90”; gdzie liczba oznacza najmniejszy rozmiar oczek sita BSS, które nie zachowało żadnych ziaren.

Główną rolą siarki w prochu strzelniczym jest obniżenie temperatury zapłonu. Przykładowa reakcja dla prochu bezsiarkowego byłaby następująca:

6 KNO 3 + C 7 H 4 O → 3 K 2 CO 3 + 4 CO 2 + 2 H 2 O + 3 N 2

Bezdymne proszki

Termin czarny proch został ukuty pod koniec XIX wieku, głównie w Stanach Zjednoczonych, w celu odróżnienia wcześniejszych preparatów prochu strzelniczego od nowych prochów bezdymnych i pół-bezdymnych. Półbezdymne proszki charakteryzowały się właściwościami objętościowymi zbliżonymi do prochu czarnego, ale miały znacznie zmniejszone ilości dymu i produktów spalania. Bezdymny proszek ma różne właściwości spalania (ciśnienie w funkcji czasu) i może generować wyższe ciśnienie i pracę na gram. Może to spowodować pęknięcie starszej broni przeznaczonej do czarnego prochu. Bezdymne proszki miały kolor od brązowawo brązowego do żółtego do białego. Większość masowych półbezdymnych proszków przestała być produkowana w latach dwudziestych XX wieku.

Ziarnistość

Serpentynowy

Oryginalny suchy proszek używany w XV-wiecznej Europie był znany jako „Serpentyna”, co było odniesieniem do Szatana lub do pospolitego działa artyleryjskiego, które go używało. Składniki mielono razem w moździerzu i tłuczku, być może przez 24 godziny, uzyskując drobną mąkę. Wibracje podczas transportu mogą spowodować ponowne rozdzielenie się komponentów, co wymaga ponownego wymieszania w terenie. Również jeśli jakość saletry była niska (na przykład jeśli była zanieczyszczona wysoce higroskopijnym azotanem wapnia ) lub jeśli proszek był po prostu stary (ze względu na lekko higroskopijny charakter azotanu potasu), przy wilgotnej pogodzie musiałby zostać ponownie wysuszony. Pył z proszku „naprawczego” w terenie stanowił poważne zagrożenie.

Ładowanie armat lub bombardowań przed postępem renesansu w wytwarzaniu prochu było wymagającą umiejętnością. Drobny proszek załadowany przypadkowo lub zbyt ciasno spłonąłby niecałkowicie lub zbyt wolno. Zazwyczaj komora prochowa ładowana przez zamek z tyłu części była wypełniona tylko w połowie, proch serpentynowy nie był ani zbyt ściśnięty, ani zbyt luźny, wbijano drewniany korek, aby uszczelnić komorę od lufy po złożeniu, a pocisk umieszczony NA. Do efektywnego spalania ładunku potrzebna była starannie określona pusta przestrzeń. Kiedy armata została wystrzelona przez otwór stykowy, turbulencje z początkowego spalania powierzchniowego spowodowały, że reszta proszku została szybko wystawiona na działanie płomienia.

Pojawienie się znacznie mocniejszego i łatwiejszego w użyciu prochu peklowanego zmieniło tę procedurę, ale serpentyna była używana w starszych pistoletach do XVII wieku.

Corning

Aby propelenty utleniały się i spalały szybko i skutecznie, palne składniki muszą zostać zredukowane do możliwie najmniejszych rozmiarów cząstek i możliwie dokładnie wymieszane. Jednak po zmieszaniu, aby uzyskać lepsze wyniki w pistolecie, twórcy odkryli, że produkt końcowy powinien mieć postać pojedynczych, gęstych ziaren, które szybko rozprzestrzeniają ogień z ziarna na ziarno, podobnie jak słoma lub gałązki zapalają się szybciej niż stos trociny .

Pod koniec XIV wieku w Europie i Chinach proch strzelniczy ulepszano przez mielenie na mokro; płyn, taki jak spirytus destylowany, dodano podczas mielenia składników, a następnie wysuszono wilgotną pastę. Zasada mieszania na mokro zapobiegająca rozdzielaniu się suchych składników, wynaleziona dla prochu strzelniczego, jest dziś stosowana w przemyśle farmaceutycznym. Odkryto, że jeśli pastę zwinięto w kulki przed suszeniem, powstały proch strzelniczy wchłaniał mniej wody z powietrza podczas przechowywania i lepiej się przemieszczał. Kule zostały następnie zmiażdżone w moździerzu przez strzelca bezpośrednio przed użyciem, przy czym stary problem nierównej wielkości cząstek i upakowania powodował nieprzewidywalne rezultaty. Jeśli jednak wybrano cząsteczki o odpowiedniej wielkości, rezultatem była znaczna poprawa mocy. Formowanie wilgotnej pasty w kukurydzy ręcznie lub przy użyciu sita zamiast większych kulek dawały produkt po wysuszeniu, który ładował się znacznie lepiej, ponieważ każdy mały kawałek zapewniał własną otaczającą przestrzeń powietrzną, która pozwalała na znacznie szybsze spalanie niż drobny proszek. Ten „ziarnisty” proch strzelniczy był od 30% do 300% mocniejszy. Przytoczono przykład, w którym do wystrzelenia 21-kilogramowej (47 funtów) kuli potrzeba było 15 kilogramów (34 funtów) serpentyny, ale tylko 8,2 kilograma (18 funtów) peklowanego proszku.

Ponieważ suche sproszkowane składniki muszą być mieszane i łączone ze sobą w celu wytłaczania i cięte na ziarna w celu utrzymania mieszanki, zmniejszanie wielkości i mieszanie odbywa się, gdy składniki są wilgotne, zwykle wodą. Po 1800 r., zamiast formowania ziaren ręcznie lub na sitach, wilgotny makuch sprasowywano w formach w celu zwiększenia jego gęstości i wydobycia płynu, tworząc sprasowany placek. . Prasowanie trwało różną ilość czasu, w zależności od warunków, takich jak wilgotność powietrza. Twardy, gęsty produkt został ponownie rozbity na drobne kawałki, które zostały oddzielone przez sita, aby uzyskać jednolity produkt do każdego celu: gruboziarnisty proch do armat, drobnoziarnisty proch do muszkietów i najdrobniejszy do małych pistoletów ręcznych i spłonek. Niewłaściwie drobnoziarnisty proch często powodował pękanie armat, zanim pocisk mógł przesunąć się w dół lufy, z powodu wysokiego początkowego skoku ciśnienia. Mamutowy proch o dużych ziarnach, przeznaczony do 15-calowego działa Rodmana , zmniejszyło ciśnienie do zaledwie 20 procent tak wysokiego, jak wytwarzałby zwykły proch armatni.

W połowie XIX wieku wykonano pomiary, z których wynikało, że szybkość spalania w obrębie ziarenka czarnego prochu (lub ciasno upakowanej masy) wynosi około 6 cm/s, natomiast szybkość rozprzestrzeniania się zapłonu od ziarna do ziarno ma około 9 m/s (30 stóp/s), ponad dwa rzędy wielkości szybciej.

Nowoczesne typy

Sześciokątny proch strzelniczy do dużej artylerii

Nowoczesna kukurydza najpierw sprasowuje drobny czarny proszek w bloki o ustalonej gęstości (1,7 g/cm 3 ). W Stanach Zjednoczonych ziarna prochu oznaczono jako F (drobne) lub C (grube). Średnica ziarna zmniejszała się wraz z większą liczbą Fs i wzrastała wraz z większą liczbą Cs, w zakresie od około 9⁄16 2 . 1⁄16 mm 15 ( cala) dla 7F do mm ( cala) dla 7C Jeszcze większe ziarna zostały wyprodukowane dla średnic otworów artyleryjskich większych niż około 17 cm (6,7 cala). Standardowy proszek DuPont Mammoth opracowany przez Thomasa Rodmana i Lammot du Pont do użytku podczas wojny secesyjnej miał ziarna o średniej średnicy 15 mm (0,6 cala) z zaokrąglonymi krawędziami w szklanej beczce. Inne wersje miały ziarna wielkości piłek golfowych i tenisowych do użytku w 20-calowych (51 cm) pistoletach Rodman . W 1875 roku firma DuPont wprowadziła sześciokątny proszek do dużej artylerii, który był prasowany za pomocą kształtowanych płyt z małym rdzeniem środkowym - około 38 mm ( 1 + 1 / 2 cala) średnicy, jak nakrętka koła wozu, środkowy otwór poszerzył się, gdy ziarno się paliło. Do 1882 roku niemieccy producenci produkowali również sześciokątne proszki o podobnej wielkości dla artylerii.

Pod koniec XIX wieku produkcja koncentrowała się na standardowych gatunkach czarnego prochu, od Fg używanego w karabinach i strzelbach wielkokalibrowych, przez FFg (broń średnio- i małolufowa, taka jak muszkiety i fusily), FFFg (karabiny i pistolety małolufowe) oraz FFFFg (ekstremalnie mały otwór, krótkie pistolety i najczęściej do zalewania zamków skałkowych ). Grubszy gatunek do stosowania w półfabrykatach artylerii wojskowej został oznaczony jako A-1. Gatunki te zostały posortowane w systemie ekranów z nadwymiarem zatrzymanym na siatce 6 drutów na cal, A-1 zatrzymanym na 10 drutach na cal, Fg zatrzymanym na 14, FFg na 24, FFFg na 46 i FFFFg na 60. oznaczone jako FFFFFg były zwykle ponownie przetwarzane w celu zminimalizowania zagrożenia wybuchem pyłu. w W Wielkiej Brytanii główne prochy strzelnicze zostały sklasyfikowane jako RFG (karabin drobnoziarnisty) o średnicy jednego lub dwóch milimetrów oraz RLG (karabin drobnoziarnisty) dla średnic ziaren od dwóch do sześciu milimetrów. Ziarna prochu strzelniczego można alternatywnie podzielić na kategorie według rozmiaru oczek: rozmiar oczek sita BSS , będący najmniejszym rozmiarem oczek, który nie zatrzymuje ziaren. Rozpoznawane rozmiary ziarna to Gunpowder G 7, G 20, G 40 i G 90.

Ze względu na duży rynek zabytkowej i replik czarnoprochowej broni palnej w USA, od lat 70. XX wieku opracowywane są nowoczesne zamienniki czarnego prochu, takie jak śrut Pyrodex , Triple Seven i Black Mag3 . Produkty te, których nie należy mylić z proszkami bezdymnymi, mają na celu wytwarzanie mniejszej ilości zanieczyszczeń (stałych pozostałości), przy jednoczesnym zachowaniu tradycyjnego objętościowego systemu pomiaru ładunków. Twierdzenia o mniejszej korozyjności tych produktów były jednak kontrowersyjne. Na ten rynek opracowano również nowe środki czyszczące do broni czarnoprochowej.

Chemia

Proste, często cytowane równanie chemiczne spalania prochu to:

2 KNO 3 + S + 3 do → K 2 S + N 2 + 3 CO 2 .

Zrównoważone, ale wciąż uproszczone równanie to:

10 KNO 3 + 3 S + 8 do → 2 K 2 CO 3 + 3 K 2 SO 4 + 6 CO 2 + 5 N 2 .

Dokładne wartości procentowe składników różniły się znacznie w okresie średniowiecza, ponieważ przepisy były opracowywane metodą prób i błędów i wymagały aktualizacji w celu uwzględnienia zmieniającej się technologii wojskowej.

Proch strzelniczy nie pali się jako pojedyncza reakcja, więc produkty uboczne nie są łatwe do przewidzenia. Jedno z badań wykazało, że wytwarza (w kolejności malejącej ilości) 55,91% produktów stałych: węglan potasu , siarczan potasu , siarczek potasu , siarkę , azotan potasu , tiocyjanian potasu , węgiel , węglan amonu i 42,98% produktów gazowych: dwutlenek węgla , azot , tlenek węgla , siarkowodór , wodór , metan , 1,11% woda.

Równie dobrze sprawdza się proch strzelniczy z tańszego i bardziej obfitego azotanu sodu zamiast azotanu potasu (w odpowiednich proporcjach). Jest jednak bardziej higroskopijny niż proszki wykonane z azotanu potasu. Wiadomo, że ładowarki odprzodowe strzelają po zawieszeniu na ścianie przez dziesięciolecia w stanie załadowanym, pod warunkiem, że pozostały suche. Z kolei proch strzelniczy wykonany z azotanu sodu musi być szczelnie zamknięty, aby pozostał stabilny. [ oryginalne badania? ] Proch strzelniczy uwalnia 3 megadżule na kilogram i zawiera własny utleniacz. [ potrzebne źródło ] To mniej niż trotyl (4,7 megadżuli na kilogram) lub benzyna (47,2 megadżuli na kilogram podczas spalania, ale benzyna wymaga utleniacza; na przykład zoptymalizowana mieszanka benzyny i O2 uwalnia 10,4 megadżuli na kilogram, biorąc pod uwagę masa tlenu).

Proch strzelniczy ma również niską gęstość energii [ ile? ] w porównaniu z nowoczesnymi „bezdymnymi” prochami, a więc aby osiągnąć wysokie ładunki energetyczne, potrzebne są duże ilości przy ciężkich pociskach.

Produkcja

Główny artykuł: Młyn proszkowy
Młyn krawędziowy w odrestaurowanym młynie w The Hagley Museum
Pouther z 1642 roku, zbudowany na rozkaz Karola I. Irvine , North Ayrshire , Szkocja
Proch przechowujący beczki w wieży Martello w Point Pleasant Park , Halifax, Nowa Szkocja , Kanada
Rysunek magazynu prochu z 1840 r. w pobliżu Teheranu w Persji . Proch strzelniczy był szeroko stosowany w wojnach naderyjskich .

W przypadku najpotężniejszego czarnego proszku stosuje się proszek mączny , węgiel drzewny . Najlepszym drewnem do tego celu jest wierzba pacyficzna, ale można użyć innych, takich jak olcha lub kruszyna . W Wielkiej Brytanii między XV a XIX wiekiem węgiel drzewny z rokitnika olchowego był wysoko ceniony do produkcji prochu strzelniczego; Cottonwood był używany przez amerykańskie stany konfederackie . Składniki są zmniejszane pod względem wielkości cząstek i mieszane tak dokładnie, jak to możliwe. Pierwotnie był to moździerz i tłuczek lub podobnie działający młyn do tłoczenia, wykorzystujący miedź, brąz lub inne nieiskrzące materiały, dopóki nie został wyparty przez zasadę obracającego się młyna kulowego z nieiskrzącym brązem lub ołowiem . Historycznie rzecz biorąc, w Wielkiej Brytanii używano młyna jezdnego z marmuru lub wapienia , poruszającego się na złożu wapienia; jednak w połowie XIX wieku zmieniło się to na kamienne koło okute żelazem lub żeliwo koło biegnie po żelaznym łóżku. Mieszankę zwilżano alkoholem lub wodą podczas mielenia, aby zapobiec przypadkowemu zapłonowi. Pomaga to również bardzo rozpuszczalnej saletrze mieszać się z mikroskopijnymi porami węgla drzewnego o bardzo dużej powierzchni.

Około końca XIV wieku europejscy producenci proszków po raz pierwszy zaczęli dodawać płyn podczas mielenia, aby poprawić mieszanie, zmniejszyć kurz, a wraz z nim ryzyko wybuchu. Twórcy prochu następnie kształtowali powstałą pastę zwilżonego prochu strzelniczego, znaną jako placek młyński, w odciski lub ziarna do wyschnięcia. Proch peklowany nie tylko zachowywał się lepiej ze względu na mniejszą powierzchnię, ale strzelcy stwierdzili również, że był mocniejszy i łatwiejszy do załadowania do broni. Wkrótce wytwórcy proszków ustandaryzowali ten proces, przeciskając ciasto młyńskie przez sita zamiast ręcznie peklować proszek.

Ulepszenie polegało na zmniejszeniu pola powierzchni kompozycji o większej gęstości. Na początku XIX wieku twórcy jeszcze bardziej zwiększali gęstość poprzez prasowanie statyczne. Wrzucili łopatą wilgotne ciasto młyńskie do dwumetrowego kwadratowego pudełka, umieścili je pod prasą śrubową i zmniejszyli objętość do połowy. „Prasowy placek” miał twardość łupka . Wysuszone płyty rozbijali młotkami lub wałkami, a granulat sortowali na sitach na różne gatunki. W Stanach Zjednoczonych Eleuthere Irenee du Pont , który nauczył się rzemiosła od Lavoisiera, przewracał suszone ziarna w obracających się beczkach, aby zaokrąglić krawędzie i zwiększyć trwałość podczas transportu i przenoszenia. (Ostre ziarna zaokrągliły się w transporcie, wytwarzając drobny "mączny pył", który zmieniał właściwości spalania.)

Kolejnym postępem była produkcja węgla drzewnego do pieca poprzez destylację drewna w ogrzewanych żelaznych retortach zamiast spalania go w ziemnych dołach. Kontrolowanie temperatury wpływało na moc i konsystencję gotowego prochu. W 1863 roku, w odpowiedzi na wysokie ceny saletry indyjskiej, DuPont opracowali proces wykorzystujący potas lub wydobywany chlorek potasu do przekształcania obfitego chilijskiego azotanu sodu w azotan potasu.

W następnym roku (1864) Gatebeck Low Gunpowder Works w Cumbrii (Wielka Brytania) uruchomiła fabrykę do produkcji azotanu potasu zasadniczo w tym samym procesie chemicznym. Nazywa się to obecnie „Procesem Wakefielda”, na cześć właścicieli firmy. Wykorzystałby chlorek potasu z kopalń Staßfurt w pobliżu Magdeburga w Niemczech, który niedawno stał się dostępny w ilościach przemysłowych.

W XVIII wieku fabryki prochu stawały się coraz bardziej zależne od energii mechanicznej. Pomimo mechanizacji trudności produkcyjne związane z kontrolą wilgotności, zwłaszcza podczas prasowania, występowały jeszcze pod koniec XIX wieku. Artykuł z 1885 roku lamentuje, że „Proch strzelniczy jest tak nerwowym i wrażliwym duchem, że w prawie każdym procesie produkcji zmienia się pod naszymi rękami wraz ze zmianą pogody”. Czasy prasowania do pożądanej gęstości mogą różnić się trzykrotnie w zależności od wilgotności powietrza.

Status prawny

Przepisy modelowe Organizacji Narodów Zjednoczonych dotyczące transportu towarów niebezpiecznych i krajowe władze transportowe, takie jak Departament Transportu Stanów Zjednoczonych , zaklasyfikowały proch strzelniczy (czarny proch) do grupy A: Pierwotna substancja wybuchowa do transportu, ponieważ łatwo się zapala. Kompletne wyprodukowane urządzenia zawierające czarny proch są zwykle klasyfikowane jako Grupa D: wtórna substancja detonująca lub czarny proch lub wyrób zawierający wtórną substancję detonującą , taki jak fajerwerki, model rakiety klasy D silnika itp. do wysyłki, ponieważ są one trudniejsze do zapalenia niż sypki proszek. Jako materiały wybuchowe wszystkie należą do kategorii klasy 1.

Inne zastosowania

Oprócz zastosowania jako paliwa w broni palnej i artylerii, innym głównym zastosowaniem prochu czarnego był proch miotający w kamieniołomach, górnictwie i budownictwie drogowym (w tym kolejowym). W XIX wieku, poza sytuacjami kryzysowymi, takimi jak wojna krymska czy wojna secesyjna, w tych zastosowaniach przemysłowych używano więcej czarnego prochu niż w broni palnej i artylerii. Dynamit stopniowo zastąpił go do tych zastosowań. Obecnie przemysłowe materiały wybuchowe do takich zastosowań nadal stanowią ogromny rynek, ale większość rynku to nowsze materiały wybuchowe, a nie czarny proch.

Od lat trzydziestych XX wieku proch strzelniczy lub proch bezdymny był używany w nitownicach , paralizatorach dla zwierząt, spawarkach kabli i innych przemysłowych narzędziach budowlanych. „Pistolet do kołków”, narzędzie uruchamiane proszkiem , wbijało gwoździe lub śruby w lity beton, co jest funkcją niemożliwą w przypadku narzędzi hydraulicznych i nadal jest ważną częścią różnych gałęzi przemysłu, ale naboje zwykle wykorzystują bezdymne proszki. Strzelby przemysłowe zostały wykorzystane do wyeliminowania trwałych pierścieni materiałowych w działających piecach obrotowych (takich jak te do cementu, wapna, fosforanów itp.) i klinkieru w działających piecach, a narzędzia komercyjne zwiększają niezawodność tej metody.

Proch strzelniczy był czasami używany do innych celów niż broń, górnictwo, fajerwerki i budownictwo:

  • Po bitwie pod Aspern-Essling (1809) Dominique-Jean Larrey , chirurg armii napoleońskiej, z powodu braku soli, przyprawił prochem strzelniczym bulion z mięsa końskiego dla rannych znajdujących się pod jego opieką. Używano go również do sterylizacji na statkach, gdy nie było alkoholu.
  • Brytyjscy marynarze używali prochu strzelniczego do tworzenia tatuaży , gdy atrament nie był dostępny, nakłuwając skórę i wcierając proszek w ranę metodą znaną jako traumatyczne tatuowanie.
  • Christiaan Huygens eksperymentował z prochem strzelniczym w 1673 roku jako wczesna próba zbudowania silnika prochowego , ale mu się to nie udało . Współczesne próby odtworzenia jego wynalazku były podobnie nieudane.
  • W pobliżu Londynu w 1853 r. Kapitan Shrapnel zademonstrował zastosowanie czarnego prochu w przetwarzaniu minerałów w metodzie kruszenia rud złotonośnych przez wystrzelenie ich z armaty do żelaznej komory [ potrzebne źródło ] i „wszyscy obecni wyrazili duże zadowolenie”. Miał nadzieję, że przyda się na polach złota w Kalifornii i Australii . Z wynalazku nic nie wyszło, ponieważ do użytku wchodziły już pracujące w trybie ciągłym maszyny kruszące, które zapewniały bardziej niezawodne rozdrabnianie .
  • Począwszy od 1967 roku artysta z Los Angeles, Ed Ruscha, zaczął wykorzystywać proch strzelniczy jako medium artystyczne w serii prac na papierze.

Zobacz też

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gunpowder&oldid=1137080022 ”