|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Proszek. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Proch strzelniczy to wieloskładnikowa stała mieszanka wybuchowa zdolna do regularnego spalania w równoległych warstwach bez dostępu tlenu z zewnątrz, uwalniająca duże ilości energii cieplnej i gazowych produktów wykorzystywanych do rzucania pocisków, ruchu rakiet i do innych celów. Proch strzelniczy należy do klasy prochowych materiałów wybuchowych. Wynalezienie prochu strzelniczego i jego dystrybucja w Europie miało ogromne konsekwencje dla całej późniejszej historii ludzkości. Chociaż Europejczycy byli ostatnimi z cywilizowanych narodów, którzy nauczyli się wytwarzać tę wybuchową mieszankę, to właśnie oni mogli czerpać największe praktyczne korzyści z jej odkrycia. Szybki rozwój broni palnej i rewolucja w sprawach wojskowych były pierwszymi konsekwencjami rozprzestrzeniania się prochu. To z kolei doprowadziło do głębokich zmian społecznych: odziani w zbroje rycerze i ich nie do zdobycia zamki byli bezsilni wobec ognia armat i arkebuzów.
Społeczeństwu feudalnemu zadano cios, z którego nie mogło się już podnieść. W krótkim czasie wiele mocarstw europejskich przezwyciężyło rozdrobnienie feudalne i przekształciło się w potężne państwa scentralizowane. W historii techniki jest niewiele wynalazków, które prowadziłyby do tak wielkich i dalekosiężnych zmian. Zanim proch strzelniczy stał się znany na Zachodzie, miał już długą historię na Wschodzie i został wynaleziony przez Chińczyków. Saletra jest najważniejszym składnikiem prochu. Na niektórych obszarach Chin znaleziono go w swojej rodzimej formie i wyglądał jak płatki śniegu, które sproszkowały ziemię. Później odkryto, że saletra tworzy się na obszarach bogatych w zasady i substancje rozkładające (dostarczające azotu). Podczas rozpalania ognia Chińczycy mogli zaobserwować błyski, które powstały podczas spalania saletry węglem. Po raz pierwszy właściwości saletry opisał chiński lekarz Tao Hong-jing żyjący na przełomie V i VI wieku. Od tego czasu jest używany jako składnik niektórych leków. Alchemicy często używali go podczas przeprowadzania swoich eksperymentów. W VII wieku jeden z nich, Sun Si-miao, przygotował mieszankę siarki i saletry, dodając do nich kilka części szarańczy. Podczas podgrzewania tej mieszaniny w tyglu nagle otrzymał gwałtowny błysk płomienia. Opisał to doświadczenie w swoim traktacie Dan Ching. Uważa się, że Sun Si-miao przygotował jedną z pierwszych próbek prochu, który jednak nie miał jeszcze silnego efektu wybuchowego. Następnie skład prochu został ulepszony przez innych alchemików, którzy eksperymentalnie ustalili jego trzy główne składniki: węgiel, siarkę i azotan potasu.
Średniowieczni Chińczycy nie potrafili naukowo wyjaśnić, jakiego rodzaju wybuchowa reakcja zachodzi po zapaleniu prochu, ale wkrótce nauczyli się go używać do celów wojskowych. To prawda, że w ich życiu proch strzelniczy wcale nie miał takiego rewolucyjnego wpływu, jaki miał później na europejskie społeczeństwo. Wyjaśnia to fakt, że mistrzowie od dawna przygotowują mieszankę proszkową z nierafinowanych składników. Tymczasem surowa saletra i siarka zawierające obce zanieczyszczenia nie dawały silnego efektu wybuchowego. Przez kilka stuleci proch strzelniczy był używany wyłącznie jako środek zapalający. Później, gdy poprawiła się jego jakość, proch zaczęto wykorzystywać jako materiał wybuchowy do produkcji min lądowych, granatów ręcznych i materiałów wybuchowych. Ale nawet po tym przez długi czas nie domyślali się, jak wykorzystać moc gazów, które powstały podczas spalania prochu, do rzucania kulami lub rdzeniami. Dopiero w XII-XIII wieku Chińczycy zaczęli używać broni, która bardzo niejasno przypominała broń palną, ale wynaleźli petardy i rakiety. Arabowie i Mongołowie poznali tajemnicę prochu od Chińczyków. W pierwszej połowie XIII wieku Arabowie osiągnęli wielkie umiejętności w pirotechnice. Wykorzystali saletrę w wielu związkach, mieszając ją z siarką i węglem, dodając do nich inne składniki i tworząc niesamowite fajerwerki. Od Arabów skład mieszanki proszku stał się znany europejskim alchemikom. Jeden z nich, Grek Marek, już w 1220 roku zapisał w swoim traktacie przepis na proch strzelniczy. 6 części saletry na 1 część siarki i 1 część węgla. Później Roger Bacon dość dokładnie pisał o składzie prochu. Minęło jednak około stu lat, zanim ten przepis przestał być tajemnicą. To drugie odkrycie prochu wiąże się z imieniem innego alchemika, mnicha z Freiburga Bertholda Schwartza. Kiedyś zaczął kruszyć w moździerzu zmiażdżoną mieszankę saletry, siarki i węgla, w wyniku czego nastąpiła eksplozja, która spaliła brodę Bertholda. To czy inne doświadczenie podsunęło Bertholdowi pomysł wykorzystania mocy gazów prochowych do rzucania kamieniami. Uważa się, że wykonał jedną z pierwszych artylerii w Europie. Aby zrozumieć zasadę działania broni palnej, trzeba przynajmniej ogólnie wyobrazić sobie, jakie reakcje chemiczne zachodzą w masie proszkowej. Jeśli proszek był dobrze wymieszany i odpowiednio przygotowany, wystarczyła jedna iskra, aby go zapalić. Faktem jest, że po podgrzaniu powyżej 300 stopni saletra zaczęła uwalniać swój tlen i podawała go zmieszanym z nią substancjom, to znaczy utleniała je lub spalała. Węgiel w prochu pełnił rolę paliwa, dostarczając wymaganą ilość wysokotemperaturowych produktów gazowych. W związku z tym, saletra i węgiel same w sobie utworzyły materiał wybuchowy. Dodano siarkę, ponieważ przyczyniła się do powstania większej ilości ciepła i ułatwiła zapłon prochu (siarka zapalała się już przy 250 stopniach, a węgiel dopiero przy 350). Gdy tylko w którejkolwiek części tej mieszanki pojawił się ogień, spalanie rozprzestrzeniało się z niezwykłą szybkością, ponieważ raz rozpoczęte nie wymagało więcej powietrza i tworzyło dużą ilość gazów o wysokiej temperaturze. Gazy z dużą siłą rozprzestrzeniły się we wszystkich kierunkach, tworząc efekt wybuchowy. W ten sposób spalanie rozchodzi się równomiernie zarówno wewnątrz mieszanki, jak i na jej powierzchni. Reakcję zachodzącą podczas spalania prochu można w przybliżeniu opisać następującym wzorem:
gdzie K2S jest stałą pozostałością spalania, a CO2 i N2 są gazami. Klasyczny skład prochu: saletra - 75%, węgiel - 15%, siarka - 10%. Ta kompozycja dawała najwyższą wydajność gazów. Ale nawet tutaj krążyło w nich tylko około 40% masy proszku. Reszta to stałe produkty spalania. Osadzały się one w postaci sadzy lub wyciągały się po wystrzeleniu w postaci gęstych kłębów dymu. Wkrótce po odkryciu Bertholda Schwartza proch strzelniczy był już szeroko stosowany i produkowano go w najodleglejszych zakątkach Europy. Każdy ze składników mieszanki wymagał specjalnego przygotowania. Węgiel na proch pozyskiwano przez spalenie olchy w specjalnych żelaznych retortach bez dostępu powietrza. Siarka rodzima została uwolniona od zanieczyszczeń przez stopienie. Saletra była przez pewien czas sprowadzana ze wschodu. Następnie odkryli, że można ją uzyskać sztucznie, jeśli stworzy się odpowiednie warunki. Od końca XIV wieku produkcja saletry została założona we Włoszech i Niemczech. Wydobywano go ze ścian piwnic, uprzednio zwilżonych roztworem saletry, lub z rur wypełnionych tatarem, wapnem, solą i moczem ludzi pijących wino. Otrzymaną saletrę wytrącono winem i octem. To był najdroższy komponent. Dlatego próbowali wydobywać saletrę nawet z zepsutego, nasączonego prochu strzelniczego. Aby to zrobić, proch strzelniczy gotowano w occie. Podczas tej operacji węgiel unosił się, wytrącała się siarka i rozpuszczała się saletra. Następnie został odparowany z roztworu. Jakość prochu w dużej mierze zależała od całkowitego i równomiernego mieszania jego części składowych. Aby substancje lepiej się mieszały, poddano je silnemu zmieleniu. Proch strzelniczy był pierwotnie drobnym mącznym proszkiem. Używanie go było niewygodne, ponieważ podczas ładowania broni i arkebuzów miazga proszkowa przyklejała się do ścianek lufy. Wreszcie zauważono, że proszek w postaci grudek jest znacznie wygodniejszy – łatwo się go ładuje, a po zapaleniu wydzielał więcej gazów (2 funty proszku w grudkach dawały większy efekt niż 3 funty w miazdze). W pierwszej ćwierci XV wieku dla wygody zaczęto stosować proch strzelniczy zbożowy, który pozyskiwano przez walcowanie miazgi proszkowej (z alkoholem i innymi zanieczyszczeniami) w ciasto, które następnie przepuszczano przez sito. Aby ziarna nie strzępiły się podczas transportu, nauczyli się je polerować. Aby to zrobić, umieszczono je w specjalnym bębnie, podczas którego ziarna uderzały i ocierały się o siebie i zagęszczały. Po obróbce ich powierzchnia stała się gładka i błyszcząca. Autor: Ryzhov K.V.
▪ Balon
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Superkondensator jest 5 razy cieńszy niż kartka papieru
▪ sekcja serwisu Podstawy bezpiecznego życia (OBZhD). Wybór artykułów ▪ artykuł Uniwersalny stojak do mikrosilników. Wskazówki dla modelarza ▪ artykuł Gdzie znajduje się lotnisko z piaszczystymi pasami startowymi? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Biegi na orientację śladami narciarzy. Wskazówki turystyczne ▪ artykuł Domowy wykrywacz metali. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Odbiornik VHF FM z rezonatorem wnękowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony