Proch strzelniczy -Gunpowder

Ponowne strzelanie salwami z czarnego prochu
Proch strzelniczy do broni palnej odprzodowej w granulacji
Dozownik rozrusznika Flash Pan

Proch strzelniczy , powszechnie znany również jako czarny proch, 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 miotający w broni palnej , artylerii , rakietach i pirotechnice, w tym jako środek strzałowy do materiałów wybuchowych w kamieniołomach , górnictwie i drogownictwie .

Proch strzelniczy jest klasyfikowany jako mało wybuchowy ze względu na jego stosunkowo powolną szybkość rozkładu, a co za tym idzie niską brisancję . Niskie materiały wybuchowe ulegają deflagracji (tj. spalają się z prędkością poddźwiękową), podczas gdy materiały wybuchowe o dużej zawartości detonują , wytwarzając naddźwiękową falę uderzeniową . Zapłon prochu strzelniczego zapakowanego za pociskiem wytwarza ciśnienie wystarczające do wystrzelenia strzału z lufy z dużą prędkością, ale zwykle nie wystarczające do rozerwania lufy działa . W ten sposób jest dobrym paliwem, ale jest mniej odpowiedni do rozbijania skał lub fortyfikacji dzięki swojej niskiej mocy wybuchowej. Mimo to był on powszechnie stosowany do napełniania pocisków artyleryjskich (oraz w projektach górniczych i inżynieryjnych ) aż do drugiej połowy XIX wieku, kiedy to wprowadzono do użytku pierwsze materiały wybuchowe odłamkowo-burzące.

Jego użycie w broni spadło z powodu zastąpienia go bezdymnym proszkiem 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 .

Chemia

Proste, powszechnie cytowane równanie chemiczne spalania prochu to:

2 KNO 3 + S + 3 CK 2 S + N 2 + 3 CO 2 .

Zrównoważone, ale wciąż uproszczone równanie to:

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

Dokładne procenty składników różniły się znacznie w okresie średniowiecza, ponieważ receptury opracowywano metodą prób i błędów i wymagały aktualizacji pod kątem 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 wytworzył (w kolejności malejących ilości) 55,91% produktów stałych: węglan potasu , siarczan potasu , siarczek potasu , siarkę , azotan potasu , tiocyjanian potasu , węgiel , węglan amonu oraz 42,98% produkty gazowe: dwutlenek węgla , azot , tlenek węgla , siarkowodór , wodór , metan , 1,11% woda.

Równie dobrze sprawdza się proch wyprodukowany z tańszych i bogatszych saletry sodowej zamiast saletry potasowej (w odpowiednich proporcjach). Jest jednak bardziej higroskopijny niż proszki wykonane z azotanu potasu. Wiadomo, że ładowacze odprzodowe mogą strzelać po wiszeniu na ścianie przez dziesięciolecia w stanie załadowanym, pod warunkiem, że pozostają suche. W przeciwieństwie do tego, proch strzelniczy wyprodukowany z azotanu sodu musi być szczelnie zamknięty, aby pozostał stabilny.

Proch strzelniczy uwalnia 3 megadżule na kilogram i zawiera własny utleniacz. To mniej niż TNT (4,7 megadżuli na kilogram) lub benzyny (47,2 megadżuli na kilogram podczas spalania, ale benzyna wymaga utleniacza; na przykład zoptymalizowana mieszanka benzyny i O 2 uwalnia 10,4 megadżuli na kilogram, biorąc pod uwagę masę tlen).

Proch strzelniczy ma również niską gęstość energii w porównaniu do nowoczesnych proszków „bezdymnych”, a zatem do osiągnięcia wysokiego ładunku energii potrzebne są duże ilości z ciężkimi pociskami.

Efekt

Proch strzelniczy jest materiałem wybuchowym o niskim natężeniu : nie detonuje , lecz deflagratuje (szybko się pali). Jest to zaleta w urządzeniu miotającym, gdzie nie życzymy sobie wstrząsu, który mógłby rozbić broń i potencjalnie zranić operatora; jednakże jest to wada, gdy pożądana jest eksplozja. W takim przypadku propelent (i co najważniejsze gazy powstające podczas jego spalania) muszą być ograniczone. Ponieważ zawiera własny utleniacz, a dodatkowo spala się szybciej pod ciśnieniem, jego spalanie jest w stanie rozerwać pojemniki, takie jak łuski, granaty lub zaimprowizowane osłonki „bomb rurowych” lub „szybkowaru”, tworząc odłamki .

W kamieniołomach materiały wybuchowe o dużej sile są na ogół preferowane do rozbijania skał. Jednak ze względu na niski stopień szorstkości 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 kruche, lub monumentalnych kamieni, takich jak granit i marmur . Proch strzelniczy doskonale nadaje się do pustych pocisków , flar sygnałowych , ładunków wybuchowych i wystrzeliwania linii ratunkowych. Jest również używany w fajerwerkach do podnoszenia pocisków, w rakietach jako paliwo oraz w niektórych efektach specjalnych .

Spalanie przekształca mniej niż połowę masy prochu w gaz; większość z nich zamienia się w cząstki stałe. Część z nich jest wyrzucana, marnując siłę napędową, zanieczyszczając powietrze i ogólnie będąc uciążliwą (ujawniając pozycję żołnierza, wytwarzając mgłę utrudniającą widzenie itp.). Część z nich kończy się jako gruba warstwa sadzy wewnątrz lufy, gdzie również jest uciążliwa dla kolejnych strzałów i przyczyną zacinania się broni automatycznej. Ponadto pozostałość ta jest higroskopijna , a wraz z dodatkiem wilgoci zaabsorbowanej z powietrza tworzy substancję żrącą . Sadza zawiera tlenek potasu lub tlenek sodu , który zamienia się w wodorotlenek potasu lub wodorotlenek sodu , który powoduje korozję lufy broni z kutego żelaza lub stali . Ramiona prochowe wymagają zatem dokładnego i regularnego czyszczenia w celu usunięcia pozostałości.

Historia

Najstarsza znana pisemna formuła na proch strzelniczy, pochodząca z Wujing Zongyao z 1044 r. n.e.
Bomby kamionkowe, znane po japońsku jako Tetsuhau (bomba żelazna) lub po chińsku jako Zhentianlei ( bomba z grzmotem ), wydobyte z wraku statku Takashima w październiku 2011 r., datowane na inwazję Mongołów na Japonię (1274–1281 r.).

Chiny

„Latająca chmura-eruptor” strzelający bombami z piorunami z Huolongjing

Pierwsza potwierdzona wzmianka o tym, co można uznać za proch strzelniczy w Chinach, pojawiła się w IX wieku naszej ery za czasów dynastii Tang , najpierw w formule zawartej w Taishang Shengzu Jindan Mijue (太上聖祖金丹秘訣) z 808 roku, 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 formułę składającą się z sześciu części siarki, sześciu części saletry i jednej części zioła wrodzonego. Według Zhenyuan miaodao yaolüe : „Niektórzy podgrzali razem siarkę, realgar i saletrę z miodem ; powstaje dym i płomienie, tak że ich ręce i twarze zostały spalone, a nawet cały dom, w którym pracowali, spłonął”. Opierając się na tych taoistycznych tekstach, wynalazek prochu strzelniczego przez chińskich alchemików był prawdopodobnie przypadkowym produktem ubocznym eksperymentów mających na celu stworzenie eliksiru życia . To pochodzenie medycyny eksperymentalnej znajduje odzwierciedlenie w chińskiej nazwie 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 kombinacjach leczniczych . Chiński tekst alchemiczny datowany na 492 r. odnotował, że saletra jest spalona fioletowym płomieniem, zapewniając praktyczny i niezawodny sposób odróżnienia jej od innych soli nieorganicznych, umożliwiając w ten sposób alchemikom ocenę i porównanie technik oczyszczania; najwcześniejsze łacińskie opisy oczyszczania saletry datowane są na rok 1200.

Najwcześniejsza formuła chemiczna prochu pojawiła się w XI-wiecznym tekście dynastii Song , Wujing Zongyao ( Kompletne podstawy klasyki militarnej ), napisanym przez Zeng Gonglianga między 1040 a 1044 rokiem. a także czosnek i miód. Wspomniano o powolnym dopasowaniu do mechanizmów miotających płomienie na zasadzie syfonu oraz do fajerwerków i rakiet. Formuły mieszanek w tej książce nie zawierają jednak wystarczającej ilości saletry, aby stworzyć materiał wybuchowy; ograniczone do co najwyżej 50% saletry, wytwarzają materiał zapalający . The Essentials zostało napisane przez urzędnika sądowego 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 przeciwko Tangutom w XI wieku, a Chiny były w tym stuleciu głównie w pokoju. Jednak był używany do strzał ognistych już co najmniej od X wieku. Jego pierwsze odnotowane zastosowanie wojskowe datuje się na rok 904 w postaci pocisków zapalających. W następnych stuleciach w Chinach pojawiły się różne rodzaje broni prochowej, takie jak bomby , lance ogniowe i broń palna . Broń wybuchową, taką jak bomby, odkryto we wraku statku u wybrzeży Japonii datowanym na rok 1281 podczas inwazji Mongołów na Japonię.

Do roku 1083 dwór Song wyprodukował setki tysięcy ognistych strzał dla swoich garnizonów. Bomby i pierwsze protoguny, znane jako „lance ogniowe”, stały się popularne w XII wieku i były używane przez Song podczas wojen Jin-Song . Po raz pierwszy odnotowano, że lance ogniste zostały użyte podczas oblężenia De'an w 1132 roku przez siły Song przeciwko Jin . Na początku XIII wieku Jin używał bomb z żelazną osłoną. Do lanc ogniowych dodano pociski i opracowano lufy wielokrotnego użytku, najpierw z utwardzonego papieru, a następnie z metalu. Do 1257 r. niektóre lance ogniowe strzelały wiązkami pocisków. Pod koniec XIII wieku metalowe lance ogniowe stały się „eruptorami”, proto-armatkami strzelającymi pociskami towarzyszącymi (zmieszanymi z paliwem, a nie osadzonymi na nim z przybitką), a najpóźniej w 1287 r. stały się prawdziwymi działami. armata ręczna .

Bliski Wschód

Według Iqtidara Alama Khana to właśnie Mongołowie wprowadzili proch strzelniczy do świata islamskiego. Muzułmanie zdobyli wiedzę o prochu między 1240 a 1280 rokiem, kiedy to syryjski Hasan al-Rammah napisał przepisy, instrukcje dotyczące oczyszczania saletry i opisy podpalaczy prochu. Wynika to z użycia przez al-Rammaha „terminów, które sugerowały, że czerpał swoją wiedzę z chińskich źródeł” i jego odniesień do saletry jako „chińskiego śniegu” ( arab . ثلج الصين thalj al-ṣīn ), fajerwerków jako „chińskich kwiatów” i rakiety jako „chińskie strzały”, że wiedza o prochu przybyła z Chin. Jednak ponieważ al-Rammah przypisuje swój materiał „swojemu ojcu i przodkom”, al-Hassan twierdzi, że proch strzelniczy stał się powszechny w Syrii i Egipcie przed „koniec XII wieku lub początkiem XIII”. 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 zawarł 107 przepisów na proch strzelniczy w swoim tekście al-Furusiyyah wa al-Manasib al-Harbiyya ( Księga jeździectwa wojskowego i pomysłowych urządzeń wojennych ), z których 22 dotyczy rakiet. Jeśli weźmie się medianę 17 z tych 22 składów dla rakiet (75% azotanów, 9,06% siarki i 15,94% węgla drzewnego), jest ona prawie identyczna z nowoczesną zgłoszoną idealną recepturą 75% azotanu potasu, 10% siarki i 15 % węgla drzewnego. W tekście wspomina się również o zapalnikach, bombach zapalających, kotłach na naftę, lancach ogniowych oraz o ilustracji i opisie najwcześniejszej torpedy . Torpedę nazwano „jajkiem, które samo się porusza i płonie”. Dwie żelazne arkusze spięto ze sobą i spięto filcem. Spłaszczone naczynie w kształcie gruszki wypełnione było prochem, opiłkami metalu, „dobrymi mieszankami”, dwoma prętami i dużą rakietą do napędu. Sądząc po ilustracji, najwyraźniej miał płynąć po wodzie. Włócznie ogniste były używane w bitwach między muzułmanami a Mongołami w latach 1299 i 1303.

Al-Hassan twierdzi, że w bitwie pod Ajn Dżalut w 1260 roku mamelucy użyli przeciwko Mongołom, w „pierwszej armacie w historii”, formule o niemal identycznych proporcjach składu dla wybuchowego prochu. Inni historycy ostrzegają przed twierdzeniami o islamskiej broni palnej w okresie 1204–1324, ponieważ późnośredniowieczne teksty arabskie używają tego samego słowa na określenie prochu strzelniczego, naft , co wcześniejszy materiał zapalający, nafta.

Najwcześniejsze zachowane dowody na istnienie armat w świecie islamskim pochodzą z arabskiego rękopisu datowanego na początek XIV wieku. Nazwisko autora jest niepewne, ale mógł to być Shams al-Din Muhammad, który zmarł w 1350 roku. Ilustracje datowane na okres około 1320-1350 przedstawiają broń prochową, taką jak strzały prochowe, bomby, lufy i lance ogniowe lub protoguny. Rękopis opisuje rodzaj broni prochowej zwanej midfa , która wykorzystuje proch do wystrzeliwania pocisków z tuby na końcu kolby. Niektórzy uważają to za armatę, podczas gdy inni nie. Problemem z identyfikacją armat w tekstach arabskich z początku XIV wieku jest termin midfa , który pojawia się w latach 1342-1352, ale nie można udowodnić, że jest to prawdziwa broń ręczna lub bombarda. Współczesne doniesienia o armacie z metalową lufą w świecie islamu pojawiają się dopiero w 1365 roku. Needham uważa, że ​​w swojej pierwotnej formie termin midfa odnosi się do tuby lub cylindra miotacza nafty , a po wynalezieniu prochu oznaczało tubę z lancami ogniowymi, a ostatecznie przyłożyła się do cylindra pistoletu ręcznego i armaty.

Według Paula EJ Hammera mamelucy z pewnością używali armat do 1342 roku. Według J. Lavina, armaty były używane przez Maurów podczas oblężenia Algeciras w 1343 roku. Abbas al-Qalqashandi w latach 1365-1376.

Muszkiet pojawił się w Imperium Osmańskim w 1465 roku. W 1598 roku chiński pisarz Zhao Shizhen opisał tureckie muszkiety jako lepsze od muszkietów europejskich . Chińska książka wojskowa Wu Pei Chih (1621) później opisywała tureckie muszkiety, które wykorzystywały mechanizm zębatkowy , który nie był wówczas używany w europejskiej lub chińskiej broni palnej.

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 jej ekspansji między XV a XVIII wiekiem. Dopiero pod koniec XIX wieku produkcja tureckiego prochu uległa znacznemu ograniczeniu, 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 pirotechnia , 1540

Niektóre źródła wspominają o możliwości użycia broni prochowej przez Mongołów przeciwko siłom europejskim w bitwie pod Mohi w 1241 roku. Profesor Kenneth Warren Chase przypisuje Mongołom wprowadzenie do Europy prochu i związanego z nim uzbrojenia. Jednak nie ma jasnej drogi transmisji i chociaż Mongołowie są często wskazywani jako najbardziej prawdopodobny wektor, Timothy May wskazuje, że „nie ma konkretnych dowodów na to, że Mongołowie regularnie używali broni prochowej poza Chinami”. Jednak Timothy May wskazuje również: „Jednak... Mongołowie używali broni prochowej w swoich wojnach przeciwko Jin, Song i podczas inwazji na Japonię”.

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

Dokumenty pokazują, że w Anglii proch strzelniczy był produkowany w 1346 roku w Tower of London ; w 1461 r. przy Wieży istniała prochownia ; w 1515 r. pracowało tam trzech procharzy królewskich. Proch strzelniczy produkowano lub przechowywano również w innych zamkach królewskich, takich jak Portchester . Angielska wojna domowa (1642-1645) doprowadziła do ekspansji przemysłu prochowego, uchylając patent królewski w sierpniu 1641 r.

Pod koniec XIV wieku w Europie proch strzelniczy został ulepszony przez kukurydzę , praktykę suszenia 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 ich ługu gnojowego oraz używając krwi wołowej, ałunu i plasterków rzepy do klarowania roztworu.

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

Do połowy XVII wieku fajerwerki były wykorzystywane do rozrywki na niespotykaną dotąd w Europie skalę, ciesząc się popularnością nawet w kurortach i ogrodach publicznych. Wraz z publikacją Deutliche Anweisung zur Feuerwerkerey (1748) metody tworzenia fajerwerków były wystarczająco dobrze znane i dobrze opisane, że „robienie fajerwerków stało się nauką ścisłą”. W 1774 roku Ludwik XVI wstąpił na tron ​​Francji w wieku 20 lat. Po tym, jak odkrył, że Francja nie jest samowystarczalna w zakresie prochu, ustanowiono Administrację Prochową; na jej czele wyznaczono prawnika Antoine'a Lavoisiera . Choć pochodził z rodziny burżuazyjnej, po ukończeniu studiów prawniczych Lavoisier stał się bogaty dzięki firmie założonej w celu zbierania podatków dla Korony; to pozwoliło mu uprawiać eksperymentalne nauki przyrodnicze 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”, do zajmowania ziemi zawierającej azot i burzenia murów podwórzy bez odszkodowania do właścicieli. To spowodowało, że rolnicy, bogaci lub całe wioski przekupili petermenów i związaną z nimi biurokrację, aby zostawili swoje budynki w spokoju, a saletra nie została zebrana. Lavoisier ustanowił 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 zachęcały do ​​prywatnych inwestycji w roboty. Chociaż saletra z nowych pruskich zakładów gnilnych nie została jeszcze wyprodukowana (proces ten trwał około 18 miesięcy), w ciągu zaledwie roku Francja miała proch na eksport. Głównym beneficjentem tej nadwyżki była rewolucja amerykańska . Dzięki starannym testom i dostosowaniu proporcji i czasu mielenia proszek z młynów, takich jak w Essonne pod Paryżem, do 1788 r. stał się najlepszym na świecie i niedrogim.

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

Wprowadzenie prochu bezdymnego pod koniec XIX wieku doprowadziło do skurczenia się przemysłu prochowego. Po zakończeniu I wojny światowej większość brytyjskich producentów prochu połączyła się w jedną firmę „Explosives Trades limited”; zamknięto również szereg 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, dawna fabryka prochu Curtis & Harvey 's Glynneath w Pontneddfechan w Walii została zamknięta, a w 1932 r. została zniszczona przez pożar. Ostatni pozostały młyn w Królewskiej Fabryce Prochu, Waltham Abbey został uszkodzony przez niemiecką minę spadochronową w 1941 roku i nigdy nie został ponownie otwarty. Następnie zamknięto sekcję prochową w Królewskiej Fabryce Ordnance , ROF Chorley , sekcja została zamknięta i zburzona pod koniec II wojny światowej ; oraz fabryka prochu Roslin firmy ICI Nobel , która została zamknięta w 1954 roku. W ten sposób zakład ICI Nobel w Ardeer w Szkocji , w tym fabrykę prochu, stał się jedyną fabryką w Wielkiej Brytanii produkującą proch. Obszar prochowy w Ardeer został zamknięty w październiku 1976 r.

Indie

W roku 1780 Brytyjczycy rozpoczęli aneksję terytoriów sułtanatu Mysore , podczas drugiej wojny anglo-mysorskiej . Brytyjski batalion został pokonany podczas bitwy pod Guntur przez siły Hajdara Alego , który skutecznie wykorzystał mysorejskie rakiety i artylerię rakietową przeciwko gęsto zmasowanym siłom brytyjskim.

Proch strzelniczy i broń prochowa została przeniesiona do Indii podczas inwazji Mongołów 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, przedstawił wysłannikowi władcy mongolskiego Hulegu Khana olśniewający pokaz pirotechniczny po jego przybyciu do Delhi w 1258 roku. Nasiruddin Mahmud próbował wyrazić jego siły 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 rozpowszechniono broń prochową, z wydarzeniami takimi jak „Oblężenie Belgaum ” w 1473 roku przez sułtana Mahometa Szach Bahmani.

Wiadomo, że rozbitek osmański admirał Seydi Ali Reis wprowadził najwcześniejszy rodzaj broni lontowej , której Turcy używali przeciwko Portugalczykom podczas oblężenia Diu (1531) . Następnie w Tanjore , Dacca , Bijapur i Murshidabad pojawiła się różnorodna broń palna, w szczególności duża broń . Broń wykonana z brązu została odzyskana z Kalikatu (1504) - dawnej stolicy Zamorinów

Cesarz Mogołów Shah Jahan , polujący na jelenie za pomocą kłódki

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

Wiadomo, że cesarz Mogołów, Szahdżahan , wprowadził znacznie bardziej zaawansowane zamki lontowe, ich projekty były kombinacją wzorów osmańskich i Mogołów. Szahdżahan sprzeciwiał się również Brytyjczykom i innym Europejczykom w swojej prowincji Gujarat , która dostarczała Europie saletrę używaną w wojnie prochowej w XVII wieku. Bengal i Malwa brały udział w produkcji saletry. Holendrzy, Francuzi, Portugalczycy i Anglicy używali Chhapra jako centrum rafinacji saletry.

Od czasu założenia Sułtanatu Mysore przez Hyder Alego , francuscy oficerowie byli zatrudniani do szkolenia armii Mysore. Hyder Ali i jego syn Tipu Sultan jako pierwsi wprowadzili nowoczesne armaty i muszkiety , ich armia była również pierwszą w Indiach, która miała oficjalne mundury. Podczas drugiej wojny anglo- mysurskiej Hyder Ali i jego syn Tipu Sultan wystrzelili mysorskie rakiety na swoich brytyjskich przeciwników, skutecznie pokonując ich przy różnych okazjach. Rakiety mysorejskie zainspirowały rozwój rakiety Congreve , którą Brytyjczycy szeroko wykorzystywali podczas wojen napoleońskich i wojny 1812 roku .

Azja Południowo-Wschodnia

Dwulufowy cetbang na karetce, z obrotowym jarzmem, ca. 1522. Paszcza armaty ma kształt jawajskiego Naga .

Armaty zostały wprowadzone do Majapahit, gdy chińska armia Kubilaj-chana pod dowództwem Ike Mese próbowała najechać Jawę w 1293 roku . Historia Yuan wspomina, że ​​Mongołowie używali armat (chiń.: Pao ) 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 broń palna była również używana przez dynastię Trần .

Chociaż wiedza o wytwarzaniu broni prochowej była znana po nieudanej inwazji Mongołów na Jawę, a poprzednik broni palnej, pistolet słupowy ( bedil tombak ), został odnotowany jako używany przez Jawę w 1413 roku, wiedza o wytwarzaniu „ prawdziwa” broń palna pojawiła się znacznie później, po połowie XV wieku. Została przyniesiona przez islamskie narody Azji Zachodniej, najprawdopodobniej Arabów . Dokładny rok wprowadzenia nie jest znany, ale można śmiało stwierdzić, że nie wcześniej niż w 1460 roku. Przed przybyciem Portugalczyków do Azji Południowo-Wschodniej tubylcy posiadali już prymitywną broń palną, arkebuz jawajski . Portugalskie wpływy na lokalną broń, szczególnie po zdobyciu Malakki (1511) , zaowocowały nowym typem broni palnej z rusztkami w tradycji hybrydowej – istinggar .

Najeźdźcy portugalscy i hiszpańscy byli niemile zaskoczeni, a czasem nawet przegięci. Około 1540 roku Jawajczycy zawsze czujni na nowe uzbrojenie stwierdzili, że nowo przybyłe portugalskie uzbrojenie jest lepsze od lokalnie produkowanych wariantów. Działka cetbang z epoki Majapahit zostały dodatkowo ulepszone i używane w okresie Sułtanatu Demak podczas inwazji Demak na portugalską Malakkę . W tym okresie żelazo do produkcji armat jawajskich sprowadzano z Chorasanu w północnej Persji . Materiał był znany przez Jawajczyków jako wesi kurasani (żelazo z Khorasan). Kiedy Portugalczycy przybyli na archipelag, nazywali go Berço , co było również używane w odniesieniu do każdego pistoletu ładowanego odtylcowo, podczas gdy Hiszpanie nazywali go 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. Jawajskie strzelby z brązu ładowane odtylcowo, znane jako cetbang lub błędnie jako lantaka , były powszechnie używane przez marynarkę wojenną Majapahit, a także przez piratów i rywalizujących lordów. Po upadku Majapahit, szczególnie po wojnie domowej pareregów (1404–1406), wynikający z tego spadek popytu na broń prochową spowodował, że wielu producentów broni i kowali brązu przeniosło się do Brunei , Sumatry , Malezji i na Filipiny , co doprowadziło do powszechnego jej użycia . , zwłaszcza w Cieśninie Makasar . Doprowadziło to do niemal powszechnego użycia obrotnicy i armat na archipelagu Nusantara .

Zbiór saletry został odnotowany przez holenderskich i niemieckich podróżników jako powszechny nawet w najmniejszych wioskach i został zebrany z procesu rozkładu dużych wzgórz gnojowych specjalnie ułożonych w tym celu. Wydaje się, że holenderska kara za posiadanie niedozwolonego prochu polegała na amputacji. Własność i produkcja prochu została później zakazana przez kolonialnych okupantów holenderskich . Według pułkownika McKenzie, cytowanego w „ Historii Jawy ” sir Thomasa Stamforda Rafflesa (1817), najczystsza siarka została dostarczona z krateru z góry w pobliżu cieśniny Bali .

Historiografia

Strzelec z dynastii Nguyễn , Wietnam

O początkach technologii prochowej 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 pochodzi z Chin ze względu na dużą ilość dowodów, które dokumentują ewolucję prochu strzelniczego od leku do środka zapalającego i wybuchowego oraz ewolucję pistoletu od lancy ogniowej do metalowego pistoletu , podczas gdy podobne zapisy nie istnieją gdzie indziej. Jak wyjaśnia Andrade, duża różnorodność receptur prochu strzelniczego 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 przeciwieństwie do formuł w Europie tylko nieznacznie odbiegały od idealnych proporcji do użycia jako materiał wybuchowy i materiał miotający, co sugeruje, że proch strzelniczy został wprowadzony jako dojrzała technologia”.

Jednak historia prochu nie jest pozbawiona kontrowersji. Istotnym problemem, przed jakim stoją badania nad wczesną historią prochu, jest łatwy dostęp do źródeł bliskich opisywanym wydarzeniom. Często pierwsze zapiski potencjalnie opisujące użycie prochu w działaniach wojennych powstały kilka wieków po fakcie i mogły być ubarwione przez współczesne doświadczenia kronikarza. Trudności w tłumaczeniu prowadzą do błędów lub luźnych interpretacji, graniczących z licencją artystyczną . Niejednoznaczny język może utrudnić odróżnienie broni prochowej od podobnych technologii, które nie opierają się na prochu. Powszechnie przytaczanym przykładem jest raport z bitwy pod Mohi w Europie Wschodniej, w którym wspomina się o „długiej włóczni” wysyłającej „zło śmierdzące opary i dym”, co różni historycy różnie interpretowali jako „pierwszy atak gazowy na Europejczyków”. ziemia” przy użyciu prochu strzelniczego, „pierwsze użycie armaty w Europie” lub po prostu „toksyczny gaz” bez śladów prochu strzelniczego. Trudno jest dokładnie przetłumaczyć oryginalne chińskie teksty alchemiczne, które mają tendencję do wyjaśniania zjawisk za pomocą metafor, na nowoczesny 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 od oznaczania nafty do oznaczania prochu, a chińskie słowo pào zmieniło znaczenie z trebusza na armatę. Doprowadziło to do argumentów na temat dokładnego pochodzenia prochu, opartych na podstawach etymologicznych. Historyk nauki i technologii, Bert S. Hall, zauważa, że ​​„jest rzeczą oczywistą, że historycy, którzy mają specjalne prośby lub po prostu mają własne osie do szlifowania, mogą znaleźć bogaty materiał w tych terminologicznych gąszczach”.

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

składniki

Proch strzelniczy to ziarnista mieszanka:

  • azotan , zazwyczaj azotan potasu (KNO3 ) , który dostarcza tlen do reakcji;
  • węgiel drzewny , który dostarcza węgiel i inne paliwo do reakcji, w uproszczeniu jako węgiel (C);
  • siarka (S), która służąc jednocześnie jako paliwo, obniża temperaturę wymaganą do zapalenia mieszanki, zwiększając w ten sposób szybkość spalania .

Azotan potasu jest najważniejszym składnikiem zarówno pod względem masy, jak i funkcji, ponieważ proces spalania uwalnia tlen z azotanu potasu, co sprzyja szybkiemu spalaniu innych składników. Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo przypadkowego zapłonu przez elektryczność statyczną , granulki nowoczesnego prochu są zazwyczaj powlekane grafitem , co zapobiega gromadzeniu się ładunku elektrostatycznego.

Węgiel drzewny nie składa się z czystego węgla; składa się raczej z częściowo poddanej pirolizie celulozy , w której drewno nie jest całkowicie rozłożone. Węgiel różni się od zwykłego węgla drzewnego . Podczas gdy temperatura samozapłonu węgla drzewnego jest stosunkowo niska, węgiel jest znacznie wyższy. Tak więc kompozycja prochu zawierająca czysty węgiel paliła się w najlepszym razie podobnie do główki zapałki.

Obecny standardowy skład prochu produkowanego przez pirotechników został przyjęty już w 1780 roku. Proporcje wagowe to 75% azotan potasu (znany jako saletra lub saletra), 15% węgiel drzewny i 10% siarka. Proporcje te zmieniały się na przestrzeni wieków w zależności od kraju i mogą być nieco zmienione w zależności od przeznaczenia proszku. Na przykład czarne prochy o dużej mocy, nieodpowiednie do użycia w broni palnej, ale odpowiednie do wysadzania skał w kopalniach, nazywane są proszkiem wybuchowym, a nie prochem strzelniczym o standardowych proporcjach 70% azotanów, 14% węgla drzewnego i 16% siarki; proszek do piaskowania może być wykonany z tańszego azotanu sodu , który zastąpiono 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, opatentowając proszek do piaskowania DuPont „B”. Po wyrobieniu ziaren z makuchu w zwykły sposób, jego proces bębnował proszek z pyłem grafitowym przez 12 godzin. Utworzyło to powłokę grafitową na każdym ziarnie, która zmniejszyła jego zdolność do pochłaniania wilgoci.

Ani zastosowanie grafitu, ani azotanu sodu nie było nowością. Nabłyszczanie ziaren prochu strzelniczego grafitem było już akceptowaną techniką w 1839 roku, a proszek do piaskowania 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. zbudowano dwie fabryki w południowo-zachodniej Anglii do produkcji proszku do piaskowania przy użyciu tego azotanu sodu. Pomysł mógł zostać przywieziony z Peru przez górników z Kornwalii, którzy wrócili do domu po wykonaniu swoich kontraktów. Inną sugestią jest to, że to William Lobb , kolekcjoner roślin, rozpoznał 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 dotyczy połączenia grafitu z proszkiem na bazie azotanu sodu, a nie jednej z dwóch indywidualnych technologii.

Francuski proszek bojowy w 1879 r. używał proporcji 75% saletry, 12,5% węgla drzewnego, 12,5% siarki. Angielski proch bojowy w 1879 r. używał proporcji 75% saletry, 15% węgla drzewnego, 10% siarki. Rakiety British Congreve używały 62,4% saletry, 23,2% węgla drzewnego i 14,4% siarki, ale brytyjski proch Mark VII został zmieniony na 65% saletry, 20% węgla drzewnego i 15% siarki. Wyjaśnienie dużej różnorodności w formułowaniu dotyczy użycia. Proszek używany w rakietach może zużywać wolniejsze tempo spalania, ponieważ przyspiesza pocisk na znacznie dłuższy czas – podczas gdy prochy do broni, takiej jak skałkowe, kapiszonowe lub rusznikowe, wymagają wyższego współczynnika spalania, aby przyspieszyć pocisk na znacznie krótszym dystansie. W armatach zwykle używano proszków o niższej szybkości spalania, ponieważ większość z nich pękłaby przy użyciu proszków o wyższej szybkości spalania.

Inne kompozycje

Oprócz czarnego prochu istnieją inne historycznie ważne rodzaje prochu strzelniczego. „Brązowy proch strzelniczy” składa się z 79% azotanu, 3% siarki i 18% węgla drzewnego na 100 suchego proszku, o wilgotności około 2%. Prismatic Brown Powder to gruboziarnisty produkt , który firma Rottweil wprowadziła na rynek w 1884 roku w Niemczech, a wkrótce potem został przyjęty przez brytyjską marynarkę wojenną. Francuska marynarka wojenna przyjęła drobny, 3,1 milimetrowy, nie graniastosłupowy ziarnisty produkt zwany Slow Burning Cocoa (SBC) lub „proszkiem kakaowym”. Te brązowe proszki jeszcze bardziej zmniejszyły szybkość spalania, używając zaledwie 2 procent siarki i używając węgla drzewnego wykonanego ze słomy żytniej , która nie została całkowicie zwęglona, ​​stąd brązowy kolor.

Proszek Lesmok był produktem opracowanym przez firmę DuPont w 1911 roku, jednym z kilku pół-bezdymnych produktów w branży, zawierającym mieszankę proszku czarnego i nitrocelulozy. Był sprzedawany Winchesterowi i innym głównie za małe kalibry .22 i .32. Jego zaletą było to, że w tamtych czasach uważano, że jest mniej żrący niż proszki bezdymne, które były wtedy w użyciu. W Stanach Zjednoczonych aż do lat 20. XX wieku nie rozumiano, że faktycznym źródłem korozji są pozostałości chlorku potasu z podkładów uczulonych na chloran potasu. Większe zanieczyszczenie czarnego proszku lepiej rozprasza pozostałości podkładu. Niemożność złagodzenia korozji podkładu przez dyspersję spowodowała fałszywe wrażenie, że proszek na bazie nitrocelulozy powoduje korozję. Lesmok miał część masy czarnego proszku do rozpraszania pozostałości podkładu, ale nieco mniej całkowitej masy niż prosty czarny proszek, przez co wymagał rzadszego czyszczenia otworu. Ostatni raz został sprzedany przez Winchester w 1947 roku.

Proszki bezsiarkowe

Rozerwana lufa repliki pistoletu ładowanego odprzodowo, która zamiast czarnego prochu została naładowana proszkiem nitrocelulozowym i nie wytrzymywała wyższych ciśnień współczesnego paliwa

Rozwój proszków bezdymnych, takich jak kordyt , pod koniec XIX wieku, stworzył potrzebę stosowania wrażliwego na iskry ładunku inicjującego , takiego jak proch strzelniczy. Jednak zawartość siarki w tradycyjnych prochach spowodowała problemy z korozją w przypadku Cordite Mk I, co doprowadziło do wprowadzenia szeregu prochów bezsiarkowych o różnej wielkości ziarna. Zazwyczaj zawierają 70,5 części saletry i 29,5 części węgla drzewnego. Podobnie jak czarny proszek produkowano je w różnych rozmiarach ziaren. W Wielkiej Brytanii najdrobniejsze ziarno znane było jako mączka w proszku bez siarki ( SMP ). Grubsze ziarna zostały ponumerowane jako proch strzelniczy bez siarki (SFG n): „SFG 12”, „SFG 20”, „SFG 40” i „SFG 90”; gdzie liczba oznacza najmniejszy rozmiar oczek sita BSS, który nie zachował żadnych ziaren.

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

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

Proszki bezdymne

Termin czarny proch został ukuty pod koniec XIX wieku, głównie w Stanach Zjednoczonych , aby odróżnić wcześniejsze preparaty prochu strzelniczego od nowych proszków bezdymnych i półdymnych. Proszki półbezdymne charakteryzowały się właściwościami objętościowymi zbliżonymi do czarnego prochu, ale miały znacznie zmniejszoną ilość dymu i produktów spalania. Proszek bezdymny ma różne właściwości spalania (ciśnienie w funkcji czasu) i może generować wyższe ciśnienie i pracę na gram. Może to rozerwać starszą broń zaprojektowaną do czarnego prochu. Bezdymne proszki miały barwę od brązowawo-brązowej przez żółtą do białej. Większość masowych półbezdymnych proszków przestała być produkowana w latach dwudziestych.

Ziarnistość

Serpentynowy

Oryginalny suchy proszek używany w XV-wiecznej Europie był znany jako „Serpentine”, albo w odniesieniu do Szatana, albo do zwykłego elementu artyleryjskiego, który go używał. Składniki mielono razem w moździerzu i tłuczkiem, być może przez 24 godziny, uzyskując drobną mąkę. Wibracje podczas transportu mogą spowodować ponowne rozdzielenie elementów, co wymaga ponownego wymieszania w terenie. Również jeśli jakość saletry była niska (na przykład była zanieczyszczona wysoce higroskopijnym azotanem wapnia ) lub jeśli proszek był po prostu stary (ze względu na umiarkowanie higroskopijny charakter azotanu potasu), przy wilgotnej pogodzie musiałby być ponownie suszone. Poważnym zagrożeniem był pył z proszku „naprawiającego” w terenie.

Ładowanie armat lub bombard przed postępami w produkcji prochu w okresie renesansu było sztuką wykwalifikowaną. Drobny proszek załadowany przypadkowo lub zbyt ciasno spaliłby się niecałkowicie lub zbyt wolno. Zazwyczaj komora proszkowa ładowana odtylcowo z tyłu elementu była wypełniona tylko do połowy, proch serpentynowy nie był ani zbyt skompresowany, ani zbyt luźny, drewniany korek został wbity, aby uszczelnić komorę od lufy po złożeniu, a pocisk został umieszczony na. Aby ładunek mógł się skutecznie spalać, 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 płomieni.

Pojawienie się znacznie potężniejszego i łatwiejszego w użyciu prochu proszkowego zmieniło tę procedurę, ale serpentyn był używany w starszych pistoletach w XVII wieku.

Corning

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

Pod koniec XIV wieku w Europie i Chinach proch strzelniczy został ulepszony przez mielenie na mokro; ciecz, taką jak spirytus destylowany, dodawano podczas mielenia razem składników, a następnie wilgotną pastę suszono. Zasada mieszania na mokro, aby zapobiec oddzielaniu się suchych składników, wynaleziona dla prochu strzelniczego, jest obecnie stosowana w przemyśle farmaceutycznym. Odkryto, że jeśli pastę zwinięto w kulki przed wysuszeniem, powstały proch absorbował mniej wody z powietrza podczas przechowywania i lepiej się przemieszczał. Kule zostały następnie zmiażdżone w moździerzu przez działonowego bezpośrednio przed użyciem, przy czym stary problem nierównej wielkości cząstek i upakowania powodował nieprzewidywalne wyniki. Jeśli jednak wybrano odpowiednią wielkość cząstek, rezultatem była wielka poprawa mocy. Formowanie wilgotnej pasty w grudki wielkości kukurydzy ręcznie lub za pomocą sita zamiast większych kulek dało po wyschnięciu produkt, który ładował się znacznie lepiej, ponieważ każdy maleńki kawałek zapewniał własną otaczającą przestrzeń powietrzną, która umożliwiała znacznie szybsze spalanie niż drobny proszek. Ten „kukurydziany” proch strzelniczy był od 30% do 300% silniejszy. Przytoczono przykład, w którym do wystrzelenia 21-kilogramowej kulki (47 funtów) potrzeba było 15 kilogramów (34 funty) serpentyny, ale tylko 8,2 kilograma (18 funtów) kukurydzianego proszku.

Ponieważ suche sproszkowane składniki muszą być zmieszane i połączone ze sobą w celu wytłoczenia i pokrojenia na ziarna, aby utrzymać mieszankę, zmniejszanie rozmiaru i mieszanie odbywa się, gdy składniki są wilgotne, zwykle z wodą. Po 1800 r. zamiast formować ziarna ręcznie lub na sitach, wilgotny placek młyński prasowano w foremkach w celu zwiększenia jego gęstości i wydobycia cieczy, tworząc 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 sitami, aby uzyskać jednolity produkt do każdego celu: gruboziarnisty proch do armat, drobnoziarnisty proch do muszkietów, a najdrobniejszy do małych ręcznych pistoletów i podkładów. Niewłaściwie drobnoziarnisty proszek często powodował wybuchy armat, zanim pocisk mógł przemieścić się w dół lufy, ze względu na wysoki początkowy skok ciśnienia. Mamuty proch o dużych ziarnach, wykonany dla 15-calowej armaty Rodmana , obniżył ciśnienie do zaledwie 20 procent tak wysokiego, jak wytworzyłby zwykły proch armatni.

W połowie XIX wieku wykonano pomiary określające, że szybkość spalania w ziarnie czarnego proszku (lub ciasno upakowanej masie) wynosi około 6 cm/s (0,20 stopy/s), podczas gdy szybkość propagacji zapłonu od ziarna do ziarno ma prędkość około 9 m/s (30 stóp/s), o ponad dwa rzędy wielkości szybciej.

Nowoczesne typy

Sześciokątny proch strzelniczy dla dużej artylerii

Modern Corning najpierw sprasowuje drobną mączkę w postaci czarnego proszku w bloki o stałej 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 zwiększała się z większą liczbą Cs, w zakresie od około 2 mm ( 116  cali) dla 7F do 15 mm ( 916  cali) 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 amerykańskiej wojny secesyjnej miał ziarna o średniej średnicy 15 mm (0,6 cala) z krawędziami zaokrąglonymi w oszklonej beczce. Inne wersje miały ziarna wielkości piłek golfowych i tenisowych do użytku w 20-calowych (51 cm) pistoletach Rodmana . W 1875 r. firma DuPont wprowadziła sześciokątny proch dla dużej artylerii, który był prasowany za pomocą kształtowych płyt z małym rdzeniem środkowym — około 38 mm ( 1+12  cali) średnicy, podobnie jak nakrętka koła wozu, środkowy otwór poszerzał się w miarę spalania ziarna. Do 1882 r. niemieccy wytwórcy produkowali również proszki o sześciokątnych ziarnach podobnej wielkości dla artylerii.

Pod koniec XIX wieku produkcja koncentrowała się na standardowych gatunkach czarnego prochu od Fg stosowanego w karabinach i strzelbach wielkokalibrowych, poprzez FFg (broń średnio- i małokalibrową, taką jak muszkiety i kapiszony), FFFg (karabiny i pistolety małokalibrowe) oraz FFFFg (ekstremalnie mały otwór, krótkie pistolety i najczęściej do zalewania skałkówkowych ). Grubszy gatunek do stosowania w wojskowych nabojach artyleryjskich oznaczono jako A-1. Gatunki te sortowano w systemie sit z nadwymiarem utrzymywanym na siatce 6 drutów na cal, A-1 zatrzymywanym na 10 drutach na cal, Fg zatrzymywanym na 14, FFg na 24, FFFg na 46 i FFFFg na 60. oznaczone FFFFFg były zwykle ponownie przetwarzane w celu zminimalizowania zagrożenia wybuchowym pyłem. W Wielkiej Brytanii główne prochy służbowe zostały sklasyfikowane jako RFG (rifle grained fine) o średnicy jednego lub dwóch milimetrów oraz RLG (rifle grained large) o średnicy ziarna od dwóch do sześciu milimetrów. Ziarna prochu można alternatywnie podzielić na kategorie według rozmiaru oczek: rozmiar oczek sita BSS , będący najmniejszym rozmiarem oczka, który nie zatrzymuje żadnych ziaren. Uznane rozmiary ziaren to Gunpowder G 7, G 20, G 40 i G 90.

Ze względu na duży rynek zabytkowej i replik broni czarnoprochowej w USA, od lat 70-tych rozwijane 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 wytworzenie mniej zanieczyszczeń (stałych pozostałości), przy jednoczesnym zachowaniu tradycyjnego wolumetrycznego systemu pomiaru ładunków. Twierdzenia o mniejszej korozyjności tych produktów były jednak kontrowersyjne. Dla tego rynku opracowano również nowe środki czyszczące do pistoletów proszkowych.

Produkcja

Młyn Edge-runner w odrestaurowanym młynie, w Muzeum Hagley
Stary magazyn Powder lub Pouther z 1642 r., zbudowany na polecenie Karola I . Irvine , North Ayrshire , Szkocja
Przechowywanie beczek prochu w wieży Martello w Point Pleasant Park w Halifax w Nowej Szkocji w Kanadzie
1840 rysunek prochowni w pobliżu Teheranu w Persji . Proch strzelniczy był szeroko stosowany w wojnach naderskich .

Do najpotężniejszego czarnego proszku używa się mączki w proszku , węgla drzewnego . Najlepszym drewnem do tego celu jest wierzba pacyficzna , ale można użyć innych, takich jak olcha czy kruszyna . W Wielkiej Brytanii między XV a XIX wiekiem węgiel drzewny z kruszyny był bardzo ceniony do produkcji prochu; Cottonwood był używany przez Konfederacji Stanów Zjednoczonych . Składniki są zmniejszane pod względem wielkości cząstek i mieszane tak dokładnie, jak to możliwe. Pierwotnie było to z moździerzem i tłuczkiem lub podobnie działającą tłocznią, wykorzystującą miedź, brąz lub inne nieiskrzące materiały, dopóki nie zastąpiono zasady obracającego się młyna kulowego z nieiskrzącym brązem lub ołowiem . Historycznie, w Wielkiej Brytanii używano młyna biegowego z marmuru lub wapienia , działającego na złożu wapienia; jednak w połowie XIX wieku zmieniło się to na kamienne koło obite żelazem lub koło żeliwne poruszające się po żelaznym łóżku. Mieszanka została zwilżona alkoholem lub wodą podczas mielenia, aby zapobiec przypadkowemu zapłonowi. Pomaga to również niezwykle rozpuszczalnej saletry wmieszać się w mikroskopijne pory węgla drzewnego o bardzo dużej powierzchni.

Pod koniec XIV wieku europejscy producenci proszków po raz pierwszy zaczęli dodawać płyn podczas mielenia, aby poprawić mieszanie, zmniejszyć pył, a wraz z nim ryzyko wybuchu. Wytwórcy proszku formowali następnie powstałą pastę z nawilżonego prochu strzelniczego, znanego jako ciasto mączne, w kukurydzę lub ziarna do wyschnięcia. Ziarnisty proch nie tylko lepiej się zachowywał ze względu na zmniejszoną powierzchnię, ale także strzelcy odkryli, że jest on potężniejszy i łatwiejszy do załadowania do działa. Wkrótce producenci proszków ustandaryzowali ten proces, przepychając ciasto przez sita zamiast ręcznego kukurydzianego proszku.

Ulepszenie polegało na zmniejszeniu pola powierzchni kompozycji o większej gęstości. Na początku XIX wieku wytwórcy dodatkowo zwiększali gęstość poprzez prasowanie statyczne. Wrzucili wilgotne ciasto młynarskie do dwumetrowego kwadratowego pudełka, umieścili je pod prasą śrubową i zmniejszyli objętość do połowy. „Prasa” miała twardość łupka . Wysuszone płyty kruszyli młotkami lub wałkami, a granulki sortowali za pomocą sit na różne gatunki. W Stanach Zjednoczonych Eleuthere Irenee du Pont , która nauczyła się fachu od Lavoisiera, przewracała wysuszone ziarna w obracających się beczkach, aby zaokrąglić krawędzie i zwiększyć wytrzymałość podczas transportu i obsługi. (Ostre ziarna zaokrąglały się podczas transportu, tworząc drobny „pył mączny”, który zmieniał właściwości spalania.)

Innym postępem była produkcja węgla drzewnego do wypalania poprzez destylację drewna w ogrzewanych żelaznych retortach zamiast spalania go w dołach ziemnych. Kontrolowanie temperatury wpływało na moc i konsystencję gotowego prochu. W 1863 r., w odpowiedzi na wysokie ceny saletry indyjskiej, chemicy 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) uruchomił zakład produkujący azotan potasu zasadniczo w tym samym procesie chemicznym. Nazywa się to obecnie „Procesem Wakefielda”, od nazwiska właścicieli firmy. Wykorzystałby chlorek potasu z kopalni 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. Mimo mechanizacji trudności produkcyjne związane z kontrolą wilgotności, zwłaszcza podczas tłoczenia, występowały jeszcze pod koniec XIX wieku. Gazeta z 1885 r. ubolewa, 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

Modelowe przepisy ONZ dotyczące transportu towarów niebezpiecznych i krajowe władze transportowe, takie jak Departament Transportu Stanów Zjednoczonych , zaklasyfikowały proch strzelniczy (czarny proszek) do grupy A: pierwotna substancja wybuchowa przeznaczona do transportu, ponieważ łatwo się zapala. Kompletne wyprodukowane urządzenia zawierające czarny proch są zwykle klasyfikowane do grupy D: Wtórna substancja detonująca lub czarny proch lub artykuł zawierający wtórną substancję detonującą , taki jak fajerwerki, model rakietowy klasy D , itp., do wysyłki, ponieważ są trudniejsze do zapalenia niż sypki proszek. Jako materiały wybuchowe wszystkie należą do kategorii 1 klasy.

Inne zastosowania

Oprócz zastosowania jako materiał miotający w broni palnej i artylerii, innym głównym zastosowaniem czarnego prochu był proszek wybuchowy w kamieniołomach, górnictwie i budownictwie drogowym (w tym w budowie kolei). W XIX wieku, poza kryzysami wojennymi, 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. Dziś przemysłowe materiały wybuchowe do takich zastosowań wciąż stanowią ogromny rynek, ale większość rynku to nowsze materiały wybuchowe, a nie czarny proch.

Począwszy od lat 30. XX wieku proch strzelniczy lub bezdymny proch był używany w nitownicach , paralizatorach dla zwierząt, spawarkach kabli i innych przemysłowych narzędziach budowlanych. „Pistolet na kołki”, narzędzie proszkowe , wbijał gwoździe lub wkręty w lity beton, co nie jest możliwe w przypadku narzędzi hydraulicznych, a dziś nadal jest ważną częścią różnych gałęzi przemysłu, ale naboje zwykle wykorzystują proszki bezdymne. Strzelby przemysłowe były używane do eliminacji trwałych pierścieni materiału w działających piecach obrotowych (takich jak do cementu, wapna, fosforanów itp.) oraz klinkieru w działających piecach, a narzędzia komercyjne zwiększają niezawodność tej metody.

Proch strzelniczy był czasami wykorzystywany do innych celów poza bronią, górnictwem, fajerwerkami i budownictwem:

  • Po bitwie pod Aspern-Essling (1809) Dominique-Jean Larrey , chirurg armii napoleońskiej, pozbawiony soli, doprawiał prochem bulion z koniny dla rannych pod jego opieką. Był również używany do sterylizacji na statkach, gdy nie było alkoholu.
  • Brytyjscy marynarze używali prochu strzelniczego do tworzenia tatuaży , gdy atrament nie był dostępny, poprzez nakłuwanie skóry i wcieranie proszku w ranę metodą znaną jako tatuowanie traumatyczne.
  • Christiaan Huygens eksperymentował z prochem w 1673 roku we wczesnej próbie zbudowania silnika spalinowego , ale mu się to nie udało. Podobnie nie powiodły się współczesne próby odtworzenia jego wynalazku.
  • Niedaleko Londynu w 1853 roku kapitan Shrapnel zademonstrował wykorzystanie czarnego proszku do przetwarzania minerałów w metodzie kruszenia rud zawierających złoto przez wystrzelenie ich z armaty do żelaznej komory i „wszyscy obecni wyrazili wiele satysfakcji”. Miał nadzieję, że przyda się na polach złota Kalifornii i Australii . Z wynalazku nic nie wyszło, ponieważ kruszarki pracujące w trybie ciągłym, które osiągały bardziej niezawodne rozdrabnianie , już wchodziły do ​​użytku.
  • Od 1967 roku mieszkający w Los Angeles artysta Ed Ruscha zaczął używać prochu jako artystycznego medium do serii prac na papierze.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

  • Ágoston, Gábor (2008), Guns for the Sultan: Military Power and the Weapons Industry w Imperium Osmańskim , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-60391-1.
  • Agrawal, Jai Prakash (2010), Materiały wysokoenergetyczne: materiały miotające, materiały wybuchowe i pirotechnika , Wiley-VCH.
  • Andrade, Tonio (2016), Wiek prochu: Chiny, innowacje wojskowe i powstanie Zachodu w historii świata , Princeton University Press, ISBN 978-0-691-13597-7.
  • Arnold, Thomas (2001), Renesans w wojnie , Cassell & Co, ISBN 978-0-304-35270-8.
  • Benton, kapitan James G. (1862). Kurs Instruktażu Ordnance and Gunnery (2 wyd.). West Point, Nowy Jork: Thomas Publications. ISBN 978-1-57747-079-3..
  • Brown, GI (1998), The Big Bang: A History of Explosives , Sutton Publishing, ISBN 978-0-7509-1878-7.
  • Bretscher, Ulrich. „Przepis na czarny proszek” . Strona Black Powder Ulricha Bretschera . Zarchiwizowane z oryginału w dniu 11 września 2012 roku . Źródło 17 październik 2017 .
  • Bachrach, David Stewart (lipiec 2008), „Przegląd prochu strzelniczego, materiałów wybuchowych i państwa: historia technologii ”, Technologia i kultura , 49 (3): 785–86, doi : 10.1353/tech.0.0051 , S2CID  111173101.
  • Buchanan, Brenda J., wyd. (2006), Proch strzelniczy, materiały wybuchowe i państwo: historia technologii , Aldershot: Ashgate, ISBN 978-0-7546-5259-5.
  • Chase, Kenneth (2003), broń palna: historia globalna do 1700 , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-82274-9.
  • Cocroft, Wayne (2000), Dangerous Energy: Archeologia produkcji prochu i wojskowych materiałów wybuchowych , Swindon: English Heritage, ISBN 978-1-85074-718-5.
  • Cowley, Robert (1993), Doświadczenie wojny , Laurel.
  • Cressy, David (2013), Saletra: Matka prochu , Oxford University Press.
  • Crosby, Alfred W. (2002), Throwing Fire: Projectile Technology Through History , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-79158-8.
  • Curtis, WS (2014), Strzelanie długodystansowe: perspektywa historyczna , WeldenOwen.
  • Earl, Brian (1978), materiały wybuchowe Cornish , Cornwall: The Trevithick Society , ISBN 978-0-904040-13-5
  • Easton, SC (1952), Roger Bacon i jego poszukiwanie uniwersalnej nauki: ponowne rozważenie życia i pracy Rogera Bacona w świetle jego własnych określonych celów , Basil Blackwell.
  • Ebrey, Patricia B. (1999), The Cambridge Illustrated History of China , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-43519-2.
  • Grant, RG (2011), Battle at Sea: 3000 Years of Naval Warfare , DK Publishing.
  • Hadden, R. Lee. 2005. „Chłopcy z konfederacji i Peter Monkeys”. Fotel generała. Styczeń 2005. Adaptacja przemówienia wygłoszonego w Geological Society of America 25 marca 2004.
  • Harding, Richard (1999), Seapower and Naval Warfare, 1650-1830 , UCL Press Limited.
  • al-Hassan, Ahmad Y. (2001), „Azotan potasu w źródłach arabskich i łacińskich” , Historia nauki i technologii w islamie , pobrane 23 lipca 2007 r ..
  • Hobson, John M. (2004), The Eastern Origins of Western Civilization , Cambridge University Press.
  • Johnsona, Normana Gardnera. „wybuchowy” . Encyklopedia Britannica . Encyklopedia Britannica Online . Chicago.
  • Kelly, Jack (2004), Proch strzelniczy: alchemia, bombardy i pirotechnika: historia materiału wybuchowego, który zmienił świat , Basic Books, ISBN 978-0-465-03718-6.
  • Khan, Iqtidar Alam (1996), "Przyjście prochu do świata islamskiego i północnych Indii: Spotlight na rolę Mongołów", Journal of Asian History , 30 : 41-45
  • Khan, Iqtidar Alam (2004), Proch i broń palna: Wojna w średniowiecznych Indiach , Oxford University Press.
  • Khan, Iqtidar Alam (2008), Słownik historyczny średniowiecznych Indii , The Scarecrow Press, Inc., ISBN 978-0-8108-5503-8.
  • Konstam, Angus (2002), Renaissance War Galley 1470-1590 , Osprey Publisher Ltd.
  • Liang, Jieming (2006), Chinese Siege Warfare: Mechaniczna artyleria i broń oblężnicza starożytności , Singapur: Leong Kit Meng, ISBN 978-981-05-5380-7.
  • Lidin, Olaf G. (2002), Tanegashima – Przybycie Europy do Japonii , Nordic Inst of Asian Studies, ISBN 978-87-91114-12-0.
  • Lorge, Peter A. (2008), Azjatycka rewolucja wojskowa: od prochu do bomby , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-60954-8.
  • Lu, Gwei-Djen (1988), „Najstarsza reprezentacja bombarda”, Technologia i kultura , 29 (3): 594-605, doi : 10.2307/3105275 , JSTOR  3105275.
  • McNeill, William Hardy (1992), The Rise of the West: A History of the Human Community , University of Chicago Press
  • Morillo, Stephen (2008), Wojna w historii świata: społeczeństwo, technologia i wojna od czasów starożytnych do współczesności, tom 1, do 1500 , McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-052584-9.
  • Needham, Joseph (1980), Nauka i cywilizacja w Chinach , tom. 5 pkt. 4, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-08573-1.
  • Needham, Joseph (1986), Nauka i cywilizacja w Chinach , tom. 7: Epopeja o prochu , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-30358-3.
  • Nolan, Cathal J. (2006), Wiek wojen religii, 1000-1650: encyklopedia globalnej wojny i cywilizacji, tom 1, AK , tom. 1, Westport i Londyn: Greenwood Press, ISBN 978-0-313-33733-8.
  • Norris, John (2003), Wczesna artyleria prochowa: 1300-1600 , Marlborough: The Crowood Press.
  • Partington, JR (1960), Historia greckiego ognia i prochu , Cambridge: W. Heffer & Sons.
  • Partington, JR (1999), Historia greckiego ognia i prochu , Baltimore: Johns Hopkins University Press, ISBN 978-0-8018-5954-0.
  • Patrick, John Merton (1961), Artyleria i działania wojenne w XIII i XIV wieku , Utah State University Press.
  • Pauly, Roger (2004), Broń palna: historia życia technologii , Greenwood Publishing Group.
  • Perrin, Noel (1979), „Rezygnacja z broni, powrót Japonii do miecza, 1543-1879” , The Yale Journal of Biology and Medicine , Boston: David R. Godine, 54 (2): 154-155, ISBN 978-0-87923-773-8, PMC  2595867.
  • Petzal, David E. (2014), The Total Gun Manual (wydanie kanadyjskie) , WeldonOwen.
  • Phillips, Henry Prataps (2016), Historia i chronologia prochu i broni prochowej (ok. 1000 do 1850) , Notion Press.
  • Purton, Peter (2010), Historia późnego średniowiecznego oblężenia , 1200-1500 , Boydell Press, ISBN 978-1-84383-449-6.
  • Ritchie, Kathleen E.; Riegner, Robert J.; Pieczęcie; Rogers, Clifford J.; Riegner, Dawn E. (24 sierpnia 2021), "Ewolucja średniowiecznego prochu: analiza termodynamiczna i spalania", ACS Omega , 6 (35): 22848-22856, doi : 10.1021/acsomega.1c03380 , PMC  8427773 , PMID  34514256.
  • Rose, Susan (2002), średniowieczna wojna morska 1000-1500 , Routledge.
  • Roy, Kaushik (2015), Wojna w przedbrytyjskich Indiach , Routledge.
  • Schmidtchen, Volker (1977a), "Riesengeschütze des 15. Jahrhunderts. Technische Höchstleistungen ihrer Zeit", Technikgeschichte 44 (2): 153-73 (153-57)
  • Schmidtchen, Volker (1977b), "Riesengeschütze des 15. Jahrhunderts. Technische Höchstleistungen ihrer Zeit", Technikgeschichte 44 (3): 213-37 (226-28).
  • Saunders, JJ (1971), Historia podbojów mongolskich , University of Pennsylvania Press, ISBN 978-0-8122-1766-7.
  • Tran, Nhung Tuyet (2006), Viet Nam Borderless Histories , University of Wisconsin Press.
  • Turnbull, Stephen (2003), Fighting Ships Far East (2: Japonia i Korea Ad 612-1639 , Osprey Publishing, ISBN 978-1-84176-478-8.
  • Urbański Tadeusz (1967), Chemia i technologia materiałów wybuchowych , t. III, Nowy Jork: Pergamon Press.
  • Villalon, LJ Andrew (2008), Wojna stuletnia (część II): Różne widoki , Brill Academic Pub, ISBN 978-90-04-16821-3.
  • Wagner, John A. (2006), Encyklopedia wojny stuletniej , Westport i Londyn: Greenwood Press, ISBN 978-0-313-32736-0.
  • Watson, Peter (2006), Pomysły: Historia myśli i wynalazków, od ognia do Freuda , Harper Perennial (2006), ISBN 978-0-06-093564-1.
  • Willbanks, James H. (2004), Karabiny maszynowe: ilustrowana historia ich wpływu , ABC-CLIO, Inc.

Zewnętrzne linki