Укрощение дьявола
Воистину во взрывчатке сидит дьявол, готовый в любую секунду начать крушить и ломать все вокруг. Держать это порождение ада в узде и выпускать его на свободу лишь тогда, когда это требуется, – основная проблема, которую приходится решать химикам и пиротехникам при создании и использовании взрывчатых веществ.Несколько веков единственным видом взрывчатки, которую использовал человек, был черный порох. С его помощью во врага из пушек метали ядра, им же начиняли разрывные снаряды. Порох использовали в подземных минах-подкопах для разрушения стен крепостей, для дробления скальных пород. Впрочем, порох не был единственным известным человеку видом взрывчатки. Например, в 1799 году Эдвардом Говардом была открыта гремучая ртуть. Знаменитый мелинит (он же пикриновая кислота, шимоза, тринитрофенол, лиддит, пертит, пикрит) описал английский химик Вульф еще в 1771 году, и уже тогда были известны его взрывные свойства.
До конца первой трети XIX века порох полностью отвечал потребностям прогресса. Но наука и промышленность не стояли на месте, и вскоре он перестал отвечать требованиям времени из-за своей небольшой мощности.
Взрывчатое масло
И вот в 1846 году химики предложили два новых взрывчатых вещества – пироксилин и нитроглицерин. В Турине итальянский химик Асканио Собреро обнаружил, что достаточно обработать глицерин азотной кислотой (выполнить нитрование), чтобы образовалась маслянистая прозрачная жидкость – нитроглицерин. Cделать это можно в простейших условиях (изготовить черный порох сложнее). По взрывной мощности нитроглицерин более чем в 20 раз превосходит черный порох и по большинству параметров в 4–5 раз мощнее тротила. Если не считать ядерной бомбы, человечество так и не изобрело более мощной взрывчатки, чем нитроглицерин.
Но дьявол, живущий в нитроглицерине, оказался злобным и непокорным. Оказалось, что чувствительность этого вещества к внешним воздействиям лишь немногим уступает гремучей ртути. Он может взорваться уже в момент нитрования, его нельзя встряхивать, нагревать и охлаждать, выставлять на солнце. Он может взорваться в процессе хранения. А если его поджечь спичкой, может совершенно спокойно гореть... Но потребность в мощной взрывчатке к середине XIX века уже была столь велика, что, несмотря на многочисленные несчастные случаи, нитроглицерин стали широко использовать при взрывных работах.
Слава обуздания нитроглицерина принадлежит Альфреду Нобелю. Кем был этот человек, оседлавший посланца ада? Общеизвестно, что это шведский ученый, инженер, изобретатель и предприниматель. Гораздо меньше известна связь Нобеля с Россией. Не будь ее, кто знает, смог ли бы Нобель изобрести динамит?
Русский швед
Альфред Нобель родился в Швеции в 1833 году, а уже в 1837-м его разорившийся отец Эммануэль Нобель оставляет Стокгольм и уезжает в Россию. Получив от русского правительства хорошее вознаграждение за изобретенную им морскую мину, Эммануэль перевозит в Россию свою семью и в 1842 году открывает механическую мастерскую в Санкт-Петербурге. Значительные военные заказы позволяют быстро развить предприятие в крупную процветающую фирму (Fonderie et Atelier Mecanique Nobel et Fils).
Денежный достаток семьи позволил Альфреду получить прекрасное домашнее образование. Известный русский химик, действительный член Российской академии наук Н.Н. Зинин, дававший болезненному Альфреду уроки химии, привил ему любовь к этой науке. В 16 лет Альфред уже помогал отцу в разработке морских мин, а затем отправился в Париж, где занимался химией под руководством известного ученого Пелуза.
К 1854 году Зинин после длительных попыток приручить нитроглицерин разочаровывается в нем, но передает своему бывшему ученику разработанные им правила безопасности: именно Зинин определил основные свойства нитроглицерина и температурные пределы, в которых он «ведет себя прилично». В этот период Нобель сближается с артиллерийским офицером В.Ф. Петрушевским, большим энтузиастом нитроглицерина, немало сделавшим в области изучения способов получения этой взрывчатки, и русскими химиками Якоби и Вересковым.
Капсюль-детонатор №8 представляет собой медную трубочку, закрытую с одного конца и открытую с другогоВзрывной характер
17 июля 1866 года в Петергофе гремит страшный взрыв – 20 пудов только что полученного нитроглицерина взлетают на воздух. Результатом становится категорический запрет императора Александра II производить в России любые работы с опасной жидкостью. Но незадолго до этого Петрушевский высказывает Нобелю предположение, что причиной взрывов нитроглицерина становится его разложение с образованием кислых неустойчивых соединений, а смешивание его с веществом, нейтрализующим кислоты, сделает взрывчатку менее опасной. Петрушевский не изобрел динамит, но в тот момент находился в полушаге от этого. Он-то и подсказал Нобелю направление дальнейших поисков.
Несмотря на крайнюю опасность, потребность в мощной взрывчатке была очень велика. В 1863 году Нобель приезжает в Стокгольм, где целиком посвящает себя разработке безопасных технологий получения нитроглицерина. Он изобретает инжектор для непрерывного перемешивания глицерина с кислотой в процессе нитрования, что резко снижает опасность взрывов на производстве. Для повышения безопасности рабочие, следившие за процессом нитрификации, в то время сидят на одноногих табуретках – чтобы не засыпать и не выпускать химическую реакцию из-под контроля.
Несмотря на полученный Нобелем патент, нитроглицериновый дьявол не побоялся своего нового хозяина. 3 сентября 1863 года предприятие Нобелей в Геленборге взлетает на воздух. При взрыве погибает младший брат Альфреда – 20-летний Альберт. Тем не менее в 1865 году Нобелям удается пустить в ход два новых завода по производству нитроглицерина – в Швеции и Германии. Альфред «гастролирует» по Европе и Америке, доказывая на публичных лекциях безопасность нитроглицерина при соблюдении правил обращения с ним.
Нобель демонстрирует свое «взрывающееся масло» перед американскими бизнесменами, получает патент США и основывает собственную компанию на атлантическом побережье Америки. Американский пороховой фабрикант Дюпон, почувствовав конкуренцию, активно сопротивляется внедрению нового продукта. Но тут взлетает на воздух предприятие в Германии, и почти одновременно происходят два крупных взрыва на рудниках в Швеции. В декабре взрывается нитроглицериновый завод в США и бесследно исчезают в пучинах океана два судна, перевозивших нитроглицерин. Имя Нобеля проклинают по всему свету, в Нью-Йорке его даже просят покинуть отель, в котором он остановился, и забрать с собой все образцы нитроглицерина. Страны Европы одна за другой принимают законы, запрещающие изготовление нитроглицерина на своих национальных территориях.
Инфузорная земля
Запрет нитроглицерина грозил Нобелю полным разорением. И тогда Альфред возвращается к своей идее, работать над которой он начал еще в 1862 году, – нейтрализации чувствительности нитроглицерина при пропитывании им какого-либо пористого вещества. Этот путь подсказал ему еще в 1855 году Петрушевский, который пытался пропитывать нитроглицерином черный порох, надеясь тем самым повысить мощность взрывчатки.
В 1864 году Нобель находит нужное вещество. Кизельгур, известный также как диатомит, инфузорная земля и горная мука, образуется при осаждении на дно водоемов кремниевых скорлупок моллюсков и некоторых водорослей. Инфузорную землю можно найти в каждом озере, 90% ее объема приходится на поры, способные жадно впитывать нитроглицерин.
Первые же опыты дали превосходный результат. Смесь нитроглицерина с кизельгуром была слабее чистой жидкости примерно на четверть (столько в общем объеме занимает кизельгур), но при этом почти безопасной в обращении. Нобель дал этой смеси, внешне похожей на торф, название «динамит» (от греческого слова «динос» – сила). После ряда тщательных испытаний 7 мая 1867 года он патентует динамит в Англии, Швеции, Германии. Новая взрывчатка покоряет Европу. Еще бы, динамит можно кидать, резать, трясти, его можно складывать в мешки и ящики, и он не взрывается! Но при этом надежно срабатывает тогда, когда это нужно. Ирония судьбы – спустя год Петрушевский совершенно самостоятельно смешивает нитроглицерин с магнезией и получает взрывчатку, названную позднее «русским динамитом».
Триумф динамитаКонец девятнадцатого века и начало двадцатого – период триумфа динамита. Он находит самое широкое применение при разработке горных пород, при прокладывании туннелей, в шахтах. С его помощью при строительстве железной дороги через Сен-Готардский перевал было пробито 80 туннелей, включая «Большой туннель» – 15 км сплошной скалы. Динамитом были проделаны котлованы для опор 324 мостов. Огромную роль динамит сыграл при строительстве сооружения века – Панамского канала. 3000 тонн динамита использовалось для того, чтобы выкопать нью-йоркскую систему водохранилищ «Нью-Кротон» (эти работы были завершены в 1890 году). Динамит обеспечивает прокладку Альпийского туннеля и Коринфского канала, удаление подводных скал в Ист-Ривер (Нью-Йорк), расчистку русла Дуная... Конечно же, динамит стал применяться и на бакинских промыслах, где хозяйничали «русские Рокфеллеры» – Альфред Нобель и его старший брат.
Динамит не только принес Альфреду Нобелю известность и славу, но и сделал его миллионером. Если в 1867 году его фабрика изготовила всего 11 тонн динамита, то через семь лет ежегодное производство на фабриках Нобеля составляло уже 3300 тонн.
Однако далеко не все страны благосклонно отнеслись к этой взрывчатке. Так, во Франции военные нужды заставили было весной 1871 года начать изготовление динамита, но поражение во Франко-прусской войне привело к тому, что производство было свернуто до 1875 года. В Англии лоббирование Абелем черного пороха заставило парламент в 1869 году принять закон, запрещающий производство, импорт, продажу и перевозку нитроглицерина и любого другого вещества, содержащего нитроглицерин, в пределах Великобритании. Этот закон под давлением угольного лобби, остро нуждавшегося в хорошей взрывчатке, был отменен лишь в 1893 году.
За семь лет Нобель построил 17 заводов в разных странах мира. К этому времени на его предприятиях производилось больше взрывчатых веществ, чем на государственных пороховых заводах всех стран мира вместе взятых.
Последним изобретением Нобеля стал бездымный порох баллистит, созданный Альфредом в сотрудничестве со своим личным секретарем, молодым шведским химиком Рагнаром Салманом.
Альфред Нобель скончался в возрасте 63 лет 10 декабря 1896 года в Сан-Ремо в зените славы и могущества. Ему принадлежали 93 предприятия, производившие кроме динамита азотную кислоту, глицерин, удобрения, медные сплавы, проволоку, кабель, нитроцеллюлозу и все виды взрывчатых веществ и детонаторов.
Забытое изобретение
Принято считать, что динамит был звездным часом Альфреда Нобеля. Но специалисты полагают, что главное его изобретение вовсе не динамит, а маленькая медная трубочка. Капсюль-детонатор стал настоящей революцией во взрывном деле, сравнимой разве что с изобретением двигателя внутреннего сгорания в области машиностроения.
Когда в качестве взрывчатки использовался черный порох, с инициацией взрыва проблем не возникало – достаточно было отсыпать к заряду дорожку из того же пороха и поджечь ее. Позднее стали использовать стопин (нитка, пропитанная селитрой), потом Бикфорд придумал свой знаменитый шнур. Когда огонь добирался до пороха, взрыв был гарантирован. Положение изменилось с появлением нитроглицерина, пироксилина, мелинита. Эти взрывчатки, включая даже очень чувствительный нитроглицерин, наотрез отказывались взрываться от открытого пламени.
Для инициации взрыва лучше всего было использовать… взрыв. Гремучая ртуть была уже изобретена и использовалась в ударных капсюлях для воспламенения пороха в ружьях (капсюльные ружья), а позднее – в капсюлях патронов. Альфред Нобель в 1863 году догадался наполнить гремучей ртутью в достаточно большом количестве медную трубочку, открытую с одного конца. Эта трубочка помещалась в заряд взрывчатки, а в ее открытый конец вставлялся бикфордов шнур. Струя пламени подожженного шнура надежно воспламеняла гремучую ртуть, чувствительную к любому внешнему воздействию, а небольшого взрыва оказалось достаточно для взрыва нитроглицерина, а позднее – динамита и других взрывчаток.
Альфред Нобель разработал целую линейку из двенадцати капсюлей-детонаторов различных размеров и пронумеровал их. Самым подходящим для большинства взрывных работ оказался номер 8. Со временем капсюль-детонатор усовершенствовался, появилось немало его разновидностей, но нобелевский «номер восемь» и сегодня имеет те же самые размеры и устройство и используется во всех странах мира, в отличие от динамита, постепенно и незаметно отошедшего на вторые роли и почти совсем сошедшего со сцены.
Что такое динамит
Первый вариант, разработанный Нобелем, – «гурдинамит», или динамит №1, – это 75% нитроглицерина и 25% кизельгура. Нобелевский динамит №2 содержит 25% нитроглицерина и 75% кизельгура, динамит №3 содержит 35% нитроглицерина и 65% кизельгура. Последние два значительно слабее, но гораздо безопаснее в обращении. Гурдинамиты очень быстро сошли со сцены. Нобель и другие химики стали создавать самые различные смеси с использованием нитроглицерина. Исследования привели к появлению нового динамита №3, состоявшего из 22% нитроглицерина, 66% селитры и 12% угля. В Германии была разработана разновидность динамита под названием «карбонит» (26–30% нитроглицерина, 25–40% нитрата калия, 25–40% ржаной муки).
В США Эгберт Джадсон разработал и запатентовал разновидность динамита под названием «порох Джадсона» (Judson Powder), в котором содержались калиевая селитра и сера, а также уголь-антрацит и асфальт с добавкой всего лишь 5% чистого нитроглицерина. В 1875 году Нобель создал «гремучий студень». Простой смеси нитроглицерина (93%) и нитроклетчатки (7%) Нобель дал название «Гремучий студень А». В студне модификации В нитроглицерина всего 82–88%, нитроклетчатки 5–6%, целлюлозы 3% и нитрата натрия 5–6%. В конце концов только обычных динамитов стало насчитываться около десятка разновидностей, желатинированных три, порошкообразных четыре. Да и названий у динамита стало множество: толамит, мартинит, лигнамит, трицелит, гризутиндинамит, желатиндинамит, гелигнит, гризутин.
Военное применение
Динамит впервые использовался во Франко-прусской войне 1870–1871 годов, прусские саперы взрывали динамитом французские фортсооружения. Но безопасность динамита оказалась относительной. Военные моментально выяснили, что при простреле пулей он взрывается, а горение в определенных случаях переходит во взрыв. Динамит требует квалифицированного обращения. В замерзшем состоянии он резко повышает свою чувствительность, а при оттаивании на его поверхности выступает нитроглицерин, проявляющий все свои недостатки. Динамит нельзя долго хранить (взрывники говорят «динамит потеет»). Динамит нельзя прессовать и даже вообще как-либо уплотнять. А значит, динамитом нельзя набивать артиллерийские снаряды, торпеды и мины: в мирное время они хранятся годами и десятилетиями в ящиках, сложенных штабелями.
Военных больше устраивал пироксилин (открытый Шенбейном в 1846 году), более устойчивый химически; его чувствительность можно было регулировать, меняя его влажность. Тротил, вышедший на сцену в начале XX века, оказался могильщиком пироксилина и окончательно вытеснил динамит из военной сферы. Сегодня динамит находит очень небольшое применение в гражданских отраслях народного хозяйства. На его долю приходится максимум 2% общего количества потребляемой взрывчатки.
Американский полевой устав FM 5-250 Explosives and Demolitions разделяет динамиты на стандартный (для взрывных работ) и военный. Последний – менее мощный, но более безопасный в хранении и обращении. Впрочем, от динамита в нем осталось одно традиционное название – нитроглицерин в его состав не входит (смесь состоит из 75% гексогена, 15% тротила, и 10% десенсибилизаторов и пластификаторов).
Информация