В. Красногоров - Подражающие молниям
Гексоген получил свое название по внешнему виду его структурной химической формулы, полное же его название — циклотриметилентринитрамин. Впервые синтезировал его немецкий химик и инженер, сотрудник прусского военного ведомства Ленце. Гексоген в химическом отношении сродни известному лекарству уротропину, и вначале им заинтересовались преимущественно фармацевты. В 1899 году Геннинг взял патент на один из способов его производства, надеясь, что гексоген окажется еще лучшим лекарством, чем уротропин. Однако, к счастью, в аптеки гексоген не попал — вовремя выяснилось, что он — сильнейший яд. И только в 1920 году Герц показал, что гексоген представляет собой сильнейшее взрывчатое вещество, далеко превосходящее тротил, да и все другие бризантные вещества. По скорости детонации он опережал все остальные взрывчатки, а определение его бризантной способности обычным методом было невозможно, потому что гексоген всмятку разбивал стандартный свинцовый столбик.
Герц взял на свой относительно простой способ получения гексогена английский патент, и немедленно в Англии, а затем и в других странах начались усиленные исследования нового вещества и развернулось строительство заводов. В годы второй мировой войны гексоген уступал по масштабам производства только тротилу, а в наше время входит в состав многих боевых и промышленных взрывчатых веществ. Например, аммонит скальный № 1, предназначенный для дробления особо крепких пород, содержит 24 процента гексогена.
Чистый гексоген — белое как мел вещество. Он плавится при температуре, значительно более высокой, чем тротил (202 градуса), что и неудобно и опасно. Самое же главное, гексоген значительно чувствительнее тротила к удару и дороже его. Вот почему он пока держится на вторых ролях. Но время идет вперед и делает свое дело. Тротил давно уже достиг своего потолка, а производство гексогена продолжает совершенствоваться. Быть может, в будущем тротил и уступит ему свое место лидера, как когда-то пикриновая кислота уступила его тротилу.
Выпишем теперь химические названия взрывчатых соединений, которые мы уже знаем. Все они начинаются с приставки «три-»: тринитроглицерин, тринитрорезорцинат свинца, тринитрофенол, тринитротолуол... В подавляющем большинстве взрывчатых веществ молекулы содержат в лучшем случае три нитрогруппы. А между тем с точки зрения теории взрывчатого разложения было бы лучше, чтобы этих групп было не три, а больше. Ведь каждая из них несет кислород, а кислорода большинству взрывчатых соединений не хватает. Например, каждым ста граммам тротила для полного окисления нужно добавочных семьдесят четыре грамма кислорода. Кислородное голодание приводит к потере мощности и бесполезной трате взрывчатки. Поэтому химики давно делали попытку ввести в молекулу взрывчатого вещества четвертую нитрогруппу. Однако хотя в молекуле того же толуола для нитрогруппы есть не четыре, а целых пять свободных мест, четвертая группа вводится с большим трудом, а когда ее все-таки удается присоединить, она очень легко отщепляется.
В конце концов четвертую нитрогруппу удалось присоединить к молекуле толуола остроумным способом— через промежуточный атом азота. Сделал это К. X. Мертенс в 1877 году. На радостях новое вещество назвали Тетрил — ведь слово «тетра» означает «четыре». Приводить здесь его научное химическое название нет никакого смысла — оно совершенно непроизносимо. Ленце — тот самый, который получил впоследствии гексоген,— изучил в 1885—1886 годах взрывчатые свойства тетрила и убедился, что он действительно мощнее многих других веществ, но, к сожалению, и опаснее. Тетрил применяется иногда в детонаторах, где он помогает инициирующим веществам взрывать заряд. К мирным делам его допускают очень редко.
Четыре нитрогруппы содержит и другое популярное взрывчатое вещество — пентаэритриттетранитрат. Мы позволим себе некоторую фамильярность и вместе со всеми будем называть его просто тэн. Этот белый порошок был получен в 1894 году, а его взрывчатые свойства первым исследовал профессор С. П. Вуколов. В химическом отношении тэн — ближайший родственник нитроглицерина, и у братьев оказался сходный нрав. Тэн тоже мощнейшее взрывчатое вещество, но и чувствительность его слишком высока. Обычно чрезмерную чувствительность тэна умеряют добавкой воска или парафина и используют для заправки небольших, но мощных снарядов. Производство его во всех стадиях опасно. Нельзя сказать, чтобы он был и слишком стоек. К тому же тэн стоит немалые деньги. По всем этим причинам он не может конкурировать с тротилом.
Однако у тэна есть важное достоинство — он обладает хорошей инициирующей способностью, энергично заставляя детонировать другие взрывчатые вещества. Поэтому в мирных целях его используют в капсюлях-детонаторах и, главным образом, для изготовления детонирующего шнура.
Взрывчатых соединений еще очень много, но нам пора остановиться, чтобы не запутаться во второстепенных сведениях. Можно было бы еще долго приводить все новые названия и перечислять все новые свойства, но, по выражению одного древнего писателя, это скорее удовлетворит любопытство, чем принесет пользу.
Теперь, когда мы знакомы почти со всеми основными взрывчатыми соединениями, знаем их историю и свойства, достоинства и недостатки, будет большим разочарованием узнать, что эти вещества... сами по себе почти не применяются в промышленности. Напрасно мы будем искать в справочниках промышленных взрывчатых веществ нитроглицерин, гексоген, аммиачную селитру... Мы не найдем там этих названий, зато увидим другие, нам совершенно незнакомые — «акваниты», «игданиты», «аммоналы» и так далее. Разгадка заключается в том, что в подавляющем большинстве взрывчатые вещества — это смеси. Иногда смеси состоят только из взрывчатых соединений, но чаще в них входят еще и вещества, на первый взгляд к взрыву никакого отношения не имеющие. Чтобы далеко не ходить за примером, вспомним обыкновенный дымный порох, ни одна составная часть которого не взрывается. Мы знакомы уже со сладкими взрывчатками, содержащими сахар, и теперь не удивимся, узнав, что есть взрывчатки соленые — они иногда на две трети состоят из поваренной соли! Есть взрывчатые смеси, которые, как сдобное тесто, содержат соду и муку (правда, древесную, но пшеничная была бы ничуть не хуже), а есть взрывчатые «похлебки» и «каши», содержащие много воды. Такие «водонаполненные вещества» считаются теперь самыми перспективными, они безопасны, просты в обращении, эффективны.
Само собой разумеется, что взрывчатые смеси стряпают не наугад, а по строгим рецептам, предписанным теорией. Например, как только появилось понятие о кислородном балансе взрывчатых соединений, сразу стал ясен путь совершенствования их свойств. Некоторые вещества (например, аммиачная селитра) содержат, как мы уже знаем, больше кислорода, чем требуется для их взрывчатого разложения. Рассеивать без пользы избыточный кислород не только неразумно, но и опасно — в угольных шахтах разложение с выделением кислорода может повлечь за собой взрыв рудничного газа и пыли. Поэтому к взрывчаткам с положительным кислородным балансом добавляют сгорающие вещества. При этом сразу убивается много зайцев: взрывчатые материалы становятся более мощными, более безопасными и, что очень важно, более дешевыми. Сгорающими компонентами могут быть практически любые топлива, условие здесь только одно — они должны быть хорошо измельчены. Смеси таких веществ с аммиачной селитрой имеют, как мы помним, общее название «динаммоны». Однако многие промышленные разновидности динаммонов имеют и собственные имена. Например, Институтом горного дела (ИГД) имени А. А. Скочинского по инициативе академика Н. В. Мельникова разработаны игданиты — чрезвычайно эффективные смеси аммиачной селитры с небольшим количеством (около шести процентов) солярового масла. Жидкое горючее тонкой пленкой покрывает гранулы селитры, повышая ее чувствительность и мощь. Игданиты просты и дешевы, их можно изготовлять прямо на шахте или в карьере непосредственно во время заряжания. Они находят все большее и большее применение.
Превосходным топливом в составе взрывчатых смесей является алюминиевый порошок. Алюминий трудно поджечь (для этого нужна высокая температура), но если уж он вспыхивает, то горит жарким ослепительным пламенем и выделяет огромное количество тепла. Противостоять такому огню могут лишь немногие материалы. Недаром алюминий входит в состав боевых зажигательных веществ, например термита.
Если в составе исходной взрывчатки, напротив, недостает кислорода, то, очевидно, к ней нужно добавить не топливо, а окислитель — селитру, бертоллетову соль или что-нибудь еще. Чрезвычайно полезным оказывается союз двух взрывчаток, если одна из них имеет избыток, а другая — недостаток кислорода. Типичный пример такого взаимовыгодного альянса — смеси аммиачной селитры с различными взрывчатыми веществами: с толом (аммотолы), гексогеном (гексониты), динитронафталином (динафталиты, предложенные еще Фавье) и так далее. Общее название этих смесей — аммониты. Если аммониты содержат к тому же еще и алюминий, они называются «аммоналы». Аммониты и аммоналы, а также динаммоны (особенно игданиты) — самые распространенные виды промышленных взрывчатых веществ. Для повышения мощи аммоналов к ним добавляют иногда нитроглицерин (и его труднозамерзающий аналог—нитрогликоль). Такие взрывчатки в нашей стране называют детонитами. Чтобы взрывчатые вещества не пылили и не слеживались, их стараются выпускать не в виде порошков, а в виде гранул — шариков величиной с маковое зерно или мелкую горошину. Гранулированные смеси тротила с аммиачной селитрой называются у нас зерногранулитами.
