Статья
Что такое гексоген: состав вещества, получение, применение, мощность
0

Что такое гексоген: состав вещества, получение, применение, мощность

by admin29.11.2018

Что такое гексоген? В силу того, что для этого вещества в разных странах используются разные названия, ответить на этот вопрос не так просто, как кажется на первый взгляд. Тротил-гексоген — это взрывчатое вещество в пластмассовом взрывчатом пакете С-4. Гексоген стабилен в хранении и считается одним из самых энергичных и сильных военных взрывчатых веществ.

Порошок гексоген

Другие названия и история

Гексоген также известен, но реже, в качестве циклонита, RDX (особенно на английском, французском, немецком языках), T4 и химически в виде циклотриметилентринитрамина. В 1930-х годах Королевский Арсенал, Вулвич, начал исследование циклонита для использования против немецких подводных лодок, которые строились с более толстыми корпусами. Цель состояла в том, чтобы развить взрывчатку, более энергичную, чем ТНТ. По соображениям безопасности, Британия назвала институт исследования циклонита «Исследовательским департаментом по взрывам» (R.D.X.). Термин RDX появился в Соединенных Штатах в 1946 году. Там не знают, что такое гексоген, ведь это слово для RDX используется почти исключительно в русском языке. Первая публичная ссылка в Соединенном Королевстве на имя RDX или R.D.X. для использования официального названия появилась в 1948 году; ее авторами были управляющий химик, ROF Бриджуотер, отдел химических исследований и разработок, Вулвич и директор Королевских боеприпасов, взрывчатых веществ; опять же, это вещество называлось просто RDX.

Применение

Внутренние части бомбардировочной бомбы, используемые в Daidusters Raid, содержали 6 600 фунтов (3000 кг) Torpex. Бомбы Tallboy и Большого шлема, разработанные Уоллисом, также использовали Torpex.

Считается, что гексоген использовался на многих бомбах, включая террористические.

Гексоген использовался обеими сторонами во Второй мировой войне. США произвели около 15 000 тонн в месяц во время Второй мировой войны и Германии около 7000 тонн в месяц. У RDX были большие преимущества — обладание большей взрывной силой, чем TNT, использованные в Первой мировой войне, и он не требовал дополнительного сырья для изготовления.

Комки гексогена

Открытие

Гексоген был создан в 1898 году Георгом Фридрихом Хеннинг, который получил немецкий патент (патент № 104280) для его изготовления путем нитролиза гексамина (гексаметилентетрамина) с концентрированной азотной кислотой. В этом патенте упоминались медицинские свойства вещества; однако еще три немецких патента, полученные Хеннингом в 1916 году, описывали гексоген как вещество, пригодное для использования в бездымных пропеллентах. Немецкие военные начали исследование его использования в 1920 году, ссылаясь на него как на гексоген. Результаты исследований и разработок не были опубликованы до тех пор, пока Эдмунд фон Герц, описанный как австрийский, а затем и немецкий гражданин, не получил британский патент в 1921 году и патент Соединенных Штатов в 1922 году. Обе заявки на патент были рассмотрены в Австрии. Британские заявки на патент включали производство взрывчатого вещества гексогена (RDX) путем нитрования, его использование с или без других взрывчатых веществ, в качестве взрывного заряда и в качестве детонатора. Заявка на патент США предназначалась для использования полого взрывного устройства, содержащего RDX, и крышки детонатора, содержащей RDX. В 1930-х годах Германия разработала усовершенствованные методы производства гексогена.

Третий Рейх

Во время Второй мировой войны Германия использовала названия W Salt, SH Salt, K-метод, E-метод и KA-метод для разных видов гексогена. Эти названия представляли идентификаторы разработчиков различных химических маршрутов для RDX. W-метод разработал Вольфрам в 1934 году и дал RDX кодовое название «W-Salz». Он использовал сульфаминовую кислоту, формальдегид и азотную кислоту. SH-Salz (соль SH) была получена от Шнурра, который разработал периодический процесс синтеза гексогена в 1937-1938 гг. на основе нитролиза гексамина. К-метод от Кеффлера включал добавление нитрата аммония в процесс создания взрывчатки. E-метод, разработанный Эбелем, оказался идентичным описанным выше методам.

Взрывные снаряды, выпущенные пушкой МК-108 и боеголовкой ракеты R4M, использовавшиеся в истребителе Люфтваффе как наступательное вооружение, использовали гексоген в качестве своей взрывной базы. Формулу гексогена читатель может увидеть на картинке ниже.

Молекулы гексогена

Великобритания

В Соединенном Королевстве (Великобритания) RDX изготавливался с 1933 года исследовательским отделом на экспериментальном заводе в Королевском арсенале в Вулвиче (Лондон), а на более крупном пилотном заводе, построенном в аббатстве RGPF Waltham недалеко от Лондона, в 1939 году. В 1939 году двухкомпонентный промышленный завод был спроектирован для установки на новом участке площадью 700 акров (280 га), ROF Bridgwater, вдали от Лондона, а производство RDX началось в городе Бриджуотер на одном объекте в августе 1941 года.

Завод ROF Bridgwater использовал в качестве сырья аммиак и метанол: метанол превратился в формальдегид, а часть аммиака превратилась в азотную кислоту, которая была сконцентрирована на производстве RDX. Остальную часть аммиака подвергали взаимодействию с формальдегидом с получением гексамина. Завод гексамина был построен компанией Imperial Chemical Industries. Он включал некоторые функции, основанные на данных, полученных в США (США). RDX получали путем непрерывного добавления гексамина и концентрированной азотной кислоты в охлажденную смесь гексамина и азотной кислоты в нитраторе. Состав гексогена при этом не менялся. RDX очищали и обрабатывали по назначению; также было проведено восстановление и повторное использование метанола и азотной кислоты. Очистные установки гексамин-нитрования и RDX были дублированы, чтобы обеспечить некоторую страховку от потери продукции из-за пожара, взрыва или воздушного нападения.

Соединенное Королевство и Британская империя боролись без союзников против нацистской Германии до середины 1941 года и должны были быть самодостаточными. В то время (1941) Великобритания имела способность производить 70 тонн (71 т — 160 000 фунтов) RDX в неделю; и Канада, и США рассматривались как клиенты для поставок боеприпасов и взрывчатых веществ, включая RDX. Предполагается, что к 1942 году ежегодные потребности Королевских ВВС составляли 52 000 тонн (53 000 тонн) RDX, большая часть которых поступала из Северной Америки (Канада и США). Модель формулы гексогена — на картинке ниже.

Модель молекул гексогена

Канада

В Канаде давно знали, что такое гексоген. В этой стране был найден и использован другой способ производства этого взрывчатого вещества, возможно, в отделе химии Университета Макгилла. Этот способ был основан на реакции параформальдегида и нитрата аммония в уксусном ангидриде. Заявка на патент Великобритании была сделана Робертом Вальтером Шисслером (Государственный университет Пенсильвании) и Джеймсом Гамильтоном Россом (Макгилл, Канада) в мае 1942 года; патент Великобритании был выпущен в декабре 1947 года. Гилман утверждает, что тот же метод производства был независимо обнаружен Эбелем в Германии до Шисслера и Росса, но это не было известно союзникам. Урбанский дает подробные сведения о пяти методах производства, и он ссылается на этот метод как (немецкий) E-метод. Сейчас есть не только более эффективные методы его производства, но и, собственно, вещества гораздо мощнее гексогена.

США

В начале 1940-х годов крупнейшие производители взрывных устройств США, E. I. Pont de Nemours & Company и Hercules, имели многолетний опыт производства тринитротолуола (TNT) и не хотели экспериментировать с новыми взрывчатыми веществами. Армия США использовала ту же точку зрения и хотела продолжить использование TNT. RDX был проверен Пикатинским Арсеналом в 1929 году, и он считался слишком дорогим и слишком чувствительным. ВМС предложили продолжить использование пикрата аммония. Напротив, Национальный исследовательский комитет обороны (НКРР), посетивший Королевский арсенал, Вулвич, считал, что нужны новые взрывчатые вещества. Джеймс Б. Конант, председатель Отдела B, пожелал продолжить научные исследования в этой области. Таким образом, Конант создал экспериментальную лабораторию исследований взрывчатых веществ в Бюро шахт, Брюссель, штат Пенсильвания, с использованием средств Управления научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами (OSRD). Применение гексогена было в основном военным.

Взрыв гексогена

В 1941 году британская миссия Tizard посетила отделы армии и флота США, а часть предоставленной информации включила детали метода Woolwich по производству RDX (гексогена) и его стабилизации, смешав его с пчелиным воском. Великобритания просила, чтобы США и Канада в совокупности поставляли 220 тонн (440 000 фунтов) RDX в день. Решение было принято Уильямом П. П. Блэнди, начальником Бюро боеприпасов, и было решено принять RDX для использования в шахтах и ​​торпедах. Учитывая непосредственную потребность в RDX, боевое подразделение США по просьбе Блэнди построило завод, который тут же скопировал оборудование и процесс, используемый в Woolwich. Результатом этого послужили работы по охране боеприпасов Вабаша под управлением E. I. du Pont de Nemours & Company. В то время в этих работах был задействован самый крупный завод по производству азотной кислоты в мире. Процесс Woolwich был дорогим; для каждого фунта RDX понадобилось 11 фунтов (5,0 кг) сильной азотной кислоты.

Проблемный метод

К началу 1941 года НКРР изучал новые процессы. Процесс Woolwich или процесс прямого нитрования имеет по крайней мере два серьезных недостатка: он использовал большое количество азотной кислоты и растворял по меньшей мере половину формальдегида. Один моль гексаметилентетрамина мог давать не более одного моля RDX. По меньшей мере, три лаборатории без предшествующего взрывного опыта были поручены разработать более совершенные методы производства для RDX; они были основаны в государственных университетах Корнелла, Мичигана и Пенсильвании. Вернер Эммануэль Бахманн из Мичигана успешно разработал «комбинированный процесс», объединив канадский процесс с прямым нитрованием. Комбинационный процесс требовал больших количеств уксусного ангидрида вместо азотной кислоты в старом британском «вульвистском процессе». В идеальном случае комбинационный процесс может давать два моля RDX из каждого моля гексаметилентетрамина.

Пожар после взрыва гексогена

Огромное производство RDX не может продолжать полагаться на использование натурального пчелиного воска для десенситизации. В исследовательской лаборатории Bruceton Explosives был разработан заменитель стабилизатора на основе нефти.

Дальнейшее производство

НКРР поручил трем компаниям разработать опытные установки. Это были: компания Western Cartridge, E. I. du Pont de Nemours & Company и компания Теннесси Истман, часть Eastman Kodak. В Eastman Chemical Company (TEC), ведущем производителе ангидрида уксусной кислоты, Werner Emmanuel Bachmann разработал непрерывный процесс для создания RDX. RDX имел решающее значение для военных операций, и тогдашний процесс его производства был слишком медленным. В феврале 1942 года TEC начал выпускать небольшие объемы RDX на своем экспериментальном заводе Wexler Bend, что привело к тому, что правительство США разрешило TEC проектировать и строить Works of Holston Ordnance Works (HOW) в июне 1942 года. К апрелю 1943 года там производился RDX. В конце 1944 года завод «Холстон» и завод боеприпасов «Вабаш», в котором использовался процесс Вулвича, производили 25 000 коротких тонн (23 000 тонн — 50 миллионов фунтов) композиции «В» в месяц.

Альтернативный процесс

Было установлено, что процесс Бахмана для синтеза гексогена был более эффективным в плане производительности, чем метод, используемый в Соединенном Королевстве. Это позже привело к производству RDX с использованием процесса Бахмана.

Теракт с помощью гексогена

Итог

Цель Соединенного Королевства во Второй мировой войне заключалась в использовании «десенсибилизированного» RDX. В оригинальном процессе получения гексогена от Woolwich RDX был флегматизирован пчелиным воском, но позже использовался парафиновый воск, основанный на работе, выполненной в компании Bruceton. В случае, если Великобритания не смогла получить достаточно RDX для удовлетворения своих потребностей, некоторые из недостатков методов производства были исправлены путем замены аматола, смеси нитрата аммония и тротила. Эта информация будет полезна всем, кто все еще не знает, что такое гексоген.

Источник

About The Author
admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *