Дымный порох – изобретение, сменившее эпоху. Кто придумал Порох - Когда Изобрели

Ученика 8 “Е” класса

Гусарова Бориса.

Научный руководитель

Учитель химии

Гальчук И.Н.

Самара

2002 год

I Введение………………………………………………стр.3

II Основная часть………………………………………стр.3

1. История пороха………………………………….стр.3

2. Основные компоненты

гранулированных ВВ……………………………стр.4

3. Метательные ВВ, или порох…………………...стр.5

4. Дымный порох…………………………………..стр.6

5. Пиротехнические изделия…………………..…стр.7

III Заключение………………………………………….стр.7

Литература…………………………………………...стр.9

Приложения................................................................стр.10

Сейчас в мире ведётся множество боевых действий. Войны ведутся с использованием огромного количества орудий: наземных, водных, подводных, воздушных и др. почти каждый день орудия совершенствуются, и появляются всё новые и новые виды. Но, несмотря на их разнообразие, в основе практически каждого орудия лежит порох. В орудиях порох используется с 14 века. С того времени он во многом усовершенствовался, однако современное военное дело не представляет своё существование без пороха. Люди придумали оружие массового уничтожения, в которых не применяют порох, например атомная бомба. Но эти орудия почти не используется, так как люди понимают, что они очень опасны. Поэтому войны ведутся с использованием порохового орудия.

Я считаю эту тему актуальной, и поэтому мне захотелось узнать больше о его принципе действия и о том, как он используется в орудиях. Также мне хотелось узнать, где ещё применяется порох.

Порох относится к военным средствам, и потому является достаточно закрытой темой. Несмотря на это мне удалось достать некоторую информацию, на которую я и опирался в своей работе.

II. /1.

Порох - взрывчатое вещество. Применяется главным образом в стрелковом и в артиллерийских орудиях. Порох делится на дымный и бездымный. Первым появился дымный. Место его изобретения точно не известно. Считают, что он появился в Китае. Он был также известен Арабам. В качестве военного средства порох начали применять в Европе, в том числе в России в 14 веке. После изобретения бездымного пороха и других видов взрывчатых веществ, дымный порох в значительной мере утратил своё значение. Бездымный порох впервые был получен французским учёным П.Вьелем в 1884 году. В военном деле бездымный порох применяется как метательное средство.

Порох является гранулированным взрывчатым веществом. Отличительной особенностью этой группы является пониженная чувствительность к инициирующему импульсу и другим видам внешних воздействий, а также замедленное протекание реакции взрывчатого превращения во фронте детонационной волны вследствие недостаточной однородности состава.

Основными компонентами гранулированных взрывчатых веществ являются окислитель и горючее.

В качестве окислителя применяют исключительно аммиачную селитру (нитрат аммония). Аммиачная селитра и её гранулированные смеси достаточно безопасны в обращении. Вследствие малой чувствительности совершенно безопасно её дробление и измельчение.

При изготовлении гранулированных взрывчатых веществ, которые будут использованы в течение короткого времени, в качестве жидкого горючего используют дизельное топливо.

Если взрывчатые вещества подлежат длительному хранению, в качестве жидкого горючего используют нефтяные масла.

Во многих гранулированных взрывчатых веществах используют твёрдые горючие вещества. Это могут быть сажа, алюминиевая пудра, древесная мука или каменный уголь. Они используются в качестве присыпки. Ими покрывают каждую гранулу для того, чтобы жидкое горючее не улетучилось. Самым лучшим твердым горючим считается алюминиевая пудра.

Порох относится к группе метательных взрывчатых веществ. Для веществ этой группы характерным видом взрывного превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела. Для возбуждения горения необходимо действие пламени. По физико-химической структуре метательные взрывчатые вещества можно разделить на два класса: нитроцеллюлозные пороха и твёрдые ракетные топлива.

1-й класс. Нитроцеллюлозные пороха . Их основой являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем. В зависимости от летучести растворителя нитроцеллюлозные пороха делятся на следующие категории:

1) нитроцеллюлозные пороха, изготовленные с применением летучего растворителя. Их называют пироксилиновыми порохами

2) нитроцеллюлозные пороха, изготовленные на труднолетучем растворителе. Эти пороха называют баллистами.

3) НП, изготовленные на смешанном растворителе (например, нитроглицерин с ацетоном). Эти пороха называют кордитами.

2-й класс. Твердые смесевые и пиротехнические топлива, изготовляемые ввиде смесей окислителей, горючих и связующих веществ (полимеров)

Средний состав дымного пороха: 75% калиевой селитры, 15% угля и 10% серы.

Калиевая селитра малогигроскопична, т.е. мало впитывает влагу из окружающей среды, что обеспечивает физическую стойкость изготовленного из неё пороха.

Сера -твёрдое кристаллическое вещество светло жёлтого цвета, не растворимое в воде.

Уголь . Для производства пороха используют древесный уголь из мягких пород дерева. Большое значение для качества угля имеет метод его изготовления, в первую очередь степень обжига. Порох воспламеняется тем легче, чем меньше степень обжига угля. Сила пороха увеличивается с увеличением степени обжига угля.

Реакция между твёрдыми веществами протекает очень медленно. Исследование Боудена показало, что в начальной стадии процесса воспламенения пороха происходит расплавление серы. Возникающий при этом тесный контакт жидкой серы с азотнокислым калием и органическими веществами, содержащимися в угле, приводит к увеличению скорости реакции до значений, характерных для взрывного превращения.

Дымный порох имеет аспидно-серый цвет и матовый глянец. Его гранулы достаточно большие.

Удовлетворительно сделанный порох не пачкает рук, не оставляет на бумаге пыли и сопротивляется раздавливанию между пальцами. Содержание влаги должно быть не более 1%, иначе порох будет трудно воспламенить.

По чувствительности к удару дымный порох относится к числу безопасных в обращении взрывчатых веществ, но чувствительность дымного пороха к пламени и даже к небольшой искре является причиной большой опасности при обращении с ним.

Производство дымного пороха состоит из многих операций, цель которых:

А) тонкое измельчение и тесное смешивание компонентов пороха;

Б) получение из смеси, называемой пороховой мякотью, зёрен заданной величины и формы.

Измельчение и смешивание компонентов достигается длительной обработкой их в ряде аппаратов. Для получения зёрен пороховую мякоть прессуют под бегунами или в прессах; пороховые лепешки зернят специальным аппаратом, а затем полируют в барабанах для обламывания острых концов и образования гладкой поверхности. В конце порох сортируют на ситах и получают однообразные по размеру зёрна.

Пиротехнические изделия

В настоящее время, особенно зимой, в продаже имеется большое количество различных фейерверков и бомбочек. Они пользуются большим спросом у детей, но надо помнить, что они опасны. Ежегодно около 300 детей получают ранения из-за неаккуратного использования пиротехнических изделий. Большинство из них производятся в Китае. Они сделаны очень некачественно с использованием плохих материалов. В основе бомбочек лежит порох и сера. Чтобы зажечь бомбочку нужно поднести к сере огонь или провести по спичечному чирку. От серы огонь переходит к пороху, и происходит взрыв.

Чувствительность дымного пороха к лучу пламени и хорошее зажигающее действие, удобство прессование в виде разных элементов. Эти свойства делают дымный порох незаменимым и по настоящее время.

В следующем году мы намерены продолжить эту тему и рассмотреть более подробно бездымный порох. Также мы намерены сделать порох в лабораторных условиях и изучить его свойства.

Используемая литература:

1. Алексинский, Владимир Николаевич Занимательные опыты по химии: Учебное издание; М.: Просвещение, 1995. – 96 с.

2. Иванов, Александр Сергеевич Мир химии: Учебное издание; М.: Просвещение, 1993.–220 с.

3. Верховский, Виктор Николаевич Катализ горения взрывчатых веществ: Учебное издание; М.: Просвещение, 1973. – 548 с.

4. Ангелова, Вероника Николаевна Пороха: Учебное издание; М.: Просвещение, 1974. – 356 с.

Приложения:

Тезисы

Я решил писать реферат на эту тему, так как считаю её актуальной. Современное военное дело не представляет своего существование без пороха. Порох является основой во все орудиях, кроме орудий массового уничтожения, например, атомная бомба. Но люди мало используют эти орудия, так как понимают, что они могут привести к гибели всей планеты.

Порох - взрывчатое вещество. Применяется главным образом в стрелковом и артиллерийских орудиях. Порох делится на дымный и бездымный. Считают, что порох изобрели в Китае. В качестве военного средства порох применяют с 14 века. Порох относится к гранулированным взр. вещ. Отличительной особенностью этой группы явл. пониженная чувствительность к инициирующему импульсу и другим видам внешних воздействий.

Во многих гранулированных взр. вещ. используются твёрдое горючее, например, сажа, алюминиевая пудра, уголь и др.

Вещество, известное современнику, не интересующемуся химией, как добавка-консервант Е252. Месторождения ее в виде минерала нитрокалита распространены в двух регионах планеты - в Ост-Индии и в Чили.

За давностью лет утрачены достоверные сведения о месте и времени появления пороха. Однако версии рождения чудесного состава существуют - китайская, индийская и европейская. Речь идет о самом первом виде древнейшей взрывчатой смеси - черном или дымном порохе.

Китайская версия появления пороха

Древние китайские трактаты, датируемые V веком, повествуют об использовании азотнокислого калия в различных сочетаниях с серой - вторым основным компонентом пороха - для приготовления лекарств. Уже позднее в алхимических китайских текстах появились сведения о способах очистки селитры, об использовании смеси в фейерверках, следом пришло осознание целесообразности применения волшебного состава, дополненного древесным углем, в военных действиях.

Благодаря Китаю производство пороха освоили индийцы. В Европу знание о чудесном порошке принесли арабы (мавры), завоевавшие Испанию в VIII веке. Впрочем, европейцы отстаивают свои права на независимое открытие пороха.

Индийская версия появления пороха

Сторонники «индийской версии» считают, что не Китай открыл индийцам чудесные свойства пороха, а, напротив, процесс шел в обратном направлении. Среди доводов приводится легенда о битве правившего в III веке до н.э. великого царя Ашоки, окончившейся внушительной победой благодаря знаниям о порохе и его свойствах. Есть легенда о безуспешной попытке осады одного из индийских городов войсками Александра Македонского: они были повержены в паническое бегство, спасаясь от обстрела пороховыми ракетами. Исследователи также обращают внимание на упоминание о порохе в «Махабхарате».

Нужно сказать, что для китайского и индийского варианта есть предпосылки, в буквальном смысле «лежащие на поверхности». Разводя огонь на старом кострище в районе месторождения калийной селитры, люди наблюдали сильную вспышку и интенсивное горение: работала смесь селитры и древесного угля от прежнего костра.

Европа и порох

Запад пришел к открытию и использованию черного (дымного) пороха значительно позднее Востока. У истоков европейского пороходелия историей, отметающей «арабский след», отмечены две персоны - естествоиспытатель и философ Роджер Бэкон и монах Бертольд Шварц, соответственно во второй половине XIII и первой половине XIV века. Описание пороха было размещено в одном из сочинений Бэкона, однако тогда Европа обошла вниманием столь ценную информацию. Примерно через полвека после англичанина Бэкона, независимо от него, порох во время химических опытов случайно изобрел немец - францисканский монах Бертольд Шварц (Черный). Во всяком случае, так гласит легенда.

В XIV веке изобретение не осталось без практического применения, причем имя Бертольда Шварца связано в истории не только с открытием пороха, но и с изобретением оружия, использующего мощь пороха. Восточные игры с фейерверками даже не пришли на ум, сила пороха сразу была направлена в военное русло.

Порох представляет собой твердую взрывчатую смесь из измельченных кусочков угля, серы и селитры. При нагревании смеси первой (при 250 градусах) загорается сера, затем она поджигает селитру. При температуре около 300 градусов селитра начинает выделять кислород, благодаря чему происходит процесс окисления и сжигания смешанных с ней веществ. Уголь представляет топливо, доставляющее большое количество газов высокой температуры. Газы начинают расширяться с огромной силой в разные стороны, создавая большое давление и образуя взрывной эффект. Первыми порох изобрели китайцы. Существуют предположения, что ими и индусами порох был открыт за 1,5 тысячи лет до Рождества Христова. Главной составной пороха является селитра, которой было достаточно в Древнем Китае. В местностях, богатых щелочами, встречалась она в самородном виде и походила на хлопья выпавшего снега. Селитру зачастую использовали вместо соли. При горении селитры с углем китайцы часто могли наблюдать вспышки. Китайский медик Тао Хун-цзин, живший в конце V-го -- начале VI столетий впервые описал свойства селитры и ее начали использовать, как лечебное средство. Селитру часто использовали в своих опытах и алхимики.

Одним из первых образец пороха изобрел китайский алхимик Сунь Сы-мяо в VII веке. Приготовив смесь селитры, серы и локустового дерева и нагревая ее в тигле, он получил неожиданно сильную вспышку пламени. Полученный порох еще не обладал большим взрывчатым эффектом, потом его состав был усовершенствован другими алхимиками, установившими его основные составляющие: калиевую селитру, серу и уголь. Несколько веков порох применяли для зажигательных снарядов, получивших название "хо пао", что переводится, как "огненный шар". Метательная машина бросала подожженный снаряд, который, разрываясь, разбрасывал горящие частички. Китайцами были придуманы петарды и фейерверк. Набитая порохом бамбуковая палочка поджигалась и запускалась в небо. Позже, когда качество пороха улучшилось, его стали использовать, как взрывчатое вещество в фугасах и ручных гранатах, но еще долгое время не могли догадаться использовать силу газов, возникавших при горении пороха, для метания ядер и пуль.

Из Китая секрет изготовления пороха попал к арабам и монголам. Уже в начале ХIII века арабы, достигшие высочайшего мастерства в пиротехнике, устраивали изумительные по красоте фейерверки. От арабов секрет изготовления пороха попал в Византию, а затем и в остальную Европу. Уже в 1220 году европейский алхимик Марк Грек запишет рецепт пороха в своем трактате. Позже о составе пороха довольно точно напишет Роджер Бэкон, ему первому принадлежит упоминание о порохе в научных источниках Европы. Однако прошло еще 100 лет, пока рецепт пороха не перестал быть тайной.

Легенда связывает вторичное открытие пороха с именем монаха Бертольда Шварца. В 1320 году алхимик, проводя опыты, якобы случайно составил смесь из селитры, угля и серы и начал ее толочь в ступке, а вылетевшая из очага искра, попав в ступку, привела к взрыву, что явилось открытием пороха. Бертольду Шварцу приписывают идею использования пороховых газов при метании камней и изобретение одного из первых в Европе артиллерийских орудий. Впрочем, история с монахом, это скорей всего лишь легенда. В середине ХIV века появились цилиндрические стволы, из которых стреляли пулями и ядрами. Оружие было поделено на ручное огнестрельное и артиллерийское. В конце ХIV века из железа ковали стволы крупного калибра, предназначенные для стрельбы каменными ядрами. А самые крупные пушки, названные бомбардами, отливали из бронзы.

В середине ХIV века появились цилиндрические стволы, из которых стреляли пулями и ядрами. Оружие было поделено на ручное огнестрельное и артиллерийское. В конце ХIV века из железа ковали стволы крупного калибра, предназначенные для стрельбы каменными ядрами. А самые крупные пушки, названные бомбардами, отливали из бронзы.

Несмотря на то, что в Европе порох был изобретен намного позже, именно европейцы сумели извлечь из этого открытия наибольшую пользу. Следствием распространения пороха было не только бурное развитие военного дела, но и прогресс во многих других областях человеческих знаний и в таких сферах человеческой деятельности, как горное дело, промышленность, машиностроение, химия, баллистика и многое другое. Сегодня это открытие используют в ракетной технике, где порох используют в качестве топлива. Можно с уверенностью сказать, что изобретение пороха является важнейшим достижением человечества.

Известно, что перевод слова «порох» имеет значение «пыль», а изобретен он был не одну сотню лет назад.

Точное время изобретения пороха до сих пор неизвестно. Однако еще со школьной скамьи многие помнят, что дымный порох появился еще до нашей эры в Китае. Алхимики из Поднебесной интересовались многими вопросами, в том числе такими материалами для работы как уголь и селитра. Путем экспериментов они получили смесь из серы, селитры и угля, которая сгорала при 300°С.

История возникновения

Первое появление

Первая информация встречается в 808 году, после того как китайский алхимик Цин Сюйцзы составил вещество, смешав с половиной селитры в различных пропорциях древесный уголь, серу и другие примеси. В результате смесь была горючей и позднее использовалась для фейерверков и зажигательных бомб.

Примерно в 850 году все в том же Китае Чжэн Иню впервые изготовил взрывчатый порох. Именно этот процесс был описан в 1044 г. Вэем Бояном.

В Китае использовались различные виды оружия, предполагавшие использование взрывчатого вещества: ручные гранаты, мины, первые ракеты. Появление этого оружия датируется XI-XIII в. С конца XI века китайские воины начали применять закрытую с одной стороны трубку с закладываемой стрелой и порцией пороха - пращур современного ружья.

Уже позднее секрет изготовления стал известен в других странах, затем перекочевал к монголам, арабам и индийцам, откуда попал и в Европу.

Появление пороха в Европе

Первым человеком, который описал порох в Европе, стал византиец Марк Грек. Очень велика вероятность того, что это псевдоним, за которым стоят переводчики и переписчики книг, ставшие обладателями арабской книги.

Точная дата составления византийского манускрипта неизвестна, но он примерно датируется периодом между 1220 и 1300 годом.

Известен также монах из Англии по имени Роджер Бэкон, который описал некое средство из орехового угля, селитры и серы, которое способно издавать звуки и выпускать огонь. Произошло это в 1242 году, однако рецепта англичанин не оставил.

В 1330 году были изобретены артиллерийские орудия. Пальма первенства принадлежит в это раз немецкому монаху по имени Бертольд Шварц. В подтверждение этого приводится факт сражения за город Чевидале между итальянскими и немецкими войсками, в котором последние применили огнестрельное оружие.

Еще один исторический факт - битва при Креси между англичанами и французами в 1346 году, когда англосаксы пустили в ход литые бронзовые пушки, которые могли проводить залповую стрельбу. В глухой край помещался порох, запал выводился наружу, ближе к жерлу пушки располагалось ядро из свинца, камня или железа. Заряд поджигался сбоку, вещество внутри пушки взрывалось и за счет расширения газов ядро выбрасывалось.

В XIX веке практически в одно время были изобретен бездымный порох: сначала в 1884 году во Франции Поль Вьель изобрел пироксилиновую разновидность, затем спустя 4 года Альфред Нобель - баллиститную, а годом позже Фредерик Абель и Джеймс Дьюар из Англии получили кордитный вариант.

Получение пороха в России

До России это вещество впервые дошло только в 1389 году. Первые пороховые заводы в стране появились только в XV в., они производили дымное порошковое вещество для стрельбы. Из него формировались комочки, благодаря которым заряд проводился проще и газов давал больше, то есть увеличивал силу выстрела.

В середине XV века была изобретена зерненая разновидность пороха, когда он раскатывался в соединении со спиртовой смесью в тестообразную массу, а затем пропускался через решето.

Большой толчок к развитию производства произошел во времени правления Петра I. Были построены три крупных завода в Петербурге, Сестрорецке и на Охте, которые получили названия по месту своей постройки.

В 1748 году Михаил Ломоносов проводил эксперименты и тесты дымного пороха, позже продолженные французами Антуаном Лавуазье и Марселеном Бертло.

Разновидности

Порох уже давно используется не только в военном деле. В свое время успели оценить его пользу и в других областях, в том числе и для охоты. Охотники должны быть отлично знакомы с тем, какие виды пороха использовать, и какой порох лучше для охоты в тех или иных условиях.

Дымный

История пороха началась именно с создания дымного, а остальные виды пороха были изобретены значительно позже.

Сегодня существует два сорта - отборный и обыкновенный дымный порох.

Вещество имеет зернистую структуру. Размер зерна оказывает влияние на качество смеси, от которого зависит скорость и сила полета пули.

В зависимости от размера фракции смесь получает номер по возрастанию от самого крупного до наиболее мелкого:

крупный (0.8 - 1.25 мм);
средний (0.6 - 0.75 мм);
мелкий (0.4 - 0.6 мм);
очень мелкий (0.25 - 0.4 мм).

Для определения качества можно руководствоваться некоторыми характеристиками. Дымный порох должен быть равномерного черного или слегка коричневого цвета, без вкраплений посторонних оттенков. Фракции отличаются полированной поверхностью и отсутствием налета белесого оттенка, посторонних примесей. Если аккуратно раздавить зерно между пальцами, то оно не рассыпается, а лишь раскалывается на несколько отдельных частичек.

Если дымный порох пересыпать, то в процессе он не должен образовывать комков или оставлять пыль. В противном случае его применение может быть опасным для самого охотника: пыль воспламеняется много быстрее основной массы смеси, и может спровоцировать взрыв в стволе ружья, повредив его.

Из плюсов следует отметить:

долгое хранение без потери свойств, если соблюдать режим влажности;
низкая стоимость по сравнению с другими видами;
быстрая воспламеняемость, даже если в патроне слабый капсюль;
слабая зависимость от качества пыжей, завальцовки, плотности заряжения;
слабая чувствительность к перепадам температурного режима;
малое воздействие пороховых газов на ствол.

Разумеется, существуют и минусы:

полная потеря свойств при намокании;
загрязнение ствола оружия нагаром;
густой дым при выстреле;
невозможность использования в полуавтоматическом оружии;
относительная невысокая скорость полета дроби;
сообщает сильную отдачу при выстреле и сопровождает его громким звуком.

Вещество легко воспламеняется, а горение большой массы провоцирует мощный взрыв. По силе воздействия дымный уступает своему бездымному собрату примерно в три раза.

Бездымный

Данная разновидность была изобретена значительно позднее своего старшего «коллеги по оружию». При этом бездымный порох, он же коллоидальный, значительно отличается от дымного своими свойствами, составом и характеристиками, и отличается собственными преимуществами и недостатками использования.

В охотничьей среде принято пользоваться пироксилиновой разновидностью коллоидального вещества. Изредка используется нитроглицериновые разновидности, но они не очень популярны.

Получается бездымный порох в результате обработки пироксилина окислителем на основе спиртоэфирной смеси. В качестве чистого итога формируется однородное вещество, похожее на желе. Полученную смесь подвергают механической обработке, в результате получается зерненая структура вещества.

Бездымный порох отличается способностью равномерного горения и газообразования, что позволяет в свою очередь за счет изменения размера фракций обеспечивать контроль и регулировать процессы горения.

Цвет может варьироваться от желто-бурого до полностью черного. При этом в рамках одной партии допустим неординарный оттенок смеси. Для получения более однородного цвета применяется процесс графитовки - обработка порошкообразным графитом, что также нивелирует слипаемость зерен.

нерастворимость в воде, низкая гигроскопичность;
чище и эффективнее дымного аналога;
при отсыревании не теряет свойств полностью;
при высыхании полностью восстанавливает свойства, возможность просушки при температуре до 34°С;
отсутствие дыма при выстреле;
относительно негромкий звук выстрела.

пары содержат угарный газ, опасный для человека;
негативная реакция на колебания температуры;
более быстрый износ оружия за счет высокой температуры внутри ствола;
необходимость герметичного хранения в определенных условиях, в противном случае происходит выветривание;
ограниченный срок хранения;
очень высокая температура горения, воспламенение без взрыва - опасность пожаров;
нельзя применять в ружьях, паспорт которых запрещает его использование.

Как сделать правильный выбор

Вопрос в том, какой порох лучше, не имеет однозначного ответа. Дело в том, что разные виды пороха будут использоваться для различных задач.

Подбор вещества также зависит и от вида ружья и патронов, поскольку порох может иметь различную плотность и навеску, и его выбор будет зависеть от комплектующих, под которые подбирается.

Говоря немного проще, выбор зависит от требования к компоновке патронов, их навескам, скоростям горения и так далее. Поэтому нельзя однозначно сказать, что один вид лучше, другой хуже. Все зависит от того, под какие задачи идет выбор.

Многие охотники предпочитают бездымный порох, поскольку его использование позволяет сразу видеть результат выстрела, дает меньшую отдачу и менее громкий звук, несмотря на то, что выбор оружия для использования бездымного варианта ограничен производителями.

При этом рынок предлагает большое количество разновидностей, как дымного, так и бездымного пороха, пользователи самостоятельно проводят различные тесты, отстрелы патронов и активно делятся результатами испытаний и описанием в сообществах в интернете.

Поэтому при выборе следует руководствоваться информацией, которая предоставляется производителем, результатами испытаний и собственным опытом.

Изобретатель : Сунь Сы-мяо
Страна : Китай
Время изобретения : VII век

Изобретение пороха и распространение его в Европе имело огромные последствия для всей дальнейшей истории человечества. Хотя европейцы последними из цивилизованных народов научились делать эту взрывчатую смесь, именно они сумели извлечь из ее открытия наибольшую практическую пользу.

Бурное развитие огнестрельного оружия и революция в военном деле были первыми следствиями распространения пороха. Это в свою очередь повлекло за собой глубочайшие социальные сдвиги: закованные в латы рыцари и их неприступные замки оказались бессильны перед огнем пушек и аркебуз.

Феодальному обществу был нанесен такой удар, от которого оно уже не смогло оправиться. В короткое время многие европейские державы преодолели феодальную раздробленность и превратились в могущественные централизованные государства. В истории техники найдется мало изобретений, которые привели бы к таким грандиозным и далеко идущим изменениям.

До того как порох стал известен на западе, он уже имел многовековую историю на востоке, а изобрели его китайцы. Важнейшей составной частью пороха является селитра. В некоторых областях Китая она встречалась в самородном виде и была похожа на хлопья снега, припорошившего землю. Позже открыли, что селитра образуется в местностях, богатых щелочами и гниющими (доставляющими азот) веществами.

Разжигая огонь, китайцы могли наблюдать вспышки, возникавшие при горении селитры с углем. Впервые свойства селитры описал китайский медик Тао Хун-цзин, живший на рубеже V и VI столетий. С этого времени она применялась как составная часть некоторых лекарств. Алхимики часто пользовались ей, проводя свои опыты. В VII веке один из них, Сунь Сы-мяо, приготовил смесь из серы и селитры, добавив к ним несколько долей локустового дерева.

Нагревая эту смесь в тигле, он вдруг получил сильнейшую вспышку пламени. Этот опыт он описал в своем трактате «Дань цзин». Считается, что Сунь Сы-мяо приготовил один из первых образцов пороха, который, правда, не обладал еще сильным взрывчатым эффектом. В дальнейшем состав пороха был усовершенствован другими алхимиками, установившими опытным путем три его основных компонента: уголь, серу и калиевую селитру.

Средневековые китайцы не могли научно объяснить, что за взрывная реакция происходит при воспламенении пороха, но они очень скоро научились использовать ее в военных целях. Правда, в их жизни порох вовсе не имел того революционного влияния, которое оказал позже на европейское общество. Объясняется это тем, что мастера долгое время готовили пороховую смесь из неочищенных компонентов.

Между тем неочищенная селитра и сера, содержащая посторонние примеси, не давали сильного взрывного эффекта. Несколько веков порох использовался исключительно в качестве зажигательного средства. Позднее, когда его качество улучшилось, порох стали применять как взрывчатое вещество при изготовлении фугасов, ручных гранат и взрывпакетов. Но и после этого долгое время не догадывались использовать силу возникавших при горении пороха газов для метания пуль или ядер. Только в XII-XIII веках китайцы стали пользоваться оружием, очень отдаленно напоминавшим огнестрельное, но зато они изобрели петарду и ракету.

От китайцев секрет пороха узнали арабы и монголы. В первой трети XIII века арабы достигли большого искусства в пиротехнике. Они употребляли селитру во многих соединениях, мешая ее с серой и углем, добавляли к ним другие компоненты и устраивали фейерверки удивительной красоты. От арабов состав пороховой смеси стал известен европейским алхимикам. Один из них, Марк Грек, уже в 1220 году записал в своем трактате рецепт пороха. 6 частей селитры на 1 часть серы и 1 часть угля.

Позже достаточно точно о составе пороха писал Роджер Бэкон. Однако, прошло еще около ста лет, прежде чем рецепт этот перестал быть тайной. Это вторичное открытие пороха связывают с именем другого алхимика, фрейбургского монаха Бертольда Шварца. Однажды он стал толочь в ступке измельченную смесь из селитры, серы и угля, в результате чего произошел взрыв, опаливший Бертольду бороду. Этот или другой опыт подал Бертольду мысль использовать силу пороховых газов для метания камней. Считается, что он изготовил одно из первых в Европе .

Чтобы понять принцип действия огнестрельного оружия, надо хотя бы в общих чертах представлять себе, какие химические реакции происходят в пороховой массе. Если порох был хорошо промешан и правильно приготовлен, достаточно было одной искры, чтобы воспламенить его. Дело в том, что при нагревании свыше 300 градусов селитра начинала выделять свой кислород и отдавала его смешанным с ней веществам, то есть окисляла или сжигала их.

Уголь в порохе играл роль топлива, доставляющего требуемый объем газообразных продуктов высокой . Ввиду этого селитра и уголь сами по себе уже образовывали взрывчатое вещество. Серу добавляли потому, что она способствовала образованию большего количества теплоты и облегчала воспламенение пороха (сера загоралась уже при 250 градусах, а уголь только при 350).

Как только огонь появлялся в какой-нибудь части этой смеси, горение распространялось с необыкновенной быстротой, потому что, раз начавшись, оно не требовало больше доступа воздуха и образовывало большое количество газов, имеющих высокую температуру. Газы с большой силой расширялись во все стороны, образуя взрывной эффект. Таким образом, горение распространялось одинаково и внутри смеси, и по ее поверхности.

Реакцию, происходящую при горении пороха, можно приблизительно описать следующей формулой:2KNO3 + 3C + S = K2S + 3CO2 + N2, где K2S - твердый остаток горения, а CO2 и N2 - газы. Классический состав пороха: селитры - 75%, угля - 15%, серы - 10%. Этот состав давал наибольший выход газов. Но и здесь в них обращалось только около 40% пороховой массы. Остальное составляли твердые продукты горения. Они осаждались в виде копоти или вырывались при выстреле в виде густых клубов дыма.

Вскоре после открытия Бертольда Шварца порох получил уже самое широкое распространение, и его изготавливали в самых отдаленных уголках Европы. Каждый из компонентов смеси требовал особой подготовки. Уголь для пороха получали, обжигая ольховое дерево в особых железных ретортах без доступа воздуха. Самородную серу путем плавки освобождали от посторонних примесей. Селитру некоторое время ввозили с востока. Потом открыли, что ее можно получать искусственно, если создать соответствующие условия.

С конца XIV века выпуск селитры наладили в Италии и Германии. Ее добывали со стен погребов, предварительно смоченных раствором селитры, или из труб, наполненных винным камнем, известью, солью и мочой людей, пьющих . Полученную селитру осаждали с помощью вина и уксуса. Это был наиболее дорогой компонент. Поэтому селитру старались извлечь даже из порченного подмоченного пороха. Для этого порох кипятили в уксусе. В ходе этой операции уголь всплывал вверх, сера осаждалась, а селитра растворялась. Затем ее выпаривали из раствора.

Качество пороха во многом зависело от того, насколько полно и равномерно происходило смешение его составных частей. Для того чтобы вещества лучше смешивались, их подвергали сильному измельчению. Первоначально порох представлял собой тонкий мукообразный порошок. Пользоваться им было неудобно, так как при зарядке орудий и аркебузов пороховая мякоть липла к стенкам ствола.

Наконец заметили, что порох в виде комочков гораздо удобнее - он легко заряжался и при воспламенении давал больше газов (2 фунта пороха в комьях давали больший эффект, чем 3 фунта в мякоти). В первой четверти XV века для удобства стали употреблять зерновой порох, получавшийся путем раскатывания пороховой мякоти (со спиртом и другими примесями) в тесто, которое затем пропускали через решето. Чтобы зерна не перетирались при транспортировке, их научились полировать. Для этого их помещали в специальный барабан, при раскручивании которого зерна ударялись и терлись друг о друга и уплотнялись. После обработки их поверхность становилась гладкой и блестящей.