Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
3

Почему на открытом воздухе порох горит медленно, а в патроне - мгновенно?

Михалыч2 [11.1K] 1 неделю назад
тэги: порох
категория: наука и техника
2

Для начала всё же стоит отметить, что детонация это всё же сложный процесс, то есть комплекс. И состоит он, говоря простыми словами, из ударной волны и термической реакции. При этом известно, что не всегда скорость распространения ударной волны превышает скорость звука, а присутствие в составе пороха тех или иных присадок регулирует весь процесс в целом и детонацию в частности. Отсюда и различные виды пороха, и различные задачи, и различные виды вооружения, в которых используется тот или иной вид пороха.

Что же касается непосредственно скорости горения пороха, то научным методом доказано, что горение пороха в открытой атмосфере никоим образом нельзя считать каким-то обязательным и значимым показателем. Есть у пороха одна интересная характеристика, которая считается одной из самых важных. Я уж и не помню, как она называется по научному, а на простом и доступном языке это горение слоёв. Именно для того, чтобы порох не воспламенялся сразу весь, а сгорал слой за слоем и отвечают некоторые особые присадки. Так же очень важным показателем является возможность горения пороха без доступа кислорода извне. В состав пороха входит собственный окислитель, и именно процентное его содержание позволяет усиливать, ослаблять убыстрять или замедлять горение пороха.

На открытом воздухе горение пороха отличаетсяот заложенных характеристик именно из-за наличия "лишнего" кислорода и присутствия других газов. В том числе и продуктов их сгорания. А в закрытом пространстве, например в гильзе патрона или снаряда, или в ракетном двигателе, горение происходит, так сказать, по чётко задуманному плану. И этому послужило огромное количество экспериментов, позволивших нужные соотношения веществ, количество и объёмы, форму, температуру и т.д.. ещё обязательно нужно сказать о распространении той самой ударной волны, и о выделении тепла, которые собственно инициируют возгорание пороха и вызывают продолжение процесса, вплоть до полного выгорания всего объёма. А за счёт ровного сгорания пороха, слой за слоем, удаётся получить и необходимый объём газа, который в свою очередь создаёт давление, необходимое для метания снаряда/пули или реактивного эффекта, если это ракетный двигатель.

В гильзе и ударная волна и термический процесс идут от капсюля-воспламенителя и двигаются по одному вектору.

На открытом же воздухе ударная волна распространяется во все стороны, да и выделяющееся тепло тоже рассеивается, что конечно сильно снижает свойства пороха. В том числе и скорость его горения.

Вл50 [152K]
Горение пороха в гильзе и горение твердого топлива в ракетном двигателе процессы из различных опер. В ракетном двигателе необходимо обеспечить сгорание топлива за определенное время, а это достигается конструкцией топливных шашек.  1 неделю назад
Андрей В Б [203K]
Согласен, и и порох разный, и его форма, и его количество, но основа процесса одина. И там, и там постепенное горение. И там, и там использование энергии выделяемых газов. И там, и там обязательно отсутствие доступа посторонних веществ, в том числе и кислорода. Весь процесс происходит и поддерживается только за счёт полученного результата.  1 неделю назад
Грустный Роджер [287K]
Горение пороха, любого, - это не детонация. И ударной волны при горении не возникает - иначе любой выстрел на фиг разнёс бы ствол.  1 неделю назад
Андрей В Б [203K]
Почитайте, уважаемый, научную литературу про порох и про принципы его работы. А то вроде довольно известный участник, с множеством толковых ответов, а такие необоснованные заявления делаете! Всё, что мы получаем от горения пороха в закрытом пространстве как раз и происходит от инициирующий ударной волны и термической реакции.  1 неделю назад
Грустный Роджер [287K]
Андрей, я тут не одинок. Горение пороха - это не детонация. Почитайте литературу...  1 неделю назад
все комментарии (еще 5)
комментировать
2

Короче понаписали тут всякого, про "гильзу-закрытую систему" и "вектор"..

Во-первых пороха как раз горят, он относится к баллистическим веществам, т.е. предназначено для метания снарядов ракет.. Просто скорость сгорания большая, чем в печке..

Есть и другие вещества - бризантные, у них скорость сгорания гораздо выше, чем у порохов, в сотни тысячи раз - это взрывчатки..

Насчёт того, что при простом поджигании многие взрывчатки и пороха спокойно горят, подобно дереву..

Возьмём 2,4,6-тринитротолуол (тол) - при обычном поджигании он спокойно горит, но если его инициировать взрывной волной, то он взрывается с огромной скоростью, это бризантное вещество..

Пороха, на основе тола, нитроглицерина, нитроклетчатки и др. делаются добавлением к бризантной основе помощью специальных добавок, называемых флегматизаторами.. Эти вещества снижают скорость сгорания и делают возможность применять их в огнестрельном оружии и ракетах.. Так получают бездымные пороха..

Свойство не взрываться при простом внесении в пламя (спокойно гореть) - является обязательным для большинства современных порохов и взрывчаток..

Это придаёт большую безопасность при хранении и перевозке..

Инициация порохов и взрывчаток производится ударной волной небольшого взрыва..

Для этого используют капсюль (взрыватель, главный компонент его также капсюль).. Капсюль - это небольшая деталька в виде крышечки, на которую наносится специальное вещество, которое при ударе легко взрывается, такие вещества называются инициаторами, например азид свинца (раньше применяли гремучую ртуть)..

Вот и получается, что ударник (стержень) бьёт по капсюлю, инициирующее вещество взрыается и подрывает основную взрывчатку или поджигает пороховую навеску..

Разделение на горение и взрыв хорошо видно в ДВС: в цилиндрах необходимо создать оптимальные условия для сгорания смеси например бензин+воздух..

Если режим подобран правильно, ДВС работает тихо.. Но как только условия отклоняются от необходимых (неправильное распределение фаз) происходит детонация.. Она сопровождается сильными хлопками в выхлопной трубе..

И последнее: для большинства современных взрывчаток и порохов не нужен воздух как окислитель, все компоненты находятся внутри самого вещества..

2

Во первых, "мгновенно", понятие относительное. Порох в патроне не за десятки миллисекунд сгорает, и не за микросекунды. Скорость сгорания зависит от давления и регулируется добавками-катализаторами. Первоначальную скорость сгорания задает капсюль - контактное давление очень высокое, и дело бы закончилось детонацией, но изначальное давление в патроне невелико и фронт горения приобретает плоскую форму и скорость ниже детонационной. А когда давление в патроне нарастает до критического, то тут, увы, "как раз и порох кончился". Вот почему строго запрещают превышать вес порохового заряда, во избежание перехода горения в детонационное.

Но детонационный режим пороха тоже использовали. Например в некоторых гранатах. Она всё равно одноразовая.

Вл50 [152K]
Для справки! Пороховой заряд винтовочного патрона весом 3,25 г сгорает за 1,2 миллисекунды.  1 неделю назад
Топоров Виктор Алексеевич [103K]
А, спасибо! Сразу не нашел эту цифру. Но у человека наверное патрон охотничий! Там помедленнее будет, для безопасности.  1 неделю назад
BAU [100K]
Сколько там гильза? Сантиметра 2? И горит за 1,2 миллисекунды. Фронт горения движется со скоростью аж 17 м/сек. 60 км/час.  1 неделю назад
Михалыч2 [11.1K]
Патроны у меня за мою жизнь были разные - от малокалиберного до "выстрела" из моей "любимой синеокой 5-ти дюймовой" с весом порохового заряда почти 5 кг.  1 неделю назад
BAU [100K]
Ну давайте длину ствола и начальную скорость у 5 дюймовки. Легко прикинуть скорость горения.  1 неделю назад
все комментарии (еще 6)
комментировать
2

Порох в патроне не поджигают спичками, для этого имеется капсюль, в котором находится детонирующий от удара заряд. При воспламенении детонатора в гильзе практически мгновенно возрастает температура, которая намного превышает температуру воспламенения пороха. Пороха в гильзе мало, поэтому он сгорает практически мгновенно. Кучка пороха горит медленнее, потому что каждую крупинку нужно нагреть до температуры воспламенения, одновременно всю кучку нельзя нагреть, но попробуйте бросить щепотку пороха на горящие дрова в топке печи и закрыть дверцу, после этого долго нужно будет собирать по комнате дрова, угли, если повезет, то нужно будет собирать и кирпичи печки.

alexm12 [204K]
а как же старинные пороховые гранаты и мушкеты? Там капсюля не было, не изобрели еще,  1 неделю назад
Вл50 [152K]
В старые времена порох помещали в картуз, в мешок, загоняли его в ствол, потом через запальное отверстие разрывали стенку мешка, засыпали запальный порох, который поджигали, он горел и выделял тепло, тогда загорался заряд пороха, но горел он медленно, а ядро летело метров на пятьсот. А половина пороха не сгорала, а вылетала из ствола. Позже стали поджигать порох стальным раскаленным штырем-запалом. Реально в старых пушках горение пороха было подобно горению на открытом воздухе. Можно насыпать дорожку из пороха и поджечь ее, станет понятна причина различия в горении пороха в гильзе и на открытом воздухе. Я еще курсантом смотрел учебный фильм о горении пороха в гильзах.  1 неделю назад
alexm12 [204K]
Почему же пороховая граната взрывается, в таком случае? У вас ракета должна получиться, а не граната.  1 неделю назад
Вл50 [152K]
Порох находится в замкнутом пространстве, сгорает, повышается температура, повышается давление, корпус разрушается. В патроне порох взрывается, растет температура, растет давление, но пуля перемещается по стволу, температура падает, давление снижается. Заполните ствол песочком, ствол или раздуется, или вместе с пулей полетит его кусок.  1 неделю назад
BAU [100K]
Картузное заряжание это 500 метров? Странно, что курсантам не рассказывали про Б-37. 406мм, полный заряд 320 кг в картузах, дальность 45 км. Стреляла в великую отечественную. Ну и ещё десятки относительно современных большого калибра. Да на тех же Айовах и прочих.  1 неделю назад
все комментарии (еще 2)
комментировать
2

Ну не сказать, что бы мгновенно. Как раз требование к хорошему пороху в том числе и не детонировать.

В патроне порох горит быстрее, тк горит под давлением. Давление обычно ускоряет химические реакции.

Михалыч2 [11.1K]
А откуда берётся давление в начальный момент? И, кстати, горение пороха при выстреле - и есть детонация.  1 неделю назад
BAU [100K]
Нет. Детонация это когда быстрее скорости звука. А порох вполне себе горит, так же как и смесь в цилиндрах. От воспламенителя порох начинает гореть выделять газы, давление поднимается, горение ускоряется  1 неделю назад
Топоров Виктор Алексеевич [103K]
Давление начинает подниматься в тот момент, когда капсюль поджигает порох. Фронт горения, ускоряется быстрее, чем поднимается давление. Там нелинейный степенной закон. Около 90% времени занимает горение первых нескольких процентов заряда, уже дальше поднимающееся давление резко увеличивает скорость, а последние остатки пороха сгорают за микросекунды.
Состав пороха таков, что к детонационному пределу он приближается в конце заряда, но его не достигает. Вот если пороха напихать больше, убрать из состава стабилизаторы, наполнители, тогда будет детонация и ствол может разорвать.
Вот правильная аналогия с горением топлива в цилиндрах. Там тоже всё очень быстро, но без детонации. А если неправильно отрегулировать зажигание, то только тогда возникнет детонация и хана цилиндрам придет быстро.
 1 неделю назад
комментировать
1

Дымный порох взрывается из-за повышения давления в замкнутом объеме, тупо, селитра, из состава пороха, при большом давлении разлагается быстрее, с выделением кислорода. Она, селитра и без серы-угля горит, на воздухе плохо, в замкнутом объеме быстро. Недавний взрыв в Бейруте, как пример. Или пожар 16 апреля 1947 года в порту города Тексас-Сити, США.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID