Pendant la majeure partie de l'histoire, l'homme a utilisé toutes sortes d'armes froides pour détruire son propre type, allant d'une simple hache en pierre à des outils en métal très avancés et difficiles à fabriquer. Vers les XI-XIIe siècles, l’Europe a commencé à utiliser des armes à feu et l’humanité a découvert le plus important explosif - la poudre noire.
C'était un tournant dans l'histoire militaire, bien qu'il ait fallu environ huit siècles de plus pour que les armes à feu éliminent complètement l'acier fortement coupé des champs de bataille. Parallèlement à la progression des canons et des mortiers, des explosifs se sont développés - non seulement de la poudre à canon, mais également toutes sortes de compositions pour obus d'artillerie ou mines antipersonnel. Le développement de nouveaux explosifs et dispositifs explosifs se poursuit activement de nos jours.
Aujourd'hui, des dizaines d'explosifs sont connus. Outre les besoins militaires, les explosifs sont activement utilisés dans les mines, la construction de routes et de tunnels. Cependant, avant de parler des principaux groupes d'explosifs, il est nécessaire de mentionner plus en détail les processus intervenant lors de l'explosion et de comprendre le principe de fonctionnement des explosifs (HE).
Explosifs: c'est quoi?
Les explosifs constituent un groupe important de composés chimiques ou de mélanges qui, sous l’influence de facteurs externes, sont capables de réagir rapidement, de manière autonome et incontrôlable, en libérant de grandes quantités d’énergie. En termes simples, une explosion chimique est le processus de conversion de l’énergie des liaisons moléculaires en énergie thermique. Il en résulte généralement une grande quantité de gaz chauds, qui effectuent des travaux mécaniques (broyage, destruction, déplacement, etc.).
La classification des explosifs est assez compliquée et déroutante. Les explosifs comprennent les substances qui se décomposent non seulement lors du processus d'explosion (détonation), mais également lors de la combustion lente ou rapide. Ce dernier groupe comprend la poudre à canon et divers types de mélanges pyrotechniques.
En général, les concepts de "détonation" et de "déflagration" (brûlage) sont essentiels pour comprendre les processus d'une explosion chimique.
La détonation est la propagation rapide (supersonique) du front de compression, accompagnée de la réaction exothermique dans un explosif. Dans ce cas, les transformations chimiques se déroulent si rapidement et libèrent une quantité d'énergie thermique et de produits gazeux telle qu'une onde de choc se forme dans la substance. La détonation est un processus qui implique l’implication la plus rapide d’une substance dans une réaction d’explosion chimique.
La déflagration, ou combustion, est un type de réaction chimique rédox, au cours de laquelle son front se déplace dans une substance en raison d'un transfert de chaleur ordinaire. De telles réactions sont bien connues de tous et se retrouvent souvent dans la vie quotidienne.
Il est curieux que l'énergie libérée lors de l'explosion ne soit pas si grande. Par exemple, lorsque 1 kg de trotyl est détoné, il est libéré plusieurs fois moins que lorsque 1 kg de charbon est brûlé. Cependant, avec l'explosion qui se produit des millions de fois plus rapidement, toute l'énergie est libérée presque instantanément.
Il convient de noter que la vitesse de propagation de la détonation est la caractéristique la plus importante des explosifs. Plus elle est élevée, plus la charge explosive est efficace.
Pour démarrer le processus d'une explosion chimique, un facteur externe est nécessaire, il peut être de plusieurs types:
- mécanique (perforation, impact, friction);
- chimique (réaction d'une substance avec une charge explosive);
- détonation externe (explosion à proximité de l'explosif);
- chaleur (flamme, chaleur, étincelle).
Il convient de noter que différents types d’explosifs ont une sensibilité différente aux influences extérieures.
Certains d'entre eux (par exemple, la poudre noire) réagissent bien aux effets thermiques, mais en même temps, ils ne réagissent pratiquement pas aux phénomènes mécaniques et chimiques. Et pour faire exploser la TNT, seul un effet de détonation est nécessaire. Le mercure tonnerre réagit violemment à tout stimulus externe et certains explosifs détonent sans aucune influence externe. L'utilisation pratique de tels explosifs "explosifs" est tout simplement impossible.
Les principales propriétés des explosifs
Les principaux sont:
- température des produits d'explosion;
- chaleur d'explosion;
- taux de détonation;
- brizantnost;
- explosivité.
Les deux derniers points doivent être discutés séparément. Explosif de dynamitage - c’est sa capacité à détruire l’environnement environnant (roche, métal, bois). Cette caractéristique dépend en grande partie de l'état physique dans lequel se trouve l'explosif (degré de broyage, densité, uniformité). La brisance dépend de la vitesse de détonation de l'explosif - plus il est élevé, meilleur l'explosif peut écraser et détruire les objets environnants.
Les explosifs de sautage sont généralement utilisés pour équiper des obus d'artillerie, des bombes, des mines, des torpilles, des grenades et d'autres munitions. Ce type d'explosif est moins sensible aux facteurs externes: une détonation externe est nécessaire pour affaiblir une telle charge d'explosif. En fonction de leur pouvoir destructeur, les explosifs de sautage sont divisés en:
- Augmentation de la puissance: hexogène, tétryle, oxogène;
- Puissance moyenne: TNT, mélinite, plastide;
- Puissance réduite: explosifs à base de nitrate d'ammonium.
Plus l'explosivité est élevée, plus elle détruira le corps de la bombe ou du projectile, donnera plus d'énergie au fragment et créera une onde de choc plus puissante.
La propriété non moins importante des explosifs est son explosivité. Ceci est la caractéristique la plus commune de tout explosif, il montre comment tel ou tel explosif a une capacité destructive. L'explosivité dépend directement de la quantité de gaz formée lors de l'explosion. Il convient de noter que l’explosivité élevée et l’explosivité élevée ne sont généralement pas liés.
L'explosivité élevée et le dynamitage déterminent ce que nous appelons le pouvoir ou la force d'une explosion. Cependant, il est nécessaire de sélectionner les types d'explosifs appropriés à des fins diverses. Brizantnosti est très important pour les obus, les mines et les bombes aériennes, mais les explosifs présentant un degré élevé d’explosivité élevée conviennent mieux à l’exploitation minière. En pratique, le choix des explosifs est beaucoup plus compliqué et, afin de choisir le bon explosif, toutes ses caractéristiques doivent être prises en compte.
Il existe une méthode généralement acceptée pour déterminer la puissance de divers explosifs. C'est ce qu'on appelle l'équivalent TNT, lorsque la puissance de TNT est conventionnellement prise pour être une. En utilisant cette méthode, on peut calculer que la puissance de 125 g de trotyle est égale à 100 g de RDX et à 150 g d’ammonite.
Une autre caractéristique importante des explosifs est leur sensibilité. Il est déterminé par la probabilité d'une explosion d'un explosif lorsqu'il est exposé à un facteur particulier. La sécurité de la production et du stockage des explosifs dépend de ce paramètre.
Pour mieux montrer l’importance de cette caractéristique explosive, on peut dire que les Américains ont mis au point une norme spéciale (STANAG 4439) pour la sensibilité des explosifs. Et ils ont dû survivre non pas à une belle vie, mais à une série d'accidents extrêmement graves: 33 personnes ont été tuées lors de l'explosion à la base aérienne américaine Bien-Ho au Vietnam, environ 80 avions ont été endommagés à la suite des explosions du porte-avions Forrestal, et après la détonation de l'avion sur le porte-avions "Oriskani" (1966). Ainsi, non seulement les explosifs puissants sont bons, mais ils doivent exploser au bon moment - plus jamais.
Tous les explosifs modernes sont des composés chimiques ou des mélanges mécaniques. Le premier groupe comprend l'hexogène, le trotyle, la nitroglycérine, l'acide picrique. En règle générale, les explosifs chimiques sont obtenus par nitration de divers types d'hydrocarbures, ce qui entraîne l'introduction d'azote et d'oxygène dans leurs molécules. Au deuxième groupe - explosifs au nitrate d'ammonium. La composition des explosifs de ce type comprend généralement des substances riches en oxygène et en carbone. Pour augmenter la température de l'explosion dans le mélange sont souvent ajoutés des poudres de métaux: aluminium, béryllium, magnésium.
En plus de toutes les propriétés ci-dessus, tout explosif doit être résistant aux produits chimiques et adapté à un stockage à long terme. Dans les années 80 du siècle dernier, les Chinois ont pu synthétiser les explosifs les plus puissants - l'urée tricyclique. Son pouvoir a dépassé le trotyl vingt fois. Le problème était que, quelques jours après la fabrication, la substance se décomposait et devenait du mucus, inutilisable par la suite.
Classification des explosifs
Par leurs propriétés explosives, les explosifs sont divisés en:
- Initiant. Ils sont utilisés pour faire exploser (exploser) d’autres explosifs. Les principales différences d'explosifs dans ce groupe sont une sensibilité élevée aux facteurs initiateurs et des taux de détonation élevés. Ce groupe comprend: le mercure explosif, le diazodinitrophénol, le trinitrosorcinate de plomb et d’autres. En règle générale, ces composés sont utilisés dans les amorces, les tubes d'allumage, les capsules de détonateur, les amorces, les auto-destructeurs;
- Explosifs. Ce type d'explosif a un niveau de brisance important et est utilisé comme charge principale pour la grande majorité des munitions. Ces explosifs puissants diffèrent par leur composition chimique (N-nitramines, nitrates, autres composés nitrés). Parfois, ils sont utilisés sous la forme de divers mélanges. Les explosifs sont également utilisés activement dans les mines, la pose de tunnels et la réalisation d’autres travaux de génie;
- Lancer des explosifs. Ils sont une source d’énergie pour lancer des projectiles, des mines, des balles, des grenades, ainsi que pour déplacer des roquettes. La poudre et divers types de carburants pour fusées appartiennent à cette classe d’explosifs;
- Compositions pyrotechniques. Utilisé pour équiper des munitions spéciales. En brûlant, ils produisent un effet spécifique: éclairant, signalant, incendiaire.
Les explosifs sont également divisés par leur état physique en:
- Liquide. Par exemple, nitroglycol, nitroglycérine, nitrate d'éthyle. Il existe également divers mélanges d'explosifs liquides (panklastite, explosifs Sprengel);
- Gazeux;
- Comme un gel. Si vous dissolvez de la nitrocellulose dans de la nitroglycérine, vous obtenez la soi-disant gelée explosive. C'est une substance extrêmement instable, mais assez puissante, semblable à un gel. Les révolutionnaires-terroristes russes l'utilisèrent à la fin du XIXe siècle;
- Suspensions. Un groupe assez vaste d'explosifs, qui sont aujourd'hui utilisés à des fins industrielles. Il existe différents types de suspensions explosives dans lesquelles l’explosif ou l’oxydant est un milieu liquide;
- Explosifs d'émulsion. Un type d'explosif très populaire ces jours-ci. Souvent utilisé dans les travaux de construction ou d'exploitation minière;
- Solide. Le groupe le plus commun d'explosifs. Il comprend presque tous les explosifs utilisés dans les affaires militaires. Peut être monolithique (trotyle), granulaire ou en poudre (hexogène);
- En plastique. Ce groupe d'explosifs a une plasticité. Ces explosifs sont plus chers que la normale et sont donc rarement utilisés pour équiper des munitions. Un plastide (ou plastid) est un représentant typique de ce groupe. Il est souvent utilisé pendant le sabotage pour saper les structures. Par sa composition, plastid est un mélange de RDX et de tout plastifiant;
- Élastique.
Un peu d'histoire des explosifs
La première substance explosive, inventée par l’humanité, était une poudre noire. On pense qu'il a été inventé en Chine dès le VIIe siècle de notre ère. Cependant, aucune preuve fiable de cela n'a encore été trouvée. Généralement, autour de la poudre et lors des premières tentatives d'utilisation, de nombreux mythes et bien évidemment des histoires fantastiques ont été créés.
Il existe d'anciens textes chinois décrivant des mélanges dont la composition est similaire à celle de la poudre noire. Ils étaient utilisés comme médicaments, ainsi que pour des spectacles pyrotechniques. En outre, de nombreuses sources affirment que, au cours des siècles suivants, les Chinois ont activement utilisé de la poudre à canon pour fabriquer des roquettes, des mines, des grenades et même des lance-flammes. Certes, les illustrations de certains types de cette arme à feu ancienne jettent un doute sur la possibilité de son application pratique.
Même avant que la poudre en Europe commence à utiliser le "feu grec" - un explosif combustible, une recette qui, malheureusement, n’a pas encore été atteinte. Le "feu grec" est un mélange inflammable qui non seulement ne s'éteint pas avec de l'eau, mais qui entre même en contact avec elle, est encore plus inflammable. Cet explosif a été inventé par les Byzantins. Ils ont activement utilisé le "feu grec", à la fois sur terre et lors de batailles navales, et ont gardé sa recette dans le plus strict secret. Les experts modernes pensent que ce mélange comprend de l'huile, du goudron, du soufre et de la chaux vive.
La poudre à canon est apparue pour la première fois en Europe vers le milieu du XIIIe siècle et on ignore encore comment elle est arrivée sur le continent. Parmi les inventeurs européens de la poudre à canon, les noms du moine Berthold Schwartz et du scientifique anglais Roger Bacon sont souvent mentionnés, même si les historiens n’ont pas d’opinion commune. Selon l'une des versions, la poudre à canon inventée en Chine, à travers l'Inde et le Moyen-Orient, est arrivée en Europe. Quoi qu’il en soit, au XIIIe siècle déjà, les Européens connaissaient la poudre à canon et avaient même essayé d’utiliser cet explosif cristallin pour les mines et les armes à feu primitives.
La poudre à canon est restée pendant de nombreux siècles le seul type d'explosif que l'homme ait connu et utilisé. Ce n'est qu'au tournant des XVIIIe et XIXe siècles que le développement des explosifs a atteint de nouveaux sommets grâce au développement de la chimie et d'autres sciences naturelles.
À la fin du XVIIIe siècle, grâce aux chimistes français Lavoisier et Berthollet, la poudre dite de chlorate est apparue. En même temps, il a été inventé "l'argent explosif", ainsi que l'acide picrique, qui à l'avenir était utilisé pour équiper des obus d'artillerie.
En 1799, le chimiste anglais Howard découvrit un "mercure à base de bruit" qui est encore utilisé dans les amorces en tant qu'explosif d'initiation. Au début du XIXe siècle, on obtint la pyroxyline - un explosif qui pouvait non seulement être utilisé pour équiper des obus, mais aussi pour en fabriquer une poudre sans fumée.
En 1847, la nitroglycérine a été synthétisée pour la première fois, mais cet explosif s’est avéré trop instable et dangereux pour la production et le stockage. Un peu plus tard, ce problème a été partiellement résolu par le célèbre Alfred Nobel, qui a proposé de mélanger la nitroglycirine avec de l'argile. Donc, il s'est avéré dynamite. C'est un explosif puissant, mais extrêmement sensible. Pendant la Première Guerre mondiale, la dynamite a essayé d’équiper des projectiles, mais cette idée a rapidement été abandonnée. La dynamite a longtemps été utilisée dans les mines, mais cet explosif n’est plus produit depuis longtemps.
En 1863, des scientifiques allemands ont découvert le TNT et, en 1891, la production industrielle de cet explosif a commencé en Allemagne. En 1897, le chimiste allemand Lentse a synthétisé l'hexogène, l'un des explosifs les plus puissants et les plus courants de nos jours.
Le développement de nouveaux explosifs et dispositifs explosifs s'est poursuivi au cours du siècle dernier et les recherches dans ce sens se poursuivent aujourd'hui.
En 1942, le chimiste américain Bachmann reçut un nouvel explosif similaire à l'hexogène, mais beaucoup plus puissant que lui. Le nouvel explosif a reçu le nom d'octogène. Un kilogramme de cet explosif équivaut à quatre kilogrammes de TNT.
Dans les années 60, la société américaine EXCOA a proposé au Pentagone un nouvel explosif à base d’hydrazine, qui aurait été 20 fois plus puissant que le TNT. Cependant, cet explosif avait un inconvénient notable: l’odeur absolument désagréable des toilettes d’une station abandonnée. L’audit a montré que la puissance de la nouvelle substance ne dépasse que 2 à 3 fois la TNT et a décidé de ne pas l’utiliser. Après cela, EXCOA a proposé une autre façon d’utiliser un explosif: creuser des tranchées avec.
La substance a été déposée sur le sol, puis a explosé. Ainsi, en quelques secondes, il était possible d’obtenir une tranchée complète sans effort supplémentaire. Plusieurs ensembles d'explosifs ont été envoyés au Vietnam pour des tests en conditions de combat. La fin de cette histoire était amusante: les tranchées obtenues par l’explosion dégageaient une odeur si dégoûtante que les soldats refusaient d’y être.
À la fin des années 80, les Américains ont mis au point un nouvel explosif, le CL-20. Selon certains médias, son pouvoir serait presque vingt fois supérieur à celui de la TNT. Cependant, en raison de son prix élevé (1 300 dollars le kg), la production à grande échelle de nouveaux explosifs n’a jamais été lancée.
