Шимоза

Содержание

Тринитрофенол

Тринитрофенол


Общие

Систематическое
наименование

2,4,6-​тринитрофенол

Хим. формула

Физические свойства

Молярная масса

229,10 г/моль

Плотность

1,763 г/см³

Термические свойства

Температура

• плавления

122 °C

• кипения

> 300 °C

• разложения

300 °C

• вспышки

302 ± 1 °F

Давление пара

1 ± 1 мм рт.ст.

Химические свойства

Константа диссоциации кислоты p K a {\displaystyle pK_{a}}

0,25 и 0,38

Растворимость

• в воде

1,27 г/100 мл

• в этаноле

8,33 г/100 мл

• в бензоле

10 г/100 мл

• в хлороформе

2,86 г/100 мл

Оптические свойства

Показатель преломления

1,76

Классификация

Рег. номер CAS

PubChem

Рег. номер EINECS

SMILES

InChI

RTECS

ChEBI

ChemSpider

Безопасность

Фразы риска (R)

R1, R4, R11, R23, R24, R25

Фразы безопасности (S)

S28, S35, S37, S45

NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Медиафайлы на Викискладе

2,4,6-Тринитрофенол (пикриновая кислота) — химическое соединение C6H2(NO2)3OH, нитропроизводное фенола. Молекулярная масса 229,11 а. е. м. При нормальных условиях — жёлтое кристаллическое вещество. Пикриновую кислоту и её соли, пикраты, используют как взрывчатые вещества, а также в аналитической химии для определения калия, натрия.

Другие названия:

  • мелинит (Melinite) во Франции
  • мелинит (Melinit) в Российской империи
  • лиддит (Lyddite) в Великобритании
  • пертит (Pertit) в Италии
  • пикриновая кислота (Picric acid, PA) в США
  • пикринит, пикринита (Picrinit, Picrinita) в Испании
  • Экразит (Ekrasit) в Австрии
  • TNF в Польше, США и др.
  • шимозе, шимоза (яп. 下瀬火薬 симосэ каяку) в Японии

История

Предположительно, соли пикриновой кислоты (пикраты свинца и калия) обнаружил в 1642 году Глаубер, воздействуя азотной кислотой (методы изготовления которой он разработал) на шерсть и рог.

В 1771 году Питер Вулф (en:Peter Woulfe) получил тринитрофенол действием азотной кислоты на природный краситель индиго. Кислотные свойства соединения обнаружены в 1783 году Гаусманом. При дальнейшие исследованиях тринитрофенол получили при действии азотной кислотой на различные органические вещества: шёлк, природные смолы и прочие.

В 1841 Марчанд (Marchand) предложил формулу C12H6N6O14 (удвоенная формула тринитрофенола), а правильную формулу в 1842 году установил Лоран (Laurent), определив, что пикриновая кислота представляет собой тринитрофенол и может быть получена нитрованием фенола. Им же был выделен динитрофенол как продукт промежуточной стадии нитрования.

В 1869 году метод нитрования был усовершенствован Шмидтом и Глутцем (Schmidt, Glutz), предложившими сульфирование с последующим нитрованием. Взрывчатые свойства пикратов были обнаружены ещё в 1799 году Велтером (Welter), однако до 1830-х годов это свойство не находило применения. Во второй половине XIX века пикраты (в основном калия и аммония) стали широко использоваться в военном деле. Длительное время сам тринитрофенол использовался как жёлтый краситель для шерсти и шёлка и не считался взрывоопасным веществом, в 1871 году такой авторитетный специалист, как Абель, утверждал, что только пикраты обладают взрывчатыми свойствами, а тринитрофенол нет. Однако уже в 1873 году Шпренгель (Sprengel) показал способность тринитрофенола к детонации, а в 1886 году французский инженер Тюрпен (Turpin) обнаружил, что в сплавленном или сильно спрессованном состояниях тринитрофенол детонирует, и предложил его для снаряжения боеприпасов. Это дало начало широкому применению тринитрофенола в качестве мощного бризантного взрывчатого вещества.

Первое производство бризантных артиллерийских снарядов с плавленным тринитрофенолом было налажено во Франции, а затем во многих других странах. В Российской империи производство тринитрофенола началось в 1894 году. В Российской империи в военном деле было принято французское название этого вещества «мелинит». Артиллерийский офицер С. В. Панпушко разработал боеприпасы для тяжёлых и полевых орудий. Во время испытательных стрельб произошло два разрыва лёгких 87-мм полевых пушек с человеческими жертвами. 28 ноября 1891 года при взрыве опытной бомбы, снаряженной мелинитом, погиб и сам С. Панпушко и два его помощника, вместе с ним заряжавших роковой заряд, что затормозило разработки новых вооружений в России.

Во время русско-японской войны 1904—1905 годов японская армия применяла в широких масштабах снаряды «шимозе» к 75-мм полевым и горным пушкам, в которых заряд примерно 0,8 кг тринитрофенола был особым образом из расплава отлит в виде мелкозернистой массы. В этой же войне Японией были впервые применены крупнокалиберные (до 12 дюймов) снаряды корабельной артиллерии с массой заряда тринитрофенола до 41 кг, которые не могли пробить броневую защиту, но наносили значительные разрушения на палубах и показали хорошую эффективность. Русско-японская война стала апофеозом применения тринитрофенола.

Высокая активность ВВ, большое количество несчастных случаев (большое количество разрывов снарядов в стволах, да и взрыв броненосца «Микаса» многие приписывают капризу «шимозе») заставили химиков многих стран искать альтернативу. Таковым стал тринитротолуол.

Военное значение тринитрофенола сохранялось вплоть до Второй мировой войны, однако использовался он всё меньше и меньше. Уже в Первую мировой войну его использование было ограничено. В настоящее время привлекательность его из-за повышенной коррозионной активности и чувствительности по сравнению с тротилом невысока. В то же время относительная простота кустарного изготовления и высокая взрывная эффективность тринитрофенола привлекали и продолжают привлекать внимание террористов.

С осени 1944 года промышленность Германии в виду тяжёлого положения на фронтах отказывается от промышленного производства тринитротолуола в пользу тринитрофенола (А. Б. Широкорад, Бог войны Третьего рейха). По этой причине складированные и неразорвавшиеся германские боеприпасы представляют для поисковиков повышенную опасность.

Физические свойства

Чистый тринитрофенол — твёрдое вещество в виде пластинчатых кристаллов от бесцветного до жёлтого цветов, плотность 1813 кг/м³, температура плавления 122,5 °C. Кристаллическая система орторомбическая бипирамидальная. Давление паров при 195 °C — 2 мм рт. ст., при 255 °C — 50 мм рт. ст. Плотность расплава при 124 °C 1589 кг/м³, при 170 °C — 1513 кг/м³. Гравиметрическая (насыпная) плотность порошка 900—1000 кг/м³. Порошок хорошо прессуется, особенно при подогревании. При давлении прессования 4500 кг/см² плотность 1740 кг/м³, однако в практике из соображений безопасности прессуют при давлениях до 2000 кг/см², при этом плотность не выше 1630 кг/м³. При спокойном охлаждении расплава можно получить твёрдое вещество с плотностью 1580—1610 кг/м³. Чем меньше примесей, тем выше плотность сплавленного тринитрофенола.

Химические свойства

Растворимость

В холодной воде растворяется слабо, около 1,1 % при +15 °C. В горячей воде растворимость значительно увеличивается до 6,5 % при 100 °C. По другим данным, при +20 °C растворяется 1,14 %, при +60 °C — 2,94 % и при 100 °C — 9,14 %. Водный раствор тринитрофенола окрашен в интенсивный желтый цвет благодаря присутствию аниона. Неионизированная молекула в безводных растворах цвета не имеет (например, в петролейном эфире). В присутствии сильных кислот раствор также не имеет окраски, это свойство позволяет использовать тринитрофенол в качестве кислотно-основного индикатора.

В этиловом спирте и диэтиловом эфире растворимость относительно высока. В 100 г спирта при +20 °C растворяется 6,23 г пикриновой кислоты, а при температуре кипения — 66,2 г. При +13 °C в 1 л безводного эфира растворяется 10,8 г пикриновой кислоты; при содержании в эфире 0,8 % воды растворяется 36,8 г, а присодержании 1 % воды — 40 г.
Растворяется в метиловом спирте, глицерине, хлороформе, сероуглероде, ацетоне и особенно хорошо в бензоле. В 100 г бензола растворяется 3,7 г при +5 °C, 7,29 г — при +15 °C, 9,55 г — при +20 °C и 96,77 г — при +75 °C.

В смесях серной кислоты и воды растворимость заметно возрастает при концентрации кислоты выше 70 % и при увеличении температуры. При температуре +18 °C растворимость в безводной серной кислоте 10,1 г/100 мл кислоты, а при +80 °C — 25,8 г/100 мл кислоты. При разбавлении раствора в серной кислоте тринитрофенол выпадает в осадок.

Эвтектические смеси

Тринитрофенол образует со многими веществами эвтектические смеси, что широко использовалось при снаряжении боеприпасов, поскольку температура плавления чистого тринитрофенола 122,5 °C создаёт значительные технологические сложности. Наиболее привлекательными с практической точки зрения являются смеси с другими нитросоединениями:

  • смесь с нитронафталином 1:1, температура плавления +49 °C
  • смесь с тринитротолуолом 1:1, +47 °C
  • смесь с тринитрокрезолом 1:1, +70 °C

Взаимодействие с металлами

Тринитрофенол достаточно сильная кислота, способная к обменным реакциям с образованием солей металлов (пикратов). Наиболее часто встречаются:

  • пикрат натрия C6H2(NO2)3ONa
  • пикрат кальция (C6H2(NO2)3O)2Ca
  • пикрат железа (C6H2(NO2)3O)3Fe2
  • пикрат свинца (C6H2(NO2)3O)2Pb

Все пикраты — твёрдые кристаллические вещества, обладающие значительно более высокой чувствительностью, чем тринитрофенол. Это требует особого внимания к применению металлов и металлическим загрязнениям при его производстве. Прямое образование пикратов в среде серной кислоты не происходит, основную опасность представляют примеси в промывочной воде и материалы, с которыми контактирует очищенный тринитрофенол. Из-за повышенной чувствительности пикратов, при изготовлении боеприпасов требуются специальные меры по изоляции заряда от металлической оболочки.

Другие свойства

  • Характерная качественная реакция — с цианидом калия, в которой образуется ярко-красная изопурпуровая кислота.
  • Тринитрофенол со многими ароматическими химическими веществами образует нестойкие соединения, в которых не образуются полноценные ковалентные или ионные химические связи.
  • Окисляется сильными окислителями. В кипящей азотной кислоте окисляется до щавелевой кислоты. В кипящем растворе персульфата аммония полностью окисляется:

C6H2(NO2)3OH → (NH4)2S2O3 + CO2 + HNO3 + HCN

  • Восстанавливается сульфидом или гидросульфитом натрия, сульфатом железа до пикрамовой (picramic) кислоты, применяемой как сырьё в производстве красок и диазодинитрофенола. Дальнейшее восстановление приводит к образованию триаминофенола.
  • Кипячение в концентрированном растворе гидроксида натрия приводит к разложению:

C6H2(NO2)3OH → NH3 + HCN + HNO2

  • Взаимодействие с гипохлоритами приводит к разложению с образованием хлорпикрина, это один из промышленных способов его получения:

C6H2(NO2)3OH + 11HOCl = 3CCl3NO2 + 3 CO2 + 6H2O + 2HCl

  • Взаимодействие с хлором, царской водкой, хлоратом калия в присутствии HCl приводит к образованию хлоранила (chloranil) и хлорпикрина.

Взрывчатые свойства

Основные характеристики

  • Реакция разложения

C6H3N3O7 → C + CO + N2 + H2O 2C6H2(NO2)3OH = CO2 + C + 10 CO +2 H2O + H2 + 3 N2

  • Продукты взрыва в замкнутой бомбе: 71,05 % CO, 3,42 % CO2, 0,34 % O2, 1,02 % CH4, 13,8 % H2, 21,1 % N2
  • Кислородный баланс при окислении до CO2 : −45 %
  • Расчётные характеристики для разных плотностей:
Показатель При плотности 1,76 г/см³ При плотности 1,00 г/см³
Состав продуктов взрыва
CO2 2,661 1,310
CO 0,179 2,970
H2O (г) 1,499 1,409
N2 1,500 1,496
C (тв) 3,160 1,713
H2 0,065
NH3 0,008
CH4 0,006
Скорость детонации, м/с 7680 5545
Давление детонации, кбар 265 88
Теплота взрыва, ккал/г 1,27 1,02
Объём продуктов взрыва, см³/г 0,423 0,714
  • Скорость детонации зависит от плотности:
Плотность, г/см³ Скорость детонации, м/с
0,97 4965
1,32 6190
1,41 6510
1,62 7200
1,70 7480

Зависимость скорости детонации D от плотности ρ довольно точно описывается уравнением Кука (Cook): D = 5255 + 3045 (ρ — 1).

  • Критический диаметр зависит от размера зёрен порошка и плотности заряда:
Размер зёрен, мм Плотность, г/см³ Критический диаметр, мм
0,1—0,75 0,95 9,0
менее 0,1 0,95 5,5
0,01—0,05 0,8 2,1—2,3
0,05—0,07 0,7 3,6—3,7
  • Фугасность в свинцовом блоке 310 мл (тротил 285 мл, гексоген 470)
  • Бризантность по обжатию свинцового столбика 17 мм (тротил 16 мм, гексоген — 24)
  • Чувствительность в сплавленном состоянии ниже, чем в порошке. В присутствии пикратов чувствительность значительно возрастает.
  • Чувствительность к удару по сравнению с тротилом по одним данным ниже, а по другим — выше, в зависимости от условий испытаний. При испытании грузом 10 кг и высотой падения 25 см частость взрывов 24—32 % (тротил 4—8 %, гексоген 79—80 %, тэн 100 %)
  • При трении между твёрдыми материалами (сталь, чугун) порошок детонирует, между цветными металлами детонация не возникает.
  • При простреле свободно насыпанного порошка винтовочной пулей воспламеняется.
  • При простреле замкнутых оболочек с плавленным тринитрофенолом может быть выгорание, частичная или полная детонация в зависимости от характера оболочки и заряда. Чем прочнее оболочка, тем вероятнее детонация.
  • Чувствительность к нагреву:
Температура, °C Задержка до взрыва, сек.
350 1,5
315 5,5
277 26,3
267 50,3
260 не детонирует

Инициирование взрыва

Детонирует от капсюля-детонатора. Восприимчивость снижается с возрастанием плотности прессованного и ещё ниже у плавленного тринитрофенола:

  • при плотности 1580 кг/м³ (давление прессования 1500 кг/см²) детонирует от капсюля с 0,4 г гремучей ртути
  • при плотности 1680 кг/м³ (давление прессования 2900 кг/см²) необходим капсюль с 0,65 г гремучей ртути
  • для плавленного необходим капсюль с 3 г гремучей ртути, но на практике такими не пользуются и применяется промежуточный детонатор.
  • для различных условий масса азида свинца для инициирования 0,03-0,24 г

Свойства при нагревании

При нагревании в различных условиях:

  • при 122,5 °C плавится без разложения, в жидком состоянии жёлто-бурого цвета;
  • при медленном нагревании слабо возгоняется;
  • в свободном состоянии при 183 °C большой индукционный период до начала разложения, при уменьшении объёма для паров индукционный период уменьшается;
  • при 230 °C индукционный период до начала разложения отсутствует;
  • температура воспламенения 300—310 °C, в свободном состоянии сгорает без вспышки. Горит спокойно, сильно коптящим пламенем, с плавлением. Даже большие массы (порядка 100 кг) могут спокойно гореть, если при этом расплав свободно растекается;
  • при быстром нагревании в замкнутой оболочке до 300 °C взрывается.

Опасность в производстве и применении

  • Взрыв пикриновой кислоты в 1887 году на фабрике в Манчестере был вызван образованием пикратов во время пожара. Расплавленная от пламени пикриновая кислота попала на литопон, в результате чего образовался пикрат свинца. Он послужил детонатором, от которого взорвалась пикриновая кислота.
  • Пожар и взрыв в 1900 году на фабрике в Хаддерсфилде (Hudders-field) был вызван образованием пикрата железа на паровых трубах. При ремонте от удара пикрат железа загорелся, и пламя распространилось на сушилку пикриновой кислоты.
  • 6 декабря 1917 года в гавани канадского города Галифакс произошёл мощнейший взрыв корабля «Монблан», который среди всего прочего перевозил 2300 тонн сухой и жидкой пикриновой кислоты. В результате взрыва Галифакс был практически полностью разрушен. 1963 человека погибли, 9 тысяч получили ранения, 2 тысячи человек пропали без вести, а общий ущерб от взрыва оценивается в 35 миллионов канадских долларов.
  • На одной из фабрик во Франции вдоль железнодорожных путей образовались полосы пыли пикриновой кислоты. Значительное содержание кальция во влажной почве повлекло образование пикрата кальция. В жаркую сухую погоду он высох и вызвал пожар вдоль всех путей, по которым перемещали пикриновую кислоту.

Получение

Прямое нитрование фенола

Тринитрофенол может быть получен прямым нитрованием фенола в концентрированной азотной кислоте:

C6H5OH + 3HNO3 = C6H2(NO2)3OH +3H2O

При этом идёт сильный разогрев, который приводит к разрушению и осмолению фенола, образованию различных побочных продуктов. Выход тринитрофенола низкий, в процессе происходит значительное разбавление кислоты. Тем не менее, этот способ был основным в период до и во время Первой мировой войны. Процесс осуществлялся в керамических горшках и обычно без перемешивания, поскольку растворы кислот корродировали металлы и загрязняли готовый продукт пикратами. Регулирование температуры также было затруднительно. Для преодоления недостатков этого способа были разработаны и нашли применение в производстве другие способы.

Синтез из фенола через фенолсульфокислоты

Этим способом тринитрофенол получается из фенола последовательной обработкой серной и азотной кислотами. На первой стадии происходит сульфирование фенола до моно- и дисульфокислот, на второй стадии идёт нитрование сфенолсульфокислот с отщеплением сульфогрупп и образованием тринитрофенола:

Процесс также проводился в керамических горшках, стадии проводились последовательно. По сравнению с прямым нитрованием этот способ имеет как преимущества (меньшая опасность, отсутствие продуктов разложения фенола, более высокий выход), так и недостатки (значительно больший расход кислот). У этого способа много технологических разновидностей, которые можно объединить в две группы:

  • нитрование в относительно слабых растворах кислот с применением избытка серной кислоты на первой стадии, последующего разбавления и обработкой 65%-ной азотной кислотой (обычный способ) или натриевой селитрой («французский способ»).
  • нитрование в относительно крепких растворах кислот (метод Каста и его вариации). Крепкие кислоты позволяли использовать металлические аппараты с регулированием температуры и перемешиванием. По методу Каста сульфирование фенола проводилось в 20%-ном олеуме при соотношении 1:4 при температуре 90—100 °C в течение 5 часов, при этом образовывался дисульфофенол. Реакционная масса разбавлялась серной кислотой с плотностью 1,84 г/см³ (95,6 %), а затем проводилась нитрация азотной кислотой с плотностью 1,46 г/см³ (80 %) либо серно-азотной смесью.

Получение из бензола через хлорбензол

Процесс проводится в несколько стадий, некоторые оказались достаточно сложны в производстве и метод долго отрабатывался и получил распространение в период и после Первой мировой войны. 1. Хлорирование бензола до монохлорбензола:

C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCl

2. Нитрования монохлорбензола до динитрохлорбензола смесью серной и азотной кислот:

C6H5Cl + 2HNO3 = C6H3(NO2)2Cl +2H2O

3. Обработка динитрохлорбензола каустической содой (гидроокисью натрия) с получением динитрофенолята натрия:

C6H3(NO2)2Cl + 2NaOH = C6H3(NO2)2ONa + NaCl + H2O

4. Омыление динитрофенолята натрия серной кислотой с получением динитрофенола:

2 C6H3(NO2)2ONa + H2SO4 = 2 C6H3(NO2)2OH + Na2SO4

5. Получение тринитрофенола обработкой динитрофенола смесью серной и азотной кислот:

C6H3(NO2)2OH + HNO3 = C6H2(NO2)3OH + H2O

Практический выход тринитрофенола 1,6 тонны на 1 тонну бензола (54 % от теоретического). Недостаток способа — большие отходы растворов соляной кислоты.

Применение

Применение в качестве взрывчатого вещества

Тринитрофенол стал первым мощным кристаллическим бризантным взрывчатым веществом, получившим широкое военное и гражданское применение. Снаряжение им артиллерийских снарядов создало новый класс бризантных боеприпасов, обладающих значительно более высокими ударно-разрушительными характеристиками, чем применявшиеся до этого пороха и взрывчатые составы.
Применялся, в этом качестве, в значительных количествах в конце XIX века и в первой половине XX века.
В Российской империи мелинит из-за несчастного случая при испытаниях за несколько лет до русско-японской войны был запрещён к использованию. Эффективность японских снарядов привела к тому, что в спешном порядке промышленность освоила снаряды с мелинитом, но до войск в ходе этой войны они не дошли, а уже вскоре после её окончания для снаряжения снарядов был принят чуть уступающий по мощности, но зато превосходящий мелиниты в безопасности обращения тол.

После Второй мировой войны практически не применяется. Продолжают применяться пикраты аммония (Explosive D) и свинца.
С применением тринитрофенола разработано много практических и теоретических рецептур порохов и взрывчатых веществ:

  • Пороха: Порох Абеля (пикриновый порох), порох Борлинетто (Borlinetto), порох Бружера (Brugere), порох Десиньоля (Designolles), порох Десиньоля и Кастелаца (Casthelaz), зелёный французский порох.
  • Взрывчатые составы:
    • по именам создателей: Андерсона (Anderson), Бака (Buck), кислота Эмменса (Emmens), Ялиаса (Jalias), Максима (Maxim), Чирнера (Tschirner);
    • по собственным названиям: Крезилит (Cresylite), Диенит (Dienite), Эмменсит (Emmensite), Гераклин (Heracline), Ледерит (Lederite), Маицит (Maicite), Максимит (Maximite), Мелинит О (Melinite O), Мелинит П (Melinite P), Оксонит (Oxonite), Пикратол (Picratol), Пикрит (Pikrit), Шеллит (Shellite), Тридит (Tridite), Тримонит (Trimonite), Викторит (Victorite), Ксилит П (Xylite P);
    • по аббревиатурам: DD 60/40, MAP Explosive, MDN Explosive, MDPC Explosive, MMN Explosive, MTTC Explosive, MTX Explosive.
  • Неоднородные взрывчатые составы, в которых частицы тринитрофенола сплавлялись в блок веществом с более низкой температурой плавления (например, тротилом) (патент Германии 69897 (1892)).

Другие применения

  • Промежуточный продукт в производстве красителей.
  • Катализатор реакций полимеризации (например, полибутадиена).
  • компонент окрашивающего раствора Ван Гизона (Van Gieson) в гистологии.
  • Травитель в металловедении.
  • Антисептическое средство.
  • Общеалкалоидный осадительный реактив.
  • Пигмент для пометки лабораторных животных.

Экология

Тринитрофенол имеет очень горький вкус. Пыль раздражает дыхательные пути. Продолжительное вдыхание и контакт со слизистыми и кожей ведут к поражению почек, кожным болезням. Слизистые оболочки глаз приобретают характерный жёлтый цвет.

> Дополнительно

  • Пикраты
  • Нитрофенолы
  • Шимоза

> Примечания

Литература

  1. Шимозе // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  2. Справочник по производству взрывчатых веществ./ Под ред. И. В. Лебедева. — ОНТИ, Госхимтехиздат. — М., Л. — 1934. — с. 146—170.
  3. Fedoroff, Basil T. et al Enciclopedia of Explosives and Related Items, vol.1—7. — Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal. — 1960—1975. — P285-P295.
  4. Волков И. Подрывные средства при устройстве заграждений. — М.: Государственное военное издательство, 1933.

Словари и энциклопедии

Нормативный контроль

GND: 4271180-0

Адское зелье

Почти 500 лет «богом войны» был дымный черный порох. Шиллер писал, что «с тех пор, как изобрели порох, ангелы не участвуют в сражениях людей». Энгельс называл порох «великим революционером», который положил конец феодальному угнетению. Следующая революция грянула в 1846 году, когда был открыт нитроглицерин. А в 1880-е годы определилась конечная цель: вещество, которому дали шифрованное название «мелинит».

Первой катастрофой, постигшей Россию в ХХ веке и предопределившей все последующие, была русско-японская война. Шок, вызванный в обществе военными неудачами на Дальнем Востоке, был тем сильнее, что подобного позора Россия не знала за всю свою историю. В начале века не угасла еще в народе память о Крымской войне 1854–1855 годов, пусть проигранной, но героической. Свежи были воспоминания о русско-турецкой войне 1877–1878-х, принесшей тяжкие потери, но увенчавшейся славной победой.
И вдруг – непрерывные поражения на полях Маньчжурии с непрерывными отступлениями, начиная от Тюренчена и кончая Мукденом, без единого удачного боя за всю войну. Сдача Порт-Артура. И в финале – чудовищный Цусимский разгром. Как это объяснить?!
Главной роковой случайностью считается гибель адмирала Степана Макарова при взрыве броненосца «Петропавловск» 31 марта 1904 года. «Голова пропала», – говорили тогда в Порт-Артуре. Замены этой голове в России, конечно, не нашлось.
Но есть другое малоизвестное мнение, высказывавшееся только в специальных исследованиях по истории вооружений: якобы была еще одна роковая случайность не меньшего значения, чем гибель прославленного адмирала, – гибель скромного штабс-капитана Семена Панпушко. Взрыв, во многом предопределивший несчастный для России исход японской войны, прогремел за двенадцать с лишним лет до ее начала и не на Дальнем Востоке, а в предместье Петербурга.
«Мелинитовая эпопея» во многом предвосхитила эпопею атомную. Все было: охота за секретами, операции разведслужб, громкие судебные процессы. Разве что век был еще девятнадцатый
Великий революционер
Почти 500 лет «богом войны» был дымный черный порох – смесь древесного угля, серы и селитры. Энгельс называл порох «великим революционером», который, пробив рыцарские доспехи, положил конец феодальному угнетению. Следующая революция грянула (в буквальном смысле слова) в 1846 году, когда итальянский химик Асканио Собреро открыл нитроглицерин. Пораженный невероятной (до сих пор не превзойденной) разрушительной силой этой маслянистой жидкости, Собреро более года скрывал свое открытие, опасаясь, что его используют в военных целях. И только убедившись, что нитроглицерин слишком чувствителен к ударам и сотрясениям, а потому не может применяться в снарядах из-за опасности для самих стреляющих, он опубликовал статью, обессмертившую его имя.
Мудрый гуманист не учел одно обстоятельство: он открыл не просто новое вещество, а неведомое прежде грозное явление – детонацию. Джинн был выпущен из бутылки.
Началась гонка за такой взрывчаткой для снарядов, которая была бы сравнима по мощности с нитроглицерином, но выдерживала бы сотрясение при пушечном выстреле. Только в 1880-х годах определилась конечная цель: вещество, которому французы дали шифрованное название «мелинит» (тринитрофенол, пикриновая кислота).
И уже на финишной прямой гонка, втянувшая ученых и промышленников, военных и разведчиков Франции, Германии, Англии, Японии, обрела особую остроту. На полигонах творилось непонятное. Мелинитовые снаряды могли вести себя прекрасно, а потом вдруг очередной снаряд взрывался при выстреле, вдребезги разносил пушку вместе с орудийной прислугой. Разгадку тайны следовало как можно скорее найти. Или украсть.
14 августа 1904 г. корабль русского флота «Рюрик» попал под обстрел японских крейсеров. Экипаж героически сражался, пока не вышли из строя все орудия. Офицеры приняли решение затопить корабль. 204 человека погибли
На молоке и хлебе
В России мелинитом занимались разные люди. По-настоящему же – всего один. Зато какой! Типы, подобные Семену Васильевичу Панпушко, встречаются крайне редко. Характер он показал еще юнкером в артиллерийском училище. За отказ выдать напроказившего товарища (свист из строя вслед проходившему начальству) был лишен производства в офицеры и отправлен служить солдатом на правах «вольноопределяющегося». Ах, так? И юноша демонстративно отказался от привилегий, которые давал солдату статус «вольнопера». Еще находясь в солдатчине, увлекся главным делом своей жизни и изучил все известные в то время книги о взрывчатых веществах.
С большим запозданием ему присвоят наконец первый офицерский чин. Потом будет блестящее окончание артиллерийской академии, стажировка в Германии, научные исследования, собственные книги и статьи, звание действительного члена Русского физико-химического общества и Императорского русского технического общества, преподавание в четырех военно-учебных заведениях Петербурга.
Семьи он не завел. А чтобы заботы о питании не отнимали драгоценного времени, поступил в духе жюль-верновских ученых чудаков: установил, что четырех бутылок молока с двумя фунтами хлеба в день ему будет достаточно для поддержания жизни, и жил на этом рационе последние десять лет.
Это был фанатик и подвижник. Он спешил так, словно предчувствовал, как мало времени ему отпущено. Словно понимал, что никто другой не сможет решить для России «атомную проблему» его времени – проблему мелинита. В этих ярко-желтых кристаллах таилась та степень могущества, без которой государству, желающему остаться великим, нельзя было вступить в надвигающийся ХХ век.
Казенных денег на исследования почти не отпускали. На Главном артиллерийском полигоне под Петербургом (возле станции Ржевка) он занял два неотапливаемых деревянных барака. На собственные средства – жалованье штабс-капитана и преподавательский заработок – оснастил их самодельными приборами. Помогать ему вызвались трое солдат, которые при нем быстро сделались профессиональными лаборантами.
31 марта 1904 года броненосец «Петропавловск» подорвался на японских минах и затонул близ Порт-Артура. К месту трагедии собрались катера и миноносцы, спасая оставшихся на поверхности. Тело адмирала Степана Макарова не было найдено
Хороший был человек
А тайна мелинита уже раскрывалась.
И в прекрасно оборудованных европейских лабораториях, и в далекой Японии, где трудился химик по фамилии Шимозе, и в холодных бараках на Ржевском полигоне. Мелинит – твердая кислота. В снаряде он реагирует с железом корпуса, образуя чувствительные соединения. Они и являются причиной катастрофических взрывов. А значит, суть проблемы в том, чтобы изолировать мелинитовый заряд от контакта со стальной оболочкой. (Чтобы избавиться от подобных хлопот, мелинит впоследствии заменят менее мощным, но более спокойным тротилом. Но это будет гораздо позже.)

Есть все основания полагать: проживи Панпушко еще несколько лет, он не только решил бы оставшиеся технические вопросы, но с его неуемной энергией заставил бы провернуться ржавые шестерни бюрократической российской военной машины. Армия и флот получили бы надежные мелинитовые боеприпасы. И тогда, вполне возможно, вся история России в ХХ веке потекла бы по иному руслу. Судьба не отпустила ему этих лет, не позволив дотянуть даже до роковой цифры 37. Ему было только 35. И никто уже не узнает, где он допустил свою первую и последнюю в жизни ошибку.
28 ноября 1891 года в бараке, где Семен Панпушко наполнял мелинитом снаряды, произошел огромной силы взрыв, который буквально разметал деревянную «лабораторию» в щепки. Сам Панпушко и двое его помощников-солдат – Осип Виноградов и Петр Шавров – были убиты на месте. Недолго прожил и третий, Василий Егоров. Когда его, обожженного, с оторванными ногами, укладывали на носилки, он приоткрыл глаза и спросил: «Капитан жив?» – «Погиб!» – ответили ему. – «Жаль, – выговорил умирающий. – Хороший был человек…»
После гибели Панпушко работы над мелинитовой проблемой в России прекратились. В Главном артиллерийском управлении больше не желали рисковать. В Киевском военном округе на опытных стрельбах мелинитовыми снарядами разорвало две пушки, были жертвы, да еще этот взрыв под самым Петербургом. Нет уж, хватит!

Шимоза
Летом 1903 года в ГАУ из агентурных источников получили сведения о том, что японские гранаты (фугасные снаряды к полевым орудиям) содержат двухфунтовый заряд вещества «шимозе», которое есть не что иное, как мелинит. Дело уже стремительно катилось к войне, и казалось, надо бить тревогу. Русская полевая артиллерия имела один-единственный тип снаряда – шрапнель (дистанционную картечь). Эффективная против войск, движущихся плотными колоннами, шрапнель мало действенна против пехотных цепей и вовсе бессильна против солдат в окопах и укрытиях. Нет, ничего не всколыхнулось в генеральских головах.
Расплата была страшной. В первые же недели войны по всей России пронеслось змеиное слово – «шимоза». (Естественная для народного произношения замена гласной сразу придала слову отвратительное звучание.)
Снаряды-«шимозы» производили тем более ошеломляющее впечатление, что в русской армии не знали ничего подобного. Мощь их разрывов – с огненной вспышкой, оглушительным грохотом, столбами черного дыма и взметенной земли, разлетающимися тучами иззубренных смертоносных осколков – казалась сверхъестественной. «Шимозы» прокладывали путь японской пехоте. В обороне японцы могли укрываться за глинобитными стенками маньчжурских селений и оставаться за ними в безопасности под градом русских винтовочных и шрапнельных пуль. Когда же русские пытались занять оборону в таких же фанзах, «шимозы» разбивали их в пыль.
Несколько захваченных японских снарядов переправили в Петербург для изучения. Оказалось, японцы отливали из расплавленного мелинита шашки по форме каморы снаряда. Каждую шашку оклеивали вощеной бумагой в несколько слоев, затем обертывали оловянной фольгой, затем еще раз бумагой и в таком виде вставляли в снаряд. Действительно, изоляция от корпуса была полной. В этих-то оклейках и обертках и заключался весь секрет надежности «шимозы».
Впрочем, и в войсках быстро поняли, что ничего сверхъестественного «шимозы» не представляют, и не то диво, что они есть у японцев, а то возмутительно, что их нет в собственных зарядных ящиках. На страницы популярного журнала «Разведчик» весной 1905 года прорвалось анонимное письмо русского офицера с передовой, крик отчаяния: «Ради Бога, напишите, что необходимо сейчас же, немедля, заказать 50–100 тысяч трехдюймовых гранат, снарядить их сильновзрывчатым составом вроде мелинита… и вот мы будем иметь те же самые «шимозы», которые нам нужны и ах как нужны. Японцы начинают ими нас бить с дистанций, превосходящих действие нашей шрапнели, а мы им можем ответить лишь шрапнелью с установкой на удар – результат поражения которой нулевой…»

Противокорабельное оружие
Еще хуже обстояло дело во флоте. Фугасные снаряды японских 12-дюймовых морских орудий содержали по сто фунтов «шимозы», и разрушительная мощь их действительно была огромной. Правда, они не пробивали броню, да и не были на это рассчитаны, но от их взрывов броневые плиты срывались с креплений и расходились друг с другом, а в корпусах кораблей возникали течи. На броне загоралась краска, вспыхивали деревянные палубные настилы, в разрушенных каютах и отсеках горело все, что могло гореть. Русские корабли, охваченные пожарами, пылали, как гигантские плавучие костры.
А главное, в небронированных участках борта эти снаряды проделывали пробоины – по свидетельству современников, «в сотни квадратных футов». Сквозь такие проломы, погружавшиеся в воду при крене, вливались массы воды. Японский адмирал Того, прекрасно знавший действие своих снарядов, специально старался в бою маневрировать так, чтобы русская эскадра все время была под ветром, гнавшим в тот день сильные волны, и вода захлестывала в разбитые корпуса русских кораблей с максимальной силой. В результате русские броненосцы один за другим, опрокидываясь, тонули.
Русские комендоры стреляли ничуть не хуже, если не лучше японских. В Цусимском разгроме, погибая, они добились почти четырех процентов попаданий. (Англичане в Первую мировую показали два процента, немцы гордились тремя.) Русские бронебойные снаряды со специальными наконечниками, изобретенными адмиралом Макаровым, как раз отлично пробивали броню. Но их заряд из пироксилина был слишком слаб, и дело окончательно портили скверные взрыватели, которые часто отказывали.

Когда наутро после цусимской бойни окруженные остатки флота под командованием Небогатова сдались и японцы приблизились к русским кораблям, чтоб высадить на них свои команды, русские моряки с изумлением увидели на бортах японских броненосцев круглые отверстия, заделанные деревянными щитками, – следы своих почти безвредных снарядов.
В отчаянной спешке и главным образом благодаря тому, что в дело включился новый подвижник, молодой Владимир Рдултовский, в 1905 году мелинитовые снаряды для полевых орудий удалось наконец создать и запустить в производство. Но на фронт они уже не попали, было поздно. Война была безнадежно проиграна.
В стране бушевала революция…

Мелинит

Мелинит Пикриновая кислота

2,4,6-Тринитрофенол (пикриновая кислота) — химическое соединение C6H2(NO2)3OH, нитропроизводное фенола. Молекулярная масса 229,11 а.е.м. При нормальных условиях желтое кристаллическое вещество. Пикриновую кислоту и ее соли — пикраты — используют как взрывчатые вещества, а также в аналитической химии для определения калия, натрия.

Другие названия:

  • мелинит (Melinite) во Франции
  • мелинит (Melinit) в Российской империи
  • лидит, или лиддит (Lyddit) в Великобритании
  • пертит (Pertit) в Италии
  • пикриновая кислота (Picric acid, PA) в США
  • гранатфюллюнг (Granatfullung) или Шпренгкорпер 88 (Sprengkorper 88) в Германии
  • пикринит, пикринита (Picrinit, Picrinita) в Испании
  • Экразит (Ekrasit) в Австрии
  • TNF в Польше, США и др.
  • шимозе, шимоза (яп. 下瀬火薬 симосэ каяку?) в Японии

  • 1 История
  • 2 Физические свойства
  • 3 Химические свойства
    • 3.1 Растворимость
    • 3.2 Эвтектические смеси
    • 3.3 Взаимодействие с металлами
    • 3.4 Другие свойства
  • 4 Взрывчатые свойства
    • 4.1 Основные характеристики
    • 4.2 Инициирование взрыва
    • 4.3 Свойства при нагревании
    • 4.4 Опасность в производстве и применении
  • 5 Получение
    • 5.1 Нитрование фенола
  • 6 Получение тринотрофенола из фенола
  • 7 Получение из бензола через хлорбензол
  • 8 Применение
    • 8.1 Применение взрывчатых свойств
    • 8.2 Другие применения
  • 9 Экология
  • 10 Дополнительно
  • 11 Примечания
  • 12 Литература

> Дополнительно

  • Пикраты

> Примечания > Литература>Шимоза

Шимоза

Основная статья: Тринитрофенол

Шимоза — тринитрофенол, смешанный с алюминием и упакованный в шёлк по методу японского артиллерийского инженера Масатики Симосэ (яп.) (1859—1911). Именно алюминий был отличительной чертой шимозы, делавшей её отдельным ВВ отличным от «лиддита» и «мелинита».

Русско-японская война породила несколько мифов об используемой японцами взрывчатке, шимозе. Снаряды, начиненные шимозой, взрывались при ударе о любое препятствие, давая грибовидное облако удушливого дыма и большое количество осколков, то есть имели ярко выраженный фугасный эффект. Русские снаряды, начиненные пироксилином, такого эффекта не давали, хотя и отличались лучшей бронебойностью. Столь заметное превосходство японских снарядов над русскими по фугасности породило несколько распространенных мифов:

  1. Мощность взрыва шимозы в разы (приводятся цифры превосходства в 4-ре и более раз) сильнее пироксилина.
  2. Использование шимозы было техническим превосходством Японии, из-за которого Россия потерпела военно-морские поражения.
  3. Шимоза это тоже самое, что и «лиддит», и «мелинит».

Миф № 1: Мощность взрыва шимозы в разы сильнее пироксилина

Сравнение некоторых ключевых характеристик тринитрофенола с пироксилином приведено в таблице ниже.

Теплота взрыва, МДж/кг Плотность, г/см3 Скорость детонации, м/с Объём продуктов взрыва, л/кг Фугасность, мл. Бризантность, в % от тротила
Тринитрофенол 4.40 1.6 — 1.77 7 350 — 7 480 730 315 103-110%
Пироксилин (13.1% N) 3.2 — 4.0 1.3 6 500 765 375 94%

Как видно из таблицы, чистый (не разбавленный алюминием) тринитрофенол по мощности взрыва превышает пироксилин примерно на 20 %. Добавление алюминия добавляет теплоты взрыва, но снижает бризантность и фугасность (характеристики, по сути и являющиеся «мощностью взрывчатки»). Как следствие, шимоза примерно равнялась по мощности пироксилину. По крайней мере, различия были не настолько велики, чтобы на этом заострять внимание. Правда, следует заметить, что высокая температура вспышки приводила к многочисленным пожарам, а ядовитые продукты взрыва делали её, по сути, первым боевым отравляющим веществом. Однако превосходство в силе взрыва в разы — несомненый миф. Более того, дорогой и даже в современных армиях применяемый ограничено октоген, или ещё более экзотический гексанитробензол (сильнейший из промышленно освоенных ВВ), или даже лабораторно существующий рекордсмен взрывов на основе органики октонитрокубан превосходства над пироксилином в разы не имеют.

Миф № 2: Использование шимозы было техническим превосходством Японии, из-за которого Россия потерпела военно-морские поражения

Это не так. Более того, после русско-японской войны вo многих флотах мира отказались от тринитрофенола (мелинита) в снарядах в пользу более безопасных ВВ. Применение шимозы японцами было крайне рискованным и во многом вынужденным шагом, поскольку у их технических доноров, англичан, после серии несчастных случаев производство пироксилина было ограниченным и в снарядах он не применялся . Существенным минусом шимозы была слишком высокая чувствительность снарядов, которые иногда взрывались внутри японских орудий, выводя их из строя.

В России ситуация была обратная — пироксилин, стараниями Д. И. Менделеева, удалось запустить в промышленное производство, а от использования мелинита, после нескольких несчастных случаев, отказались. Надо отметить что пироксилин, по сравнению с шимозой, имеет существеннейшее достоинство — вода, несколько снижая энергию взрыва, значительно понижает и детонацию. Плюс вода ещё и повышала фугасность (т.к. при испарении расширяется более чем в полторы тысячи раз), что является едвали не основным параметром ВВ. Как следствие русские снаряды внутри русских орудий не взрывались. Более того, несколько уступая в бризантности и как следствие поверхностном воздействии, попав внутрь корабля пироксилиновый заряд был способен за счет большей фугасности даже на большие нежели шимоза разрушения, а сильно увлажненный будет вполне на уровне современных ВВ.

Есть распространенное мнение, что это замечательное качество пироксилина сыграло роковую роль в Цусимском сражении. Из 24-х 12″ снарядов попавших в японские корабли 8-мь не взорвалось (покраней мере в двух случаях это спасло японские корабли от гибели). Дело в том, что пироксилин при влажности 5-10% очень взрывоопасен и может аналогично шимозе взрываться в орудиях, при 10-20% взрыв в стволе практически исключен, но существует вероятность детонации при ударе о броню. При 20-40% без действия взрывателя, детонация маловероятна. После 50% влажности взрывные свойства пироксилина прекращаются. В снарядах эскадры Рожественского был применен двухуровненевый заряд. 7-10% промежуточный (детонационный) и порядка 30% основной. Существует мнение, что в двухсотдвадцатидневном морском переходе, влажность каких-то из частей пироксилина повысилась (через оверствия для взрывателей) и достигла критической для него стадии, что и привело к низкому проценту срабатывания снарядов. Эта версия имеет право на жизнь, но надо отметить, что она не единственная (есть предположение и о слишком «тугих» взрывателях) и в общем-то является лишь логическим предположением.

Более того, для снаряжения бронебойных снарядов, учитывая технологию того времени, пироксилин был наилучшим выбором — японцы, не обладая возможностью промышленного производства пироксилина, были вынуждены заряжать свои бронебойные снаряды дымным порохом. Причиной огромных разрушений на русских кораблях была не столько шимоза, сколько умелое использование командованием японского флота двух ошибочных решений русских флотоводцев: недооценка роли фугасных снарядов и переход в 1891 году на облегчённые боезаряды . Два этих решения сделали эффективной стрельбу русских лишь на коротких дистанциях (до 20 кабельтовых), на больших расстояниях эффективность поражающих факторов русских снарядов быстро падала. Это породило третью проблему отсутствие навыков стрельбы на дальние расстояния (последнее на практике было мало заметно). Как следствие японский флот, обладая превосходством в скорости над старыми и требовавшими ремонта кораблями (которые неизменно ставились русскими адмиралами в один строй с современными броненосцами), расстреливал русский флот с «безопасных» для себя расстояний. Надо заметить, что обладай японцы качественными бронебойными снарядами, пусть и снаряженными дымным порохом, последствия для русского флота могли бы быть еще более трагическими.

Миф № 3: Шимоза это тоже самое, что и «лиддит», и «мелинит»

В 1886 году американец Ч. Холл и француз П. Эру разработали электрический способ получения алюминия. Производство этого метала стало стремительно развиваться. Годом спустя француз Э. Тюрпен запатентовал бризантное взрывчатое вещество тринитрофенол. Взрывчатое вещество, достаточно просто в производстве, мощным и относительно безопасным. Несмотря на его ядовитость, главным недостатком стало образование пикратов — солей пикриновой кислоты. Соединения эти были в большинстве случаев очень взрывоопасны (особенно пикрат железа и ещё в большей степени никеля). Стальные снаряды после не большого срока хранения становились негодными к применению из чрезвычайной опасности использования. На рубеже веков, химики и артиллеристы ведущих европейских держав нашли способ некоторого нивелирования этого эффекта. ВВ стали упаковывать в оловянную фольгу (одного из немногих металлов не взаимодействующего с пикриновой кислотой). Способ был не очень надежен (так как сложно было обеспечить полную изляцию), но вполне действенный. Другим путем пошел Масатики Симосэ (яп.), он стал добавлять в тринитрофенол алюминий, к тому времени уже активно применявшийся в качестве добавки в ВВ. Помимо увеличения энергетики взрыва и температуры вспышки, алюминий привнес в ВВ куда более важное качество. Быстро вступая в реакцию с пикриновой кислотой и образуя достаточно устойчивой (в отличии от пикрата железа и тем более никеля) пикрат алюминия, существенно снижал химическую активность получаемой смеси. В этом состоянии было достаточно упаковать шимозу в несколько слоёв шелка, что бы снизить вероятность образования взрывоопасных пикратов до минимума. Как показала практика, способ не самый безопасный, но если сравнивать шимозу с «лиддитом», и «мелинитом», то получаются достаточно отличные ВВ. По сути, шимоза — это смесь тринитрофенола и пикрата алюминия.

Примечания

  1. Справочник по ВВ
  2. Нитраты целлюлозы
  3. по песочной пробе
  4. Светлана Самченко «Крейсер „Варяг“»По многочисленным исследованиям боёв Русско-Японской войны известно, что «шимоза» не только давала ядовитый дым и большое количество осколков при разрыве. Высокотемпературные взрывы её приводили к возникновению локальных пожаров.
  5. История одной взрывчатки. Вдобавок, при взрыве шимозы выделяется большое количество ядовитых газов удушающего действия, по сути, настоящего боевого отравляющего вещества.
  6. В.Кофман. Цусима: анализ против мифов гл. Орудия и снаряды Известно также, что английские «учителя» японцев вскоре после Цусимы исключили из боезапаса своих крупнокалиберных орудий снаряды с зарядом пикриновой кислоты, вернувшись даже не к пироксилину, а к столь маломощному, но одновременно и малочувствительному взрывчатому веществу, как обыкновенный порох.
  7. История одной взрывчаткиВ Европе, где попытки производства пироксилина начались гораздо раньше, чем в России, и где имели место многочисленные взрывы пироксилиновых производств, к этой взрывчатке отнеслись с недоверием и предпочли начать производство пусть и ядовитой, но безопасной в изготовлении пикриновой кислоты (в Англии в 1888 году под названием «лиддит», во Франции в 1886 году под названием «мелинит»). Впрочем, нельзя сказать, что пироксилин в Европе вовсе не использовался. В Англии изготавливали так называемый тонит (смесь 51 % пироксилина и 49 % бариевой селитры). Эту взрывчатку применяли в качестве сапёрной и в морских подрывных патронах. В составе бельгийского тонита содержалось 50 % пироксилина, 38 % бариевой и 12 % калиевой селитры. А в период Первой мировой войны англичане изготавливали сенгит (50 % пироксилина и 50 % натриевой селитры).
  8. С. И. Титушкин «Корабельная артиллерия в русско-японской войне» «Как свидетельствовал в 1906 году русский военно-морской агент (атташе) в Японии лейтенант А. Н. Воскресенский, японские бронебойные снаряды снаряжались дымным порохом (!).»
  9. Р. М. Мельников «Крейсер „Варяг“»В результате на флоте укоренились многие ошибочные взгляды и заблуждения, обернувшиеся в конечном счёте трагедией Цусимы. Придавая решающее значение бронебойности, создавали орудия с повышенной начальной скоростью и уменьшенным весом снаряда и исключали тем самым фактор фугасного действия. Рассчитывая лишь на прямое попадание, снимали с орудий щиты, чтобы уменьшить размер цели, и предрешали таким образом потери среди комендоров от града осколков японских снарядов, разрывавшихся даже при ударе о воду. В погоне за дешевизной отказались от тонкостенных фугасных снарядов из высококачественной стали с большим содержанием взрывчатого вещества и снабдили флот худшими в мире фугасными снарядами, в четыре-пять раз уступавшими японским по весу разрывного заряда 4. Несмотря на возросшую мощь и скорострельность крупной и средней артиллерии, исключавших необходимость в сближении вплотную, всё ещё рассчитывали «поливать» палубы вражеских кораблей и в упор «косить» миноносцы из мелких пушек и пулемётов и загружали корабли этим бесполезным грузом..
  10. Р. М. Мельников «Крейсер „Варяг“»Особенно трагичными для флота были последствия новаторского по замыслу, но дискредитированного отсутствием соответствующей тактики решения МТК о переходе в 1892 г. на облегчённые орудия, которые обеспечивали увеличение почти на 20 % начальной скорости полёта снаряда. Благодаря этому в сравнении с артиллерией иностранных флотов было достигнуто существенное превосходство в настильности траектории, то есть в наибольшем её приближении к прямой линии, что резко увеличивало меткость огня и бронепробиваемость (пробивание при равном калибре снарядов брони большей толщины) на дистанциях до 5,5 км. Эта дистанция считалась предельной в бою как из-за трудности прицеливания и определения расстояний 5, так и ввиду почти полной неуязвимости броненосных кораблей при обстреле с больших расстояний. На большой дистанции 203-миллиметровую плиту крупповской брони не мог пробить уже никакой снаряд, поэтому для уничтожения противника считалось неизбежным сближение на малые расстояния. Приняв за догму пределом боевой дистанции 4—6 км и ориентируя по нему вею боевую подготовку в русском флоте, забыли, что заставить противника принять выгодную для нас дистанцию боя можно, лишь обладая превосходством в скорости. Стрельб на полном ходу не проводили, совместно на этой скорости корабли не маневрировали, а когда началась война, не пытались ни выделить в эскадре самостоятельно маневрирующие быстроходные отряды, ни избавиться от связывавших эскадру тихоходов. Не была оценена и опасность перегрузки кораблей, которая, кроме потери скорости, приводила к излишнему углублению в воду броневого пояса, отчего слабо или совсем небронированные участки борти оказывались в непосредственной близости к ватерлинии. Никто не предполагал, что японцы, отказавшись подставлять на близкой дистанции борта своих кораблей под лучшие в мире русские бронебойные снаряды, будут отвечать с немыслимых до войны 12—17-километровых дистанций мощными фугасными снарядами, которые, хотя и были бессильны против почти любой брони, но вырывали громадные (до 6 м2) участки в небронированных бортах русских кораблей.
  11. С. И. Титушкин, «Корабельная артиллерия в русско-японской войне», Сборник статей Гангут, выпуск 7 (1994)
  12. Повреждения в бою 27 января 1904 года наглядно продемонстрировал их низкое качество.
  13. в большом количестве и мире и России в частности производился аммонал

Первой катастрофой, постигшей Россию в ХХ веке и предопределившей все последующие, была русско-японская война. Шок, вызванный в обществе военными неудачами на Дальнем Востоке, был тем сильнее, что подобного позора Россия не знала за всю свою историю. В начале века не угасла еще в народе память о Крымской войне 1854−1855 годов, пусть проигранной, но героической. Свежи были воспоминания о русско-турецкой войне 1877−1878-х, принесшей тяжкие потери, но увенчавшейся славной победой.

И вдруг — непрерывные поражения на полях Маньчжурии с непрерывными отступлениями, начиная от Тюренчена и кончая Мукденом, без единого удачного боя за всю войну. Сдача Порт-Артура. И в финале — чудовищный Цусимский разгром. Как это объяснить?!

Главной роковой случайностью считается гибель адмирала Степана Макарова при взрыве броненосца «Петропавловск» 31 марта 1904 года. «Голова пропала», — говорили тогда в Порт-Артуре. Замены этой голове в России, конечно, не нашлось.

Но есть другое малоизвестное мнение, высказывавшееся только в специальных исследованиях по истории вооружений: якобы была еще одна роковая случайность не меньшего значения, чем гибель прославленного адмирала, — гибель скромного штабс-капитана Семена Панпушко. Взрыв, во многом предопределивший несчастный для России исход японской войны, прогремел за двенадцать с лишним лет до ее начала и не на Дальнем Востоке, а в предместье Петербурга.

Оружие

Великий революционер

Почти 500 лет «богом войны» был дымный черный порох — смесь древесного угля, серы и селитры. Энгельс называл порох «великим революционером», который, пробив рыцарские доспехи, положил конец феодальному угнетению. Следующая революция грянула (в буквальном смысле слова) в 1846 году, когда итальянский химик Асканио Собреро открыл нитроглицерин. Пораженный невероятной (до сих пор не превзойденной) разрушительной силой этой маслянистой жидкости, Собреро более года скрывал свое открытие, опасаясь, что его используют в военных целях. И только убедившись, что нитроглицерин слишком чувствителен к ударам и сотрясениям, а потому не может применяться в снарядах из-за опасности для самих стреляющих, он опубликовал статью, обессмертившую его имя.

Мудрый гуманист не учел одно обстоятельство: он открыл не просто новое вещество, а неведомое прежде грозное явление — детонацию. Джинн был выпущен из бутылки.

Началась гонка за такой взрывчаткой для снарядов, которая была бы сравнима по мощности с нитроглицерином, но выдерживала бы сотрясение при пушечном выстреле. Только в 1880-х годах определилась конечная цель: вещество, которому французы дали шифрованное название «мелинит» (тринитрофенол, пикриновая кислота).

И уже на финишной прямой гонка, втянувшая ученых и промышленников, военных и разведчиков Франции, Германии, Англии, Японии, обрела особую остроту. На полигонах творилось непонятное. Мелинитовые снаряды могли вести себя прекрасно, а потом вдруг очередной снаряд взрывался при выстреле, вдребезги разносил пушку вместе с орудийной прислугой. Разгадку тайны следовало как можно скорее найти. Или украсть.

На молоке и хлебе

В России мелинитом занимались разные люди. По‑настоящему же — всего один. Зато какой! Типы, подобные Семену Васильевичу Панпушко, встречаются крайне редко. Характер он показал еще юнкером в артиллерийском училище. За отказ выдать напроказившего товарища (свист из строя вслед проходившему начальству) был лишен производства в офицеры и отправлен служить солдатом на правах «вольноопределяющегося». Ах, так? И юноша демонстративно отказался от привилегий, которые давал солдату статус «вольнопера». Еще находясь в солдатчине, увлекся главным делом своей жизни и изучил все известные в то время книги о взрывчатых веществах.

С большим запозданием ему присвоят наконец первый офицерский чин. Потом будет блестящее окончание артиллерийской академии, стажировка в Германии, научные исследования, собственные книги и статьи, звание действительного члена Русского физико-химического общества и Императорского русского технического общества, преподавание в четырех военно-учебных заведениях Петербурга.

Семьи он не завел. А чтобы заботы о питании не отнимали драгоценного времени, поступил в духе жюль-верновских ученых чудаков: установил, что четырех бутылок молока с двумя фунтами хлеба в день ему будет достаточно для поддержания жизни, и жил на этом рационе последние десять лет.

Это был фанатик и подвижник. Он спешил так, словно предчувствовал, как мало времени ему отпущено. Словно понимал, что никто другой не сможет решить для России «атомную проблему» его времени — проблему мелинита. В этих ярко-желтых кристаллах таилась та степень могущества, без которой государству, желающему остаться великим, нельзя было вступить в надвигающийся ХХ век.

Казенных денег на исследования почти не отпускали. На Главном артиллерийском полигоне под Петербургом (возле станции Ржевка) он занял два неотапливаемых деревянных барака. На собственные средства — жалованье штабс-капитана и преподавательский заработок — оснастил их самодельными приборами. Помогать ему вызвались трое солдат, которые при нем быстро сделались профессиональными лаборантами.

Хороший был человек

А тайна мелинита уже раскрывалась.

И в прекрасно оборудованных европейских лабораториях, и в далекой Японии, где трудился химик по фамилии Шимозе, и в холодных бараках на Ржевском полигоне. Мелинит — твердая кислота. В снаряде он реагирует с железом корпуса, образуя чувствительные соединения. Они и являются причиной катастрофических взрывов. А значит, суть проблемы в том, чтобы изолировать мелинитовый заряд от контакта со стальной оболочкой. (Чтобы избавиться от подобных хлопот, мелинит впоследствии заменят менее мощным, но более спокойным тротилом. Но это будет гораздо позже.)

Есть все основания полагать: проживи Панпушко еще несколько лет, он не только решил бы оставшиеся технические вопросы, но с его неуемной энергией заставил бы провернуться ржавые шестерни бюрократической российской военной машины. Армия и флот получили бы надежные мелинитовые боеприпасы. И тогда, вполне возможно, вся история России в ХХ веке потекла бы по иному руслу. Судьба не отпустила ему этих лет, не позволив дотянуть даже до роковой цифры 37. Ему было только 35. И никто уже не узнает, где он допустил свою первую и последнюю в жизни ошибку.

28 ноября 1891 года в бараке, где Семен Панпушко наполнял мелинитом снаряды, произошел огромной силы взрыв, который буквально разметал деревянную «лабораторию» в щепки. Сам Панпушко и двое его помощников-солдат — Осип Виноградов и Петр Шавров — были убиты на месте. Недолго прожил и третий, Василий Егоров. Когда его, обожженного, с оторванными ногами, укладывали на носилки, он приоткрыл глаза и спросил: «Капитан жив?» — «Погиб!» — ответили ему. — «Жаль, — выговорил умирающий. — Хороший был человек…»

После гибели Панпушко работы над мелинитовой проблемой в России прекратились. В Главном артиллерийском управлении больше не желали рисковать. В Киевском военном округе на опытных стрельбах мелинитовыми снарядами разорвало две пушки, были жертвы, да еще этот взрыв под самым Петербургом. Нет уж, хватит!

Летом 1903 года в ГАУ из агентурных источников получили сведения о том, что японские гранаты (фугасные снаряды к полевым орудиям) содержат двухфунтовый заряд вещества «шимозе», которое есть не что иное, как мелинит. Дело уже стремительно катилось к войне, и казалось, надо бить тревогу. Русская полевая артиллерия имела один-единственный тип снаряда — шрапнель (дистанционную картечь). Эффективная против войск, движущихся плотными колоннами, шрапнель мало действенна против пехотных цепей и вовсе бессильна против солдат в окопах и укрытиях. Нет, ничего не всколыхнулось в генеральских головах.

Расплата была страшной. В первые же недели войны по всей России пронеслось змеиное слово — «шимоза». (Естественная для народного произношения замена гласной сразу придала слову отвратительное звучание.)

Снаряды-«шимозы» производили тем более ошеломляющее впечатление, что в русской армии не знали ничего подобного. Мощь их разрывов — с огненной вспышкой, оглушительным грохотом, столбами черного дыма и взметенной земли, разлетающимися тучами иззубренных смертоносных осколков — казалась сверхъестественной. «Шимозы» прокладывали путь японской пехоте. В обороне японцы могли укрываться за глинобитными стенками маньчжурских селений и оставаться за ними в безопасности под градом русских винтовочных и шрапнельных пуль. Когда же русские пытались занять оборону в таких же фанзах, «шимозы» разбивали их в пыль.

Несколько захваченных японских снарядов переправили в Петербург для изучения. Оказалось, японцы отливали из расплавленного мелинита шашки по форме каморы снаряда. Каждую шашку оклеивали вощеной бумагой в несколько слоев, затем обертывали оловянной фольгой, затем еще раз бумагой и в таком виде вставляли в снаряд. Действительно, изоляция от корпуса была полной. В этих-то оклейках и обертках и заключался весь секрет надежности «шимозы».

Впрочем, и в войсках быстро поняли, что ничего сверхъестественного «шимозы» не представляют, и не то диво, что они есть у японцев, а то возмутительно, что их нет в собственных зарядных ящиках. На страницы популярного журнала «Разведчик» весной 1905 года прорвалось анонимное письмо русского офицера с передовой, крик отчаяния: «Ради Бога, напишите, что необходимо сейчас же, немедля, заказать 50−100 тысяч трехдюймовых гранат, снарядить их сильновзрывчатым составом вроде мелинита… и вот мы будем иметь те же самые «шимозы», которые нам нужны и ах как нужны. Японцы начинают ими нас бить с дистанций, превосходящих действие нашей шрапнели, а мы им можем ответить лишь шрапнелью с установкой на удар — результат поражения которой нулевой…»

Противокорабельное оружие

Еще хуже обстояло дело во флоте. Фугасные снаряды японских 12-дюймовых морских орудий содержали по сто фунтов «шимозы», и разрушительная мощь их действительно была огромной. Правда, они не пробивали броню, да и не были на это рассчитаны, но от их взрывов броневые плиты срывались с креплений и расходились друг с другом, а в корпусах кораблей возникали течи. На броне загоралась краска, вспыхивали деревянные палубные настилы, в разрушенных каютах и отсеках горело все, что могло гореть. Русские корабли, охваченные пожарами, пылали, как гигантские плавучие костры.

А главное, в небронированных участках борта эти снаряды проделывали пробоины — по свидетельству современников, «в сотни квадратных футов». Сквозь такие проломы, погружавшиеся в воду при крене, вливались массы воды. Японский адмирал Того, прекрасно знавший действие своих снарядов, специально старался в бою маневрировать так, чтобы русская эскадра все время была под ветром, гнавшим в тот день сильные волны, и вода захлестывала в разбитые корпуса русских кораблей с максимальной силой. В результате русские броненосцы один за другим, опрокидываясь, тонули.

Русские комендоры стреляли ничуть не хуже, если не лучше японских. В Цусимском разгроме, погибая, они добились почти четырех процентов попаданий. (Англичане в Первую мировую показали два процента, немцы гордились тремя.) Русские бронебойные снаряды со специальными наконечниками, изобретенными адмиралом Макаровым, как раз отлично пробивали броню. Но их заряд из пироксилина был слишком слаб, и дело окончательно портили скверные взрыватели, которые часто отказывали.

Когда наутро после цусимской бойни окруженные остатки флота под командованием Небогатова сдались и японцы приблизились к русским кораблям, чтоб высадить на них свои команды, русские моряки с изумлением увидели на бортах японских броненосцев круглые отверстия, заделанные деревянными щитками, — следы своих почти безвредных снарядов.

В отчаянной спешке и главным образом благодаря тому, что в дело включился новый подвижник, молодой Владимир Рдултовский, в 1905 году мелинитовые снаряды для полевых орудий удалось наконец создать и запустить в производство. Но на фронт они уже не попали, было поздно. Война была безнадежно проиграна.

В стране бушевала революция…

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2006).