Изобретение бездымного пороха
Известно, что Дмитрий Иванович Менделеев был ученым-энциклопедистом и, обладая широким кругом интересов, смог добиться больших успехов в далеких друг от друга областях науки, промышленности, а также на экономическом и педагогическом поприще. Тем не менее многие труды Менделеева, на первый взгляд не связанные с химией, проистекали из его научных открытий и интересов в области этой науки.
Важных результатов в военном деле ученый смог добиться, сотрудничая с адмиралом Макаровым: результаты трудов Менделеева по изучению сопротивления среды привели к совместному созданию «опытового бассейна» для испытаний судов. Менделеев состоял в комиссии, занимавшейся конструированием ледокола: при его участии был сконструирован и в 1898 году спущен на воду первый в мире арктический ледокол «Ермак». Одним из наиболее значимых трудов Менделеева, направленных на укрепление обороноспособности империи, стало создание отечественного бездымного пороха, так называемого «пироколлодийного пороха», чем ученый начал заниматься весной 1890 года.
Очевидно, что без пороха артиллерия и стрелковое оружие теряют свое предназначение. В наши дни совершенно привычным является практически бездымный выстрел почти любого стрелкового орудия, будь то автомат, винтовка или пистолет. Однако еще около двухсот лет назад густой пороховой дым после выстрела был существенной проблемой для войск, ведь это выдавало позиции стреляющих подразделений; кроме того, эффективность стрельбы по такому же «задымленному» противнику была минимальной. Использовавшийся в те годы дымный порох был достаточно эффективным и состоял из трех компонентов: калийной селитры, древесного угля и серы; при сгорании пороха образовывался большой объем азота и углекислого газа, а также сажа, сульфид, сульфат и карбонат калия, что и являлось причиной обильного задымления.
Первые эксперименты по созданию бездымного пороха начались в середине XIX века; так, российский химик Гесс, автор одноименного закона, и его английский коллега Абель исследовали свойства полученного ранее во Франции тринитрата целлюлозы – пироксилина, и показали, что порох, приготовленный на его основе, обладает гораздо более мощными взрывными свойствами, чем дымный порох. Его крайняя взрывоопасность могла привести к несчастным случаям и быстрому износу оружия, поэтому применения такой порох не нашел. Первым успешным примером бездымного пороха явился так называемый порох Poudre B, разработанный в 1884 году Полем Вьелем. Он состоял из смеси динитроцеллюлозы и тринитроцеллюлозы с добавкой парафина, желатинизированной с помощью диэтилового эфира; такой порох, был стабильнее пироксилина, обеспечивал большую скорость вылетающей пули и практически не давал дым. Подобное новшество требовалось и для русской армии.
Создание рецепта первого отечественного бездымного пороха принадлежит авторству Менделеева. Весной 1890 года вице-адмирал Чихачёв, управляющий морским министерством, предложил Менделееву поучаствовать в создании бездымного пороха, после чего ученый вместе с коллегами отправился в командировку в Лондон. После консультаций с английскими специалистами в области создания пороха и тестирования некоторых образцов, Менделеев отправился в Париж, где встретился с французскими химиками и 11 июля посетил центральную пороховую лабораторию Франции и присутствовал на испытаниях пороха. Там же директор лаборатории Э. Сарро предоставил Менделееву два грамма бездымного пороха «для личного пользования». В октябре того же года в Петербурге Менделеев активно занимался разработкой методики пороха, был назначен консультантом при Морском министерстве по вопросам пороходелия. В противоположность зарубежным образцам, он хотел достичь химически однородного пороха. Зимой 1890-1891 годов им была получена новая разновидность нитроцеллюлозы, содержащая 12.4% азота, которая полностью растворялась в спирто-эфирной смеси, в отличие от других видов нитроцеллюлозы. Полученное соединение ученый назвал пироколлодием. Кроме того, в ходе создания пороха Менделеев изучил разные составы нитрующих смесей, а также условия реакции нитрования и создал ряд трудов в этой области. В августе 1891 года состоялось открытие пороховой лаборатории Морского министерства. В последующие годы проводились испытания пироколлодия и оптимизация условий его производства в промышленности.
Несмотря на удачные характеристики нового пороха и положительные отзывы адмирала Макарова, комиссия Охтинского порохового завода раскритиковала достоинства пироколлодия, и он не был запущен в производство, однако в 1895-1896 годах ученый опубликовал две статьи «О пироколлодийном бездымном порохе».
Судьба детища Менделеева печальна. Французским экспертом Охтинского завода Мессеном была признана идентичность пироксилина и пироколлодия, а производство его было запрещено. Авторские права на пироколлодий были присвоены американскому младшему лейтенанту ВМФ Джону Баптисту Бернаду, который впоследствии получил патент на «Коллоидную взрывчатку и ее производство» и пользовался трудами российского химика. Результатом «забвения» авторства Менделеева явилось то, что Россия в Первую Мировую войну закупала пироколлодийный порох в Америке, а авторами его до сих пор считаются американские моряки.
Источники:
Пироксилин и бездымный порох. М., 1935
Летопись жизни и деятельности Менделеева. Л., 1984