Производство пороха: проблемы и решения

Стрельба пороховой мякотью не была быстрой, а результаты затруднительно было предсказать. В тех ситуациях, когда пороховые частицы находятся слишком плотно друг к другу, заряд может гореть только на поверхности. Прежде жители Китая ориентировались на данное свойство при создании разнообразных видов оружия. В пушке вся пороховая масса должна была сгорать очень быстро. У артиллериста не удавалось полноценно набить пороховой смесью камеру используемого орудия: требовалось провести правильные расчеты и оставить какое-то пространство, чтобы рыхлый заряд правильно и эффективно вспыхнул.

По этой причине камеру, которая представляла собой контейнер с толстыми стенами в задней части пушки, можно было загрузить только наполовину. После этого в камеру укладывали пробку из натурального дерева, а сверху находилось ядро.

Если проводилось поджигание пороха через специальное отверстие, он мог воспламеняться именно на поверхности. При горении происходила турбулентность, которая приводила к перемешиванию остального пороха, вследствие чего он сразу вспыхивал. Если порошок был неправильно спрессован и расположен, процесс горения происходил неравномерно, вследствие чего мощность выстрела не могла быть достаточно оптимальной.

До конца XV века орудия не удавалось заряжать быстро. Даже для подготовки к выстрелу иногда требовался день. В период облавы на город Меца в 1437 году пушкарю удалось пальнуть из имеющегося орудия за день три раза. Данное событие оказалось подвигом, который по-настоящему удивил командира. Таким образом, бомбардира принудили к совершению покаянного паломничества в Рим. Считалось, что такие результаты стрельбы были не просто так достигнуты: человеку, скорее всего, помог Вельзевул.

Для оптимальной гигроскопичности предполагалось, что компоненты, используемые для пороховой смеси, можно перевозить отдельно друг от друга, а затем смесь готовили в районе ведения боевых действий. Это позволяло предотвратить взрыв при транспортировке компонентов, ведь используемые ингредиенты были неопасными. К тому же, у артиллеристов была возможность подсушить сырую селитру или древесный уголь накануне того, как смешивались компоненты. Такие промышленные операции на территории, где проводились боевые действия, не были особенными. Кузнецы и плотники также успешно выполняли поставленные перед собой задачи.

В один момент, скорее всего, до конца XV столетия, мастера начали по-другому перетирать порох. Скорее всего, это позволило предотвращать нежелательные угрозы взрыва, а характеристики применяемых компонентов долго оставались оптимальными, риск отсыревания исключался. К тому же, удалось отметить, что пороховой порошок является практичным, а показатель взрывной силы оказался больше. Для предотвращения взрывов умельцы добавляли в ступу немного жидкости.

Периодически предполагалось применение винных спиртов, которые предварительно были очищены. Считалось, что они очень полезны для предотвращения загрязнений. Помимо этого, часто использовалась моча людей. Интересно отметить, что особенно востребованными были испражнения пьяницы. Идеальный вариант – пьющего епископа.

Благодаря увлажнению пыли было меньше, поэтому и удавалось предотвращать нежелательные взрывы. Удавалось получать не рыхлый порошок, а влажную пасту, но ее изначально требовалось просушить. Однако, качество продукции было оптимальным, поэтому приложенные усилия оказывались рациональными.

В результате мастера добавляли жидкость, но при этом это позволило исключить сырость. Такое открытие оказалось парадоксальным. Несмотря на это, есть вполне логичное объяснение: площадь поверхности пороха становилась меньше. Частицы тонкого порошка обладают большой общей площадью, вследствие чего они активно поглощают влагу, которая есть в воздухе. Этот порошок удается просушивать, если его разбрасывать по правильной схеме. Однако, сырая паста идеально подходит для создания гранул различных размеров. Шарики высушивались, отличались твердостью, а при правильном их создании исключался риск отсыревания: площадь поверхности была меньшей. Это позволяло успешно и долго сохранять порох. Самое важное – это предварительно увлажнить порошок, а затем – толочь его.

Такой подход позволял контролировать взрывоопасность и сырость. Однако, появилась другая проблема. Изначально артиллеристы брали с собой пороховые шарики, которые назывались KnoUen. Накануне того, как должен был состояться бой, они перемалывали шарики в порошок. Однако, взрывчатка частично оставалась достаточно крупной. Удалось понять, что взрыв отличается силой и мощностью.

Увеличившаяся бризантность привела к тому, что стрельба из пушки связана с определенными рисками. Артиллеристы хотели решить существующую проблему. Для этого в смесь добавляли меньше селитры, вследствие чего взрывная мощь пороха была меньше. Несмотря на это, взрыва было достаточно для того, чтобы уничтожить имеющийся железный ствол. Помимо этого, зарядная камера могла взорваться, причем при таких обстоятельствах наступила смерть короля Шотландии Якова II.

Несмотря на такие проблемы, пушкари оказались заинтригованными характеристиками пороха, который предлагался под названием «зернений». Новый порошок оказался мощнее серпентина, а разница даже достигала 30%. Однако, другие мастера считали, что у порошка больше силы. Например, для того, чтобы выстрелить ядром, в пушку можно было меньше добавлять зерненого пороха.

В наши дни уже понятно, чем была обусловлена мощность взрыва. Огонь в пороховом заряде распространяется благодаря аэрозоли (воздушная взвесь частиц селитры), вследствие чего частицы постепенно поджигаются, не сразу. Такой процесс возможен, но должно быть расстояние между частицами.

Для растопки желательно использовать щепки вместо опилок, причем порох лучше горит, если он находится в виде гранул, а не порошка. Это уже обусловлено тем, что горящий порох выделяет значительный объем кислорода. Если порох находится в гранулированном состоянии, пламя может легко проникать в смесь, а это приводит к ускорению горения.

Помимо этого, процесс погрузки пороха в пушку оказался более легким и быстрым. Гранулы пороха, которые туго утрамбовываются, никоим образом не прилегали слишком плотно как миниатюрные частицы пороховой смеси. Зерненый порох можно было наилучшим образом расположить в камере орудия, что существенно упрощало работы артиллеристов. Для этого требовалась деревянная пробка, чтобы заряд удавалось удерживать на нужном месте.

В XV столетии мастера начали специально создавать зерненый порох. Скорее всего, они занимались просеиванием компонентов и выбирали зерна больших размеров, поэтому специалисты не занимались созданием слепленных шариков, а с помощью сита могли полноценно продавливать влажную смесь. Размер сита, которое использовалось для проведения подготовки пороховой смеси, во многом определял диаметр зерен. Также учитывали вид используемой пушки, в которую нужно было добавить порох. Размер зерен должен соответствовать габаритам пушки, что во многом определяет эффективность оружия.

Также мастера старались понять, как правильно очищать селитру. Например, есть возможность использовать нитрат калия, а не нитрат кальция. Для этого навоз приходилось разбавлять водой, а для ощелачивания использовали древесную золу с наличием оптимального количества карбоната калия. В навозе есть ионы кальция, причем они могут взаимодействовать по химическим реакциям с карбонат-ионами несгораемых остатков. Таким образом, карбонат кальция не мог растворяться, но появлялся осадок в самом низу. Анионы нитрата освобождались, после чего они соединялись с ионами калия. Затем месиво очищали, используя только натуральные компоненты.

У мастеров удавалось добывать нитрат калия в чистом виде, который идеально подходит для создания качественного пороха. Такие обнаружения происходили постольку поскольку. Для этого потребовались десятилетия. Однако, это позволило создать взрывчатку, которая была эффективной, удобной в применении, безопасной. Гранулированный порох был претерпел некие изменения, но при этом он отличается соответствием установленных стандартов.

В 1494 году артиллерии Карла VIII начали боевые действия на полуострове Италии. Тогда Ванноччо Бирингуччо было всего лишь 14 лет, он был потомком сиенского каменщика, городского смотрителя. Подросток понял, что важно совершенствовать огнестрельное оружие. В тот период огневое ремесло представляло интерес для парней, считалось современным.

Властители были готовы вкладывать много денег в войну, а ремесленники успешно занимались своей деятельностью. Это позволило за 50 лет достичь удивительного успеха в технологии. Бирингуччо также должен был развивать пороховое дело, металлургию и создавать пушки. Специалист действовал разнонаправленно. Он безупречно знал особенности порохового ремесла. Он мог собирать нужные компоненты и очищать их, измельчать порох, следить за выплавкой металла, добывать руду, создавать пушки. Благодаря этому удалось реализовать доставку больших инструментов к полю боя. При осадах Бирингуччо был ответственным за размещение, заряжение, наведение пушек, а затем – за стрельбу. Если же удавалось получить победу, то нужно было организовать праздничный фейерверк. Специалисты ориентировались даже на интуитивное знание, чтобы успешно использовать порох.

Если ориентироваться на теорию, инженерам пришлось действовать наугад. Представления были смутными, знания – недостаточными. Мастера не понимали, почему компоненты приводили к взрыву. При этом Бирингуччо отмечал, что порох – телесная и землистая вещь, которая основана на четырех первоэлементах. Если в часть сухой субстанции вводится пламя с помощью серы, это определяет то, насколько сильным будет предполагаемый взрыв.

Артиллеристы должны были обладать безупречными знаниями и навыками. Мерклин Гаст, оружейник из Франкфурта, в конце XIV столетия мог восстанавливать порох, который был испорчен, до оптимальных характеристик, проводил разделение смеси и очищение селитры, а срок годности достигал 60 лет, он мог стрелять из пушек разных размеров, создавать разные виды оружия. У Бирингуччо также были такие навыки. Он мог волочить проволоку, выполнять чеканку монет, проводить дистилляцию. Такие навыки приводили к тому, что склад у профессионалов был скептическим. Бирингуччо не верил в суеверия, он издевался над лозой, которую алхимики использовали для поиска руды. Мастер мог верить только своим глазам.

Многие оружейники старались защищать секреты того, как они готовят порох и занимаются выпуском пушек. Они организовывали гильдии, проводили экзамены подмастерьев, брали пошлины, распределяли пенсии. Значимые секреты могли передаваться только тем ученикам, которые проявили себя с наилучшей стороны.

Однако, Бирингуччо решил действовать по-другому. Он хорошо разбирался в порохе и обработке металла, поэтому создал книгу, названную De la pirotechnia. Книга была написана на разговорном диалекте, издана на итальянском языке. Публикация состоялась в 1540 году, когда уже не было автора в живых. Однако, произведение оказалось значимым печатным трудом, ведь она была первой посвящена огнестрельным искусствам. В книге есть много данных, которые были известны на тот период времени. Благодаря ее печати удалось расширить знания мастеров, открыть перспективы для развития технологий.

На протяжении 138 лет удалось выпустить 9 изданий. К тому же, книга стала достойным образцом для трактатов в разных прикладных областях, ведь секретности больше не оставалось. Итак, De la pirotechnia – это значимая книга в информационной эре, в которую живут люди. Благодаря ее выпуску и регулярной печати многие мастера смогли улучшить знания относительно пороха, что сыграло значимую роль для последующего достижения успехов.