Ды́мны по́рах ці чо́рны по́рах — гістарычна першае і найболей простае па хімічным складзе кідальнае выбуховае рэчыва (ВР), якое складаецца галоўным чынам з трох кампанентаў: салетры, драўнянага вугалю і серы. Вынайдзены, відаць, у Кітаі ў Сярэднявеччы. На працягу каля 500 гадоў, да сярэдзіны XIX стагоддзі, быў практычна адзіным даступным чалавецтву выбуховым рэчывам. Да 1890-м гадоў аказаўся амаль цалкам выцеснены з ваеннай сферы больш дасканалымі ВР; у прыватнасці, як кідальнае рэчыва саступіў месца розным відам бяздымнага пораху. Тым не менш дымны порах працягвае прымяняцца і ў наш час, хоць сфера яго выкарыстання досыць вузкая. Перш за ўсё ён прымяняецца ў піратэхніцы, радзей — як выбіўны зарад у некаторых відах боепрыпасаў і часам у дыстанцыйных трубках. Ён таксама нярэдка выкарыстоўваецца стралкамі-аматарамі і паляўнічымі пры ручным рыштунку патронаў.
Да выяўных недахопаў дымлівага пораху пры выкарыстанні ў ваеннай справе ставіцца яго вельмі малая магутнасць у параўнанні з бяздымным порахам (не кажучы ўжо о брызантных ВР). Апроч таго, як вынікае з назвы, пры згаранні ён утварае шчыльнае воблака дыму, што дэмаскуе агнявую пазіцыю стралка ці гарматы, якое абцяжарвае агляд мэты і сектары стральбы, а таксама ўскладняе візуальны кантроль вынікаў абстрэлу. Вартасцямі чорнага пораху з’яўляюцца надзвычай працяглы тэрмін захоўвання, у меншай ступені — слабая адчувальнасць да змен тэмпературы паветра, параўнальная бяспека для зброі пры стральбе, прастата і таннасць вытворчасці.
Гісторыя дымнага пораху
Лічыцца ўсталяваным, што порах быў вынайдзены ў Кітаі, дзе ў выглядзе салетра-сера-вугальнай сумесі быў вядомы ўжо каля X стагоддзя. Шырока вядомы твор Ф. Энгельса «Артылерыя», напісаны ім для амерыканскай Новай энцыклапедыі, утрымваў такія радкі:
Спачатку дымлівы порах скарысталі для забаўляльных мэт — пацешных агнёў і падабенства ракет — і толькі пазней як рэчыва, прыдатнае для ваенных мэт. Так, да 1259 года ставіцца апісанне кітайцамі аднаго з першых узораў зброі, што выкарыстала порах, — «дзіды лютага агню». Ад арабаў, якія жылі ў Іспаніі, знаёмства з выпрацаваннем і ўжыткам пораху цягам XIV стагоддзя пашырылася на ўсю Еўропу. У Еўропе, паводле легенды, вынаходнікам пораху лічыцца нямецкі манах Бертольд Шварц, але, мусібыць, порах быў вядомы і да яго. Так, яшчэ англійскі філосаф і даследнік Роджэр Бэкан (каля 1214 — каля 1292) пісаў пра вядомы яму выбуховы салетра-сера-вугальны склад. Звыш пяці стагоддзяў дымны порах быў ва ўсім свеце адзіным кідальным і выбуховым рэчывам, што шырока ўжывалася як у артылерыйскіх гарматах і разрыўных снарадах, гэтак і ў ракетах.
Спачатку порах уяўляў сабою механічную сумесь салетры, вугалю і серы ў выглядзе вельмі дробнага парашку. Згаранне яго было дрэнна прадказальным, дробнадысперсны порах у дадатак быў небяспечны, бо часта прыводзіў да пашкоджання ці разрыву ствалоў. Магутнасць яго таксама пакідала жадаць шмат лепшага. Пытанне павелічэння магутнасці пораху было вырашана, мабыць, выпадкова падчас рашэння іншага задання — зніжэння гіграскапічнасці гэтага рэчыва. Існавалы ў XIV—XV стагоддзі пылаваты порах вельмі хутка падмакаў па прычыне надзвычайнай гіграскапічнасці салетры і вялікага плошчы судотыку парахавых часцінак з паветрам. Гэтыя праблемы былі ў значнай ступені вырашаны ў пачатку XVI стагоддзя, калі порах сталі рабіць грануляваным. Салетра-шэра-вугальны парашок, змешваючы з вадой, ператваралі ў пасту, якую потым сушылі ў выглядзе камякоў і па меры патрэбы размолвалі на зярняты. Гэта не толькі павялічыла бяспеку пораху, але і спрасціла працэс зараджання. Высветлілася таксама, што гранулы выбухаюць амаль удвойчы магутней, чым пылаваты порах такой жа масы. Да таго ж грануляваны порах, у адрозненне ад дробнадысперснага, не патрабаваў для эфектыўнага ўзгарання дадатковай пустой прасторы ў казённай часткі ствала — для гэтага было дастатковае зазораў паміж грануламі. У выніку магутнасць зброі была значна падвышана. Надалей методыка грануляцыі была ўдасканалена, парахавую масу сталі паддаваць прасаванню пры высокім ціску, а пазней няроўныя кавалачкі падвяргаліся паліраванню, што дазваляла атрымаць цвёрдыя бліскучыя гранулы.
Склад і выраб Чорны порах складаецца звычайна з трох кампанентаў: салетры, вугалю і серы. Пры згаранні пораху салетра дае кісларод для спальвання вугалю; сера — цэментуе вугальна-салетравую сумесь. Апроч таго, маючы ніжэйшую тэмпературу ўзгарання, чым вугаль, сера паскарае працэс узгарання пораху.
Звычайна для вырабу пораху бярэцца каліевая салетра (нітрат калія), як менш гіграскапічная ў параўнанні з іншымі салетрамі (прыкладам, натрыевай). Салетра павінна адрознівацца высокай ступенню чысціні — 99,8 %; дамешак натрыевай салетры па савецкім нарматывам 1920-х гадоў дапушчалася не вышэй 0,03 %. Злучэнняў хлора пры разліку на хларыд натрыя дапушчалася таксама не больш за 0,03 %.
Драўняны вугаль для пораху атрымваюць шляхам абпалу (піролізу) несмалістых парод дрэва (алешына і асабліва крушына) з атрыманнем прадукту, які на 80—90 % складаецца з вугляроду; прымяненне смалістай драўніны адмоўна адбіваецца на ўласцівасцях пораху, дый хваёвыя пароды не схільныя да ўтварэння вугалю. Аднак хваёвыя дровы ўжываюць для ініцыяцыі працэсу гарэння з наступным засыпаннем драўніны іншых парод пры гістарычным спосабе вытворчасці драўнянага вугалю. Вынікае адзначыць, што да XIX стагоддзя выпальванне драўнянага вугалю выраблялася ў вугальных ямах, што не дазвалялі атрымваць аднародны па сваіх уласцівасцях прадукт (з прычыны наяўнасці адначасна і недапаленай (не піралізаванай), і перапаленай драўніны (то бок попелу)). І толькі ўкараненне піролізу ў сталёвых рэтортах з вадзяным замкам дазволіла атрымваць гарантавана якасны вугаль, пры гэтым лепшымі гатункамі драўніны для атрымання вугалю лічыліся насуп, граб, дуб для цяжкіх вуглёў і бяроза ў сумесі з асінай для лёгкіх. У залежнасці ад наяўнасці драўніны той ці іншай пароды ў дадзенай мясцовасці і развіцця вытворчасці вугалю фармаваліся нацыянальныя вымогі і асаблівасці вытворчасці чорнага пораху, бо менавіта якасць драўніны і ступень абпалу вугалю ў значнай ступені вызначаюць якасць пораху. Чым ніжэй ступень абпалу вугалю, тым менш хуткасць яго гарэння, што не заўсёды адмоўны фактар. Утрыманне чыстага вугляроду ў вугалі павінна быць не менш 75—80 %; вядома, што пры зніжэнні колькасці вугалю ў пораху хуткасць яго гарэння ўзрастае, але з павелічэннем адсотка вугляроду ў вугалі — змяншаецца. У паляўнічых гатунках чорнага пораху ўтрыманне салетры часам крыху павялічвалі, прыкладам, французскі і нямецкі паляўнічыя порахі ўтрымвалі 78 % салетры, 10 % серы і 12 % вугалю. У «мінных» гатунках (для вытворчасці выбуховых прац), наадварот, утрымвалася больш серы і вугалю; прыкладам, у Расіі ўжывалася сумесь з 66,6 % салетры, 16,7 % серы і 16,7 % вугалю. Порах, што выкарыстоўваўся ў прымітыўных ракетах XIX стагоддзя, даваў больш высокія паказнікі імпульсу пры падвышаным утрыманні салетры. І наадварот, пры зніжэнні колькасці салетры ў пораху гэтыя паказнікі зніжаліся. У цэлым з павелічэннем колькасці салетры ў пораху ўзрастае і хуткасць яго гарэння, але да пэўнай мяжы — не вышэй 80 %.
Што да серы, то для вырабу пораху ўжываецца сера толькі крышталічнай формы з тэмпературай плаўлення 114,5°С. Па памянёных нарматывах у ёй не павінна было ўтрымвацца злучэнняў кальцыя, магнія і рэчываў, што не раствараюцца ў вадзе — пяску, металу, дрэва і да т.п.․
З 1650 года і да цяперашняга часу «класічны» дымны порах з некаторымі адхіленнямі мае наступны склад (па вазе): 75 % каліевай салетры, 15 % вугалю, 10 % серы. Гістарычна склад пораху перажываў змены: {|class="wikitable" |- ! ! Селітра ! Вугаль ! Сера |- | Англія, 1250 | 41,2 | 29,4 | 29,4 |- | Францыя, 1338 | 50 | 25 | 25 |- | Германія, 1595 | 52,2 | 26,1 | 21,7 |- | Францыя, 1650 | 75,6 | 13,6 | 10,8 |- | Англія, 1781 | 75 | 15 | 10
У другой палове XIX стагоддзя і пазней адрозніваліся тры асноўныя віды ваеннага дымнага пораху: чорны, буры і шакаладны, у залежнасці ад ступені абпалу вугалю, што ўваходзіў у склад пораху. Буры порах таксама меў зніжанае да 5 % утрыманне серы; балістычныя паказнікі бурага і шакаладнага пораху заўважна перасягалі такія для звычайнага чорнага. Вядомы дымны порах, што зусім не змяшчаў серы — бязсерны.
Выраб дымнага пораху — працэс чыста механічны, што не ўключае ажыццяўленне хімічных рэакцый. Тэхналагічны працэс вытворчасці дымнага пораху канчаткова сфармаваўся пад канец XIX стагоддзя. Стадыі галоўным чынам сталі наступнымі:
Драбненне кампанентаў (салетры, серы і вугалю) у металічных бочках з жаронамі сферычнай формы; Гатаванне патройнай сумесі шляхам змешвання кампанентаў; Ушчыльненне сумесі і яе прасаванне ў выглядзе «аладкі» (з 1874 года — метадам «гарачага прасавання», пры тэмпературы 100—105 °C); Размолванне атрыманай парахавой «аладкі» на зярняты патрабаванага памеру; Адсяванне пылу, паліраванне зярнят і іх сартаванне; Перамешванне і фасаванне пораху.
Гэты працэс захоўваецца прынцыпова нязменным па цяперашні час, з выняткам ужывальных у прыладах матэрыялаў.
Уласцівасці
Выгляд і фізічныя ўласцівасці Сучасны дымны порах для стралковай зброі ўяўляе сабою парашок з гранул (памер зярнят паляўнічага пораху — галоўным чынам не буйней 1,25 мм), колер якога вагаецца ад сіне-чорнага да шэра-чорнага (адсюль штодзённая назва «чорны порах»). Якасны порах мае цвёрдыя, бліскучыя зярняты, форма якіх звычайна няправільная, вуглаватая, хоць лепшыя гатункі паляўнічага пораху маглі мець круглявую форму зярнят. Дымны порах для стралковай зброі сартуецца па памеры зярнят, прытым драбнейшы лічыцца лепшым, забяспечваючы хутчэйшае згаранне зарада.
Шчыльнасць дымнага пораху можа змяняцца ў межах 1,6—1,93 г/см³. Гравіметрычная шчыльнасць — 0,8—1 кг/л. Артылерыйскі дымны порах, што ўжываўся ў мінулым, меў зярняты значна буйнейшага памеру, што дасягалі некалькіх мм. У сярэдзіне XIX стагоддзя буры і шакаладны порах для найболей магутных гармат стаў вырабляцца з зярнятамі прызматычнай ці кубічнай формы з памерам граняў да 1 см, прытым для надання зярнятам «прагрэсіўнай» формы (забяспечвала пры згаранні плошчу паверхні зерня стала ці такой, што павялічваецца) яны часта былі перфараванымі. Яго прымяненне дазволіла заўважна павялічыць пачатковую хуткасць снарадаў.
Савецкія спецыялісты 1930-х гадоў давалі вычэрпнае апісанне ўласцівасцяў дымнага пораху:
Працэсы пры згаранні дымнага пораху Пры згаранні чорны порах дае густы і шчыльны бела-шызы дым. У мінулым дасведчаны артылерыст мог па колеры і форме дымнага воблака зрабіць высновы пра якасць пораху (чым гушчы дым, тым лепш порах) і яго кідальных магчымасцях, у тым ліку і пра істотныя характарыстыкі гарматы — прыкладны калібр і дальнабойнасць.
Невялікая колькасць пораху пры падпальванні дае выбліск яркага полымя з дымам, але гарэнне вялікай колькасці дымнага пораху пераходзіць у выбух. У сярэднім толькі 40 % яго масы ператвараюцца ў газападобныя рэчывы і бяруць удзел у выкіданні снарада. Астатнія 60 % гэтак і застаюцца цвёрдымі часцінкамі, што ўтвараюць пры стрэле густое воблака дыму і асядаюць у рулі зброі ў выглядзе нагару. Падчас аднаго з доследаў, праведзеных амерыканскімі спецыялістамі, пры згаранні 82 гранаў дымнага пораху ўтварылася 42 граны цвёрдых рэшткаў. Газы, што ўтвараюцца пры згаранні, прыкладна ў 280 разоў перавышаюць па аб’ёме колькасць згарэлага пораху. Тэмпература ўспышкі дымнага пораху — каля 300 °C, што вышэй, чым у многіх брызантных рэчываў. Хімічныя працэсы, якія адбываюцца пры гарэнні чорнага пораху, вельмі складаны, так што рэакцыю яго раскладання ў поўным выглядзе практычна немагчыма прадставіць адной формулай. Тым не менш, вельмі прыблізна яго гарэнне адбываецца ў наступным выглядзе:
Колькасць азота ў парахавых газах дасягае траціну. Апроч таго, утвараецца чадны газ. Цвёрдыя рэшткі, апроч сульфіду калія, — гэта, перадусім, карбанат калія, сульфат калія і чысты вуглярод у выглядзе сажы.