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».

История

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^[1][2].

	Теплота взрыва, МДж/кг	Плотность, г/см3	Скорость детонации, м/с	Объём продуктов взрыва, л/кг	Фугасность, мл.	Бризантность, в % от тротила[3]
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^[4] делали её, по сути, первым боевым отравляющим веществом^[5]. 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^[6] 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 ^[7]. 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^[8]. 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^[9] и переход в 1891 году на облегчённые боезаряды ^[10]. Два этих решения сделали эффективной стрельбу русских лишь на коротких дистанциях (до 20 кабельтовых)^[11], 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 ^[12] 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^[13]. 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