Šta je heksogen: sastav materije, proizvodnja, primena, snaga

Sadržaj:

Šta je heksogen: sastav materije, proizvodnja, primena, snaga
Šta je heksogen: sastav materije, proizvodnja, primena, snaga
Anonim

Šta je RDX? Zbog činjenice da se za ovu tvar u različitim zemljama koriste različiti nazivi, odgovor na ovo pitanje nije tako jednostavan kao što se čini na prvi pogled. TNT RDX je eksploziv u C-4 plastičnoj vrećici za eksploziv. RDX je stabilan u skladištu i smatra se jednim od najenergičnijih i najmoćnijih vojnih eksploziva.

RDX prah
RDX prah

Druga imena i istorija

RDX je također poznat, ali manje uobičajeno, kao ciklonit, RDX (posebno na engleskom, francuskom, njemačkom), T4, a hemijski kao ciklotrimetilentrinitramin. 1930-ih, Kraljevski Arsenal, Woolwich je započeo istraživanje ciklonita za upotrebu protiv njemačkih podmornica, koje su se gradile s debljim trupovima. Cilj je bio razviti eksplozive energičnije od TNT-a. Iz sigurnosnih razloga, Velika Britanija je institut za istraživanje ciklonita nazvala Odjeljenjem za istraživanje eksploziva (R. D. X.). Pojavio se termin RDXu Sjedinjenim Državama 1946. Oni ne znaju šta je heksogen, jer se ova reč za RDX koristi skoro isključivo u ruskom. Prvo javno spominjanje naziva RDX ili R. D. X u Ujedinjenom Kraljevstvu. koristiti službeni naziv pojavio se 1948. godine; njegovi sponzori su bili hemičar, ROF Bridgewater, Hemijsko istraživanje i razvoj, Woolwich i direktor Royal Munitions, Explosives; opet, ova supstanca se jednostavno zvala RDX.

Prijava

Unutrašnji dijelovi bombardera korišteni u Daidusters Raid-u sadržavali su 6.600 funti (3.000 kg) Torpexa. Tallboy i Grand Slam bombe koje je dizajnirao Wallis također su koristile Torpex.

RDX se vjeruje da je korišten na mnogim bombama, uključujući terorističke bombe.

RDX su koristile obje strane u Drugom svjetskom ratu. SAD su proizvodile oko 15.000 tona mjesečno tokom Drugog svjetskog rata, a Njemačka oko 7.000 tona mjesečno. RDX je imao veliku prednost što je imao veću eksplozivnu snagu od TNT-a korišćenog u Prvom svetskom ratu, i nije zahtevao nikakve dodatne sirovine za njegovu proizvodnju.

Grudice RDX-a
Grudice RDX-a

Otvaranje

Hexogen je 1898. godine stvorio Georg Friedrich Henning, koji je dobio njemački patent (patent br. 104280) za njegovu proizvodnju nitrolizom heksamina (heksametilentetramina) sa koncentrovanom dušičnom kiselinom. Ovaj patent spominje ljekovita svojstva supstance; međutim, još tri njemačka patenta koje je Henning primio 1916. opisuje heksogen kaosupstanca pogodna za upotrebu u bezdimnim pogonskim gorivima. Njemačka vojska započela je istraživanje njegove upotrebe 1920. godine, nazivajući ga RDX. Rezultati istraživanja i razvoja nisu objavljeni sve dok Edmund von Hertz, opisan kao austrijski, a kasnije njemački državljanin, nije dobio britanski patent 1921. i patent Sjedinjenih Država 1922. godine. Obje patentne prijave su ispitane u Austriji. Britanske patentne prijave uključivale su proizvodnju RDX eksploziva nitracijom, njegovu upotrebu sa ili bez drugih eksploziva, kao eksplozivno punjenje i kao detonator. Američka patentna prijava je bila za upotrebu šuplje eksplozivne naprave koja sadrži RDX i detonatorske kapice koja sadrži RDX. U 1930-im, Njemačka je razvila poboljšane metode za proizvodnju RDX-a.

Treći Rajh

Tokom Drugog svetskog rata, Nemačka je koristila nazive W S alt, SH S alt, K-metoda, E-metoda i KA-metoda za različite vrste RDX-a. Ova imena su predstavljala identifikatore za programere različitih hemijskih puteva za RDX. W-metod je razvio Wolfram 1934. i dao RDX-u kodno ime "W-Salz". Koristio je sulfaminsku kiselinu, formaldehid i dušičnu kiselinu. SH-Salz (SH sol) je dobiven od Schnurr-a, koji je razvio serijski proces za sintezu heksogena 1937-1938. na bazi heksamin nitrolize. K-metoda iz Kefflera uključivala je dodavanje amonijum nitrata u proces stvaranja eksploziva. Pokazalo se da je E-metoda koju je razvio Ebel identična gore opisanim.metode.

Eksplozivni projektili ispaljeni iz topa MK-108 i raketne bojeve glave R4M, korišćeni u lovcima Luftwaffe kao ofanzivno oružje, koristili su RDX kao svoju eksplozivnu bazu. Čitalac može vidjeti RDX formulu na slici ispod.

RDX molekule
RDX molekule

UK

U Ujedinjenom Kraljevstvu (Velika Britanija), RDX je proizveden od 1933. od strane istraživačkog odjela u pilot postrojenju u Royal Arsenalu u Woolwichu, London, i u većoj pilot fabrici izgrađenoj u RGPF W altham Abbey u blizini Londona 1939. godine. Godine 1939. projektovano je dvokomponentno industrijsko postrojenje da se instalira na novoj lokaciji od 700 jutara (280 ha), ROF Bridgwater, daleko od Londona, a proizvodnja RDX je počela u gradu Bridgwater na jednom mjestu u avgustu 1941.

Fabrika ROF Bridgwater koristila je i amonijak i metanol kao sirovinu: metanol je pretvoren u formaldehid, a dio amonijaka je pretvoren u dušičnu kiselinu, koja je bila koncentrisana u proizvodnji RDX-a. Ostatak amonijaka je reagovao sa formaldehidom da bi se dobio heksamin. Fabriku heksamina izgradila je Imperial Chemical Industries. Uključuje neke karakteristike zasnovane na podacima iz SAD (SAD). RDX je napravljen kontinuiranim dodavanjem heksamina i koncentrovane azotne kiseline u ohlađenu mešavinu heksamina i azotne kiseline u nitratoru. Sastav RDX-a se nije promijenio. RDX je pročišćen i obrađen kako je predviđeno; je takođe restauriran iponovna upotreba metanola i dušične kiseline. Postrojenja za nitraciju heksamina i RDX su duplirana kako bi se osiguralo osiguranje od gubitka proizvoda uslijed požara, eksplozije ili zračnog napada.

Ujedinjeno Kraljevstvo i Britansko Carstvo borili su se bez saveznika protiv nacističke Njemačke do sredine 1941. i morali su biti samodovoljni. U to vrijeme (1941.) Britanija je imala kapacitet za proizvodnju 70 tona (71 t – 160.000 funti) RDX-a sedmično; i Kanada i SAD su smatrane kupcima za zalihe municije i eksploziva, uključujući RDX. Do 1942. godine, godišnja potreba RAF-a procjenjuje se na 52.000 tona (53.000 tona) RDX-a, od kojih je većina dolazila iz Sjeverne Amerike (Kanada i Sjedinjene Države). Model RDX formule je na slici ispod.

Model molekula heksogena
Model molekula heksogena

Kanada

U Kanadi odavno znaju šta je heksogen. U ovoj zemlji je pronađen i korišten još jedan način proizvodnje ovog eksploziva, vjerovatno na odsjeku za hemiju Univerziteta McGill. Ova metoda je zasnovana na reakciji paraformaldehida i amonijum nitrata u anhidridu sirćetne kiseline. Britansku patentnu prijavu podnijeli su Robert W alter Schiessler (Pennsylvania State University) i James Hamilton Ross (McGill, Kanada) u maju 1942.; Patent UK izdat je u decembru 1947. Gilman tvrdi da je isti metod proizvodnje nezavisno otkrio Ebel u Njemačkoj prije Schiesslera i Rossa, ali to nije bilo poznato Saveznicima. Urbansky daje detalje opet proizvodnih metoda, a on ovu metodu naziva (njemačka) E-metoda. Sada postoje ne samo efikasnije metode za njegovu proizvodnju, već su, u stvari, supstance mnogo moćnije od heksogena.

SAD

Početkom 1940-ih, najveći američki proizvođači eksploziva, E. I. Pont de Nemours & Company i Hercules, imali su godine iskustva u proizvodnji trinitrotoluena (TNT) i nisu bili voljni eksperimentirati s novim eksplozivima. Američka vojska je zauzela isti stav i željela je nastaviti koristiti TNT. RDX je testiran od strane Picatinny Arsenala 1929. godine i smatran je preskupim i previše osjetljivim. Mornarica je predložila nastavak upotrebe amonijum pikrata. Nasuprot tome, Odbor za istraživanje nacionalne odbrane (NDRC), koji je posjetio Kraljevski Arsenal, Woolwich, smatrao je da su potrebni novi eksplozivi. James B. Conant, predsjedavajući odjela B, želio je da nastavi istraživanja u ovoj oblasti. Tako je Conant osnovao eksperimentalnu laboratoriju za eksplozive pri Birou za rudarstvo u Briselu, Pensilvanija, koristeći objekte Kancelarije za istraživanje i razvoj (OSRD). Upotreba RDX-a je uglavnom bila vojna.

Eksplozija RDX-a
Eksplozija RDX-a

Godine 1941., britanska misija Tizard posjetila je odjele američke vojske i mornarice, a neke od pruženih informacija uključivale su detalje o Woolwich metodi za proizvodnju RDX-a (RDX) i njegovu stabilizaciju miješanjem sa pčelinjim voskom. Velika Britanija je zatražila da SAD i Kanada zajedno isporuče 220 tona (440.000funti) RDX dnevno. Odluku je donio William P. P. Blandy, načelnik Biroa za municiju, i odlučeno je da se usvoji RDX za upotrebu u minama i torpedima. S obzirom na neposrednu potrebu za RDX-om, američka borbena jedinica je, na Blandyjev zahtjev, izgradila fabriku koja je odmah kopirala opremu i proces koji se koristio u Woolwichu. Rezultat toga je Wabash Ordnance Guard pod E. I. du Pont de Nemours & Company. Tada je u ove radove bila uključena najveća fabrika azotne kiseline na svijetu. Woolwich proces je bio skup; za svaku funtu RDX-a bilo je potrebno 11 funti (5,0 kg) jake azotne kiseline.

Problematična metoda

Početkom 1941. NCRR je proučavao nove procese. Woolwich proces, ili direktna nitracija, ima najmanje dva ozbiljna nedostatka: koristio je velike količine dušične kiseline i otopio najmanje polovinu formaldehida. Jedan mol heksametilentetramina ne može dati više od jednog mola RDX-a. Najmanje tri laboratorije bez prethodnog iskustva s eksplozivom dobile su zadatak da razviju bolje proizvodne metode za RDX; bili su bazirani na javnim univerzitetima u Kornelu, Mičigenu i Pensilvaniji. Werner Emmanuel Bachmann iz Michigana uspješno je razvio "kombinovani proces" kombinovanjem kanadskog procesa sa direktnom nitracijom. Kombinacijski proces zahtijevao je velike količine anhidrida sirćetne kiseline umjesto dušične kiseline u starom britanskom "vulvist" procesu. U idealnom slučaju, kombinovani proces može proizvesti dva mola RDX-a iz svakogmol heksametilentetramin.

Požar nakon eksplozije RDX-a
Požar nakon eksplozije RDX-a

Ogromna proizvodnja RDX-a ne može se i dalje oslanjati na upotrebu prirodnog pčelinjeg voska za desenzibilizaciju. Istraživačka laboratorija Bruceton Explosives razvila je zamjenu za stabilizator na bazi nafte.

Dalja proizvodnja

NERC je naručio tri kompanije za razvoj pilot postrojenja. To su bile: Western Cartridge Company, E. I. du Pont de Nemours & Company i Tennessee Eastman Company, dio Eastman Kodaka. U Eastman Chemical Company (TEC), vodećem proizvođaču sirćetnog anhidrida, Werner Emmanuel Bachmann razvio je kontinuirani proces za stvaranje RDX-a. RDX je bio ključan za vojne operacije i njegov proizvodni proces je u to vrijeme bio presporo. U februaru 1942., TEC je počeo da proizvodi male količine RDX-a u svojoj pilot fabrici, Wexler Bend, što je dovelo do toga da je američka vlada dozvolila TEC-u da dizajnira i izgradi Works of Holston Ordnance Works (HOW) u junu 1942. Do aprila 1943. tamo se proizvodio RDX. Krajem 1944., tvornica Holston i tvornica ubojnih sredstava Wabash, koja je koristila proces Woolwich, proizvodile su 25.000 kratkih tona (23.000 tona - 50 miliona funti) sastava "B" mjesečno..

Alternativni proces

Utvrđeno je da je Bachmannov proces za sintezu RDX efikasniji u smislu protoka od metode korištene u Ujedinjenom Kraljevstvu. Ovo je kasnije dovelo do proizvodnje RDX-a koristeći Bachmannov proces.

Napad sa heksogenom
Napad sa heksogenom

Rezultat

Cilj Ujedinjenog Kraljevstva u Drugom svjetskom ratu bio je korištenje "desenzibiliziranog" RDX-a. U originalnom procesu Woolwich RDX, RDX je bio flegmatiziran pčelinjim voskom, ali je kasnije korišten parafinski vosak na osnovu rada obavljenog u Brucetonu. U slučaju da Velika Britanija nije mogla nabaviti dovoljno RDX-a da zadovolji svoje potrebe, neki od nedostataka u proizvodnim metodama su ispravljeni zamjenom amatola, mješavine amonijum nitrata i TNT-a. Ove informacije će biti korisne svima koji još uvijek ne znaju šta je heksogen.

Preporučuje se: