Untuk sebagian besar sejarah, manusia menggunakan semua jenis senjata dingin untuk menghancurkan jenisnya sendiri, mulai dari kapak batu yang sederhana, hingga yang sangat canggih dan sulit untuk membuat alat-alat logam. Sekitar abad XI-XII di Eropa mulai menggunakan senjata, dan dengan demikian manusia menjadi terbiasa dengan bahan peledak yang paling penting - bubuk hitam.
Itu adalah titik balik dalam sejarah militer, meskipun butuh sekitar delapan abad lagi bagi senjata api untuk sepenuhnya mengeluarkan baja tajam dari medan perang. Bersamaan dengan kemajuan meriam dan mortir, bahan peledak berkembang - tidak hanya bubuk mesiu, tetapi juga segala macam komposisi untuk peluru artileri atau ranjau darat. Perkembangan bahan peledak dan peledak baru terus aktif di zaman kita.
Saat ini, puluhan bahan peledak diketahui. Selain kebutuhan militer, bahan peledak secara aktif digunakan dalam penambangan, dalam pembangunan jalan dan terowongan. Namun, sebelum berbicara tentang kelompok utama bahan peledak, perlu untuk menyebutkan secara lebih rinci proses yang terjadi selama ledakan dan untuk memahami prinsip operasi bahan peledak (HE).
Bahan peledak: apa itu?
Bahan peledak adalah kelompok besar senyawa kimia atau campuran yang, di bawah pengaruh faktor-faktor eksternal, mampu bereaksi cepat, mandiri dan tidak terkendali dengan pelepasan energi dalam jumlah besar. Sederhananya, ledakan kimia adalah proses mengubah energi ikatan molekul menjadi energi termal. Biasanya, hasilnya adalah sejumlah besar gas panas, yang melakukan pekerjaan mekanis (menghancurkan, menghancurkan, bergerak, dll.).
Klasifikasi bahan peledak cukup rumit dan membingungkan. Bahan peledak termasuk zat yang terurai tidak hanya dalam proses ledakan (peledakan), tetapi juga pembakaran lambat atau cepat. Kelompok terakhir termasuk bubuk mesiu dan berbagai jenis campuran piroteknik.
Secara umum, konsep "peledakan" dan "deflagrasi" (pembakaran) adalah kunci untuk memahami proses ledakan kimia.
Detonasi adalah penyebaran cepat (supersonik) dari bagian depan kompresi dengan reaksi eksotermik yang menyertainya dalam suatu ledakan. Dalam hal ini, transformasi kimia berlangsung begitu cepat dan sejumlah energi panas dan produk gas seperti itu dilepaskan sehingga gelombang kejut terbentuk dalam zat tersebut. Detonasi adalah proses yang paling cepat, bisa dikatakan, keterlibatan zat seperti longsoran dalam reaksi ledakan kimia.
Deflagrasi, atau pembakaran adalah jenis reaksi kimia redoks, di mana bagian depannya bergerak dalam suatu zat karena perpindahan panas biasa. Reaksi semacam itu sudah diketahui semua orang dan sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.
Sangat aneh bahwa energi yang dilepaskan selama ledakan tidak begitu besar. Misalnya, ketika 1 kg trotil diledakkan, ia dilepaskan beberapa kali lebih sedikit daripada ketika 1 kg batubara dibakar. Namun, dengan ledakan itu terjadi jutaan kali lebih cepat, semua energi dilepaskan hampir secara instan.
Perlu dicatat bahwa kecepatan penyebaran detonasi adalah karakteristik paling penting dari bahan peledak. Semakin tinggi, semakin efektif biaya ledakan.
Untuk memulai proses ledakan kimia, faktor eksternal diperlukan, dapat berupa beberapa jenis:
- mekanik (tusuk, benturan, gesekan);
- kimia (reaksi suatu zat dengan muatan ledak);
- ledakan eksternal (ledakan di sekitar bahan peledak);
- panas (api, panas, percikan).
Perlu dicatat bahwa berbagai jenis bahan peledak memiliki sensitivitas yang berbeda terhadap pengaruh eksternal.
Beberapa dari mereka (misalnya, bubuk hitam) merespon dengan baik terhadap efek termal, tetapi pada saat yang sama mereka secara praktis tidak menanggapi mekanik dan kimia. Dan untuk meledakkan TNT, hanya efek peledakan yang diperlukan. Merkuri yang bergemuruh bereaksi keras terhadap stimulus eksternal, dan ada beberapa bahan peledak yang meledak tanpa pengaruh eksternal sama sekali. Penggunaan praktis dari bahan peledak "peledak" semacam itu tidak mungkin.
Sifat utama bahan peledak
Yang utama adalah:
- suhu produk ledakan;
- panasnya ledakan;
- tingkat ledakan;
- brizantnost;
- ledakan.
Dua poin terakhir harus dibahas secara terpisah. Peledakan bahan peledak - ini adalah kemampuannya untuk menghancurkan lingkungan sekitarnya (batu, logam, kayu). Karakteristik ini sangat tergantung pada keadaan fisik di mana bahan peledak berada (tingkat penggilingan, kepadatan, keseragaman). Brisance tergantung pada kecepatan ledakan bahan peledak - semakin tinggi, semakin baik bahan peledak dapat menghancurkan dan menghancurkan benda-benda di sekitarnya.
Peledakan bahan peledak biasanya digunakan untuk melengkapi peluru artileri, bom, ranjau, torpedo, granat dan amunisi lainnya. Jenis bahan peledak ini kurang sensitif terhadap faktor-faktor eksternal, peledakan eksternal diperlukan untuk melemahkan muatan bahan peledak semacam itu. Tergantung pada kekuatan destruktifnya, bahan peledak dibagi menjadi:
- Peningkatan daya: hexogen, tetryl, oxogen;
- Kekuatan sedang: TNT, melinite, plastid;
- Daya berkurang: bahan peledak berdasarkan amonium nitrat.
Semakin tinggi ledakan bahan peledak, semakin baik ia akan menghancurkan tubuh bom atau proyektil, memberikan fragmen lebih banyak energi dan menciptakan gelombang kejut yang lebih kuat.
Yang tidak kalah penting dari bahan peledak adalah daya ledaknya. Ini adalah karakteristik paling umum dari setiap bahan peledak, ini menunjukkan bagaimana bahan peledak ini atau itu memiliki kemampuan merusak. Ledakan secara langsung tergantung pada jumlah gas yang terbentuk selama ledakan. Perlu dicatat bahwa ledakan tinggi dan ledakan tinggi, sebagai suatu peraturan, tidak berhubungan satu sama lain.
Ledakan tinggi dan peledakan menentukan apa yang kita sebut kekuatan atau kekuatan ledakan. Namun, untuk berbagai keperluan perlu untuk memilih jenis bahan peledak yang sesuai. Brizantnosti sangat penting untuk kerang, tambang dan bom udara, tetapi bahan peledak dengan tingkat ledakan tinggi yang signifikan lebih cocok untuk penambangan. Dalam praktiknya, pemilihan bahan peledak jauh lebih rumit, dan untuk memilih bahan peledak yang tepat, semua karakteristiknya harus diperhitungkan.
Ada metode yang diterima secara umum untuk menentukan kekuatan berbagai bahan peledak. Ini adalah apa yang disebut dengan TNT, ketika kekuatan TNT secara konvensional dianggap sebagai satu kesatuan. Dengan menggunakan metode ini, dapat dihitung bahwa kekuatan 125 g trotil sama dengan 100 g RDX dan 150 g amon.
Karakteristik penting lain dari bahan peledak adalah sensitivitasnya. Hal ini ditentukan oleh probabilitas ledakan bahan peledak ketika terkena faktor tertentu. Keamanan produksi dan penyimpanan bahan peledak tergantung pada parameter ini.
Untuk menunjukkan dengan lebih baik betapa pentingnya karakteristik bahan peledak ini, kita dapat mengatakan bahwa Amerika telah mengembangkan standar khusus (STANAG 4439) untuk sensitivitas bahan peledak. Dan mereka harus melakukannya bukan dari kehidupan yang baik, tetapi setelah serangkaian kecelakaan yang sangat serius: 33 orang tewas selama ledakan di pangkalan angkatan udara Bien-Ho Amerika di Vietnam, sekitar 80 pesawat rusak akibat ledakan kapal induk Forrestal, dan setelah peledakan pesawat pada kapal induk "Oriskani" (1966). Jadi bukan hanya bahan peledak yang kuat yang baik, tetapi meledak pada saat yang tepat - tidak pernah lagi.
Semua bahan peledak modern adalah senyawa kimia atau campuran mekanis. Kelompok pertama meliputi heksogen, trotil, nitrogliserin, asam pikrat. Bahan peledak kimia, sebagai suatu peraturan, diperoleh melalui nitrasi dari berbagai jenis hidrokarbon, yang mengarah pada pengenalan nitrogen dan oksigen ke dalam molekulnya. Untuk kelompok kedua - amonium nitrat. Komposisi bahan peledak jenis ini biasanya meliputi zat yang kaya akan oksigen dan karbon. Untuk meningkatkan suhu ledakan dalam campuran sering ditambahkan bubuk logam: aluminium, berilium, magnesium.
Selain semua sifat di atas, bahan peledak apa pun harus secara kimiawi tahan dan cocok untuk penyimpanan jangka panjang. Pada 80-an abad terakhir, Cina mampu mensintesis bahan peledak yang paling kuat - urea trisiklik. Kekuatannya melebihi trotyl dua puluh kali. Masalahnya adalah bahwa beberapa hari setelah pembuatan, zat tersebut membusuk dan berubah menjadi lendir, tidak cocok untuk penggunaan lebih lanjut.
Klasifikasi bahan peledak
Menurut sifat peledaknya, bahan peledak dibagi menjadi:
- Memulai. Mereka digunakan untuk meledakkan (meledakkan) bahan peledak lainnya. Perbedaan utama bahan peledak dalam kelompok ini adalah sensitivitas tinggi terhadap faktor pemicu dan tingkat ledakan tinggi. Kelompok ini meliputi: merkuri peledak, diazodinitrophenol, trinitrosorcinate timbal, dan lainnya. Sebagai aturan, senyawa ini digunakan dalam primer, tabung penyalaan, kapsul detonator, squibs, self-killer;
- Peledakan bahan peledak. Jenis bahan peledak ini memiliki tingkat brisance yang signifikan dan digunakan sebagai muatan utama bagi sebagian besar amunisi. Bahan peledak yang kuat ini berbeda dalam komposisi kimianya (N-nitramine, nitrat, senyawa nitro lainnya). Terkadang mereka digunakan dalam berbagai macam campuran. Peledakan bahan peledak juga aktif digunakan dalam penambangan, saat meletakkan terowongan, dan melakukan pekerjaan teknik lainnya;
- Melempar bahan peledak. Mereka adalah sumber energi untuk melemparkan proyektil, tambang, peluru, granat, serta untuk pergerakan roket. Bubuk dan berbagai jenis bahan bakar roket termasuk kelas bahan peledak ini;
- Komposisi piroteknik. Digunakan untuk melengkapi amunisi khusus. Ketika terbakar, mereka menghasilkan efek spesifik: menerangi, memberi sinyal, membakar.
Bahan peledak juga dibagi berdasarkan keadaan fisiknya menjadi:
- Cair Misalnya, nitroglikol, nitrogliserin, etil nitrat. Ada juga berbagai campuran cair bahan peledak (panklastite, bahan peledak Sprengel);
- Berbentuk gas;
- Seperti gel. Jika Anda melarutkan nitroselulosa dalam nitrogliserin, Anda mendapatkan apa yang disebut jelly peledak. Ini adalah zat seperti gel yang sangat tidak stabil, tetapi sangat kuat. Ia digunakan oleh para revolusioner-teroris Rusia pada akhir abad XIX;
- Penangguhan. Cukup banyak kelompok bahan peledak, yang saat ini digunakan untuk keperluan industri. Ada berbagai jenis suspensi peledak di mana bahan peledak atau oksidan adalah media cair;
- Bahan peledak emulsi. Jenis bahan peledak yang sangat populer akhir-akhir ini. Sering digunakan dalam pekerjaan konstruksi atau pertambangan;
- Solid. Kelompok bahan peledak yang paling umum. Ini mencakup hampir semua bahan peledak yang digunakan dalam urusan militer. Dapat berupa monolitik (trotil), butiran atau bubuk (heksogen);
- Plastik Kelompok bahan peledak ini memiliki plastisitas. Bahan peledak semacam itu lebih mahal dari biasanya, sehingga jarang digunakan untuk melengkapi amunisi. Perwakilan khas kelompok ini adalah plastid (atau plastid). Ini sering digunakan selama sabotase untuk merusak struktur. Dengan komposisinya, plastid adalah campuran RDX dan setiap plasticizer;
- Elastis.
Beberapa sejarah bahan peledak
Zat peledak pertama, yang ditemukan oleh manusia, adalah bubuk hitam. Diyakini bahwa itu ditemukan di Cina pada awal abad VII Masehi. Namun, bukti yang dapat diandalkan tentang hal ini belum ditemukan. Umumnya di sekitar bubuk dan upaya pertama untuk menggunakannya menciptakan banyak mitos dan kisah-kisah fantastis.
Ada teks-teks Cina kuno yang menggambarkan campuran yang komposisinya mirip dengan bubuk hitam. Mereka digunakan sebagai obat-obatan, serta untuk pertunjukan piroteknik. Selain itu, ada banyak sumber yang mengklaim bahwa pada abad-abad berikutnya, Cina secara aktif menggunakan bubuk mesiu untuk membuat roket, tambang, granat, dan bahkan pelontar api. Benar, ilustrasi jenis tertentu dari senjata api kuno ini meragukan kemungkinan penerapan praktisnya.
Bahkan sebelum bubuk di Eropa mulai menggunakan "api Yunani" - bahan peledak yang mudah terbakar, resep yang, sayangnya, belum mencapai zaman kita. "Api Yunani" adalah campuran yang mudah terbakar, yang tidak hanya tidak padam dengan air, tetapi bahkan menjadi kontak dengannya bahkan lebih mudah terbakar. Peledak ini ditemukan oleh Bizantium, mereka secara aktif menggunakan "api Yunani" baik di darat maupun dalam pertempuran laut, dan menyimpan resepnya dalam rahasia yang paling ketat. Pakar modern percaya bahwa campuran ini termasuk minyak, tar, belerang, dan kapur.
Bubuk mesiu pertama kali muncul di Eropa sekitar pertengahan abad ke-13 dan masih belum diketahui bagaimana itu datang ke benua. Di antara penemu bubuk mesiu Eropa, nama biksu Berthold Schwartz dan ilmuwan Inggris Roger Bacon sering disebutkan, meskipun sejarawan tidak memiliki pendapat umum. Menurut salah satu versi, bubuk mesiu yang ditemukan di Cina, melalui India dan Timur Tengah, datang ke Eropa. Ngomong-ngomong, sudah di abad XIII, orang-orang Eropa tahu tentang mesiu dan bahkan mencoba menggunakan bahan peledak kristal ini untuk tambang dan senjata api primitif.
Selama berabad-abad bubuk mesiu tetap menjadi satu-satunya jenis bahan peledak yang diketahui dan digunakan manusia. Hanya pada pergantian abad XVIII-XIX, berkat perkembangan kimia dan ilmu alam lainnya, pengembangan bahan peledak mencapai ketinggian baru.
Pada akhir abad ke-18, berkat ahli kimia Prancis Lavoisier dan Berthollet, apa yang disebut bubuk klorat muncul. Pada saat yang sama, itu ditemukan "perak peledak", serta asam pikrat, yang di masa depan digunakan untuk melengkapi peluru artileri.
Pada tahun 1799, ahli kimia Inggris Howard menemukan "merkuri berderak," yang masih digunakan pada primer sebagai bahan peledak awal. Pada awal abad ke-19, pyroxylin diperoleh - peledak yang tidak hanya dapat digunakan untuk melengkapi kerang, tetapi juga untuk membuat bubuk tanpa asap dari itu.
Pada tahun 1847, nitrogliserin pertama kali disintesis, tetapi bahan peledak ini terbukti terlalu tidak stabil dan berbahaya untuk produksi dan penyimpanan. Beberapa saat kemudian, masalah ini sebagian diselesaikan oleh Alfred Nobel yang terkenal, yang mengusulkan untuk mencampurkan nitroglycirin dengan tanah liat. Jadi ternyata dinamit. Ini adalah ledakan yang kuat, tetapi sangat sensitif. Selama Perang Dunia Pertama, dinamit mencoba melengkapi proyektil, tetapi ide ini dengan cepat ditinggalkan. Dynamite digunakan dalam penambangan untuk waktu yang lama, tetapi saat ini bahan peledak ini belum diproduksi untuk waktu yang lama.
Pada tahun 1863, para ilmuwan Jerman menemukan TNT, dan pada tahun 1891, produksi industri peledak ini dimulai di Jerman. Pada tahun 1897, ahli kimia Jerman Lentse mensintesis heksogen - salah satu bahan peledak paling kuat dan umum di zaman kita.
Perkembangan bahan peledak dan peledak baru terus berlanjut sepanjang abad yang lalu, dan penelitian ke arah ini berlanjut hari ini.
Pada tahun 1942, ahli kimia Amerika Bachmann menerima bahan peledak baru yang mirip dengan heksogen, tetapi jauh lebih kuat darinya. Bahan peledak baru itu bernama octogen, dalam keefektifannya satu kilogram bahan peledak ini setara dengan empat kilogram TNT.
Pada tahun 60an, perusahaan Amerika EXCOA menawari Pentagon bahan peledak baru berbasis hidrazin, yang diduga 20 kali lebih kuat dari TNT. Namun, ledakan ini memiliki satu kekurangan yang nyata - bau yang sangat buruk dari toilet stasiun yang ditinggalkan. Audit menunjukkan bahwa kekuatan zat baru melebihi TNT hanya 2-3 kali, dan memutuskan untuk tidak menggunakannya. Setelah ini, EXCOA mengusulkan cara lain untuk menggunakan bahan peledak: lakukan parit dengannya.
Zat itu menetes ke tanah, dan kemudian meledak. Dengan demikian, dalam hitungan detik, dimungkinkan untuk mendapatkan parit profil penuh tanpa usaha ekstra. Beberapa set bahan peledak dikirim ke Vietnam untuk pengujian dalam kondisi pertempuran. Akhir dari cerita ini lucu: parit-parit yang diperoleh oleh ledakan memiliki bau yang menjijikkan sehingga para prajurit menolak untuk berada di dalamnya.
Pada akhir 80-an, Amerika mengembangkan bahan peledak baru - CL-20. Menurut beberapa laporan media, kekuatannya hampir dua puluh kali lebih tinggi dari TNT. Namun, karena harganya yang tinggi ($ 1.300 per 1 kg), produksi besar-besaran bahan peledak baru tidak pernah dimulai.
