Отвлечёмся от грустных новостей и поговорим о мирном применении пороха. А применений таких, местами неявных, мне удалось отыскать на целый пост. Причём под порохом мы будем понимать все пиротехнические составы, которые горят сами, без подвода воздуха.

▍ Концепция пороха как концентрата энергии

«Горит как порох» — говорят, когда что-то очень легко и интенсивно загорается. Порох содержит в себе как топливо, так и окислитель — источник кислорода. Поэтому ему для горения нужно только помочь искрой, а дальше процесс горения вовлекает весь объём пороха. Меняя размер и форму гранул пороха, можно делать процесс горения чуть быстрее или медленнее. Но итог один — порох сгорает и выделяет огромное количество газов и тепла. Эти газы и можно заставить выполнять полезную работу — толкать поршень механизма или разогревать что-то. Так как процесс происходит очень быстро, то получается огромная мощность такого источника.


Для наглядности количества энергии воспользуемся аналогией с распространёнными аккумуляторами 18650. Один элемент 18650 с ёмкостью 2 А*ч запасает электрическую энергию (3,7*2 *3600 = 26640 Дж). При этом масса такого аккумулятора 46 грамм, получаем плотность энергии примерно 0,5 кдж/г.

Один грамм бездымного пороха при сгорании выделяет примерно 3,4 кДж тепла. Так уж сложилось, что удобной формой хранения пороха является патрон. Это стаканчик из металла, в который засыпан порох, и в донце есть капсюль-воспламенитель, активируемый ударом бойка по нему. Если этот стаканчик из металла закупорен без пули, то такой патрон называют холостым. Форма патрона позволяет хранить порох в готовности к работе десятки лет. Монтажный патрон Д4 содержит 0,43г пороха и хранит 1174 Дж энергии. Выходит, энергетически один аккумулятор 18650 2000 мАч эквивалентен примерно 22 монтажным патронам Д4.

Но взятые из сомнительных источников данные усугубляются следующим:

1. Если мы заставим пороховые газы толкать поршень, чтобы превратить энергию сгорания в механическую работу, мы получим тепловую машину с КПД в лучшем случае 30%. Аккумулятор лишён этой проблемы, так как КПД электромоторов более 80%
2. Аккумулятор не способен отдать энергию быстро. Даже если взять качественный аккумулятор и разряжать его в жёстких режимах, то запасённую энергию он отдаст минуты за 4, при этом не всю, безбожно нагреваясь. А патрон спокойно отдаст энергию за 0,001 сек.

Таким образом я подвожу к мысли о том, что порох — весьма компактный и мощный источник энергии.

▍ Пороховой монтажный инструмент

Удар молотком по гвоздю — процесс весьма занятный. Мы сначала накапливаем энергию, взмахивая молотком, а затем за доли секунды наносим удар — передаём энергию гвоздю, который от такой радости заглубляется в материал. Даже взяв кувалду побольше и замахнувшись посильнее, мы вряд ли сможем создать удар мощнее 250 Дж. А уж поддерживать темп 5-10 ударов в минуту на протяжении часа — подавно. А что, если для удара использовать энергию пороха?

Пороховой монтажный инструмент использует энергию пороха для забивания крепежа в стены из бетона, кирпича. Именно для него предназначены монтажные патроны, что на фото с аккумулятором. При спуске боёк бьёт по капсулю патрона, порох воспламеняется, выделяющиеся газы раскрывают гильзу и устремляются в ствол, где толкают поршень, который забивает дюбель в стену.

На фото советский монтажный пистолет ПЦ-84.



Существуют автоматические модели инструмента, с патронами и крепежом на ленте. Монтажник с таким инструментом обладает огромной производительностью, только и успевает делать пыщ-пыщ-пыщ. Но, как и у любой медали, есть обратная сторона. Пороховые газы содержат частички сажи, поэтому пороховой инструмент нуждается в регулярной чистке. Да и стоимость одного «выстрела» получается довольно дорогой.

Также существуют пороховые устройства для оконцевания кабеля — монтажный патрон Д-4 своими газами приводит в действие мини-пресс, который формует и пробивает отверстие на конце алюминиевого кабеля.

▍ Пороховой демонтажный инструмент

Энергию пороховых газов можно применить для привода ножниц, и за доли секунды разрезать массивные металлические изделия. В своё время по интернету вирусились отечественные пиротехнические ножницы НП-4 от save-tool.

Позволяют чикать до 20 мм стальной прут хоть каждые 5 секунд. По сравнению с медленными гидравлическими ножницами — просто какая-то фантастика.


Военные тоже хотят работать быстро, поэтому у них есть пороховые рельсоломы и дыропробиватели.


Они, используя энергию холостого патрона, позволяют быстро торцевать рельс, и делать в нём отверстия. Это очень сильно ускоряет ремонтные работы.

▍ Пороховые двигатели

Если газы, создаваемые при горении пороха, отводить через сопло, создавая струю, то получится простой пороховой ракетный двигатель. Такие двигатели поднимают фейерверки в воздух.


Пороховые двигатели покрупнее помогают взлететь перегруженным самолётам, либо если для разбега очень мало места, например с палубы.

▍ Пороховой огнетушитель

Да, звучит как оксюморон, но существуют огнетушители с пороховым газогенератором. Порох (точнее подобранный под задачи пиротехнический состав) горит внутри устройства и создаёт большое количество газов. Эти газы своим давлением выдавливают огнетушащий состав из огнетушителя.


Решение позволяет не делать сосуд, который постоянно находится под давлением, что благоприятно влияет на стоимость и срок хранения. Но инженеров было не остановить, и советская промышленность родила малыша…


Огромная хлопушка, в которой вместо конфетти огнетушащий порошок. Испытавшие его часто говорят о синяке на ладони от отдачи. Похожая идея заложена в самосрабатывающие огнетушители — в них при превышении температуры пороховые газы разрывают корпус и разбрасывают огнетушащий порошок.

▍ Пороховое надувательство

Один литр бездымного пороха при горении выделяет порядка 1000 л газа. Причём давление, которое могут создать пороховые газы, весьма велико, порядка 300 МПа. Столь полезные характеристики пороха применяются в пороховых генераторах газа для вытеснения балласта на подводных лодках. Обычно для этого используется воздух высокого давления, который заранее закачивается в баллоны хранения компрессорами. Но при аварийной ситуации иметь возможность продуть балласт — просто вопрос жизни и смерти.

▍ Подушки безопасности

Почти в каждом современном автомобиле есть подушка безопасности. При ДТП она надувается пороховыми газами за доли секунды и предотвращает тяжёлые травмы головы от удара об руль. Правда срабатывает она громко и частенько повреждает слух, но лучше быть тугоухим, чем мёртвым.


В пару подушкам безопасности придумали пороховые преднатяжители ремня безопасности. Пороховые газы приводят в действие механизм, который натягивает ремень, убирая зазор от излишней длины ремня, которым пристёгнут пассажир. Так ремень начнёт удерживать тело сразу при ударе в ДТП.

▍ Взрывные заклёпки

Чтобы расклепать заклёпку, нужен доступ с двух сторон детали. Но бывает так, что возможен доступ только с одной стороны, а заклёпку поставить нужно. Сейчас такую потребность перекрывают вытяжные заклёпки. А на заре становления авиации эту проблему решали, создав взрывную заклёпку.



Это алюминиевая заклёпка, внутрь которой поместили немного пороха (как я и сказал в начале статьи, мы в порохи нагло запишем все пиротехнические составы). При нагреве заклёпки состав взрывается и деформирует заклёпку.

▍ Пироболты

В космической технике применяются крепёжные устройства, которые прочно, без люфта соединяют ступени ракет, но при подаче напряжения на запал срабатывает пороховой заряд и крепление рассоединяется. Благодаря им электроника может сбросить отработанную ступень ракеты в точно рассчитанный момент.

▍ Пороховое электричество

Пороховые газы весьма горячие, и их можно заставить двигаться с большой скоростью в магнитном поле. Если в рецептуру пороха добавить присадки для лучшей электропроводности газов, то получится прекрасное рабочее тело для магнитогидродинамических (МГД)-генераторов. Такие изготавливали в СССР для нужд эксперимента по определению электропроводности земли. Так МГД генератор «Сахалин» при массе всего 50 тонн кратковременно развивал электрическую мощность 500 МВт.

▍ Порох для дебета

Для нужд нефтяников разработаны разные пороховые заряды для увеличения дебита скважин, например, пороховые генераторы давления и пороховые акустические генераторы. Процесс называется «газодинамический разрыв пласта» — давлением пороховых газов в породе формируется сеть трещин, которая облегчает выход нефти.

▍ Фальшфейеры

Применяются как источник света при подаче сигналов бедствия. Благодаря добавкам солей металлов, пламя может быть ярко окрашено. В отличие от фонарика на батарейке, может лежать в готовности десяток лет. Да и мало какой фонарик даст яркость в 15000 кандел.


Надеюсь, я что-то пропустил, и узнаю ещё о применении пороха в ваших комментариях.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT 💻