Взрывчатые вещества и взрывчатые превращения

ВЗРЫВЧАТЫЕ
ВЕЩЕСТВА 
И ВЗРЫВЧАТЫЕ 
ПРЕВРАЩЕНИЯ

Ю.И. КОТАСОНОВ

Рекомендовано Ученым советом ЧВВМУ имени П.С. Нахимова
(протокол № 11/2015-2016 от 24.06.2016)
в качестве учебного пособия по дисциплине 
«Взрывчатые вещества и взрывчатые превращения»
для курсантов ЧВВМУ

Москва
ИНФРА-М
2021

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Черноморское высшее военно-морское
училище имени П.С. Нахимова

УДК 662.1/4(075.8)
ББК 68.8я73
 
К73

Котасонов Ю.И.

К73  
Взрывчатые вещества и взрывчатые превращения : учебное посо
бие / Ю.И. Котасонов. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 142 с. — (Военное образование).

ISBN 978-5-16-015160-1 (print)
ISBN 978-5-16-106057-5 (online)
Учебное пособие предназначено для курсантов, изучающих дисципли
ну «Взрывчатые вещества и взрывчатые превращения». Соответствует 
учебной программе и тематическому плану данной дисциплины. Может 
быть использовано при изучении других дисциплин, связанных с взрывчатыми превращениями в различных боеприпасах.

УДК 662.1/4(075.8)

ББК 68.8я73

А в т о р:

Ю.И. Котасонов, кандидат технических наук, доцент, доцент Чер
номорского высшего военно-морского училища имени П.С. Нахимова

Р е ц е н з е н т:

С.Б. Строганов, доцент

ISBN 978-5-16-015160-1 (print)
ISBN 978-5-16-106057-5 (online)

© Черноморское высшее военно
морское училище имени
П.С. Нахимова, 2021

ВВЕДЕНИЕ

Взрывчатые вещества с момента их изобретения по настоящее 
время являются одним из наиболее эффективных источников 
энергии взрывного типа. Они представляют собой относительно 
неустойчивые в термодинамическом смысле системы, способные 
под влиянием внешних воздействий к быстрому выделению тепловой энергии и образованию сильно нагретых газообразных продуктов взрывчатого превращения. Эти свойства взрывчатых веществ 
позволили применять их как в военном деле, так и в мирных целях.
В военном деле взрывчатые вещества и пороха применяются 
в различного рода огнестрельном оружии, в боеприпасах и подрывных средствах для метательных и разрушительных целей. 
Особую роль играют взрывчатые вещества и пиротехнические 
составы в ядерных боеприпасах: с их помощью эти сложные технические системы переводятся в надкритическое состояние, обеспечивающее создание условий для протекания цепной реакции деления ядерных материалов.
В хозяйственных целях взрывчатые вещества используются 
при ведении строительных и горных работ: для прорытия каналов, 
пробивания шпуров и скважин, выброса грунта, разрушения заторов на реках и т.п.
В данном учебном пособии даны общая характеристика взрывчатых веществ и взрывных процессов, методы расчета параметров 
взрывчатого превращения, элементы теории ударных и детонационных волн, основные сведения об областях применения в различных устройствах военного назначения.
Учебное пособие предназначено для курсантов военно-учебных 
заведений и студентов, изучающих взрывчатые вещества, методы 
расчета параметров их термохимических превращений, возможные 
области применения как в военных, так и в мирных целях.
В результате изучения соответствующих дисциплин курсант 
(студент) должен:
знать
• 
виды взрывчатых превращений, характеристики взрывчатых 
веществ и гидродинамическую теорию детонации;
• 
классификацию и основные свойства взрывчатых веществ, 
область их применения;
• 
характеристики взрывчатых веществ, используемых в боеприпасах;

уметь
• 
проводить расчеты параметров взрывчатых превращений 
взрывчатых веществ;
• 
проводить расчеты параметров ударных волн и детонации;
владеть
• 
методиками исследования и анализа параметров взрывчатого превращения в зависимости от состава взрывчатого вещества.

Глава 1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 
И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

В соответствии с существующими классификациями по стандартизации взрывчатые вещества входят в состав группы веществ, 
объединенных названием «взрывчатые системы» (риc. 1.1).

Взрывчатые
системы

Взрывчатые вещества

Пороха

Пиротехнические составы

Ракетные топлива

Рис. 1.1

Порох — многокомпонентная твердая взрывчатая система, способная к горению закономерно параллельными слоями без расхода 
кислорода извне с выделением значительного количества энергии 
и газообразных продуктов.
Основной вид взрывчатого превращения пороха — горение. 
Основная область применения — метание боеприпасов из ствольных 
систем (орудий, гаубиц, минометов, стрелкового оружия и т.п.).
Пиротехнические составы — многокомпонентные взрывчатые 
системы, включающие окислитель, горючее и др. вещества и предназначенные для выделения при горении световой, тепловой, звуковой энергии.
Основной вид взрывчатого превращения — горение.
Ракетные топлива — многокомпонентные взрывчатые системы, 
предназначенные для создания реактивной тяги на активных 
участках траектории ракет различных классов.
Взрывчатые вещества — взрывчатые системы, способные 
под воздействием незначительных внешних воздействий к химическим превращениям с выделением большого количества энергии 
в ограниченном объеме.

В настоящее время известно большое количество взрывчатых 
веществ, отличающихся как по составу, так и по физико-химическим и взрывчатым свойствам. Поэтому для удобства изучения 
взрывчатых веществ необходима их рациональная классификация 
по различным критериям.
По физическому состоянию взрывчатые вещества могут быть:
— твердые (монолитные или сыпучие);
— пластичные;
— жидкие;
— газообразные.
По составу взрывчатые вещества можно разделить на две основные группы:
— химические соединения;
— механические смеси.
Химические соединения (индивидуальные взрывчатые вещества) 
состоят из молекул, каждая из которых содержит в себе все необходимое для взрывчатого превращения. Большинство веществ этой 
группы представляют собой кислородсодержащие органические соединения, способные к внутримолекулярному окислению, и имеют 
общую химическую формулу CaHbOcNd.
Взрывчатые смеси состоят, по крайней мере, из двух компонентов, химически не связанных друг с другом. Обычно один 
из компонентов смеси — вещество, молекулы которого относительно богатые кислородом, а другой — горючее вещество, молекулы которого совсем не содержат кислород либо содержат его 
в количестве, недостаточном для полного внутримолекулярного 
окисления.
По применению все взрывчатые вещества подразделяются 
на два класса:
— инициирующие взрывчатые вещества;
— бризантные взрывчатые вещества.
Инициирующие взрывчатые вещества применяются для возбуждения в других взрывчатых веществах взрывчатого превращения 
в виде горения или детонации. Они легко взрываются от простых 
видов внешнего воздействия — луча пламени, удара, накола, 
трения, электрического импульса. Основной вид взрывчатого превращения — детонация, и при обычных условиях лишь только в небольших количествах они могут гореть. Инициирующими взрывчатыми веществами снаряжаются главным образом элементы огневой 
цепи взрывателей и взрывательных устройств (капсюли-воспламенители, капсюли-детонаторы и т.п.). Важнейшими представи

телями инициирующих взрывчатых веществ являются гремучая 
ртуть Hg(ONC)2, азид свинца Pb(N3)2, стифнат свинца (ТНРС) 
C6H(NO2)3(O2Pb).H2O, тетразен C2H8ON10.
Бризантные взрывчатые вещества служат для целей дробления 
и разрушения. Простыми видами внешнего воздействия, указанными для инициирующих взрывчатых веществ, нельзя вызвать 
надежную детонацию бризантных. Для этой цели используются, 
как правило, инициирующие взрывчатые вещества. Основной вид 
взрывчатого превращения бризантных взрывчатых веществ — детонация, поэтому они применяются для изготовления разрывных 
зарядов в различных боеприпасах, боевых частях крылатых 
ракет (КР) и зарядных отделениях, а также в других подрывных 
средствах. Бризантные взрывчатые вещества могут представлять 
собой однородные вещества: тротил C6H2(NO2)3CH3, гексоген 
(CH2NNO2)3, тэн C(CH2ONO2)4, тетрил C6H2(NO2)3NCH3NO2 и др. 
и неоднородные вещества, к которым относятся смеси и сплавы веществ. Среди сплавов широко применяются сплавы ТГ (тротил — 
гексоген) 50/50, 40/60 и т.д., пентолиты (тротил — тэн). Среди 
смесей широко известны аммонийно-селитряные взрывчатые вещества, которые содержат аммонийную селитру NH4NO3. Состав 
их весьма разнообразен. Содержание аммонийной селитры колеблется в пределах 40–95%. Примером может служить аммотол 
АТ80/20 (80% аммонийной селитры и 20% тротила).
Основными требованиями, определяющими пригодность взрывчатых веществ к практическому применению, являются:
— достаточное содержание энергии и мощность, обеспечивающие надлежащее инициирующее или бризантное действие;
— определенные пределы чувствительности к внешним воздействиям, обеспечивающие, с одной стороны, безопасность 
при служебном обращении, с другой — легкость возбуждения детонации;
— достаточная стойкость, т.е. способность в течение продолжительного времени сохранять неизменными свои физико-химические и, следовательно, взрывчатые свойства;
— производственно-экономические требования: доступность 
исходных материалов, простота, технологичность, безопасность 
и экономичность производства;
— специальные требования, исходящие из конкретных условий 
использования взрывчатых веществ. Например, взрывчатое вещество должно легко плавиться без разложения и вспышки, если боеприпас снаряжается заливкой.

1.2. ИНИЦИИРУЮЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

1.2.1. Общая характеристика инициирующих 
взрывчатых веществ
Инициирующим взрывчатым веществом называется система, 
способная взрываться под действием незначительного начального 
импульса и возбуждать горение, взрыв или детонацию других 
взрывчатых веществ или порохов.
Инициирующие взрывчатые вещества обладают рядом особенностей, которые отличают их от бризантных взрывчатых веществ. 
Этими особенностями являются:
1. Высокая чувствительность к внешним воздействиям. Инициирующие взрывчатые вещества очень легко воспламеняются 
или детонируют от простых начальных импульсов. Например, гремучая ртуть безотказно взрывается от падения груза массой 0,6 кг 
с высоты 8,5 см, а тротил не взрывается при падении груза массой 
2 кг с высоты 2 м. Следует отметить, что существуют взрывчатые 
вещества, которые очень чувствительны к внешним воздействиям, 
не являясь инициирующими. Например, нитроглицерин — бризант ное взрывчатое вещество — более чувствителен к удару, чем азид 
свинца и тринитрорезорцинат свинца (ТНРС).
2. Большинство инициирующих взрывчатых веществ являются 
эндотермическими соединениями. Всю или часть теплоты взрывчатого превращения этих взрывчатых веществ составляет теплота 
образования. Так, теплота взрыва азида свинца по величине равна 
теплоте образования, т.е. та энергия, которая аккумулировалась 
в молекуле при ее образовании из простых веществ, выделяется 
при взрыве. Более половины теплоты взрыва гремучей ртути и тетразена составляет теплота, ранее затраченная на образование
молекулы из простых веществ.
3. Большое ускорение процесса взрывчатого превращения 
и легкость перехода горения в детонацию.
4. Большое ускорение процесса взрывчатого превращения 
при достаточно высоких параметрах детонационной волны обусловливает способность большинства инициирующих веществ 
возбуждать детонацию в бризантных взрывчатых веществах. Инициирующая способность — наиболее важная особенность инициирующих взрывчатых веществ, которая и предопределила их применение в средствах возбуждения взрыва (капсюлях-детонаторах).
5. По энергетическим и взрывчатым характеристикам инициирующие взрывчатые вещества уступают бризантным. Так, теплота 
взрыва инициирующих взрывчатых веществ находится в пределах 

360–500 ккал/кг, а у бризантных достигают 1000–1600 ккал/кг. 
Скорость детонации большинства инициирующих взрывчатых веществ лежит в диапазоне 5000–5500 м/с, в то время как у бризантных она может достигать 9000 м/с. Температура взрыва у основных 
инициирующих взрывчатых веществ выше, чем у бризантных. Это 
объясняется тем, что они имеет продукты взрыва с низкой теплоемкостью. Высокая температура взрыва инициирующих взрывчатых 
веществ имеет практическое значение, так как при прочих равных 
условиях обеспечивает лучшую воспламеняющую способность.
Основными специальными требованиями к инициирующим 
взрывчатым веществам являются:
— определенные пределы чувствительности к простым начальным импульсам, обеспечивающие безопасность в обращении 
и безотказность в действии;
— высокая инициирующая способность, которая обеспечивает 
безотказное возбуждение взрыва в заряде бризантного взрывчатого 
вещества с применением малых количеств инициирующего взрывчатого вещества;
— хорошие сыпучесть и прессуемость. Инициирующие взрывчатые вещества применяются в средствах инициирования, как правило, в запрессованном виде, а для взятия навесок используют объемный метод. Поэтому для получения высокоплотных и прочных 
изделий инициирующее взрывчатое вещество должно обладать 
хорошей прессуемостью, а при взятии точных навесок объемным 
методом нужно, чтобы вещество имело хорошую сыпучесть.

1.2.2. Гремучая ртуть Hg(ONC)2
Является солью гремучей кислоты HONC.
Плотность монокристаллов — 4300–4400 кг/м3.
Гравиметрическая плотность — 1250–1750 кг/м3.
Физиологическое действие. Гремучая ртуть ядовита, как 
и большинство ртутных соединений. Она имеет сладковатый вкус. 
Предельная допустимая доза 0,1 мг на 1 м3. Ее пыль вызывает раздражение кожи, глаз и слизистой оболочки глотки.
Взрывчато-технические свойства. Гремучая ртуть очень чувствительна почти ко всем видам внешнего импульса.
Чувствительность к удару (масса груза 0,6 кг) составляет:
— верхний предел — 8,5 см;
— нижний предел — 5,5 см.
Чувствительность к трению зависит от качества трущихся поверхностей. Наибольшая чувствительность наблюдается при трении 
между стальными поверхностями. Примесь песка (0,5%) повышает 
чувствительность к трению в 30 раз.

Температура вспышки при времени задержки на одну секунду 
составляет 240°C.
Свободно рассыпанная гремучая ртуть от луча огня вспыхивает, но не обладает инициирующими свойствами. Слегка подпрессованная она может детонировать от луча огня и обладает 
инициирующей способностью. Оптимальная плотность запрессованной гремучей ртути — 3100–3200 кг/м3. Чувствительность 
к лучу огня уменьшается при увлажнении. Так, гремучая ртуть, 
содержащая 10% воды, горит без вспышки, а с 30% воды вообще 
не горит.
Слабо и сильно спрессованная гремучая ртуть обладает пониженной чувствительностью к наколу. Максимальная чувствительность к наколу жалом наблюдается при плотности прессованной 
гремучей ртути 3600–3700 кг/м3.
Гремучая ртуть менее чувствительна к электрическим разрядам, 
чем ТНРС и азид свинца. Минимальная энергия искры, необходимая для воспламенения, составляет около 0,01 Дж.
Гремучая ртуть обладает хорошей инициирующей способностью, которая падает при низких температурах (менее –100°C).
Скорость детонации гремучей ртути при плотности 4200 кг/м3 
равна 5400 м/c.
Теплота взрывчатого превращения — 410 ккал/кг.
Температура взрыва — 4470 К.
Объем продуктов взрыва — 310 л/кг.
Применение. Гремучая ртуть применяется в средствах воспламенения (в ударных составах), в подрывных капсюлях-детонаторах, 
а также может применяться для изготовления детонирующих 
шнуров.

1.2.3. Азид свинца Pb(N3)2
Азид свинца является солью одноосновной азотисто-водородной 
кислоты HN3.
Плотность монокристаллов — 4730 кг/м3.
Гравиметрическая плотность — 800–1000 кг/м3.
Физиологическое действие. Хотя азид свинца и не считается 
особенно токсичным, однако следует избегать вдыхания его пыли, 
так как в этом случае появляется головная боль и расширение кровеносных сосудов. Допустимое содержание азида свинца в воздухе 
0,2 мг/м3.
Взрывчатые свойства. Две модификации азида свинца (α- 
и β-формы), отличающиеся структурой кристаллической решетки,