Менделеев рассказывал, что вместо этого производство пироксилина на первом казенном – Охтенском – заводе было передано на ответственность приглашенного французского офицера и вмешательства в его указания и требования признавались неуместными. Француз перенес на Охтенский завод всю рецептуру французской заводской кухни целиком, со всеми ее техническими погрешностями, легко обнаруженными русскими химиками. Но всякая попытка видоизменить условия производства вела к недоразумениям с приглашенным французом. Таким образом, все пути к дальнейшему усовершенствованию производства были закрыты.
Менделеев тщательно экономически обосновывал свои предложения. Из записки видно было, что он уже успел убедить владельца Камских химических заводов П. К. Ушкова строить собственные гончарные заводы для производства посуды под серную кислоту. До тех пор и горшки закупались за границей! Он успел также выяснить у Саввы Морозова, почем тот может поставлять со своих текстильных фабрик так называемые «концы» для производства пироксилина, и т. д. и т. п. Словом, в ав-
торе записки легко было узнать уже хорошо известного нам Менделеева – вдумчивого практика-технолога, блистательного экономгеографа, пламенного патриота своей отчизны. Но в жизненно-важном для обороны вопросе о бездымном порохе он должен был выступить еще и как крупнейший химик своего времени, каким он в первую очередь и был.
Дело в том, что бездымный порох, производство которого налаживал на Охтенском заводе заезжий француз, не мог удовлетворить армию не только по качеству изготовления, но и по своему составу. Здесь нужно несколько остановиться на том, что вообще представляет собой бездымный порох.
Если погрузить бумагу в азотную кислоту, оставить ее там на несколько времени, чтобы она пропиталась, и потом промыть большим количеством воды, то получается непромокаемый в воде пергамент, чрезвычайно легко воспламеняющийся. Этот пергамент представляет собой особый вид пороха, названного пироксилином. В обыкновенном черном порохе, который и до сих пор употребляется для охотничьих ружей, крупинки угля и серы смешаны с селитрой. Селитра наполовину состоит из кислорода. В момент вспышки этот твердый концентрированный кислород освобождается, и уголь в нем сгорает. Давление образующихся при этом газов выбрасывает пулю. Однако черный порох сгорает не целиком – мельчайшие твердые частицы несгоревших его остатков разлетаются из ружья при выстреле в виде дыма. Поэтому такой порох называется дымным. При изготовлении пироксилина кислород, находящийся в кислоте, которой обрабатывается клетчатка, присоединяется к молекулам этой горючей основы. Таким образом, каждая частица пироксилина представляет собой готовый заряд. Пироксилин сгорает тоже за счет своего собственного кислорода, причем быстрее черного пороха и почти нацело. Дыма он не дает. Не нужно пояснять, насколько это важно на войне.
Но первые же попытки замены пироксилином дымного пороха, предпринятые в 1846 году, показали, что с изобретением пироксилина задача создания бездымного пороха не решена, а только поставлена. Пироксилин сгорал слишком быстро. Если заряд был слишком плотен, при выстреле мгновенно развивались такие высокие давления, которые иногда разрывали ружье раньше, чем успевала вылететь пуля. Кроме того, молекулы пироксилина, сами по себе, представляли не очень стойкие химические образования. После того как множество пороховых складов в разных странах взорвалось от самовозгорания пироксилина, непригодность его для военных нужд была признана повсеместно.
Судьба пироксилина изменилась совсем незадолго до описываемых событий, когда в 1885 году удалось замедлить вспышку пироксилина в заряде. Главное неудобство пироксилина состояло в его рыхлости: весь его заряд воспламенялся сразу потому, что при поджигании его накаленные газы мгновенно проходили между слоями заряда. Пироксилин удалось уплотнить с помощью простого приема: его сначала растворили в смеси спирта с эфиром, а затем выпрессовали в виде плотной прозрачной плитки. Теперь уже было легко регулировать горение бездымного пороха: толстые плитки горели медленнее, тонкие – быстрее. В дальнейшем в пороховую массу стали добавлять нитроглицерин. Но получить химически однородные студенистые растворы обработанной кислотой клетчатки в нитроглицерине оказалось трудно разрешимой технологической задачей. К тому времени, когда Менделеев взялся за разработку русского бездымного пороха, ни в одной армии мира не было настолько однообразно действующего пороха, чтобы его можно было уверенно и безопасно употреблять для тяжелых, особенно морских, орудий.
Широкое распространение получила легенда о том, что главной заслугой Менделеева в этой области было остроумное разоблачение им секретного состава одного из лучших европейских порохов того времени – французского.
Эта история обычно излагается так:
В результате поездки во Францию Дмитрию Ивановичу и его помощнику проф. Чельцову удалось с величайшим трудом достать несколько иностранных образцов. Но и образцы эти мало устроили исследователей: при самых тщательных анализах не удалось окончательно установить пропорции составных частей. Тогда Дмитрий Иванович нашел остроумный и простой выход. Он обложился статистическими таблицами французского железнодорожного транспорта и учел все те грузы, которые поступали по ветке, ведущей к пороховому заводу французского военного министерства. Откинув явно не идущие к цели, он получил составные элементы бездымного пороха. Оставался уже чисто технический вопрос о пропорциях, способе изготовления и т. д. Дмитрий Иванович нашел нитроклетчатку с содержанием азота в 12,5%, растворимую в спирте с эфиром, и назвал ее «пироколлодием». В высушенном состоянии это и был бездымный порох.
По сравнению с действительностью подобныерассказы выглядят бедно, как и всякая полуправда
Менделееву не нужно было ездить во Францию получать составные элементы бездымного пороха по той простой причине, что он их отлично знал задолго до своей поездки. Чтобы убедиться в этом, достаточно обратиться к первоисточнику, правда, несколько неожиданному: замечательно интересные менделеевские сообщения о его работах по бездымному пороху появились между известиями о плавании русских судов за границей и пожалованием иностранных орденов в № 7 «Морского сборника» за 1895 год. Адмирал Н. М. Чихачев, управлявший морским министерством, разрешил к этому времени опубликовать основные результаты работы по порохам (без описания технологии их изготовления). Менделеев воспользовался этим разрешением и рассказал, как он пришел к своему открытию.
До начала лабораторных работ он проделал исключительно изящное теоретическое исследование вопроса. Он искал исчерпывающее принципиальное решение, да и мог ли иначе подойти к своей задаче Менделеев?!
«Когда был открыт бездымный порох, – писал он, – явилось столь много предложений для удовлетворения народившемуся спросу, что и до сих пор остается открытым вопрос о том, какой бездымный порох предпочесть и не явится ли еще новый, превосходящий современный».
Таким образом Менделеев показывал пример борьбы со «слепой подражательностью», которую бичевал в своей записке военному министру.
Он решал проблему заново.
«Для того, чтобы ответить на эти вопросы, -
продолжал он, – мы разберем состав материалов, возможных для производства бездымного пороха, имея в виду, что они должны: а) сгорая, не оставлять твердого остатка и не давать газов, действующих на металлы (сталь, бронзу), принятые для орудий, б) при хранении не изменяться и не улетучиваться и в) при изготовлении требовать веществ и способов настолько доступных, чтобы производство было возможно в больших массах.
Не многие элементы способны давать газы, не действующие на металлы, и вообще помимо водорода, азота и соединений их между собою с углеродом и кислородом нельзя найти иных веществ, дающих газы и пары, не действующие на стенки орудий при температурах, горение пороха сопровождающих».