Химия в бою
ВВЕДЕНИЕ
Год от года все убыстряющимися темпами развивается военное дело. Своим прогрессом оно обязано многим отраслям знаний. Успехи физики, математики, радиоэлектроники позволили совершить поистине революционные преобразования в боевой технике и способах вооруженной борьбы. Может быть, менее заметно участие в этом процессе химии — науки, наделенной волшебными возможностями превращать одни вещества в другие, творить неведомое и недоступное природе. Ее взаимодействие с военным делом порой видят лишь в создании химического оружия, отравляющих веществ. Однако это далеко не так. Роль химической науки значительно глубже и шире, она вполне сопоставима с физикой, механикой, радиотехникой, аэро- и гидродинамикой, без которых не появились бы современные боевые самолеты, ракеты, подводные корабли.
Еще в глубокой древности, выплавляя сталь для мечей и копий, безвестный оружейник практически использовал химические реакции выделения железа из окислов, освобождения металла от излишнего углерода. А порох? Его изобретение ознаменовало наступление новой эпохи— эпохи огнестрельного оружия, стало триумфом химических знаний. Без участия химии, использования ее достижений нельзя себе представить все последующее развитие производства взрывчатых веществ. Значит, разнообразные артиллерийские снаряды, мины, фугасы, торпеды — это и ее детище.
Химия дала горючее самолетам и боевым машинам — сначала как продукты перегонки природной нефти — бензин, керосин, моторное топливо, а потом и искусственное, синтетическое горючее. Своей колоссальной боевой мощью, способностью в считанные минуты преодолевать огромные расстояния до цели современные ракеты обязаны специально созданному для них топливу. И разрабатывала его тоже химия. Велик ее вклад и в развитие подводного флота. Химия заставила участвовать в прогрессе военного дела многие, порой редко встречающиеся в природе элементы. Уран, бериллий, бор, кадмий, гафний применяются в атомных силовых установках, коренным образом изменивших боевые качества подводных кораблей. Использование других элементов — цезия, циркония, теллура — в фотоэлементах открыло возможность «видеть» в темноте, вести бой в ночных условиях.
Наряду с ядерной физикой химия послужила научной основой для создания самого мощного средства поражения — атомного и термоядерного оружия. Данные химии используются и для эффективной защиты от подобных боевых средств.
Новые своеобразные пути участия химической науки в прогрессе военного дела открылись в середине нашего века. В это время получила бурное развитие химия полимеров, способная создавать вещества с заданными свойствами. Такие вещества, легкие и прочные, не подвергающиеся коррозии, позволяют в невиданно короткие сроки возводить полевые и защитные сооружения, строить дороги, взлетно-посадочные полосы для самолетов и вертолетов. Полимерные материалы изменяют облик военной техники. С их помощью конструкторы пытаются решать проблемы повышения прочности деталей самолетов, подводных лодок, наземных боевых машин. Созданы даже образцы пластмассовой брони.
Все это говорит о том, что без знакомства со всем многообразием воздействия химии на военное дело нельзя отчетливо представить себе особенности научно-технической революции, происшедшей в нем, предвидеть перспективу дальнейшего прогресса боевой техники и вооружения. Помочь в этом воинам и молодежи призвана данная книга. В основу ее легли написанные по материалам зарубежной печати статьи, публиковавшиеся в газете «Красная звезда».
Тема «Химия и военное дело» велика и обширна. Авторы книги не стремились исчерпать ее. Свою цель они видели в том, чтобы в популярной форме познакомить читателя с некоторыми основными военно-химическими проблемами, активизировать знания по химии, полученные в средней школе, разбудить интерес к специальной литературе, где подобные вопросы рассматриваются глубоко и основательно.
Обогащение естественнонаучными знаниями, в том числе и химическими, играет важную роль в обучении и воспитании советских воинов. Эти знания служат фундаментом диалектико-материалистического мировоззрения, на них основывается изучение многих образцов боевой техники, тактических приемов и действий.
Советский Союз активно выступает за запрещение химического оружия, за прекращение всех работ, связанных с разработкой химических веществ для военных целей. США интенсивно работают в области создания химического оружия и других средств массового поражения. В таких условиях советские воины делают все, чтобы обеспечить защиту Родины в случае применения империалистами оружия массового поражения. Расширение научного кругозора поможет воинам лучше уяснить свое место в строю вооруженных защитников Родины, умело решать задачи, связанные с дальнейшим укреплением обороноспособности нашего социалистического государства.
ЗА СТРОКОЙ ТАБЛИЦЫ МЕНДЕЛЕЕВА
Сто лет назад, в 1869 году, Д. И. Менделеев открыл основной закон химии, получивший название периодического закона: свойства химических элементов зависят от их атомного веса и периодически повторяются через определенные, правильные промежутки. На основании этого закона великий ученый построил систему (таблицу), объединившую в единое целое имеющиеся в природе элементы. И не только те, что были известны тогда науке. Д. И. Менделеев указал в своей периодической таблице места нескольких химических элементов, которые были открыты лишь впоследствии. Периодический закон, таким образом, стал орудием предвидения в науке. Ему обязаны своими успехами современная химия, ядерная физика и атомная энергетика,
Периодическая таблица Менделеева подробно повествует о свойствах химических элементов, их взаимосвязи— в этом ее назначение. Но может она рассказать и кое-что «сверх программы». Например, о последовательных этапах научно-технического прогресса. Ведь еще с начала нашего века лишь небольшая часть элементов, объединенных периодической системой, находила себе полезное применение. А сейчас «работают» почти все. И на каждом новом этапе развития техники, военного дела, когда предъявлялись новые требования к материалам, химики, физики, опираясь на данные о строении вещества, должны были исследовать все новые элементы периодической таблицы и их соединения, чтобы выполнить очередной «заказ».
В начале нашего века запросы техники удовлетворялись железом, сплавами на его основе, а также медью и некоторыми другими металлами. «Железные» сплавы и сейчас не утратили своей ведущей роли. Их потребление из года в год увеличивается, и до последнего времени мировое производство стали в пять раз превосходит производство всех остальных металлов, вместе взятых. Однако развитие науки и техники требовало материалов с новыми, иными, чем у стали, качествами. Так, авиации нужен был столь же прочный, но куда более легкий металл, чем сталь. Этим качествам отвечал алюминий (порядковый номер в таблице Менделеева — 13) и его сплавы.
Плотность алюминия 2,7 г/см3, он примерно в три раза легче железа и меди. Алюминий обладает также высокой коррозионной стойкостью к воде. Правда, чистый алюминий имеет небольшую прочность — 6–8 кг/мм2, поэтому в авиации применяются сплавы алюминия с другими металлами: медью, магнием, кремнием, цинком, марганцем, железом. Термически обработанные соответствующим образом, эти сплавы имеют прочность, сравнимую с прочностью среднелегированной стали, и применяются в качестве конструкционных материалов в авиа- и ракетостроении. Сплав алюминия с цинком, магнием и медью, например, имеет высокую прочность—70–80 кг/мм2. Он широко применяется во всем мире на военных и пассажирских самолетах — в основном для той зоны конструкции, где повторные нагрузки практически не опасны. Для обшивки самолетов, которая работает в условиях вибраций и многократных переменных нагрузок, применяется другой алюминиевый сплав: алюминий — медь — магний — кремний.
Часто лопасти винтов вертолетов изготовляют из сплава алюминия с магнием и кремнием. Он может работать в условиях вибрационных нагрузок и обладает очень высокой коррозионной стойкостью.