Порох. От алхимии до артиллерии: История вещества, которое изменило мир - [22]

В какой-то момент, вероятно, еще до конца XV века, пороховых дел мастера начали испытывать новый способ перетирания пороха — именно благодаря этому уже в следующем столетии удалось устранить и угрозу взрыва, и опасность отсыревания. А заодно чрезвычайно увеличить взрывную силу и практичность порошка. Чтобы уменьшить опасность взрыва, мастера стали добавлять в ступу небольшое количество жидкости. Иногда использовались очищенные винные спирты, которые, как полагали, способны вытягивать загрязнения. В почете была также человеческая моча, особенно моча пьяницы, а лучше всего — пьющего епископа. В результате увлажнения пыли стало меньше — значит, уменьшился риск случайного взрыва. Вместо рыхлого порошка получалась влажная паста, которую, правда, еще нужно было просушить, но конечный продукт вполне стоил дополнительных усилий.

Таким образом, добавляя жидкость, ремесленники неожиданно смогли победить сырость. Парадоксальное открытие объяснялось уменьшением площади поверхности пороха. Частицы тонкого порошка имеют огромную общую площадь поверхности и поглощают большое количество влаги из воздуха. Такой порошок приходится разбрасывать для просушки. Но из сырой пасты изготовители просто лепили гранулы. Они могли быть любого размера — от мелкой гальки до колобков размером с краюху хлеба. Сразу же как следует высушенные, эти твердые шарики были гораздо меньше подвержены отсыреванию — ведь меньше была и площадь их поверхности. В результате такой порох сохранялся гораздо лучше. Эта простая идея — увлажнять порошок перед тем, как его толочь, — помогла справиться с двумя ключевыми проблемами — взрывоопасностью и сыростью. Зато возникла новая сложность. Поначалу артиллеристы брали с собой в поход эти шарики пороха, получившие немецкое название Knollen — «комки», «лепешки», — а непосредственно перед боем снова мололи их в порошок. При этом некоторое количество взрывчатки неизбежно оставалось в более крупных крошках. Выяснилось, что они взрываются с гораздо большей силой. Увеличившаяся бризантность, как стали называть это явление, сделала стрельбу из пушки еще более опасным делом. Артиллеристы пытались выйти из положения, уменьшая пропорцию селитры в исходной смеси и таким образом ослабляя взрывную силу пороха. Но взрыв по-прежнему мог легко разорвать сварной железный ствол, а то и вовсе разнести его в куски. Зарядная камера тоже могла взлететь на воздух — именно при таком несчастном случае погиб шотландский король Яков II.

Однако пушкари были заинтригованы свойствами нового пороха, получившего название «зерненый». Считалось, что новый порошок на 30 процентов мощнее серпентина, некоторые даже думали, что он сильнее в два или три раза. Чтобы выстрелить 47-фунтовым ядром, пушке требовалось 34 фунта пороховой мякоти, но только 18 фунтов зерненого пороха.

Сегодня нам совершенно ясно, почему дробленые «лепешки» давали более мощный взрыв. Для распространения огня внутри порохового заряда необходима аэрозоль — воздушная взвесь капель расплавленной селитры: она поджигает частицы заряда одну за другой. Чтобы это происходило, необходимо свободное пространство между частицами. Как для растопки лучше подходят щепки, а не опилки, точно так же и порох лучше горит в гранулированном, а не в порошкообразном виде. И дело тут не в лучшем доступе воздуха — порох при горении выделяет достаточно собственного кислорода, — а в том, что в гранулированном веществе пламени легче проникнуть в глубину смеси, что гарантирует стремительное горение.

Кроме того, новый порох было гораздо легче загружать в пушку. Даже туго утрамбованные гранулы никогда не прилегали друг к другу так же плотно, как крошечные частицы пороховой мякоти. В сущности, зерненый порох сам обеспечивал необходимое свободное пространство в камере, и артиллеристам больше не приходилось беспокоиться об этом. Не нужна была теперь и деревянная пробка: чтобы удержать заряд на месте, достаточно было тряпичного пыжа.

Мастера XV века начали изготавливать гранулы — зерненый порох — специально. Вероятно, сначала они просеивали раздробленные «лепешки», отбирая самые крупные зерна, а со временем перестали лепить шарики и просто продавливали влажную пудру через сито. Размер отверстий сита определял диаметр зерен и варьировался в зависимости от типа пушки, в которой предстояло использовать порох. Оказалось, что крупные зерна лучше подходят для больших пушек, более мелкие — для орудий меньшего калибра.

Параллельно мастера учились очищать селитру, заменяя нитрат кальция на нитрат калия. Для этого жидко разбавленный водой навоз ощелачивали древесной золой, богатой карбонатом калия. Ионы кальция, содержащиеся в навозе, вступали в реакцию с карбонат-ионами золы, в результате нерастворимый карбонат кальция осаждался на дне, а освободившиеся нитрат-анионы могли теперь соединиться с ионами калия. Потом месиво очищали при помощи бычьей крови, квасцов и ломтей репы. Так, опираясь на народную мудрость и грубый эксперимент, ремесленники получали чистый нитрат калия, необходимый для изготовления долговечного и надежного пороха.