С-4 | |
---|---|
Тип | Химическое взрывчатое вещество большой мощности |
Место происхождения | Соединенные Штаты |
История обслуживания | |
Используется | Соединенные Штаты |
Войны | Война во Вьетнаме Война с террором 2022 Российское вторжение в Украину |
История производства | |
Разработано | 1956 |
Произведено | 1956–настоящее время |
Варианты | ПЕ-4, М112 |
Технические характеристики (М112) | |
Масса | 1,25 фунта (0,57 кг) [1] |
Длина | 11 дюймов (28 см) [1] |
Ширина | 2 дюйма (5,1 см) [1] |
Высота | 1,5 дюйма (3,8 см) [1] |
Заполнение | Гексоген |
Вес наполнения | 91% |
Механизм детонации | Детонирующий шнур на основе ТЭНа |
Мощность взрыва | Высокий |
C-4 или состав C-4 — это распространенная разновидность семейства пластичных взрывчатых веществ , известных как состав C , в котором в качестве взрывчатого вещества используется гексоген . C-4 состоит из взрывчатых веществ, связующего пластика, пластификатора, делающего его пластичным, и обычно маркера или одорирующего меточного химиката. C-4 имеет текстуру, похожую на глину для лепки , и может быть отлит в любую желаемую форму. C-4 относительно нечувствителен и может быть взорван только ударной волной от детонатора или капсюля-детонатора.
Аналогичное британское пластичное взрывчатое вещество, также на основе гексогена , но с пластификатором, отличным от того, который используется в составе C-4, известно как PE-4 (пластиковое взрывчатое вещество № 4).
C-4 является членом семейства химических взрывчатых веществ Composition C. Варианты имеют разные пропорции и пластификаторы и включают в себя композиции C-2, C-3 и C-4. [3] Оригинальный материал на основе гексогена был разработан британцами во время Второй мировой войны и переработан как Composition C, когда был представлен американским военным. Он был заменен Composition C-2 около 1943 года и позже переработан около 1944 года как Composition C-3. Токсичность C-3 была снижена, концентрация гексогена была увеличена, что повысило его безопасность при использовании и хранении. Исследования по замене C-3 были начаты до 1950 года, но новый материал, C-4, не начал пилотное производство до 1956 года. [4] : 125 C-4 был подан на патент как «Твердое ракетное топливо и процесс его приготовления» 31 марта 1958 года компанией Phillips Petroleum Company . [5]
Состав C-4, используемый Вооруженными силами США, содержит 91% RDX («Research Department Explosive», взрывчатый нитроамин ), связанный смесью 5,3% диоктилсебацината (DOS) или диоктиладипата (DOA) в качестве пластификатора (для повышения пластичности взрывчатого вещества), загущенный 2,1% полиизобутилена (PIB, синтетический каучук ) в качестве связующего и 1,6% минерального масла , часто называемого «технологическим маслом». Вместо «технологического масла» при производстве C-4 для гражданского использования используется маловязкое моторное масло . [6]
Британский PE4 состоит из 88,0% RDX, 1,0% пентаэритритдиолеата и 11,0% литиевой смазки DG-29 (соответствует 2,2% стеарата лития и 8,8% минерального масла BP ) в качестве связующего; метка (2,3-диметил-2,3-динитробутан, DMDNB ) добавляется в количестве не менее 0,10% веса пластического взрывчатого вещества, обычно в количестве 1,0% массы. Более новый PE7 состоит из 88,0% RDX, 1,0% метки DMDNB и 11,0% связующего, состоящего из низкомолекулярного полибутадиена с концевыми гидроксильными группами , а также антиоксиданта и агента, предотвращающего затвердевание связующего при длительном хранении. PE8 состоит из 86,5% RDX, 1,0% маркера DMDNB и 12,5% связующего вещества, состоящего из ди(2-этилгексил)себацината, загущенного полиизобутиленом с высокой молекулярной массой.
Технические данные по составу C-4, предоставленные Министерством армии, приведены ниже. [7]
Теоретическая максимальная плотность смеси, грамм на кубический сантиметр | 1.75 |
Номинальная плотность , грамм на кубический сантиметр | 1.72658 |
Теплота образования , калорий на грамм | −32,9 до −33,33 |
Максимальная теплота детонации с жидкой водой, килокалорий на грамм | 1,59 (6,7 МДж/кг) |
Максимальная теплота детонации с газообразной водой, килокалорий на грамм | 1,40 (5,9 МДж/кг) |
Остается пластичным, без выделения жидкости, по Цельсию | от −57 до +77 |
Давление детонации при плотности 1,58 грамма на кубический сантиметр, килобар | 257 |
C-4 производится путем объединения вышеуказанных ингредиентов со связующими веществами, растворенными в растворителе . После смешивания ингредиентов растворитель извлекается путем сушки и фильтрации. Конечный материал представляет собой твердое вещество грязно-белого или светло-коричневого цвета, с текстурой, похожей на замазку, похожей на глину для лепки, и отчетливым запахом моторного масла. [7] [8] [9] В зависимости от предполагаемого использования и производителя, существуют различия в составе C-4. Например, в техническом руководстве армии США 1990 года указано, что состав класса IV C-4 состоит из 89,9 ± 1% гексогена, 10 ± 1% полиизобутилена и 0,2 ± 0,02% красителя, который сам состоит из 90% хромата свинца и 10% ламповой сажи . [7] Классы гексогена A, B, E и H подходят для использования в C-4. Классы измеряются путем грануляции. [10]
Производственный процесс для состава C-4 определяет, что влажный гексоген и пластиковое связующее добавляются в смесительный котел из нержавеющей стали. Это называется процессом нанесения покрытия водной суспензией. [11] Котел переворачивается для получения однородной смеси. Эта смесь влажная и должна быть высушена после переноса на поддоны для сушки. Для устранения избыточной влаги рекомендуется сушка принудительным воздухом в течение 16 часов при температуре от 50 °C до 60 °C. [7] : 198
C-4, произведенный для использования в армии США, коммерческий C-4 (также произведенный в США) и PE-4 из Великобритании, каждый из них имеет свои собственные уникальные свойства и не является идентичным. Аналитические методы масс- спектрометрии вторичных ионов по времени пролета и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии продемонстрировали способность различать конечные различия в различных источниках C-4. Химические, морфологические структурные различия и вариации атомных концентраций поддаются обнаружению и определению. [12]
C-4 очень стабилен и нечувствителен к большинству физических ударов. C-4 нельзя взорвать выстрелом или падением на твердую поверхность. Он не взрывается при поджоге или воздействии микроволн . [13] Детонация может быть инициирована только ударной волной , например, при выстреле вставленного в него детонатора. [8] При детонации C-4 быстро разлагается с выделением азота, воды и оксидов углерода, а также других газов. [8] Детонация происходит со взрывной скоростью 8092 м/с (26550 футов/с). [14]
Главным преимуществом C-4 является то, что его можно легко формовать в любую желаемую форму, чтобы изменить направление полученного взрыва. [8] [15] C-4 обладает высокой режущей способностью. Например, для полного разрезания двутавровой балки глубиной 36 см (14 дюймов) требуется от 680 до 910 г (от 1,50 до 2,01 фунта) C-4 при правильном нанесении в тонких листах. [16]
Военный класс C-4 обычно упаковывается как подрывной блок M112. Подрывной заряд M112 представляет собой прямоугольный блок состава C-4 размером примерно 2 на 1,5 дюйма (51 мм × 38 мм) и длиной 11 дюймов (280 мм), весом 1,25 фунта (570 г). [1] [17] M112 упакован в контейнер из майларовой пленки иногда оливкового цвета с чувствительной к давлению клейкой лентой на одной поверхности. [18] [19]
Подрывные блоки M112 C-4 обычно производятся в «подрывной зарядной сборке» M183 [17] , которая состоит из 16 подрывных зарядов M112 и четырех запальных сборок, упакованных в военный кейс для переноски M85. M183 используется для прорыва препятствий или сноса больших сооружений, где требуются более крупные ранцевые заряды . Каждая запальная сборка включает в себя детонирующий шнур длиной пять или двадцать футов (1,5 или 6,1 м), собранный с зажимами для детонирующего шнура и закрытый на каждом конце усилителем. Когда заряд детонирует, взрывчатое вещество преобразуется в сжатый газ. Газ оказывает давление в форме ударной волны, которая разрушает цель, разрезая, проламывая или образуя кратеры. [1]
Другие формы включают в себя заряд для разминирования и мину M18A1 Claymore . [11]
Состав C-4 присутствует в паспорте безопасности опасных компонентов армии США под номером 00077. [20] : 323 испытания на удар, проведенные военными США, показывают, что состав C-4 менее чувствителен , чем состав C-3, и довольно нечувствителен. Нечувствительность объясняется использованием большого количества связующего в его составе. Была произведена серия выстрелов по флаконам, содержащим C-4, в ходе испытания, называемого «испытанием винтовочной пулей». Только 20% флаконов сгорели, и ни один не взорвался. В то время как C-4 прошел армейские испытания на удар пулей и осколками при температуре окружающей среды, он не прошел испытания на ударную нагрузку, симпатическую детонацию и кумулятивную струю. [11] Были проведены дополнительные испытания, включая «испытание трением маятника», в ходе которого была измерена пятисекундная температура взрыва от 263 °C до 290 °C. Минимальный требуемый инициирующий заряд составляет 0,2 грамма азида свинца или 0,1 грамма тетрила . Результаты испытания на нагрев при 100 °C: потеря 0,13% за первые 48 часов, отсутствие потерь за вторые 48 часов и отсутствие взрывов за 100 часов. Испытание на устойчивость к вакууму при 100 °C дает 0,2 кубических сантиметра газа за 40 часов. Состав C-4 по существу негигроскопичен . [7]
Чувствительность C-4 к ударам связана с размером частиц нитрамина. Чем они мельче, тем лучше они помогают поглощать и подавлять удары. Использование 3-нитротриазол-5-она (NTO) или 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензола (TATB) (доступно в двух размерах частиц (5 мкм, 40 мкм)) в качестве замены RDX также способно улучшить устойчивость к термическому, ударному и ударному/фрикционному воздействию; однако TATB не является экономически эффективным, а NTO сложнее использовать в процессе производства. [11]
Испытание на удар с грузом 2 кг / PA APP (% TNT) | >100 |
Испытание на удар с грузом 2 кг / BM APP (% TNT) | — |
Маятниковый тест на трение, процент взрывов | 0 |
Тест винтовочной пули , процент взрывов | 20 |
Испытание на взрывоопасную температуру , по Цельсию | 263-290 |
Минимальный детонирующий заряд, грамм азида свинца | 0.2 |
Бризантность, измеренная с помощью теста на песок (% ТНТ) | 116 |
Бризантность, измеренная методом вмятины на пластине | 115-130 |
Скорость детонации при плотности | 1.59 |
Скорость детонации метров в секунду | 8000 |
Процент испытания баллистическим маятником | 130 |
C-4 оказывает токсическое воздействие на человека при попадании внутрь. В течение нескольких часов возникают множественные генерализованные припадки, рвота и изменения в умственной деятельности. [21] Наблюдается сильная связь с дисфункцией центральной нервной системы . [22] При попадании внутрь пациенту может быть назначена доза активированного угля для адсорбции некоторых токсинов, а также галоперидол внутримышечно и диазепам внутривенно, чтобы помочь пациенту контролировать припадки, пока они не пройдут. Однако, как известно, прием внутрь небольших количеств C-4 не вызывает никаких долгосрочных нарушений. [23]
Если C-4 помечен меткой , например, DMNB , его можно обнаружить с помощью детектора паров взрывчатых веществ до того, как он будет взорван. [24] Для идентификации C-4 можно использовать различные методы анализа остатков взрывчатых веществ. К ним относятся исследование с помощью оптического микроскопа и сканирующей электронной микроскопии для непрореагировавшего взрывчатого вещества, химические точечные тесты, тонкослойная хроматография , рентгеновская кристаллография и инфракрасная спектроскопия для продуктов химической реакции взрывчатого вещества. Небольшие частицы C-4 можно легко идентифицировать, смешав с кристаллами тимола и несколькими каплями серной кислоты . Смесь станет розовой при добавлении небольшого количества этилового спирта. [25]
RDX имеет высокое двупреломление , а другие компоненты, обычно встречающиеся в C-4, как правило, изотропны ; это позволяет группам судебной экспертизы обнаруживать следовые остатки на кончиках пальцев людей, которые могли недавно контактировать с этим соединением. Однако положительные результаты сильно варьируются, и масса RDX может варьироваться от 1,7 до 130 нг , каждый анализ должен проводиться индивидуально с использованием увеличительного оборудования. Изображения в кросс-поляризованном свете, полученные при микроскопическом анализе отпечатка пальца, анализируются с помощью порогового значения серой шкалы [26] для улучшения контрастности частиц. Затем контраст инвертируется, чтобы показать темные частицы RDX на светлом фоне. Относительные количества и положения частиц RDX были измерены по серии из 50 отпечатков пальцев, оставшихся после одного контактного отпечатка. [27]
Военный и коммерческий C-4 смешивают с различными маслами. Можно различить эти источники, проанализировав это масло с помощью высокотемпературной газовой хроматографии-масс-спектрометрии . Масло и пластификатор должны быть отделены от образца C-4, как правило, с использованием неполярного органического растворителя, такого как пентан, с последующей твердофазной экстракцией пластификатора на силикагеле. Этот метод анализа ограничен производственным разбросом и методами распределения. [6]
Американские солдаты во время войны во Вьетнаме иногда использовали небольшое количество C-4 в качестве топлива для подогрева пайков, так как он будет гореть, если его не взорвать первичным взрывчатым веществом . [8] Однако при сжигании C-4 выделяются ядовитые пары, и солдат предупреждают об опасности получения травм при использовании пластиковой взрывчатки. [28]
Среди полевых войск во Вьетнаме стало общеизвестным, что прием небольшого количества C-4 вызывает « кайф », похожий на эффект от этанола. [23] [21] Другие принимали C-4, обычно получаемый из мины «Клеймор» , чтобы вызвать временное недомогание в надежде на отправку в отпуск по болезни. [29]
Террористические группировки использовали С-4 по всему миру для совершения актов терроризма и мятежа, а также для совершения внутренних и государственных актов терроризма .
13 мая 1985 года полицейское управление Филадельфии сбросило бомбу C-4 на дом организации MOVE [30] , в результате чего погибли одиннадцать человек, в том числе пятеро детей, и был уничтожен 61 дом в двух городских кварталах.
Состав C-4 рекомендуется в традиционной программе подготовки взрывчатых веществ «Аль-Каиды» . [9] В октябре 2000 года группа использовала C-4 для атаки на USS Cole , убив 17 моряков. [31] В 1996 году террористы из Саудовской Аравии «Хезболла» использовали C-4 для подрыва Khobar Towers , жилого комплекса американских военных в Саудовской Аравии . [32] Состав C-4 также использовался в самодельных взрывных устройствах иракскими повстанцами . [ 9]
содержит 90% циклотриметилентринитрамина (RDX)
Взрывчатое вещество состава C4 ядовито и опасно при жевании или проглатывании; при его детонации или горении выделяются ядовитые пары.