№9, 2002 г.
№9, 2002 г.
© К.Н. Зеленин, А.Д. Ноздрачев, Е.Л. Поляков
Взрывчатый порошок Нобеля
К.Н. Зеленин, А.Д. Ноздрачев, Е.Л. Поляков
Санкт-Петербургский государственный университетИстория семьи Нобелей теснейшим образом связана с Россией [1, 2]. В Петербурге с 1837 по 1859 г. жил Эммануэль Нобель (1801—1872); здесь с 1842 г. проходили детство и юность его сыновей, в том числе и Альфреда (1833—1896).
Деятельность Нобеля-отца в России состояла главным образом в испытаниях изобретенной им контактной мины; в 1846 г. он основал и возглавил предприятие “Литейные заводы и механические мастерские. Иммануил Нобель и сыновья”. Механический завод стоимостью свыше 600 тыс. руб. был в числе крупнейших в России.
Средства позволили Нобелю привлечь в 1848—1850 гг. в качестве учителя для своих детей выдающегося химика Н.Н. Зинина [3] с кафедры химии Медико-хирургической академии. Именно Зинин сообщил отцу и сыну Альфреду об открытии нитроглицерина, сделанном в 1846 г. итальянским химиком Асканио Собреро. Он же рекомендовал отправить Альфреда за границу в лабораторию известного парижского химика Пелуза, где юноша мог бы научиться работе со взрывчатыми веществами. Альфред провел за границей всего два года (1850—1852), но успел познакомиться с самим Собреро.
Таким образом, по возвращении в Петербург весной 1852 г. он был готов к практической работе с нитроглицерином. Само собой разумеется, что Нобель-отец намеревался вместе с ним осуществить задачу превращения этого взрывчатого вещества в коммерческий продукт для технического и военного использования. Однако их планам помешала начавшаяся Крымская война. Осенью 1853 г. Зинин предложил Военно-инженерному ведомству снаряжать бомбы и гранаты вместо черного пороха нитроглицерином. Зинин готовил его для полигонных испытаний у себя в лаборатории вместе с адъюнктом химии Ю.К. Траппом, будущим крупным фармацевтом.
Здесь же начались и первые опыты: в небольшую медную трубку, диаметром с мизинец, наливали около 2 мл нитроглицерина и помещали ее в большой тигель, наполненный песком и установленный на толстой каменной плите. В результате взрыва нитроглицерина, произведенного с помощью воспламенительной нитки, не только тигель, но и подставка на десяток сантиметров вглубь превратились в мелкий порошок.
Вот что говорил об этих опытах Альфред:
“Профессор Зинин показал это вещество нам с отцом, положив на наковальню и ударив по нему. При этом профессор Зинин высказал уверенность в возможности практического использования нитроглицерина. Да, нитроглицерин открыл Собреро, обнаружив, что это вещество взрывчато. Профессор Зинин и профессор Трапп в Санкт-Петербурге пошли дальше Собреро, выяснив, что нитроглицерин может быть практически использован. Они привлекли к нему внимание моего отца, который тогда, в связи с Крымской войной, фабриковал морские мины для русского правительства”.В ходе исследований Зинин установил температуру воспламенения нитроглицерина и разработал основные правила безопасного обращения с ним.В том, что Нобель присутствовал при опытах, ничего удивительного нет. Важно другое: Альфред был знаком с описанными взрывными эффектами нитроглицерина задолго до их публичной демонстрации, еще даже до встречи с Собреро.
Полигонные испытания нитроглицерина, полученного в лаборатории Зинина, начались в марте 1854 г. и проводились артиллерийским отделением Военно-ученого комитета под руководством В.Ф. Петрушевского.
После окончания Крымской войны, разорения отца и его отъезда в Стокгольм Альфред предпочел остаться в Петербурге, так как наконец-то мог вплотную заняться нитроглицерином: научился получать его в приемлемых количествах, смешивать с черным порохом и поджигать смесь. Его опыты на льду Невы оказались удачными, и удовлетворенный результатами Альфред направляется в Стокгольм к отцу, а оттуда в Париж для поиска кредитов. Нобелю-младшему это вполне удалось. Теперь, располагая средствами, отец и сын смогли в 1862 г. наладить кустарное производство нитроглицерина в Хеленборге под Стокгольмом.
Альфред Нобель в молодости. В 1863 г. Альфред изобретает инжектор-смеситель для азотной кислоты и глицерина (из них производился нитроглицерин), что в принципе и решало проблему безопасного промышленного производства в будущем. Теперь можно было приступать к созданию сети заводов в различных странах. Летом 1863 г. Альфред Нобель предложил русскому правительству изобретенный им новый порох — смесь черного пороха с нитроглицерином.
Военно-инженерное ведомство выделило Нобелю для опытов 48 кг пороха, корпуса мин и деньги (1 тыс. 290 руб.), сообщив, что в настоящее время в России в широком масштабе изучаются физико-химические и взрывные свойства нитроглицерина и методы его воспламенения. Опыты, которые велись в Кронштадте с 1862 г. под научным руководством Петрушевского, были успешными, и в мае 1863 г. он предложил Главному инженерному управлению применить нитроглицерин для увеличения пробивной силы мин *.
* Результатом опытов явилась впоследствии мина с кольцевыми сосудами с нитроглицерином.Все испытания проводил специалист по минно-подрывным средствам капитан М.М.Боресков. Для намеченных опытов требовались сотни килограммов вещества. Начальник Военно-инженерного ведомства генерал Э.Н.Тотлебен поручил решение этой задачи Петрушевскому. В его распоряжение было выделено три офицера (И.Черниловский-Сокол, В.Афанасьев, М.Шах-Назаров) и 42 солдата. Эта команда в течение 40 дней приготовила около 3 т нитроглицерина. Вот как оценило их работу Главное артиллерийское управление:“Несмотря на ту опасность и трудность, с которыми сопряжено изготовление столь большого количества нитроглицерина и притом в короткий срок, полковник Петрушевский блестящим образом исполнил это поручение и тем самым показал Европе первый пример приготовления нитроглицерина в больших количествах способом, приближающимся к фабричному”.Конечно же, производство представляло серьезную опасность: в 1866 г. в Петергофе произошел несчастный случай, когда взорвалось свыше 300 кг этого вещества.Нобели еще раньше на собственном опыте убедились в том, насколько велика опасность работы с нитроглицерином. 3 сентября 1864 г. в Хеленборге прогремел взрыв чудовищной силы — взорвалось около 100 кг нитроглицерина — погибло несколько человек, среди них младший брат Альфреда — Эмиль.
Жители Стокгольма еще долго отсчитывали городскую хронологию по тому, когда происходили те или иные события — до или после этого взрыва. Через две недели после катастрофы Нобеля-отца разбил паралич, и до самой смерти в 1872 г. он был прикован к постели. Его дело возглавил Альфред.
Тем временем полученные в России три тонны нитроглицерина позволили широко развернуть опыты по исследованию его взрывчатых свойств и различных смесей на его основе. Опыты продолжались почти пять лет. В Кронштадте, в частности, в 1862—1863 гг. взрывали 10-килограммовые заряды нитроглицерина. Спустя четыре года, в 1867-м, когда Нобелем был запатентован динамит, выработка его по всей Европе не превышала 11 т.
В докладе Главного инженерного управления военному министру Д.А. Милютину “О вознаграждении полковника Петрушевского” отмечено:
“До 1863 г. нитроглицерин приготовлялся в самых незначительных количествах, по золотникам, в лабораториях, и полковник Петрушевский первый приготовил этот продукт в таком значительном количестве, он первый показал способ мгновенного воспламенения большого количества нитроглицерина и первый применил его для взрывов. Между тем через год после описанных работ Петрушевского (в 1864 г.) шведский подданный А.Нобель взял в государствах Западной Европы привилегии на употребление нитроглицерина для взрывов всякого рода. В следующем 1865 г. потребление этого продукта быстро распространилось в Европе и Америке, его применяли в различных отраслях частной промышленности, и А.Нобель воспользовался теми материальными выгодами, которые были бы в руках полковника Петрушевского, если бы интересы государства не требовали сохранения в тайне применения нитроглицерина” [4].В конце 1866 г. за практическое применение нитроглицерина в гражданских и военных целях Петрушевский получил денежную премию; ему была назначена пожизненная пенсия.На протяжении XIX в., да и в наше время, отечественные авторы, от беллетриста В. Пикуля до ученых-профессионалов, указывают, что Нобель заимствовал свои идеи у Зинина и Петрушевского. В январе 1869 г. в газете “Деятельность” Д.И. Менделеев писал:
“Расточать похвалы нитроглицерину у нас едва ли нужно. Десять лет тому назад он уже приготовлялся у нас для взрыва мин, его свойства изучены были нашими химиками, едва ли не ранее, чем где-либо. В настоящее время в Европе уже стали видеть те недостатки нитроглицерина, которые были известны у нас давно”.Такова была позиция российской общественности. В то же время западные авторы, как правило, игнорируют вклад русских ученых в развитие этого научного направления.По наблюдениям же самого Альфреда, “возможно нагреть довольно быстро несколько грамм этого вещества, что мне и удалось уже сделать несколько времени тому назад. Но вскоре практика привела меня к тому, что показала теория, а именно, — что невозможно в одну секунду нагреть жидкость в количестве от 4 до 5 фунтов до 170°”.
Следовательно, должно быть иное решение проблемы. Нужно не нагревать нитроглицерин, а использовать его способность к детонации. Это соображение привело А. Нобеля к созданию детонатора. Вот как он сам описывал первый успех:
“Впервые я поставил свой удачный опыт с нитроглицерином в 1862 году. Это случилось возле канала (или сточной канавы), который вытекал с территории механического завода, принадлежавшего моему брату Людвигу. При опыте присутствовали оба моих брата. В одну пробирку, поменьше, я поместил немного нитроглицерина и очень осторожно закупорил ее. Эту пробирку я поместил в другую, побольше, она была заполнена порохом и в ней находился запал. Закупорив и ее, я зажег запал и бросил все это в воду. Мощнейшее сотрясение почвы и фонтан воды, вызванные взрывом, как нельзя лучше показали, что нитроглицерин эффективен не меньше, чем черный порох”.В 1863 г. Альфред Нобель изобрел устройство, состоящее из деревянного запала, вставленного в большой заряд нитроглицерина, который находился в металлическом контейнере; взрыв небольшого заряда черного пороха в запале служил детонатором для мощного заряда жидкого нитроглицерина. По сути это было развитием идеи отца, который использовал сходный принцип в конструкции детонатора своей пороховой мины ударного действия. Изобретение детонатора было большим достижением. В 1865 г. Альфред его улучшил и назвал запалом. Он представлял собой маленькую металлическую емкость, содержащую заряд гремучей ртути, который можно было взорвать в результате удара или нагревания. Так появился на свет всем известный капсюль.Обратимся теперь к истории возникновения динамита. Все знают, что в результате поиска удобных в работе смесей на основе нитроглицерина Альфред использовал безопасную комбинацию нитроглицерина с кизельгуром *, назвав ее динамитом. Конечно же, в этом случае следовало немедленно оформить и правовую сторону дела. В 1867 г. он патентует динамит (или безопасный взрывчатый порошок Нобеля) в Англии, а затем в Швеции, России, Германии и других странах.
* Рыхлая кремнистая осадочная горная порода из панцирей диатомовых водорослей.В 1868 г. Главное инженерное управление поручило Петрушевскому заняться приготовлением магнезиального динамита. Им были построены и запущены аппараты для непрерывного получения нитроглицерина, а затем обращения его в порошок. В Кронштадте был собран достаточный запас этого магнезиального динамита.Результаты исследований позволили Петрушевскому использовать нитроглицерин для взрывных работ. Следует отметить, что до сих пор для подобных нужд было доступно единственное взрывчатое средство — черный порох, который стали применять в мирных целях в XVII в. Вероятно, это произошло впервые еще в 1613 г. в Германии, однако достоверные данные относятся к 1627 г., когда его использовали в рудниках Шемнитц в Венгрии. Впервые в гражданском строительстве порох применили в 1679 г. во Франции при прокладке туннеля Мальпа для канала дю-Миди. В середине 19-го столетия стремительно растет горнодобывающая промышленность, требуя все возрастающего количества сильных взрывчатых веществ. Порох уже не обеспечивал требуемой мощности взрывов. Петрушевский (да и не он один) понимал, что нитроглицерин может сполна удовлетворить промышленные запросы.
Сила действия нового соединения заинтересовала владельца золотых приисков в Восточной Сибири Пермикина, который обратился к правительству с просьбой оказать содействие в применении нитроглицерина для облегчения добычи золота. Предполагалось, что взрывами удастся разрушить слои вечной мерзлоты и торфа.
На прииски был командирован один из помощников Петрушевского — капитан Черниловский-Сокол. Несмотря на пожар, во время которого сгорела часть реактивов, в течение четырех дней было приготовлено более сотни килограммов нитроглицерина и произведено 32 взрыва 200—800-граммовых зарядов. Целесообразность применения взрывчатки на золотых приисках была подтверждена на практике, о чем сообщалось в “Дневном журнале по испытанию употребления нитроглицерина при разработке золотоносных россыпей в Восточной Сибири”, а Восточно-Сибирское отделение Русско-технического общества в 1867 г. заслушало сообщение помощника Петрушевского — С.П. Петухова — “Об улучшениях в золотом промысле при помощи гидравлического процесса и употреблении нитроглицерина”. Еще один помощник — Шах-Назаров — в 1870 г. изготовил 65.5 кг нитроглицерина и использовал его для взрыва порогов на р.Волхов и опытных взрывных работ в каменоломнях. Нитроглицерин был также успешно применен на постройке Тамбовско-Козловской железной дороги.
Работы команды Петрушевского завершились в 1870 г. А каков был их окончательный результат в России? Мешки с магнезиальным составом пролежали позабытыми в одном из погребов Кронштадта более 12 лет.
Ситуация с патентным делом в России находилась в зачаточном состоянии. Когда же речь шла о военных секретных открытиях, получение патента выглядело совершенно нереальным. Работы Зинина и Петрушевского были рассекречены только в 1881 г. С 1814 г. — почти за 70 лет существования патентного права в России — выдано лишь семь “привилегий” в области взрывчатых веществ. Таким образом, магнезиальный динамит Петрушевского не был защищен патентом.
Итак, Собреро синтезировал нитроглицерин уже в 1846 г., а Зинин предложил использовать его в технических целях в 1853-м. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применен в горном деле в 1867 г. Таковы факты. Альфред Нобель изобрел инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор в 1863 г., а в 1867 г. — динамит.
В истории создания динамита нет места случайностям, как часто пишут в различных источниках: дескать, нитроглицерин протек из бутыли и пропитал внешнюю оболочку из кизельгура, положенную сверху для надежности при транспортировке в металлической упаковке. И тут сметливый Нобель будто бы и сообразил, как поступить дальше… Сам Альфред отрицал случайность своего открытия. Его изобретение — результат многолетних исследований и интенсивной работы. Здесь удачно сочеталось все: и собственный талант, и постоянное влияние предприимчивого и изобретательного отца, и обучение у Зинина, и приобретенный навык у Пелуза, и данные об опытах Петрушевского. А сколько экспериментировал, не покладая рук, сам Нобель!
В 1887 г. он сделал свое очередное изобретение (а их было 355): создал новую разновидность бездымного пороха — баллистит. Если смешать нитроклетчатку с нитроглицерином, получится мощная, но неуправляемая взрывчатая смесь. Десять лет Нобель искал, как усмирить ее, — решение оказалось простым: надо добавить совсем немного третьего компонента, камфоры. Получается спокойно сгорающая смесь, к тому же легко подвергаемая механической обработке.
Нобель предложил свое изобретение английскому правительству. Создали специальную проверочную комиссию, руководителем которой был назначен известный соперник Нобеля — Фридрих Абель. Имея доступ к баллиститу, Абель провел с ним некоторые дополнительные исследования и в результате запатентовал свою разновидность нитроглицеринового пороха, немногим отличающуюся от баллистита, назвав ее кордитом. Между Нобелем и Абелем возник судебный процесс, затянувшийся на три года. Казалось, все права находятся на стороне Нобеля, к тому же его широко поддержала общественность, но суд решил дело не в его пользу. Один из судей, лорд Кэй, сказал в заключительной речи на процессе:
“Совершенно ясно, что карлик, которому удастся забраться на плечи гиганта, может видеть дальше, чем гигант”.Подведем итог словами Альфреда Нобеля:“Справедливость можно найти лишь в воображении”.Признав правоту Нобеля, одна из английских фирм, производившая кордит, добровольно выплатила ему значительную сумму [5].Альфред Нобель создал широкую мировую сеть предприятий по производству динамита. Только в 1896 г., в год смерти Нобеля, 93 его завода изготовили 66500 т взрывчатых веществ. Его посмертный капитал, ставший основой Нобелевского фонда, составлял 33233792 шведских крон, из которых 5232773 крон — российского происхождения. Эта сумма была целиком передана в Фонд, что, по мнению шведского историка Э.Бергенгрена, “явилось решающим фактором того, что Нобелевские премии вообще смогли возникнуть”.
Бюст Альфреда Нобеля
на фабрике “Dynamit Nobel AG”
в Тройсдорфе (Германия).30 июля 1888 г. товарищество нефтяного производства “Братья Нобель” учредило специальную премию Людвига Нобеля для выдающихся деятелей техники и промышленности России. Первые премии были присуждены в 1895 г. В состав жюри для определения лауреатов входили Д.И. Менделеев, Н.С. Курнаков и другие виднейшие специалисты. Альфред, один из учредителей товарищества, не мог не знать о существовании такой премии. Можно предположить, что это определенным образом повлияло на его решение учредить международную премию, которую весь мир знает как Нобелевскую.
Россия стала для Альфреда Нобеля страной, которая дала ему образование, снабдила (хотя бы частично) средствами и наделила научными и техническими идеями. Долгое время ничто не свидетельствовало о его пребывании в Петербурге. 20 октября 1991 г. на Петроградской набережной, около дома 24, где жили первые российские Нобели, в память об Альфреде был установлен мемориальный знак.
Литература
1. Орландо Р.де. Альфред Нобель. Ростов-на-Дону, 1997.
2. Сульман Р. Завещание Альфреда Нобеля: История Нобелевской премии. М., 1993.
3. Bergengren E. Alfred Nobel. Eine Biographie. Mьnchen; Esslingen, 1965.
4. Авербух А.Я. Василий Фомич Петрушевский // Тр. Ин-та истории естеств. и техн. т.35: История хим. наук. М., 1961. С.167—184.
5. Красногоров В. Жизнь замечательных идей. Подражающие молниям. М., 1977.
