Порох состоит из смеси селитры, древесного угля и серы, пропорции которых время от времени менялись. На заре артиллерии эти три ингредиента смешивались кому как вздумается, по вкусу изготовителя пороха. Такое послабление в век, когда баллистика как наука лишь зарождалась, вполне понятно. Основным критерием качества пороха в эти дни была его способность к взрыву при поджигании. Коль скоро это достигалось, изготовитель был доволен, вне зависимости от последующих результатов. Ниже приводятся данные из работы Хайма Origin of Artillery, показывающие, как различался со временем состав пороха в Англии.
Епископ Уотсон (Reverend Richard Watson) был заметной фигурой своего времени. Его преосвященство Ричард Уотсон – доктор богословия, член Королевского общества, епископ Лландафа, родился в 1737 году. Сын школьного учителя в Уэстморленде, в 1764 году он поступил стипендиатом в Тринити-колледж, Кембридж. За год до этого умер его отец, оставив ему 300 фунтов стерлингов. Два с половиной года спустя он закончил колледж. После каникул он вернулся в Кембридж, где стал куратором математики. В 1759 году он сдал экзамен на бакалавра и был признан вторым математиком года. В октябре 1760 года он был выбран членом Тринити, в 1762 году получил звание магистра и в следующем году стал модератором (председателем собрания) Тринити-колледжа, 19 ноября 1764 года научный совет избирает его профессором химии. В 1767 году он становится старшим куратором, а в 1768 году выбирается членом Королевского общества. В 1769 году он получает докторскую степень богословия и становится профессором, кафедра которого учреждена одним из английских королей. В 1782 году он был посвящен в епископы Лландафа.
В 1786 году правительство просило его совета, как увеличить мощность пороха. Он предложил приготавливать древесный уголь дистилляцией дерева в закрытом объеме. Предложение было принято.
Он был математиком, химиком, физиком, агрономом, анатомом, политиком и теологом. Человек разносторонних знаний, неистощимой энергии и богатейшей начитанности, он умер в 1816 году.
Джон Ардерн (John Arderne) (1307–1377) до 1350 года был практикующим хирургом в Ньюарке. Он оставил после себя несколько манускриптов, хранящихся сейчас в коллекции Слоун (Sloane collection) Британского музея. Они содержат рецепты греческого огня, летающего огня и пороха. Летающий огонь был маслянистой смесью, которая, будучи залита в трубку и подожжена, летела вперед.
Питер Вайтхорн (Peter Whitehorne) был военным писателем, служившим в армии императора Священной Римской империи Карла V (он же король Испании Карл I), воевавшего против мавров около 1550 года. Вайтхорн опубликовал переводы Макиавелли по искусству войны (1562) и итальянскую версию «Греческой стратегии» Фабио Котта (Fabio Cotta).
Бенджамин Робинс (Benjamin Robins) был выдающимся математиком и военным инженером.
Приведем иностранные составы пороха, описанные в «Истории греческого огня и пороха» Дж. Р. Партингтона (J. R. Partington):
Английский порох оставался все тем же с 1781 года, это: селитра 75, уголь 15, порох 10.
Самая ранняя форма пороха, известная как серпентин, состояла из частиц в состоянии очень мелкого дробления. Его основным недостатком было высокое влагопоглощение, связанное с гигроскопичной природой селитры. Другими недостатками этой смеси были: тенденция к слипанию составляющих смеси в отдельные комки во время перевозок, значительный остаток после сгорания, необходимость осторожной трамбовки, склонность смеси к медленному горению при излишне плотной трамбовке вместо взрыва и большое взрывоопасное запыление. Было предпринято несколько попыток преодолеть эти сложности. Боурни (Bourne) в статье «Проблемы стрельбы больших орудий» (Arte of Shooting in great Ordnaunce) 1587 года пишет: «При слишком плотно утрамбованном порохе и пыже приходится долго ждать выстрела… Слишком мягкая трамбовка делает выстрел слишком неточным… Трамбовать надо, но не слишком плотно».
Первые изготовители пороха добавляли камфару, хлористый аммоний и живицу, растворенную в спирте, с целью предотвратить слипание составляющих смеси. Так, Codex Germanicus XIV века предписывал: «Если вы хотите сделать хороший сильный порох, возьмите 4 фунта селитры, 1 фунт серы и 1 фунт древесного угля, 1 унцию salpractica (салпрактика, см. ниже), 1 унцию хлористого аммония и одну двенадцатую часть камфары. Все это хорошенько истолочь, хорошенько перемешать, добавить винный спирт, перемешать и дать высохнуть на солнце. Так вы получите порох, один фунт которого будет лучше 3 фунтов обычного пороха. Кроме того, он хорошо хранится и со временем становится еще лучше… Без камфары порох дробится и легко портится. Добавка камфары удерживает порошок и делает его сильнее и быстрее».
Салпрактика (salpractica) – смесь селитры, камфары и хлористого аммония, растворенная в винном спирте, изготовлялась путем соскабливания осадка, образующегося после выпаривания этой смеси. Считалось, что это придает мощность пороху, вводя больше «воздуха».
Самым большим недостатком раннего пороха была его гигроскопичность. Часто он оказывался сырым и бесполезным в самый нужный момент.
Такой недостаток не мог оставаться без внимания, поскольку он делал и наземные, и морские пушки бесполезными. Чтобы избежать этого, запасы приходилось время от времени просушивать. Другим способом избежать этого было паковать порох в мешки, пропитанные воском, метод, применявшийся в Шотландии в 1459 году.
Чтобы предотвратить стратификацию и понизить риск случайного взрыва опасной пыли, составляющие пороха часто перевозились отдельно и смешивались по мере необходимости.
Чтобы избежать излишнего засорения, Вайтхорн упоминает, что заряды для некоторых пушек были зашиты в «мешочки из ткани или бумаги» – ранние варианты гильз. Как видно отсюда, проблемы «прорезания зубов» младенческой артиллерии были достаточно серьезными и, до появления научных методов XVIII века, решались весьма рискованными методами. Все эти рассуждения считались лишь смягчающими обстоятельствами недостатков серпентина. Изготовители пороха знали решение: гранулированный порох, но они не могли использовать его для заряжания пушек, пока их изготовители не отольют орудия, способные выдержать возрастающее при этом давление. Такой порох, изготовленный в небольших количествах, был известен с XV века и использовался в стрелковом оружии, например в Англии еще до 1560 года, но мощность и дороговизна ограничивали его применение в ранней артиллерии. Поэтому, как отмечается в манускрипте Ричарда Райта 1563 года, в этой стране его применение в артиллерии относится к XVI веку. А на континенте впервые гранулированный порох использовался при Нюрнберге в 1450 году.
Гранулированный порох имел следующие преимущества:
1) был значительно менее гигроскопичен, особенно глазурованный;
2) оставлял значительно меньше нагара после выстрела;
3) он не стратифицировался (слипание составляющих смеси в отдельные комки) во время транспортировки;
4) он не требовал столь тщательного (требующего особого внимания) уплотнения;
5) в связи с зернистостью и, как результат, повышенной площадью поверхности и воздушных пустот, такой порох взрывался настолько быстро, что выделяющиеся газы не успевали улетучиваться. В результате мощность взрыва гранулированного пороха была выше на 33,5 % по сравнению с мощностью взрыва порошкового пороха того же веса;
6) вызывал значительно меньшее запыление.
Что касается производства пороха в королевской Британии. В целом было бы несправедливо сказать, что в эту эпоху Англия сильно отставала от континентальной Европы, она следовала общей тенденции развития этого направления. Прежде чем говорить о производстве, имеет смысл разобраться в положении вещей с основными поставщиками сырья – селитры.
Эта соль была первостепенным фактором производства. До разработки богатых залежей селитры в Чили в XIX веке ее единственным источником было выделение из других добываемых ископаемых. Нитрат калия образуется в определенных условиях при разложении животных и растительных останков в виде флуоресцентного налета на сырых стенах подвалов или на земле. Такие отложения никогда не бывают чистыми и содержат обычно лишь малое количество селитры, и, будучи очень похожей на соду, селитра, должно быть, часто принималась за нее. Таким образом, выделение достаточно чистого вещества, видимо, требовало незаурядных знаний химии в странах с достаточно теплым влажным климатом, способствующим разложению органических веществ с образованием флуоресцирующих веществ. Важно, чтобы этот климат был с регулярными жаркими сухими сезонами. Эти условия исключают Европу, кроме ее южных субтропических областей. Таким образом, Восток приобрел монополию, а монополия означает высокие цены.
В Европе селитра впервые появилась благодаря изготовителям пушек в Германии, но цена была чрезмерной.
