C-4 (výbušný) - C-4 (explosive)

C-4
Eod2.jpg
Vkládání trhací čepice do bloků výbušniny C-4
TypVysoce výbušná chemická výbušnina
Místo původu Spojené království
Historie služeb
PoužíváSpojené státy
Válkyvietnamská válka
Válka proti teroru
Historie výroby
Navrženo1956
Vyrobeno1956 – aktuální
VariantyPE-4, M112
Specifikace (M112)
Hmotnost0,57 kg[1]
Délka11 palců (28 cm)[1]
Šířka2 palce (5,1 cm)[1]
Výška3,8 palce[1]
PlnicíRDX
Plnicí hmotnost91%
Detonace
mechanismus
PETN -na základě zápalná šňůra
Vysoký výtěžekVysoký

C-4 nebo Složení C-4 je běžnou odrůdou plastická trhavina rodina známá jako Složení C.. Podobná britská plastická trhavina, založená na RDX ale s jiným plastifikátorem než prostředek C-4, je známý jako PE-4 (Plastická trhavina č. 4). C-4 se skládá z výbušniny, plastové pojivo, změkčovadlo aby byla tvárná a obvykle značka nebo odorizace taggant chemikálie.

C-4 má podobnou strukturu modelovací hmota a lze je lisovat do libovolného požadovaného tvaru. C-4 je metastabilní a může explodovat pouze rázová vlna od a rozbuška nebo trhací čepičku.

Vlastnosti a použití

Složení

Složení C-4 používané Ozbrojené síly USA obsahuje 91% RDX (Výbušnina „Research Department Explosive“) nitroamin ), vázaný směsí 5,3% dioktyl sebakát (DOS) nebo dioktyldipát (DOA) jako změkčovadlo (pro zvýšení plasticita výbušniny), zahuštěno 2,1% polyisobutylen (PIB, a syntetická guma ) jako pořadač a 1,6% a minerální olej často nazývaný „procesní olej“. Místo „procesního oleje“ nízkoviskózní motorový olej se používá při výrobě C-4 pro civilní použití.[3]

Britská PE4 se skládá z 88,0% cyklonit, 1,0% pentaerythrit dioleát a 11,0% DG-29 lithiové mazivo (odpovídá 2,2% stearát lithný a 8,8% parafinový olej BP ) jako pojivo; látka označující látku (2,3-dinitro-2,3-dimethylbutan, DMNB ) se přidává minimálně 0,10% hmotnosti plastické trhaviny, obvykle při 1,0% hmotnosti. Novější PE7 se skládá z 88,0% cyklonitu, 1,0% DMNB taggantu a 11,0% pojiva složeného z nízkomolekulární hmoty polybutadienem zakončeným hydroxylovou skupinou spolu s antioxidantem a činidlem zabraňujícím vytvrzení pojiva při dlouhodobém skladování. PE8 sestává z 86,5% cyklonitu, 1,0% DMNB taggantu a 12,5% pojiva složeného z di (2-ethylhexyl) sebakátu zahuštěného polyisobutylenem s vysokou molekulovou hmotností.

Technické údaje podle Ministerstvo armády následuje složení C-4.[4]

Teoretický maximální hustota směsi, gramů na centimetr krychlový1.75
Jmenovitá hustota, gramy na kubický centimetr1.72658
Teplo formace, kalorie na gram-32,9 až -33,33
Maximální detonační teplo s kapalnou vodou, kilokalorií na gram1,59 (6,7 MJ / kg)
Maximální detonační teplo s plynnou vodou, kilokalorií na gram1,40 (5,9 MJ / kg)
Zůstává plast bez exsudace, Celsia-57 až +77
Tlak detonace s hustotou 1,58 gramů na kubický centimetr, kilobarů257

Výroba

C-4 se vyrábí kombinací výše uvedených složek s pojivy rozpuštěnými v a solventní. Po smíchání složek se rozpouštědlo extrahuje sušením a filtrací. Konečným materiálem je pevná látka se špinavě bílou až světle hnědou barvou, tmelovou strukturou podobnou modelovací hlíně a výraznou vůní motorového oleje.[4][5][6]

V závislosti na jeho zamýšleném použití a na výrobci existují rozdíly ve složení C-4. Například technická příručka americké armády z roku 1990 stanovila, že složení třídy C C-4 sestává z 89,9 ± 1% RDX, 10 ± 1% polyisobutylen a 0,2 ± 0,02% barviva, které je samo o sobě tvořeno 90% chroman olovnatý a 10% lampa černá.[4] RDX třídy A, B, E a H jsou vhodné pro použití v C-4. Třídy se měří granulací.[7]

Výrobní proces pro složení C-4 specifikuje, že mokré RDX a plastové pojivo se přidává do míchací konvice z nerezové oceli. Tomu se říká proces nanášení vodné kaše.[8] Konvice se převrhne, aby se získala homogenní směs. Tato směs je mokrá a musí být po přenesení do sušicích tácků vysušena. Doporučuje se sušení nuceným vzduchem po dobu 16 hodin při teplotě 50 ° C až 60 ° C, aby se odstranila přebytečná vlhkost.[4]:198

Detonace

Výbuch uvnitř nádoby odolné proti výbuchu pomocí velké výbušné nálože C-4.

C-4 je velmi stabilní a necitlivý na většinu fyzických šoků. C-4 nemůže být odpálen výstřelem nebo pádem na tvrdý povrch. Nevybuchne, pokud je zapálen nebo vystaven mikrovlnné záření.[9] Detonaci lze zahájit pouze rázovou vlnou, například když je odpálena rozbuška vložená do ní.[5]Při detonaci C-4 rychle rozkládá se k uvolňování dusíku, vody a oxidy uhlíku stejně jako jiné plyny.[5] Výbuch probíhá při výbušná rychlost rychlosti 8 092 m / s (26 550 ft / s).[10]

Hlavní výhodou C-4 je, že jej lze snadno tvarovat do libovolného požadovaného tvaru, aby se změnil směr výsledné exploze.[5][11]

C4 má vysokou řeznou schopnost. Například úplné oddělení nosníku 14WF426 (těžký široký přírubový nosník / sloup s plochou průřezu 808 cm2, používaný ve velkých budovách) při správném nanášení na tenké plechy trvá mezi 5,3 a 6 kg C4.[12]

Formulář

C-4 zabalen jako demoliční nálože standardní velikosti M112. Někdy se k vytvoření sestavy demoliční nálože M183 používá 16 bloků M112.

Vojenský stupeň C-4 je běžně balen jako M112 demolice blok. Demoliční nálož M112 je obdélníkový blok kompozice C-4 o rozměrech přibližně 2 palce x 1,5 palce a 11 palců, vážící 0,57 kg.[1][13] M112 je zabalen v někdy olivové barvě Mylar -filmový kontejner s a lepicí páska citlivá na tlak na jednom povrchu.[14][15]

Demoliční bloky M112 z C-4 se běžně vyrábějí do „sestavy demoličních náloží“ M183,[13] který se skládá ze 16 demoličních náloží bloku M112 a čtyř plnicích sestav zabalených uvnitř vojenského přepravního kufru M85. M183 se používá k překonávání překážek nebo demolici velkých staveb, kde jsou větší brašny jsou potřeba. Každá sestava rozněcovače zahrnuje pět nebo dvacet stop dlouhou detonační šňůru sestavenou se sponami detonační šňůry a na každém konci opatřenou posilovačem. Při výbuchu nálože se výbušnina přemění na stlačený plyn. Plyn vyvíjí tlak ve formě rázové vlny, která ničí cíl řezáním, porušováním nebo kráterem.[1]

Mezi další formy patří poplatek za odminování linky (MICLIC) a Důl Claymore M18A1.[8]

Bezpečnost

Další informace: Bezpečnost výbušnin a Bezpečnostní zkoušky výbušnin

Složení C-4 existuje v bezpečnostním listu s údaji o nebezpečných složkách americké armády na listu číslo 00077.[16]:323

Nárazové testy provedené americkou armádou naznačují, že složení C-4 je menší citlivý než složení C-3 a je docela necitlivý. Necitlivost je přičítána použití velkého množství pojiva v jeho složení. Série výstřelů byla vystřelena na lahvičky obsahující C-4 při testu označovaném jako „test střely z pušky“. Pouze 20 procent lahviček shořelo a žádná nevybuchla. Zatímco C-4 prošel zkouškou dopadu střely a úderu fragmentů armády při okolní teplotě, ve skutečnosti selhal šokový podnět, sympatická detonace a tvarovaný náboj tryskové testy.[8]

Byly provedeny další testy, včetně „testu tření kyvadlem“, který měřil pětisekundovou teplotu výbuchu od 263 ° C do 290 ° C. Minimální požadovaný počáteční poplatek je 0,2 gramu azid olovnatý nebo 0,1 gramu tetryl.

Výsledky tepelného testu při 100 ° C jsou: ztráta 0,13 procenta za prvních 48 hodin, žádná ztráta za druhých 48 hodin a žádné exploze za 100 hodin. Zkouška stability vakua při 100 ° C poskytne za 40 hodin 0,2 kubických centimetrů plynu. Složení C-4 je v podstatě nehygroskopické.[4]

The citlivost na otřesy C-4 souvisí s velikostí nitraminových částic. Čím jemnější jsou, tím lépe pomáhají absorbovat a potlačovat šoky. S použitím 3-nitrotriazol-5-onu (NTO) nebo 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzen (TATB) (k dispozici ve dvou velikostech částic (5 µm, 40 µm)), jako náhrada za RDX, je také schopen zlepšit stabilitu vůči tepelným, nárazovým a nárazovým / třecím stimulům; TATB však není nákladově efektivní a použití NTO ve výrobním procesu je obtížnější.[8]

Hodnoty testu citlivosti
hlášené americkou armádou následovat.[16]:311, 314
Dopad test s hmotností 2 kilogramy / PA APP (% TNT)>100
Dopad test s hmotností 2 kilogramy / BM APP (% TNT)N / A
Kyvadlo tření test, procento výbuchů0
Střelecká kulka test, procento výbuchů20
Teplota výbuchu test, Celsia263 až 290
Minimální detonační náboj, gram azid olovnatý0.2
Brisance měřeno pískovým testem (% TNT)116
Brisance měřeno testem dentální destičky115 až 130
Míra detonace při hustotě1.59
Míra detonační metry za sekundu8000
Balistické kyvadlo procento testu130

Variace zdroje

C-4 vyráběné pro použití americkou armádou, komerční C-4 (také vyráběné ve Spojených státech) a C-4 (jinak známé jako PE-4) ze Spojeného království mají své vlastní jedinečné vlastnosti a nejsou totožné . Analytické techniky doby letu hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů a Rentgenová fotoelektronová spektroskopie Bylo prokázáno, že rozlišuje konečné rozdíly v různých zdrojích C-4. Chemické, morfologické strukturní rozdíly a variace v atomových koncentracích jsou zjistitelné a definovatelné.[17]

Analýza

Toxicita

C-4 má při požití toxické účinky na člověka. Během několika hodin dojde k několika generalizovaným záchvatům, zvracení a změnám v duševní činnosti.[18] Silný odkaz na centrální nervový je pozorována dysfunkce.[19] V případě požití může být pacientům podána dávka aktivní uhlí absorbovat některé toxiny a haloperidol intramuskulárně a diazepam intravenózně, aby pomohl pacientovi kontrolovat záchvaty, dokud nezmizí. Není však známo, že požití malého množství C-4 způsobí dlouhodobé zhoršení.[20]

Vyšetřování

Zabalení na zabalený C-4 naznačuje, že byl označen pro snazší detekci. I když není použit žádný taggant, lze k identifikaci přítomnosti C-4 použít sofistikované forenzní prostředky.

Pokud je C-4 označen taggantem, jako je DMNB, lze jej detekovat pomocí výbušného detektoru par před detonací.[21]

K identifikaci C-4 lze použít různé metody pro analýzu výbušných zbytků. Patří mezi ně optické mikroskopické vyšetření a rastrovací elektronová mikroskopie pro nezreagované výbušné chemické bodové testy, tenkovrstvá chromatografie (TLC), Rentgenová krystalografie, a infračervená spektroskopie pro produkty výbušné chemické reakce. Malé částice C-4 lze snadno identifikovat smícháním s krystaly thymolu a několika kapkami kyseliny sírové. Směs po přidání malého množství ethylalkoholu zbarví do růžova.[22]

RDX má vysokou dvojlom a další komponenty běžně se vyskytující v C-4 jsou obecně izotropní; to umožňuje forenzní věda týmy k detekci zbytků stop na prstech jedinců, kteří mohli být v poslední době v kontaktu se sloučeninou. Pozitivní výsledky jsou však velmi variabilní a hmotnost RDX se může pohybovat mezi 1,7 a 130ng, každá analýza musí být zpracována jednotlivě pomocí zvětšovacího zařízení. The křížově polarizované světlo snímky získané z mikroskopické analýzy otisku prstu jsou analyzovány s prahem šedé stupnice[23] ke zlepšení kontrastu částic. Kontrast je poté invertován, aby se na tmavém pozadí ukázaly tmavé částice RDX. Relativní počet a pozice částic RDX byly měřeny ze série 50 otisků prstů, které zůstaly po jediném dotyku kontaktu.[24]

Vojenské a komerční C-4 jsou smíchány s různými oleji. Je možné tyto zdroje odlišit analýzou tohoto oleje vysokou teplotou plynová chromatografie – hmotnostní spektrometrie. Olej a plastifikátor musí být odděleny od vzorku C-4, obvykle pomocí nepolárního organického rozpouštědla, jako je pentan, následovaného extrakce na pevné fázi změkčovadla na oxidu křemičitém. Tato metoda analýzy je omezena výrobní variací a metodami distribuce.[3]

Dějiny

Rozvoj

C-4 je členem Složení C. skupina chemických výbušnin. Varianty mají různé proporce a změkčovadla a zahrnují složení C-2, složení C-3 a složení C-4.[25] Originální materiál založený na RDX byl vyvinut Brity během druhá světová válka, a přestavěn jako složení C, když byl uveden do americké vojenské služby. To bylo nahrazeno složení C-2 kolem roku 1943, a později přestavěn kolem roku 1944 jako složení C-3. Toxicita C-3 byla snížena, byla zvýšena koncentrace RDX, což zlepšilo bezpečnost použití a skladování. Výzkum náhrady za C-3 byl zahájen před rokem 1950, ale nový materiál, C-4, zahájil pilotní výrobu až v roce 1956.[16]:125 C-4 byl 31. března 1958 předložen k patentu jako „Solid Propellant and a Process for its Preparation“ Phillips Petroleum Company.[26]

vietnamská válka

Američtí vojáci během vietnamská válka éra by někdy používala malé množství C-4 jako a palivo pro ohřívací dávky, jak bude hořet pokud není odpálen s primární výbušnina.[5] Hořící C-4 však produkuje jedovaté výpary a vojáci jsou varováni před nebezpečím zranění osob při použití plastické trhaviny.[27]

Mezi polními jednotkami ve Vietnamu se všeobecně vědělo, že požití malého množství C-4 způsobí „vysoký "podobné jako u ethanolu.[20][18] Jiní by požili C-4, běžně získávaný z a Claymore moje, k vyvolání dočasného onemocnění v naději, že bude poslán na pracovní neschopnost.[28]

Použití v terorismu

Teroristické skupiny použili C-4 po celém světě při aktech terorismus a povstání, stejně jako domácí terorismus a státní terorismus.

Složení C-4 se doporučuje v Al-Káida Tradiční osnovy výcviku výbušnin.[6] V říjnu 2000 skupina použila C-4 k Záchvat the USS Cole, zabíjet 17 námořníků.[29] V roce 1996 Saúdský Hizballáh teroristé použili C-4 k vyhodit do povětří Khobarské věže, americký vojenský bytový komplex v Saudská arábie.[30] Složení C-4 bylo také použito v improvizovaná výbušná zařízení podle Iráčtí povstalci.[6]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F Pike, J. „Výbušniny - složení“. GlobalSecurity.org. Citováno 14. července 2014.
  2. ^ Složení C-4 (PDF). Paul Lezica. Citováno 18. července 2014.
  3. ^ A b Reardon, Michelle R .; Bender, Edward C. (2005). „Diferenciace složení C4 na základě analýzy procesního oleje“. Journal of Forensic Sciences. Ammendale, MD: Úřad pro alkohol, tabák, střelné zbraně a výbušniny, forenzní vědecká laboratoř. 50 (3): 1–7. doi:10.1520 / JFS2004307. ISSN  0022-1198.
  4. ^ A b C d E Velitelství amerického ministerstva armády (25. září 1990), Oddělení technické příručky armády - vojenské výbušniny (PDF).
  5. ^ A b C d E Harris, Tom. „Jak funguje C-4“. Jak věci fungují. Jak věci fungují. Citováno 14. července 2014.
  6. ^ A b C „Úvod do výbušnin“ (PDF). C4: Charakteristika, vlastnosti a přehled. Americké ministerstvo pro vnitřní bezpečnost. s. 4–5. Citováno 18. července 2014.
  7. ^ Velitelství amerického ministerstva armády (25. září 1990), Oddělení technické příručky armády - vojenské výbušniny (PDF), s. 8–37–38 (124–125).
  8. ^ A b C d Owensi, Jime. „Nedávný vývoj ve složení C-4: Směrem k alternativnímu pořadači a snížené citlivosti“ (PDF). Holston Army Ammunition Plant: BAE Systems OSI. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  9. ^ Nagy, Briane. „Prázdná mikrovlnná trouba C4 Mercury Switch“. Univerzita Carnegie Mellon. Citováno 14. července 2014.
  10. ^ „Stránka produktu C4“. Pásky výbušniny. Archivovány od originál dne 2017-05-17. Citováno 2014-05-21.
  11. ^ Nordin, Johne. „Výbušniny a teroristé“. První respondent. AristaTek. Citováno 14. července 2014.
  12. ^ https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/479244.pdf
  13. ^ A b Použití dolu, protitankové: HE, Heavy, M15 jako náhrada za demolici sestavy náboje, M37 nebo M183. Velitelství, odbor armády. 1971.
  14. ^ „M112“ (PDF). Americký arzenál. Archivovány od originál (PDF) dne 22. března 2015. Citováno 19. července 2014.
  15. ^ „Vojenské výbušniny“ (PDF). ATF Law Enforcement Guide to Explosives Incident Reporting. Úřad pro alkohol, tabák, střelné zbraně a výbušniny. Citováno 15. července 2014.
  16. ^ A b C Velitelství amerického ministerstva armády (25. září 1990), Oddělení technické příručky armády - vojenské výbušniny (PDF), str. A-13 (323).
  17. ^ Mahoney, Christine M .; Fahey, Albert J .; Steffens, Kristen L .; Benner, Bruce A .; Lareau, Richard T. (2010). "Charakterizace výbušnin kompozice C4 pomocí sekundární hmotnostní spektrometrie s časovou periodou a rentgenové fotoelektronové spektroskopie". Analytická chemie. 82 (17): 7237–7248. doi:10.1021 / ac101116r. PMID  20698494.
  18. ^ A b Stone, William J .; Paletta, Theodore L .; Heiman, Elliott M .; Bruce, John I .; Knepshield, James H. (prosinec 1969). „Toxické účinky po požití plastické trhaviny C4“. Arch Intern Med. 124 (6): 726–730. doi:10.1001 / archinte.1969.00300220078015.
  19. ^ Woody, Robert C .; Kearns, Gregory L .; Brewster, Marge A .; Turley, Charles P .; Sharp, Gregory B .; Lake, Robert S. (1986). „Neurotoxicita cyklotrimethylenetrinitraminu (RDX) u dítěte: klinické a farmakokinetické hodnocení“. Klinická toxikologie. 24 (4): 305–319. doi:10.3109/15563658608992595. PMID  3746987.
  20. ^ A b K Fichtner, MD (květen 2002). „Plastická trhavina ústy“. Journal of the Royal Society of Medicine. Nemocnice americké armády, Camp Bondsteel, Kosovo. 95 (5): 251–252. doi:10,1258 / jrsm.95.5.251. PMC  1279680. PMID  11983768. C4 obsahuje 90% cyklotrimethylenetrinitraminu (RDX)
  21. ^ Výbor pro značení, renderování a licencování výbušných materiálů; Národní rada pro výzkum; Oddělení pro inženýrství a fyzikální vědy; Komise pro fyzikální vědy, matematiku a aplikace (27. května 1998). Obsahující hrozbu nelegálních bombových útoků: Integrovaná národní strategie pro označování, označování, vykreslování a licencování výbušnin a jejich předchůdců. Národní akademie Press. str. 46. ISBN  978-0-309-06126-1.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  22. ^ Allman, Jr., Robert. „Výbušniny“. chemstone.net. Citováno 19. července 2014.
  23. ^ Brown, Lew. „Prahové hodnoty v analýze částic zobrazování (čtyřdílná řada)“ (PDF). www.particleimaging.com. ParticleImaging.com. Archivovány od originál (PDF) dne 3. dubna 2015. Citováno 19. července 2014.
  24. ^ Verkouteren, Jennifer R .; Coleman, Jessica L .; Cho, Inho (2010). „Automatické mapování výbušných částic v otiscích prstů kompozice C-4“ (PDF). Journal of Forensic Sciences. 55 (2): 334–340. doi:10.1111 / j.1556-4029.2009.01272.x. PMID  20102455. S2CID  5640135.
  25. ^ Rudolf Meyer; Josef Köhler; Axel Homburg (září 2007). Výbušniny. Wiley-VCH. str. 63. ISBN  978-3-527-31656-4.
  26. ^ D, G.E. „US Patent 3,018,203“. Patenty Google. Citováno 15. července 2014.
  27. ^ „Kapitola 1: Vojenské výbušniny“ (PDF). FM 3–34 214 (FM 5–250) Výbušniny a demolice. Washington, DC: Americké ministerstvo armády. 27. srpna 2008. str. 6. Složení výbušniny C4 je jedovaté a nebezpečné při žvýkání nebo požití; jeho detonace nebo hoření produkuje jedovaté výpary.
  28. ^ Herr, Michael (1977). Odeslání. Knopf. ISBN  9780679735250.
  29. ^ Whitaker, Brian (21. srpna 2003). „Typ bomby a taktika ukazují na Al-Káidu“. Opatrovník. London: Guardian Media Group. Citováno 11. července 2009.
  30. ^ Ashcroft, John (21. června 2001). „Generální prokurátor, obžaloba Khobar Towers“ (Tisková zpráva).

externí odkazy