Ogniste lekarstwo – historia jednego z najważniejszych wynalazków w dziejach ludzkości.

• Autor: Maciej Rozwadowski
• 15 sierpnia 2023
• Brak komentarzy

Historia prochu strzelniczego to historia błędów, pomyłek, sukcesów oraz prób i porażek.

Proch strzelniczy miał swoje początki w Chinach, gdy człowiek zaczął eksperymentować z dziedziną wiedzy jaką jest chemia. Europejczycy mieli możliwość odkrycia prochu w tym samym czasie, ale ich badania chemiczne, prowadzone w VI wieku, były skierowanie na poszukiwanie bogactwa. Głównym tematem zainteresowań europejskich chemików była alchemią lub transformacja metali nieszlachetnych w złoto.

Chińczycy zaangażowali się w chemię w innym celu: poszukiwania eliksiru długowieczności – chemicznej fontanny młodości. Chińczycy zauważyli, że przyjmowanie pewnych ziołowych mikstur lub eliksirów miało wpływ na ich zdrowie, na przykład leczyło rozstrój żołądka lub likwidowało ból głowy. Dlaczego więc odpowiednia kombinacja naturalnych składników nie mogłaby przedłużyć ich życia? Człowiek, któremu udałoby się odkryć taki eliksir, byłby bogaty ponad wszelką miarę i być może żyłby wiecznie. Ta wizja skłoniła tysiące mężczyzn i kobiet do zajęcia się sztuką chemii. Proces mieszania setek kombinacji materiałów ostatecznie doprowadził do wielu odkryć. Żadne z nich nie dało nikomu życia wiecznego, ale jedno doprowadziło do skrócenia tysięcy ludzkich istnień: proch strzelniczy.

Prawdopodobnie najwcześniejsza formuła prochu strzelniczego pochodzi z książki datowanej na 850 r. n.e. Księga ta opisuje 35 eliksirów wytworzonych w celu zwiększenia długowieczności, zauważając, że jeden z nich który łączył saletrę, siarkę i suszony miód (źródło węgla), po podgrzaniu spowodował powstanie dymu i płomieni, które spaliły dom. Podstawowa receptura prochu strzelniczego została więc odkryta, ale zarówno waga znaleziska jak i tajemnicza złożoność tej substancji sprawiły, że musiało minąć 200 lat zanim ten wybuchowy materiał został dopracowany na tyle aby można go było skutecznie wykorzystać (1044 r. n.e. za panowania dynastii Sung).

Siłą rzeczy, główny składnik prochu strzelniczego został odkryty po setkach nieudanych prób

wynalezienia eliksiru młodości. Łatwa dostępność saletry, w postaci białej skorupy znajdującej się w niektórych glebach w Chinach doprowadziła do trwających długie lata eksperymentów z nią związanych. Kucharze używali jej w końcu jako środka aromatyzującego, podobnie jak innych soli. Odkryli jednak, że w wysokich temperaturach (+335 stopni ) normalnie stabilna saletra wybuchała lub eksplodowała. Ostatecznie proch strzelniczy, lub “ognisty lek” jak nazywali go Chińczycy, by mógł być skuteczny, okazał się wymagać aby saletra stanowiła aż ¾ jego objętości. Mniejsza ilość sprawiała że proch palił się, ale nie wybuchał.

Ognisty potencjał siarki (stanowiącej około 10% prochu strzelniczego), która w naturze występuje w stanie stałym, w połączeniu z węglem drzewnym (15% prochu strzelniczego) (powstałym z drewna

spalanego w środowisku pozbawionym tlenu) zapewnia paliwo, które zmieszane z saletrą tworzy proch strzelniczy. Kto wie, jaki wypadek w kuchni lub laboratorium sprawił, iż ktoś doszedł do wniosku że połączenie tych trzech elementów może mieć jakąś praktyczną wartość.

W pierwszej kolejności siarka reaguje na energię dostarczoną przez iskrę lub płomień, zapalając się w stosunkowo niskiej temperaturze (261 stopni Celsjusza). Jej spalanie generuje dodatkowe ciepło, które
zapala węgiel drzewny i rozbija saletrę. Tlen zmagazynowany w saletrze jest w tym momencie uwalniany, zapalając coraz więcej paliwa. Węgiel drzewny, spalający się w wyższej temperaturze niż siarka, jeszcze bardziej przyspiesza ten proces. Powstałe gazy rozszerzają się bardzo gwałtownie, dając efekt wybuchu. W ten sposób zapłon przekłada zmagazynowaną energię chemiczną prochu w energię cieplną płomienia i energię mechaniczną sprężonych gazów.

Gdy te mikstury chemiczne zaczęły tworzyć dym, płomienie i/lub eksplozje, stało się jasne, że potrzebne są pewnego rodzaju pojemniki, aby ukierunkować tę energię i wykorzystać ją do wykonania użytecznej pracy. Pierwszym wyrazem tej koncepcji były fajerwerki. Cztery podstawowe formy przechowywania prochu strzelniczego były następujące:
1. Zamknięcie w szczelnym pojemniku z lontem, pojemnik jest wysadzany jak petarda lub bomba.
Im twardszy pojemnik, tym gwałtowniejsza eksplozja.

2. Zamknięcie w rurze z otwartym końcem powoduje, że palne produkty wylatują z niej tworząc ognisty język podczas pokazów pirotechnicznych.
3. Jeśli rura z otwartym końcem nie jest zamocowana do podłoża, energia wydostających się gazów
napędza pojemnik, powodując jego ruch w przeciwnym kierunku, tworząc rakietę (odkryta przypadkowo ok. 1264 r. n.e.).
4. Umieszczenie w otwartej rurze przedmiotu w taki sposób, że przedmiot ten szczelnie wypełnia powierzchnię otworu, oraz posadowienie go na powierzchni ładunku prochowego tworzy pocisk, który wylatuje z rury z dużą prędkością, napędzany przez eksplodujące gazy prochowe.

Do 1127 r. n.e. Chińczycy używali eksplodujących bomb papierowych, aby wywołać hałas i zamieszanie wśród wrogów. Minęło kolejne sto lat, zanim zwiększono zawartość saletry na tyle, by ładunki mogły eksplodować w metalowych obudowach (1231 r. n.e.). Najwcześniejszym szeroko rozpowszechnionym wojskowym zastosowaniem “ognistego leku” był jego dodatek do ognistych strzał i jako zapalniki wytwarzające ogień w pociskach miotanych przez katapulty. Sukces tych szybko doprowadził do zakazu eksportu saletry i siarki przez Chiny. Proch strzelniczy stał się wyłącznie chińskim towarem.
Te “wstrząsające niebem bomby burzące” można było usłyszeć z odległości 33 mil i paliły one obszar o powierzchni 40 jardów kwadratowych. W połączeniu z latającymi ognistymi włóczniami (dwustopowa rura z prochem strzelniczym przymocowana do długiej włóczni), były one używane przeciwko inwazyjnym armiom syna Czyngis-chana w północnych Chinach.

Oczywiście szybko pojawiły się różne konstrukcje bomb. Podczas gdy to ogień i płomienie tworzone przez
proch strzelniczy były początkowo głównym przedmiotem zainteresowania, użycie małych odłamków metalowych lub ceramicznych w w niektórych bombach i lancach ognistych oraz rozwój rakiet (połowa 1200 r. n.e.) doprowadziły do powstania koncepcji pistoletu. Wystrzeliwanie pocisków stało się ważniejsze niż plucie płomieniami. W lancach ogniowych zastąpiono bambusowe rurki metalowymi, aby móc użyć mocniejszego prochu. W miarę jak stawały się one coraz większe, jeden człowiek nie był w stanie ich obsługiwać, więc mocowano je do ram lub kół i stały się one znane jako eruptery, wystrzeliwujące wiązki strzał lub metalowych kul na raz.

Chińczycy odkryli, że im bliżej otworu lufy znajduje się pocisk, z tym większą energią opuszcza on lufę. Grubsze lufy pozwalały na użycie silniejszych ładunków prochowych. Historia ręcznej broni palnej sama w sobie jest długa, ale najwcześniejsze pistolety w Chinach (wtedy pod kontrolą Mongołów) pojawiły się pod koniec 1200 roku. W połowie XIII wieku armaty i broń ręczna były powszechnie używane w działaniach wojennych w Chinach, gdy Mongołowie i Chińczycy walczyli między sobą o władzę. Ręczna armata z brązu z 1332 roku ma zaledwie stopę długości i waży 8 funtów. Wystrzeliwano z niej kamienne i metalowe kule.

Chiny nie mogły długo utrzymać monopolu na wykorzystanie prochu strzelniczego. W połowie lat 1200
wiedza o prochu została udokumentowana w Europie i innych częściach Azji. ROK 1331 N.E. był datą pierwszego bojowego użycia prochu w Europie. Król Anglii Edward III był pierwszym, który
użył go jako jednego z głównych broni w dużej bitwie w 1346 roku przeciwko królowi Francji Filipowi.
Broń ta była tak skuteczna, że w Europie rozpoczął się wyścig, aby zaadaptować ją w jakiś sposób do współczesnych działań wojennych, chociaż nie było jasne, jak dokładnie najlepiej wykorzystać nową broń i zaadoptować ją do użycia z istniejącymi rodzajami uzbrojenia i stosowanymi strategiami wojskowymi.

Do 1412 r. 3-stopowa armata wykorzystująca pół funta prochu mogła wystrzelić z dużą prędkością 2-calową kulę lub worek półcalowych ołowianych odłamków. Problemem w produkcji prochu w Europie było znalezienie naturalnych źródeł saletry. Pod koniec XIII wieku odkryto sposoby jej sztucznego wytwarzania. Jeden z przepisów z 1561 r. traktuje o zmieszaniu ludzkich odchodów z moczem, końskim łajnem i wapnem – wszystko to było chronione przed deszczem i regularnie mieszane przez rok. Sto funtów wsadu dało tylko pół funta saletry. Narodził się zupełnie nowy przemysł produkcji saletry. Niektórzy teoretyzują, że koszty
tej nowej taktyki wojskowej doprowadziły do zwiększenia podatków, co dość często prowokowało ludność do buntu.

Pomimo kosztów i wysiłku wymaganego do wytworzenia prochu strzelniczego, jego skuteczne wykorzystanie w zastosowaniach militarnych nie mogło zostać zignorowane. Mówi się, że Joanna d’Arc używała go bardziej efektywnie niż inni w jej czasach, ponieważ nie była obciążona doświadczeniem tradycyjnej taktyki wojennej. Jako nowa osoba na arenie działań wojennych, ale z naturalnym wyczuciem taktyki, odkryła ona prawdziwą wartość jego użycia nie tylko do odstraszania. Rezultatem tych działań było odsunięcie Anglików od władzy we Francji na początku XIV wieku, do czego w dużym stopniu przyczynił się proch strzelniczy.

Po tym wyjątkowym zwycięstwie na Wschodzie nastąpił upadek Konstantynopola, kiedy to turecki sułtan Mehmed II docenił geniusz Węgra o imieniu Urban, jednego z najbardziej utalentowanych techników prochowych i metalurgów tamtych czasów, który stworzył największą armatę tego okresu – długą na 26 stóp i zdolną wystrzelić półtonową kamienną kulę (niesamowity wyczyn inżynieryjny jak na tamte czasy).

Do przeniesienia armaty potrzebnych było pięćdziesiąt wołów, a załoga liczyła 700 osób. Wystrzelony kamień pokonywał milę i wbijał się w ziemię na głębokość sześciu stóp.

Aby to osiągnąć potrzebny był tonowy ładunek prochu strzelniczego. Załadowanie armaty zajmowało godziny, co ograniczało szybkostrzelność do siedmiu strzałów dziennie. Każdy błąd w pakowaniu prochu zbyt luźno lub zbyt ciasno, w mieszaniu składników, w jego wilgotności lub innych czynnikach, mógł spowodować eksplozję zbyt potężną, by armata mogła ją wytrzymać bez wysadzenia siebie i wszystkich wokół! W maju 1453 roku stało się niemożliwe. Po 6-tygodniowym oblężeniu Konstantynopol upadł, szokując świat chrześcijański, ponieważ powszechnie wiadomo było, że zamek z podwójnym murem był nie do zdobycia, odpierając dziesiątki oblężeń w swojej historii. Proch strzelniczy zmieniał świat!

W ciągu następnych kilkuset lat zarówno proch strzelniczy jak i produkcja armat uległy dziesiątkom zmian dzięki próbom i błędom oraz badaniom inżynieryjnym i naukowym. Nawet najmniejsza zmiana mogła oznaczać sukces lub katastrofę. Szkocki król Jakub II przekonał się o tym na własnej skórze, gdy zginął w wyniku przypadkowej eksplozji komory prochowej. Precyzyjne mieszanie prochu było nie mniej problematyczne niż odlewanie samej broni, czy procedura prawidłowego zapłonu prochu w armatach i działach. Inna mieszanka metali lub inna temperatura stosowana do odpuszczania metali podczas produkcji armaty mogła oznaczać sukces lub porażkę.

Rozwój ręcznej broni palnej oraz rozwój różnych bomb i pocisków to historia sama w sobie, obejmująca wiele lat i równie wiele komplikacji, co rozwój prochu strzelniczego, ale podstawowa armata (opracowana do 1500 r. n.e.) była nadal w użyciu podczas amerykańskiej wojny secesyjnej, prawie 300 lat później.

Podsumowując, “ognisty lek” lub proch strzelniczy, składający się z kilku prostych substancji chemicznych,

przez wieki wprawiał w zakłopotanie światowy establishment wojskowy, nieustannie podważając status quo z każdym nowym dotyczącym go odkryciem i ulepszeniem. Dzięki niemu możliwy był rozwój kolejnych supermocarstw, zmieniał on tym samym trwale historię świata, nie poprzez hałas, ale poprzez wybuch!

Terry Manning, Atlanta Chapter SAR

Źródło: Jack Kelly, Gunpowder – Alchemy, Bombards, & Pyrotechnics: The History of the Explosive that Changed the World (Basic Books: New York, 2004)

Proch strzelniczy: Alchemy, Bombards, & Pyrotechnics: The History of the Explosive that Changed the World, autorstwa Jacka Kelly’ego, 261 stron, opublikowana przez Basic Books w 2004 roku.

Proch strzelniczy autorstwa Jacka Kelly’ego to najlepsza książka na ten temat z jaką się zetknąłem. Nie jest to książka typu “zrób to sam”, chociaż podstawy wytwarzania czarnego prochu są omówione na tyle szczegółowo, że można by pokusić się o jego samodzielne wytworzenie. Książka opowiada o tysiącach, a może nawet setkach tysięcy osób, które zginęły podczas wytwarzania czarnego prochu w ciągu około 800 lat jego panowania. Książka rozpoczyna się od zbadania długiego rozwoju “ognistego leku” w Chinach, od około 1050 r. n.e. do 1230 r. n.e. W ciągu tego 180-letniego okresu chińscy producenci prochu nauczyli się zwiększać ilość saletry do optymalnej ilości, czyli około 75% całkowitej masy, z dodatkiem 15% węgla drzewnego i 10% siarki. Rodzaj drewna używanego do produkcji węgla drzewnego ma kluczowe znaczenie dla jakości produkowanego prochu strzelniczego.

Formuła prochu strzelniczego została prawdopodobnie wniesiona do Europy przez świat muzułmański. Chociaż zarówno kultura chińska jak i muzułmańska miały dostęp do danych, to Europejczycy udoskonalili proch strzelniczy do postaci, która była stosunkowo stabilna i mogła być transportowana przez oceany w stanie nadającym się do użytku. W tej formie był on gotowy do użycia w stosunkowo szybko ładowanych, niezawodnych i celnych armatach oraz ręcznej broni osobistej.

Proch strzelniczy był wykorzystywany militarnie w Europie już w 1326 roku. Użyto go w bitwie pod Crécy w 1346 roku. Pod koniec XIV wieku europejscy wynalazcy stworzyli znaczące ulepszenie, kute żelazne klepki i armaty pierścieniowe znane jako bombardy. Później, w 1451 roku, Europejczyk przekazał najnowocześniejszą technologię odlewania armat imperium muzułmańskiemu, co pozwoliło tureckiemu sułtanowi podbić Konstantynopol.

Książka Kelly’ego jest niezwykle czytelna i bardzo pouczająca. Nie jest to praca naukowa. Nie zawiera przypisów. Z tyłu książki znajduje się siedem stron na których opisane są źródła (s. 243-250) wykorzystane w każdym rozdziale książki, z podsumowaniem tego, co jest omówione w każdym źródle.

Kelly przedstawia dobre podsumowanie rozwoju broni palnej w Japonii, a także stłumienie tych prac przez szogunów. Wyjaśnia ogromne korzyści jakie proch strzelniczy dał Europejczykom, przejście od zapalników lontowych do skałkowych, wraz z wyjaśnieniem, dlaczego zapalniki kołowe zostały ostatecznie wyparte. Pisze o ciekawym zastoju w rozwoju broni palnej w latach 1650-1800. Wyjaśnia industrializację produkcji broni palnej. Opisuje powstanie firmy Samuela Colta i jego rewolwerów z fascynującymi szczegółami. Historia prochu przeplata się z historią działań wojennych. Znajduje się tu wspaniała sekcja poświęcona 250-letniej historii użycia gładkolufowych armat ładowanych odprzodowo na statkach.

W Gunpowder można znaleźć interesujące informacje. Podczas wojny secesyjnej w Stanach Zjednoczonych, już na samym jej początku niejaki Dupont został wysłany do Anglii, by przejąć dostawy saletry z Indii. Wykupił on wolumen kilkuletniej produkcji, blokując tym samym Konfederacji dostęp do rynku. Później, gdy cena saletry z Indii gwałtownie wzrosła, Dupontowie opracowali metodę przekształcania azotanu sodu w azotan potasu, przełamując hegemonię Indii na tym rynku (kontrolowanym przez Brytyjczyków).

Jest kilka przypadków, w których Kelly zdaje się popadać w polityczną poprawność. Jego opis atlantyckiego handlu niewolnikami obarcza odpowiedzialnością za ten proceder wyłącznie Europejczyków. Nigdy nie wspomina o islamskim handlu niewolnikami, który trwał dłużej i był bardziej destrukcyjny dla ofiar. Sugeruje on, że rzeczywistość byłaby lepsza bez handlu ludźmi prowadzonego przez Europejczyków. Jednak równie prawdopodobną hipotezą jest to, że ci sprzedani jako niewolnicy zostaliby brutalnie zabici w wojnach plemiennych, lub służyli jako niewolnicy w Afryce.

Proch strzelniczy autorstwa Kelly’ego jest wart przeczytania przez osoby zainteresowane historią techniki, działań wojennych i broni palnej.

Dean Weingarten (gunwatch.blogspot.com)

tłumaczył MR