pyssirohi

(Koostanud Jaan Märss - viimati täiendatud 2013 a.
^(JM)- minu poolt tõlgitud või tõlgendatud nimetus )

PÜSSIROHU AJALUGU

Leegiheitjate segud
Musta püssirohu leiutamine

SALPEETRI VALMISTAMINE
importsalpeetri rafineerimine
kohaliku salpeetri valmistamine
salpeetri valmistamine nn. salpeetermullast

PÜSSIROHU TOOTMINE
tolmpüssirohi
mugul- e. tükkpüssirohi
granuleeritud püssirohi
püssirohu kvaliteedi määramine

Must püssirohi uusajast tänapäevani

KASUTATUD PUBLIKATSIOONID (kõik tulirelvad)

Mitmesuguseid põlevaid segusid lasti vaenlase pihta juba antiik-Kreekas, kuid tulirelva tunnuseks
saab püssirohu kasutamine, mis sisaldab oksüdeerijana salpeetrit. Ilma salpeetrita põletusainet
kasutavat tulirelva on eesti keeles sobiv nimetada leegiheitjateks. Keskajal kandsid leegihoitjad
nimetusi rooma küünal (sks.k. römerkerze), kreeka tuli ( Albertus Magnus 1242 - creisch vuyr) või tulepiik ^(JM) (sks.k. feuerlanze)

	- 15. sajandi lahingustseenil kujutatud tulepiigid Kriegsbuch Kaiser Siegmunds, ca. 1440/50 URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/tittmann/ 7%20Buechsenpfeile%20kurz.pdf
	Tulepiigi tunnuseks on vaenlase torkamiseks mõeldud teravikud ning süüteava puudumine, mis eristab leegiheitjat püssirohurelvast. - tulepiigi otsiku joonis aastast 1473 Büchsenmeisterbuch von Martin Mertz. 1473 URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/tittmann/ 7%20Buechsenpfeile%20kurz.pdf

Tulepiik erines tavalisest tõrvikust viskelaengu poolest, mis heitis põleva segu vaenlase suunas. Viskelaeng koosnes (Hiinast kuni keskaegse Euroopani) kõigil tulepiikidel kustutamata lubjast ja veest, mille reageerimisel vabanev soojus süütas (nähtamatu leegiga) väävli. Selleks oli kustutamata pulberlubi kokku segatud pulbrilise väävliga, tule süütamisomaduste suurendamiseks lisati okaspuuvaiku ja looduslikku naftabituumenit. segu süütamiseks tuli lisada sobiv kogus vett.

Alates 1980-ndatest aastatest levinud kirjanduses (W.G.Kramer, Claude Blair, Klaus Leibnitz) on seostatud leegiheitjate toimet ka Ca-nitraadi kasutamisega, mis pole aga hilisemate uuringute ja katsetuste käigus kinnitust leidnud (W. Tittmann, F. Nibler).

Leegiheitjatest väljapaiskuvaid süütesegusid eristatakse hilisemast püssirohust just nitraadi (salpeetri) puudumise poolest.

MUSTA e. SUITSUGA PÜSSIROHU AJALUGU

Must e. suitsuga püssirohi (sks. k. pulver - "pulber" või kräut e. "rohi") erines leegiheitja süütesegust selle poolest, et koostisesse kuulus salpeeter. Salpeetri termilisel lagunemisel eraldub hapnik ning ahelreaktsiooni tõttu toimub selle põlemisel plahvatus.

MÄRKUS: salpeetril põhinevaid põlemissegusid on kasutatud ka rakettides - milles ei toimu plahvatus, vaid aeglasem põlemine. Rakettide kasutamise kohta on kirjalikke teateid Veneetsia ja Genova vahelisest sõjast 1380.a.

Püssirohu plahvatus toimub järgmiselt (vastavalt retseptile):

75% kaaliumsalpeetrit (K-nitraati) - laguneb 350ºC juures, eraldades hapnikku,

10% väävlit - tõstab temperatuuri reaktsiooniks vajalikule tasemele. (Hilisemal ajal , mil hakati valmistama granuleeritud püssirohtu, oli väävel samaaegselt ka sideaineks.)

15% puusütt (soovitavalt tihendamast puust, näit. lepapuust) - ühineb kõrgel temperatuuril hapnikuga.

MUSTA PÜSSIROHU LEIUTAMINE

21. sajandi teadmiste põhjal leiutati salpeetri rafineerimine ja püssirohu segamine Hiinas, kust see teave levis mongolite vallutusretkede ajal 13. sajandil Kesk-Aasiasse ja Araabiamaadesse. Ristisõdade ajal, hiljemalt 13. sajandi teisel poolel, tundsid araablased juba püssirohtu koostisega: salpeetrit 75%, sütt 16% ja väävlit 9% , mis on üsna lähedane optimaalsele (75 : 15 : 10)

Mitmesuguseid plahvatavate segude (ignis volans - e. "tuletuul") valmistamist kirjeldavad 13. sajandi II poolel juba Albertus Magnus, Roger Bacon. Sajandi lõppu dateeritud manuskript Liber ignium e. "tule raamat" sisaldab 33 erineva põleva segu retsepti, mille hulgas ka segu ignis volatilis, mis vastabki püssirohule. Kogu teave pärineb anonüümsetest Vahemeremaade allikatest, kõige tõenäosemalt araabia meedikute Euroopasse jõudnud retseptikogumikest.

MÄRKUS: munk Berthold e. Berthold Schwartz kui musta püssirohu (sks. k. "schwarz"pulver) leiutaja on vaid legendaarne tegelane (W. Tittmann 2011). Püssirohtu õpiti valmistama samaaegselt mitmetes Lääne- ja Kesk-Euroopa maades.

MUST PÜSSIROHI IMPORTSALPEETRIST

Musta püssirohu valmistamise kõige spetsiifilisemaks komponendiks oli K-salpeeter, mida sisaldasid mitmesugused Idamaadest imporditud looduslikud soolasegud, keskaegse üldnimetusega salpeeter.

(Lad. k. salpetricum tuleneb sõnade kombinatsioonist salt-petre e. "kivisool")

Salpeetrit leidus Euroopas vaid Pürenee poolsaarel. Seal valitsenud maurid kasutasidki esimesena Euroopas tulirelvi, ülejäänud Euroopasse tuli salpeetrit vedada läbi islamimaade Indiast - seepärast oli importsalpeeter väga kallis.
Euroopa alkeemikud leiutasid importsalpeetri erinevaid rafineerimisprotsesse, mille eesmärgiks oli salpeetri "tugevdamine" (- e. rafineerimine, mis suurendas K-nitraadi kontsentratsiooni; konversiooni, ehk keemilise muundamise osas ollakse tänapäeval erinevatel seisukohtadel ). Erinevalt toorsalpeetrist on rafineeritud salpeetri kohta kasutatud keskajal juba nimetusi salniter, salbetter jms.

Üheks vanemaks rafineerimise võtteks oli toorsalpeetri lahustamine ja K-nitraadi "väljasoolamine" keedusoola abil. Kokkukeedetud segu valati keraamilise poti sisse, läbi poorse seina pinnale kuivav salpeeter pühiti maha kuivatatud jänesekäpaga .

- miniatuur manuskriptist
Codex paläographicus vindobonensis. 1415/18
URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/
tittmann/4%20Salpeter.pdf

Salpeetri vähesuse tõttu olid vanimad tulirelvad väikesed ja säästlikud, vastase hirmutamiseks eelistati jagada püssirohi väiksemateks laenguteks, et teha rohkem pauke (vt. lotbüchse, hakenbüchse, ribaudequin),

Salpeetri vähesuse tõttu eelistati valmistada ka pürotehnilisi segusid, milles oli salpeetrit vähem - süütepomme, vähemal määral ka lõhkepomme - ning heita neid mehaaniliste heitemasinatega (vastukaalumasinad, väiksemaid laenguid valmistati ka ammu- ja vibunooltele).

KOHALIKU SALPEETRI VALMISTAMINE.

Pöördeliseks kujunes SALPEETRI VALMISTAMISE TEHNOLOOGIA leiutamine alkeemikute poolt, mis toimus 1370-ndate aastate lõpul.
(Vt. manuskript: URL: http://digi.ub.uni-heidelberg.de/diglit/cpg122 , uus-saksa tekst ja analüüs vt. www.feuerwerkbuch.de von Ferdinand Nibler).

Umbes samal ajal võeti kasutusele kivikuulidega tulistav stenbüchse, mis tähistab kaliibri märgatavat tõusu.

VANIMAKS KOHALIKUKS SALPEETRIKS oli nn. müürisalpeeter^(JM), mida võis koguda lautade ja maa sisse ehitatud sõnnikuaukude seintelt (vajas muidugi rafineerimist).

Nähtuse analüüsimine ja alkeemikute katsetused viisid kohaliku salpeetri tootmisele komposteerimismeetodil nn. SALPEETERMULLAST.

Kohalik tootmine arenes 100 aasta jooksul sedavõrd, et 15. sajandi lõpul oli kohalik salpeeter india importsalpeetrist juba 10 korda odavam. (Kuid ka siis oli salpeeter veel 2 korda kallim väävlist, mida tuli kohale vedada Itaaliast. Salpeetri kõrgest hinnast tulenevalt, aga ka suurte (ka valatud) bombardide nõrga konstruktsiooni tõttu kasutati neis püssirohtu, milles oli salpeetrit 50-60%, kuigi optimaalne olnuks 75%).

SALPEETERMULLAL PÕHINEV TOOTMINE

LÄHTEMATERJALID	PROTSESSI SISU
Lämmastikurikkad ained: 1) inimese uriin (sisaldab karbamiidi) 2) rohusööjate loomade virts (sisaldab karbamiidi ja kaaliumkloriidi) 3) linnusõnnik (sisaldab kusihapet)	Sisaldavad lämmastikuühendeid, mis muutuvad nitrit- ja nitraatbakterite toimel nitraadiks (ca 3 nädalaga) Salpeetermullaks (sks.k. salpetererde) nimetatud segu kasteti regulaarselt: alul uriiniga, hiljem ilmselt veega. Linnavalitsuste ülesandel korraldas uriini kogumist ja salpeetri tootmist sageli linna apteeker.
Suure kaaliumisisaldusega ained: 1) õletuhk, lehtpuutuhk (keetmisel saadi nn. tuhaleelist - kasutati keskajal pesupesemiseks, ristisõdade järel levis Euroopasse ka seebikeetmine) 2) veinimaades -viinakivi (lahustumatu sade, mis tekib veinivaatide sisse).	Moodustavad protsessi käigus dissotsieeruva kaalium-iooni, mis annab koos nitraat-iooniga K-nitraadi e. K-salpeetri, mis sadeneb (kristalliseerub) külmast lahusest välja 1) tuhk on mineraalne aine, mis sisaldab lahustuvaid K-soolasid (vahetusreaktsioonide käigus tekib K-nitraat e. K-salpeeter, mille lahustuvus külmas segus on vähene ning sool sadeneb välja) 2) KH-tartraat lahustati lubja abil (vahetusreaktsiooni käigus tekkis lahustuv K-hüdroksiid ja Ca-tartraat, mis sadenes välja; K-hüdroksiid andis dissotsieeruva K-iooni, mis koos Nitraat-iooniga moodustas K-nitraadi - selle lahustuvus külmas segus on vähene ning sool sadeneb välja) Hilisematel sajanditel asendati puutuhk potasega (keemilist sisu mõisteti alles 18. sajandil)
Kustutatud või ka kustutamata lubi	Kustutatud lubi neutraliseeris bakterite tegevuse tõttu happeliseks muutuva lahuse 1) neutraliseerimine soodustas bakterite tegevust, lubja vähese lahustuvuse tõttu püsis lahus neutraalsena, pH ei tõusnud liiga kõrgeks 2) segu neutraliseerimine blokeeris ammoniaagi lendumist, mis oleks tähendanud lämmastiku kadu: neutraalses või leelises keskkonnas tekkis ammoonium-hüdroksiid 2) kustutamata lupja võidi eelistada siis, kui segu vajas soojendamist (?)
Põletatud õled ja muld, vahekihtidena	Õhustasid komposti, mis soodustas bakterite tegevust. Peale soolade väljapesemist kasutati salpeetermulda (sks. salpetererde) uuesti.
Keedusool	Kasutati salpeetri "väljasoolamiseks" lahusest, mis oli saadud peale kokku aurutamist (keedusool vähendab salpeetri lahustuvust ning salpeeter sadeneb anuma seintele)

INVENTAR	OTSTARVE
Põletatud savist anumad, põletatud savist torud	1) Väiksemas koguses tootmisel toimus kogu protsess savinõus, samal ajal kui sool imbus ja kuivas poorse nõu välispinnale. 2) Põletatud savist torusid kasutati laiendatud tootmisel: segu reageeris suurtes puunõudes, kust tõsteti salpeetri väljakuivatamiseks savitorudesse.
Salpeetriauk, sks.k. salpetergrube	Kasutati keskmise mahuga tootmisel, et toota salpeetermulda
Kompostipeenar, sks.k. salpeterbeetel - mainib Konrad Kyeser juba 1405	Kasutati suurtootmises, et toota salpeetermulda: peenrasse puistati kindlas vahekorras puutuhka, lupja, mulda ja põlenud õlgi, mida kasteti kogutud uriiniga. Nn. salpeetermulla kvaliteeti hinnati maitsmisega - kui soola hulk tundus sobiv, alustati salpeetri väljalahustamist.
Suured puunõud	Soolade väljaleotamiseks salpeetermullast.
Suured vasest keedunõud	Kasutati lahuse kokkuaurutamiseks (kuni 1/3) ja väljasoolamiseks, peale jahutamist koguti keedunõu seintelt väljakristalliseerunud salpeetrit.

Nn. salpeetrikeldri vaade:
- esiplaanil on vaadid, milles toimub reaktsioon,
- laes ripuvad keraamilised torud, mille pinnale kuivab välja salpeeter.
- tagaplaanil on vaskne keedunõu, milles toimub väljasoolamine

- miniatuur manuskriptist - Rüst- und Feuerwerkbuch. 15. saj. lõpp
URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/tittmann/4%20Salpeter.pdf

16. sajandi keskel toimus salpeetri tootmine veel eelmise sajandi tasemel.

- gravüür käsiraamatust Georg Bauer alias Agricola(1494 - 1555)
De re metallica libri XII“ (Basel 1556).

16. saj. teisel poolel vajasid malmkuule kasutavad pronksist suurtükid ja arenenud käsitulirelvad juba palju rohkem püssirohtu. Tekkisid tugevad tsentraliseeritud riigid, kelle sõjaväele valati suurte seeriatena suurtükke ja valmistati muskette.

- gravüürid mäetehnilisest
käsiraamatust
Lazarus Ercker: „Beschreibung ... Bergwerksarten“ 1574

URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/
technikhist/tittmann/4%20Salpeter.pdf

Püssirohu leiutamisest Euroopas ja varasematest püssirohuretseptidest:
vt. Claude Blair (vn. k.- Д. Уваров)

Wilfried Tittmann, Ferdinand Nibler und Wolfgang John. Salpeter und Salpetergewinnung im Übergang vom Mittelalter zur Neuzeit. 2011. http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/tittmann/4%20Salpeter.pdf

PÜSSIROHU TOOTMINE

TOLMPÜSSIROHI^(JM).

14. sajandil kasutatud tolm - püssirohi segati kokku tolm- peeneks tambitud osistest, mis tambiti peeneks tampveskis.

Tolmpüssirohi ei kannatanud transporti, kuna jagunes vibratsioonil kergemateks ja raskemateks fraktsioonideks (süsi kogunes peale ja salpeeter vajus tünni põhja, väävel jäi keskele). Ka oli salpeeter väga hügroskoopne, mis muutis püssirohu tükiliseks nii, et see riknes paari päevaga. Seepärast veeti tolmpüssirohu komponente eraldi anumates ning segati kokku alles viimasel hetkel.

	- poolmehaaniline tampveski (1411) URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/ tittmann/4%20Salpeter.pdf
	- sammurattaga^(JM) (sks. tretrad) mehaaniline tampveski Philipp Mönch. Kriegsbuch, cod.pal.germ.126 (1496) http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Philipp_M%C3%B6nch

MUGULPÜSSIROHI^(JM).

Umbes 1420. a. leiutati Saksamaal mugul- e. tükkpüssirohi
(sks. knollenpulver) : püssirohu komponendid tambiti uhmris või tampveskis koos veiniäädikaga taignaks, mis kuivatati seejärel mugulate kujul (veiniäädikas niisutas ja oli kuivamisel ka sideaineks).

- mugulate valmistamine äädikaga tambitud püssirohutaignast
Miniatuur manuskriptist 1430
URL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/technikhist/
tittmann/4%20Salpeter.pdf

Zeugbuch I von Kaiser Maximilian I. Um 1512.
URL: http://www.ruhr
-uni-bochum.de/technikhist/
tittmann/4%20Salpeter.pdf

Tükkpüssirohi oli püsivama koostise ja suurema tihedusega püssirohi, mis tuli vahetult enne tarvitamist peenestada tampveskis.

- tampveski mugulate peenestamiseks väliolukorras

MÄRKUS:
Suurema tiheduse tõttu oli jahvatatud tükkpüssirohi "kangem" kui tolmpüssirohi - 3osa tolmpüssirohtu võrdus 2 osa jahvatatud tükkpüssirohuga

MÄRKUS: Tallinna püssirohuveski paiknes Härjapea oja alumises veskite grupis. Kuna see paiknes väljaspool kindlustatud linna, valmistati seal tõenäoselt märgmenetluses tükklpüssirohtu, mida säilitati kuivatamise järel linna püssirohukeldris. Sõjaolukorras purustati püssirohumugulad ilmselt sealsamas peeneks.

Peenestatud tükkpüssirohu kasutamine mõjutas käsitulirelvade arengut.

1) Tolmpüssirohuga oli võimalik laadida vaid varasemaid lühikese toruga käsitulirelvi (pikemasse torusse puistamisel oleksid tolmpüssirohuga kattunud vaid toru seinad)

- lühike noole- või kuulitoru (lotbüchse)
pilt hussiitide sõja aegsest sõjalisest käsikirjast "Streydpuech" 1410/30

- lühike käsisuurtükk
Musée de l'Armée in Paris 1390–1400

- lühike haakpüss - u. 1400

Tøjhusmuseet Håndskydevåbnenes historie

2) Peenestatud tükkpüssirohi võimaldas pikendada käsitulirelvade toru - peeneks puruks tambitud tükkpüssirohtu oli võimalik puistata ka pika toru põhja

- pikad haakpüssid aastast 1500

  Niederösterreich, Stadtmuseum Retz
  URL: http://tethys.imareal.oeaw.ac.at/realonline/

GRANULEERITUD PÜSSIROHI.

Sada aastat hiljem leiutati granuleeritud e. teraline püssirohi: tampveskis tainaks tambitud püssirohi suruti puulabidaga läbi nahast või pärgamendist sõela ning kuivatati (võrreldes mugulpüssirohu valmistamisega ei toimunud enam kuivalt jahvatamist). Granuleeritud püssirohtu vajasid kõige enam käsitulirelvad, suurtükkide jaoks peeti seda liiga "äkiliseks" (Püssirohu granuleerimine vt. St.Jullien - А. Нилус 1904 )

Granuleerimise efekt ei seisnenud mitte õhu olemasolus graanulite vahel (püssirohi ei vaja plahvatamiseks õhku), vaid graanulite suures pinnas ja nende vahelises tühjas ruumis, kus põlemisgaas sai kiirelt levida, süüdates kiirelt kogu püssirohu. Plahvatuse kiirus sõltus seetõttu graanulite suurusest.

Nürnbergi püssirohumeister valmistas 16. sajandi keskel nelja liiki püssirohtu (W.Tittmann 2011):

1) Scheibenpulver - kõige peenem ja "äkilisem" granuleeritud püssirohi

2) Hakenpulver - peenelt granuleeritud

3) Schlangenpulver - jämedalt granuleeritud

4) Tolmpüssirohi - oli granuleerimata nn. süüterohi

Kuna ka granuleeritud püssirohi riknes niiskumisel (süsi adsorbeeris õhust niiskust), siis hakati püssirohu graanuleid poleerima, hilisemate sajanditel aga grafiteerima.

PÜSSIROHU KVALITEEDI MÄÄRAMINE.

Kõige kvaliteetsemat ( purschpulver, scheibenpulver) kasutati püstolites, keskmist kvaliteediklass oli musketirohi, kõige madalama salpeetrisisaldusega püssirohtu kasutati suurtükkides.

Koostise järgi otsustades määras kvaliteedi salpeetri sisaldus - mida lähemal optimaalsele (75%), seda kvaliteetsem.

Plahvatusjõu laboratoorne mõõtmine:

	- Furttenbach´i nn. proovivarras (1627) Joseph Furttenbach. Halinitro-pyrobolia commons.wikimedia.org/wiki/File:Fotothek...
	Alates 1683.a. hakati püssirohu tugevust mõõtma proovimortiiriga: - mõõdeti täpne kogus püssirohtu, - täpselt kaalutud proovikuul tulistati 45º nurga all, - mõõdeti laskekaugus. S.J. von Romocki. Geschichte der Explosivstoffe. 1895
	- pildi parempoolsel kujutisel on proovimise instrument hoova ja käristiga (u. 1750) W.Boeheim. Handbuch der Waffenkunde. 1890 URL: http://annales.info/evrope/behaym/behaym15.htm

Püssirohu kohta 15.-16.saj. - vt. Д.Е.Козловский 1946,
eestlaetava siledaraudse srtk. püssirohulaeng - vt. Д.Е.Козловский 1946,

MUST PÜSSIROHI UUSAJAST TÄNAPÄEVANI
püssirohu kohta 16.-17.saj. - vt. А. Нилус 1904,
püssirohi 19. saj. keskel - vt. Д.Е.Козловский 1946,
suitsuta püssirohu leiutamine - vt. Д.Е.Козловский 1946.

Musta püssirohtu kasutati kuni 1880-date aastateni, mil selle tõrjusid välja nn. suitsuta püssirohud, mis sisaldasid erinevaid nitreerimissaadusi (peamiselt nitrotselluloosi), tuntuim oli enne I Maailmasõda inglaste poolt kasutusele võetud kordiit (cordite).

Musta püssirohu negatiivseks omaduseks oli see, et põlemiseproduktidest on 57% tahke aine (suits), mis ummistas jääkidena püsside ja suurtükkide lukke.

Suurimaks miinuseks sai aga musta püssirohu põlemiskiirus, mis ei sõltu vasturõhust. Seetõttu oli must püssirohi väga "äkiline": ka suurimate laengute juures, mida torud kannatasid, saavutas kuul torus lõppkiiruse, läbides vaid 16 kaliibri pikkuse tee. Kuna torud kannatasid maksimaalselt laengu/kuuli kaalusuhet 1:1, siis ei suurenenud eestlaetava suurtüki laskekaugus tervelt 300 a. jooksul!
Kui 19. sajandil mindi üle vintrauale ja tagantlaadimisele, siis tõusis maksimaalne laskekaugus küll kahekordseks, kuid laengu edasine suurendamine hakkas ülemääraselt suurendama lukkude mõõtmeid, mis omakorda tähendas suuremat soojuspaisumist ning põhjustas kinnikiilumisi. Et vähendada musta püssirohu "äkilisust", vähendati Briti mereväes 1870-ndatel aastatel väävli kogust 10 protsendilt isegi 3 protsendini, seejärel mindi aga üle juba suitsuta püssirohule.

Must püssirohi on jäänud tänapäevani kasutusele süütenöörides, pürotehnikas ja jahirelvades.

Tagasi lehekülje sisukorda...