Пиротехнический состав черного дыма

Изобретение относится к средствам для получения дымовых завес, а именно для получения дымового облака черного цвета в результате реакции нескольких твердых веществ в форме порошковой смеси, при горении спрессованного заряда. Пиротехнический состав черного дыма содержит в качестве окислителя хлорат калия, а в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава, на одну часть которого использована треть-четверть антрацена каменноугольного сырого с содержанием антраценового масла в диапазоне 2-5 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорат калия 50-54, порошок алюминиево-магниевого сплава 35-37, антрацен каменноугольный сырой 11-13. Изобретение обеспечивает повышение эффективности дымообразования при создании дополнительного звукового эффекта при горении состава, что позволяет использовать композицию в зарядах для имитации подрыва артиллерийских боеприпасов: снарядов, мин, гранат, при натурных киносъемках.

 

Изобретение относится к средствам для получения дымовых завес, а более конкретно, для получения дымового облака черного цвета в результате реакции нескольких твердых веществ в форме порошковой смеси, при горении спрессованного заряда.

Уровень данной области техники характеризует (см. А.А. Шидловский, Основы пиротехники, М., «Машиностроение», 1973 г., с. 248) пиротехнический состав черного дыма на основе металлохлоридной смеси гекахлорэтана с порошком магния, который в качестве органического горючего связующего предпочтительно содержит антрацен технический, при следующем соотношении компонентов (мас.%):

гексахлорэтан 60
магний 19
антрацен 21

Эта смесь горит со скоростью порядка 4 мм/с и дает густой черный дым, но имеет высокую чувствительность к удару, что ограничивает использование в серийном производстве и зарядов в служебном обращении.

Кроме того, этот металлохлоридный состав нетехнологичен из-за пыления при смешивании компонентов и плохо прессуется в заряды без дополнительного связующего, что взрывонебезопасно.

Более совершенным является пиротехнический состав черного дыма, описанный в патенте RU 2350589 C1, C06D 3/00, C06B 33/00, 2007 г., который по числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному составу.

Известный состав включает окислитель - гексахлорэтан, металлическое горючее - высокодисперсный (удельная поверхность частиц 1500-3000 см2/г) порошок магния и дымообразующий антрацен каменноугольный сырой с содержанием антраценового масла 1-3 мас.%, а также пластифицирующую добавку - фторкаучук, формирующий дополнительную дисперсную фазу более высокой счетной и массовой концентрации в генерируемом аэрозоле за счет образования соединений с магнием: MgCl2 и MgF2.

Это расширяет диапазон маскировки дымового облака в широком диапазоне от видимой области спектра (0,4-0,7 мкм) до инфракрасных лучей (5,5 мкм), генерируемый функциональный аэрозоль которого служит экраном для защищаемых объектов, противодействующим электронным средствам обнаружения и наведения на цель.

Выбор антрацена каменноугольного сырого, содержащего антраценовое масло, определен тем, что пиротехнический состав приобретает пластичность, исключая пыление, который прессуется относительно низким удельным усилием (300-400 кгс/см2).

Заряд из известного пиротехнического состава при горении формирует дымовую завесу с хорошей кроющей способностью и минимальной светопроницаемостью, которая достаточно устойчива на воздухе и не ядовита.

Однако недостатком известного пиротехнического дымообразующего состава является низкая скорость генерирования функционального аэрозоля, которое происходит в режиме дымокурения (скорость горения 0,5-0,6 мм/см2), и серый цвет генерируемого облака из-за выгорания сажи, образующейся при термодеструкции антрацена, которое не может служить в качестве визуальной имитации взрывов боеприпасов.

Кроме того, антрацен каменноугольный с содержанием антраценового масла в диапазоне 1-3 мас.% полностью не исключает пыление при смешивании компонентов и не обеспечивает требуемой для прессования зарядов пластичности, поэтому в пиротехнический состав дополнительно введен пластификатор - фторкаучук, который сообщает генерируемому аэрозольному облаку целевые свойства.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение показателей назначения дымообразующего состава, динамичное горение которого сопровождается звуковым эффектом разрыва артиллерийского заряда, для использования при натурных киносъемках боевых действий.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный пиротехнический состав черного дыма на основе металлохлоридной смеси, включающий органическое горючее связующее - антрацен каменноугольный сырой, согласно изобретению, содержит в качестве окислителя хлорат калия, а в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава, при отношении его к антрацену каменноугольному сырому с содержанием антраценового масла в диапазоне 2-5 мас.%, от 1:0,4 до 1:0,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорат калия 50-54
порошок алюминиево-магниевого сплава 35-37
антрацен каменноугольный сырой 11-13

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили повышение эффективности дымообразования при создании дополнительного звукового эффекта при горении состава, что позволяет использовать новую композицию в зарядах для имитации подрыва артиллерийских боеприпасов: снарядов, мин, гранат при натурных съемках кинопроизводства.

В процессе динамичного горения пиротехнического состава по изобретению, с высокой скоростью и большой температурой продуктов горения, образуется скачок уплотнения, фронт которого сопровождается характерным хлопком и резким свистом, создавая звуковой эффект в момент формирования облака радикально черного дыма, что характерно для бризантного действия разрывных зарядов.

В предложенной композиции порошок алюминиево-магниевого сплава служит основным дымообразователем, так как при горении состава образуется облако высокодисперсных частиц из оксидов MgO и Al2O3, на которых оседает образующаяся при горении антрацена сажа, окрашивая формируемое аэрозольное облако в черный цвет.

Использование порошка алюминиево-магниевого сплава в качестве металлического горючего термической основы состава обеспечивает выделение большого количества теплоты и его горение с относительно высокой скоростью при повышенной температуре, в результате чего за счет пиролиза происходит полное взаимодействие хлората калия с антраценом и металлическим горючим.

В структуре антрацена каменноугольного сырого присутствует примесь антраценового масла с повышенным содержанием (2-5 мас.%) антраценового масла, которое выполняет в процессе приготовления пиротехнического состава смешиванием компонентов функции связующего, а при последующем прессовании зарядов роль технологической смазки, что делает предложенный состав технологически самодостаточным, исключающим пыление при смешивании компонентов и, обеспечивая пластичное прессование зарядов.

Долевое соотношение порошка алюминиево-магниевого порошка и антрацена каменноугольного сырого 1:(0,4-0,3) выбрано экспериментально для обеспечения необходимых показателей назначения состава.

При соотношении указанных компонентов горючего (порошка алюминиево-магниевого сплава к антрацену) меньше 1:0,4 в генерируемом дымовом облаке при горении состава недостаточно черноты, преобладает серый цвет, а при соотношении больше 1:0,3 происходит флегматизация термической основы состава, в результате чего не создается эффект имитации взрыва боеприпаса, так как отсутствует звуковое сопровождение при дымообразовании.

Практическое содержание антрацена каменноугольного сырого, который при горении служит дымообразователем, оптимизировано в предложенном пиротехническом составе в диапазоне 11-13 мас.%.

При содержании в пиротехническом составе черного дыма хлората калия меньше 50 мас.% возникает дефицит кислорода для полной деструкции антрацена, часть которого не горит, а возгоняется, при этом падает активность генерирования аэрозоля, снижается скорость горения, не обеспечивая мгновенного образования облака черного дыма, приобретающего сероватый оттенок.

При содержании в пиротехническом составе черного дыма хлората калия больше 54 мас.% нет улучшения показателей назначения спрессованного из него заряда, так как снижается насыщенность черного цвета из-за более полного сгорания антрацена без образования свободных частиц сажи.

При содержании в дымовом составе порошка алюминиево-магниевого сплава меньше 35 мас.% снижается быстродействие по формированию облака черного дыма, характерное для взрыва артиллерийского боеприпаса, что не решает задачи его имитации при натурных киносъемках.

При содержании в дымовом составе порошка алюминиево-магниевого сплава больше 37 мас.% образуется избыточная температура горения заряда, при которой выгорают сажевые частицы и не достигается требуемый черный цвет облака, с преобладающей сероватой окраской, что неприемлемо по условиям назначения.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности серийного изготовления на действующем производстве пиротехнических дымообразующих зарядов для имитации очагов пожаров, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Количественное соотношение компонентов предложенного пиротехнического состава, при горении практически мгновенно формирующего облако черного цвета, было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и нашло подтверждение по достижению показателей назначения при экспериментальном опробовании опытных образцов пиротехнических зарядов.

Для оптимизации количественного соотношения компонентов пиротехнического состава по изобретению были приготовлены композиции для испытаний, которые включали структурные элементы в пределах предложенного диапазона, в его середине и за границами оптимизированных значений минимального и максимального необходимого количества их массового содержания.

Предложенный состав приготавливается по принятой в пиротехнике технологии смешивания в штатном смесителе, куда помещают все порошковые компоненты и проводят смешивание в течение 10-15 минут, после чего смесь выгружают и направляют на прессование зарядов.

Натурные испытания опытных образцов зарядов полностью подтвердили достижение показателей назначения и пригодность использования в качестве имитатора подрыва артиллерийских боеприпасов при киносъемках.

Пиротехнический состав черного дыма, включающий окислитель, порошок металлического горючего и дымообразующий антрацен каменноугольный сырой, отличающийся тем, что он содержит в качестве окислителя хлорат калия, а в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава, при отношении его к антрацену каменноугольному сырому с содержанием антраценового масла в диапазоне 2-5 мас.%, от 1:0,4 до 1:0,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорат калия 50-54
порошок алюминиево-магниевого сплава 35-37
антрацен каменноугольный сырой 11-13



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области пиротехники, а именно к пиротехническим составам для образования цветного дыма. Пиротехнический состав зеленого огня включает барий азотнокислый - 67-73 мас.%, порошок алюминиево-магниевого сплава - 8-10 мас.%, идитол в качестве органического горючего связующего - 3-4 мас.%, а в качестве усилителя цвета смесь порошкового хлорпарафина - 14-16 мас.% и жидкого хлорпарафина - 2-3 мас.%.
Изобретение относится к области активного воздействия на гидрометеорологические процессы льдообразующим пиротехническим составом, используемым для активного воздействия на облака и туманы с целью их рассеяния, предотвращения и прерывания градобитий, вызывания осадков из облаков посредством льдообразующих ядер, полученных при сгорании специального пиротехнического состава.
Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении которых генерируется аэрозоль, образующий дымовое облако на воздухе, используемое для постановки маскирующей завесы.
Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а более конкретно к аэрозолеобразующим составам, используемым в качестве дымообразующего снаряжения боеприпасов, при горении которого формируется в атмосфере аэрозольное облако маскирующего действия.
Изобретение относится к пиротехническим аэрозолеобразующим составам для образования дымовых маскирующих завес. .
Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а именно к аэрозолеобразующим составам, используемым в качестве дымообразующего снаряжения боеприпасов, при горении которого формируется в атмосфере аэрозольное облако маскирующего действия.
Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования цветного дыма при реакции как минимум двух твердых веществ.
Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования цветного дыма при реакции как минимум двух твердых веществ.
Изобретение относится к пиротехническим составам, а именно к средствам для образования дымовых завес посредством реакции двух или нескольких твердых веществ, при горении которых образуется оранжевый дымовой сигнал.
Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении которых генерируется облако черного дыма, используемого для целеуказания, в сигнальных ракетах. .
Изобретение относится к средствам для получения дымовых завес, а именно для получения дымового облака черного цвета в результате реакции нескольких твердых веществ в форме порошковой смеси, при горении спрессованного заряда. Пиротехнический состав черного дыма включает, в мас.%: окислитель - хлорат калия 53-58, в качестве горючего-дымообразователя - антрацен каменноугольный сырой с содержанием антраценового масла 2-5 мас.% 40-43 и тиомочевину 2-4. Изобретение обеспечивает повышение скорости горения в 2-3 раза, сравнительно с прототипом, и динамики дымообразования, а также формирование устойчивого облака насыщенного черного цвета, характерного очагу пожара, что позволяет использовать его в качестве имитатора при киносъемках.
Изобретение относится к термическим составам, а именно к средствам для образования дымовых завес посредством реакции двух или нескольких твердых веществ и может быть использовано в качестве пиротехнического состава, при горении которого образуется дымовое облако белого цвета. Пиротехнический состав для образования белого дыма включает, мас.%: окислитель - хлорат калия 36-38, в качестве хлорсодержащего дымообразователя включает гексахлорэтан 12-16, нашатырь 33-30, в качестве газообразующих органических горючих - уротропин 12-10 и тиомочевину 4-6, и в качестве технологической добавки - аэросил 1-2. Изобретение обеспечивает генерирование аэрозоля в форме плотного белого облака, пригодного для имитации естественного тумана при натурных киносъемках, а также для маскировки перемещения техники, так как рассеивает электромагнитное излучение в видимом диапазоне частот спектра (0,4-0,7 мкм). Состав негигроскопичен и сохраняет функциональность в течение не менее 10 лет хранения; заряды могут использоваться без оболочки, что расширяет возможности и область его применения.
Изобретение относится к пиротехническим составам, образующим дымовую завесу, используемую для маскировки техники и живой силы. Дымообразующий состав для постановки маскирующей завесы включает, мас.%: хлорат калия 35-41, хлорид аммония 20-22, антрацен 37-35 и в качестве технологической добавки антраценовое масло 2-8. Решение обеспечило повышение выхода черного дыма в полтора-два раза, формирование устойчивой маскирующей завесы и возможность использования безкорпусных зарядов из технологичного в изготовлении и переработке пиротехнического состава. 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к дымообразующим пиротехническим составам, генерирующим при горении аэрозоль, образующий на воздухе дымовое облако, используемое для постановки маскирующей завесы. Дымообразующий металлохлоридный состав включает, в мас.%: гексахлорэтан 58-70, окись цинка 24-29, алюминиевый порошок 4-9 и технологическую добавку - фторкаучук 2-4. При этом размер частиц алюминиевого порошка не превышает 60 мкм. Соотношение указанных компонентов и ограниченная дисперсность алюминиевого порошка позволяют повысить температуру горения без изменения скорости горения состава, что обеспечило получение контрастного белого дыма и повышение маскирующей способности генерируемой дымовой завесы, обеспечивающей максимальное рассеяние оптического излучения на длине волн 0,40-1,56 мкм, что соответствует диапазону излучения средств обнаружения и наведения противника.
Группа изобретений относится к применению аэрозольгенерирующего состава в качестве средства воздействия на атмосферу или стратосферу земли для снижения интенсивности солнечного излучения и температуры поверхности земли. Аэрозольгенерирующий состав включает горючее-связующее из ряда нитроцеллюлозы, полиэфирых, полиэпоксидных, полиуретановых отверждаемых синтетических смол или синтетических каучуков, или их смеси, дополнительное горючее из группы, включающей углерод, нитроглицерин, пластификаторы, азиды органические S-триазинового ряда, охладитель из ряда, включающего хлорид калия, окислы металлов или их смесь с глиной или цементом, технологическую добавку - диоксид кремния или сульфорицинат и окислитель из группы, включающей нитраты, нитриты, перхлораты металлов или аммония. Описывается также генератор для сжигания указанного аэрозольгенерирующего состава. В зависимости от концентрации золя в атмосфере или стратосфере земли изобретение обеспечивает снижение интенсивности солнечного излучения на 82-15% и температуры поверхности земли за счет создания аэрозольного фильтра - искусственной облачности на определенной высоте от земной поверхности, задерживающей часть солнечной энергии, идущей к земле. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 пр.

Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а именно пиротехническим дымообразующим составам, которые предназначены для использования при павильонных видео- и киносъемках. Пиротехнический дымовой состав включает, мас.%: окислитель - хлорат калия 47-53, дымообразующий хлористый аммоний 29-32, горный воск 14-16 в качестве органического горючего связующего и карбонат кальция 4-5 в качестве нейтрализатора кислотной среды. При этом массовое соотношение хлората калия к хлористому аммонию составляет 1,5-1,8. Изобретение обеспечивает улучшение функциональности действия состава по назначению, при повышении интенсивности дымообразования с формированием при этом более плотной экологически безвредной дымовой завесы. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к пиротехническим составам для образования дымовых завес. Пиротехнический состав белого дыма включает, мас. %: хлорат калия 40-43, хлористый аммоний 35-37, канифоль сосновую 15-17, мел природный 2-3 и тиомочевину 5-3 в качестве активатора горения. Канифоль сосновая использована в форме спиртового лака, при массовом соотношении этилового спирта к канифоли сосновой в диапазоне 0,1-0,2. Техническое решение обеспечивает технологическую безопасность приготовления состава за счет снижения в нем доли бертолетовой соли (хлората калия), стабильность воспламенения зарядов при повышенной скорости горения для формирования оптически плотной завесы, улучшающей рассеяние светового потока, экранирование которого создает визуальный эффект тумана, что необходимо для кино- и видеосъемок. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении генерирующим дым, используемый для постановки маскирующих завес. Пиротехнический состав маскирующего дыма включает, мас.%: гексахлорэтан 54-62, окись цинка 6-8, алюминиевый порошок 27-29, органическое горючее связующее - канифоль сосновую 3-5 и хлорпарафин ХП-470. Состав обеспечивает повышение маскирующей способности как в видимом диапазоне электромагнитного излучения, так и в инфракрасной области, при пониженной скорости его горения, что расширяет технологические возможности и область применения дымообразующих зарядов из предложенного состава. 5 пр.

Изобретение относится к пиротехническим составам для образования дыма, при горении которого образуется оранжевый дымовой сигнал. Пиротехнический состав оранжевого дыма включает, мас.%: хлорат калия 26-28, краситель оранжевый органический жирорастворимый 44-50, пламегасящую добавку - тиомочевину 18-20, графит 2-3 и в качестве технологической добавки - хлорпарафин жидкий 4-5. Изобретение обеспечивает улучшение показателей назначения пиротехнического состава, характеризующееся повышением динамики выхода дыма высокой контрастности характерного оранжевого цвета. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а именно к дымообразующим пиротехническим составам. Пиротехнический состав белого сигнала включает (мас. %): хлорат калия 32-36, хлористый аммоний 27-29, в качестве технологической добавки пирогенный кремнезем 0,5-1,5, в качестве горючего связующего 25%-ный раствор канифоли в олифе 12-10, тиомочевину 12-10 и антрацен 21-23. Изобретение характеризуется технологической безопасностью приготовления состава за счет снижения в нем доли бертолетовой соли (хлората калия), стабильностью воспламенения сигнальных зарядов и повышенной скоростью горения. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к средствам для получения дымовых завес, а именно для получения дымового облака черного цвета в результате реакции нескольких твердых веществ в форме порошковой смеси, при горении спрессованного заряда. Пиротехнический состав черного дыма содержит в качестве окислителя хлорат калия, а в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава, на одну часть которого использована треть-четверть антрацена каменноугольного сырого с содержанием антраценового масла в диапазоне 2-5 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.: хлорат калия 50-54, порошок алюминиево-магниевого сплава 35-37, антрацен каменноугольный сырой 11-13. Изобретение обеспечивает повышение эффективности дымообразования при создании дополнительного звукового эффекта при горении состава, что позволяет использовать композицию в зарядах для имитации подрыва артиллерийских боеприпасов: снарядов, мин, гранат, при натурных киносъемках.

Наверх