Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда, способ приготовления этого заряда и метательный снаряд со взрывчатым веществом (варианты)

Изобретение относится к гидрометеорологии. Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда используется для принудительного спуска снежных лавин. Снаряд включает в себя смесевую композицию из двух компонентов, в которой в качестве первого компонента, выполняющего функцию окислителя, использован водный раствор пероксида водорода, а в качестве второго компонента, выполняющего функцию жидкого топлива, использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси. Метательный снаряд выполняется в виде полимерной канистры или полимерной емкости с ручкой или в виде цилиндрообразной полимерной емкости. Изобретение обеспечивает повышение безопасности хранения, транспортирования и применения композиций ВВ, используемых для подрыва лавиноопасных участков. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к техническим средствам и методам воздействия на склоновые процессы с целью предупредительного спуска лавин путем обстрела снежных склонов зарядами с взрывчатыми веществами (ВВ).

Снежные лавины - стихийное природное явление, часто наблюдающееся в горах, способное вызвать гибель людей и причинить значительные разрушения на пути своего распространения. Снежная лавина - пришедшие в движение на склоне гор скользящие и низвергающиеся снежные массы. Снизить разрушительное действие снежной лавины можно, заранее организовав принудительный спуск малых количеств снежной массы, аккумулирующихся на лавиноопасных направлениях горных склонов.

Принудительный спуск снежных лавин осуществляется (как один из способов) за счет воздействия ударной воздушной волны (образующейся при взрывании жидких, твердых или газообразных взрывчатых веществ (или взрывчатых смесей) на неустойчивую снежную массу, находящуюся на горных склонах (аналогично описанному в RU 2542676).

Сегодня основные способы профилактического спуска снежных лавин: обстрел лавиноопасных склонов с помощью минометов и артиллерийских орудий; ручная закладка взрывчатых веществ в лавиноопасной зоне; системы активного воздействия Gazex, Daisybell и O'bellx, французской компании T.A.S. (Альпийские Технологии Безопасности); система принудительного спуска снежных масс CATEX MONTAZ, французской компании MONTAZ Equipement (ст. "Лавинозащита", выложенная в сети Интернет на сайте "Росинжиниринг" по адресу http://www.roing.ru/engineeringProtection.php?page=avalanche).

Например, известны устройства принудительного спуска снежных лавин с лавиноопасных участков горных склонов: стационарные системы «GAZEX» (аналогичные описанному в RU 2539051) и мобильные (транспортируемые на подвесе вертолета) системы «Daisy Bell» (аналогичные описанному в RU 2552269).

Указанные системы обладают значительными недостатками, ограничивающими эффективность их применения в качестве противолавинных средств. Так, система «GAZEX» состоит из стационарно устанавливаемого сооружения «Shelter» (автономная станция управления, с запасом сжатых газообразных горючего (пропан-бутановая смесь) и окислителя (кислород) и одной или нескольких детонационных труб «Exploder». Лавины образуются, как правило, в труднодоступных местах - что требует предварительной капитальной установки на лавиноопасных участках систем «GAZEX», а также доставки (как правило, вертолетом) кассет с баллонами сжатых газов. Система имеет ограниченный радиус действия, поэтому на лавиноопасном склоне требуется одновременно устанавливать несколько десятков таких систем, что крайне затратно.

Система «Daisy Bell» требует своего транспортирования по воздуху (доставка осуществляется вертолетом на подвесе), с зависанием средства доставки (вертолета) над лавиноопасным участком и проведения подрывов газовоздушной смеси, образующейся в устройстве типа «колокол». Вследствие чего эксплуатация системы крайне дорога (полетное время) и ограничена в применении погодными условиями (только в летную погоду).

Также известна противолавинная система «Снежная Стрела», предназначенная для принудительного спуска снежных лавин и ликвидации опасных снежных нависаний (полок, козырьков), заряды которой (ручной и метаемый) состоят из жидкого ВВ, удерживающей его оболочки и средства инициирования. При этом метаемый заряд доставляется на лавиноопасный участок горного склона посредством выстрела из пневматической пушки («Аваланчер», www.avalanchemitigationservices.com) или ручной заряд доставляется на лавиноопасный участок горного склона оператором-взрывником, который вручную забрасывает его на снежную поверхность. Применяемое жидкое ВВ - смесевое, получаемое механическим перемешиванием двух жидких компонентов: нитрометана и этилендимина (см. "РД 52.37.790-2013 "Организация и проведение противолавинных работ", дата введения 2013-12-31, п. 8.3 "Пневматическая система активного воздействия - "Снежная стрела", фиг. 5). Принято в качестве прототипа для всех заявленных объектов.

Мобильные установки Avalancheur («Снежная стрела») разработаны французской компанией «Etienne Lacroix Tous Artifices SA» и считаются одними из самых передовых в мире технологических разработок в области противолавинной безопасности. Avalancheur - по сути огромное духовое ружье, выбрасывающее в воздух под действием сжатого до 50 атмосфер азота ракету в виде большой стрелы. Заряд стрелы, вылетающей из установки, разрывается над поверхностью горного склона. Взрыв позволяет сдвинуть самый опасный - верхний - слой снега, при этом более глубокие слои снега и земляной покров, камни не разбрасываются и, соответственно, на горных склонах не образуются уродливые воронки.

Разработчики компании «Etienne Lacroix Tous Artifices SA» считают, что важным преимуществом предложенной ими технологии является экологическая безопасность процесса, так как после подрыва заряда образуется лишь безопасная для природы сажа, а в случае неразрыва стрелы заряд становится абсолютно безвредным уже через 48 часов.

Однако анализ и практика применения этой системы в реальности не подтверждают прогноз экологической безопасности ее применения. К недостаткам упомянутой системы «Снежная Стрела» следует отнести то, что:

- нитрометан является самостоятельным взрывчатым веществом: смешивание его с этилендиамином проводят для повышения чувствительности нитрометана к инициирующему воздействию от капсюля-детонатора;

- нитрометан и этилендиамин ядовиты для животных и растительных форм организмов (нитрометан ядовит при вдыхании паров или проглатывании поражает печень и почки, центральную нервную систему, наркотик, обладающий также судорожным действием и последействием, предельно допустимая концентрация в воздухе 0,01%, этилендиамин токсичен, этилендиамин раздражает кожу и слизистые оболочки верхних дыхательных путей, вызывает поражение печени);

- температуры плавления компонентов ВВ (у нитрометана - минус 28°C, у этилендиамина - плюс 11°C) накладывают существенные ограничения на применение этих компонентов при отрицательных температурах окружающей среды (система должна применяться только в зимнее время, а один из компонентов - этилендиамин - застывает при температуре ниже плюс 11°C);

- нитрометан отнесен к веществам-прекурсорам, что ограничивает его свободный оборот и требует специальных мер учета и хранения (нитрометан горюч и взрывоопасен, при соблюдении условий хранения может храниться при комнатной температуре неограниченно долго, непрореагировавший при взрыве нитрометан остается на поверхности породы);

- капсюль-детонатор ручного заряда и капсюль-детонатор метаемого заряда в системе «Снежная Стрела» не унифицированы, что требует одновременного хранения двух типов капсюлей на складе;

- требуются специальные меры по утилизации невзорвавшихся (по каким-либо причинам) зарядов, так как оба компонента ядовиты для человека и окружающей природной среды;

- отказавшие заряды представляют опасность в течение длительного времени, так как смесь не теряет взрывчатых свойств в течение длительного времени (не разлагается);

- продукты взрыва смеси нитрометана и этилендиамина содержат ядовитые продукты: высокотоксичный угарный газ и сажу. Приводим уравнение химической реакции взрывчатого превращения такой смеси (под брутто-формулой C17,57H54,98N17,54O30 следует понимать смесь 92,9% мас. нитрометана (CH3NO2) и 7,1% мас. этилендиамина (C2H8N2):

C17,57H54,98N17,54O30=13,38H2O+0,64C+8,77N2+9,94CO+3,34CO2+3,65CH4+6,81H2.

Негативное воздействие сажи на экологию известно давно и является задачей, от решения которой зависит климат и сохранность флоры и фауны (см. курсовую работу по учебной дисциплине «Геоэкология» на тему: «Военное разрушение биосферы. Возможные экологические последствия ядерной войны», глава "Воздействие выброса сажи на окружающую среду", автор Федотова Н.В., Московский городской университет управления Правительства Москвы, 2011 г., выложенная на сайте "Учебные материалы" в сети Интернет по адресу: http://works.doklad.ru/view/O_Fpqbagiug.html). Этот материал в части негативного воздействия сажи на экологию также подтвержден в статье "Самолеты выхлопными газами загрязняют окружающую среду", опубликована 26.02.2012 и выложена в сети Интернет в режиме свободного доступа по адресу: (http://meteopathy.ru/meteofaktory/camolety-vyxlopnymi-gazami-zagryaznyayut-okruzhayushhuyu-sredu/), в которой также сделан объективный вывод об отрицательном воздействии на экологию угарного газа "как вещества весьма стабильного и равномерно распределяющегося вокруг всего земного шара" - по мнению профессора Ulrich Schumann, директора Института физики атмосферы Немецкого аэрокосмического центра.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение перечисленных недостатков прототипа за счет использования невзрывчатых компонентов, смешиваемых непосредственно перед применением.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении безопасности хранения, транспортирования и применения композиций ВВ, используемых для подрыва лавиноопасных участков.

Указанный технический результат достигается тем, что в заряде взрывчатого вещества для метательного снаряда, используемого для принудительного спуска снежных лавин, включающем в себя смесевую композицию из двух компонентов, в качестве первого компонента, выполняющего функцию окислителя, использован водный раствор пероксида водорода, а в качестве второго компонента, выполняющего функцию жидкого топлива, использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол (синоним: глицерин), или диметилкетон (синоним: ацетон) в соотношении образования стехиометрической смеси.

Для этого заряда в жидкое топливо могут быть введены в количестве от 0,1 до 1% мас. водорастворимые соли свинца, или меди, или хрома, или гидроксиды натрия или калия или их смеси для ускорения разложения пероксида водорода на кислород и воду. Для этого заряда, для изменения плотности смеси взрывчатого вещества, могут быть введены инертные добавки с изолированными порами (например, гранулы вспененного полистирола, и/или стеклянные микросферы, и/или полимерные микросферы).

Указанный технический результат достигается тем, что способ приготовления заряда взрывчатого вещества, обладающего малым сроком сохранения взрывчатых свойств, заключается в том, что в емкость, содержащую инертные добавки с изолированными порами (в виде гранул или микросфер или их смеси) и жидкое горючее с добавкой для разложения пероксида водорода, добавляют пероксид водорода в соотношении образования стехиометрической смеси, а затем производят встряхивание емкости для перемешивания компонентов и установку капсюля-детонатора.

Указанный технический результат достигается тем, что в метательном снаряде со взрывчатым веществом, используемом для подрыва лавиноопасных участков, содержащем корпус с капсюлем-детонатором, заполненный взрывчатой смесью, этот корпус выполнен в виде полимерной канистры или полимерной емкости с ручкой, заполненной смесью, состоящей из водного раствора пероксида водорода и жидкого топлива, в качестве которого использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, а также добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в метательном снаряде со взрывчатым веществом, используемом для подрыва лавиноопасных участков, содержащем корпус с капсюлем-детонатором, заполненный взрывчатой смесью, этот корпус выполнен в виде цилиндрообразной полимерной емкости, заполненной смесью, состоящей из водного раствора пероксида водорода и жидкого топлива, в качестве которого использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, а также добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 - заряд в форме канистры с «ручкой» для удобства «ручного» метания;

фиг. 2 - заряд в форме цилиндрического сосуда для метания посредством ствольной пневматической системы.

Согласно настоящему изобретению рассматриваются новые композиции ВВ, которые можно применять для принудительного спуска снежных лавин путем подрыва лавиноопасных участков. В связи с этим предлагается применить систему, состоящую из невзрывчатых компонентов, смешиваемых непосредственно перед применением (перед взрыванием). Это существенно повышает безопасность при транспортировании и хранении компонентов зарядов.

В общем случае, в рамках настоящего изобретения предлагается использовать заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда для принудительного спуска снежных лавин, который включает в себя смесевую композицию из двух компонентов в соотношении образования стехиометрической смеси. При этом в качестве первого компонента, выполняющего функцию окислителя, используют водный раствор пероксида водорода, а в качестве второго компонента, выполняющего функцию жидкого топлива, используют этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон.

Таким образом, согласно изобретению в качестве жидких невзрывчатых компонентов смесевого взрывчатого вещества необходимо применять в качестве компонента-окислителя пероксид водорода, а в качестве топливного компонента - этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол (глицерин), или диметилкетон (ацетон).

Взрывчатые смеси на основе пероксида водорода давно и широко известны:

1. E.S. Shanley, F.P. Greenspan "Higly Concentrateg Hydrogen Peroxide. Physical and Chemical Properties" Ind. Eng. Chem., 39, №12, 1536-1543, 1947.

2. У. Шамб, Ч. Сеттерфилд, Р. Вентворс «Перекись водорода», перевод с английского Г.Д. Вигдоровича, М., Издательство иностранной литературы, 1958 г.

3. I. Onederra, M. Araos "Detonation and Breakage Perfomance of a Hydrogen Peroxide-based Explosive Formulation" / 11th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting / Sydney, NSW, 24-26 August 2015 (Australia).

Указанные авторами в качестве топливного компонента вещества по своей химической природе являются естественными метаболитами живых организмов, в связи с чем менее ядовиты в сравнении с известными компонентами (нитрометан и этилендиамин) прототипа. При взрыве рассматриваемых (стехиометрических) смесей на основе пероксида водорода не образуется ядовитых веществ - только углекислый газ (CO2) и вода.

Так, 60% мас. водный раствор пероксида водорода имеет температуру замерзания минус 60°C, этанол - минус 114°C, метанол - минус 97°C, глицерин - минус 89°C (становится стекловидной массой, до этого его вязкость многократно повышается, но сохраняется текучесть), ацетон - минус 95°C, что позволяет хранить, транспортировать и смешивать многие из перечисленных компонентов при отрицательных температурах окружающей среды в зимнее время, что очень важно для применения в противолавинной борьбе.

Ниже приводятся химические уравнения взрывчатого разложения стехиометрических смесей пероксида водорода с этанолом (1), метанолом (2), глицерином (3), ацетоном (4) и толуолом (5) с указанием теплоты взрывчатого превращения, рассчитанного по закону Гесса: Q взрыва = Q продуктов взрыва - Q взрывчатого вещества (таблица 1 и 2).

Из приведенных уравнений химических реакций и проведенных по ним расчетов теплоты взрыва следует, что все рассмотренные составы детонируют с теплотой взрыва более 1000 ккал/кг. Этого достаточно, чтобы производить перемещение локальных участков снежного покрова (пусть не всего, а только его поверхностного слоя, как самого неукрепившегося).

Для такого заряда в жидкое топливо могут быть введены в количестве от 0,1 до 1% мас. водорастворимые соли свинца, или меди, или хрома, или гидроксиды натрия или калия или их смеси для ускорения разложения пероксида водорода на кислород и воду. Для этого заряда для изменения плотности смеси взрывчатого вещества могут быть введены инертные добавки с изолированными порами в виде гранул вспененного полистирола, и/или стеклянных микросфер, и/или полимерных микросфер.

В связи с этим новизна предлагаемого способа изготовления и применения взрывчатых смесей на основе перекиси водорода и жидких горючих также заключается в том, что в состав жидкого горючего (топливного компонента: спирты, ацетон, толуол) дополнительно вводят в количестве от 0,1 до 1% мас. водорастворимых солей свинца (Pb+2 - например, ацетат или нитрат свинца), или меди (Cu+2 - например, хлорид меди), или хрома (Cr+6 - например, бихроматы калия или натрия), а также гидроксиды натрия или калия, являющиеся, индивидуально и в своих сочетаниях, промоутерами (ускорителями) разложения пероксида водорода на кислород и воду.

Указанные добавки (индивидуальные или в сочетании указанных веществ) вводятся в топливный компонент (например, в спирт) и до начала применения в составе смеси изолированы от контакта с компонентом-окислителем (перекись водорода), промоутером разложения которого они являются.

При этом скорость этого разложения пропорциональна концентрации вещества-промоутера в конечной смеси окислителя и топлива. Таким образом, создается система, которая сохраняет свои взрывчатые свойства в течение некоторого расчетного времени, после чего смесь становится невзрывоопасной (за счет снижения в ней концентрации пероксида водорода, разлагающегося с течением времени на кислород и воду). Смесь, потерявшую с течением времени взрывчатые свойства, можно окончательно утилизировать, используя ее, например, в качестве омывателя стекол автомобилей (не замерзающего при отрицательных температурах).

При этом имеется возможность регулирования скорости детонации рассматриваемых смесей за счет варьирования их плотности (известное для взрывчатых веществ физическое явление, описанное в ст. "Промышленные взрывчатые вещества (ВВ)", выложенной в сети Интернет по адресу: http://geologinfo.ru/burovzryvnye-rabory/124-promyshlennye-vzryvchatye-veshchestva-vv). В предлагаемом варианте варьирование плотности взрывчатой смеси осуществляется путем введения в рассматриваемую смесь инертных пористых добавок с закрытыми порами внешней поверхности: например гранул вспененного полистирола (пенополистирола), или же стеклянных микросфер, или же полимерных микросфер.

Стеклянная полая микросфера - полые стеклянные микросферы представляют собой белый сыпучий порошок, состоящий из тонкостенных полых микрошариков правильной сферической формы диаметром 2-120 мкм и толщиной стенки менее 2 мкм. Состав стекла и правильная сферическая форма этого продукта обеспечивают очень высокую прочность при сжатии, низкое водопоглощение, малую теплопроводность, высокую химическую стойкость и радиопрозрачность. Хорошая адгезия микросфер к полимерным связующим позволяет создавать композиты (синтактики) на их основе с уникальным комплексом свойств. Все эти факторы определили большое разнообразие областей применения стеклянных микросфер (ст. "Стеклянная полая микросфера", выложенная на сайте "ИНОТЭК Группа компаний" в сети Интернет по адресу: http://inoteck.net/steklyannaya-polaya-mikrosfera). Технические характеристики полых стеклянных микросфер, производство Россия, приведены в таблице 3:

Микросферы полимерные Expancel® производства AkzoNobel - это маленькие термопластичные частицы сферической формы. Микросферы состоят из полимерной оболочки с заключенным в нее газом. При нагревании давление газа внутри увеличивается и термопластичная оболочка размягчается, что влечет за собой значительное увеличение объема микросфер. Газ остается внутри сфер (ст. "Микросфера полимерная Expancel AkzoNobel", выложенная на сайте "ДельтаХим" в сети Интернет по адресу: http://deltachem.ru/mikrosfera-polimernaya). Микросферы полимерные Expancel® обладают следующими преимуществами: низкая плотность, изолированные ячейки, упругость, сжимаемость, внутреннее давление и изменение свойств поверхности.

Продуктовый ряд полимерных микросфер EXPANCEL® включает марки с температурой расширения в интервале от 80-190°C. Различное термомеханическое поведение микросфер марок EXPANCEL® позволяет выбрать оптимальный сорт для каждого конкретного процесса или применения. Полимерные микросферы EXPANCEL® могут храниться в течение длительного времени и сохранять свои свойства. Все марки микросфер EXPANCEL® высокоупруги. Расширенные полимерные микросферы легко сжимаются. При понижении давления микросферы восстанавливают свой изначальный объем. Благодаря быстрому восстановлению микросферы EXPANCEL® могут, не разрушаясь, выдерживать несколько тысяч циклов "сжатие-расширение". Это очень важно при использовании микросфер в ударопоглощающих материалах, а также при перекачке микросфер насосом, отдельно или в различных смесях. Размер расширенных микросфер колеблется от 20 до 150 мкм.

Нерасширенные микросферы EXPANCEL® WU и DU используются в качестве вспенивающего агента. При нагреве объем микросфер увеличивается в 30-50 раз. В термопластиках микросферы EXPANCEL® обеспечивают контролируемый и предсказуемый процесс вспенивания в процессе экструзии или литья под давлением. Структура пены на 100% состоит из закрытых ячеек, и размер ячейки составляет приблизительно 100 микрон. Плотность расширенных микросфер EXPANCEL® WE и DE не превышает 30 кг/м3. Такая сверхнизкая плотность в сочетании с эластичностью делает микросферы EXPANCEL® выдающимся материалом по сравнению с другими легкими наполнителями там, где необходимо не только снизить плотность, но и улучшить свойства материала. В искусственном мраморе небольшое количество микросфер EXPANCEL® (1,5% вес.) уменьшает вес продукта, снижая при этом вероятность растрескивания и эксплуатационные издержки. Добавление 1% вес. микросфер в полиэфирную шпаклевку снижает плотность шпаклевки с 1800 кг/м3 до 1100 кг/м3.

Кроме полимерных микросфер EXPANCEL® могут использоваться полимерные микросферы других производителей. Например, микросферы компании ЗАО "Аквасинт" имени академика В.А. Телегина (см. ст. "Полые полимерные микросферы", выложенную на сайте "Аквасинт" в сети Интернет по адресу: http://aquasint.ru/micro.html). Специалистами компании разработаны уникальные полые полимерные микросферы, которые являются великолепным наполнителем при производстве теплоизоляционного материала «сферопластик», высокопрочных сферопластиков конструкционного назначения, многочисленных и разнообразных марок компаундов, шпатлевок. По комплексу технических и эксплуатационных характеристик микросферы, производимые компанией, в несколько раз превосходят лучшие из импортных, в частности фирмы «Union Carbide», США. Микросферы представляют собой тонкодисперсный сыпучий порошок, состоящий из полых сферических частиц размером от 10 до 2000 мкм, плотностью 190-650 кг/м3, микросферы являются нетоксичным, невзрывоопасным, горючим продуктом. Микросферы используются как легкий наполнитель в условиях повышенной влажности или под водой при температуре от -40°C до +120°C. Эти микросферы используются как компонент патронированного промышленного взрывчатого вещества VI класса предохранительности для ведения работ в шахтах, опасных по газу и пыли. Полимерные микросферы также являются отличным наполнителем для получения облегченных сферопластиков (плотностью 850-950 кг/м3), а также композиционных материалов сферопластиков (400-850 кг/м3) различного назначения.

Для изменения плотности смеси взрывчатого вещества можно использовать инертные добавки с изолированными порами только в виде гранул вспененного полистирола, или только в виде стеклянных микросфер, или только в виде полимерных микросфер. Можно также использовать смеси из двух или трех видов добавок: например смесь из гранул вспененного полистирола и стеклянных микросфер, или смесь из гранул вспененного полистирола и полимерных микросфер, или смесь из гранул стеклянных микросфер и полимерных микросфер, или смесь из гранул вспененного полистирола, стеклянных микросфер и полимерных микросфер. Суть не в составе смеси наполнителя или чистом применении наполнителя из одного вида, а в том, что этот наполнитель инертен к компонентам ВВ и входит в состав ВВ. Изменение плотности регулирует скорость воздействия ударной волны на объект поражения.

Известно, что взрывчатые вещества с невысокой (от 1500 до 3000 м/с) скоростью детонации дают более растянутую (пологую) во времени ударную воздушную волну (УВВ), что отчетливо видно на осциллограммах наблюдения за такими УВВ), нежели ВВ с высокой (3000 м/с и более) скоростью детонации. В результате более продолжительное (растянутое во времени) воздействие УВВ на снежный покров позволяет инициировать сход снежной лавины при взрывании меньшего по массе заряда ВВ, что повышает безопасность ведения взрывных работ (зарядами с меньшей массой - уменьшается радиус опасной зоны для людей от места взрывания; одной массой доставляемого ВВ можно проводить несколько взрывов и инициировать сход большего количества очагов снежных лавин).

В различных сочетаниях компонентов и добавок (как к жидкому топливу, так и в ВВ в целом) заряды были испытаны в полевых условиях - Сочи (Красная Поляна) - и показали достижение ожидаемого результата. При испытаниях в разных условиях было разработано два вида метательных снарядов со взрывчатым веществом, используемых для подрыва лавиноопасных участков.

Рассмотрим примеры технической реализации предлагаемого заряда жидкого ВВ для инициирования схода снежных лавин (противолавинные заряды).

Первый пример исполнения метательного снаряда (фиг. 1) содержит корпус 1 с капсюлем-детонатором 2. Корпус выполнен в виде полимерной канистры или полимерной емкости с ручкой 3, которую заполняют смесью, состоящей из водного раствора пероксида водорода и жидкого топлива, в качестве которого использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, а также добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода.

В общем случае смесь ВВ приготавливают непосредственно перед взрывом и в полевых условиях, так как эта смесь в смешанном состоянии обладает малым сроком сохранения взрывчатых свойств. Для приготовления в емкость, содержащую инертные добавки с изолированными порами в виде гранул или микросфер или их смеси и жидкое горючее с добавкой для разложения пероксида водорода, добавляют водный раствор пероксида водорода в соотношении образования стехиометрической смеси, а затем производят встряхивание емкости и установку капсюля-детонатора.

Для таких снарядов смесь ВВ в полевых условиях приготавливается следующим образом. В канистре большего объема находятся компоненты: инертные гранулы с изолированными порами (гранулы пенополистирола или микросферы - стеклянные или полимерные, или их смесь), жидкий компонент-горючее (например, метиловый спирт) с добавкой-промоутером разложения пероксида водорода (хромовые, свинцовые и/или медные соли).

В указанную канистру большего объема, из канистры меньшего объема, добавляется пероксид водорода из другой емкости или канистры. Пероксид водорода в указанной канистре находится в чистом виде, без примесей, обеспечивая его длительное хранение без разложения (для сохранения заданной концентрации пероксида водорода на уровне 60%).

Компоненты перемешивают механическим встряхиванием канистры большего объема. Получают взрывчатую смесь.

В горловину канистры со взрывчатой смесью устанавливают капсюль-детонатор 2 (на волноводе или электрических проводах 4 - в зависимости от способа инициирования капсюля-детонатора), закрывают пробкой. Возможно исполнение, когда капсюль-детонатор 2 закрепляется в крышке 5, которую навинчивают на горловину канистры, как это показано на фиг. 1. Заряд готов к применению по назначению. Этот снаряд в форме канистры с «ручкой» используется для удобства «ручного» метания.

Для метания с применением пневматической пушки используется снаряд (фиг. 2), корпус 6 которого выполнен в виде цилиндрической формы или цилиндрообразной формы полимерной емкости (внешне похожей по форме на бутылку для воды), заполненной смесью, состоящей из водного раствора пероксида водорода и жидкого топлива, в качестве которого использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, а также добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода. Взрывчатую смесь приготавливают и заполняют емкость так же, как для примера по фиг. 1. Капсюль-детонатор 2 закрепляют в крышке 5, которую навинчивают на горловину емкости, как это показано на фиг. 2. Заряд готов к применению по назначению. Этот снаряд в форме бутылки используется для механического метания методом выстреливания.

Для обоих примеров исполнения применяются выпускаемые промышленностью полимерные канистры или флаконы с ручкой, например, для бытовой химии и полимерные бутылки, например, используемые для хранения питьевой воды (ПЭТ-тара) или для бытовой химии.

Настоящее изобретение промышленно применимо, позволяет обеспечить безопасность использования ВВ не только при хранении и транспортировке, но и непосредственно в момент проведения взрывных работ. Применение невзрывоопасных по отдельности веществ, относящихся к категории естественных метаболитов живых организмов, позволяет обеспечить высокую экологичность взрывного процесса. Испытания, проведенные в полевых условиях, это подтвердили.

1. Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда, используемого для принудительного спуска снежных лавин, включающий в себя смесевую композицию из двух компонентов, отличающийся тем, что в качестве первого компонента, выполняющего функцию окислителя, использован водный раствор пероксида водорода, а в качестве второго компонента, выполняющего функцию жидкого топлива, использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, при этом в смесевую композицию введены добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода.

2. Заряд взрывчатого вещества по п. 1, отличающийся тем, что для ускорения разложения пероксида водорода на кислород и воду в жидкое топливо введены в количестве от 0,1 до 1% мас. водорастворимые соли свинца, или меди, или хрома, или гидроксиды натрия или калия или их смеси.

3. Заряд взрывчатого вещества по п. 1, отличающийся тем, что для изменения плотности смеси взрывчатого вещества он дополнительно содержит инертные добавки с изолированными порами в виде гранул вспененного полистирола, и/или стеклянных микросфер, и/или полимерных микросфер.

4. Способ приготовления заряда взрывчатого вещества, обладающего малым сроком сохранения взрывчатых свойств, заключающийся в том, что в емкость, содержащую инертные добавки с изолированными порами в виде гранул или микросфер или их смеси и жидкое горючее с добавкой для разложения пероксида водорода, добавляют водный раствор пероксида водорода в соотношении образования стехиометрической смеси, а затем производят встряхивание емкости для перемешивания компонентов и установку капсюля-детонатора.

5. Метательный снаряд со взрывчатым веществом, используемый для подрыва лавиноопасных участков, содержащий корпус с капсюлем-детонатором, заполненный взрывчатой смесью, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде полимерной канистры или полимерной емкости с ручкой, заполненной смесью, состоящей из водного раствора пероксида водорода и жидкого топлива, в качестве которого использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, а также добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода.

6. Метательный снаряд со взрывчатым веществом, используемый для подрыва лавиноопасных участков, содержащий корпус с капсюлем-детонатором, заполненный взрывчатой смесью, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде цилиндрообразной полимерной емкости, заполненной смесью, состоящей из водного раствора пероксида водорода и жидкого топлива, в качестве которого использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси, а также добавки для изменения плотности смеси и ускорения реакции разложения пероксида водорода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к маркировке взрывчатых веществ, в частности к маркированию порохов, применяемых в боеприпасах к огнестрельному оружию, и может быть использовано в следственной, судебно-экспертной, криминалистической и судебной практике.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Изобретение относится к химическому способу маркировки и идентификации взрывчатых веществ (ВВ), а также криминалистических идентификационных препаратов, который может быть использован в оперативно-розыскной, следственной, экспертно-криминалистической и судебной практике.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества (ВВ) заключается во введении во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.
Изобретение относится к ракетной технике, а именно разработке имитаторов смесевого твердого топлива (СТРТ), используемых при обкатке технологического оборудования опасных производств по изготовлению малогабаритных вкладных зарядов СТРТ массового производства, отработке процессов механической обработки этих изделий и обучении технического персонала.

Изобретение относится к ракетостроению, а именно к разработке имитаторов наполнителей камер сгорания топлива. Состав инертного наполнителя содержит компоненты-наполнители и связующее, состоящее из эпоксидной смолы и аминного отвердителя. В качестве компонентов-наполнителей используется смесь резиновой крошки с дробью колотой из черных металлов. Изобретение обеспечивает состав инертного наполнителя, который является универсальным с широким диапазоном регулирования плотности и соответствующими массоцентровочными и адгезионными свойствами. 1 табл., 2 пр.

Изобретение может быть использовано для установления подлинности или верификации взрывчатых веществ, ценных бумаг, дорогостоящего оборудования, ювелирных изделий. Маркирующая добавка в виде частиц сферической формы содержит магнитный компонент и маркирующий компонент при следующем соотношении, масс. %: магнитный компонент 2-98; маркирующий компонент 2-98. Магнитный компонент содержит, по крайней мере, один компонент, выбранный из группы, включающей ферримагнитные оксиды железа, и/или ферриты со структурой шпинели или граната, или частицы металлического Ni. Маркирующий компонент содержит смесь солей в виде нитратов, ацетатов, хлоридов, формиатов или оксидов, в том числе твердых растворов на их основе. Маркирующий компонент содержит, по крайней мере, два элемента, выбранные из группы, включающей щелочноземельные элементы, лантаноиды, переходные металлы и постпереходные металлы. Изобретение позволяет повысить точность и снизить продолжительность анализа объектов, содержащих маркирующую добавку. 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.
Изобретение может быть использовано для маркировки взрывчатых веществ (ВВ) с целью определения происхождения взрывчатого вещества, в том числе производителя ВВ, по заложенному коду в случае несанкционированного распространения взрывчатых веществ или террористического акта, когда взрыв уже произошел и в распоряжении имеются только продукты взрыва. Маркирующая добавка содержит материал, обладающий электретными свойствами, имеющий остаточную поляризацию, полученную путем объемно-зарядовой поляризации электронного или ионного типов. В качестве материала, обладающего электретными свойствами, используют природную слюду. Для приготовления маркирующей добавки пластину из материала, обладающего электретными свойствами, помещают в электрическое поле для электростатической записи информационного кода с помощью объемно-зарядовой поляризации электронного или ионного типов. После чего пластину с информационным кодом измельчают до получения частиц требуемой формы и размера и смешивают со взрывчатым веществом. Для идентификации отбирают пробу в поляризованном свете, определяют присутствие в ней маркирующей добавки по наличию свечения, размещают отобранные пробы в виде шлихов в считывающем устройстве для считывания информационного кода, составляют код маркирующего вещества и сверяют его с имеющейся базой. 3 н. и 13 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к гидрометеорологии. Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда используется для принудительного спуска снежных лавин. Снаряд включает в себя смесевую композицию из двух компонентов, в которой в качестве первого компонента, выполняющего функцию окислителя, использован водный раствор пероксида водорода, а в качестве второго компонента, выполняющего функцию жидкого топлива, использован этанол, или метанол, или пропан-1,2,3-триол, или диметилкетон в соотношении образования стехиометрической смеси. Метательный снаряд выполняется в виде полимерной канистры или полимерной емкости с ручкой или в виде цилиндрообразной полимерной емкости. Изобретение обеспечивает повышение безопасности хранения, транспортирования и применения композиций ВВ, используемых для подрыва лавиноопасных участков. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Наверх