- •Предисловие
- •Часть первая общие свойства пиротехнических составов и их компонентов
- •Глава I
- •Общее понятие о пиротехнических средствах и составах
- •§ 1.Классификация
- •§ 2.Горение составов
- •§ 3. Требования, предъявляемые к пиротехническим средствам и составам
- •§ 4. Назначение компонентов
- •§5. Возможные высокоэкзотермические реакции
- •§ 6. Способность к горению различных веществ и смесей
- •Глава II окислители
- •§ 1. Выбор окислителей
- •§ 2. Свойства окислителей
- •§ 3. Гигроскопичность
- •§ 4. Технические требования
- •Глава III горючие
- •§ 1.Выбор и классификация
- •§ 2. Высококалорийные горючие
- •Количество тепла в ккал, выделяющееся при сгорании 1 см3 некоторых горючих (q4)
- •§ 3. Технические требования к порошкам металлов
- •§ 4. Производство порошков металлов
- •§ 5. Неорганические горючие средней калорийности
- •§ 6. Органические горючие
- •Глава IV связующие - органические полимеры
- •§ 1. Роль связующих. Испытание прочности звездок
- •§ 2. Факторы, влияющие на прочность
- •Зависимость прочности изделия от давления прессования (испытывались высоты)шашки диаметром 20 мм и такой же высоты)
- •§ 3. Классификация связующих их свойства
- •Некоторые свойства органических горючих веществ
- •Глава V принципы расчета пиротехнических составов
- •§ 1. Двойные смеси
- •§2. Тройные и многокомпонентные смеси
- •§ 3. Составы с отрицательным кислородным балансом
- •§ 4. Металлохлоридные составы
- •§ 5. Составы с фторным балансом
- •Глава VI теплота горения, газообразные продукты и температура горения составов
- •§ 1. Вычисление теплоты горения
- •Теплота горения пиротехнических составов (без учета догорания за счет кислорода воздуха)
- •§ 2. Экспериментальное определение
- •§ 3. Связь между назначением составов и теплотой их горения
- •§ 4. Газообразные продукты горения
- •§ 5. Определение температуры горения
- •§ 6. Экспериментальное определение
- •Tипы оптических пирометров
- •§ 7. Связь между назначением состава и температурой горения
- •Глава VII чувствительность составов
- •§ 1. Определение чувствительности к тепловым воздействиям
- •Определение чувствительности к лучу огня
- •Дополнительные испытания
- •§ 2. Определение чувствительности к механическим воздействиям
- •Определение чувствительности к удару
- •§ 3. Факторы, влияющие на чувствительность составов к начальному импульсу
- •Глава VIII горение составов
- •§ 1. Механизм горения
- •§ 2. Факторы, влияющие на скорость горения
- •Каталитические добавки
- •Физические факторы
- •Глава IX взрывчатые свойства составов
- •Взрывчатые свойства двойных смесей:
- •Расширение в блоке Трауцля в см3 в зависимости от начального импульса; количество состава 20 г
- •Глава X физическая и химическая стойкость составов
- •§ 1. Физические изменения
- •§ 2. Химические изменения
- •Составы, содержащие порошки магния или алюминия и неорганические окислители
- •Составы, не содержащие порошков металлов
- •§ 3. Методы определения гигроскопичности и химической стойкости
- •§ 4. Допустимые сроки хранения
- •Специальные свойства отдельных видов пиротехнических составов
- •Глава XI осветительные составы
- •§ 1. Осветительные составы и средства
- •Классификация осветительных средств и составов
- •§ 2. Краткие сведения об устройстве осветительных средств Средства артиллерии
- •Основные характеристики американских саб (скорость снижения факелов 2,5—3,0 м/с)
- •Общевойсковые средства
- •§ 3. Световые характеристики осветительных составов и средств
- •§ 4. Тепловое и люминесцентное излучение
- •§ 5. Специальные требования к осветителным составам; двойные смеси
- •Термохимические характеристики двойных смесей
- •Световые показатели двойных смесей с различными окислителями (диаметр звездок 24 мм, оболочка картонная)
- •Светотехнические характеристики двойных смесей нитрата бария с алюминиевой пудрой
- •§ 6. Многокомпонентные осветительные составы
- •Самоотвёрждающиеся составы
- •Самоотвёрждающиеся составы на основе полимерных горючих-связующих (патенты сша 3.369.964, 1968; 3.462.325, 1969; 2.984.558, 1961)
- •§ 7. Факторы, влияющие на эффективность осветительных составов и средств
- •§ 8. Краткие сведения о пиротехнических ик-излучателях
- •Характеристики пиротехнических ик-излучателей
- •Энергетические характеристики пиротехнических источников ик-излучения
- •Энергетические величины и единицы
- •§ 9. Фотометрирование и радиометрирование пламен пиротехнических составов
- •Глава XII фотоосветительные составы
- •§ 1. Ночное воздушное фотографирование
- •§ 2. Фотоматериалы
- •§ 3. Фотоавиабомбы
- •§ 4. Фото патроны
- •Основные характеристики фотоосветительных патронов
- •§ 5. Фотосоставы. Факторы, влияющие на светотехнические характеристики вспышек и свойства фотосоставов
- •Светотехнические характеристики фотосмесей, содержащих кс104 и металлические горючие в стехиометрических соотношениях (ст) и с перегрузкой горючим (п) в количестве h'/ol против стехиометрии [119]
- •§ 6. Методы определения характеристик фотовспышек
- •§ 7. Световые имитаторы, фотозаряды-маркеры
- •Глава XIII трассирующие составы
- •§ 1. Трассирующие средства
- •Назначение трассеров и требования к ним
- •Классификация трассирующих средств
- •§ 2. Краткие сведения об устройстве трассеров Трассирующие пули
- •Артиллерийские снаряды
- •Снаряды с самоликвидацией через трассер
- •Трассеры к управляемым реактивным снарядам (pc) и авиабомбам. Специальные виды трассеров
- •§ 3. Трассирующие составы
- •§ 4. Воспламенительные составы для трассеров
- •§ 5. Факторы, влияющие на эффективность трассирующих составов и трассеров
- •§ 6. Видимость трассы и расчет необходимой силы света пламени
- •§ 7. Испытания трассеров
- •Глава XIV составы сигнальных огней
- •§ 1. Системы сигнализации. Требования, предъявляемые к составам
- •§ 2. Характер излучения пламени
- •§ 3.Разработка рецептов составов и основные требования к их компонентам
- •§ 4. Составы желтого огня
- •§ 5. Составы красного огня
- •§ 6. Составы зеленого огня
- •§ 7. Составы синего и белого огня
- •§ 8. Методы испытания
- •Глава XV зажигательные составы
- •§ 1. Зажигательные средства и зажигательные составы. Основные требования к составам
- •§ 2. Классификация зажигательных средств и составов Зажигательные средства
- •Зажигательные составы
- •§ 3. Составы с порошками металлов и окислителями — солями и применение их в малокалиберных снарядах
- •Воспламенение и горение жидких топлив
- •§ 4. Термитно-зажигательные составы
- •§ 5. Сплав «электрон» и его применение
- •§ 6. Смеси на основе нефтепродуктов напалм
- •§ 7. Фосфор и его соединения
- •§ 8. Галоидные соединения фтора
- •§ 9. Прочие зажигательные вещества и смеси
- •§ 10. Методы испытания зажигательных составов
- •Глава XVI составы маскирующих дымов
- •§ 1. Общие сведения об аэрозолях
- •§ 2. Способы получения аэрозолей.
- •§ 3. Составы маскирующих дымов и предъявляемые к ним требования
- •Глава XVII составы цветных дымов
- •§ 1. Цветные облака и способы их получения
- •§ 2.Красители
- •§ 3. Составы цветных дымов
- •Глава XVIII твердые пиротехнические топлива
- •§ 1. Классификация и энергетические характеристики
- •§ 2. Эксплуатационные требования
- •§ 3. Окислители
- •§ 4. Органические и металлические горючие
- •Глава XIX безгазовые составы
- •Глава XX воспламенительные составы. Газогенераторные составы. Прочие виды составов
- •§ 1. Воспламенительные составы и предъявляемые к ним требования
- •§ 2. Воспламенительные составыдля ракетных двигателей
- •§ 3. Газогенераторные составы
- •Высокоазотные газогенераторные составы по данным [117] в процентах
- •§ 4. Прочие виды составов
- •Глава XXI применение пиротехнических составов в народном хозяйстве
- •§ 1. Составы для получения химикатов
- •§ 2. Использование энергии пиротехнических составов
- •§ 3. Спичечные составы
- •§ 4. Фейерверочные составы
- •Глава XXII основы технологии и оборудование пиротехнического производства
- •§ 1. Подготовка компонентов
- •Техническая характеристика шкафа
- •§ 2. Приготовление составов
- •§ 3.Уплотнение составов
- •§ 4. Снаряжение и сборка изделий
- •Приложения
- •Список литературы
- •Оглавление
Светотехнические характеристики двойных смесей нитрата бария с алюминиевой пудрой
№ состава |
Содержание алюминия, % |
Плотность, г/см3 |
Скорость горения, мм/с |
Сила света, тыс. ев (кд) |
Удельная светосумма, тыс. св.с/r | |
1 |
26 |
2,7 |
3,0 |
51 |
13 |
8 |
2 |
36 |
2,7 |
5,0 |
86 |
14. |
5 |
3 |
39 |
2,6 |
5,5 |
87 |
13 |
3 |
4 |
45 |
2,6 |
6,6 |
82 |
10 |
7 |
5 |
51 |
2,6 |
5,9 |
60 |
8 |
6 |
A1N. Как видно из табл. 11.9, скорость горения увеличивается с увеЛИчением содержания алюминия, но только до определенного предела (45%); лучшими световыми показателями обладают составы 2 и 3 с умеренной перегрузкой состава горючим.
§ 6. Многокомпонентные осветительные составы
Реальный рецепт состава создают исходя из заданной линейной скорости горения, стремясь при этом получить значение удельной светосуммы не менее 20—25 тыс св-с/г. К описанным выше двойным смесям окислитель — порошок металла с целью замедления горения состава, придания ему прочности в спрессованном виде и увеличения его химической стойкости добавляют различные органические вещества: смолы, минеральные масла, олифу, парафин, стеарин и др.
Многокомпонентные составы обычно имеют меньшую скорость горения, чем соответствующие двойные смеси, но вместе с тем и меньшую силу света.
Удельная светосумма составов с магниевым порошком снижается от введения органических веществ гораздо меньше, чем это наблюдается для составов, содержащих алюминиевую пудру или алюминиевый порошок.
Составы с алюминием при употреблении грубо измельченного алюминия или при введении в них большого количества органических связующих часто при горении сильно искрят.
Явление искрения заключается в том, что частицы несгоревшего металла и раскаленные шлаки выбрасываются из пламени. При внимательном наблюдении через синие очки можно заметить, что раскаленные частицы металла имеют большую яркость и по окраске своей сильно отличаются от темно-красных частиц шлака.
Выбрасывание из пламени несгоревших частиц металла называется форсовымискрением в отличие от другого вида—Тила-ковогоискрения.
Понижение световых характеристик составов с алюминием при .введении в них органических связующих, возможно, объясняется и тем, что при наличии форсового искрения не происходит полного сгорания металла, вследствие чего значительно понижается температура пламени.
Кислородный баланс составов при введении в них значительного количества органических веществ обычно становится резко отрицательным.
Следует полагать, что введение в осветительные составы органических связующих в 'количестве, превышающем 5—6%, в большинстве случаев нецелесообразно. Тем более, что известны и другие способы замедления горения составов, а именно: 1) изменение степени дисперсности металлических порошков; 2) добавление в алюминиевые составы легкоплавкого вещества — серы.
В составах, содержащих серу, алюминий при горении частично образует Al2S3. Но сульфид алюминия является только промежуточным продуктом реакции, так как во внешней зоне пламени происходит его окисление кислородом воздуха. Температура плавления составляет 1100° С.
Реакция взаимодействия алюминия с серой
2А1+3S=А12S3+140ккал (586 кДж)
легко протекает 'при высоких температурах. Составы, содержащие серу, при горении сравнительно мало искрят даже при использовании грубозернистого алюминия.
Как показала практика, добавление серы в алюминиевые осветительные составы вполне целесообразно, но 'введение более 10% серы уже снижает их световые показатели.
Для повышения световых показателей составов в них часто вводят небольшое количество так называемых пламенных добавок. Чаще других для этой цели употребляются негигроскопичные плохо растворимые в воде натриевые соли, например, фтористый натрий, криолит, а также фтористый барий и др.
Повышение световых показателей состава при введении в него подобных добавок редко превосходит 15—20%. На скорость горения эти добавки большого влияния не оказывают.
С целью уменьшения лыления составов, содержащих тонкоизмельченные компоненты (например, Al-пудру), в некоторых случаях к ним добавляют жирующие вещества. В качестве таких технологических добавок применяют различные масла. Введение жирующих веществ способствует также увеличению стойкости составов при хранении.
Для защиты металлических порошков от коррозии и замедления горения в составы вводят иногда и такие вещества, как стеариновую кислоту или сгеараты металлов.
В табл. 11.10 приведены рецепты некоторых составов.
Таблица II.10
Рецепты многокомпонентных осветительных составов в ч/о
№ состава |
.Окислитель |
Металлическое горючее |
Связующее |
Прочие компоненты |
Использовался в осветительных изделиях |
1 |
Ba(NO3)2 76 |
Al-пудра 10 Al-порошок 8 |
Касторовое масло 2 |
Сера 4 |
— |
2 |
Ba(NO3)2 61 |
Al-пудра 22 |
— |
ВаF2 4, сера 13 |
— |
3 |
Ва(NОз)2 68 |
Al-пудра 14 Al-порошок 14 |
Шеллак 4 |
|
Патроны |
4 |
Ва(NОз)2 60 |
А1-15 |
Олифа 6 (сверх 100%) |
Пороховая мякоть 5 |
Снаряды системы По-гребнякова |
5 |
Ва(NОз)2 76 |
Al-пудра 8 Al-порошок 10 |
— |
Вазелин 2, сера 4 |
САБ |
6 |
Ba(NO3)2 55 |
А1-17 |
— |
NazC20i 17, сера 11 |
Патроны |
7 |
Ba(NO3)2 57,2 |
Al-пудра 28,6 |
Декстрин 2,8 |
Сера 11,4 |
Малогабаритные САБ |
8 |
Ва(NОз)2 62,4 |
А1-22 |
— |
Сера 16,6 |
Морские боеприпасы (устаревший) |
9 |
Ba(N03)2 66 |
Mg30 |
Шеллак 4 |
— |
Английские артснаряды |
10 |
Ba(NO3)2 60 |
Mg 8, AlMg—22 |
— |
Криолиг 7 Трикрезилфосфат 3 |
Авиационные посадочные подкрыльные факелы |
11 |
Ba(N03)2 57 |
Mg 28,5 Al 6,5 |
— |
Парафин 8 |
Американский состав |
12 |
Ba(NO3)2 44 |
Mg 36; Al 4 |
Льняное или касторо вое масло 1 |
Nа2С204 12,5 Парафин 2,5 |
То же |
№ состава |
Окислитель |
Металлическое горючее |
Связующее |
Прочие компоненты |
Использовался в осветительных изделиях |
13 |
NaN03 37 |
Mg58 |
Смола ламинак 5 |
|
Американский состав |
14 |
NaNO3 48 |
Mg45 |
Связующее 7 |
— |
|
15 |
NaNO3 56 |
Mg29 |
Монтанвоск 6 |
СаС204 9 |
Немецкий состав, 26 |
|
|
|
|
|
мм патроны |
16 |
NaNO3 50 |
Mg30 |
Монтанвоск 1(5 |
Na2C204 10 |
То же |
17 |
NaN03 42 |
Mg48 |
Полиэфирная смола 8 |
Поливннилхлорид 2 |
Американский состав |
18 |
Ва(NОз)2 56 КNОз11 |
Al 19 |
— |
BaF2 6, сера 8 |
Немецкий состав, времен второй мировой войны |
|
|
|
|
|
|
19 |
Ba(NOs)2 55 Sг(NОз)2 5 |
Mg 17, Al 15 |
Льняное масло 3 Асфальт 5 |
— |
Американский состав |
20 |
ВаNO3)2 38 |
Mg52 |
Льняное масло 3 |
|
То же |
|
Sг(NОз)2 7 |
|
|
|
|
21 |
Ва(NO3)2 38,3 КNОз 25,2 |
Mg 2й,9 |
Льняное или касторовое масло 2,9 |
Парафин 6,7 |
» |
22 |
КС104 64,7 |
Mg 12,8 |
Канифоль 7,8 |
Na2C204 14,7 |
Английские осветитель |
|
|
|
|
|
ные гранаты |
23 |
КС104 50 |
A136 |
— |
Сера 14 |
Американский состав |
24 |
NaN03 28-:-40 |
Mg 42-62 |
Смесь эпоксидной и |
. |
Патент США 3.411.963 |
|
|
|
полигликолевой смол |
|
|
|
|
|
2—18 |
|
|
В качестве добавочного окислителя в осветительных составах наряду с нитратами металлов могут использоваться также различные ВВ (нитросоединения).
Так, в норвежском патенте 99.194 (1961 г.) указывается следующий рецепт (в %):
нитраты щелочных металлов 50—60
магний .... 20—28
динитротолуол . 13—25
целлюлоза . . 4—8
Во время второй мировой войны в немецкой армии использовались гипсовые составы (в %):
сплав Mg—Al......... ........ 41......... —
CaSO4*O,5H2O........... . 32 ..........40
магний ......................... — ..........40
вода .............................. 1............ 7
NaNO3 ......................... 11........... 13
СаСОз ......................... 15............. —
Гипс c входящей в него водой в этом случае использовался и как связующее, и как окислитель, частично заменяющий нитрат натрия.
Осветительный состав, горящий под водой, состоит из следующих компонентов: Mg—16%,
A1—12%,
Ва(NОз)2—32%
BaS04—40%.
В качестве связующего добавляется 8 частей льняного масла и 1 часть MnO2. Это — экспериментальный состав времен второй мировой войны.