АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 1998 года по МПК F41H9/00 F42B4/18 C06C5/06 C06D3/00 

Изобретение относится к средствам для ведения наступательных или оборонительных действий с применением пламени газа или дыма, а именно к веществам и составам, образующим туман для активного противодействия оптико-электронным средствам (ОЭС) разведки и управления оружием. Известны аэрозолеобразующие вещества, составы (АОС), способные оказывать эффективное противодействие оптикоэлектронным средствам разведки и управления оружием в оптическом спектре ЭМИ; на основе хлорзамещенных углеводородов, антрацена, на основе белого и красного фосфора, жидкие самодымящие составы, составы на основе нефтепродуктов, Эти АОС применяются в штатных дымовых средствах или предлагаются для использования в составе перспективных средств различными способами: горение и термовозгонка с последующей конденсацией, распыление сжатым газом и взрывом (Шидловский А.А. Основы пиротехники. М. ГИОП, 1954, 281 с).

Известны пиротехнические составы для получения сигнальных дымов, используемые за рубежом, имеющие в своем составе "полувзрывчатые" вещества, не дающие твердого остатка при своем сгорании. В качестве таких веществ указываются в литературе нитраты аммония и гуанидина и нитрогуанидин (заявка N 2384732 от 24.11.78 г. Франция; заявка N 2531071 от 28.07.82 г. Франция; заявка N 2004536 от 4.04.79 г. Великобритания).

Наиболее близкими к заявляемому объекту являются АОС из заявки Великобритании N 2004536 от 4.04.79 г. где "предложен литьевой дымообразующий пиротехнический трассирующий состав", который содержит: синтетическую смолу, которая разлагается при 190 300^oC, смешанный окислитель, содержащий хлорат натрия или калия, либо перхлорат аммония, натрия или калия и нитрат гуанидина и возгоняющийся органический краситель. Кроме того, в состав можно вводить окись металла для катализа реакции разложения хлората или перхлората.

К недостаткам указанного состава следует отнести отсутствие маскирующего действия данного состава.

За прототип предлагаемого изобретения принят штатный антраценовый состав черного дыма, включающий: хлорат калия 50% антрацен 50% (Соловьев Н.К. Дымовые и огнеметно-зажигательные средства. М. ВИВМ СССР, 1951, 308 с.). Этот состав имеет низкое значение маскирующей способности.

Задачей изобретения является увеличение маскирующих характеристик штатных АОС.

Поставленная задача достигается применением газогенераторных смесей, содержащих нитрат аммония, дициандиамид, берлинскую лазурь, идитол, графит.

Общим признаком с прототипом является использование состава на основе антрацена и хлората калия.

Использование дициандиамида, нитрата аммония, берлинской лазури, идитола, графита отличает предлагаемый состав от прототипа и обеспечивает повышение маскирующих характеристик.

Характеристика состава
Наличие в предлагаемом составе широкодоступных совместимых компонентов не требует раздельного снаряжения. В целом, предлагаемые АОС обладают существенными отличиями по своим маскирующим характеристикам от аналогов и прототипа.

Существенные отличия обеспечиваются конкретными свойствами выбранных компонентов АОС. Основным газовыделяющим веществом в смеси является нитрат аммония, при разложении которого выделяются водород, азот и кислород (Г. Реми. Курс неорганической химии. М. Мир, 1974, т.1, 377 с.).

Дициандиамид в составе используется как горючее и, одновременно, как пламягаситель. Плавится при 209^oC, плотность 1,4 г/см³, при нагревании свыше 180^oC разлагается, отщепляя аммиак, увеличивая, тем самым, выход газа (Шидловский А. А. Сидоров А.И. Силин И.А. Пиротехника в народном хозяйстве. М. Машиностроение, 1978. 232 с.). Остальные компоненты состава используются как связующее (идитол) и стабилизаторы процесса горения смеси (графит) и как дополнительные газовыделяющие компоненты берлинская лазурь, разлагаясь при 200 280^oC образует аммиак. (Шидловский А.А. Основы пиротехники. М. ГИОШ, 1954, 284 с.).

Идея применения таких составов заключается в дроблении образующихся горячих шлаков за счет получения большого количества газа, выделяющегося при сгорании газовыделяющих смесей, находящихся в составе основного пиротехнического АОС, и выбросе мелкодисперсного шлака в атмосферу за счет образовавшегося газа и энергии горения основной пиротехнической смеси. Кроме того, известно, что в аэрозольных составах наличие газовой фазы в продуктах реакции горения позволяет осуществить выталкивание из зоны реакции в атмосферу частичек различных аэрозолеобразователей. Однако количество газа, которое выделяется при горении основной аэрозолеобразующей смеси, невелико. Поэтому предлагается введение в пиротехнические композиции дополнительных составов, при горении которых происходит выделение дополнительного количества газа.

Входящие в состав АОС компоненты выпускаются отечественной промышленностью, совместимы, не требуют применения специальных мер техники безопасности при приготовлении.

Пример выполнения.

Для оптимизации компонентов в предлагаемом составе и подтверждения возможности реализации его по назначению проводились эксперименты в лабораторных условиях.

Экспериментальные исследования заключались в проведении сравнительной оценки маскирующих характеристик прототипа и составов, содержащих различное количество газовыделяющей смеси.

Композиция готовилась путем добавления к основному АОС газогенераторного состава, который имел следующее соотношение компонентов, мас.

Нитрат аммония 7,5.8,4
Берлинская лазурь 0,3.0,7
Идитол 0,6.1,0
Дициандиамид 0,3.1,8
Графит 0,05.0,1
Создавались опытные составы, в которых газогенераторный состав составлял 10, 20, 30, 40% от массы основного состава. Компоненты основного и газогенераторного состава тщательно перемешивались и помещались в металлические цилиндры диаметром 30 мм. Масса навесок бралась в количестве 10 г.

Приготовленные образцы модельных шашек с испытуемыми смесями сжигались в аэрозольной камере объемом 25,3 м³.

После сжигания навесок штатных и испытуемых АОС в модельных шашках проводилось определение маскирующей способности и массовой концентрации аэрозоля в камере. Определение этих параметров в лабораторных условиях осуществлялось с использованием достаточно апробированных в различных организациях методик. В данной методике при измерении ослабления прямого излучения ЭМВ предполагается: соблюдение закона Бугера; способ получения аэрозоля в модельных образцах аэрозольных средств (модельных шашках) моделирует реальный процесс перевода АОС в реальных образцах.

В ходе экспериментов предусмотрено определение следующих параметров: первоначальная ж прошедшая слой аэрозоля интенсивность параллельного пучка света, толщина слоя аэрозоля, масса АОС, масса фильтра до и после отбора пробы аэрозоля соответственно, скорость просасывания воздуха, время опыта, влажность воздуха. Для определения маскирующей способности в качестве источника излучения в диапазоне 0,4.0,76 мкм использовался коллимированный источник света, а приемником служил стандартный прибор-фотометр постоянных источников, позволяющий проводить фотометрирование источников света, имеющих сплошной или смешанный спектр излучения.

В ходе лабораторных исследований испытываемых составов с каждым из них было проведено не менее пяти опытов при температуре от 18 до 22^oC и относительной влажности 55.60% исходя из требований к относительной погрешности среднего результата 5% при доверительной вероятности 0,95.

Сравнительные результаты лабораторных исследований штатного АОС РДГ-2 ч и заявляемого АОС при добавлении к нему различного количества газогенераторных смесей представлены на чертеже.

Анализ полученных данных показывает, что состав в котором содержится газогенераторной смеси порядка 10% имеет большее значение коэффициента использования и маскирующей способности, чем штатный состав РДГ-2 ч на 71% и 50% соответственно. Количество шлаков после сгорания составов, содержащих газогенераторные составы уменьшается на 10 15%
Дальнейшее увеличение процентного содержания газогенераторных составов в испытываемых смесях не приводит к увеличению маскирующих составов.

Сравнительная оценка предлагаемого АОС и прототипа представлена в таблице 1.

Результаты сравнительной оценки прототипа и предлагаемого АОС свидетельствуют о превосходстве последнего по коэффициенту использования и маскирующей способности при сохранении других свойств на уровне прототипа. Заявляемое изобретение позволяет увеличить коэффициент использования на 71% и маскирующую способность на 50.

Использование: изобретение относится к средствам для ведения наступательных или оборонительных действий с применением пламени газа или дыма, а именно к веществам и составам, образующим туман для активного противодействия оптико-электронным средствам /ОЭС/ разведки и управления оружием. Существо изобретения состоит в увеличении маскирующих характеристик штатных АОС за счет применения газогенераторных составов, содержащих нитрат аммония, дициандиамид, берлинскую лазурь, идитол, графит. Газогенераторная смесь составляет 10% по массе от основной аэрозолеобразующей смеси. Результаты сравнительной оценки свидетельствуют о превосходстве предлагаемых АОС по маскирующей способности и сохранении других свойств на уровне прототипа. При введении 10% по массе газогенераторной смеси достигается увеличение маскирующей способности на 29% и коэффициента использования в 2 раза. 1 табл., 1 ил.

Аэрозолеобразующий состав, включающий в себя антрацен и хлорат калия в равных долях, отличающийся тем, что он дополнительно содержит газогенерирующий состав, составляющий 10% от основного состава при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитрат аммония 7,5 8,4
Берлинская лазурь 0,3 0,7
Идитол 0,6 1,0
Дициандиамид 0,3 1,8
Графит 0,05 1,0р