АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЫМОВЫХ МАСКИРУЮЩИХ ЗАВЕС Российский патент 2013 года по МПК C06D3/00 C06B33/00 

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.

Уровень данной области техники характеризует аэрозолеобразующий состав по патенту RU 2387626 С1, C06D 3/00, 2008 г., содержащий (мас.%): 97-99 фосфор красный, 1-3 двухлористое олово и 2-3 графит (сверх 100 мас.%).

Укзанный аэрозолеобразующий состав, изготовленный по водной технологии флегматизации порошка фосфора красного, может использоваться непосредственно после приготовления для снаряжения изделий без гранулирования, сушки и прессования зарядов, что заметно упрощает технологию и сокращает производственный цикл.

Водный раствор двухлористого олова формирует устойчивое пленочное покрытие на частицах порошка фосфора красного, которое в совокупности с графитом обеспечивает его флегматизацию и снижение чувствительности к механическим воздействиям, что делает состав безопасным при переработке и в служебном обращении.

При этом состав характеризуется вязкотекучестью, достаточной для выгрузки непосредственно в снаряжаемое изделие.

Для диспергирования горящего состава, воспламеняемого штатными средствами боеприпасов, не требуется специальных разрывного и метательного зарядов, что значительно повышает эффективность аэрозолеобразования и маскирующую способность дымовой завесы от повышения массы полезной нагрузки изделия.

Недостатком известного аэрозолеобразующего состава является ограниченная область применения по назначению из-за использования в качестве флегматизатора высокотоксичного двухлористого олова (продукт 2-го класса опасности), которое является составной частью формируемой маскирующей завесы, что недопустимо на позициях личного состава.

Отмеченный недостаток устранен в аэрозолеобразующем составе дымового заряда для гранат, мин и патронов, описанном в патенте RU 2262064, F42B 12/48, 2005 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному составу.

Указанный канальный заряд выполнен прессованием аэрозолеобразующего состава, включающего (мас.%): 87-91 фосфор красный - основной источник аэрозоля, 8-10 фторкаучук - активный окислитель и 1-3 графит как технологическая добавка, снижающая чувствительность состава к трению при перемешивании в смесителе.

Центральный канал размещенного в алюминиевой оболочке заряда, спрессованного из аэрозолеобразующего состава, заполнен воспламенительно-разрывным зарядом из флегматизированного гексогена, инициируемого детонационным импульсом капсюля-детонатора.

Возникающей при детонации ударной волной обеспечивается дробление функционального заряда на мелкие фрагменты при воспламенении фосфора красного, горение которого за счет кислорода воздуха образует маскирующую завесу в видимом диапазоне электромагнитных волн из аэрозольного облака.

Дополнительно генерируемый аэрозоль при влагопоглощении служит источником инфракрасного излучения, которое экранирует теплоизлучающую технику и спецоборудование от средств обнаружения и наведения противника, обеспечивая тем самым скрытность маневров.

Недостатком описанного переуплотненного состава функционального заряда является ограничение его использования только в совокупности с детонирующим взрывчатым веществом для диспергирования в атмосферу горящих частиц аэрозолеобразующего состава.

При этом фторкаучук является дефицитным и дорогим материалом, что ограничивает серийное производство аэрозолеобразующего состава для постановки дымовых завес.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование аэрозолеобразующего состава на основе флегматизированного фосфора красного, автономно функционирующего в качестве пиротехнического состава для постановки маскирующей завесы, безопасного при изготовлении и в применении по назначению.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный аэрозолеобразующий состав для образования дымовых маскирующих завес, включающий порошок фосфора красного, частицы которого покрыты флегматизатором, и технологическую добавку - графит пиротехнический, согласно изобретению содержит в качестве флегматизатора оксид цинка и дополнительную технологическую добавку - хлорпарафин жидкий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фосфор красный 90-94 оксид цинка 3-4 графит пиротехнический 2-3 хлорпарафин жидкий 1-3

Отличительные признаки позволили флегматизировать высокочувствительный к механическим воздействиям порошок фосфора красного смешиванием с нетоксичными и доступными веществами, которые дополнительно способствуют аэрозолеобразованию при горении предложенного пиротехнического состава, формирующего дымовую маскирующую завесу.

Использование комплексного окислителя обеспечило в композиции пиротехническое сопровождение, обеспечившее при заметно повышенной температуре горения состава возгонку фосфора красного, который затем окисляется кислородом воздуха, и образование высокогигроскопичного хлорида цинка, увеличивающего плотность дымовой завесы.

Оксид цинка выполняет комплексное действие на фосфор красный в качестве флегматизатора-стабилизатора, что заметно увеличивает функциональную надежность состава в целом.

Оксид цинка нейтрализует кислоту, которая образуется при хранении состава, флегматизируя его чувствительность к воспламенению, и взаимодействует при горении состава с хлором хлорпарафина, образуя ZnCl₂ - дополнительную дисперсную фазу в генерируемом аэрозоле.

Массовая доля содержания основного аэрозолеобразующего компонента фосфора красного в диапазоне 90-94 мас.% соответствует оптимальному его содержанию в прототипе и определена максимально возможной интенсификацией оптической плотности маскирующей завесы.

Порошок фосфора красного в переработке опасен из-за высокой чувствительности к воспламенению, поэтому его флегматизируют, в частности, по настоящему техническому решению посредством перемешивания с оксидом цинка или с цинковыми белилами.

Содержание в составе оксида цинка меньше 3 мас.% приводит к росту скорости горения, в результате чего уменьшается время существования дыма, поэтому необходимо увеличивать массу аэрозолеобразующего заряда или потребное количество зарядов.

При содержании в составе оксида цинка больше 4 мас.% затруднено ее использование в полном объеме при развивающейся скорости горения состава, в результате чего образуется инертный балластный компонент, снижающий эффективность дымообразующего состава.

Использование в качестве альтернативы дымообразующего компонента оксида цинка промышленно выпускаемых цинковых белил марок БЦО, БЦ-1 или БЦО-М по ГОСТ 202 снижает потребительскую стоимость зарядов, при этом содержащиеся в них примеси существенно не влияют на функционирование состава и маскирующую способность генерируемого аэрозоля.

Хлорпарафин жидкий (C₁₈H₃₂Cl₆) марки ХП-470 флегматизирует порошок фосфора красного и снижает пыление состава при смешивании, а также служит источником реакционного хлорирующего агента HCl для образования хлорида цинка, увеличивающего дисперсную фазу маскирующей завесы.

В процессе горения композиции с участием хлорпарафина жидкого образуется пиролизная сажа, частички которой имеют размер половины падающих волн лазерного и инфракрасного излучения, что обеспечивает их поглощение, значительно снижая отраженный сигнал, который в электронных средствах обнаружения и наведения не идентифицируется с защищаемой техникой.

Содержание в составе хлорпарафина жидкого больше 3 мас.% увеличиает вязкость массы состава, переработка которого нетехнологична, при этом растет интенсивность пламенного горения и образуется много шлаков и мало дыма.

При содержании в составе хлорпарафина жидкого меньше 1 мас.% образуется неравномерность смачивания композиции, в результате не исключается пыление дисперсного состава при смешивании.

Графит пиротехнический (ГОСТ 8295), имеющий сопоставимую дисперсность с остальными компонентами состава и не содержащий примесей, снижает чувствительность композиции на технологических операциях смешивания компонентов и прессования зарядов.

Содержание в составе графита меньше 2 мас.% является недостаточным в качестве сухой смазки для обеспечения нечувствительности к трению на технологических операциях, а больше 3 мас.% - балласт.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в оптимизированном массовом соотношении компонентов является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Массовое оптимальное соотношение компонентов дымообразующего состава было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и проверено практическими испытаниями опытных составов путем оценки максимальных служебных характеристик и показателей назначения при их горении.

Количественное содержание компонентов состава по изобретению было оптимизировано по результатам натурных испытаний приготовленных зарядов, в которых соотношение структурных компонентов ограничивалось границами предложенных диапазонов их массового содержания.

Предложенный аэрозолеобразующий пиротехнический состав в пределах доверительного диапазона содержания структурных компонентов обеспечивает технологическую безопасность при переработке и при горении генерирует нетоксичный аэрозоль, что определяет его пригодность для создания маскирующих завес из оптически плотного аэрозоля для защиты техники при скрытых маневрах, а также для постановки ложных целей по инфракрасному излучению аэрозоля.

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 зарядов из аэрозолеобразующего состава на действующем пиротехническом производстве можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

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. Аэрозолеобразующий состав включает порошок фосфора красного, частицы которого покрыты флегматизатором, и технологическую добавку - графит пиротехнический. При этом в качестве флегматизатора состав содержит оксид цинка и дополнительную технологическую добавку - хлорпарафин жидкий при следующем соотношении компонентов, мас.%: фосфор красный 90-94, оксид цинка 3-4, графит пиротехнический 2-3, хлорпарафин жидкий 1-3. Техническое решение позволило флегматизировать высокочувствительный к механическим воздействиям порошок фосфора красного смешиванием с нетоксичными и доступными веществами, которые дополнительно способствуют аэрозолеобразованию при горении предложенного пиротехнического состава.

Аэрозолеобразующий состав для образования дымовых маскирующих завес, включающий порошок фосфора красного, частицы которого покрыты флегматизатором, и технологическую добавку - графит пиротехнический, отличающийся тем, что он содержит в качестве флегматизатора оксид цинка и дополнительную технологическую добавку - хлорпарафин жидкий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фосфор красный 90-94 оксид цинка 3-4 графит пиротехнический 2-3 хлорпарафин жидкий 1-3