СОСТАВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЫМОВОЙ ЗАВЕСЫ Российский патент 2013 года по МПК C06D3/00 C06B39/00 

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 C1, C06D 3/00, 2008 г., содержащий (мас.%): 97-99 фосфор красный, 1-3 двухлористое олово и 2-3 сверх 100% графит.

Известный 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.

Недостатком описанногоо аэрозолеобразующего состава является использование в качестве флегматизатора высокотоксичного двухлористого олова, которое распыляется на позициях личного состава.

Двухлористое олово в пиротехнической технологии используется в форме водного раствора в среде нейтрального газа вытяжных шкафов, что трудоемко и затратно.

Более совершенным является выбранный в качестве наиболее близкого аналога аэрозолеобразующий состав дымового заряда для гранат, мин и патронов, описанный в патенте RU 2262064, F42B 12/48, 2005 г.

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 технологическую добавку, снижающую 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 срабатывании инициирующего устройства детонационной волной обеспечивается дробление функционального заряда на мелкие фрагменты и воспламенение фосфора красного, горение которого образует маскирующую завесу в видимом диапазоне электромагнитных волн из аэрозольного облака.

Известный аэрозолеобразующий состав горит при взаимодействии с кислородом воздуха, для чего уплотненный функциональный заряд оснащен центральным зарядом взрывчатого вещества, который при срабатывании инициирует воспламенение аэрозольного состава и диспергирует его в атмосферу, где происходит горение при взаимодействии с кислородом воздуха.

Генерируемый аэрозоль является источником инфракрасного излучения, которое экранирует теплоизлучающую технику и спецоборудование от средств обнаружения и наведения противника, обеспечивая тем самым скрытность маневров.

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

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование аэрозолеобразующего состава на основе фосфора красного, выполненного в виде пиротехнического медленно горящего состава, обеспечивающего длительную постановку дымовой завесы.

Требуемый технический результат достигается тем, что известный состав для формирования дымовой завесы, включающий фосфор красный, окислитель и технологическую добавку, согласно изобретению содержит дополнительно пламегаситель - карбамид или тиомочевину, окислитель нитратный и в качестве технологической добавки - хлорпарафин жидкий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фосфор красный 64-72 нитрат аммония или калия 19-23 карбамид/тиомочевина 7-10 хлорпарафин жидкий 2-3.

Отличительные признаки усовершенствовали известный аэрозолеобразующий состав, который является самодостаточным для функционирования в качестве пиротехнического состава, воспламеняющегося от обычных источников теплового импульса и устойчиво горящего со скоростью 0,2-0,3 мм/с, что необходимо для длительной (до 5 минут) постановки маскирующей завесы без арочного эффекта аэрозольного облака.

Формируемая при этом дымовая завеса обеспечивает возможность скрытого маневра техники.

Состав по изобретению технологичен в приготовлении и переработке, нетоксичен в применении по назначению.

Масса основного аэрозолеобразующего компонента, сравнительно с прототипом, сокращена на четверть-треть, что в качественно новом и количественно оптимизированном пиротехническом составе обеспечило более полное использование фосфора красного для генерирования дыма при автономном взаимодействии со структурным нитратным окислителем.

При содержании в пиротехническом составе фосфора красного меньше 64 мас.% снижается маскирующий эффект генерируемого аэрозоля из-за недостатка дисперсной фазы.

Содержание в аэрозолеобразующем пиротехническом составе фосфора красного больше 72 мас.% является избыточным, излишек которого не используется по назначению.

Использование нитратного окислителя определяет аэрозолеобразующий состав как пиротехнический, который горит автономно, устойчиво генерируя при этом функциональный аэрозоль, что расширяет возможности практического использования в различных по назначению изделиях.

Горение заряда из состава по изобретению может быть инициировано также при подрыве изнутри зарядом взрывчатого вещества (как в прототипе), что расширяет область его использования в штатных изделиях.

Нитрат аммония и нитрат калия являются химическими идентичными и могут быть использованы в качестве окислителя в равной мере и практически с аналогичной эффективностью.

При введении в пиротехнический состав нитратного окислителя менее 19 мас.% скорость его горения снижается до уровня дымокурения с низкой интенсивностью аэрозолеобразования.

Введение в аэрозолеобразующий пиротехнический состав нитратного окислителя больше 23 мас.% нецелесообразно, так как его избыток не расходуется для дымообразования.

Использование карбамида или тиомочевины в качестве флегматизатора фосфора красного обеспечило нетоксичность для личного состава маскирующей завесы из генерируемого аэрозоля, упрощает технологию приготовления состава за счет исключения за ненадобностью вытяжных шкафов и предварительного растворения флегматизатора в воде.

Химически карбамид и тиомочевина действуют в пиротехническом составе идентично, имея каждый преимущества:

- карбамид доступен и относительно дешевый материал;

- тиомочевина негигроскопичный продукт, что предотвращает влагонабор пиротехнического состава при хранении.

Использование в качестве технологической добавки хлорпарафина жидкого (взамен графита по прототипу), который снижает пыление при смешивании композиции, направлено на флегматизацию фосфора красного.

Кроме того, хлорпарафин жидкий реактивно взаимодействует при горении пиротехнического состава с фосфором красным, что увеличивает дисперсную фазу аэрозоля.

Сочетание карбамида (или тиомочевины) с хлорпарафином жидким марки ХП-470 практически полностью снижает пламеобразование при стабилизации горения состава и обеспечивает длительное дымообразование, исключая арочный эффект аэрозольного облака.

Карбамид и тиомочевина - органические горючие, служат активаторами горения состава, являются пламегасителями, что повышает интенсивность дымообразования.

Хлорпарафин жидкий - технологическая добавка, исключающая пыление состава при смешивании компонентов, которая дополнительно влияет на дымообразование, увеличивая дисперсную фазу за счет хлорирования металла при горении состава, повышая маскирующую способность генерируемого аэрозоля.

При содержании в пиротехническом составе карбамида/тиомочевины меньше 7 мас.% и хлорпарафина жидкого меньше 2 мас.% гарантированно не обеспечивается флегматизация частиц порошка фосфора красного, повышается чувствительность состава к механическим воздействиям, чем ограничиваются технологические возможности серийного производства и условия служебного обращения с составом.

При содержании в пиротехническом составе карбамида/тиомочевины больше 10 мас.% и хлорпарафина жидкого больше 3 мас.% технологические свойства заметно не улучшаются.

Содержание в пиротехническом составе нитрата аммония или калия меньше 19 мас.% заметно снижает скорость горения, в результате чего падает интенсивность дымообразования.

При содержании в пиротехническом составе нитрата аммония или калия больше 23 мас.% падает удельная эффективность генерирования аэрозоля.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в оптимизированном массовом соотношении являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.

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.

Фактические показатели скорости дымообразования, плотности маскирующей завесы и времени ее существования объективно лучшими были достигнуты при горении пиротехнических составов, компоненты которых соответствуют заявленным диапазонам их массового содержания.

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.

Предложенный аэрозолеобразующий состав, в пределах доверительного диапазона содержания структурных компонентов, обеспечивает технологическую безопасность при переработке, а при горении генерирует нетоксичный аэрозоль, что определяет его пригодность для создания маскирующих завес с целью защиты работающей техники от средств обнаружения и наведения противника 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 более конкретно к аэрозолеобразующим составам, используемым в качестве дымообразующего снаряжения боеприпасов, при горении которого формируется в атмосфере аэрозольное облако маскирующего действия. Состав для формирования дымовой завесы включает, мас.%: фосфор красный 64-72, окислитель - нитрат аммония или калия 19-23, пламегаситель - карбамид или тиомочевину 7-10 и в качестве технологической добавки хлорпарафин жидкий 2-3. Изобретение является самодостаточным для функционирования в качестве пиротехнического медленно горящего состава, воспламеняющегося от обычных источников теплового импульса, с устойчивой скоростью горения (0,2-0,3 мм/с), что необходимо для длительной постановки маскирующей завесы без арочного эффекта аэрозольного облака. При этом состав по изобретению технологичен в приготовлении и переработке, нетоксичен в применении по назначению.

Состав для формирования дымовой завесы, включающий фосфор красный, окислитель и технологическую добавку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пламегаситель - карбамид или тиомочевину, окислитель нитратный и в качестве технологической добавки - хлорпарафин жидкий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фосфор красный 64-72 нитрат аммония или калия 19-23 карбамид или тиомочевина 7-10 хлорпарафин жидкий 2-3