Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №12
Шрифт:
Частота пульсаций всех исследованных автором с сотрудниками составов составляла диапазон (0,01…3 Гц). В иностранных источниках «Pyrotehnica» № 8 за 1982 год и № 5 за 1979 год японский исследователь Такео Шимицу и американец Роберт Г. Кардвелл указывали возможность расширения диапазона максимальной частоты пульсации до 10 Гц. Однако экспериментальная работа аспиранта В.И. Пановой[15] доказала отсутствие указанной возможности. Все исследованные составы, при попытках снизить количество «инертного» горючего для увеличения частоты импульсов сверх указанного автором, приводили к переходу от импульсного горения к стационарному. Попытки увеличения
Вообще, импульсные составы стабильно горят только в небольших количествах (до десятков грамм) и при увеличении массы сжигаемых составов, почти всегда, наблюдается переход импульсного горения в хаотично-стационарное (неустойчивое) горение.
В качестве «инертных» горючих в импульсных составах применяется метальдегид, гексаметилентетрамин, элементарная сера.
В качестве металлического горючего обычно применяются магний, алюминий и их сплавы.
В качестве окислителя необходимо применять сравнительно трудноразложимые соли, например, нитраты бария, стронция, натрия, перхлорат калия. Легкоразлагаемые окислители, такие как перманганат калия, не применимы.
Некоторые рецепты импульсных составов:
1.
Нитрат бария или стронция… 10–80%
Магний… 10–50%
Сера остальное… до 100%
2.
Перхлорат калия… 33%
Алюминий… 17%
Уротропин… 50%
В общем случае, если металлическое горючее и окислитель взятые в стехиометрических соотношениях составляют массу равную 100 %, количество инертного горючего, могущее быть введенным в эту смесь так, чтобы эффект импульсного горения сохранился, составляет от 10 % до 19900 % сверх 100 %. Наилучшими окислителями для импульсных пиросоставов являются перхлорат калия и нитрат бария.
Для получения импульсов с частотой 1 минута применяется состав:
Нитрат натрия… 59%
Магний… 41%
Уротропин (сверх 100 %)… 1900%
Для получения окрашенных цветных импульсов рекомендованы следующие рецепты:
1.
Уротропин… 52%
Перхлорат калия… 25%
Сульфат бария или стронция… 13%
Магний… 10%
2.
Метальдегид… 30%
Сульфат бария или стронция 15%
Метальдегид (дополнительно для регулирования частоты)… 25%
Искристо-форсовые составы
Искристо-форсовые составы предназначены для изготовления фейерверочных элементов и изделий, например, фонтанов, форсов, швермеров, искристых звездок и прочего. В составы форсового искрения входит пламенная пиротехническая смесь с достаточным газообразованием и искрообразователи — стальные и чугунные опилки, древесный уголь, алюминиевые, магниевые, цинковые порошки.
В пиротехнике фейерверков различают форсы употребляемые как ракетное топливо и форсы для изготовления фонтанов.
Искрообразователи, например, крупный уголь или мелкотолченный фарфор, дают сравнительно слабо светящиеся искры, металлические опилки дают сильносветящиеся искры, такие составы называются также бриллиантовыми.
Ниже приведены старинные рецепты искристых огней.
1. Реактивный состав:
Пороховая мякоть… 91%
Крупный уголь… 9%
2.
Пороховая
Толченый фосфор… 20%
3.
Нитрат калия… 60%
Сера… 15%
Крупный уголь… 25%
4.
Нитрат калия… 55%
Сера… 14%
Крупный уголь… 31%
Бриллиантовые составы:
1.
Пороховая мякоть… 80%
Стальные опилки или толченый чугун… 20%
2.
Нитрат калия… 48%
Сера… 4%
Мелкий уголь… 24%
Стальные опилки или толченый чугун… 24%
3.
Хлорат калия… 35%
Мелкий уголь… 14%
Нитрат калия… 8%
Сера… 8%
Мелкие стальные опилки… 35%
В настоящее время, для обеспечения искристо-форсового эффекта, употребляют окислители, образующие при сгорании незначительное количество дыма, в этом случае форс искр значительно зрелищнее, чем в старинных составах, однако продукты разложения современных окислителей (например, ПХА) значительно вреднее для человеческого организма при сжигании в закрытых помещениях.
Пример рецепта современного искристо-форсового состава:
ПХА… 55+5%
Уротропин… 14+2%
Металлические порошки (сталь, чугун, магний)… 23+5%
В качестве горючего, в данном составе, применен уротропин, также не образующий при горении дыма (сажевых частиц).
Источники инфракрасного излучения
Источники инфракрасного излучения (ИК) предназначены для применения в системах поиска, слежения, навигации, управления летательных аппаратов и ракетной техники. Одной из важных областей применения ИК излучателей являются беспилотные мишени для испытаний ракет с ИК головками наведения, а также производство ложных мишеней ИК излучения. Главной причиной применения пиротехнических ИК излучателей для указанных выше целей является их простота и дешевизна, а также величина максимальной выделяемой энергией на единицу объема по сравнению с обычными источниками излучения. Теория ИК излучателей пиротехнического типа достаточно сложна и в данной книге рассматриваться не будет.
Пиротехнические ИК-излучатели обычно имеют массу менее 1,35 килограмма, создают интенсивность излучения (со всей рабочей поверхности источника) от 100 до 1000 вт/стер при длинах волн 1,8…2,7 ммк и времени излучения (горения) от 20 до 100 секунд. Объемная плотность энергии излучения на уровне моря составляет приблизительно 0,122 кВт•сек/стер•см3
Рецептуры смеси некоторых конструкций ИК излучателей близки к термитным и безгазовым (замедлительным) составам. Плохая воспламеняемость подобных составов предполагает применение после электрозапала или пламенного запала, также воспламенительных и, в некоторых случаях, переходных составов, рассматриваемых в соответствующих главах. Другие рецептуры близки к осветительным составам, рассмотренным в соответствующих главах. В пламени ИК излучателей необходимо присутствие излучающих частиц по свойствам максимально приближающимся к излучению абсолютно черного тела. Наиболее приближены к указанному условию частицы углерода. Поэтому, во многие виды составов ИК излучателей вводятся соединения углерода, например, в виде связок, дополнительного горючего, которые при горении состава образуют облако излучающих частиц, увеличивающих К.П.Д. излучателей.