Основы пиротехники (стр. 37 )

Рис. 12.7. Кривая свет — время вспышки американской фотобомбы М-120А1, снаряженной фотосмесью

Фотобомбы, снаряженные фотосмесями, довольно опасны в эксплуатации, так как легко детонируют при простреле пулями или осколками. Разработка более безопасных фотобомб, проводившаяся в ряде стран, завершилась созданием так называемых металлопылевых фотобомб. Их снаряжают металлическими порошками магния, алюминия или А1—Mg сплава. В таких бомбах по оси заряда металлического порошка размешается воапламенительно-разрывной заряд (ВРЗ) из взрывчатого вещества (тетрил, тротил+алюминий и др). При взрыве бомбы продукты сгорания ВРЗ распыляют порошок металла в воздухе и воспламеняют его. Сгорая за счет кислорода воздуха, металлический порошок образует пламя больших размеров с ярким кратковременным свечением. Пламя имеет форму кольца с характерной несветящейся зоной в центре, наличие которой обусловлено газообразными плохо излучающими продуктами разложения ВРЗ. В некоторых случаях (например, немецкая бомба BLC-50) металлический порошок (А1-луд-ра) выбрасывается с помощью подвижной диафрагмы через хвостовой срез корпуса и образует три сгорании яркую огневую трассу. Было установлено, что создать фотобомбы удовлетворительного качества «а основе магниевого порошка невозможно. Наилучшие результаты были получены при применении порошка сплава А1—Mg.

Стандартная американская ФОТАБ металлопылевого типа (М122), имеющая общий вес 50 кг, снаряжена 34 кг порошка сплава А1—Mg 35/65 с размером частиц 20±5 мк и осевым цилиндрическим ВРЗ диаметром 25 .мм, содержащим 0,9 кг сплава тротила с алюминием 70/30. Бомба дает вспышку с /шах= ==820 млн. ев (кд), временем достижения максимума 40 мс исве-тосуммой за лучшие 40 мс 32 млн. св. с. Кривая свет — время вспышки этой (бомбы представлена на рис. 12.8. Бомба позволяла получать аэронегативы удовлетворительного качества с высот до 6 км.

Рис. 12.8. Кривые, свет — время:

/—для металлопылевой фотобомбы (М-122); 2—для фотобомбы (M-I20A1), снаряженной фотосмесью

Стремясь совместить положительные качества бомб обоих описанных выше типов — большую силу света бомб с фотосмесями и безопасность к прострелу пулей или осколком, присущую бомбам металлопылевого типа, разрабатывали фотобомбы раздельного снаряжения, в которых осевой тротиловый ВРЗ, алюминиевый порошок и окислитель — перхлорат калия — помещались раздельно в коаксиальных (имеющих одну и ту же ось) цилиндрах, так что слой окислителя находился между ВРЗ и металлом.

§ 4. ФОТО ПАТРОНЫ

Для съемки со средних и малых высот (от 0,Г5 до 2,6 км) применяют фотоосветительные патроны (фотопатроны); их транспортируют в многоствольных кассетах, из которых выстреливают в момент фотосъемки.

Фотопатрон (рис. 12.9) содержит заряд фотосмеси и замедлительно-вос-пламенительные устройства (ЗВУ), помещенные в алюминиевую оболочку;

Рис. 12.9. Устройство типичного фотопатрона:

/—оболочка фотозаряда; 2—фотосмесь; 3—замед-лительно-воспламенительное устройство (ЗВУ); 4— вышибной пороховой заряд; 5—капсюльная втулка; 6—пыжи фотозаряда; 7—крышка патрона

она, в свою очередь, помещается вместе с небольшим вышибным зарядом дымного пороха в наружную алюминиевую гильзу патрона, снабженную электровоспламенительной втулкой. Электрический импульс воспламеняет капсюльную втулку, последняя воспламеняет вышибной пороховой заряд. Давлением пороховых газов выстреливается заряд с фотосмесью и одновременно воспламеняется ЗВУ, а затем срабатывает капсюль-детонатор и взрывает заряд фотосмеси. В этот момент и производится экспонирование аэропленки. Фотопатроны имеют ЗВУ с различным временем замедления. Выбор времени замедления зависит от скорости полета самолета при аэрофотосъемке; время замедления тем меньше, чем больше скорость самолета. В табл. 12. 2 приведены основные характеристики американских фотопатронов.

Таблица 12.2

Основные характеристики фотоосветительных патронов

Тип патрона	Длина и диаметр мм	Общий вес г	Количе ство фотосм еси г	Максима льная сила света млн. св (кд)	Время дости жения максимал ьной силы света мс	Продо лжител ьность вспышки	Свето сумма млн. св. с	Время замед ления с	Количество патронов в касете
Общая	за лучшие 40 мс
М112	196Х40	454	198	110	3	30	1,4		1; 2 или 4	50
М123А1	213Х74	3175	771	240—265	4	40	5—6	4,8	2; 4 или 6	20

Кассеты с фотопатронами монтируются обычно внутри фюзеляжа самолета или на подкрыльевых пилонах. Кассеты сблокированы с фотоаппаратом через шаговый включатель, который задает определенный темп чыстреливания фотопатронов. Интервал между вспышками устанавливаутся в зависимости от скорости полета самолета и необходимого линейного перекрытия аэроснимков. На современных самолетах-разведчиках обычно имеется несколько кассет с числом фотопатронов 100 и более. Это дает возможность производить маршрутную ночную аэрофотосъемку (рис. 12.10).

Рис. 12. 10. Схема съемки маршрута с использованием фотопатронов:

/, 2, 3— снимаемые последовательно участки местности; 4— правление полета; С,—интервал между вспышками (или интервал между снимками); f—перекрытие снимков

§ 5. ФОТОСОСТАВЫ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВСПЫШЕК И СВОЙСТВА ФОТОСОСТАВОВ

Фотоосветительные составы делятся на две группы: фотосмеси — механические смеси тонкоизмельченных порошков металлов (алюминия, магния и их сплавав) и кислородсодержащих юолей (КС104, Ba(NO3) 2 и др.) и порошки металлов, чистые или с некоторыми добавками, благоприятствующими их диспергированию при взрыве ВРЗ и быстрому воспламенению и сгоранию в кислороде воздуха.

Фотосмеси для получения большой силы света должны иметь высокую калорийность — более 2 ккал/г (8,4 кДж/г). Исходя из этого в качестве горючих в фотоомесях применяют порошки высококалорийных металлов: магния, магниевых сплавов, алюминия, а иногда также циркония и титана. При выборе металлического горючего и окислителя руководствуются тем'и же соображениями, что и при выборе компонентов для осветительных составов.

В некоторых случаях к двойной смеси окислителя и горючего для получения необходимых времени горения, цвета пламени и т. п. добавляют специальные вещества, окрашивающие пламя и другие добавки.

В табл. 12.3 приведены типичные составы фотосмесей, применяемых в ФОТАБ и фотопатронах, а также в зарядах-маркерах и световых имитаторах (см. § 7 этой главы).

Таблица 12.3 Американские составы д. кя фотовспышек и зарядов-маркеров

№ по пор.	Рецепт, %	№ по пор.	Рецепт, %
1	Магний — 34 Алюминий — 26 Перхлорат калия — 40	5 (опытный)	Кальций—80 Перхлорат натрия—20
2	Сплав Al—Mg 50/50—60 Перхлорат калия—40	6 Патент США 3.473.472 (1969)	Алюминиевый порошок—40 Перхлорат калия—60
3	Сплав Al—Mg 50/50— 45,5 Нитрат бария—54,5
7 Смесь для светового маркера	Алюминий—30 Алюминиевая пудра—10 Нитрат бария—60
4	Алюминий—40 Перхлорат калия—30 Нитрат бария—30

•К фотосмесям предъявляются следующие специальные требования: минимальная продолжительность вспышки, максимальная

сила света, наибольшее соответствие спектрального состава излучения вспышки спектральной чувствительности фотопленки.

Продолжительность вспышки, т. е. время свечения пламени, и время сгорания фотосмеси неидентичны. Время горения определяется скоростью химической реакция взаимодействия горючего и окислителя, а длительность свечения пламени — физическими процессами нагревания и остывания продуктов горения. Однако все же скорость реакции горения является решающим фактором, определяющим продолжительность вспышки.

Скорость сгорания фотосмеси, в свою очередь, зависит от рецепта смеси (т. е. от свойств применяемых компонентов и от их соотношения), от степени измельчения компонентов, плотности фотосмеси, характера и интенсивности начального импульса, и от количества одновременно сжигаемой фотосмеси и ее расположения в изделии.

Фотосмеси с м. агниевым порошком горят медленнее, чем смеси с порошками А1—Mg сплавав или с тонкодислераными (порядка нескольких микрометров) порошками алюминия.

Смеси с перхлоратом калия сгорают быстрее, чем смеси с нитратами или сульфатами металлов.

Запатентовано большое количество различных рецептов фото-смесей, в том числе и с применением редкоземельных элементов в чистом .виде и в. виде соединений. Многие из этих рецептов не нашли практического применения ввиду дефицитности применяемых в них соединений. Наиболее эффективными и доступными для практического использования оказались смеси КС104 с порошками алюминия или А1—Mg сплава.

В табл. 12.4 приведены светотехнические характеристики смесей на основе КС104.

Фотосмеси с NaNO3 не применяются вследствие большой гигдроскопичности этой соли.

Вспышки с наибольшей силой света дают фотосмеси с некоторой перегрузкой металлом. При этом избыточное количество горючего сгорает за счет кислорода воздуха. Суммарный тепловой эффект при этом соответственно повышается, а размеры пламени также увеличиваются.