Основы пиротехники (стр. 53 )

Из органических веществ в качестве дымообразователей могут быть использованы углеводороды как жирного, так и ароматического ряда; наибольшее применение нашли нафталин и антрацен.

Существенным недостатком нафталина является его значительная летучесть уже при комнатной температуре.

Антрацен С14Н10 — это белые кристаллы; плотность 1,25 г/см3, температура плавления 218°С, температура кипения 342° С.

Фенантрен С14Н10 — изомер антрацена — имеет температуру плавления 99° С и кипения 240° С; оба вещества легко возгоняются около 200° С.

Часто в качестве дымообразователя употребляют технический антрацен: это зеленовато-желтая масса, содержащая антрацен (до 25%), фенантрен, карбазол (C12H9N) и другие углеводороды. Температура вспышки технического антрацена 150—1:62° С.

В качестве горючего в составах маскирующих дымов иногда применяют древесный уголь. Нафталин и антрацен часто выполняют в. составах функции не только дымообразователя, но и горючего, частично возгоняясь, а частично сгорая. В качестве окислителя обычно применяют хлорат калия.

Типичные дымовые составы, подобные смеси Ершова, содержат в %:

хлорат калия. . 20—30

-хлористый аммоний 50

нафталин (или технический антрацен) ..... 20

уголь древесный. О—10

Большое содержание в таких составах малоактивного вещества — хлористого аммония — обеспечивает сравнительно малую чувствительность их к механическим воздействиям.

Кислородный баланс описанных выше дымовых смесей резко отрицателен, а газовая фаза, образующаяся при горении, содержит значительное количество СО и легковоспламеняющихся паров нафталина или антрацена. Такие составы помещают в оболочку, снабженную выходными или выхлопными отверстиями, которая предохраняет состав от проникновения в него кислорода воздуха (рис. 16.2).

Рис. 16.2. Открытая и закрытая дымовые шашки [95]

Несмотря на принимаемые меры предосторожности дымовые составы дают иногда вспышки при сгорании. Равномерность горения при этом нарушается, у отверстий шашки появляется пламя, количество дыма резко уменьшается и он приобретает сероватый оттенок.

Поэтому в дымовые составы часто добавляют специальные вещества — пламегасители. Наилучшими пламегасителями являются карбонаты: сода, мел, карбонат магния, выделяющие при своем разложении углекислый газ, который в некоторой степени разбавляет способные к горению на воздухе газообразные продукты реакции. Содержание пламегасителей в дымовом составе может доходить в отдельных случаях до 10—15%. Известна также дымовая смесь, содержащая в себе два дымообразователя: Р красн — 10%, NH4Cl— 60%, КNОз—30%. К дыму NH4C1 здесь добавляется дым пятиокиси фосфора. Связывание последней с К2О с образованием нелетучего КРОз может быть проверено только экспериментально.

Составы второго типа — металлохлоридные дымовые смеси. Дымообразующие вещества в таких составах получаются в результате реакции горения, например:

Образующийся здесь дым окрашен в серый цвет, так как он, кроме белого дьима ZnCl, содержит частицы сажи. Безводный хлористый цинк — это белые очень гигроскопичные кристаллы; плотность его 2,9 г/см3, температура плавления 366° С, температура кипения 73'2°С.

Во влажном воздухе хлористый цинк частично гидролизуется. Свойства С2С16 описаны в работе [20]. Кроме основных компонентов: хлорорганического соединения и порошка металла, металлохлоридные смеси содержат вещества, играющие вспомогательную роль.

Часто в металлохлоридные смеси вводят дополнительный окислитель — NaClO3, КСlOз или КС104 и дополнительный дымообразователь — хлористый аммоний.

При наличии в смеси хлората (или перхлората) дым получается белее, так как сажа сгорает, образуя СО (или С02). Во время второй мировой войны в США) использовался дымовой состав, содержащий C2Cl6+Zn+KC104+NH4Cl, в Англии: С2С16—45,5%; ZnO—47,5%; A1—7%, в Германии: С2С1б—53%, Zn—44%, MgO—3%. Недостатком гексахлорэтана является его значительная летучесть, большая, чем у нафталина. В этом отношении гораздо лучшие свойства имеют гексахлорбензол C6Cl6 или дехлоран C10Cl12 (перхлоропентациклодекан).

1 Металлохлоридные смеси с C2Cl6 в США называют смесями НС.

Модернизированные американские смеси НС содержат (в %):

I. C6Cl6e— 34,4; Zn (пыль) —6,2; ZnO—27,6; NH4C104—24,0;

органическое связующее (ламинак)—7,8. II. C10Cl12—33,9;

ZnO — 37,4; NH4C10 — 20,5, и органическое связующее (ламинак) —8,2.

Некоторые свойства твердых хлорорганических соединений приведены в табл. 16.3.

Таблица 16.3

				Температура, "С
	% хлора	Молеку
Соединения и формула	ч соедине	лярный	Плотность
	нии	вес		плавления	кипения
Гексахлорэтан С2Сl6	90	237	2,1	Сублимирует
				при '180—206° С
Гексахлорбензол C6Cl6	75	285	1,6	227	323
Октохлорнафталин	70	404	—	203	—
C10CI8
Дехлоран C10Cl12	80	545	-1,8	—	—

Кроме цинковой пыли, в металлохлоридных смесях могут быть использованы порошки алюминия и железа, а также силицид кальция. Горение таких смесей протекает с образованием Хлоридов А1С1з или FеС1з. Ниже приводятся рецепты двойных смесей с С2С16, полученные расчетным путем при условии полного окисления металла (в %):

С2С16 ........ 81

А1 ......... 19

C2Cl6 ........ 68

Fe......... 32

Хлористый алюминий А1С1з, образующийся при горении двойных смесей, содержащих С2Сl6 и А1,—(белое, легко возгоняющееся, чрезвычайно гигроскопичное вещество.

Смеси с А1 горят интенсивно; для замедления горения в них добавляют дополнительные дымообразователи — ZnO, NH4C1 и др. При горении смеси, содержащей алюминий, протекает реакция

2Al+9ZnO+3C2Cl6=Al203+9ZnCl2+6CO.

Дым, образующийся при горении такой смеси, содержит немного сажи и имеет сероватый оттенок.

Смесь гексахлорэтана с порошком железа горит медленно и мало активно, выделяя при горении бурый дым хлорного железа. Безводное хлорное железо FеС1з возгоняется уже при 250° С, кипит с частичным разложением при 316° С. На воздухе оно жадно поглощает влагу, образуя кристаллогидрат FеС1з-6Н20.

Американские дымовые составы содержат Mg, ZnO, С2С16 и NH4C104.

Таблица 16.4

Испытание в бомбе Трауцля (вес смеси 20 г;

в канал бомбы вставлен свинцовый стержень)

Состав смеси. %	Расширение канала бомбы. см3	Состав смеси, %	Расширение канала бомбы, см'
СС14—76, Mg—24	215	С2С1б—81,5, Al-18,5	64
СС14—81, А1—19	156

При наличии взрывного начального импульса (капсюль-детонатор № 8) и прочной оболочки в двойных смесях СС14 или C2Cl6 с магнием или алюминием может возникнуть взрыв, но сила его (см. табл. 16.4) невелика.

ГЛАВА XVII

СОСТАВЫ ЦВЕТНЫХ ДЫМОВ

Эти составы используются в военном деле для сигнализации в дневных условиях; они применяются также для пристрелки и целей Казани я при бомбометании и артиллерийской стрельбе. На транспорте они используются для подачи сигналов бедствия (аварийные сигналы) в наземных условиях и, особенно, на море.

§ 1. ЦВЕТНЫЕ ОБЛАКА И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

Для сигнализации употребляются главным образом дымовые облака четырех цветов: красного, желтого, зеленого и синего (фиолетового).

Имеются указания о возможности применения для сигнализации и черного дыма, причем он дается или в качестве пятого сигнала или им заменяется один из указанных цветов (синий или зеленый). Хуже других, особенно на больших дистанциях, различаются между собой синий и зеленый дымы.

Основной недостаток дымовой сигнализации — зависимость четкости наблюдения дыма и надежности определения его цвета от метеорологических условий.

Качество наблюдения дымовых сигналов зависит от формы и размеров облака; яркости и цвета фона, на котором проектируется облако; высоты солнца над горизонтом и положения наблюдателя по отношению к солнцу и дымовому облаку; скорости ветра; состояния атмосферы (туман, дождь, снегопад).

Наилучшую видимость и различимость цвета дымовые облака имеют в ясную погоду при скорости ветра не более 2—3 м/с. При сильном ветре облако очень быстро рассеивается. Хуже всего цвет облака воспринимается в том случае, когда оно находится на прямой линии между солнцем и глазом наблюдателя (рис. 17.1); в таких условиях многие цветные облака кажутся почти белыми. Наоборот, когда солнце находится за спиной наблюдателя, цветное облако приобретает темную окраску.

Рис. 17.1. Зоны различных условий наблюдения цветных сигнальных дымов

Наиболее благоприятные условия для наблюдения имеются тогда, когда угол, образованный солнцем, дымовым облаком и глазом наблюдателя, составляет 45—135°.

Парашютные сигнальные изделия дают обычно цветную дымовую ленту. Лента эта быстро рассеивается токами воздуха, но через атмосферу из дымовой шашки поступают все новые и новые порции дыма.

В изделиях, не имеющих парашюта, дымообразование осуществляется почти. мгновенно; в воздухе образуется компактное облако, четкое наблюдение которого в зависимости от количества дымового состава и метеорологических условий возможно от нескольких десятков секунд до нескольких минут.