Основы пиротехники (стр. 59 )

W+2BaCr04=BaW04+Ba(Cr02)2+~130 ккал (545 кДж),

составляет около 0,2 ккал/г (0,84 кДж/г) смеси; перхлорат калия добавляется к ней, очевидно, для повышения ее реакционноспособности. Ниже приводятся некоторые рецепты составов [117,М8] с заимствованными оттуда пояснениями:

Состав 1

Zr/Ni сплав...... 54

BaCr04 ....... 31

КС104 ........ 15

1 Некоторые из сплавов Zr—Ni обладают большой хрупкостью.

Время горения составов, в которых использованы разные сплавы Zr—Ni с содержанием 70, 50 и 30% Zr, относится как 1:2:3.

Состав 2. Бор аморфный/ВаСг04 5/95

Состав 3. То же........ ............ 10/90

	М арганец металлич.	ВаСгО4	РЬСгО4,			Ниобий	Тантал	BaCrO4
Состав 4 Состав 5 Состав 6	44 37 33	3 20 31	53 43 36	Состав 7 Состав 8 Состав 9 Состав 10	15 50	29 50	85 50 71 50
Примечание. Скорость горения составов 2—10 мя/с; 3—50 мм/с; 4; 5 и 6 соответственно 6; 3 и 2 мм/с.

В 1968 г. К. Hossjer был. предложен низкокалорийный [—0,10 ккал/г (0,42 кДж/г)] безгазовый состав (Sn—24%, CuO— 15%, PbCr04—61%), температура горения которого, по его определению, 560° С.

Для изготовления замедлителей к электрозапалам может быть использован состав, содержащий 5% хлората калия, 47% селена и 48% металлического висмута (американский патент 2.607.672, 1952).

«Безгазовые» составы применялись для подогрева пищи (.консервов, супа и пр.) в фронтовых условиях. Во время второй мировой войны для этой цели использовался состав, состоящий из 81% Fe304, 19% CaSiO2, продуктами горения. которого являются СаЗClOз, Si02 и Ре.

Беэгазовые составы используются также для разогрева твер-доэлектролитных ячеек. В США [W] для этого разработан состав Z-2—смесь порошков циркония с хроматом бария. Пластины ячейки изготовлены из Ni и Mg, а твердым электролитом служит эвтектическая смесь солей КС1 и Lid с некоторыми добавками деполяризаторов. Преимущество таких батарей заключается в том, что они полностью законсервированы: химический процесс в них возникает только после расплавления электролита. Вместе с тем очевидно, что эти батареи — источник тока одноразового действия. Смесь ВаСг04 с 40% Zr при горении дает тепла 0,5ккал/г (2,1 кДж/г).

В заключение следует отметить, что некоторые «безгазовые» или малогазовые составы по своим свойствам близки к термит-но-зажигательным составам, но отличаются от них большей легкостью воспламенения.

ГЛАВА XX

ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ. ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ СОСТАВЫ. ПРОЧИЕ ВИДЫ СОСТАВОВ

§ 1. ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ

Эти составы служат для зажжения основных пиротехнических составов (осветительных, дымовых, твердого ракетного топлива и др.). Действие воспламенительного состава заключается в прогревании поверхностного слоя основного состава до температуры воспламенения.

Чем выше температура воспламенения основного состава, тем более «сильный» воспламенительный состав требуется для возбуждения в нем процесса горения.

Составы, температура вспышки которых более 1000° С, воспламеняются с большим трудом. Для таких составов (например, термитов), особенно если они сильно уплотнены, приходится подбирать специальные воспламенительные и переходные составы.

К воспламенительным составам предъявляются следующие требования:

1) они должны легко воспламеняться от сравнительно небольшого теплового импульса; температура вспышки любого воспламенительного состава должна быть не выше 500° С;

2) температура горения не должна быть на несколько сот градусов выше, чем температура воспламенения поджигаемых ими основных составов.

В некоторых случаях требуется, чтобы воспламенительный состав давал при горении мало света, чтобы избежать демаскировки бойцов. Иногда необходимо, чтобы воспламенительные составы выделяли при горении малое количество газов; такие составы не вполне точно называются «безгазовыми» воспламе

' Воспламенительные составы, содержащие инициирующие ВВ, здесь не рассматриваются. По данному вопросу см.

нительными составами. Зажигательное действие воспламенительного состава будет тем сильнее, чем выше температура его горения и чем большее количество шлака останется после его сгорания на поверхности основного состава.

У жидких шлаков поверхность соприкосновения с поджигаемым составом будет больше, чем у твердых, а следовательно, больше будет и количество тепла, передаваемое ими основному составу в единицу времени.

Опытом установлено, что существует оптимальное время воздействия горящего воспламенительного состава на основной для обеспечения его надежного воспламенения. Воспламенительные составы применяются в спрессованном виде, а также в некоторых случаях и в неуплотненном состоянии.

В воспламенительных составах должны быть использованы окислители, легко и по возможности при сравнительно невысокой температуре отдающие свой кислород, и легко окисляющиеся горючие.

Окислителей, легко отдающих свой кислород,— много. К числу их относят перманганаты, хлораты, нитраты щелочных металлов и др. Исходя из требования невысокой чувствительности состава к механическим воздействиям, чаще других в воспламенительных составах используют нитрат калия.

В качестве горючих применяют древесный уголь, идитол, антимоний и др.

Для воспламенения хлоратных составов сигнальных дымов или сигнальных огней можно применять воспламенительные составы, близкие по своим рецептам к дымным порохам. В качестве примера можно привести состав, состоящий из 75% нитрата калия, 10 идитола и 15% древесного угля.

Для усиления действия воспламенительных составов в них вводят в качестве дополнительного горючего магниевый порошок, повышающий температуру горения состава.

Во многих случаях применяется состав, состоящий из 75% нитрата калия, 15% магния, 10% идитола.

Для воспламенения составов, содержащих алюминий и имеющих высокую температуру воспламенения, следует употреблять воспламенительные составы, содержащие не менее -15—20% магниевого порошка.

В воспламенительных составах к трассирующим изделиям в качестве окислителя чаще других используют перекись бария.

Перекись бария отдает свой кислород при более высокой температуре, чем нитрат калия, но процесс ее распада требует затраты очень небольшого количества тепла:

Ва02=ВаО+0,502— 17ккал (—71 кДж).

Вес твердого остатка ВаО составляет 91% от веса окислителя. 278

Сильным воспламенительным действием обладают составы термитного типа (в %):

Состав 1

Окись железа. . 69 Магний..... 31

Состав 2

Двуокись кремния. 55 Магний..... 45

Однако сами эти составы (особенно состав 2) имеют высокую температуру воспламенения.

Легко воспламеняются и обладают хорошим воспламенительным действием составы, содержащие порошок циркония. Примерами таких составов могут быть (в %):

1. Черный порох. . 76 КNOз...... 12 Zr....... 13

2. KNO3 ..... 48 Zr....... 52

Воспламенительные составы для трассеров не должны содержать большого количества легкоплавких веществ, иначе в момент прохождения снаряда по каналу ствола при горении будет происходить выдавливание жидкости из горящего слоя.

Когда даже мощными воспламенительными составами не удается зажечь основной состав, применяют так называемые переходные (промежуточные) составы.

Переходные составы получают, смешивая в известных пропорциях воопламенительный и основной составы.

Для зажжения наиболее трудно воспламеняющихся составов приходится иногда применять несколько переходных составов, причем переходный состав, непосредственно соприкасающийся с основным составом, содержит наименьшее количество воопламе-нительного состава.

Особым видом воспламенительных составов являются терочные составы. Рецепты терочных составов примерно аналогичны рецептам составов для спичек; приведем рецепт одного из терочных составов; он содержит 60% хлората калия; 30% антимония и 10% связующего.

Фосфорная масса, наносимая на терку, состоит из 56% красного фосфора, 24% стеклянного порошка, 20% идитола.

Терочные составы очень чувствительны к трению и весьма опасны в обращении. Рецепты американских терочных составов, а также рецепты составов накольного и ударного действия приводятся в работе [23].

§ 2. ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ ДЛЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Надежность работы ракетного двигателя в значительной степени зависит от наличия эффективной системы воспламенения. Воспламенители на основе черного пороха оказались не пригодными для воспламенения смесевых или баллиститных порохов. В связи с этим американские фирмы разработали ряд конструкций пиротехнических воспламенителей, которые теперь используются для РДТТ и ЖРД. Пиротехническая система воспламенения применяется в ракетных двигателях самых различных типов, в частности, в двигателях ракет Титан, Полярис, Минитмэн. Она надежна и безопасна, обеспечивает быстрый запуск двигателя на большой высоте, для включения системы требуется источник энергии малой мощности.

Факел пламени пиротехнического воспламенителя имеет высокую температуру и достаточно большие размеры (большую площадь воспламенения). В литературе описано большое количество конструкций таких 'воспламенителей: роликовые, корзиночные, «ракета аз ракете» и др.

На первой стадии отработки в пиротехнических воспламенителях была использована смесь А1С10 алюминиевого порошка с KC104. Эта смесь высококалорийна, интенсивно горит, температура ее воспламенения около 3б0° С.

Позднее в смесь А1С10 стали. вводить этилцеллюлозную связку. Для воспламенения смесевых топлив с высоким содержанием NH4C104 применяют пиротехнические смеси: К. С104 — 26—50% Ва(NОз)2 — 15—17%, сплав Zr—Ni,(50/50) — 32—54%, этил - целлюлоза — 3% 1.

Находят применение и воспламенительные составы, содержащие бор, например: КМОз—71%, В (аморфный) — 24% каучук—5%.