DE3238444C2 - Pyrotechnische Nebelsätze - Google Patents
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Abstract
Pyrotechnische Nebelsätze, die im sichtbaren und infraroten Bereich undurchdringliche Nebel erzeugen, wobei den Nebelsätzen zusätzlich Cäsium- oder Rubidium-Verbindungen beigemischt sind, die beim Abbrand dispergiert werden und Strahlungen im Infrarotbereich absorbieren.
Description
7. Pyrotechnische Nebelsätze nach Anspruch 6, enthaltend
50—7OGew.-°/o Hexachlorethan
20—40 Gew.-% Silicium und/oder Aluminiumpulver sowie
1—20 Gew.-% Rubidium und/oder Cäsiumverbindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft pyrotechnische Nebelsätze, die im sichtbaren und infraroten Bereich
undurchdringliche Nebel erzeugen, wie sie durch die Ansprüche gekennzeichnet sind.
Künstliche Nebel werden in der Technik einmal angewandt, um Frost aus Pflanzungen fernzuhalten (insbesondere
Obst- oder Weinbau). Dabei wird üblicherweise entweder Rauch- oder ölnebel erzeugt oder ein feiner
Wassernebel versprüht, der zusätzlich durch Glycerin, Fettalkohole oder ähnliches stabilisiert sein kann und
über die zu schützende Kultur in einer mehr oder weniger dicken Schicht ausgebreitet ist, um die vom Boden
abgestrahlte Wärme zu reflektieren und damit ein Auskühlen zu verhindern. Dem Zweck entsprechend müssen
diese Nebel bzw. Wolken über längere Zeiten aufrechterhalten werden, d. h. der durch Auskondensieren und
i-Vindbewegung entstehende Verlust muß durch laufende Neuerzeugung nachgeliefert werden. Zu diesem
Zweck werden deshalb meist kontinuierlich arbeitende Anlagen verwendet
Eine weitere Anwendung finden künstliche Nebel vor allem im militärischen Sektor zur Tarnung von militärischen
Anlagen, Truppenteilen und Fahrzeugen. Insbesondere beim Schutz von Truppenteilen und Fahrzeugen
kommt es dabei darauf an, diese für kurze Zeit einer direkten Beobachtung durch den Gegner zu entziehen,
wozu üblicherweise eine pyrotechnische Ladung in Richtung des Gegners verschossen wird, die sich schrotschußartig
aufteilt und eine Vielzahl von Nebel-erzeugenden Partikeln bildet, die für eine sehr rasche und
gleichmäßige Vernebelung größerer Flächen sorgen (vergleiche DE-AS 30 31 369 und die dort zitierte Literatur).
Für diesen Zweck sind eine große Anzahl von verschiedenen Rauch- und Nebelmischungen bekannt geworden.
Beispielsweise sei Titantetrachlorid, Siliciumtetrachlorid, Chlorsulfonsäure bzw. ihre Kombinationen mit
Ammoniak oder Schwefeltrioxid als flüssige Nebelbildner oder roter Phosphor, HC-Mischungen (Hexachloräthan/Zink/Zinkoxid)
und Ammoniumperchlorat/Zinkoxid als feste Nebelbildner genannt. Im Einsatzfall werden
diese Stoffe entweder durch eine sekundäre Verbrennungsreaktion oder durch die bei ihrer Umsetzung
miteinander freiwerdende geeignete Produkte umgewandelt. Für die Qualität der Nebelbildung entscheidend ist
die Geschwindigkeit der Bildung, die Konzentration und Art seiner Ausbreitung sowie die Dauer der Vernebelung.
Für alle die Zwecke geeignete Nebelmischungen sind bereits bekannt (vergleiche DE-AS 30 31 369).
Siehe z. B. DE-OS 25 56 256, DE-OS 25 09 539, DE-OS 18 12 027, DE-AS 12 46 488, DE-OS 30 12 405, DE-OS
27 29 055, DE-OS 27 43 363 und DE-OS 19 13 790.
Für eine breite Anwendung in der modernen Wehrtechnik haben diese Mischungen jedoch einen ganz
wesentlichen Nachteil. Während es früher insbesondere darauf ankam, einen im sichtbaren Licht möglichst
dichten Nebel zu erzeugen, verfügen heutige militärische Beobachter zusätzlich über Infrarotpeil- und Wärmebildgeräte,
die die Tatsache ausnutzen, daß militärische Ziele auf Grund ihres Energieumsatzes sehr intensive
Wärmestrahlung aussenden, die auf große Entfernungen detektierbar ist. Da durch atmosphärische Bestandteile
wie CO2 und Wasserdampf die Infrarotstrahlung bestimmter Wellenlängen selektiv absorbiert wird, arbeiten
diese Geräte vorzugsweise in den sogenannten »Fenstern« der Atmosphäre, die bei 0,7— 1,5 μπι, 2—2,5 μΐη,
3—5 μηι und 8—12 μίτι liegen. Insbesondere ist man bestrebt, im 8—12 μΐη-Bereich zu arbeiten, da in diesem
diese Störungen durch Rauch, Dunst und normalen Nebel ein Minimum einnehmen. Aufgabe pyrotechnische
Nebelsätze ist es deshalb, umgekehrt in diesen Bereich eine möglichst hohe Absorption oder Reflexion der
IR-Strahlung zu gewährleisten.
Darüber hinaus enthalten die meisten pyrotechnischen Nebelsätze ätzende, giftige oder stark saure Komponenten,
wie Phosphorpentoxid, Salzsäure, Schwefelsäure, Titan- oder Zinksalze, die in der im Nebel vorkommenden
Konzentration für Menschen und Pflanzen außerordentlich schädlich sind. Durch Zusatz von Metalloxiden,
Puffersubstanzen und Ammoniumverbindungen hat man deshalb in den meisten heutigen Nebelsätzen dafür
gesorgt, daß der erzeugte Nebel nur noch möglichst schwach sauer oder neutral ist. Eine Aufgabe der Erfindung
liegt deshalb auch darin, die bekannten Nebelsätze so zu modifizieren, daß diese möglichst nicht sauer reagieren.
Diese Aufgaben werden überraschenderweise durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen
gelöst d. h. dadurch, daß man den an sich bekannten Nebelsätzen eine ausreichende Menge an Rubidium- oder
Cäsium-Verbindungen zusetzt
Durch diesen Zusatz an Rubidium- oder Cäsium-Verbindungen wird überraschenderweise die Durchsichtigkeit
der Nebel mit IR-Licht, insbesondere von Infrarotlicht mit Weilenlängen von 3—5 bzw. S— 12μΐη ganz
entscheidend herabgesetzt, wobei bisher nicht festgestellt werden konnte, worauf dieses beruht
Da bekanntlich Cäsium- und Rubidium-Salze im nahen Infrarot-Bereich bis 12 μτη keine Absorptionen aufweisen,
die auf Schwingung zurückzuführen sind, an denen die Cäsium- bzw. Rubidium-Ionen beteiligt ind
(Cäsium- und Rubidium-halogenide weisen keine, Cäsiumnitrat lediglich die Schwingung der Nitratgruppe bei
7,2 μπι auf), kann eine direkte Absorption des IR-Lichts nicht für den Effekt in Frage kommen. Da die verwendeten
Mengen bezogen auf die Menge des gesamten Nebelsatzes relativ klein sind und entsprechend die übrigen
nebelbildenden Komponenten in geringerer Menge vorhanden sind, kann auch die Erhöhung der Teilchenzahl
des dispergierten Systems nicht für den Effekt verantwortlich gemacht werden. Da nach den bisherigen Beobachtungen
auch die Sinkgeschwindigkeit und Kondensieröarkeit der gebildeten Nebelwolken sich nicht von
denen der entsprechenden Nebelsätze ohne Zusatz von Rubidium- bzw. Cäsiumsalze unterscheidet scheint auch
eine Verbesserung der Streuwirkung der erzeugten Partikel nicht für den Effekt verantwortlich zu sein. Unter
der Annahme nämlich, daß für diese Partikel in erster Näherung das Stokessche Gesetz gilt, d. h. die Sinkgeschwindigkeit
dem Quadrat des Partikeldurchmessers proportional ist würde eine Vergrößerung des Partikeldurchmessers
von 1 μπι in üblichen Nebelsätzen auf 10 μπι die für eine wirksame Streuung im IR-Bereich von
8—12 μπι notwendig wären, eine Erhöhung der Sinkgeschwindigkeit um einen Faktor 100 bedeuten. Es bleibt
deshalb weiteren Untersuchungen vorbehalten, eine befriedigende Theorie zu finden, warum die erfindungsgemäßen
pyrotechnischen Nebelsätze sowohl im sichtbaren als auch im Infrarot eine befriedigende Dichte aufweisen.
In den folgenden Beispielen sind eine Reihe von erfindungsgemäßen Nebelsätzen mit entsprechenden Nebel-Sätzen
ohne den erfindungsgemäßen Zusatz verglichen
Beispiel 1
Ammoniumperchloratnebel
Ammoniumperchloratnebel
1,7 kg Ammoniumperchlorat 1,5 kg Zinkoxid, 0,8 kg Polychlorisopren und 0,5 kg Ammoniumchlorid werden
mit einer LösuF.g aus 03 kg Dioct-^iphthalat in 1 Liter Methanol angeteigt Die Mischung wird durch ein Sieb mit
einer Maschenweite von 03—(*5 mm gedruckt und auf Horden getrocknet Das getrocknete Granulat wird dann
gemäß DE-AS 30 31 369 zu Preßl.arpern von ca. 50 g verpreßt. Jeweils 20 Preßkörper werden mit einem
Anzündsatz gemäß Beispiel 2 der DE-AS 30 31 369 in einer Kunststoff- oder Metallhülle zu einer Ladung
vereinigt
Die gleiche Mischung, wie vorstehend, wird zusätzlich mit 0,4 kg Cäsium oder Rubidiumnitrat vermischt und
in gleicher Weise zu Preßkörpern mit einem Gewicht von ca. 50 g verarbeitet. Wie vorstehend, -werden jeweils
20 Preßkörper mit einem Zündsatz in einer Hülle zu einer Ladung zusammengefügt '
Zur Beurteilung der Nebelwirkung werden nebeneinander 3 weiße auf ca. 400C aufgeheizte Platten im
Gelände im Abstand von 10 m aufgestellt und aus einer Entfernung von 100 m mit Infrarot und optischen
Sichtgeräten bei Wellenlängen von 10 μπι, 3,5 μπι und 0,6 μπι beobachtet. Nebelladungen der obigen Zusammensetzung
werden mit einer Treibladung ca. 40—50 m vor das Ziel geschossen, wo sich innerhalb von Sekunden
eine 3—15 m hohe und 25—40 m breite und tiefe Nebelwand ausbildet. Bei Temperaturen von 22°C und
einer relativen Luftfeuchtigkeit von 48% werden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Abdeckungsverhältnisse
ermittelt.
Unter sehr gut wird eine Abdeckung von 95—100% verstanden, d. h. das Ziel ist nicht mehr vom Hintergrund
zu unterscheiden. Unter gut wird eine Abdeckung von 80—95% verstanden, d. h. das Ziel ist fast nicht auszumachen.
Unter mäßig ist eine Abdeckung von 50—80% zu verstehen. Unter schlecht ist eine Abdeckung von unter
50% zu verstehen, bei der das Ziel noch deutlich auszumachen ist.
2,5 kg Hexachlorethan, 0,8 kg Zinkoxid, 0,4 kg Siliziumpulver, 0,3 kg Aluminiumpulver und 03 kg amorphes
Bor werden intensiv gemischt und in einem Kneter mit 2 kg einer 10%igen Elastomerbinderlösung in Aceton
angeteigt. Die Mischung wird dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 zu Preßkörpern verarbeitet die durch
einen zusätzlichen Überzug aus Methacrylharz isoliert und gemäß Beispiel 1 zu Nebelladungen vereinigt wer-
| Tabelle 1 | 0,6 μπι | 3,5 μπι | 10 μπι |
| gut sehr gut gut |
schlecht gut gut |
schlecht gut gut |
|
| Perchlorat Perchlorat/CsNCh Perchlorat/RbNCb |
Beispiel 2 | ||
| Hexachlorethannebel | |||
Die gleiche Mischung wie oben, jedoch unter Zusatz von 1 kg Cäsium- oder Rubidiumnitrat wird in entsprechender
Weise zu Nebelladungen verarbeitet
Die Nebelwirkung wird gemäß Beispiel 1 bestimmt, wobei die Resultate der folgenden Tabelle 2 erhalten
werden. Die gebildeten Nebel haben einen pH-Wert von ca. 5—7.
| Tabelle 2 | 0,6 μπι | 3.5 μπι | ΙΟμίτι |
| sehr gut sehr gut sehr gut |
mäßig sehr gut gut |
mäßig sehr gut gut |
|
| HC-Mischung HC/CsCl HC/RbCl |
Beispiel 3 | ||
| Roter Phosphornebel | |||
0,65 kg roter Phosphor, 0,15 kg Eisen (HI) oxid, 0,15 kg Aluminiumpulver und 0,15 kg Magnesiumpulver
werden mit 0,2 kg 10%igem Elastomerbinder verknetet und gemäß Beispiel 1 zu Preßkörpern verarbeitet
20 In gleicher Weise werden Mischungen, die zusätzlich 0,4ß-kg Rubidium- oder Cäsiumnitrat enthalten zu
Preßkörpern verarbeitet
Die Nebelwirkung wird gemäß Beispie!! bestimmt, wobei die Resultate der folgenden Tabelle 3 erhalten
werden.
35 0,65 kg Hexachlorethan, 0,2 kg Siliziumpulver und 0,15 kg Aluminiumpulver werden vermischt und unter
schwachem Druck in eine Hülle gepreßt, die mit einem Treib- und Anzündsatz verbunden ist.
In gleicher Weise werden Mischungen verarbeitet, die zusätzlich 0,01 —0,10 kg Cäsiumchlorid enthalten.
Die folgenden Nebelwirkungen werden erhalten:
| Tabelle 3 | 0,6 μπι | 3,5 μπι | 10 μπι |
| sehr gut sehr gut sehrgut Beispiel 4 |
schlecht sehr gut sehr gut |
schlecht sehr gut gut |
|
| Phosphor Phosphor/CsNO3 Phosphor/RbN03 |
|||
0,6 μπι 3ί μπ\ 10 μπι
HC-Nebel gut mäßig mäßig
HC-CsCl sehr gut sehr gut sehr gut
Claims (6)
1. Pyrotechnische Nebelsätze, die im sichtbaren und infraroten Bereich undurchdringliche Nebel erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß den Nebelsätzen zusätzlich Cäsium- oder Rubidium-Verbindungen
beigemischt sind, die beim Abbrand dispergiert werden und Strahlungen im I nfrarotbereich absorbieren.
2. Pyrotechnische Nebelsätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Rubidiumoder
Cäsium-Verbindungen 0,5—50% beträgt
3. Pyrotechnische Nebelsätze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Rubidiumoder
Cäsium-Verbindungen 5—10% beträgt
ίο
4. Pyrotechnische Nebelsätze nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Cäsium-
Verbindung enthalten ist
5. Pyrotechnische Nebelsätze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß als Cäsium-Verbindung
Cäsiumchlorid, Cäsiumbromid, Cäsiumnitrat Cäsiumoxid enthalten ist
6. Pyrotechnische Nebelsätze nach Anspruch 1 —5, dadurch gekennzeichnet daß die Cäsium- und/oder
Rubidiumverbindung einem Hexachlorethansatz mit Silicium und Aluminium als Metallpulver beigemischt
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