RU2102691C1

RU2102691C1 - Aerosol-generating compound

Info

Publication number: RU2102691C1
Application number: RU95113261A
Authority: RU
Inventors: А.И. Парфенов; В.П. Куляпин; И.С. Жернаков; В.М. Хрыпченко; Е.В. Горячева; В.А. Гаврилова
Original assignee: Войсковая часть 61469
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: facilities for attack or defense actions with employment of gas flame or smoke, in particular, substances and compounds producing fog for active counter- action to optoelectronic facilities of reconnaissance and weapon control. SUBSTANCE: gas-producing compounds containing ammonium nitrate, dicyandiamide, Berlin blue, iditol, graphite are used. The mass of the gas-producing mixture makes up 10% of the mass of the main aerosol-generating mixture. The results of comparative estimate testify the superiority of the offered optoelectronic facilities in deceptive capacity and preservation of other properties at the level of the prototype. Introduction of 10 percent by mass of the gas- producing mixture increases the deceptive capacity by 21%, and the utilization factor - by two times. EFFECT: enhanced deceptive characteristics of standard optoelectronic facilities. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для ведения наступательных или оборонительных действий с применением пламени газа или дыма, а именно к веществам и составам, образующим туман для активного противодействия оптико-электронным средствам (ОЭС) разведки и управления оружием. Известны аэрозолеобразующие вещества, составы (АОС), способные оказывать эффективное противодействие оптико-электронным средствам разведки и управления оружием в оптическом спектре ЭМИ; на основе хлорзамещенных углеводородов, антрацена, на основе белого и красного фосфора, жидкие самодымящие составы, составы на основе нефтепродуктов. Эти АОС применяются в штатных дымовых средствах или предлагаются для использования в составе перспективных средств различными способами: горение и термовозгонка с последующей конденсацией, распыление сжатым газом и взрывом (Шидловский А.А. Основы пиротехники. М. ГИОП, 1954. 281 с.). The invention relates to means for conducting offensive or defensive actions using a flame of gas or smoke, and in particular to substances and compositions that form a fog for active counteraction to optoelectronic means (ECO) of reconnaissance and weapon control. Known aerosol forming substances, compositions (AOS), capable of effectively counteracting the optoelectronic means of reconnaissance and control of weapons in the optical spectrum of electromagnetic radiation; based on chlorine-substituted hydrocarbons, anthracene, based on white and red phosphorus, liquid self-smoking compositions, compositions based on petroleum products. These AOS are used in regular smoke means or are offered for use as part of promising means in various ways: combustion and thermal sublimation followed by condensation, spraying with compressed gas and an explosion (A. Shidlovsky, Fundamentals of Pyrotechnics. M. GIOP, 1954. 281 p.).

Известны пиротехнические составы для получения сигнальных дымов, используемые за рубежом, имеющие в своем составе "полувзрывчатые" вещества, не дающие твердого остатка при своем сгорании. В качестве таких веществ указываются в литературе нитраты аммония и гуанидина и нитрогуанидин (заявка Франции N 2384732 от 24.11.78. заявка Франции N 2531071 от 28.07.82; заявка Великобритании N 2004536 от 4.04.79). Known pyrotechnic compositions for producing signal smoke used abroad, having in their composition "semi-explosive" substances that do not give a solid residue during its combustion. As such substances, ammonium and guanidine nitrates and nitroguanidine are indicated in the literature (French application N 2384732 from 11.24.78. French application N 2531071 from 07.28.82; British application N 2004536 from 04.04.79).

Наиболее близкими к заявляемому объекту АОС из заявки Великобритании N 2004536 от 4.04.79, где предложен "литьевой дымообразующий пиротехнический трассирующий состав", который содержит: синтетическую смолу, которая разлагается при 190.300^oC, смешанный окислитель, содержащий хлорат натрия или калия, либо перхлорат аммония, натрия или калия и нитрат гуанидина и возгоняющийся органический краситель. Кроме того, в состав можно вводит окись металла для катализа реакции разложения хлората или перхлората.Closest to the claimed AOC object from UK application N 2004536 dated 04/04/79, which proposes a "molding smoke-forming pyrotechnic tracer composition", which contains: a synthetic resin that decomposes at 190.300 ^o C, a mixed oxidizing agent containing sodium or potassium chlorate, or perchlorate ammonium, sodium or potassium; and guanidine nitrate; and a sublimate organic dye. In addition, metal oxide can be introduced into the composition to catalyze the decomposition of chlorate or perchlorate.

К недостаткам указанного состава следует отнести отсутствие маскирующего действия данного состава. The disadvantages of this composition include the lack of masking action of this composition.

За прототип предлагаемого изобретения принят штатный антраценовый состав белого дыма, включающий: хлорат калия 43% антрацен 14% хлористый аммоний 43% (Соловьев Н. К. Дымовые и огнеметно-зажигательные средства М. ВИВМ СССР. 1951, 308 с.). Этот состав имеет низкое значение маскирующей способности. The standard anthracene composition of white smoke was adopted as the prototype of the invention, including: potassium chlorate 43% anthracene 14% ammonium chloride 43% (Soloviev N.K. Smoke and flamethrower incendiary means of M. VIVM USSR. 1951, 308 p.). This composition has a low value of masking ability.

Задачей изобретения является увеличение маскирующих характеристик штатных АОС. The objective of the invention is to increase the masking characteristics of the standard AOS.

Поставленная задача достигается применением газогенераторных смесей, содержащих нитрат аммония, дициандиамид, берлинскую лазурь, идитол, графит. The problem is achieved by the use of gas-generating mixtures containing ammonium nitrate, dicyandiamide, Prussian blue, iditol, graphite.

Общим признаком с прототипом является использование состава на основе антрацена, хлората калия и хлористого аммония. A common sign with the prototype is the use of a composition based on anthracene, potassium chlorate and ammonium chloride.

Использование дициандиамида, нитрата аммония, берлинской лазури, идитола, графита отличает предлагаемый состав от прототипа и обеспечивает повышение маскирующих характеристик. The use of dicyandiamide, ammonium nitrate, Prussian blue, iditol, graphite distinguishes the proposed composition from the prototype and provides an increase in masking characteristics.

Характеристика состава
Наличие в предлагаемом составе широкодоступных совместимых компонентов не требует раздельного снаряжения. В целом, предлагаемые АОС обладают существенными отличиями по своим маскирующим характеристикам от аналогов и прототипа.Composition characteristics
The presence in the proposed composition of widely available compatible components does not require separate equipment. In general, the proposed AOS have significant differences in their masking characteristics from analogues and prototype.

Существенные отличия обеспечиваются конкретными свойствами выбранных компонентов АОС. Основным газовыделяющим веществом в смеси является нитрат аммония, при разложении которого выделяется водород, азот и кислород (Реми Г. Курс неорганической химии. М. Изд. Мир, 1974, т. 1, 377 с.). Significant differences are provided by the specific properties of the selected AOS components. The main gas-emitting substance in the mixture is ammonium nitrate, upon decomposition of which hydrogen, nitrogen and oxygen are released (Remy G. Inorganic chemistry course. M. Izd. Mir, 1974, v. 1, 377 pp.).

Дициандиамид в составе используется как горючее и одновременно как пламягаситель. Плавится при температуре 209^oC, плотность 1,4 г/см³, при нагревании свыше 180^oC разлагается, отщепляя аммиак, увеличивая, тем самым, выход газа (Шидловский А.А. Сидоров А.И. Силин И.А. Пиротехника в народном хозяйстве. М. Машиностроение, 1978. 232 с.). Остальные компоненты состава используются как связующее (идитол) и стабилизаторы процесса горения смеси (графит) и как дополнительные газовыделяющие компоненты берлинская лазурь, разлагаясь при 200 280^oC образует аммиак (Шидловский А.А. Основы пиротехники. М. ГИОП, 1954. 284 с.).Dicyandiamide in the composition is used as fuel and at the same time as a flame arrestor. It melts at a temperature of 209 ^o C, a density of 1.4 g / cm ³ , decomposes when heated above 180 ^o C, splitting off ammonia, thereby increasing the gas yield (Shidlovsky A.A. Sidorov A.I. Silin I.A. Pyrotechnics in the national economy, M. Mechanical Engineering, 1978. 232 pp.). The remaining components of the composition are used as a binder (iditol) and stabilizers of the combustion process of the mixture (graphite) and as additional gas-emitting components, Prussian blue decomposes at 200,280 ^° C and forms ammonia (A. Shidlovsky, Fundamentals of Pyrotechnics. M. GIOP, 1954. 284 p. .).

Идея применения такого составов заключается в дроблении образующихся горячих шлаков за счет получения большого количества газа, выделяющегося при сгорании газовыделяющих смесей, находящихся в составе основного пиротехнического АОС, и выбросе мелкодисперсного шлака в атмосферу за счет образовавшегося газа и энергии горения основной пиротехнической смеси. Кроме того, известно, что в аэрозольных составах наличие газовой фазы в продуктах реакции горения позволяет осуществить выталкивание из зоны реакции в атмосферу частичек различных аэрозолеобразователей. Однако количество газа, которое выделяется при горении основной аэрозолеобразующей смеси, невелико. Поэтому предлагается введение в пиротехнические композиции дополнительных составов, при горении которых происходит выделение дополнительного количества газа. The idea of using such compositions is to crush the resulting hot slag due to the production of a large amount of gas released during the combustion of gas-emitting mixtures that are part of the main pyrotechnic AOS, and the release of fine slag into the atmosphere due to the gas formed and the combustion energy of the main pyrotechnic mixture. In addition, it is known that in aerosol formulations the presence of a gas phase in the products of a combustion reaction allows particles of various aerosol forming agents to be ejected from the reaction zone into the atmosphere. However, the amount of gas that is released during the combustion of the main aerosol forming mixture is small. Therefore, it is proposed the introduction of additional compositions into pyrotechnic compositions, during the combustion of which additional gas is released.

Входящие в состав АОС компоненты выпускаются отечественной промышленностью, совместимы, не требуют применения специальных мер техники безопасности при приготовлении. The components that make up AOS are manufactured by the domestic industry, are compatible, do not require the use of special safety measures during cooking.

Пример выполнения. Execution example.

Для оптимизации компонентов в предлагаемом составе и подтверждения возможности реализации его по назначению проводились эксперименты в лабораторных условиях. To optimize the components in the proposed composition and confirm the feasibility of its implementation as intended, experiments were conducted in laboratory conditions.

Экспериментальные исследования заключались в проведении сравнительной оценки маскирующих характеристик прототипа и составов, содержащих различное количество газовыделяющей смеси. The experimental studies consisted of a comparative assessment of the masking characteristics of the prototype and compositions containing different amounts of gas-emitting mixture.

Композиция готовилась путем добавления к основному АОС газогенераторного состава, который имел следующее соотношение компонентов, мас. The composition was prepared by adding to the main AOC gas-generating composition, which had the following ratio of components, wt.

Нитрат аммония 7,5.8,4
Берлинская лазурь 0,3.0,7
Идитол 0,6.1,0
Дициандиамид 0,3.1,8
Графит 0,05.1,1
Создавались опытные составы, в которых газогенераторный состав составлял 10, 20, 30, 40% от массы основного состава. Компоненты основного и газогенераторного состава тщательно перемешивались и помещались в металлические цилиндры диаметром 30 мм. Масса навесок бралась в количестве 10 г.Ammonium Nitrate 7.5.8.4
Prussian blue 0.3.0.7
Iditol 0.6.1.0
Dicyandiamide 0.3.1.8
Graphite 0.05.1.1
Experimental compositions were created in which the gas-generating composition was 10, 20, 30, 40% of the mass of the main composition. The components of the main and gas-generating composition were thoroughly mixed and placed in metal cylinders with a diameter of 30 mm. The weight of the samples was taken in the amount of 10 g.

Приготовленные образцы модельных шашек с испытуемыми смесями сжигались в аэрозольной камере объемом 25,3 м³.The prepared samples of model blocks with the tested mixtures were burned in an aerosol chamber with a volume of 25.3 m ³ .

После сжигания навесок штатных и испытуемых АОС в модельных шашках проводилось определение маскирующей способности и массовой концентрации аэрозоля в камере. Определение этих параметров в лабораторных условиях осуществлялось с использованием достаточно апробированных в различных организациях методик. В данной методике при измерении ослабления прямого излучения ЭМВ предполагается: соблюдение закона Бугера; способ получения аэрозоля в модельных образцах аэрозольных средств (модельных шашках) моделирует реальный процесс перевода АОС в реальных образцах. After burning samples of standard and tested AOS in model pieces, the masking ability and mass concentration of aerosol in the chamber were determined. The determination of these parameters in the laboratory was carried out using methods that were sufficiently tested in various organizations. In this method, when measuring the attenuation of direct EMW radiation, it is assumed: compliance with the Bouguer law; The method of obtaining aerosol in model samples of aerosol products (model checkers) simulates the real process of AOS conversion in real samples.

В ходе экспериментов предусмотрено определение следующих параметров: первоначальная и прошедшая слой аэрозоля интенсивность параллельного пучка света, толщина слоя аэрозоля, масса АОС, масса фильтра до и после отбора пробы аэрозоля соответственно, скорость просасывания воздуха, время опыта, влажность воздуха. Для определения маскирующей способности в качестве источника излучения в диапазоне 0,4.0,76 мкм использовался коллимированный источник света, а приемником служил стандартный прибор фотометр постоянных источников, позволяющий проводить фотометрирование источников света, имеющих сплошной или смешанный спектр излучения. During the experiments, the following parameters are determined: the initial and transmitted aerosol layer, the intensity of the parallel light beam, the thickness of the aerosol layer, the mass of AOS, the mass of the filter before and after sampling the aerosol, respectively, the rate of air suction, the time of the experiment, and the air humidity. To determine the masking ability, a collimated light source was used as a radiation source in the range 0.4.0.76 μm, and the receiver was a standard constant-source photometer device that allows photometric measurements of light sources having a continuous or mixed emission spectrum.

В ходе лабораторных исследований испытываемых составов с каждым из них было проведено не менее пяти опытов при температуре от 18 до 22^oC и относительной влажности 55.60% исходя из требований к относительной погрешности среднего результата 5% при доверительной вероятности 0,95.In the course of laboratory studies of the tested compositions, at least five experiments were carried out with each of them at a temperature of 18 to 22 ^o C and a relative humidity of 55.60% based on the requirements for a relative error of the average result of 5% with a confidence level of 0.95.

Сравнительные результаты лабораторных исследований штатного АОС РДГ-2б и заявляемого АОС при добавлении к нему различного количества газогенераторных смесей представлены на фиг. 1. Comparative results of laboratory tests of the standard AOS RDG-2b and the claimed AOS when adding various amounts of gas-generating mixtures to it are presented in FIG. one.

Анализ полученных данных показывает, что состав в котором содержится газогенераторной смеси порядка 10% имеет большее значение коэффициента использования и маскирующей способности, чем штатный состав РДГ-2б на 45 и 21% соответственно. Количество шлаков после сгорания составов, содержащих газогенераторные составы уменьшается на 10 15%
Дальнейшее увеличение процентного содержания газогенераторных составов в испытываемых смесях не приводит к увеличению маскирующих свойств составов.An analysis of the obtained data shows that the composition in which the gas mixture is about 10% contains a higher utilization and masking ability than the standard composition of the RDG-2b by 45 and 21%, respectively. The amount of slag after combustion of compositions containing gas-generating compounds is reduced by 10 15%
A further increase in the percentage of gas-generating compositions in the tested mixtures does not increase the masking properties of the compositions.

Сравнительная оценка предлагаемого АОС и прототипа представлена в таблице. A comparative assessment of the proposed AOC and prototype are presented in the table.

Результаты сравнительной оценки прототипа и предлагаемого АОС свидетельствуют о превосходстве последнего по коэффициенту использования и маскирующей способности при сохранении других свойств на уровне прототипа. Заявляемое изобретение позволяет увеличить коэффициент использования на 45% и маскирующую способность на 21% The results of a comparative evaluation of the prototype and the proposed AOC indicate the superiority of the latter in terms of utilization and masking ability while maintaining other properties at the level of the prototype. The claimed invention allows to increase the utilization rate by 45% and the masking ability by 21%

Claims

Aerosol-forming composition, including potassium chlorate 43 wt. ammonium chloride 43 wt. anthracene 14 wt. characterized in that it additionally contains a gas-generating composition comprising 10% of the basic, in the following ratio of components, wt.

Ammonium Nitrate 7.5 8.4
Prussian blue 0.3 0.7
Iditol 0.6 1.0
Dicyandiamide 0.3 1.8
Graphite 0.05 0.1x