RU2175185C1

RU2175185C1 - Pyrotechnic composition for actively affecting supercooled clouds and mists

Info

Publication number: RU2175185C1
Application number: RU2000108141A
Authority: RU
Inventors: П.А. Несмеянов; Ю.Д. Дьяченко; Б.Н. Дубинин; А.В. Ланцов; А.И. Сидоров; В.И. Пейве; В.П. Корнеев; И.Н. Шакиров; В.С. Поносов; А.Н. Зюкин
Original assignee: Внедренческое научно-исследовательское инновационное предприятие "ДАРГ"
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-27

Abstract

FIELD: pyrotechnics. SUBSTANCE: composition is designed for dispersing clouds and mists, preventing hail hits, and provoking atmospheric precipitates with the help of ice-forming nuclei obtained from combustion of composition. The latter contains, wt.%: ammonium perchlorate (oxidant), 48-58; phenol- formaldehyde resin, 13-17; dicyanediamide (burning rate regulator and flame suppressor), 9-11; mixture of fine powders of silver iodide and potassium iodide as ice-forming reagent, 7-9 and 11-13, respectively; and process additive, in particular graphite, Aerosil, or industrial oil, 1-3. Composition is characterized by ice-forming effect threshold 4-5 C, yield of active crystallization nuclei at 10 C equal to (1-2)*E13 from 1 g composition and at minus 6 C up to 7.5*E12 from 1 g composition. EFFECT: enhanced ice-forming efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к пиротехническим аэрозолеобразующим составам, предназначенным для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы с целью их рассеяния, предотвращения градробитий и вызывания осадков из облаков с помощью льдообразующих ядер, полученных при сгорании пиротехнического состава. The invention relates to pyrotechnic aerosol-forming compositions intended for active exposure to supercooled clouds and mists with the aim of dispersing them, preventing hailstorms and causing precipitation from the clouds using ice-forming nuclei obtained by burning the pyrotechnic composition.

Известны пиротехнические составы, предназначенные для воздействия на переохлажденные облака и туманы, которые содержат окислитель, горючее, льдообразующий реагент и технологические добавки. Known pyrotechnic compositions intended for exposure to supercooled clouds and mists that contain an oxidizing agent, fuel, ice-forming reagent and processing aids.

В качестве окислителя в известных составах применяют перхлораты и нитраты щелочных или щелочноземельных металлов, а также аммония. As an oxidizing agent in known compositions, perchlorates and nitrates of alkali or alkaline earth metals, as well as ammonium, are used.

В качестве горючего - органические смолы, азотсодержащие органические соединения, металлы. As a fuel - organic resins, nitrogen-containing organic compounds, metals.

В качестве льдообразующего реагента используются йодистое серебро и йодистый свинец самостоятельно или с добавками йодистого калия, йодистого аммония. As an ice-forming reagent, silver iodide and lead iodide are used alone or with the addition of potassium iodide, ammonium iodide.

В качестве технологических добавок, обеспечивающих технологичность изготовления и переработки пиротехнических составов, используются различные масла, графит, аэросил, окись титана, окись железа и другие химические вещества (США, патент N 3630950, A 01 G 15/00, N 3677841, C 06 B 15/02; Англия, патент N 1110768, C 10 G 5/00; Франция, патент N 1460540, A 01 G 15/00). As technological additives ensuring the manufacturability of the manufacture and processing of pyrotechnic compositions, various oils, graphite, aerosil, titanium oxide, iron oxide and other chemicals are used (USA, patent N 3630950, A 01 G 15/00, N 3677841, C 06 B 15/02; England, patent N 1110768, C 10 G 5/00; France, patent N 1460540, A 01 G 15/00).

Недостатками приведенных выше технических решений являются:
- низкий порог (минус 5-7)^oC льдообразующего действия;
- невысокий выход льдообразующих ядер (не более 5E12 с 1 г состава) при температуре минус 10^oC.The disadvantages of the above technical solutions are:
- low threshold (minus 5-7) ^o C ice-forming action;
- low yield of ice-forming nuclei (not more than 5E12 with 1 g of composition) at a temperature of minus 10 ^o C.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является пиротехнический состав (см. Шидловский А.А. "Основы пиротехники" М., Машиностроение, 1973 г., стр. 287), содержащий:
- кристаллический реагент AgI или Pbl от 40 до 60%,
- окислитель перхлорат аммония (NH₄ClO₄) от 24 до 45%,
- фенолформальдегидную смолу от 10 до 25%,
технологическую добавку (графит или индустриальное масло от 1,5 до 2%).The closest technical solution (prototype) is a pyrotechnic composition (see A. Shidlovsky, "Fundamentals of Pyrotechnics" M., Mechanical Engineering, 1973, p. 287), containing:
- crystalline reagent AgI or Pbl from 40 to 60%,
- oxidizing agent ammonium perchlorate (NH ₄ ClO ₄ ) from 24 to 45%,
- phenol formaldehyde resin from 10 to 25%,
technological additive (graphite or industrial oil from 1.5 to 2%).

Этот пиротехнический состав, как и аналоги, обеспечивает достаточно высокий выход активных ядер (около 1,0E13 с 1 г состава при температуре минус 10^oC). Однако имеет низкий порог кристаллизирующего действия (ниже минус 5^oC).This pyrotechnic composition, like analogues, provides a sufficiently high yield of active nuclei (about 1.0E13 with 1 g of the composition at a temperature of minus 10 ^o C). However, it has a low crystallizing action threshold (below minus 5 ^° C).

Задачей настоящего изобретения является создание пиротехнического состава для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы с повышенными показателями льдообразования - порога кристаллизирующего действия и выход активных ядер кристаллизации при температуре минус 6-10^oC.The objective of the present invention is to provide a pyrotechnic composition for active exposure to supercooled clouds and mists with increased ice formation — the crystallization threshold and the yield of active crystallization nuclei at a temperature of minus 6-10 ^o C.

Поставленная задача решается тем, что в пиротехнический состав, содержащий перхлорат аммония, фенолформальдегидную смолу, льдообразующий реагент и технологическую добавку, дополнительно введен дициандиамид в качестве регулятора скорости горения и пламегасителя, а льдообразующий реагент введен в виде смеси тонко измельченных порошков йодистого серебра (AgI) и йодистого калия (KI) при следующем количественном соотношении компонентов, мас.%:
Перхлорат аммония - 48-58
Фенолформальдегидная смола - 13-17
Дициандиамид - 9-11
Йодистое серебро - 7-9
Йодистый калий - 11-13
Технологическая добавка - 1-3
Отличительные признаки позволили оптимизировать количественное содержание известных компонентов пиротехнического состава, обеспечивающие улучшение основных характеристик по целевому назначению без ухудшения технологических его качеств.The problem is solved in that in the pyrotechnic composition containing ammonium perchlorate, phenol-formaldehyde resin, an ice-forming reagent and a technological additive, dicyandiamide is additionally introduced as a combustion rate regulator and a flame arrestor, and the ice-forming reagent is introduced as a mixture of finely ground silver iodide and AgI (powders) potassium iodide (KI) in the following quantitative ratio of components, wt.%:
Ammonium Perchlorate - 48-58
Phenol formaldehyde resin - 13-17
Dicyandiamide - 9-11
Silver iodine - 7-9
Potassium Iodide - 11-13
Technological additive - 1-3
Distinctive features made it possible to optimize the quantitative content of the known components of the pyrotechnic composition, which ensure the improvement of the main characteristics for the intended purpose without impairing its technological qualities.

Количественное соотношение йодистого серебра и йодистого калия в льдообразующем реагенте составляет 0,5-0,8. The quantitative ratio of silver iodide and potassium iodide in the ice-forming reagent is 0.5-0.8.

Известно применение этих веществ в качестве кристаллизующего реагента в противоградовом составе (см. заявку Югославии N 2006/88 от 16.10.88. кл. CO. ЭК 3/00). The use of these substances as a crystallizing reagent in the anti-hail composition is known (see the application of Yugoslavia N 2006/88 from 16.10.88. CL. CO. EC 3/00).

Однако в данном составе соотношение между йодистым серебром (10,5%) и йодистым калием (7%) составляет 1,5 (по номиналу). При этом выход активных ядер при температуре минус 10^oC не превышает 10¹³, в то время как предлагаемый пиротехнический состав обеспечивает стабильный выход при этой температуре в пределах 1-2E13, а при минус 6^oC превышает выход активных ядер почти на порядок величины выхода активных ядер прототипа.However, in this composition, the ratio between silver iodide (10.5%) and potassium iodide (7%) is 1.5 (at face value). The output of active nuclei at a temperature of minus 10 ^o C does not exceed 10 ¹³ , while the proposed pyrotechnic composition provides a stable output at this temperature in the range 1-2E13, and at minus 6 ^o C it exceeds the output of active nuclei by almost an order of magnitude active prototype cores.

Применение дициандиамида в пиротехнических составах в качестве горючего широко известно. The use of dicyandiamide in pyrotechnic compositions as a fuel is widely known.

Однако в настоящем составе он введен в качестве регулятора скорости горения и пламегасителя, что в сочетании также способствует повышению льдообразующих свойств аэрозоля. However, in the present composition, it was introduced as a regulator of the burning rate and a flame arrester, which in combination also contributes to an increase in the ice-forming properties of the aerosol.

Особенно важным является применение льдообразующего реагента в виде смеси тонко измельченных компонентов - йодистого серебра и йодистого калия, что вносит решающий вклад в повышение порога кристаллизующего действия аэрозоля и выхода активных ядер кристаллизации в температурном диапазоне 6-10^oC.Especially important is the use of an ice-forming reagent in the form of a mixture of finely ground components - silver iodide and potassium iodide, which makes a decisive contribution to increasing the threshold of the crystallizing action of the aerosol and the yield of active crystallization nuclei in the temperature range of 6-10 ^o C.

Таким образом, введение дициандиамида и применение в качестве кристаллизующего реагента смеси тонко измельченных порошков йодистого серебра и йодистого калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перхлорат аммония - 48-58
Фенолформальдегидная смола - 13-17
Дициандиамид - 9-11
Йодистое серебро - 7-9
Йодистый калий - 11-13
Технологическая добавка - 1-3
позволяет получить пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака и туманы с более высоким порогом кристаллизующего действия и более высокий выход активных ядер кристаллизации в диапазоне эксплуатационных температур минус 6-10^oC.Thus, the introduction of dicyandiamide and the use as a crystallizing reagent of a mixture of finely ground powders of silver iodide and potassium iodide in the following ratio of components, wt.%:
Ammonium Perchlorate - 48-58
Phenol formaldehyde resin - 13-17
Dicyandiamide - 9-11
Silver iodine - 7-9
Potassium Iodide - 11-13
Technological additive - 1-3
allows you to get a pyrotechnic composition for exposure to supercooled clouds and mists with a higher threshold of crystallizing action and a higher yield of active crystallization nuclei in the range of operating temperatures minus 6-10 ^o C.

Состав готовят по принятой в пиротехническом производстве технологии с использованием действующих машин и оборудования. The composition is prepared according to the technology adopted in the pyrotechnic production using existing machines and equipment.

Компоненты состава имеют широкую сырьевую и производственную базу. The components of the composition have a wide raw material and production base.

Для экспериментальной проверки были изготовлены и испытаны следующие составы, рецептуры и характеристики которых в сравнении с составом - прототипом приведены в таблице. For experimental verification, the following compositions were made and tested, the formulations and characteristics of which are shown in the table in comparison with the prototype composition.

Составы испытаны в модельных генераторах, конструктивно аналогичных реально применяемым. The compositions were tested in model generators structurally similar to those actually used.

В качестве технических добавок в предлагаемом составе были использованы графит в количестве 1%, масло индустриальное 0,5% и аэросил в количестве 0,5%. As technical additives in the proposed composition, graphite was used in an amount of 1%, industrial oil 0.5% and aerosil in an amount of 0.5%.

Как видно из приведенных в таблице результатов экспериментальных данных, предлагаемый состав имеет повышенные показатели льдообразующего действия (порог льдообразующего действия 4-5^oC, выход активных ядер кристаллизации 1-2 • 10¹³ с 1 г состава), благодаря чему найдет широкое применение как в существующих, так и вновь разрабатываемых противоградовых и осадковызывающих средствах.As can be seen from the experimental data given in the table, the proposed composition has increased indicators of ice-forming action (threshold of ice-forming action is 4-5 ^o C, the yield of active crystallization nuclei is 1-2 • 10 ¹³ with 1 g of composition), due to which it will be widely used as in existing and newly developed anti-hail and precipitation products.

Claims

Pyrotechnic composition for active exposure to supercooled clouds and mists containing ammonium perchlorate, phenol-formaldehyde resin, an ice-forming reagent and a technological additive, characterized in that it additionally contains dicyandiamide, and as an ice-forming reagent contains a mixture of finely ground powders of silver iodide and potassium iodide in the following the content of components, wt.%:
Ammonium Perchlorate - 48 - 58
Phenol formaldehyde resin - 13 - 17
Dicyandiamide - 9 - 11
Silver iodine - 7 - 9
Potassium iodide - 11 - 13
Technological additive - 1 - 3m