RU2474566C1 - Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака - Google Patents
Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474566C1 RU2474566C1 RU2011124356/05A RU2011124356A RU2474566C1 RU 2474566 C1 RU2474566 C1 RU 2474566C1 RU 2011124356/05 A RU2011124356/05 A RU 2011124356/05A RU 2011124356 A RU2011124356 A RU 2011124356A RU 2474566 C1 RU2474566 C1 RU 2474566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammonium
- iodide
- sublimation
- composition
- pyrotechnic composition
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к пиротехническим составам для метеорологических ракет и пиропатронов, в частности аэрозолеобразующим составам для рассеяния облаков и туманов, предотвращения градобитий и вызывания осадков из переохлажденных облаков. Состав содержит термическую основу, включающую окислитель - перхлорат аммония, металлическое горючее - порошок алюминиево-магниевого сплава и катализатор разложения окислителя оксид марганца (IV), горючее связующем - фенолформальдегидную смолу, льдообразующий йодид серебра, активаторы его возгонки - йодиды меди и аммония, мелкодисперсный углерод и в качестве пламегасящих и технологических добавок - тиокол, уротропин, дибутилфталат и эпоксидно-диановую смолу. Предложение имеет улучшенную технологичность и безопасность изготовления зарядов, высокую эффективность по основному действию в результате более полной возгонки функциональных компонентов, образующих активные центры кристаллизации, распределенные в генерируемом аэрозоле.
Description
Предложенное изобретение относится к составам, содержащим перхлорат и органический компонент, не являющийся взрывчатым, а более конкретно к пиротехническим аэрозолеобразующим составам, воздействующим на состояние погоды, а именно для рассеяния облаков и туманов, предотвращения градобитий и для вызывания осадков из переохлажденных облаков с помощью льдообразующих ядер, получаемых при сгорании пиротехнического состава.
Уровень данной области техники характеризует пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы по патенту RU 2175185 C1, A01G 15/00, С06В 29/08, С15D 3/00, 2001 г., который содержит окислитель - перхлорат аммония, органическое горючее связующее - фенолформальдегидную смолу, дициандиамид в качестве регулятора скорости горения и пламегасителя, смесь тонко измельченных порошков йодида серебра (основной льдообразующий реагент) и йодид калия (активатор возгонки) и технологические добавки (графит, аэросил, индустриальное масло).
Указанный пиротехнический состав содержит, мас.%:
перхлорат аммония | 48-58 |
фенолформальдегидная смола | 13-17 |
дициандиамид | 9-11 |
йодид серебра | 7-9 |
йодид калия | 11-13 |
графит | 0,5-1 |
аэросил | 0,5 |
масло индустриальное | 0,5-1. |
Количественное соотношение компонентов этого пиротехнического состава обеспечивает порог льдообразующего действия в диапазоне минус 4-5°С, выход активных ядер кристаллизации при температуре минус 10°С - (1-2)×1013 с 1 г состава, а при минус 6°С - до 7,5×1012 с 1 г состава, что обеспечивает практическую эффективность действия противоградовых и вызывающих осадки метеорологических средств.
Недостатком описанного пиротехнического состава для воздействия на переохлажденные облака является относительно большая скорость горения и низкий порог кристаллизирующего действия генерируемого аэрозоля, что ограничивает эффективность льдообразования по высоте нижнего слоя обрабатываемых облаков, с целью принудительного вызывания осадков при более высокой температуре (близкой к 0°С).
Применяемый в качестве активатора возгонки основного льдообразующего реагента йодид калия не обеспечивает в полной мере активацию йодида серебра, в результате чего он частично термически разлагается и не используется по основному назначению, чем снижается эффективность создания центров льдообразования.
Кроме того, технологическая добавка - аэросил является импортной, что повышает потребительскую стоимость противоградового средства и ограничивает промышленное производство функционального пиротехнического состава.
Более совершенным является пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака, описанный в патенте на изобретение №2357404, A01G 15/00, опубл. 10.06.2009, выбранный в качестве наиболее близкого аналога предложенному составу по числу совпадающих признаков.
Известный пиротехнический состав содержит термическую основу, включающую окислитель - перхлорат аммония и в качестве органического горючего связующего фенолформальдегидную смолу, льдообразующий йодид серебра и активатор возгонки йодид аммония, пламегасящую и технологические добавки при следующем содержании компонентов, мас.%:
перхлорат аммония | 48-58 |
фенолформальдегидная смола | 9-13 |
йодид серебра | 8-11 |
йодид аммония | 12-17 |
тиокол (полисульфидный каучук) | 7-9 |
смола эпоксидно-диановая | 0,6-0,9 |
порошок алюминиево-магниевого сплава | 2,5-4 |
отвердители и пластификаторы | 1-3. |
В качестве отвердителей в составе использованы порошки марганца (IV) окись в количестве 0,7 мас.% и уротропина в количестве 0,3 мас.%, а в качестве пластификатора - дибутилфталат в количестве 1 мас.%.
Известный пиротехнический состав имеет высокую производительность газа при устойчивом горении с невысокой скоростью льдообразующего пиротехнического состава в широком диапазоне давлений и начальных температур.
Недостатком известного пиротехнического состава является низкая эффективность генерируемого аэрозоля из-за трудности возгонки основного льдообразующего реагента - йодида серебра.
Качественный состав и количественное соотношение компонентов известной пиротехнической композиции не оптимизированы для максимальной полноты возгонки льдообразующих компонентов, что определяет относительно невысокую эффективность действия по назначению и требует дополнительного расхода генерирующих аэрозоль изделий для решения поставленных метеорологических работ.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание на базе известной пиротехнической композиции технологичного универсального состава комбинированного действия: генерирование газообразных продуктов в объеме, достаточном для рабочего тела реактивного двигателя ракеты, в которых диспергировано повышенное количество активных центров кристаллизации, которые служат ядрами льдообразования в обрабатываемом облаке.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном пиротехническом составе для воздействия на переохлажденные облака, содержащем термическую основу, включающую окислитель - перхлорат аммония и в качестве горючего связующего фенолформальдегидную смолу, льдообразующий йодид серебра и активаторы его возгонки йодиды меди и аммония, мелкодисперсный углерод, пламегасящую и технологические добавки, согласно изобретению, его термическая основа дополнительно включает металлическое горючее - порошок алюминиево-магниевого сплава и катализатор разложения окислителя оксид марганца (IV), а в качестве пламегасящих и технологических добавок - тиокол, уротропин, дибутилфталат и эпоксидно-диановую смолу, при этом компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
перхлорат аммония | 48-52 |
фенолформальдегидная смола | 10-12 |
порошок алюминиево-магниевого сплава | 2-4 |
оксид марганца (IV) | 0,3-0,5 |
йодид серебра | 6-10 |
йодид меди | 3-5 |
йодид аммония | 14-16 |
мелкодисперсный углерод | 1-5 |
тиокол | 3-5 |
уротропин | 0,2-0,3 |
дибутилфталат | 0,5-1,5 |
эпоксидно-диановая смола | 0,2-0,5 |
Отличительные признаки обеспечили улучшение технологичности и безопасности изготовления более эффективного пиротехнического заряда по основному действию в результате более полной возгонки функциональных компонентов, образующих активные центры кристаллизации, распределенные в аэрозольном облаке.
Заметное повышение скорости и температуры горения предложенного состава с образованием большего объема газообразных продуктов позволяет дополнительно его использовать в качестве реактивного топлива в средствах доставки в обрабатываемое переохлажденное облако.
Снижение доли фенолформальдегидной смолы (органического горючего связующего) в термической основе известного пиротехнического состава необходимо для введения взамен более калорийного металлического горючего, практически не нарушая кислородный баланс.
Дополнительная добавка порошка алюминиево-магниевого сплава необходима для заметного роста скорости и температуры горения, обеспечивая тем самым полноту возгонки функциональных компонентов.
Этому же способствует введение катализатора разложения окислителя - оксида марганца (IV), который активизирует взаимодействие продуктов термохимического разложения окислителя - перхлората аммония, содержание которого для этого не требуется увеличивать.
Кратное повышение массовой доли мелкодисперсного углерода, технологической добавки, которая снижает чувствительность состава при смешивании и переработке состава, направлено на создание дополнительных центров кристаллизации в переохлажденном облаке.
Достигаемая в предложенном составе полнота возгонки функциональных компонентов позволяет без потери эффективности действия по назначению снизить массовое содержание основного льдообразующего компонента - йодида серебра, при повышении на треть доли содержания йодида аммония, активатора его возгонки, а также для возгонки более эффективного, но трудно возгоняемого активатора - йодида меди.
Оптимальное содержание в пиротехническом составе перхлората аммония осталось неизменным для обеспечения достаточно длительного времени горения термической основы и эффективного аэрозолеобразования.
При введении в пиротехнический состав порошка алюминиево-магниевого сплава меньше 2 мас.% не обеспечивается необходимой степени возгонки льдообразующих йодидов.
Содержание порошка алюминиево-магниевого сплава в составе больше 4 мас.% приводит к пламенному горению, что резко снижает эффективность действия по назначению.
При содержании в пиротехническом составе оксида марганца (IV) меньше 0,3 мас.% термохимическое разложение окислителя незначительно, что не оказывает заметного влияния на показатели назначения целевого состава.
Содержание в пиротехническом составе оксида марганца (IV) больше 0,5 мас.% является балластом, так как он не обеспечивает дополнительной химической активизации окислителю.
При содержании в пиротехническом составе йодида серебра в диапазоне 6-10 мас.% гарантированно обеспечивается полнота его возгонки в присутствии комплексного активатора и достижение повышенных температуры и скорости горения состава.
При содержании в пиротехническом составе йодида аммония меньше 14 мас.% происходит шлакование продуктами термодеструкции йодида меди, что снижает динамику и эффективность формирования ядер льдообразования.
При содержании в пиротехническом составе йодида аммония больше 16 мас.% снижается скорость горения заряда, эффективность основного действия которого падает до уровня аналога.
При содержании в составе йодида меди меньше 3 мас.% резко снижается выход центров кристаллизации в структуру генерируемого аэрозоля, что ограничивает использование состава в облаках с повышенной температурой.
При содержании в пиротехническом составе эффективного активатора йодида меди больше 5 мас.% продукты горения зашлаковываются, что снижает выход активных ядер льдообразования в обрабатываемую атмосферу.
В предложенном пиротехническом составе в качестве технологической добавки, снижающей чувствительность состава к трению при смешивании и прессовании из него зарядов, использован недефицитный, доступный технический углерод в оптимальном количестве 1-5 мас.%
Этот мелкодисперсный компонент при горении заряда в виде частичек сажи диспергируется в структуре аэрозоля, где служат дополнительными центрами кристаллизации.
Соотношение компонентов предложенного пиротехнического состава было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и отработано на модельных зарядах.
Так, в частности, экспериментально подобраны и отработаны в количественном соотношении технологические и пламегасящая добавки: тиокол, уротропин, дибутилфталат и эпоксидно-диановая смола, введение которых в состав значительно снизило его пористость, повышая плотность прессованного заряда, используемого в качестве твердотопливной шашки реактивного двигателя.
Кроме того, дибутилфталат как хорошее связующее, химически сочетающееся с остальными компонентами, служит дополнительным газообразователем.
В настоящем техническом решении опытным путем оптимизировано массовое соотношение между йодидами серебра, меди и аммония как 1:0,5:1,8 соответственно, взаимодействие которых в условиях более продолжительного горения модернизированной термической основы с заданной температурой обеспечивает максимальную эффективность по выходу в обрабатываемое облако ядер льдообразования.
Предложенный пиротехнический состав является унифицированным, обеспечивая комплексное комбинированное действие при горении: создает тягу метеорологической ракете от мощной газообразной струи продуктов горения, в структуре которых содержатся мелкодисперсные ядра льдообразования, вызывающие в переохлажденном облаке кристаллизацию воды, выпадающую в виде атмосферных осадков.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Предложенный состав готовят последовательным смешиванием компонентов по принятой в пиротехническом производстве технологии с использованием действующих машин и оборудования.
Для экспериментальной проверки предложенного технического решения были изготовлены и испытаны пиротехнические составы с содержанием компонентов на границах выбранных диапазонов, внутри и за границами их предельных значений.
Приготовленные составы были испытаны в модельных генераторах, конструктивно аналогичных реальным конструкциям метеорологических ракет и пиропатронов.
Стендовые испытания опытных конструкций средств доставки с зарядами из предложенного пиротехнического состава в качестве реактивной твердотопливной шашки показали, что при ее горении развивается тяговое усилие, гарантированно достаточное для подъема изделий к обрабатываемым облакам без специального реактивного топлива, что позволяет упростить конструкцию ракет и реактивных снарядов при увеличении полезной нагрузки.
Claims (1)
- Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака, содержащий термическую основу, включающую окислитель - перхлорат аммония и в качестве горючего связующего фенолформальдегидную смолу, льдообразующий йодид серебра и активаторы его возгонки йодиды меди и аммония, мелкодисперсный углерод, пламегасящую и технологические добавки, отличающийся тем, что термическая основа дополнительно включает металлическое горючее - порошок алюминиево-магниевого сплава и катализатор разложения окислителя оксид марганца (IV), а в качестве пламегасящих и технологических добавок он включает тиокол, уротропин, дибутилфталат и эпоксидно-диановую смолу, при этом компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
перхлорат аммония 48-52 фенолформальдегидная смола 10-12 порошок алюминиево-магниевого сплава 2-4 оксид марганца (IV) 0,3-0,5 йодид серебра 6-10 йодид меди 3-5 йодид аммония 14-16 мелкодисперсный углерод 1-5 тиокол 3-5 уротропин 0,2-0,3 дибутилфталат 0,5-1,5 эпоксидно-диановая смола 0,2-0,5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124356/05A RU2474566C1 (ru) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011124356/05A RU2474566C1 (ru) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011124356A RU2011124356A (ru) | 2012-12-27 |
RU2474566C1 true RU2474566C1 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=49120415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011124356/05A RU2474566C1 (ru) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474566C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525179C1 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Пиротехнический состав для активного воздействия на облака и туманы |
RU2714191C1 (ru) * | 2019-08-12 | 2020-02-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт "ФГБУ "ВГИ" | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108089240B (zh) * | 2018-01-09 | 2020-06-02 | 中国科学院遥感与数字地球研究所 | 一种过冷水云检测方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5360162A (en) * | 1991-06-11 | 1994-11-01 | Alberta Ltd. | Method and composition for precipitation of atmospheric water |
RU2175185C1 (ru) * | 2000-03-31 | 2001-10-27 | Внедренческое научно-исследовательское инновационное предприятие "ДАРГ" | Пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы |
RU2226340C1 (ru) * | 2002-08-05 | 2004-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Льдообразующее топливо |
BG108888A (en) * | 2004-09-27 | 2005-06-30 | Христо КРУШАРСКИ | Reagent for atmospheric processes modification |
RU2357404C2 (ru) * | 2005-10-31 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Внедренческое научно-исследовательское инновационное предприятие "Дарг" | Пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы |
-
2011
- 2011-06-17 RU RU2011124356/05A patent/RU2474566C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5360162A (en) * | 1991-06-11 | 1994-11-01 | Alberta Ltd. | Method and composition for precipitation of atmospheric water |
RU2175185C1 (ru) * | 2000-03-31 | 2001-10-27 | Внедренческое научно-исследовательское инновационное предприятие "ДАРГ" | Пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы |
RU2226340C1 (ru) * | 2002-08-05 | 2004-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Льдообразующее топливо |
BG108888A (en) * | 2004-09-27 | 2005-06-30 | Христо КРУШАРСКИ | Reagent for atmospheric processes modification |
RU2357404C2 (ru) * | 2005-10-31 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Внедренческое научно-исследовательское инновационное предприятие "Дарг" | Пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛИКИН B.H. и др. Пороха, топлива, заряды, заряды народнохозяйственного назначения. - М.: ХИМИЯ, т.2, 2004, 204 с., с.37-50. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525179C1 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Пиротехнический состав для активного воздействия на облака и туманы |
RU2714191C1 (ru) * | 2019-08-12 | 2020-02-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт "ФГБУ "ВГИ" | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011124356A (ru) | 2012-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10519075B2 (en) | Solid-rocket propellants | |
RU2474566C1 (ru) | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака | |
CN101619007B (zh) | 用于非爆炸性金属管环形切割装置的装药单元及制备方法 | |
CN113174506B (zh) | 适于镁锂合金的精炼熔剂及其制备方法 | |
CN104973998A (zh) | 一种用于花炮响子的烟火药组合物 | |
RU2470506C1 (ru) | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака | |
Koch | Special materials in pyrotechnics: III. Application of lithium and its compounds in energetic systems | |
RU2357404C2 (ru) | Пиротехнический состав для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы | |
US4302259A (en) | MgH2 and Sr(NO3)2 pyrotechnic composition | |
KR100895411B1 (ko) | 소화제조성물 | |
US3243326A (en) | Fluidized metal fuel composition | |
US3044911A (en) | Propellant system | |
Popok et al. | Impact of metallic and nonmetallic nanopowders on the combustion characteristics of energetic materials based on ammonium nitrate | |
US1005052A (en) | Method of minimizing erosion in ordnance and preventing flareback. | |
US2989388A (en) | Fuel and propellant composition | |
US3107187A (en) | Propellant compositions | |
RU2012133493A (ru) | Аэрозольгенерирующий состав, генератор аэрозоля для создания искусственной облачности с целью снижения температуры поверхности земли, способ их применения в стратосфере региона | |
KR102366892B1 (ko) | 소화를 위한 질소-발생 조성물 및 이를 제조하는 방법 | |
RU2430076C1 (ru) | Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака | |
CN109721446B (zh) | 一种微烟火药复配组合物及其应用 | |
RU2510748C2 (ru) | Пиротехнический аэрозолеобразующий состав для воздействия на облака и туман | |
CN101560129A (zh) | 一种烟花安全环保发射药的配制方法 | |
Hoerold et al. | Commercial Developments in Red Phosphorus Performance and Stability for Pyrotechnics | |
US11230509B2 (en) | Method for manufacturing energetic material composites | |
US8002914B1 (en) | Smokeless flash powder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160618 |