Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №12 - Журнал «Домашняя лаборатория»

Фотопатроны и ФОТАБ, кроме их основного назначения — ночной аэрофотосъемки, могут использоваться в качестве имитаторов взрывов бомб и снарядов, вспышек при стрельбе из орудий, атомных взрывов.

В настоящее время фотосоставы применяются в антитеррористических боеприпасах шумовых и ослепляющих ручных гранатах, гранатах подствольных и ружейных гранатометов, специальных патронах для средств индивидуальной защиты «Удар», «Оса» и других.

В определенной степени фотосоставами можно считать фотоизделия пиротехнического типа, состоящих из стеклянного баллона, наполненного кислородом под некоторым давлением и сгораемую магниевую или циркониевую ленту, инициирование горения которой возбуждается пропусканием сквозь нее импульса электрического тока. Подобные устройства применяются в одноразовых фотовспышках, ослепляющих устройствах самообороны, также имеются попытки их использования в малогабаритных лазерных пистолетах и револьверах.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ

Из-за недостатка места в данной книге теория светоизлучения, описание светотехнических характеристик кроме основных рассмотрены не будут, так как основной целью книги является подача практического материала. Основные требования, предъявляемые к осветительным составам:

1. Излучение осветительных составов должно быть близким по спектру к солнечному излучению, к которому приспособлен человеческий глаз.

2. Линейная скорость горения спрессованных осветительных составов должна составлять 1…2 мм/сек для крупных изделий (бомбы и снаряды), 5…10 мм/сек для осветительной звездки пистолетных патронов и винтовочных гранат.

3. При сгорании весовой единицы осветительного состава должно выделяться максимальное количество световой энергии.

Для получения наибольших значений светового КПД следует путем подбора соответствующего рецепта состава и конструкции изделия стремиться к тому, чтобы образующееся при горении состава пламя имело максимальную температуру, содержало в себе достаточное количество твердых и жидких частиц, хорошо излучающих свет в накаленном состоянии, имело наибольшую поверхность излучения. Практикой доказано, что достаточно большое количество световой энергии получается только при сгорании составов, выделяющих не менее 1,5 ккал/г, а это возможно только при применении высококалорийных металлических горючих, развивающих высокую температуру горения не менее 2000 °C. Наличие твердых и жидких частиц в пламени при температуре выше 2000 °C обеспечивают окислы и другие соединения металлов, применяемых в качестве горючего. В то же время при разложении окислителей, используемых с металлическими горючими, выделяется достаточное количество газов (обычно азота) или сравнительно легко кипящих солей (обычно КСl), которые распыляя раскаленные твердые и жидкие частицы создают достаточный объем и соответственную поверхность пламени.

При выборе горючего следует принимать во внимание, что основная или, во всяком случае, значительная часть продуктов горения осветительного состава должна плавиться при весьма высокой температуре и не испаряться при температуре горения, чтобы в пламени находилось значительное количество твердых и жидких частиц, поскольку накаленные пары и газы сами по себе излучают сравнительно малое количество световой энергии. Водород, углерод, фосфор и сера не удовлетворяют этому требованию и не могут быть применены в качестве основных горючих осветительных составов. Все источники света, основанные на использовании реакции горения органических веществ, имеют очень малую световую отдачу (не более 1 лм/вт). Углерод при сгорании в атмосфере кислорода дает всего 1,9 лм/вт. Данные о количествах тепла и светоотдаче некоторых составов приведены в таблице 28*.

Как видно из таблицы, наибольшее количество тепла получается при сгорании двойных смесей нитрата бария с магнием и алюминием. Окислы этих металлов, обладают также хорошей излучательной способностью. Световая отдача титана несколько меньше чем у магния и алюминия.

Из окислителей в осветительных составах чаще всего применяют нитрат бария, большим преимуществом которого перед другими нитратами является его не гигроскопичность, и нитрат натрия — соль гигроскопичную, но дающую интенсивное излучение желтого цвета. Нитрат калия в осветительных составах не применяется из-за невысоких световых показателей

Световые показатели составов на бариевых и стронциевых солях-окислителях близки друг к другу и признаются достаточно высокими. Соли бария придают пламени слегка зеленоватый оттенок, соли стронция сообщают пламени бледно-розовую окраску. Однако, нитрат стронция более гигроскопичен, чем нитрат бария. Хлораты в осветительных составах не применяются хотя и обеспечивают высокие световые характеристики, являются при этом слишком чувствительными к механическим воздействиям. Высокие характеристики могли бы обеспечивать перхлораты бария и натрия, однако оба вещества являются сильно гигроскопичными и практически не применяются.

Окислитель и горючее в осветительных составах берут или в стехиометрическом соотношении или же дают некоторый избыток горючего с таким расчетом, чтобы оно могло сгореть за счет кислорода воздуха. Содержание магния или сплава AM в двойных смесях для осветительных составов может достигать 50… 60 %. Световые характеристики некоторых двойных смесей приведены в таблице 29* (сжигание производилось в картонных оболочках диаметром 24 мм).

МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ

К описанным выше двойным смесям окислитель — порошок металла с целью замедления процесса горения добавляют различные органические вещества: смолы, минеральные масла, олифу и прочее. Построенные таким образом многокомпонентные составы имеют меньшую скорость горения, но и значительно меньшую силу света. Удельная светосумма составов с магниевым порошком от введения органических веществ снижается гораздо меньше, чем это наблюдается для составов, содержащих в качестве горючего алюминиевую пудру или порошок.

Примеры трехкомпонентных осветительных составов:

1.

Нитрат бария… 66%

Магний… 30%

Лак НЦ-218… 4%

2.

Нитрат бария… 48%

Магний… 45%

Лак НЦ-218… 7%

Звездки массой 36…38 г из такого состава горят в течении 10 сек. и дают силу света около 120 тысяч свечей.

Составы для порошкообразных факелов:

3.

Нитрат бария… I — 39 %; II — 42%

Магний… I — 52 %; II — 48%

Полиэфирная смола… I — 9 %; II — 8%

Поливинилхлорид… I — _; II — 2%

4.

Нитрат бария… I — 38 %; II — 55%

Нитрат стронция… I — 7 %; II — 5%

Магний… I — 52 %; II — 17%

Алюминий… I — _; II — 15%

Льняное масло… I — 3 %; II — 3%

Асфальтит… I — _; II — 5%

Кислородный баланс осветительных составов при введении в них значительного количества органических веществ обычно становиться резко отрицательным. Таким образом, введение в осветительные составы органических связующих в количестве более 5…6 % мало целесообразно. Для уменьшения скорости горения составов, кроме введения связующих веществ, может применяться также изменение степени дисперсности металлических порошков или добавление в алюминиевые составы серы.

При горении составов содержащих алюминий и серу, алюминий, по-видимому, легко вступает в реакцию с серой, образуя сернистый алюминий, который затем вступает в реакцию с кислородом (в том числе и воздуха). Окисление проходит более мягко, чем исключается искрение составов с алюминием, обычно наблюдающиеся при