Краткий курс пиротехники

Вес инициирующего заряда в капсюлях для воспламенения дым­ного ружейного пороха 0,018—0,03 г.

В ударный состав входит обычно гремучая ртуть, антимоний и бертолетова соль. Гремучая ртуть ускоряет реакцию. Антимоний, являясь горючим веществом, повышает температуру горения и об­разует пламя. Бертолетова соль служит окислителем.

Капсюли-детонаторы применяются для детонации взрывчатых веществ, для различных подрывных работ и т. п. Эти капсюли дей­ствуют от накола (рис. 9) по металлической чашечке, которая за­крывает инициирующий заряд, запрессованный в гильзу, или от луча огня (рис. 10); в последнем случае в центре дна чашечки де­лается отверстие.

Капсюли-детонаторы приводятся в действие и электрическим током. Электрические запалы, служащие для воспламенения дето­наторов, представляют собою два соединенных металлических проводника. Тонкий отрезок проволоки, соединяющий их, называется м о с т и к о м н а ­к а л и в а н и я; он обычно покрывается легко воспламеня­ющимся составом и вставляется в гильзу капсюля-детонатора. Такие капсюли называются э л е к т р о д е т о н а т о р а м и.

Некоторые пиротехнические изделия для стрельбы воспла­меняются капсюлями разных типов.

К а р т о н различных сортов используется для приготовления гильз, коробок, прокладок, пыжей и т. п. Толщина картона, приме­няемого в пиротехнике, различна и доходит до 2—3 мм.

Б у м а г а часто употребляется для тонких гильз, частей обо­лочки.

Из писчей и альбомной бумаги делают тонкостенные гильзы. Такая бумага должна быть хорошо проклеенной, гибкой и не должна иметь изъянов.

Картузная бумага грубее писчей; из нее делают более прочные оболочки.

Газетная бумага, обрезки и т. п. может быть использована для забивания ракетных колпачков, бураков, обертывания готовых изделий и т. д.

Б у м а ж н ы е т к а н и — бязь, холст, полотно — применяют­ся в пиротехнике для приготовления оболочек вышибных зарядов, для оклейки некоторых изделий, чтобы придать им прочность, и т. п.

Н и т и в пиротехнике применяются различных сортов. Нити большей частью идут для приготовления стопина. Поэтому они должны быть достаточно рыхлыми, толстыми и слабо скрученными.

Картонные гильзы небольших размеров, приготовляемые для фейерверочных изделий, можно перевязывать голландскими нит­ками или тонкими пеньковыми бечевками.

Д е р е в о. Для многих пиротехнических работ требуются деревянные инструменты. Поэтому полезно знать свойства некоторых сортов дерева.

Бук, дуб, вяз — наиболее крепкие и твердые породы деревьев. Бук (плотность 0,721) упруг, тверд, но дает сравнительно легко трещины; древесина его красно-бурого цвета (красный бук). Дуб (плотность 0,785) — наиболее твердая и тяжелая порода деревьев. Вяз (плотность 0,627) колется с трудом, хорошо полируется.

Из этих пород деревьев делают молотки, набойники, формы и подставки для ручной набивки составов в различные пиротехниче­ские изделия.

К породам деревьев средней крепости относятся береза (плот­ность 0,664), которая очень упруга, но легко распиливается на тон­кие планки, и клен (плотность 0,681).

К слабым породам принадлежат сосна (плотность 0,583) и ель (плотность 0,426).

Г и л ь з ы. Наиболее употребительными оболочками для сна­ряжения пиротехнических изделий, особенно для фейерверков, яв­ляются гильзы, т. е. трубки с центральным каналом.

Гильзы можно разделить на сильные и слабые. К первым oi-носятся гильзы с прочными, толстыми стенками. Эти гильзы слу­жат оболочками для составов, развивающих при горении большее давление газов, сообщающее изделию движение (ракеты, форсы).

Такие гильзы делают обычно из картона толщиной около 1 мм, который плотно накатывают в несколько рядов. Иногда их можно делать из металлов, но они сравнительно дороги и могут вызвать некоторые разрушения при падении на землю, после того как со­став сгорит.

К слабым относятся тонкостенные гильзы для составов, горящих ярким, блестящим пламенем. Гильзы должны сгорать вместе с со­ставом, не изменяя цвета его пламени. Поэтому такие гильзы обычно изготовляются из писчей или альбомной бумаги, а иногда из колен­кора, пропитанного каучуком.

Для некоторых пиротехнических изделий, предназначенных для стрельбы из огнестрельного оружия, делают картонные гильзы с металлическими шляпками. Такие гильзы можно изготовлять на специальных станках.

Все размеры гильз определяются обычно в зависимости от ос­новного их размера — диаметра внутреннего канала. Этот размер называется калибром. В современной пиротехнике калибр измеряется метрическими единицами, но в пиротехнической лите­ратуре иногда встречаются измерения калибра в дюймах, линиях.

Контрольные вопросы к главе III

1. Какие требования предъявляются к пиротехническому сырью?

2. На какие общие группы можно подразделить все виды пиротехниче­ского сырья?

3. Перечислите основные окислители для пиротехнических составов.

4. Какими свойствами должны обладать горючие вещества?

5. Что такое цементаторы?

6. Какие вещества служат цементаторами?

7. Что такое смолы и для чего они употребляются в пиротехнике?

8. Какие растворители наиболее выгодны для производства и почему?

9. Перечислите свойства парафина.

10. Что служит сырьем для производства органических красителей?

11. В чем заключается вредность работы с сухими органическими краси­телями?

12. Перечислите, какие красители наиболее пригодны для пиротехниче­ских целей, и укажите почему.

13. Какими свойствами обладает дымный порох?

14. Для чего применяется черный порох в пиротехнике?

15. Что такое пороховая мякоть?

16. Что обладает большей чувствительностью — черный порох или поро­ховая мякоть?

17. Как изготовляется стопин?

18. Как влияет влага воздуха на стопин?

19. Объясните устройство и действие капсюля-воспламенителя.

20. Для каких изделий применяются наиболее прочные и толст!

21. Какие требования предъявляются к тонким гильзам?

ГЛАВА IV

ПИРОТЕХНИЧЕСКИЕ СОСТАВЫ

§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СОСТАВОВ

Общие принципы расчета количеств входящих в состав компо­нентов были рассмотрены в гл. II. Там же были рассмотрены неко­торые общие свойства составов.

Все пиротехнические составы подразделяются по применению их на следующие группы: 1) осветительные; 2) сигнальные ночного действия, 3) зажигательные; 4) сигнальные дневного действия; 5) трассирующие; 6) маскирующие; 7) фейерверочные; 8) вспомога­тельные воспламенительные.

К п л а м е н н ы м относятся осветительные, ночные сигналь­ные, трассирующие и некоторые зажигательные составы. К д ы м о ­в ы м составам относятся дневные сигнальные и маскирующие.

§ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВОЙСТВАХ ПЛАМЕННЫХ СОСТАВОВ

Пиротехнические составы, при горении которых образуется светящее интенсивное пламя, используемое для освещения, сигна­лизации и дрочих целей, называются пламенными соста­вами. Пламя может быть окрашено в различные цвета.

Если пучок лучей белого света пропускать через стеклянную призму, то пучок претерпевает некоторые изменения. Он отклоняется от своего первоначального направления в сторону основания призмы; бесцветный пучок расщепляется на лучи разных цветов. Если проек­тировать эти лучи на экран, получается разноцветная полоска, в которой можно различить фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный цвета, т. е. семь основных цветов. Такая цветная полоса называется с п е к т р о м.

Появление спектра объясняется тем, что составные части слож­ного светового луча отклоняются призмой в различной степени: фиолетовые лучи сильнее, а красные слабее других.

Лучи света различных цветов характеризуются длиной волн. Если стекло, через которое пропускается пучок сложного белого света, пропускает лучи только какой-либо определенной длины волны, например красные, а остальные поглощает, то такое стекло будет казаться наблюдателю красным. Спектр, измененный вслед­ствие поглощения некоторой части лучей окрашенным телом, на­зывается с п е к т р о м п о г л о щ е н и я э т о г о т е л а. Если

тело поглощает все лучи, падающие на него, оно называется аб­солютно черным.

Раскаленные тела обычно сами испускают световую энергию.

Лучеиспускание раскаленных тел, вызываемое высокой темпера­турой, называется температурным излучением. Чем выше темпера­тура тела, тем интенсивнее его излучение. Спектры света, даваемые источниками света, называются с п е к т р а м и и с п у с к а н и я. Раскаленные твердые и жидкие тела дают непрерывный, или сплош­ной, спектр испускания, а раскаленные газы —прерывчатый. В пер­вом случае спектр представляет собой разноцветную полосу с по­степенным переходом цветов; во втором случае на темном фоне наблюдаются разноцветные линии или полосы. При свечении раска­ленных молекул газа получаются п о л о с а т ы е с п е к т р ы; при свечении одноатомных газов получаются л и н е й н ы е с п е к ­т р ы .

Каждое вещество обладает способностью испускать свой особый, характерный спектр. В том случае, когда вещество в раскаленном состоянии излучает лучи определенной длины волны, лучеиспу­скание называется избирательным. Всякое тело поглощает те лучи, какие оно способно излучать при той же температуре (из закона Кирхгофа). Если раскаленные газы поглощают часть излучаемого ими спектра, то получаются прерывчатые спектры с темными ли­ниями (или полосами) поглощения. Такие с п е к т р ы называются о б р а щ е н н ы м и.

В зависимости от свойств излучающих веществ получаются све­товые лучи различной длины волны. Человеческий глаз способен воспринимать световые лучи с длиной волны от 0,4 до 0,75 μ (μ — мик­рон — одна тысячная доля миллиметра). Длина волны около 0,4 μ -соответствует фиолетовым лучам спектра, а длина около 0,75 μ — кра­сным. Человеческий глаз наиболее чувствителен к лучам с длиной волны 0,555 и, относящимся к желто-зеленой части спектра.

При горении различных пиротехнических пламенных составов появление светящего пламени обусловливается излучением рас­каленных частиц продуктов реакции. В зависимости от свойств ком­понентов состава и конечных продуктов реакции горения можно получить пламя с большей или меньшей силой света; бесцветное или окрашенное.

§ 3. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ

Составы, образующие при горении сильный свет, применяются для освещения местности. Для фотосъемок служат специальные фотоосветительные составы (фотовспышки).

Химическая энергия реакции горения, происходящей в освети­тельных составах, частично переходит в световую. При этом обра­зуется интенсивное белое пламя.

Для осветительного пламени с большой силой света необходимы следующие условия:

1) химическая реакция горения должна протекать с большой скоростью;

2) при горении должно выделяться много тепла, т. е. реакция должна быть высоко экзотермичной;

3) температура, развиваемая реакцией, должна быть высокой (доходить до 2500—3000°);

4) в результате реакции должны образовываться и газообразные и твердые (или жидкие) продукты, которые определяют появление интенсивного белого пламенного свечения.

При горении осветительного состава происходит термическое излучение раскаленных твердых и газообразных частиц. Твердые частицы излучают сплошной (непрерывный) спектр, а газообраз­ные — прерывчатый; при этом раскаленная газовая фаза пламени поглощает часть излучаемой световой энергии, образуя обращенный спектр. Таким образом, при горении пиротехнических осветительных составов получается сложный спектр. Его можно рассматривать как сплошной спектр с некоторым количеством темных линий и по­лос поглощения (обращения), а также ярких линий и полос излуче­ния газовой фазы пламени. В результате человеческий глаз воспри­нимает этот спектр как белый свет, оттенок которого зависит от относительного преобладания линий и полос спектра той или иной длины волны.

Наибольшая чувствительность человеческого глаза к желтым лучам объясняется тем, что глаз больше всего приспособлен к свету солнца. Солнце излучает желтых лучей больше всех других. Тем­пература солнца доходит приблизительно до 6000°; такой темпера­туры осветительные составы не дают, и поэтому от чисто термиче­ского излучения при горении составов преобладания желтых или близких к ним по длине волны зеленых лучей не может быть. Однако осветительные составы, основанные на использовании физиологи­ческого действия света, должны давать пламя желтого или желто-зеленого оттенка. Для этой цели в осветительные составы вводятся п л а м е н н ы е д о б а в к и, т. е. вещества, которые при темпе­ратуре горения состава излучают световые лучи в желтой и зеленой частях спектра. Соединения натрия дают желтое, а соединения ба­рия — желто-зеленое пламя.

Таким образом, в осветительный состав должны входить следую­щие компоненты: окислитель, горючее, пламенная добавка и цементатор. Однако основные компоненты часто выбирают с таким расчетом, чтобы они сами играли роль пламенных добавок, напри­мер, в качестве окислителя употребляют соль бария.

Роль каждого из этих компонентов в составе различна. При вы­боре их следует учитывать характер тех продуктов, которые полу­чаются в результате реакции горения. Среди них обязательно должны быть газообразные продукты, без которых не может появиться пламя. Однако большое преобладание газообразных продуктов пони­зит температуру реакции и снизит световой эффект. Поэтому около половины всех продуктов реакции горения должны составлять твер­дые вещества. Для получения интенсивного белого цвета необходимо, чтобы среди этих твердых продуктов реакции были тугоплавкие вещества, способные излучать свет при температуре горения составов.

Для получения высокой степени экзотермичности реакции го­рения состава, которая способствует увеличению светоотдачи, при­меняют горючие с большой калорийностью. От окислителей для той же цели требуется затрата возможно меньшего количества тепла на их разложение; следовательно, желательны окислители с мини­мальной положительной теплотой образования.

Наиболее пригодными горючими для осветительных составов оказываются металлы — магний и алюминий. Они обладают срав­нительно высокой калорийностью.

Магний при окислении в MgO выделяет 146 кал/мол, алюминий при окислении в АI₂O₃ выделяет 385 кал/мол. Вследствие большего теплового эффекта, даваемого алюминием при окислении, составы с ним дают силу света, большую, чем составы с магнием. Однако присутствие алюминия вызывает искрение состава при горении.

Искрение может быть ф о р с о в ы м и ш л а к о в ы м. Форсовое искрение вызывается неполным сгоранием частиц алю­миния в составе; несгорающие частицы выносятся газами за пределы пламени и догорают в окружающем воздухе. Форсовый свет пони­жает силу света состава. Шлаковое искрение появляется вследствие разбрасывания раскаленных частиц твердых продуктов горения (шлаков), образующих искры.

Для уменьшения искрения применяют сильно измельченный алю­миний; он способствует более полному протеканию реакции горения. Кроме того, можно уменьшить скорость реакции и газовую фазу про­цесса, однако, уменьшая искрение, это вместе с тем снижает силу света.

В составах с магнием реакция горения протекает очень бурно, с большой скоростью вследствие большой реакционной способно­сти магния. Кроме того, магний кипит при температуре около 1100°, а следовательно, часть процесса окисления происходит в присут­ствии парообразного магния. Низкая температура испарения маг­ния приводит к тому, что некоторая часть магния в составах не используется по назначению: магний успевает испариться до сгора­ния. Для осветительных составов иногда используют смеси магния и алюминия или их сплавы.

В качестве окислителя для осветительных составов большей частью применяют азотнокислый барий. При горении составов с азотнокислым барием образуется окись бария, при температуре горения состава она излучает яркие линии и полосы в желто-зеленой части спектра. Таким образом, давая кислород для реакции горения, нитрат бария одновременно служит и пламенной добавкой.

Цементатор вводится в состав для придания механической проч­ности при прессовании и для уменьшения скорости реакции. Цементаторами в большинстве случаев служат органические смолы пли масла (олифа). Они сгорают за счет кислорода окислителя, образуя газообразные продукты. Увеличение при этом количества газо­образных продуктов реакции понижает температуру реакции и уменьшает ее скорость. Поэтому цементаторы и флегматизаторы сни­жают силу света, даваемую составом. Меньше других снижает све­товой эффект состава шеллак.

Как было сказано, наиболее часто употребляются осветительные составы, основанием которых служит двойная смесь: бариевая се­литра + металл (магний или алюминий).

Приведем рецепт состава, основанного на взаимодействии азотно­кислого бария и магния (в проц.):

Азотнокислого бария ………………………………………74

Магния…………………………………………………………20

Шеллака ………………………………………………………..6

Шеллак служит цементатором.

Аналогичный рецепт осветительного состава применяется для снаряжения английских осветительных снарядов (в проц.):

Азотнокислого бария ………………………….………. 66

Магния (в порошке)………………………………………30

Шеллака …………………………………………………...4

Рецепт состава с алюминием (в проц.):

Азотнокислого бария ………..…….…………………………68

Алюминия (в пудре) ……………….…………………………14

Алюминия (в порошке)……………………………………….14

Шеллака …………………………………………………………4

Часто применяется смесь металлов, например, в следующем со­ставе (в проц.):

Азотнокислого бария …………………………...……………75

Алюминия ……………………………………………………...18

Магния …………………………………………………………4

Олифы ………………………………………………………….. 3

В некоторые составы для улучшения реакции горения п для об­легчения воспламенения вводится пороховая мякоть, как, напри­мер, в составы, применяемые в снарядах системы Погребнякова¹ (в проц.):

Азотнокислого бария …………………………………………80

Алюминия ………………………………………………………15

Пороховой мякоти ……………………………………………...5

Олифы (сверх 100°) …………..…………………………..……6 ч.

Применение металлов вызывает некоторые недостатки в соста­вах. Энергичное взаимодействие металлов с водой может вызывать самовоспламенение составов при хранении; сильное распыление металлов создает неудобства в производственном процессе; кроме того, магний и алюминий сравнительно дороги.

Все эти недостатки вызвали необходимость заменить магний п алюминий в составах другими веществами.

Одна из немецких фирм (Geka-Werke) выработала рецепты осве­тительных составов без металлов; в этих составах в качестве горю­чего используются твердые смолы, например (в весовых частях):

Азотнокислого бария ....………………………... 60

Азотнокислого стронция .…………………………….... 10

Перекиси марганца ....………………………………….... 1

Твердой смолы ………………………………….............. 20

Азотнокислого бария ..….…………………...... 60

Азотнокислого стронция ………..………………........ 15

Перекиси бария …………………………………............ 30

Смолы..…………………………………………................ 20

Германский патент (№ 826761) предлагает в качестве осветительного состава следующую смесь:

Перекиси бария .………………..…………………………......... 34 ч.,

Ферросилиция (или кристаллического кремния) .......... 3 ч.

Во время империалистической войны 1914—1918 гг. в австрий­ской армии был предложен следующий рецепт осветительного со­става (в проц.):

Азотнокислого бария …………………………………….72,6

Алюминия ………………………………………………….21,8

Магния …………………………………………………………4

Парафина ……….…………..……………..............…… 1,6

В некоторых германских патентах (например № 314668) реко­мендуется употреблять пек в качестве горючего и связующего вещества (с применением органического растворителя, который высушивается после смешения состава).

По предложениям других патентов к обычным компонентам осве­тительных составов прибавляются добавки фтористых солей, напри­мер криолита 3NaF • AIF₃. Приводим один из предлагаемых соста­вов (в весовых частях):

Хлората калия ....…………………………….......... 180

Селитры ..………………………………………………15

Сплава алюминия и магния (1 • 1)………………170

Шеллака ..….…………………………………............. 40

Декстрина .………………………………….............. 12

Фтористых солей …………………………............ 40

Осветительные составы, применяемые для снаряжения пиротехни­ческих изделий, обычно спрессовываются под давлением 1000 кг/см"* и более. Величина давления, выбираемого для прессования состава, зависит от свойств состава и требований, предъявляемых к нему (скорость горения).

Чаще всего составу придают форму цилиндра, который назы­вается «звездкой».

Фотоосветительные составы (фотовспышки)

Пиротехнические составы, предназначенные для освещения при фотографировании, основаны на применении химического действия света. Свет действует на фотоматериалы, вызывая химическое из­менение их. Фотографические материалы обладают разной чув­ствительностью к свету различных длин волн.

По цветочувствительности различают н о р м а л ь н ы е, о р т о х р о м а т и- ч е с к и е и п а н х р о м а т и ч е с к и е м а т е ­ р и а л ы.

Н о р м а л ь н ы е фотоматериалы чувствительны к свету более коротких волн, т. е. к ультрафиолетовым, фиолетовым и синим лучам (очень незначительно — к зеленым).

О р т о х р о м а т и ч е с к и е фотоматериалы воспринимают свет от ультрафиолетовой до желто-зеленой части спектра.

П а н х р о м а т и ч е с к и е фотоматериалы чувствительны к лучам от ультрафиолетовой до инфракрасной части спектра, т. е. все видимые глазом лучи действуют на эти фотоматериалы.

Обработав фотографическую пластинку или пленку различными веществами (называемыми сенсибилизаторами), можно увеличить ее чувствительность к лучам определенной длины волны. При всех условиях кривые чувствительности фотоматериалов к свету не имеют такого характера, как кривая чувствительности глаза, и для осве­щения при фотографировании не обязательно постоянное преобла­дание желтых или желто-зеленых лучей.

Наиболее часто от фотоосветительных составов требуется очень большая скорость горения. Часто достаточно освещения в течение долей секунды, чтобы сфотографировать объект. Поэтому наиболее подходящим горючим для фотовспышек является магний: он очень легко переходит в парообразное состояние и очень быстро реагирует.

В качестве окислителей выгодно применять активные кислород­содержащие соединения, быстро разлагающиеся с выделением кисло­рода (перхлораты, хлораты). Обычно в фотовспышках берется из­быток магния по сравнению с теоретически рассчитанным коли­чеством. Главная роль окислителя при этом заключается в созда­нии начального импульса реакции, а после достижения требуемой температуры часть магния, перешедшего в парообразное состояние, сгорает за счет кислорода воздуха.

Новый французский патент рекомендует применять в качестве окислителей для фотовспышек молибденовую или вольфрамовую ки­слоты в смеси с порошком магния или алюминия или со сплавом их. По указанию патента такие составы отличаются малым выделением дыма.

Примеры рецептов (в проц.):

1. Молибденовой кислоты …………….…....... 70

Сплава алюминия и магния (1 : 1)…….…… . 30

2. Вольфрамовой кислоты …………………...... 75

Сплава алюминия и магния (1:1)……………. 25

Состав следует обработать спиртовым раствором смолы.

Определение силы света (фотометрия)

Сила света, даваемая осветительным составом при горении, является одной из важнейших его характеристик.

Измерение силы света может быть произведено с у б ъ е к т и в­ н ы м и о б ъ е к т и в н ы м способами.

Субъективный способ заключается в том, что наблюдатель срав­нивает на глаз две непосредственно граничащие друг с другом освещенные поверхности. Одна из них освещается эталонным источ­ником света, сила которого известна, а другая — исследуемым источником света. Освещаемые поверхности передвигают на различ­ные расстояния от источников света до получения одинаковой осве­щенности. Тогда искомая сила света исследуемого источника будет найдена вычислением на основании того, что сила света исследуе­мого источника во столько раз больше (или меньше) силы света эталона, во сколько раз квадрат расстояния от точки равенства освещенностей до исследуемого источника меньше (или больше), чем до эталона.

На таком принципе построены различные приборы для опреде­ления силы света — ф о т о м е т р ы.

Однако субъективная фотометрия дает весьма неточные резуль­таты, зависящие от индивидуального восприятия наблюдателем.

Силу света осветительных составов субъективная фотометрия определяет с большой неточностью вследствие кратковременного действия источника света. При методе объективной фотометрии сила света определяется специальным прибором — фотоэлементом. Наблюдатель только регистрирует показания прибора.

Фотоэлемент — прибор, преобразующий световую энергию в элек­трическую.

При воздействии света фотоэлемент создает в цепи электриче­ский ток. Это явление объясняется тем, что под действием световой энергии с поверхности некоторых металлов (например, щелочных) отрываются электроны. Чувствительность фотоэлементов к свету меняется в зависимости от длин волн лучей.

В настоящее время существует много конструкций фотоэлемен­тов. Для фотометрирования наиболее пригодны фотоэлементы с за­пирающим слоем, или вентильные.

Достоинства этих фотоэлементов состоят в следующем:

1. Вентильные фотоэлементы непосредственно, без добавочных источников электрической энергии (батарей), превращают энергию световых лучей в электрическую.

2. Электрический ток, получаемый с помощью вентильных фото­элементов, прямо пропорционален силе света.

3. Спектральная чувствительность (т. е. чувствительность к лу­чам света определенной длины волны) вентильных фотоэлементов близка к чувствительности человеческого глаза.

4. Общая (интегральная) чувствительность к свету у вентильных фотоэлементов очень велика.

Прямая пропорциональность между силой света и возникающим в цепи с фотоэлементом электрическим током позволяет очень про­сто измерить силу света. Световые лучи от горящего осветительного состава попадают на светочувствительный слой фотоэлемента, ко­торый соединен с чувствительным электроизмерительным прибором. Ток, возникающий в фотоэлементе, под влиянием света, отклонит стрелку прибора. Можно предварительно с помощью эталонных

ламп прокалибровать установку так, чтобы стрелка измеритель­ного прибора показывала на шкале его непосредственно световые единицы (свечи).

Практически для определения силы света удобно пользоваться селеновыми фотоэлементами, которые изготовляются в соединении с чувствительным стрелочным гальванометром (рис. 11).

§ 4. СИГНАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ НОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ

Сигнальные составы ночного действия при горении образуют окрашенное в яркий цвет пламя. Для сигнализации применяются составы, дающие красное, желтое, зеленое и реже синее пламя.

Сигнальные составы должны давать пламя такого яркого цвета, чтобы его можно было различить на больших расстояниях (ночью на расстоянии 5—15 км).

Пламя этих составов не должно изменять своего цвета во время горения состава.

Кроме того, составы должны обладать определенной скоростью горения и химической стойкостью.

При высокой температуре горения пиротехнических составов соединения металлов разлагаются иногда до атомов, иногда до ка­ких-либо других соединений, отличных от исходных. Эти продукты разложения, а также некоторые продукты реакции, происходящей при горении состава, переходят в парообразное состояние и, раска­ляясь, дают прерывчатые спектры излучения в виде линий или по­лос. Если светятся атомы, то получаются линейные спектры, моле­кулы дают полосатые спектры.

Для получения пламени, окрашенного в характерный цвет и пригодного для ночной сигнализации, можно использовать свече­ние только тех атомов, которые дают при излучении яркие спек­тральные линии в определенной видимой части спектра.

Практическое значение для пиротехники имеет атомарное све­чение натрия, дающее желтое пламя. Для получения пламени дру­гих цветов используется молекулярное свечение соединений бария,

стронция и меди. Обычно в пламени излучают монохлориды этих металлов, образующиеся вследствие легкого отщепления атома хлора от их двухвалентных соединений при высокой температуре пламени (доходит до 2500°).

При получении окислов перечисленных выше металлов окраска пламени бывает хуже. Лучше других окрашивает пламя окись стронция; свечение ее наблюдается при горении составов, содер­жащих азотнокислый стронций.

Если в основной сигнальный состав не входят перхлораты, хлориды или хлораты, а цветнопламенные добавки также не содержат хлора, к составу прибавляют дополнительно хлорсодержащие вещества: хлористый аммоний (нашатырь), хлористую ртуть (кало­мель), некоторые хлорорганические соединения. Они улучшают окраску пламени, так как за их счет образуются монохлориды ме­талла. Введение н составы хлор со держащих веществ позволяет употреблять нитраты вместо хлоратов и перхлоратов в качестве окислителей. Это значительно снижает чувствительность составов к механическим воздействиям.

В качестве окислителей применяются хлораты или, реже, пер­хлораты. Наиболее выгодны цветнопламенные окислители, т. е. окислители, содержащие металлы, окрашивающие пламя. Из горю­чих чаще всего применяются смолы, которые одновременно служат и цементаторами. Иногда для увеличения силы света в составы при­бавляется магний или алюминий. Металлы развивают при горении высокую температуру и повышают силу света и яркость его. Од­нако прибавление металлов в количестве более 1—3% к составу не рекомендуется; при большем содержании металлов температура реакции настолько повышается, что наступает диссоциация (разло­жение) молекул монохлоридов бария, стронция и др. на атомы. Цветная окраска пламени обусловливается излучением моиохло­ридов, а их диссоциация уничтожает окраску. Атомы бария, строн­ция и меди дают совершенно другой спектр излучения, отличный от спектра излучения монохлоридов. Например, атомарное свечение стронция дает линии в синей и ультрафиолетовой части спектра, а монохлорид стронция излучает в красной его части. Только в тех случаях, когда используется атомарное свечение (например желтый огонь с натрием), можно для увеличения силы света состава добав­лять более 3% металла.

В качестве горючего во многие составы цветных огней иногда рекомендуется кроме смол вводить серу. Горение составов с серой обычно сопровождается хорошо окрашенным пламенем. Но сера опасна в составах, содержащих хлораты. Такие составы иногда са­мовоспламеняются при хранении. Это объясняется присутствием свободной серной кислоты, которая почти всегда содержится в сере (особенно в серном цвете). Серная кислота взаимодействует с хлора­том калия, выделяя тепло, что и вызывает самовоспламенение состава.

Для нейтрализации серной кислоты в составах с серой Демидов предлагает употреблять карбонаты металлов, окрашивающие одно­временно пламя в соответствующий цвет.

С о с т а в ы к р а с н о г о о г н я На больших расстояниях наиболее хорошо различим огонь красного цвета, главным образом, потому, что атмосфера лучше всех других лучей пропускает крас­ные (лучи с наибольшей длиной волны из всех видимых). Красные лучи частицами воздуха рассеиваются меньше, чем другие, и цвет­ность красного огня с увеличением расстояния изменяется сравни­тельно незначительно.

Носителями цветности в пламени красного огня могут быть атомы лития или молекулы соединений стронция — монохлориды или окись стронция. Практического применения атомарное свечение лития не имеет, — он очень дорог и мало доступен. Хорошую красную окраску пламени можно было бы получить, используя в качестве цветнопламенных окислителей хлорат или нитрат стронция. Однако большая гигроскопичность совершенно исключает применение хло­рата стронция и ограничивает применение нитрата стронция. Не­которые примеси, встречающиеся в нитрате стронция, увеличивают; его гигроскопичность.

Широко применяется хлорат калия (бертолетова соль) в каче­стве окислителя для составов красного огня.

Из горючих наиболее часто употребляют смолы: шеллак, идитол, канифоль. Идитол — лучшее горючее. Он обладает хорошими цементирующими свойствами и доступен. Смолы одновременно слу­жат горючими и цементаторами.

В некоторых составах красного огня в качестве горючих упо­требляются сера и антимоний или уголь.

Если окислителем в составе является нитрат стронция, к двой­ной смеси нитрат стронция + горючее прибавляется для увеличе­ния скорости горения небольшое количество двойной смеси хлорат калия + горючее.

Приводим примерный состав (в проц.):

Азотнокислого стронция ..…………………....... 44

Хлората калия .…………………………............. 32

Серы ......………………….………………............. 19

Угля ............……………………………………...... 3

Декстрина .............……………………………….. 2

Однако многокомпонентность такого состава затрудняет его производство; кроме того, звездки получаются малой механической прочности.

Из цветнопламенных добавок в составы красного огня вводят щавелевокислый или углекислый стронций. Первый из них лучше окрашивает пламя (большая насыщенность цветом), но дороже углекислого стронция.

Рекомендуются для таких составов красного огня следующие рецепты¹¹ (в проц.):

1. Хлората калия ......…………………..... 60

Щавелевокислого стронция .…………... 25

Идитола или декстрина ..……………..... 15

2. Хлората калия .....…………………...... 60

Углекислого стронция ....………………... 25

Идитола или декстрина ....…………….. 15

Приводим примерный состав с серой (в проц.):

Хлората калия …………………………….......…41

Серы ………………………………………………10

Углекислого стронция ……………….………... 49

Схему реакций горения этого состава можно выразить уравнением:

КСIO₃ + S + SrCO₃ KCI + SrSO₄ + СO₂.

Следующий рецепт предлагает введение металла в состав (в проц.):

Хлората калия …………………….…………….………….....53

Азотнокислого стронция………………………………………24

Шеллака ..……………………………………………………….20

Магния. .......……..………………………………………………3

С о с т а в ы з е л е н о г о о г н я. Излучение в зеленой части спектра дают атомы таллия и монохлорид бария. При низкой тем­пературе медь окрашивает пламя в зеленый цвет. На практике в пиротехнике применяют только соединения бария.

Наиболее выгоден хлорат бария. Давая ярко-зеленую окраску пламени, он служит одновременно и окислителем.

При раскислении хлората бария образуется хлорид бария ВаС12, который легко переходит в пар при температуре горения состава (температура кипения 1520°) и диссоциирует, давая монохлорид бария BaCI, который излучает зеленые лучи. Наиболее простым рецептом зеленого огня является двойная смесь хлорат бария + горючее, рассчитанная по реакции горения. Если горючим слу­жат смолы, то состав обладает хорошей механической прочностью. Приводим примерный рецепт состава зеленого огня (в проц.):

Хлорноватокислого бария ..…………………..... 88

Идтола ...……………………………………............. 12

Недостатком хлората бария является большая чувствительность составов с ним к механическим воздействиям; производство этих составов опасно.

Другой солью бария, применяемой в составах зеленого огня, является азотнокислый барий. Однако двойные смеси с нитратом бария не дают хорошей зеленой окраски пламени, поэтому в состав вводится более энергично действующая двойная смесь на основе хлората калия, который выделяет хлор для образования в пламени монохлорида бария.

Приводим примерный состав с нитратом бария (в проц.):

Хлората калия…………………………………………………….20

Нитрата бария………………………..….………………………..60

Серы ....…………………………………………………………….20

Иногда применяется смесь хлората и нитрата бария, например, в таком составе (в проц).:

Хлората бария………………………………………… 63

Нитрата бария ……………………………………….. 25

Идитола ………………………………………………… 12

Другие соединения бария, например углекислый барий (кар­бонат), более слабо окрашивают пламя и иногда применяются в со­единении с двойной смесью хлорат калия + сера, например (в проц.):

Хлората калия .……………………………………........... 77

Серы .........…………………………………………......... 15,5

Карбоната бария .....…………………………………...... 7,5

С о с т а в ы с и н е г о о г н я. Сигналами синего огня нельзя пользоваться для больших расстояний. Атмосфера рассеивает ко­ротковолновые лучи, и на расстоянии цвет синего сигнала прибли­жается к желтому.

Пламя в синий цвет может окрашиваться медью при сравнительно высокой температуре (при более низких температурах медь дает зеленое окрашивание пламени).

Синюю окраску пламени солями меди можно получить и при сравнительно низких температурах, но для этого вводят в состав вещества, дающие при разложении свободный хлор.

В процессе реакции горения медь соединяется с хлором и обра­зует монохлорид меди CuCl, который окрашивает пламя в синий цвет. Часто применяются основные углекислые соли меди, напри­мер горная или медная лазурь 2СuСO₃ •Сu(ОН)₂.

Приводим примерный состав синего огня (в проц.):

Хлората калия КСIO₃………………………….………….. .......... 56

Серы S....…………………………………………………….............. 22

Медной лазури 2 CuCO₃ Cu(OH)₂ .……………………………….. 22

В этом составе двойная смесь из хлората калия и серы дает нуж­ный для разложения медной лазури тепловой эффект.

Иногда в качестве основной смеси применяется тройная смесь (в весовых частях):

Хлората калия КСIO₃ …………………………….......... 64

Серы S ……...…………………………………….............. 13

Полусернистой меди CuS …………………….. ........ 21

Эта тройная смесь имеет такую реакцию горения:

4 КСIO_з + 3 S + CuS 4 КСI + 2 CuSO₄ + 2 SO₂.

К этой смеси добавляют медную лазурь или другую соль меди в количестве, определяемом опытом; без добавки соли тройная смесь дает голубое пламя.

С о с т а в ы ж е л т о г о о г н я. Желтое пламя получается при атомарном излучении натрия. Соли натрия, играющие роль цветнопламенных окислителей, как хлорат и нитрат натрия, почти не применяют, так как они гигроскопичны. Поэтому в большинство составов желтого огня кроме основной двойной смеси вводят цветно-пламенные добавки. Из них наиболее часто применяют щавелево­кислый и углекислый натрий (оксалат и карбонат натрия).

Карбонат натрия (сода) Na₂CO₃ • 10Н₂O, имеет кристаллизационную воду; 10 мол кристаллизационной воды можно удалить сушкой соды при 115 — 120°.

Приводим примерный рецепт состава желтого огня, содержащего серу в качестве горючего, хлорат калия в качестве окислителя и соду в качестве цветнопламенной добавки (в проц.):

Хлората калия ..…………………………….…………........... 47

Серы . . .........……………………………………………...... 12

Карбоната натрия (соды) ……………………………. ........ 41

Химическая реакция горения такого состава выражается урав­нением:

КСIO₃ + S + Na₂CO₃ KCI + Na₂SO₄ + CO₂.

В таком составе двойная смесь хлорат калия + сера дает терми­ческий эффект, требуемый для разложения соды и окрашивания пламени в желтый цвет. В то же время сода предохраняет смесь хлората калия и серы от саморазложения.

Иногда вместо карбоната натрия применяют двууглекислый натрий, например (в проц.):

Хлората калия ………………………………............. 38

Двууглекислого натрия ..……….………………...... 52

Серы ..............……………………………………….... 10

Оксалат натрия более пригоден для производства, чем карбонат, в нем нет кристаллизационной воды, он не гигроскопичен, разла­гается при более низкой температуре и лучше окрашивает пламя.

Приводим примерный рецепт состава со щавелевокислым натрием (в проц.):

Хлората калия ...………………………………………….......... 60

Щавелевокислого натрия ……………………………….......... 25

Идитола ...………………………………………………............. 15

Для увеличения силы света и яркости окраски пламени можно . вводить в состав магний, например (в проц.):

Хлората калия .…………………………………........... 46

Нитрата натрия ..………………………………............ 28

Шеллака ........……………………………………......... 18

Магния. .....………………………………………........... 8

Хорошей цветнопламенной добавкой служит криолит 3NaF • AIF₃, который отличается негигроскопичностью. Примерный со­став с криолитом (в проц.):

Хлората калия ……………………………60

Нитрата натрия…………………………...28

Шеллака……………………………………18

Магния ……………………………………....8

С о с т а в ы о г н я п р о ч и х ц в е т о в. Состав, дающий при горении розовое пламя, получается при наличии солей кальция, например (в проц.):

Хлората калия . …………………………............. 60

Углекислого кальция .…………………………......... 25

Идитола .........……………………………………....... 15

Или при наличии серы (в проц.):

Хлората калия ……………….............. 60

Серы ..........………………………......... 20

Углекислого кальция ...…………….... 20

В составе, изготовленном по последнему рецепту, наилучшие результаты дает применение углекислого кальция в виде мрамора СаСO₃.

Оранжевое, фиолетовое, голубое пламя можно получить, смеши­вая различные цветнопламенные добавки в составах или ослабляя основную окраску пламени. Так, для получения оранжевого пла­мени можно ввести в состав красного огня соли натрия или в состав желтого огня — соли стронция. Для получения фиолетового огня смешивают составы синего и красного огней в пропорциях, опре­деляемых опытным путем.

Составы, дающие огни переходных цветов, не применяются для целей сигнализации (их применяют в фейерверочных изделиях).

§ 5. ТРАССИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ

Трассирующие пламенные составы применяют для снаряжения трассирующих средств. Они могут давать белый, красный, зеленый, огни.

Трассирующие составы обычно применяют в пулях или снарядах в сравнительно небольших количествах, а горение их должно быть продолжительным. В зависимости от условий применения трас­сирующие составы должны обладать следующими свойствами:

1) большой силой света (и яркостью);

2) окрашенное пламя должно быть очень густого и резкого цвета;

3) небольшой скоростью горения;

4) хорошо поддаваться прессованию под давлением до 10 000 кг/см3, так как в некоторых трассирующих снарядах состав подвергается большому давлению при выстреле;

5) легкой воспламеняемостью;

6) безопасностью в обращении;

7) стойкостью при хранении.

Противоречивость некоторых требований, предъявляемых к трас­сирующим составам, затрудняет выбор компонентов. Составы, даю­щие пламя большой силы света и легко воспламеняющиеся, обычно быстро горят и не обеспечивают продолжительности горения при малом их количестве.

В качестве окислителей в трассирующих составах можно приме­нять перекись бария, нитрат бария, нитрат калия, хлорат калия и др.

Горючими в трассирующих составах служат магний в порошке и алюминий, дающие при горении свет большой силы.

Для цементации составов применяют смолы, льняное масло, олифу и др.

Иногда в трассирующие составы добавляют флегматизаторы, за­медляющие горение, и вещества, повышающие силу света и яркость пламени при горении состава.

Для трассирующих составов, дающих при горении окрашен­ное пламя, применяют те же цветнопламенные добавки, что и для сигнальных огней.

Приведем примерные трассирующие составы (в проц.):

1. Магния………………………………............. 5 — 25

Перекиси бария ……………….....……...... 95 — 75

Стеарата цинка .....…………………………. 0,5 — 10

(стеарат цинка увеличивает стойкость состава по отношению

к воде).

2. Магния .......………………………………….......... 20

Хромата бария ....……………………………………… 80

Трассирующие составы большей частью прессуются в специаль­ную оболочку или непосредственно в корпус трассирующего объекта пули или снаряда).

§ 6. ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ

Зажигательные составы для снаряжения зажигательных бое­припасов имеют большое военное значение. Эти составы подразде­ляются на термитные, зажигательные с кислородсодержащими со­лями в качестве окислителей и на зажигательные вещества (фос­фор, электрон, горючие масла и др.)-

Все зажигательные составы должны: 1) развивать высокую тем­пературу при горении (около 2500°), обеспечивающую воспламе­нение трудно зажигающихся объектов; 2) обладать большой про­должительностью горения; 3) легко воспламеняться; 4) не подда­ваться легко тушению; 5) обладать стойкостью при хранении; 6) быть безопасными в обращении и при перевозках; 7) изготовляться из доступных и дешевых исходных продуктов.

Термитные составы лучше всех других удовлетворяют этим требованиям.

Термитные составы

В основе применения термитных составов лежат так называ­емые термитные реакции.

Термитная реакция происходит между окислителем и горючим, но условия ее отличаются от условий реакции в обычных пиротех­нических двойных смесях.

Под термитными подразумеваются экзотермические реакции ме­жду металлом и окислом другого металла, когда свободный металл окисляется за счет кислорода окисла. Следовательно, в термитной реакции окислителем служит окисел металла, а горючим — свобод­ный металл.

Термитные реакции отличаются следующими свойствами от реакций, происходящих в других пиротехнических составах:

1) начальные и конечные продукты реакции — твердые веще­ства;

2) для возбуждения термитной реакции требуется мощный тепло­вой импульс (реакция начинается при высокой температуре);

3) при термитной реакции развивается высокая температура, что объясняется, главным образом, отсутствием газообразных про­дуктов, при наличии которых обычно теряется много тепла;

4) теплота реакции настолько велика, что продукты ее (шлак) расплавляются и могут растекаться. Это свойство шлака очень по­лезно в зажигательном составе, так как расплавленные шлаки уве­личиваю? радиус его действия.

Термитные реакции, как и другие в пиротехнике, после воз­буждения их начальным импульсом протекают без постороннего притока тепла. Скорость термитных реакций обычно велика.

Главную роль в термитном процессе играет горючее. Теплота сгорания горючего определяет тепловой эффект реакции. Горючее вещество в термитных реакциях должно образовывать окислы, легко плавящиеся при температуре реакции, что необходимо для получения расплавленного шлака. Однако температура кипения окисла должна быть выше температуры реакции, чтобы не было парообразования окисла. Парообразование окисла понизит темпе­ратуру реакции, так как потребуется излишнее тепло на процесс парообразования, и часть тепла уйдет с парами.

Для умеренной скорости реакции требуется, чтобы и самое го­рючее (металл) не переходило в парообразное состояние в процессе реакции. Таким образом температура кипения металла должна по возможности превышать температуру реакции.

Наиболее подходит для термитных реакций алюминий. Реакция его окисления за счет кислорода окислов некоторых металлов была открыта в 1894 г. Гольдшмидтом и широко используется в тех­нике. Вследствие большой теплоты сгорания алюминий способен отнимать кислород от окислов большинства металлов.

Окислитель (т. е. окисел) должен легко отдавать кислород, затрачивая на свое разложение минимальное количество тепла. В таком случае реакция проходит с большим выделением тепла. В результате восстановления окисла должно получиться легко­плавкое, но труднолетучее вещество (как и в результате окисле­ния горючего — металла).

Для практического использования термитных реакций необ­ходимо, чтобы компоненты были доступны и сравнительно не­дороги.

Наиболее подходящими окислителями являются окислы железа. Железо, образующееся в результате реакции, расплавляется при температуре процесса. Скорость реакции железоалюминиевого тер­мита регулируется подбором величины зерен компонентов.

Обычно для зажигательного состава применяется смесь алюми­ния (24—25%) с окислами железа (75—76%) Fe₃O₄ и Fe₂O₃, называе­мая железным термитом.

Термит воспламеняется при высокой температуре; для его вос­пламенения используют специальные составы. Горящий термит с трудом поддается тушению. Реакция горения термита может про­должаться даже под водой. Термит не чувствителен к механическим воздействиям и безопасен в обращении.

В процессе реакции образуются железо и окись алюминия в рас­плавленном, огненно жидком состоянии; эти расплавленные шлаки растекаются по поджигаемой поверхности, создавая очаги пожара.

Температура реакции железо алюминиевого термита приблизи­тельно 2500°. Точно она не определена, главным образом, потому, что отсутствуют данные о теплоемкости продуктов реакции при вы­соких температурах. Приближенными расчетами, исходя из реакции горения термита:

3 Fe₃O₄ + 8 AI 9 Fe + 4 AI₂O₃ + (772,5 кг-кал ± 3),

найдено, что температура ее может достигать 3200 ± 200°. Однако предполагается, что в процессе реакции происходит парообразова­ние самого алюминия, поэтому температура реакции снижается до температуры кипения алюминия, т. е. до 2500—-2300°.

Опытные определения температуры реакции оптическими мето­дами дают 2250—2300°.

При применении термита в качестве зажигательного состава выявились некоторые его недостатки, например, трудность воспла­менения и недостаточный радиус действия.

Для улучшения свойств термита к нему добавлялись различные вещества. В английских авиабомбах применялся следующий со­став (в проц.):

Окалины железа ………………………............. 50

Алюминия ..........………………………………..... 24

Нитрата бария ......... ……………………. .... 26

Применением нитрата бария предполагалось повысить эффектив­ность термита за счет увеличения количества кислорода, но это дало отрицательные результаты.

В некоторых составах к термиту добавлялись различные цементаторы, чтобы придать составу механическую прочность, например (в проц.):

Окиси железа .……………………….............. 76

Алюминия ............…………………………..... 22

Жидкого стекла ..……………………............. 2

Количество жидкого стекла может повышаться до 15%. Смесь термита с 15% жидкого стекла высушивается до полного удаления воды, и полученное вещество оказывается нечувствительным к удару.

Из органических цементаторов применяется целлулоид (в раст­воре эфира), который после высушивания смеси участвует в горении с образованием пламени. В некоторых случаях для связывания тер­митной массы применяются смолы, пек и другие вещества. Однако, прибавляя к термиту горючие связывающие вещества и окислители, дающие в результате реакции газообразные продукты, можно сни­зить температуру реакции, а это ухудшит зажигательное действие термита.

Для увеличения радиуса действия термита он применяется в сме­си с различными нефтепродуктами и горючими маслами (например с «сгущенным нефтемаслом», предложенным американскими хими­ками). При горении смеси термита со сгущенным маслом получается

столб пламени, высотой до 4 м, горящее масло растекается на боль­шую площадь.

Чтобы затруднить тушение пожаров, вызванных термитными зажигательными средствами, к составам иногда добавляется метал­лический натрий, который вызывает взрывы при тушении состава водой.

Для снаряжения зажигательных средств термитные составы прессуются под большим давлением. Этим достигается действие большой массы термита, занимающей сравнительно небольшой объем. Чаще всего состав прессуется в металлическую оболочку, чем обеспечивается механическая прочность изделия.

Составы с кислородсодержащими солями

Зажигательные составы с различными солями в качестве оки­слителей принципиально мало отличаются от осветительных составов.

В зажигательных составах окислителями служат нитраты, хлораты или окислы тяжелых металлов (свинца, бария), а горю­чими служат металлы (магний и алюминий или железо), сульфиды (сернистая сурьма), уголь и др. Цементаторами служат органиче­ские вещества — пек, шеллак и др. Главным требованием, предъяв­ляемым к таким составам, является максимальная температура реакции.

Зажигательные вещества

Из горючих веществ, применяемых для снаряжения зажига­тельных средств, наиболее важен фосфор.

Белый или желтый фосфор воспламеняется при 40°. Порошко­образный, он легко самовоспламеняется на воздухе и сгорает за счет его кислорода, развивая высокую температуру. В зажигательных средствах пользуются хорошей растворимостью фосфора в легко­летучем растворителе — сероуглероде (он растворяет фосфор в ко­личестве, превосходящем собственный вес почти в 20 раз). В воздухе сероуглерод быстро испаряется, оставляя фосфор измельченным. Фосфор самовоспламеняется, зажигая пары сероуглерода.

Однако зажигающее действие фосфора ограничено. Температура горения его недостаточна для воспламенения, например, дерева. Он воспламеняет лишь легкозажигающиеся предметы — бензин, сухое сено и т. п. Недостатком фосфора является образование им при горении пятиокиси фосфора Р₂O₅; она быстро поглощает влагу и покрывает окружающие предметы пленкой. Эта пленка — тонкий слой фосфорной кислоты, затрудняющий распространение огня.

Чтобы улучшить зажигательные свойства фосфора, к нему при­бавляют горючие вещества — нефтемасло, смолы, металлический натрий и др. Французы применяли следующую смесь (в проц.):

Фосфора ...………………………………..………............. 23

Сероуглерода ....... …………………………….. ....... 60

Погонов каменноугольной смолы .…………………... 17

Эта смесь помещалась в целлулоидные цилиндры.

Кроме фосфора, применяются и некоторые другие самовоспламе­няющиеся вещества, например, некоторые металлоорганические сое­динения. Иногда можно получить самовоспламеняющиеся вещества из обычно не воспламеняющихся элементов, если их тонко измель­чить. При этом значительно увеличивается поверхность их сопри­косновения с воздухом и увеличивается реакционная способность. Такое состояние веществ называется п и р о ф о р н ы м. Известен способ получения в пирофорном состоянии железа и некоторых дру­гих металлов. Практически вещества в пирофорном состоянии в пи­ротехнике пока не применяются.

Для зажигательных целей используются также горючие масла. Струя горящего масла воспламеняет легкогорючие предметы. Спе­циальные аппараты, о г н е м е т ы, силой давления сжатого воз­духа или инертного газа выбрасывают на большое расстояние струю горючего масла. Масло при выходе из аппарата воспла­меняется от электрического тока. Для огнеметов следует выбирать горючее масло с большим удельным весом, чтобы не было распыле­ния его при выходе из аппарата. Для горючей жидкости реко­мендуется брать, например, смесь из 70% смоляного масла и 30% неочищенного бензина; удельный вес такой смеси 1,044.

Начиная с империалистической войны 1914—1918 гг., большое значение приобрел сплав алюминия с магнием — электрон. Боль­шая экзотермичность реакции горения, хорошие механические свойства, высокая температура горения делают электрон весьма пригодным для зажигательных целей. Он применяется, главным образом, для изготовления сгораемых оболочек зажигательных бомб, снаряженных термитом.

§ 7. ДЫМОВЫЕ СОСТАВЫ

Дымовые составы служат для снаряжения пиротехнических из­делий, образующих дымовые облака в воздухе, и применяются для маскировки и сигнализации.

Дым представляет собой скопление чрезвычайно мелких частиц твердых веществ в воздухе.

Размеры твердых частиц дымовой системы измеряются миллион­ными долями сантиметра. Диаметр частиц дыма 10^—5 —10^—7 см, т. е. иначе от 100 mμ до 1 mμ, где 1 mμ (миллимикрон) равен одной деся­тимиллионной доле сантиметра, или 10^-7 см.

Взвесь таких мелких частиц вещества в какой-либо среде по своим свойствам занимает промежуточное место между обычными (истинными) растворами и грубыми суспензиями. Такие системы принадлежат к коллоидным растворам. Взвешенное вещество на­зывается д и с п е р с н о й ф а з о й, а среда, в которой оно на­ходится во взвешенном (диспергированном) состоянии, д и с п е р ­ с и о н- н о й с р е д о й. Если дисперсионной средой является газ, система называется а э р о з о л е м. Следовательно, дым — это аэрозоль, у которого дисперсной фазой являются частицы твердых веществ, а дисперсионной средой — воздух. К аэрозолям относятся и туманы; дисперсная фаза в них находится в жидком состоянии.

Изучение характерных свойств аэрозолей позволяет совершен­ствовать технику получения и использования дыма в военном деле. Некоторые особенности аэрозолей зависят от того, что частицы дисперсной фазы настолько мелки, что все реакции, которые про­исходят в аэрозолях на поверхности соприкосновения реагирующих веществ, отличаются большой скоростью, так как общая поверхность их чрезвычайно велика. Примерами, подтверждающими сказанное,, являются известные случаи взрывов мучной или каменноугольной пыли. Мука и уголь в обычном состоянии горят медленно, а измель­ченные до пыли сгорают с большой скоростью и иногда со взрывом-

Частицы аэрозолей находятся в непрерывном движении; это - происходит по трем причинам: 1) вследствие действия силы тяжести (внешняя сила); 2) вследствие действия сил, развиваемых при уда­рах частиц аэрозоля о молекулы газовой среды; 3) вследствие дви­жения среды.

Действие силы тяжести заставляет частицы аэрозоля падать вниз. Однако действие силы сопротивления молекул воздуха, которые также находятся в движении, изменяет скорость и направление падения частиц в зависимости, главным образом, от вязкости среды и размера частиц аэрозоля. Действие силы тяжести вызывает осе­дание облака в воздухе. Мелкие частицы аэрозоля не оседают вниз по вертикальным направлениям, а совершают беспорядочное дви­жение, которое вызывается ударами этих частиц о молекулы воздуха. В таком хаотическом движении находятся не только частицы аэро­золей, но и других коллоидных систем; это движение называется броуновским. Скорость его увеличивается с уменьшением размеров частиц и с повышением температуры. В результате броуновского движения аэрозоль рассеивается.

Движение среды влияет очень сильно на устойчивость облака. При малых частицах облако рассеивается от воздушных течений раньше, чем успеют подействовать сила тяжести и сила ударов мо­лекул. Особенно быстро аэрозоль рассеивается при большой скорости ветра.

Следовательно, большое значение для устойчивости аэрозоля имеет размер частиц дисперсной фазы. Регулируя их размеры, можно изменить степень устойчивости облака. Размеры частиц определяются опытным путем на основе некоторых физико-хими­ческих законов; при этом обычно принимается, что частица имеет форму шара.

Приведем сравнительно простой способ определения радиуса частиц. В специальной камере образуется облако дыма. На опре­деленный промежуток времени на дно камеры кладут стеклянную пластинку, затем ее помещают под микроскоп, дающий большое увеличение. Микроскоп снабжается особой сеткой с такими точными делениями, чтобы можно было определить размеры наблюдаемых частиц. Сделав большое число таких измерений, выводят среднюю величину радиуса частиц дыма, осевших на пластинке за определен­ное время.

Размеры частиц аэрозоля не постоянны. При движении частицы сталкиваются между собой и некоторые из них укрупняются. Укруп­нение частиц называется к о а г у л я ц и е й. При этом процессе образующиеся крупные частицы выпадают из воздушной среды, и облако разрушается. Укрупненные твердые частицы дымов образуют так называемые хлопья, по-английски flocks, отчего весь процесс называют флокуляцией.

Коагуляция происходит вследствие присутствия на некоторых частицах электрических зарядов. Иногда разные частицы имеют заряды противоположных знаков. В таких случаях коагуляция происходит быстро вследствие взаимного притяжения отрицатель­ных и положительных зарядов. Наоборот, в случае одноименно заряженных частиц они отталкиваются друг от друга; устойчивость аэрозоля в этом случае выше, чем в первом.

Устойчивость увеличивается также в том случае, когда частицы дисперсной фазы аэрозоля окружены пленкой газа, поглощенного аэрозолем. Она как бы защищает частицу аэрозоля от слипания с другой частицей и, задерживая коагуляцию, увеличивает устой­чивость облака.

Весьма важны для применения аэрозолей в военной технике их о п т и ч е с- к и е с в о й с т в а. Если лучи света проходят через аэрозоль, они встречаются с частицами дисперсной фазы. При этом в зависимости от свойств аэрозоля и длины волн световых лучей происходят следующие явления: 1) свет проходит и прелом­ляется, 2) поглощается, 3) отражается, 4) рассеивается.

Если размеры частиц дисперсной фазы превышают длину волны видимых лучей света, свет может частично проходить через них, преломляясь и отражаясь при этом по законам оптики. Поглощение, отдельных частей спектра имеет избирательный характер, т. е. частицы определенного вещества поглощают лучи определенной длины волны. Поэтому некоторые аэрозоли имеют характерную окраску. Аэрозоль будет казаться прозрачным, если количество отраженных им лучей невелико; если же большая часть падающих лучей будет отражаться, аэрозоль будет непрозрачным. При одно­временном наличии отражения и избирательного поглощения части светового потока можно получить непрозрачные окрашенные аэро­золи.

Если частицы дисперсной фазы аэрозоля меньше длины волны видимых лучей света, то происходит частичное поглощение и рас­сеивание света. Мелкие частицы рассеивают падающий свет во все стороны равномерно и сами становятся источником излучения света. Таким образом при прохождении луча света через аэрозоль умень­шается интенсивность света. Это свойство дымов и туманов исполь­зуется в военной технике для маскирующих средств. Для них жела­тельны аэрозоли с минимальной прозрачностью. Обычно з а т е м ­ н я ю щ а я (или «кроющая») способность аэрозоля измеряется уменьшением интенсивности светового потока (в процентах) после прохождения им слоя аэрозоля толщиной в 1 м. Иногда кроющая способность дыма условно выражается величиной 1/L, где L —тол-

щина слоя дыма, полностью затемняющего свет от электрической лампы, которая служит эталоном.

Аэрозоли можно получить дисперсионным и конденсационным методами.

Д и с п е р с и о н н ы й м е т о д заключается в измельчении (диспергировании) вещества до частиц нужных размеров и рас­сеивании их в воздухе. Это достигается разными путями, например, действием взрыва. Малолетучие вещества подвергаются давлению газов, образующихся при взрыве взрывчатого вещества. Сила мгно­венного удара газов распыляет вещество и рассеивает частицы его в воздухе, образуя облако. Этот метод не экономичен и трудно осу­ществим; для получения частиц требуемых размеров затрачивается очень много энергии.

К о н д е н с а ц и о н н ы й м е т о д заключается в соединении молекул вещества до частиц требуемой величины. При этом вещество, находящееся в воздухе в виде пара, переходит из парообразного в твердое или жидкое состояние.

Аэрозоли, получаемые конденсационным способом, имеют более мелкие частицы, чем получаемые диспергированием. Конденсацион­ный метод более распространен, чем дисперсионный. Аэрозоли по этому способу получают двумя путями: а) охлаждением паров вещества, б) конденсацией в результате химической реакции.

Для конденсации паров вещества необходимо, чтобы пары пе­ресыщали пространство. Следовательно, необходимо получить сна­чала пересыщенный пар, который затем конденсируется.

К о н д е н с а ц и я о х л а ж д е н и е м п а р о в. Пары ве­щества можно охлаждать по всему объему пара, либо по его поверх­ности.

Для объемного охлаждения пара используется способ быстрого увеличения его объема, без притока тепла извне. Работа, расходуе­мая паром на расширение, происходит за счет запаса тепла, имею­щегося у пара; при этом соответственно понижается его темпера­тура и происходит частичная конденсация.

Поверхностное охлаждение пара происходит при соприкоснове­нии его с холодными телами, например, с холодным воздухом.

Практически для получения аэрозолей часто используется воз­гонка, т. е. испарение вещества и конденсация его паров при со­прикосновении с холодным воздухом.

К о н д е н с а ц и я в р е з у л ь т а т е х и м и ч е с к о й р е ­ а к ц и и. Для получения аэрозоля необходимо, чтобы в результате химической реакции образовались пересыщенные пары вещества, которые затем могут конденсироваться. Это происходит при реак­ции некоторых веществ с водой, например, при присоединении мо­лекул воды к химическому соединению (реакция гидратации) или при разложении химического соединения при взаимодействии с во­дой (реакция гидролиза).

Для образования аэрозолей используются также реакции го­рения и некоторые другие реакции.

§ 8. МАСКИРУЮЩИЕ ДЫМЫ

Дымовые завесы для маскировки широко применялись уже во время империалистической войны 1914—1918 гг. и, несомненно, будут иметь значение в будущем. Маскирующими дымами прикры­вают действия войск, тыловые объекты (особенно небольшие), на­пример заводы, аэродромы, электростанции и т. п. Дымовая завеса часто позволяет застигнуть противника врасплох. Дымы уменьшают действенность огня противника, лишая последнего возможности наблюдения.

Для получения дымового облака используются различные дымообразователи. Индивидуальные дымообразователи можно разде­лить на три группы.

К первой группе относятся вещества, дающие дымовое облако при горении. Из них практически важен фосфор. При горении на воздухе он или его сернистые соединения образуют окислы фосфора, которые конденсируются, соединяются с влагой и образуют белое облако.

Во вторую группу входят ангидриды, которые на воздухе реа­гируют с водой, образуя облако. Некоторые ил них (неорганиче­ские ангидриды) при этом гидратируются, образуя кислоты, напри­мер, серный ангидрид SO₃. Другие (хлорангидриды) гидролизуются водой, например, треххлористый фосфор РСI₃, пятихлористый фос­фор РСI₅, хлорсульфоновая кислота SO₂(OH)CI и др.

К третьей группе относятся возгоняющиеся вещества, выдержи­вающие высокую температуру без разложения, — хлористый ам­моний NH₄CI и некоторые тяжелые углеводороды (парафины).

Кроме индивидуальных дымообразователей для маскирующих дымов применяют специальные составы. Дымообразование при их горении происходит либо в результате возгонки дымообразующего вещества, находящегося в соприкосновении с термической смесью, либо в результате химической реакции между компонентами состава, дающей пары хлорида металла, которые конденсируются в воздухе.

Примером состава первого типа служит смесь Ершова (в проц.):

Хлората калия ....…………………..…………………………......... 20

Угля ........ ………………………..………………………... ........... 10

Нафталина. ..………………………….……………………............ 20

Хлористого аммония ………………………………………............. 50

В этом составе хлорат калия служит окислителем, уголь — го­рючим, а хлористый аммоний — дымообразующим веществом; наф­талин частично участвует в реакции горения, как горючее, а ча­стично возгоняется, образуя дым. Смесь Ершова обладает хорошей стойкостью.

Существует много составов, действующих аналогично смеси Ершова, например, быстрогорящая смесь Горбова (в проц.):

Хлората калия …………………..…………………................ 67

Угля ........…………………………………………………............ 7

Нафталина ......……………………………………………......... 3

Хлористого аммония ………………………………….......... 23

Примером состава, дающего при горении облако хлорида металла, служит смесь Бергера (в проц.):

Четыреххлористого углерода …………………………………........ 50

Цинковой пыли ...………………………………………………….......... 25

Окиси цинка ......………………………………………………….......... 20

Кизельгура ..........……………………………………………………...... 5

При горении смеси четыреххлористый углерод реагирует с цинко­вой пылью

CCl₄ + 2 Zn 2 ZnCl₂ + C.

При этом образуются пары хлористого цинка, которые конден­сируются в воздухе, давая облако белого дыма; выделяющийся углерод окрашивает это облако в серый цвет. Окись цинка и кизель­гур вводятся в смесь для фиксации жидкого четыреххлористого углерода. Они служат как разрыхлители, удерживающие на себе жидкость, и способствуют сохранению порошкообразной конси­стенции состава.

Составы маскирующих дымов применяются в специальных ды­мовых шашках.

§ 9. СИГНАЛЬНЫЕ ДЫМОВЫЕ СОСТАВЫ

Для сигнализации днем применяются окрашенные дымы —крас­ные, желтые, черные, зеленые и синие.

Цветное дымовое облако можно получить дисперсионным (рас­пыление взрывом) или конденсационным способами. По последнему способу цветной дым получается двумя путями: а) образованием цветного дыма путем химической реакции, в результате которой получаются окрашенные продукты; б) возгонкой органических красителей.

Д и с п е р с и о н н ы й с п о с о б п о л у ч е н и я ц в е т ­ н ы х д ы м о в. Измельченное окрашенное вещество измельчается и рассеивается действием газов, образующихся при взрыве взрыв­чатого вещества. Однако частицы получаются обычно настолько крупные, что облако дыма имеет малую устойчивость. Большей частью для распыления применяются неорганические краски, из которых лучшие результаты дают ультрамарин (синяя краска), киноварь (красная краска), оурик, сажа, мелкий древесный уголь.

К о н д е н с а ц и о н н ы й с п о с о б п о л у ч е н и я ц в е т ­н ы х д ы м о в. В результате химических реакций можно получить окрашенные дымы. При реакции между газооб­разными продуктами (хлором, йодистым водородом и аммиаком) получается хорошее облако дыма, окрашенное выделяющимся ио­дом. Реакция протекает следующим путем:

2 HI + СI₂ + 2 NH₃ 2 NH₄CI + I₂.

Получение дыма таким способом, однако, практически неудобно ввиду трудности хранения и транспортирования баллонов с газо­образными компонентами. Кроме того, облако, выделяющееся при горении такого состава, наблюдателю, находящемуся на земле,

кажется белым, а наблюдателю, смотрящему с самолета, —пур­пурным.

Желтый дым можно получить в результате реакции образования сернистого мышьяка. Для этого употребляется следующий состав (в проц.):

Серы ..........………………………….………….......... 28,6

Трехокиси мышьяка …………….…………........... 31,0

Азотнокислого калия .……………..………….......... 33,8

Стеклянного порошка. ...……….………………..... 6,6

Черный дым получается при горении такого состава (в проц.):

Гексахлорэтана ...………………….……………......... 60,5

Магния (в порошке) . ………….……………........... 18,6

Нафталина. ..........……………….………………….... 20,9

Этот состав мало чувствителен к механическим воздействиям и дает густой черный дым. Недостатками его является быстрое уле­тучивание нафталина при горении и низкая температура плавления смеси нафталина и гексахлорэтана. Чтобы устранить эти недостатки, нафталин заменяют антраценом, который замедляет горение. Основ­ная реакция горения этой смеси происходит между магнием и гек-сахлорэтаном с образованием углерода и хлористого магния. Антра­цен частично сгорает, а частично служит дымообразователем.

Некоторые органические красители при возгонке до 350—500° дают окрашенные пары, не разлагаясь при этом или разлагаясь в незначительной степени. Такие красители можно использовать в качестве дымообразователей для получения цветных дымов. Тре­буемая для возгонки красителя температура создается быстрым сгоранием термической смеси из окислителя и горючего, которая смешивается с красителем.

В результате опытных работ найдена некоторая зависимость между химическим строением красителей и их способностью воз­гоняться без разложения. Не возгоняются красители, имеющие следующие химические группы в своей молекуле :сульфогруппу SO₃H; бензидиновую группу Н₅С₆—С₆Н₅; группу —О—Na, присоединен­ную к бензольному ядру.

Наибольшей стойкостью при высокой температуре обладают. красители с простым строением, с небольшим числом атомов в мо­лекуле .

Непригодны красители, дающие облако переходного цвета, плохо различимого на расстоянии- Ограниченное количество при­годных красителей очень затрудняет разработку рецептов дымовых составов.

Иногда применяют разные окрашенные промежуточные про­дукты, дающие характерного цвета облако.

Проверить, пригоден ли краситель для дымообразования, можно простым способом. Небольшое количество (2—3 г) красителя поме­щают в стеклянную пробирку и медленно нагревают. Если краситель возгоняется быстро, его можно испытывать в дымовых составах. Если же краситель расплавляется или разлагается и пенится, он явно не пригоден для дымообразования.

При нагревании выше температуры возгонки красители большей частью разлагаются. Поэтому, желая получить дымовое облако, нужно создавать такие условия, чтобы температура была достаточ­ной для возгонки красителя, но недостаточной для его разложения. Конечно, такие условия будут различными в зависимости от свойств красителей.

Практически удобно смешивать краситель со специальной го­рючей смесью, которая при сгорании выделяет требуемое для воз­гонки тепло.

Термическая смесь должна обладать определенной скоростью горения, развивать температуру, соответствующую температуре воз­гонки красителя, и давать сравнительно мало нагретые продукты горения. Наиболее подходящей является смесь хлората калия (окислитель) и молочного сахара (горючее), рассчитанная на сгора­ние углерода горючего только до окиси углерода. Такая термиче­ская смесь развивает не слишком высокую температуру.

Таким образом в дымовой состав входят измельченные и тща­тельно перемешанные окислитель, горючее и краситель в следующих: соотношениях (в проц.):

Хлората калия ........……………………………...... 30 ± 10

Молочного сахара. ...…………………………........ 20 ± 5

Красителя .........…………………………………...... 50 ± 10

В зависимости от свойств красителя и нужной скорости его воз­гонки устанавливается точный рецепт состава. В некоторых случаях в составы вводятся цементаторы или другие добавки. Иногда вместо одного красителя употребляют смесь двух или более красителей. Смешиваемые красители должны обладать наиболее близкими темпе­ратурами возгонки для равномерной окраски облака.

Выгодно, чтобы скорость реакции была максимальной, а темпе­ратура реакции — близкой к температуре возгонки красителя. При этих условиях краситель не успевает разлагаться. Однако тем­пература реакции горения дымовых составов лежит в пределах 800—1200°. При такой температуре значительная часть красителя разлагается, но снижать температуру реакции невыгодно, так как сильно уменьшится скорость реакции и увеличится продолжитель­ность воздействия высокой температуры на краситель. Это также усиливает его разложение.

Для правильного дымообразования необходимо регулировать доступ воздуха к составу во время горения термической смеси. При свободном доступе воздуха горючее, рассчитанное на непол­ное сгорание (до СО), будет сгорать до СO₂, почему сильно повы­сятся тепловой эффект и температура реакции и произойдет разло­жение красителя. Поэтому дымовые составы сжигаются в оболочке, затрудняющей доступ воздуха. Для выхода паров красителя в обо­лочке делаются отверстия.

Установлено, что слой массы, через которую проходит краси­тель, не должен быть толще 3,75 см. Иначе краситель успевает раз­ложиться от длительного соприкосновения с горячим шлаком. Следовательно, количество и величина отверстий в оболочке должны

быть рассчитаны так, чтобы каждый участок дымового состава на­ходился не далее 3,75 мм от отверстия. Следовательно, цилиндри­ческая оболочка должна иметь или диаметр не более 7,5 см при лю­бой длине, или наоборот, длину не более 7,5 см при любом диаметре.

Однако при слишком малой площади отверстий дымообразование будет очень медленным, или газы, не находя выхода, могут разор­вать оболочку. При слишком большой площади отверстий горение будет слишком бурным, с выделением пламени.

С о с т а в ы к р а с н о г о д ы м а. К красителям, дающим красный дым, относятся: родамин В, который дает дым лилового оттенка, жирооранж, который дает дым оранжевого оттенка, и паранитранилиновый красный, дающий ярко-красный дым.

Приводим примерные составы красного дыма (в проц.):

1. Хлората калия. ……………………….………………........... 20

Молочного сахара ....…………………….…….……………...... 20

Паранитранилинового красного …….…….……………….... 60

2. Хлората калия ……………………….……………............. 29

Молочного сахара . …………………..……………. .... .... 32

Родамина .....……………………………………………….......... 39

С о с т а в ы ж е л т о г о д ы м а. Наилучшим красителем для желтого дыма признан аурамин. Его недостатком является лишь то, что он дает зеленоватый оттенок дыма; однако его можно .устранить прибавлением небольшого количества хризоидина.

Приводим примерный состав желтого дыма (в проц.):

1. Хривоидина ...…………………………………………......... 9

Аурамина. .......……………………………………………....... 34

Хлората калия .....…………………………………………...... 33

Молочного сахара …………………………………….......... 24

2. Хривоидина .………………………………………............ 10

Аурамина ...........……………………………………………..... 40

Хлората калия …………………………………………............ 30

Молочного сахара ..………………………………………....... 20

С о с т а в ы с и н е г о д ы м а. Красителями синего дыма могут служить индиго, метиленовый синий и их смесь. Приводим примерный рецепт состава синего дыма (в проц.):

1. Индиго ....... ……………………………….…. ......... 40

Хлората калия .....……………………………….……....... 35

Молочного сахара ...…………………………….…........ 25

2. Индиго ............………………………………….……..... 40

Метиленового синего ...……………………….……...... 20

Хлората калия. ………………………………….............. 25

Молочного сахара ………………………………........... 15

С о с т а в ы з е л е н о г о д ы м а. Изучение зеленых краси­телей показало непригодность имеющихся образцов для сигнального дымообразования. Зеленое дымовое облако наиболее удачно полу­чается из смеси синего и желтого красителей. Следует выбирать эти красители с близкими температурами возгонки. Зеленый дым можно получить из смеси индиго и аурамина. Приводим примерный состав зеленого дыма (в проц.):

Индиго ………………………....…………………………..26

Аурамина ..………………………………………..……..15

Хлората калия ……………………………………..…….33

Молочного сахара………………………………………..26

§ 10. ФЕЙЕРВЕРОЧНЫЕ СОСТАВЫ

Для изготовления фейерверочных фигур употребляются спе­циальные составы. По характеру действия эти составы можно раз­делить на сильные (или динамические) и на слабые (или чисто пла­менные) составы.

Сильные составы

Сильными, пли динамическими, составами называют пиротех­нические смеси, которые при горении выделяют так много газов, что давление их способно производить работу. Они употребляются в качестве движущих составов для фейерверочных фигур. Сильные составы могут быть искристыми (давать при горении много искр) или пламенными (давать белое или окрашенное пламя).

Такие составы применяются в пиротехнике для получения дви­жущихся объектов: ракет, «жаворонков», фонтанов и других фигур.

Динамические составы должны обладать следующими свой­ствами :

1) сравнительно большой скоростью горения;

2) выделять много газообразных продуктов сгорания для полу­чения давления в место горения и производства работы;

3) образовывать минимальное количество шлака (твердых остат­ков), причем только рыхлого и поддающегося разбрасыванию газами, чтобы он не задерживал выхода газов из пространства горения. Это требование особенно важно, если состав помещается в гильзах (чрезмерное скопление газов в гильзе вызывает ее разрыв).

Практически лучшей считается для динамического состава трой­ная пороховая смесь: сера, селитра и уголь. Но эта смесь настолько активна, что обычно разрывает оболочки и не может быть исполь­зована в пиротехнике. Уменьшение активности пороховой смеси замедляет процесс ее горения и газообразования и позволяет при­менять составы из этой смеси, в частности для фейерверков. Актив­ность пороховой смеси можно уменьшить прибавлением различных веществ или увеличением ее плотности. Иногда оба эти способа комбинируются.

Различные добавки к смеси придают составам разную силу и разный эффект.

Добавки в пороховую смесь употребляют горючие и негорючие. Горючие добавки сгорают за счет кислорода в пороховой смеси и дают продукты горения с меньшим выделением тепла при реакции. Чаще всего в виде такой добавки берут уголь.

Негорючие вещества, прибавляемые к основной тройной смеси, понижают температуру выделяющихся газов и уменьшают их давле­ние; они отнимают часть теплоты реакции горения состава на на­гревание этих веществ. Негорючие вещества уменьшают скорость горения основной смеси.

Увеличение плотности сильных составов так же, как и пламен­ных составов, понижает скорость горения их. Это объясняется тем, что рыхлый состав имеет большую поверхность, по которой огонь распространяется мгновенно, охватывая все частицы состава.

Чем плотнее спрессован состав, тем меньше остается свободного пространства между частицами и тем труднее огню охватить весь состав. Состав должен будет гореть постепенно, слоями и значи­тельно медленнее.

Сильные (динамические) составы получаются смешением по­роховой мякоти с измельченным древесным углем. Таким образом получают основной сильный состав.

Для большей эффектности горения такого состава, например, искристости, к составу прибавляют крупный уголь или металличе­ские опилки.

В процессе горения нормальной пороховой смеси, как было указано, уголь переходит в двуокись углерода СO₂ по уравнению:

2 KNO₃ + З С + S K₂S + 3CO₂ + N₂.

Основные сильные составы рассчитываются на сгорание угля в окись углерода СО по уравнению:

2 KNO₃ + 6 С + S K₂S + 6 CO + N₂.

Из приведенных реакций видно, что во втором случае расход угля вдвое больше, чем в первом. В нормальной теоретически под­считанной пороховой смеси уголь составляет 13%, следовательно, для сильного состава требуется давать еще 13 весовых частей из­мельченного угля на 100 весовых частей пороховой смеси.

Полученная смесь служит основой для очень сильных составов, применяемых большей частью для изделий, производящих механическую работу и дающих движущиеся фигуры.

Горение сильного состава может сопровождаться образованием пламени разных цветов или красивых искр. Искристые составы можно получить, прибавив к сильному составу крупные (1,5—5 мм) частицы угля, полученного из твердых пород деревьев. Такие со­ставы дают длинную огненную ленту с розоватыми искрами.

Если необходимы составы с небольшим динамическим действием, то количество угля увеличивают.

Более яркие искры получаются, если вместо крупного угля до­бавлять в состав металлические опилки. Железные опилки (зерна 1—2 мм) дают белые искры, но недостаточно яркие; стальные и чугунные опилки дают более яркие белые искры, а дробленый сплав из 2 частей меди и 1 части цинка дает зеленоватые искры.

Приводим примерный сильный (искристый) состав с крупным углем (в весовых частях):

Пороховой мякоти……………….………………………….100

Угля мелкого ………………………………..…….………………13

Угля крупного . ………………………………….…..……………5

Пороховой мякоти……………………………….………….100

Угля мелкого ………………………………………….…………..13

Угля крупного . ………………..……….……………..……………5

Иногда применяют составы без серы, например (в проц.):

Азотнокислого калия ………………………………………......... 81

Угля ................. . . ……………………………………………… 19

Составы с металлическими опилками следует подбирать такие, чтобы температура горения их была ниже температуры плавления металла опилок. Опилки должны не плавиться, а накаливаться.

Приводим примерный сильный искристый состав с железными опилками (в весовых частях):

1. Пороховой мякоти....……………………………………...... 100

Угля мелкого ........………………………………………….... 13

Опилок железных ......……………………………………….... 10

2. Пороховой мякоти ....………………………………………..... 100

Угля мелкого ………....……………...…………………………….13

Опилок железных …………………………………………….......... 4

Рецепты составляются в зависимости от величины изделий, для которых предназначаются составы.

Комбинируя количество крупного угля и железных опилок, можно получить двойную ленту; при этом получается розоватая огненная полоса, выбрасывающая сноп ярких искр. Примерный состав с двойной лентой (в весовых частях):

Пороховой мякоти .………………….……………………………100

Угля мелкого .......... ………………….………………………… .... 13

Угля крупного ........……………………………………………..... 2,5

Опилок железных.......……………………………………………...... 5

Составы, дающие двойную ленту, иначе называют б р и л ­ л и а н т о в ы м и.

Слабые составы

Слабыми называются пламенные составы, горящие сравнительно медленно и не производящие при атом работы. Они употребляются для звездок, свечей и других неподвижных фейерверочных фигур. Обычно используются составы, основанные на двойной смеси хло­рата калия с горючим, аналогичные сигнальным пламенным соста­вам. Приводим примерный слабый, или чистоплеменный, состав (в проц.):

1. К р а с н ы й о г о н ь

Хлората калия …………………………………………………………60

Углекислого стронция …………………………………………….….25

Идитола ………………………………………………………………..15

2. Ж е л т ы й о г о н ь

Хлората калия …………………………………………….…………..60

Криолита ……………………………………………………………….25

Идитола ……………………………………………………………..…15

В литературе описано очень много рецептов для изготовления фейерверочных фигур (см. список литературы).

§11. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ

Если для воспламенения основного пиротехнического состава нити стопина и другие подобные средства являются недостаточным импульсом, то применяют воспламенительные составы. Они должны легко воспламеняться сами и при горении развивать высокую тем­пературу, достаточную для воспламенения основного состава.

Применение того или другого воспламенительного состава обу­словливается свойствами, главным образом температурой воспла­менения, основного состава.

Большей частью воспламенительным составом служит смесь окислителя и горючего, рассчитанная по реакции горения.

Некоторые пиротехнические составы, особенно запрессованные под большим давлением, не воспламеняются даже при соприкосно­вении с горящими воспламенительными составами. Тогда вводят переходные составы. Они представляют собой смесь основного и воспламенительного составов большей частью в равных количествах. Температура горения переходного состава выше, чем воспламени­тельного, и основной состав воспламеняется при соприкосновении с горящим переходным.

Контрольные вопросы к главе IV

1. Какие требования предъявляются к пиротехническим составам?

2. Какие составы называются пламенными?

3. Каковы основные свойства пламенных составов?

4. Как влияет увеличение газовой фазы в продуктах реакции на силу света горения пиротехнического состава?

5. Какие приборы служат для определения силы света?

6. Что такое фотоэлемент и на каком принципе основано его устройство?'

7. Как уменьшить искрение при горении осветительных составов?

8. Какие составы служат для освещения при фотографировании?

9. Чем отличается цветочувствительность фотоматериалов от цветочув­ствительности глаза?

10. Какие сигнальные составы применяются в пиротехнике?

11. Почему в составы с солями натрия можно вводить металлы для уве­личения силы света?

12. Какие вещества окрашивают пламя в зеленый цвет?

13. Что такое термитная реакция?

14. Почему применяется алюминий в качестве горючего в термите?

15. Какое значение имеют шлаки в термитных зажигательных составах?

16. Какими свойствами обладает фосфор?

17. Что такое пирофорные металлы?

18. Какое значение в военной технике имеет электрон?

19. Какие размеры имеют частицы дыма?

20. Что означает явление флокуляции и чем оно объясняется?

21. Почему дымовое облако затрудняет видимость?

22. Что значит кроющая способность дыма?

23. Как получаются маскирующие дымы?

24. Какие способы существуют для получения цветных дымов?

25. Какой способ получения дымов наиболее удобен и почему?

26. Как получить черный дым?

27. Что такое возгонка?

28. Какие органические красители образуют цветные дымы?

29. Как определить пригодность красителя для дымообразования?

30. Какое действие оказывает на краситель повышение температуры сверх температуры его возгонки?

31. Какие красители употребляются для получения красного дыма?

32. Что служит окислителем в дымовом составе?

33. Какими свойствами должны обладать красители, чтобы можно было образовать цветной дым из их смеси?

34. Какие составы называются сильными?

35. Как получить сильный искристый состав?

ГЛАВА V

УСТРОЙСТВО И ДЕЙСТВИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ВОЕННЫХ ЦЕЛЕЙ

В военной технике применяются осветительные, зажигательные, трассирующие и сигнальные средства. Последние разделяются на средства ночного и дневного действия.

§ 1. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА

Осветительные пиротехнические средства служат для освещения местности в условиях ночного боя, при фотосъемках, при посадке самолетов на неосвещенные места, при разведке и т. п. Современная военная техника располагает и другими средствами освещения, например, прожекторами, но во многих случаях пиротехнические осветительные средства значительно удобнее.

Главные преимущества пиротехнических осветительных средств заключаются в следующем: они имеют большой запас световой энер­гии в малом объеме; отличаются простотой применения и не требуют дорогих и громоздких установок; способны внезапно действовать; маскируют место выпуска; неуязвимы для противника; освещают сравнительно большой радиус.

К пиротехническим осветительным средствам предъявляются следующие основные требования: 1) определенная сила света, достаточная для освещения местности или других целей; 2) опре­деленная продолжительность действия; 3) безопасность в обраще­нии; 4) герметичность оболочки, обеспечивающая стойкость состава; 5) доступность и сравнительная дешевизна материалов, требующихся для изготовления.

Осветительные средства, применяемые в настоящее время в раз­ных армиях, можно подразделить по назначению на следующие группы:

С р е д с т в а б л и ж н е г о д е й с т в и я, т. е. пиротехниче­ские осветительные изделия, имеющие небольшой радиус действия (около 200 м).

С р е д с т в а д а л ь н е г о д е й с т в и я, т. е. артиллерий­ские снаряды, дающие радиус освещения около 500 м.

О с в е т и т е л ь н ы е с р е д с т в а, применяемые авиацией для освещения места посадки, для фотосъемки и т. п.

Осветительные средства ближнего действия

К осветительным средствам ближнего действия относятся изделия, дающие радиус освещения 100—200 м, дальность полета 120—200 м и имеющие время горения около 7 сек. К таким изделиям относятся 2Q-MM патроны, винтовочные гранаты под мортирку Дьяконова и др.

Наиболее употребительны 26-мм патроны.

26-мм о с в е т и т е л ь н ы е п а т р о н ы. Эти патроны на­зываются также патронами 4-го калибра. Они выстреливаются из специального пистолета того же калибра. Патрон 4-го калибра изображен на рис. 12. Он состоит из бумажной гильзы 3, которая является оболочкой патрона. Снаружи гото­вый патрон покрывается слоем парафина, который предохраняет внутреннее снаряже­ние от влияния влаги.

Гильза имеет латунную шляпку 11, кото­рая служит дном гильзы. В шляпке имеется гнездо для наковаленки 9 и капсюля-вос­пламенителя 10. Внутри гильзы помещен вышибной заряд из 3 г дымного пороха 8. Заряд плотно закрыт картонным пыжом 6, имеющим центральное отверстие, заклеенное марлей 7. Этот пыж создает сопротивление пороховым газам, образующимся от сгора­ния вышибного заряда, чтобы улучшить их работу — выбрасывание осветительной звездки 4 из гильзы. Марля защищает порох от высыпания. Поверх картонного пыжа 6 помещен войлочный пыж с центральным от­верстием 5, который защищает звездку от повреждений в результате удара пороховых газов при выстреле. Отверстия в обоих пыжах обеспечивают передачу пламени звездке. Звездка 4 состоит из осве­тительного состава; для воспламенения его звездка имеет слой воспламенительного состава 12, в который впрессована нить стопина 13, выступающая из звездки. Поверх звездки помещена плотная вой­лочная набивка 2, которая защищает все элементы снаряжения от перемещений. Верхний край гильзы закрыт картонным пыжом 1; он закрепляется путем закатки края гильзы и предохраняет все снаряжение от выпадения.

Звездка (рис. 13) представляет собой цилиндр, спрессованный из осветительного состава 3 с небольшим слоем воспламенительного состава 2 и нитью стопина 1. Диаметр осветительной звездки около 24 мм, высота до 40 мм.

При выстреле боек пистолета ударяет по капсюлю, оболочка которого вдавливается внутрь. При этом капсюль накалывается острыми краями наковаленки, и капсюльный со став воспламеняется, воспламеняя вышибной заряд. Образовавшиеся газы выбрасывают загорающуюся при этом осветительную звездку. Горение звездки

в начальный период ее полета мало заметно, так как вначале сгорает воспламенительный состав, не дающий яркого пламени. Горение

основного осветительного состава продолжается около 7 сек. При стрельбе из пистолета под углом в 65° зьездка поднимается на вы­соту до 120 м. давая радиус освещения 100 м. Сила света звездки достигает 30 000 свечей.

Осветительные 26-мм патроны обладают мно­гими достоинствами: не требуют предварительной подготовки для приведения в действие, просты в обращении, обладают достаточной продолжительностью действия.

К недостаткам патронов следует отнести огне­опасность их, что затрудняет хранение и транс­портировку.

Пистолет 4-го калибра для стрельбы освети­тельными патронами изображен на рис. 14.

О с в е т и т е л ь н ы е в и н т о в о ч н ы е г р а н а т ы. Винтовочная граната (рис. 15) — более мощное осветительное средство ближнего действия, чем 26-лш патрон. Гранаты выстре­ливаются холостыми патронами из винтовочной мортирки Дьяконова (мортирка Д), надеваемой на винтовку.

Оболочкой служит корпус гранаты 1 — картон­ный цилиндр; длина его 86 мм, наружный диаметр 40.5 мм, толщина стенок 3,5 мм. В верхней части корпуса находится выточка для надевания оваль­ной головки 2, спрессованной из картона; высота ее около 45 мл. В нижней части цилиндра находится донная пробка 3 (рис. 16)

. В донной пробке (рис. 15) прочно закреплены два отрезка бик­фордова шнура 10 длиной около 2 см каждый, которые служат за­медлителями. Два замедлителя обеспечивают надежность безотказ­ного действия гранаты. На оба конца замедлителей нанесена поро-

ховая подмазка, облегчающая воспламенение бикфордова Дно закрыто кружком картона 11, герметизирующим внутренние части от влияния влаги. Замедлители верхними концами соприкасаются с вышибньм зарядом 4, (0,7 г дымного i в пороха). Для смягчения удара поро­ховых газов о звездку 6 служит войлоч­ный пыж 5 с отверстием, выше которого расположена осветительная звездка 6. Слой воспламенптельного состава и стопин звездки обращены к вышибному заряду. Осветительная звездка анало­гична звездке в 26-мм патроне, но больше размером: диаметр ее около 32 мм, высота около 50 мм. Свободное пространство внутри гранаты над звездкой заполняется войлочными обрезка­ми 7; они удерживают части гранаты от смещения. На герметизирующий кружок 11 наклеены три малых картон­ных кружка 8, которые служат отли­чительными знаками осветительных гра­нат — для опознавания их ночью на ощупь (в отличие от сигнальных).

На рис. 17 показаны эти отличи­тельные знаки.

Осветительными гранатами стреляют из мортирки Дьяконова (рис. 18), которую надевают на ствол винтовки.

На внутренней поверхности передней части стальной мортирки (называемой телом 1 мортирки) имеются три нареза, почему граната в полете полу­чает вращение. Тело мортирки непо­движно скреплено с чашкой 2, в которую ввинчивается шейка 3 с коленчатой прорезью. Мушка винтовки входит в продольный канал этой прорези, а с поворотом мортирки мушка входит в боковую прорезь шейки, и мортирка закрепляется на стволе винтовки. Длина мортирки Д 335 мм.

Граната вкладывается в мортирку так. чтобы выступы на дон­ной пробке гранаты (рис. 16) вошли в нарезы. Выстрел производится

холостым патроном; винтовку держат упором в землю под углом 45—55°.

Удар пороховых газов холостого патрона прорывает герме­тизирующий кружок донной пробки, воспламеняя замедлители и выбрасывая гранату из мортирки. Огонь от замедлителей пере­дается вышибному заряду через 2,5—3 сек. после их воспламене­ния. Давлением пороховых газов вышибного заряда отрывается головка гранаты и выбрасывается загоревшаяся при этом звездка. Звездка загорается со стороны стопина и воспламенительного со­става, затем загорается основной осветительный состав. При вы­стреле под углом 45—55° дальность полета осветительной гранаты около 230 м; граната разрывается на высоте около 150 м; время, в течение которого производится освещение, — около 7 сек. Сила света гранаты около 50 000 свечей.

Осветительные средства дальнего действия

В армиях разных стран имеется большое количество разнооб­разных конструкций осветительных снарядов. В основном их можно подразделить на беспарашютные и парашютные.

Осветительные снаряды по способу выбрасывания внутрен­него снаряжения во время действия бывают: а) с выбрасыва­нием снаряжения через головную часть и б) с выбрасыванием снаря­жения через донную часть.

По количеству осветительных элементов (звездок) снаряды под­разделяются на о дно звездчатые и многозвездчатые.

Б е с п а р а ш ю т н ы е о с в е т и т е л ь н ы е с н а р я д ы могут иметь до 24 звездок. Беспарашютный снаряд из-за простоты конструкции мог бы представлять значительный интерес. Кроме того, в нем сравнительно хорошо используется объем: снаряд вме­щает относительно большое количество осветительного состава. Однако беспарашютные снаряды имеют крупные недостатки. Осве­тительные звездки горят не больше 30 сек., что совершенно недо­статочно для наблюдения за местностью, наблюдение затрудняется также быстротой движения осветительных звездок по направлению к земле, к тому же во время полета звездки освещение местности меняется.

Парашютные осветительные снаряды боль­шей частью имеют одну или две звездки сравнительно больших раз­меров. Каждая звездка снабжается парашютом. Время горения звезд­ки до 60 сек. Парашюты значительно уменьшают скорость падения звездок и поддерживают их в воздухе, позволяя получить их го­рение на высоте, требуемой для освещения местности.

Необходимость в безотказном действии парашютов заставляет делать к ним специальные приспособления. В момент разрыва сна­ряда в воздухе смятый парашют может не развернуться, могут загореться тросы и ткань. Поэтому снаряды снабжают специаль­ными устройствами, предохраняющими парашют от смятия и загорания.

Но парашюты и предохранительные приспособления занимают много места внутри корпуса снаряда, а вес осветительного состава поэтому проходится уменьшать. Это один из недостатков парашют­ных снарядов.

Беспарашютные и парашютные снаряды имеют различные кон­струкции, в зависимости от способа выбрасывания внутреннего снаряжения. Для производства снарядов, в которых снаряжение выбрасывается через головную часть, можно использовать обыч­ные шрапнельные кор­пуса. Однако это не­выгодно. Внутреннее снаряжение, выбрасы­ваемое по направле­нию движения снаря­да в воздухе, полу­чает настолько боль­шую скорость, что могут разорваться и перепутаться тросы парашюта, может по­рваться парашют и пр. Увеличение скоро­сти полета получается вследствие того, что на элементы внутрен­него снаряжения в момент выбрасывания их из корпуса дей­ствует дополнительная сила давления га­зов вышибного заряда, увеличивающая их скорость.

Снаряды, которые выбрасывают снаряжение через донную часть, значительно надежнее.

Рассмотрим устройство и действие некоторых осветительных снарядов.

Примерная схема беспарашютного снаряда показана на рис. 19.

Корпус снаряда снабжен прочной донной частью, в которую ввинчена центральная трубка 2. Она сообщается с дистанционной трубкой. На центральную трубку надета шашка из осветительного состава 3. На шашке имеются каналы от центральной трубки к пе­риферии шашки и столбик из воспламенительного состава 4.

Дистанционная трубка приводит снаряд в действие в требуемый момент.

Б е с п а р а ш ю т н ы й с н а р я д с ш е с т н а д ц а т ь ю о с в е т и -т е л ь н ы м и э л е м е н т а м и, с в ы б р а с ы в а ­ н и е м с н а р я ж е н и я ч е р е з г о л о в н у ю ч а с т ь, по­казан на рис. 20. В камере донной части корпуса снаряда помещен вышибной заряд 9 из дымного пороха. Осветительные элементы, или так называемые сегменты 7, распо­ложены по четыре в четыре ряда. Каж­дый сегмент имеет слой воспламенптельного состава 3. Между сегментами — центральный вертикальный канал, по которому проходит огнепровод — нить стопина 4. Он передает огонь от дистан­ционной трубки 1 к вышибному заряду и воспламеняет сегменты.

Вышибной заряд отделен от осветитель­ных сегментов диафрагмой 8 с централь­ным отверстием, через которое огнепро­вод соприкасается с вышибным зарядом. Сегменты отделены друг от друга картон­ными прокладками 6', которые смягчают силу удара пороховых газов о сегменты (аналогичная схема снаряжения приме­няется, как увидим ниже, и в снарядах зажигательного действия).

Действие снаряда происходит следу­ющим образом. В требуемой точке траек­тории полета снаряда огонь от дистан­ционной трубки по огнепроводящему стопину передается осветительным сег­ментам и вышибному заряду. При сго­рании порохового вышибного заряда обра­зуется много газов, горением которых горящие сегменты выбрасываются из сна­ряда, срывая его головку.

П а р а ш ю т н ы й о д н о з в е з д ч а т ы и с н а р я д с в ы б- р а с ы в а н и е м с н а р я ­ ж е н и я ч е р е з г о л о в н у ю ч а с т ь показан на рис. 21 (снаряд фирмы Крупна в Германии). На дне корпуса 1 снаряда находится диафрагма 2, имеющая в сечении форму буквы Т. Между дном корпуса и диафрагмой расположен вышибной заряд 3. Оболочка звездки 4 заполнена осветительным составом 5. К звездке присоединен парашют 6 (рис. 22).

Парашют (рис. 21) защищен полуцилиндрами 7 от повреждений при действии снаряда; полуцилиндры опираются на диафрагму 2.

Сверху парашют закрыт второй диафрагмой 8. В головной части снаряда помещен отрывной пороховой заряд 9, который „отрывает головную часть при действии снаряда. В оболочке 4 звездки и в од­ном из полуцилиндров сделана выемка для огнепроводной трубки 10. По этой трубке передается огонь от дистанционной трубки к вышиб-

ному заряду 3. Выемка показана на поперечном разрезе снаряда (рис. 23).

Огнепроводная трубка (рис. 21) помещается над отверстиями 12 и 11 в диафрагмах 8 и 2. В диафрагме 2 имеются каналы 13, над ко­торыми расположены воспламенители 14 осветительной звездки.

Рассмотрим действие описанного снаряда. В момент, установ­ленный на дистанционной трубке, от нее передается огонь заряду 9. Давлением газов, образующихся при взрыве заряда, отрывается головная часть снаряда, одновременно огонь передается огнепро­воду 10. После выгорания огнепровода воспламеняется вышибной заряд 3. Газы, образующиеся при взрыве заряда, давят на диафрагму 2, которая вытал­кивает полуцилиндры 7; вместе с ними из стакана снаряда выталкивается звездка 4—5 с привязанным к ней парашютом 6. Вместе с этим пороховые газы проникают через ка­налы 13 в диафрагме 2 и поджигают воспла­менители звездки 14, чем достигается загорание звездки к моменту вылета ее из стакана.

С выходом из стакана снаряда полуци­линдры 7 под действием центробежных сил, развивающихся при вращении снаряда в полете, отлетают в сторону, парашют освобождается и под действием потока воздуха, окружающего его при падении звездки, разворачивается. Раскрывание полуцилиндров показано на рис. 24. Развернутый парашют замедляет падение горящей звездки.

Выбрасывание звездки через головную часть усложняет снаря­жение, так как требуется огнепровод и специальный вышибной за­ряд в донной части. В этом не нуждаются снаряды, звездки в которых выбрасываются через донную часть.

П а р а ш ю т н ы й о д н о з в е з д ч а т ы й с н а р я д, в к о т о р о м с н а р я ж е н и е в ы б р а с ы в а е т с я ч е р е з д о н н у ю ч а с т ь, по­казан на рис. 25. Дно снаряда 1 скреплено с корпусом стопорными винтами 2. Звездка 3 состоит из осветительного состава, запрессован­ного в оболочку 4. Поверх осветительного состава запрессован слой восдламенительного состава 5. К звездке привязан парашют из шелка 9; он уложен в сосуд, образованный двумя полуцилиндрами с днищами 10. Диаметр купола парашюта 600 —1000 мм. Над звездкой расположена диафрагма 7 с отверстиями 8, через которые огонь передается от дистанционной трубки к осветительной звездке.

Снаряд действует следующим образом. Действием дистанционной трубки, установленной на определенную высоту разрыва, зажи­гается воспламенительный состав 5 звездки 3, который передает пламя основному осветительному составу. Давлением газов, обра­зующихся при горении составов, срезаются стопорные винты 2, удерживающие дно снаряда, при этом все внутреннее снаряжение выталкивается наружу, назад. Полуцилиндры защищают парашют

от повреждения. В воздухе под действием центробежных сил и встречного потока воздуха полуцилиндры, образующие сосуд для парашюта, расходятся; парашют освобождается и раскрывается, замедляя падение звездки.

Возможно, что давление газов, образующихся при горении состава звездки, будет настолько велико, что сможет деформировать обо­лочку звездки. Поэтому в головной части корпуса снаряда имеются специальные каналы б, прикрываемые оболочкой звездки. С пере­мещением ее после срезания стопорных винтов 2 эти каналы откры­ваются, и избыточное давление спускается.

Как можно видеть, выбрасывание внутреннего снаряжения через донную часть значительно упрощает конструкцию и улучшает дей­ствие снаряда.

Другим примером парашютного о дно звездчатого снаряда с вы­брасыванием внутреннего снаряжения через донную часть может служить английский осветительный снаряд (рис. 26). В этом сна­ряде дно 12 скреплено с корпусом стопорными винтами 13. В голов­ной части снаряда находится дистанционная трубка 1.

Снаряд снабжен вышибным зарядом 3 из дымного пороха, поме­щенным в оболочку из легкой воспламеняющейся ткани,. Заряд расположен над диафрагмой 4 с отверстиями для воспламенения осветительной звездки 6 пороховыми газами.

Звездка состоит из металлического цилиндра с дном, в котором запрессованы освети­тельный и воспламенительный составы 5.

Дно оболочки звездки снабжено вертлюгом 9, т: которому при­вязаны тросы парашюта 11. Вертлюг дает возможность звездке

вращаться, не скручивая при этом тросы парашюта и не затрудняя развертывания парашюта в воздухе. Парашют 11 обычно делается из шелковой прочной и легкой ткани. Сложенный парашют уложен в цилиндр, образованный двумя полуцилиндрами 10.

Действие снаряда аналогично действию снаряда с выбрасы­ванием снаряжения через донную часть. Отличие заключается лишь в том, что здесь внутреннее снаряжение выталкивается из корпуса силой давления пороховых газов.

Осветительная звездка горит 45—65 секунд, сила света до 200000 свечей, радиус освещения достигает 500 м.

Определяя степень прочности при­крепления дна к корпусу, нужно со­гласовать ее с величиной вышибного заряда; если крепление будет слишком прочным, потребуется большой вышибной заряд для отрыва дна, причем может быть повреждена осветительная звездка. В обратном случае возможен прорыв поро­ховых газов при выстреле через дно в снаряд и преждевременный его разрыв.

П а р а ш ю т н ы й д в у х з в е з д ч а т ы и 152-мм о с в е т и т е л ь н ы й с н а р я д с и с т е м ы П о г р е б и я к о в а с в ы б р а с ы в а н и е м с н а- ­ р я ж е н и я ч е р е з г о л о в н у ю ч а с т ь показан на рис. 27. Головка снаряда скреплена с корпусом нарезкой и стопорными винтами. В очко головки ввинчена дистанционная трубка 1. В сна­ряде помещены две осветительные звезд­ки 2 в форме полуцилиндров. Между ними имеется выемка, по которой проходит центральная трубка 3. Внутри трубки помещена нить стопина б; она служит огнепроводом. Каждая звездка имеет двойной парашют. Звездка состоит из железной оболочки, в которую запрессован основной осветительный состав; для облег­чения воспламенения его в звездку запрессовываются слои переход­ного и воспламенительного составов. Вес звездки до 550 г. Звездки расположены над сложенными парашютами 4 и опираются' на ду­бовые стойки 9 с резиновыми прокладками. Вокруг центральной трубки также помещены резиновые прокладки-кольца 10. Дере­вянные стойки защищают парашюты от повреждений и смятия звездками; резиновые прокладки смягчают удар звездок в момент выстрела. Нижняя часть центральной трубки 3 соприкасается с втулкой, в которой запрессован пороховой замедлитель 5. Втулка ввинчена в диафрагму 7. Вышибной заряд 8 из дымного пороха по­мещен в металлической коробке, соединенной с диафрагмой. Осве-