Пиротехнический аэрозолеобразующий состав для воздействия на облака и туман

Изобретение относится к пиротехническим составам, которые при горении образуют аэрозоль, воздействующий на гидрометеорологические процессы. Изобретение может быть использовано для рассеивания облаков и туманов, предотвращения градобитий и вызывания осадков из переохлажденных облаков, посредством генерирования адсорбирующего аэрозоля при горении пиротехнического заряда, включающего соли активных галогенидов. Пиротехнический азрозолеобразующий состав содержит в качестве окислителя перхлорат аммония, в качестве горючего - фенолформальдегидную смолу и стеарат кальция в качестве льдообразующего реагента - композицию ингредиентов, способствующую возникновению образования ядер кристаллов - смесь тонкоизмельченных порошков йодистого серебра, йодистого калия, йодистой меди, в качестве горючей связки, для исключения расслоения и повышения прочности запрессованного состава - олифу натуральную, для регулирования скорости горения - ферроцен (каталитическую добавку) и технологическую добавку - графит. Состав отличается повышенной эффективностью воздействия пиротехнического состава на облака, обеспечивая универсальность метеорологического воздействия в широком диапазоне температур, при высоком пороге льдообразования и выходе активных ядер кристаллизации. 2 табл.

 

Изобретение относится к пиротехническим составам, содержащим перхлорат и органический наполнитель, не являющийся взрывчатым, которые при горении образуют аэрозоль воздействующий на гидрометеорологические процессы. Изобретение может быть использовано для рассеивания облаков и туманов, предотвращения градобитий и вызывания осадков из переохлажденных облаков, посредством генерирования адсорбирующего аэрозоля при горении пиротехнического заряда, включающего соли активных галогенидов.

Уровень данной техники характеризует пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака и туман, используемый в серийном производстве в противоградовых ракетах «Алазань-6», патронах воздействия на облака ПВ-26 и ПВ-50, самолетных аэрозольных генераторах САГ-26, описанный в патенте RU 2175185, A01G 15/00, С06В 29/08, С06D 3/00, содержащий следующие компоненты, в соотношении (мас. %):

- 48-58 перхлорат аммония в качестве окислителя,

- 13-17 фенолформальдегидную смолу, в качестве горючего,

- 9-11 дициандиамид - регулятор скорости горения, пламягаситель,

- 7-9 йодистое серебро, 11-13 йодистый калий - льдообразующие реагенты,

- 1-3 технологическая добавка (графит, аэросил, индустриальное масло).

Количественное соотношение компонентов пиротехнического состава обеспечивает порог льдообразующего действия в диапазоне минус (4-5)°С, а выход активных ядер кристаллизации, по результатам лабораторных испытаний ФГБУ «ЦАО», за период (2009-2016) гг., при температуре минус 10°С, составляет (1,0-1,7)×1013 с 1 грамма состава, а при минус 6°С - (1,0-3,26)×1012 с 1 грамма состава.

В составе использован хорошо возгоняемый дополнительный активатор - йодид калия, который конденсирует пары воды и выносит из зоны горения шлаки, а главное, способствует возгонке йодида серебра, чем значительно повышает эффективность генерируемого при более продолжительном горении пиротехнического состава аэрозоля.

Однако йодид калия не обеспечивает в полной мере активацию йодида серебра, в результате чего он частично термически разлагается и не используется по прямому назначению, чем снижается эффективность создания центров кристаллизации.

Дополнительным недостатком известного пиротехнического состава является относительно низкий порог кристаллизующего действия генерируемого аэрозоля, который ограничивает эффективность льдообразования по высоте нижнего слоя обрабатываемых облаков, с целью принудительного вызывания осадков при более высокой температуре атмосферы, близкой к 0°С, а также отсутствие полной возгонки льдообразующего реагента - йодистого серебра, что требует большого расхода дорогостоящего льдообразующего реагента.

Отмеченные недостатки в некоторой степени устранены в более совершенном пиротехническом составе для воздействия на переохлажденные облака и туманы по патенту RU 2470506, A01G 15/00, С06В 29/08, 2011 г., который по числу совпадающих признаков выбран в качестве прототипа предлагаемому составу.

Известный пиротехнический аэрозолеобразующий состав содержит следующие компоненты, в соотношении (мас. %):

Перхлорат аммония - 48,0-52,0
Фенолформальдегидная смола - 12,0-16,0
Дициандиамид - 7,0-9,0
Йодит серебра - 6,0-8,0
Йодит калия - 10,0-12,0
Йодид меди - 4,0-6,0
Графит - 0,5-1,0
Технический углерод - 3,0-4,0
Масло индустриальное - 0,5-1,0

Указанный пиротехнический состав, как и аналог, обеспечивает достаточно высокий выход активных ядер при температурах минус (10-5)°С, однако порог кристаллизующего действия незначительно смещен в сторону более высоких температур.

Кроме того качественный состав и количественное соотношение компонентов известной пиротехнической композиции не оптимизированы для максимальной полноты возгонки, льдообразующих реагентов, что определяет относительно невысокую эффективность действия по назначению и требует дополнительного расхода генерирующих аэрозоль изделий для решения поставленных задач.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение для получения технического результата, является создание пиротехнического состава содержащего компоненты, повышающие порог кристаллизации активных ядер с минус 6°С до минус 3°С, обеспечивающего наиболее полную возгонку дорогостоящего льдообразующего агента - йодистого серебра, с возможностью регулирования скорости горения состава в широком диапазоне (от 1 мм/сек до 2 мм/сек); с меньшей стоимостью состава, при сохранении и увеличении эффективности по сравнению с известными аналогами.

Требуемый технический результат достигается тем, в известный пиротехнический азрозолеобразующий состав для воздействия на облака и туман, содержащий перхлорат аммония, фенолформальдегидную смолу, серебро йодистое, калий йодистый, медь йодистую, графит, дополнительно введен ферроцен, а дициандиамид, технический углерод и масло индустриальное заменены на стеарат кальция и олифу натуральную, при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:

Перхлорат аммония - 56,0-62,0
Смола фенолформальдегидная - 13,0-17,0
Стеарат кальция - 3,5-5,0
Серебро йодистое - 2,5-3,5
Калий йодистый - 12,0-14,0
Медь йодистая - 1,0-2,0
Олифа натуральная - 2,0-5,0
Графит - 0,0-1,0
Ферроцен - 0,0-2,0

Отличительные признаки заявляемого изобретения обеспечили улучшение технологичности и безопасности изготовления состава, эффективного по основному действию пиротехнического заряда в результате более полной возгонки функциональных реагентов, образующих активные центры кристаллизации, распределенные в генерируемом при горении аэрозольном облаке.

Состав, по изобретению, содержит в качестве окислителя перхлорат аммония (NH4, ClO4), в качестве горючего - фенолформальдегидную смолу (С13Н12О2) и стеарат кальция (С36Н70СаО4) в качестве льдообразующего реагента - композицию ингредиентов, способствующей возникновению образования ядер кристаллов - смесь тонкоизмельченных порошков йодистого серебра (AgI), йодистого калия (KI), йодистой меди (CuI), в качестве горючей связки, для исключения расслоения и повышения прочности запрессованного состава - олифу натуральную, для регулирования скорости горения - ферроцен (каталитическую добавку) и технологическую добавку - графит.

Состав имеет повышенные показатели льдообразующего действия:

- порог льдообразующего действия до минус 3°С;

- выход активных ядер кристаллизации при температуре минус 10°С - (1,2-1,6)×1013 с 1 г состава, при температуре минус (5,5-6,0)°С - (8,0-11,0)×1012 с 1 г состава, при температуре минус 3°С до 7,0×1011 с 1 г состава, что при температурах минус (3-6)°С значительно превышает показатели всех известных аналогичных составов, при этом содержание наиболее дорогого и дефицитного компонента AgI в 2,5-3 раза ниже. Благодаря дешевизне и высоким выходным характеристикам, состав способен заменить применяемые в настоящее время серийные составы, как в существующих, так и во вновь разрабатываемых противоградовых и осадковызывающих средствах.

При горении пиротехнического состава, содержащего стеарат кальция взамен ранее использованного дициандиамида, образуются высоко гигроскопичные соединения кальция, что при содержании (2,5-3,5)% йодистого серебра в сочетании с известными йодсодержащими функциональными реагентами обеспечивает предлагаемому составу синергетический эффект получаемого результата, позволяющего обеспечить выход активных ядер (1,2-1,6)×1013 с 1 г состава при температуре минус 10°С, как в составах аналогах, содержащих 8-10% йодистого серебра и повысить порог кристаллизации активных ядер с минус (5-6)°С до минус 3°С с выходом активных ядер кристаллизации при температуре минус 3°С до 7,0×1011 с 1 г состава.

Олифа натуральная выполняет роль горючего и одновременно исключает расслоение разнородных по плотности входящих в состав компонентов в процессе переработки состава (у наиболее тяжелого йодида серебра плотность равна 5,675 г/см3, а у наиболее легкого стеарата кальция плотность равна 1,08 г/см3), повышает прочность запрессованного состава в результате высыхания (полимеризации) олифы с образованием прочной эластичной пленки, что способствует равномерному горению состава и получению равномерного по плотности и содержанию льдообразующих центров кристаллизации аэрозольного облака.

Ферроцен (каталитическая добавка) позволяет изменять скорость горения запрессованного состава без снижения льдообразующей активности состава, что расширяет технологические возможности при проектировании конкретных средств воздействия.

Графит вводится в состав для повышения прочности заряда из запрессованного состава.

Компоненты состава имеют широкую сырьевую базу.

Приготовление состава по изобретению производится на используемых в пиротехнической промышленности смесителях планетарного типа механическим перемешиванием в три стадии:

1. Мешка порошкообразных сухих компонентов в течение 10-20 минут;

2. Ввод жидкой составляющей и дополнительное перемешивание в течение 10-15 минут;

3. Изготовление зарядов из приготовленного состава методом глухого прессования на гидравлических прессах.

Скорость горения состава в запрессованном при удельном давлении (1300±130) кг/см2 заряде составляет (1,0-2,0) мм/с и регулируется крупностью компонентов и введением каталитической добавки.

Для экспериментальной проверки изготовлены и испытаны составы, рецептуры которых в сравнении с составом аналога и прототипа, приведены в таблице 1.

Показатели эффективности льдообразования приведены в таблице 2.

Проведенные испытания опытных образцов составов в установках по моделированию различных метеорологических условий, подтвердили значительное повышение эффективности льдообразования, в том числе в диапазоне повышенных температур до минус 3°С. Анализ данных, приведенных в таблице 2 показывает, что рецептура состава по предлагаемому изобретению значительно расширяет возможности использования состава, как на переохлажденные облака, так и на относительно теплые облака и туманы.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показывает соответствие критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень», а с учетом возможности серийного производства пиротехнического состава и использования в изделиях, предназначенных для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы, можно сделать вывод о соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Пиротехнический азрозолеобразующий состав для воздействия на облака и туман, содержащий перхлорат аммония, фенолформальдегидную смолу, серебро йодистое, калий йодистый, медь йодистую, отличающийся тем, что он содержит ферроцен, стеарат кальция, олифу натуральную и необязательно графит и ферроцен, при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:

Перхлорат аммония - 56,0-62,0
Фенолформальдегидная смола - 13,0-17,0
Стеарат кальция - 3,5-5,0
Серебро йодистое - 2,5-3,5
Калий йодистый - 12,0-14,0
Медь йодистая - 1,0-2,0
Олифа натуральная - 2,0-5,0
Графит - 0,0-1,0
Ферроцен - 0,0-2,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для кристаллизации периодического действия для получения кристаллов, предпочтительно перхлората аммония. Устройство содержит кристаллизатор 1, состоящий из металлического цилиндрического сосуда, внутренняя поверхность которого состоит из материала с твердостью по меньшей мере 120 НВ, предпочтительно по меньшей мере 200 НВ, цилиндрический сосуд имеет овальное или круглое поперечное сечение с коническим или вогнутым днищем 12, оборудованный вдоль его длины двойной рубашкой 4 для охлаждения раствора и/или суспензии раствора и кристаллов и высокоскоростным перемешивающим устройством 8 из материала с твердостью по меньшей мере 120 НВ, предпочтительно по меньшей мере 200 НВ, высокоскоростное перемешивающее устройство 8 оснащено приводом 9, обеспечивающим регулирование скорости и, следовательно, степени воздействия механического действия перемешивающего устройства на округлость кристаллов внутри сосуда вместе с внутренней поверхностью сосуда, содержащего по меньшей мере две перегородки 5 из материала с твердостью по меньшей мере 120 НВ, предпочтительно по меньшей мере 200 НВ, при этом сосуд оборудован по меньшей мере одним отверстием 10 сверху, соединенным по меньшей мере с одним независимым ответвлением контура циркуляции 11 снаружи для ввода нагретого раствора и/или нагретой суспензии раствора и кристаллов с помощью по меньшей мере одного циркуляционного насоса 2 через по меньшей мере один теплообменник 3 для обеспечения вместе с двойной рубашкой 4 регулируемых периодических изменений температур суспензии кристаллов вблизи кривой охлаждения, при этом соединительный трубопровод 13 соединен с днищем 12 сосуда кристаллизатора 1 и по меньшей мере с одним ответвлением контура циркуляции 11.

Изобретение относится к воспламенительным составам, применяемым для воспламенения термостойких смесей. Воспламенительный состав содержит в качестве связующего поливинилбутираль, окислителя - перхлорат аммония, металлического горючего - алюминий или алюминиево-магниевый сплав ПАМ-3, а также пластификатор - дибутилфталат, технологические добавки - углерод технический, парафин, олеиновую кислоту, стеарат цинка.

Изобретение относится к созданию термостойких газогенерирующих кислотообразующих высокопрочных топлив для скважинных аппаратов различного механизма действия: пороховых аккумуляторов давления скважинных, пороховых генераторов давления, пулевых и кумулятивных перфораторов и др.

Изобретение относится к области создания термостойких газогенерирующих кислотообразующих высокопрочных топлив для скважинных аппаратов различного механизма действия: пороховых аккумуляторов давления скважинных, пороховых генераторов давления, пулевых и кумулятивных перфораторов для термогазохимического и барического воздействия на призабойную зону пласта в нефтяных и газовых скважинах с одновременной кислотной обработкой с целью интенсификации добычи ресурсов.

Изобретение относится к пиротехническим аэрозолеобразующим составам для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы. Пиротехнический состав содержит перхлорат аммония, горючее-связующее, пламегаситель и регулятор скорости горения, Ag3CuJ4 в качестве льдообразующего реагента, йодирующую добавку в виде йодистого калия или йодистого аммония и технологическую добавку.
Изобретение относится к взрывчатым веществам для снаряжения взрывных устройств различного назначения и может быть использовано в горнодобывающей промышленности, строительстве и в других областях науки и техники, связанных с применением энергии взрыва мощных ВВ.

Изобретение относится к области измельчения твердых материалов, в том числе перхлората аммония (ПХА) с получением частиц размером от 80 до 500 нм, применяемого при изготовлении смесевого твердого ракетного топлива.
Изобретение относится к топливным зарядам для нефте- и газодобывающей промышленности, а именно для использования в скважинных устройствах - пороховых газогенераторах, аккумуляторах давления и др., эксплуатируемых в условиях глубоких скважин при температурах до +160°С.

Изобретение относится к окислителям твердотопливных энергетических конденсированных систем на основе двойного окислителя перхлорат - нитрат аммония. .
Изобретение относится к области создания смесевых твердых ракетных топлив, эксплуатируемых в температурном диапазоне от 60 до минус 70°С и применяемых в различных ракетных системах.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве и других областях, связанных с необходимостью обеспечения доставки природных солнечных лучей на Землю. Для передачи солнечного света, затуманенного низколетящими облаками, на Землю, облака обрабатывают потоком тепла.

Изобретение относится к области техники, обеспечивающей воздействия на атмосферу с целью рассеивания тумана на контролируемом участке местности, и может быть использовано для улучшения условий навигации на аэродромах, скоростных автодорогах, морских портах и т.п.

Изобретение относится средствам изменения атмосферных условий и в частности к метеорологическим ракетам для рассеивания в облаках активного аэрозоля и искусственного вызывания осадков или предотвращения градобития.

Изобретение может быть использовано для защиты контролируемой территории от аэрозольного загрязнения. Генерируют коронный разряд в движущемся вдоль поверхности земли воздушном потоке с последующим поворотом направления его движения вверх.
Изобретение относится к области техники, предназначенной для воздействия на воздушно-капельные дисперсии, и может быть использовано для изменения метеоусловий. Способ воздействия на заряженные воздушно-капельные дисперсии, обладающие электрическим дипольным моментом, с целью модификации метеоусловий заключается в том, что осуществляется воздействие спиральными электромагнитными волнами в полосе частот поглощения среды путем сканирования антенной с изменяемой диаграммой направленности с напряженностью электрического поля в максимуме диаграммы направленности антенны не менее 10 мВ/м по объему воздушно-капельной дисперсии со скоростью перемещения в диапазоне от единиц до сотен км/ч в зависимости от мощности облачного фронта и скорости его перемещения, за счет перехода момента импульса спиральной электромагнитной волны во внешний момент импульса частиц воздушно-капельной дисперсии с последующим вовлечением в движение нейтральной компоненты дисперсии.

Изобретение относится к области рассеивания тумана на контролируемой территории (аэродромы, автодороги, открытые площадки для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий и т.д.), где необходимо выполнение требований по прозрачности атмосферы и обеспечению дальности видимости, а также в устройствах фильтрации увлажненных газовых потоков.

Изобретение относится к средствам активного воздействия на гидрометеорологические процессы, в частности рассеивания облаков, предотвращения и прерывания градобитий, вызывания осадков посредством генерирования адсорбирующего аэрозоля при горении пиротехнического заряда, включающего соли активных галогенидов.

Изобретение относится к области метеорологии и предназначено для изменения погодных условий. Устройство состоит из эмиссионных проводов (4), подвешенных на опорах различной высоты и находящихся под постоянным электрическим потенциалом (7) относительно земли.

Изобретение относится к средствам активного воздействия на атмосферные явления и, в частности, к реактивным снарядам. Технический результат – повышение эффективности действия.

Группа изобретений относится к метеорологии. Нагревают восходящий поток воздуха за счет освещаемых солнцем зачерненных поверхностей, размещенных на нескольких ярусах.
Наверх