Общие сведения о пиротехнических изделиях и их составах

Пиротехнические изделия (батареи салютов, римские свечи, фонтаны, фейерверки, хлопушки) - это устройства для получения специального эффекта, создаваемого в процессе горения пиротехнического состава.

Пиротехнические изделия (ПИ) имеют ряд особенностей, которые отличают их от обычных изделий

一 по конструктивному исполнению являются изделиями одноразового действия, невосстанавливаемыми и неремонтируемыми изделиями;

-по принципу действия относятся к изделиям кратковременного или мгновенного действия и уничтожаются в результате испытания или практического применения.

Пиротехнические изделия подразделяют на три вида:

1) изделия, в которых используется выделяющаяся при горении пиротехнического состава энергия (тепловая, световая, механическая);

2) изделия для получения в качестве продуктов горения твердых или газообразных (простых или сложных) химических веществ 一 целевых продуктов;

3) изделия с комбинированным специальным эффектом.

Пиротехнические изделия состоят из совокупности различных

конструкционных элементов (деталей, узлов) - основных и дополнительных.

Основными элементами ПИ являются: корпус, пиротехнический состав (слабоуплотненный или в виде пироэлемента), средство инициирования и огнепроводная цепь.

40-миллиметровый реактивный осветительный патрон: 1- заглушка; 2 - бумажно-картонная гильза; 3 - парашют; 4 - осветительный элемент; 5 — корпус: 6 - реактивный двигатель, 7 - воспламенительный узел с терочным капсюлем-воспламенителем; 8 - предохранительная крышка.

Корпус ПИ объединяет все составляющие элементы в единое изделие, воспринимает внутренние и внешние нагрузки, защищает внутренние элементы от внешних воздействий.

Пиротехнический состав (ПС) - механическая смесь твердых (или твердых и жидких) компонентов, выделяющая при горении тепловую и световую энергию и образующая газообразные и конденсированные продукты. Пиротехнический состав содержит основные (окислитель, горючее) и дополнительные (добавки) компоненты.

Компонент — вещество, являющееся составной частью ПС.

Окислитель - это компонент ПС, служащий для окисления горючего и добавок при горении состава. Окислитель должен выделять при разложении активные (идущие на окисление горючего) окислительные элементы — кислород, фтор, хлор и др. При наличии в составе высокотеплотворного металлического горючего (магний, алюминий, титан и др.) роль окислительного элемента мшуг выполнять азот, водород, углерод, менее активные металлы.

Под горючим ПС понимают компонент, способный вступать в реакцию горения с окислителем с выделением тепловой энергии. В качестве горючего в ПС используют органические (твердые и жидкие) и металлические (порошки металлов) горючие.

Добавка - компонент ПС, обеспечивающий получение или повышение специального эффекта при горении состава, безопасность, а также улучшение технологичности изготовления составов и пиротехнических элементов из них.

Пиротехнический состав в изделии может использоваться слабоуплотненным или в виде пиротехнического элемента (пироэлемента). Порошкообразный ПС занимает большой объем в изделии, сгорает с большой скоростью. Уплотнение состава и придание пироэлементу (ПЭ) необходимой формы позволяет:

1) увеличить прочность пироэлемента;

2) уменьшить занимаемый объем в изделии;

3) замедлить процесс горения уплотненного состава;

4) обеспечить управляемое послойное горение пироэлемента.

Пироэлемент - это тело определенной геометрической формы из

пиротехнического состава (в оболочке или без нее). Форма ПЭ выбирается с учетом обеспечения требуемого массового расхода состава для получения специального эффекта и времени действия изделия. Наиболее часто используются ПЭ цилиндрической формы с центральным внутренним каналом или ПЭ торцевого горения.

Схемы пироэлементов:

1 - воспламенительный состав; 2 - основной состав; 3 - оболочка;4 - инертный состав

Средства инициирования - это малогабаритные устройства, предназначенные для получения инициирующего теплового импульса (луча огня): капсюли-воспламенители ударного действия, электровоспламенители, терочные воспламенители.

Огнепроводные цепи (рис. 13) служат для усиления первичного теплового импульса и передачи его к составу или пироэлементу. Для увеличения дальности срабатывания изделия в огнепроводную цепь включают замедлитель.

Блок-схемы огнепроводных цепей СИ - средство инициирования; ПЭ - пироэлемент; У - усилитель; 3 - замедлитель

В зависимости от назначения и конструкции пиротехнические изделия, кроме указанных основных составляющих, содержат различные дополнительные элементы и комплектующие узлы:

-воспламенительно-вышибные заряды;

-воспламенительно-разрывные заряды;

-генераторы тепла, газа, аэрозоля;

-диафрагмы;

-сопловые блоки;

-парашютные системы;

一 перья стабилизатора;

-теплозащитные устройства и др.

Каждый вид пиротехнического изделия при функционировании обеспечивает получение специального эффекта (светового, реактивного, звукового, дымового и др.). Специальным называют эффект, который максимально реализуется при действии конкретаого изделия. Для получения специального эффекта необходимо образование целевого продукта или выделение энергии при горении ПС (или одновременно и того, и другого).

Теплота горения - количество тепла, выделяющегося при сгорании единицы массы состава (топлива). В зависимости от условий горения различают калорийность и теплотворную способность состава (топлива).

Калорийность — теплота горения при окислении горючих за счет собственных окислительных элементов состава. Теплотворная способность - теплота горения состава или топлива при избытке окислительных элементов (с участием кислорода воздуха или воды).

Классификация пиротехнических изделий и составов

Гетерогенные горючие конденсированные системы в общем случае подразделяют на четыре группы: пиротехнические составы, твердые пиротехнические топлива, смесевые твердые топлива, смесевые взрывчатые вещества.

Пиротехнические составы классифицируются по назначению, характеру процессов, протекающих при горении, и технологическим свойствам.

По назначению ПС разделяют на следующие группы: осветительные; фотоосветительные; сигнальные пламенные; трассирующие; фейерверочные; составы инфракрасного излучения; зажигательные; газогенерирующие составы; аэрозолеобразующие; малогазовые (безгазовые); воспламенительные; составы для источников тока и других изделий пироавтоматики; пиротехнические составы для научных исследований, имитации различных эффектов и хозяйственных целей.

К изделиям мирной пиротехники относят следующие ПИ:

一 аналоги изделий специальной пиротехники (осветительные патроны, ракеты сигнала бедствия и т.п.);

- батареи салютов, римские свечи, фонтаны, фейерверки, хлопушки

一 фейерверочные изделия;

-изделия пиротехнической автоматики;

-противоградовые и осадковызывающие;

一 прогреватели нефтяного пласта;

-изделия для сварки и прогрева конструкционных материалов;

一 изделия для сигнализации и безопасности на транспорте;

一 изделия для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур и животных;

一 изделия для получения целевых продуктов (кислорода, азота и др.).