> Техника, страница 71 > Пиротехника

Пиротехника

Пиротехника ,искусство приготовления и сжигания различного рода горючих и чатых веществ с целью достижения определенного эффекта (звукового, светового, а). П. применяется гл. обр. в военном деле·

Военная П. в широком значении охватывает оделие и производства чатых веществ, капсюльное и трубочное. Однако обычно под военной П. разумеют более узкую область пиротехнич. работ, а именно—приготовление составов и изделий, которые или придаются к боевым припасам, чтобы вызвать их действие (стопин, фитили, запалы и т. д.), или же употребляются самостоятельно для различных военных надобностей вспомогательного значения (для освещения местностей, для сигнализации и т. д.).

Пиротехнические составы представляют хим. системы, способные под влиянием начального импульса (нагревания, трения и т. д.) претерпевать б. или м. быстрое экзотермич. превращение в другие более инертные системы. В отличие от ов и чатых веществ энергия, освобождающаяся при химич. превращениях пиротехнич. составов (в нормальных условиях их применения), предназначается не для производства механич. работы, а используется главы. обр. как теплота, необходимая для накаливания или возгонки составных частей или продуктов разложения этих составов, для получения высоких t° и т. д. Большинство применяемых на практике пиротехнич. составов представляют собою смеси горючих твердых веществ с твердыми же окислителями, составленные в отношениях, примерно отвечающих полному горению. От пиротехнич. составов требуется возможно большее однообразие их действия, к-рое обусловливается гл. обр. равномерностью их горения, что в свою очередь зависит от однородности состава, тщательности измельчения и полноты смешения компонентов смеси. При изготовлении пнро-технич составов необходимо строго держаться определенных, выработанных практикой, приемов фабрикации, с соблюдением ряда предосторожностей, т. к. смешение горючих веществ с нек-рыми окислителями, особенно с бертолетовой солыо, представляет опасность а или воспламенения.

Как общее правило вещества, предназначенные для смешения, должен быть сухими, если по характеру работ они не вводятся в увлажненном состоянии. Смешение составных частей производится в шаровых мельницах или в барабанах со спиралевидными лопастями. Иногда чувствительные составы смешивают в барабанах с резиновыми шарами или в качающихся бочках (без шаров). Чувствительные составы смешивают в количестве не более 10—12 килограмма за один прием, в отдельных обвалованных кабинках. Хлоратные составы, хотя бы и увлажненные голем, смешивают вручную на столе, обитом войлоком или сукном и обтянутом клеенкой, лайкою, зам

шей или сафьяном; для смешения употребляют мягкие «бархатные» пробки, не содержащие твердых частиц. Такие составы могут смешиваться в чашах из дерева или папье-маше вручную или шпателем или на ситах. В нек-рых случаях смешение производится путем сплавления. При смешении нескольких веществ в последнюю очередь в смесь вводятся наиболее опасные составные части (хлораты, магний и т. д.). Наполнение готовыми составами различного рода оболочек производится или путем набивки при помощи бронзовых или деревянных колотушек и наков или путем прессования ручными или гидравлич. прессами.

Главнейшие пиротехнические материалы. 1) Горючие: сера, трехсернистая сурьма (антимоний), древесный уголь, сажа, молочный сахар, нафталин, разные смолы и камеди, крахмал, древесная мука, алюминий в пудре и в порошке, магний в порошке, железные опилки и т. д. 2) Окислители: селитры (нитраты калия, бария, стронция и натрия), бертолетова соль КС10₃, хлорат бария Ва(СЮ₃)₂, перхлорат калия КС10₄, перманганат калия КМп0₄, окись железа Fe₂0₃ и т. д. Существенное отличие военной П. от индустриальной заключается в том, что военные припасы и изделия должны выдерживать б. или м. длительное хранение; поэтому для пиротехнич. составов должны выбираться вещества химически стойкие (в нормальных условиях хранения), не гигроскопические и надлежаще чистые.

Основные пиротехнические с м е с и. Количественное отношение составных частей смеси вычисляется по ур-ию реакции горения. В II. ряд двойных и тройных смесей, служащих для образования большинства других пиротехнич. составов, носит название основных. Из них наиболее употребительны следующие. 1) овая смесь—75 ч. селитры, 12 ч. серы и 13 ч. угля. Обычно дымные а несколько отличаются от этого состава. В П. дымный применяется или в виде зерен (для выстрелов или шлагов) или же в виде очень тонкого порошка, называемого мякотью. овая мякоть имеет широкое применение в П. Горение овой смеси отвечает ур-ию:

2KN0₃ + S + 3C=K₂S + 3C0₂ + N₂.

2) Селитроугольная смесь—81 ч. селитры н 19 ч. мелкого угля; при зажигании хорошо горит по ур-ию:

2 KN0₃ + 4С г К₂С0₃ + ЗСО + N₂; употребляется для приготовления искристых составов. Если уголь заменить трехсернистою сурьмою (антимонием), то получается смесь (селитроантимоний) для составления цветных огней, чувствительная к трению и удару; горение ее отвечает ур-шо:

I8KNO3 + 4Sb2S3=9K.2SO4 + 48ЬгОз + 3SO2 + 9 Ν^.

Обычно на 57,5 ч. селитры берется 42,5 ч. антимония. 3) Селитросерная смесь из 76 ч. селитры и 24 ч. серы; горит по ур-ию:

2ГШ0₃ + 2S=k₂so₄ + so₂ + n₂(лишь при сильном нагревании); употребляется в смесях с углем, антимонием и измельченным дымным ом или овой мякотью. 4) Смесь бертолетовой соли (72 ч.) с серой (28 ч.); горение проходит йо ур-шо

2KC10₃+3S=2 KC1 + 3S0₂;

горит довольно быстро, образуя бледное синеватое пламя; требует осторожного обращения, так как ает от удара и трения. При замене серы углем (77 ч. бертолетовой соли+23 ч. угля) или антимонием получаются смеси, которые еще легче воспламеняются от удара и трения и сгорают крайне быстро (особенно последняя) по ур-иям:

I. КСЮз + ЗС=КС1 + ЗСО;

II. 3KC10₃ + Sb₂S3=3KCl-fSl)20₃-I3S02; они называются ударными, или фрикционными, составами и употребляются для изготовления капсюлей.

Форсовые составы (например движущие или транспортирующие составы в ракетах). От них кроме быстроты сгорания требуется еще образование большого количества ι-азов и отсутствие после сгорания спекающегося остатка, могущего закупоривать отверстия гильз и вести к преждевременному разрыву последних. Всему этому удовлетворяет овая мякоть, скорость горения которой замедляют прибавлением веществ, понижающих i°ee горения (флегматизаторы). Из форсовых составов употребительны следующие. 1) Углевые составы, получаемые смешением овой мякоти с углем. Быстрота горения уменьшается с увеличением количества угля. Добавляемый в количестве до 13% уголь сгорает за счет кислорода селитры, образуя СО; уголь же сверх 13% только раскаляется в массе состава, сгорая окончательно уже в воздухе после выбрасывания из гильзы и образуя ленту блестящих искр. Составы эти гигроскопичны и при храпении теряют в силе. 2) Селитросерные составы приготовляются ослаблением мякоти смесью селитры и серы; чем больше ее прибавлено, тем меньше движущая сила и быстрота горения смеси. Эти составы готовят или прямо из селитры, серы и угля или из мякоти и селитросерной смеси. Сильные составы содержат 12— 7,5% угля; средние—7,5—5%. С уменьшением % угля сила составов падает. При горении состав образует ленту или след искр.

3) Наконец форсовые составы различной скорости горения м. б. получены введением в овую мякоть органич. веществ (канифоли, шеллака и т. д.) и последующим прессованием.

Осветительные и сигнальные составы. А) Пламенные. Основанием для получения белых огней служит селитросерная смесь, к которой прибавляют мелкий уголь или овую мякоть. Сернистые металлы (антимоний, реальгар) дают с этой смес! ю очень яркое пламя, но также много дыма. Ослепительно белый свет получается от смешения селитросерного состава со смесью бертолетовой соли и антимония. Очень хорошие результаты дают составы с алюминием и магнием, причем окислителем обычно слуяшт азотнокислый барий. Для получения цветных огней в смесь вводятся некоторые соли, окрашивающие пламя: для зеленого огня—соли бария, для красного—соли стронция и кальция для желто го—соли натрия для голубого—медные соли. Основанием для цветных составов служит обычно смесь бертолетовой соли с серой; вместо серы м. б. приме нены органич. горючие гещества, например сахар, крахмал, стеарин, шеллак. Сила света цветных огней повышается от при авле-ния в надлежащих количествах магния или алюминия. Во всех составах цветных огней КСЮ₃ можно заменить КСЮ,. Составы с этой последней солью горят несколько медленнее, но равномернее, менее чувствительны к трению и удару и более стойки при хранении. Примесь каломели (llgCl) увеличивает густоту окраски цветных огней. Необходимо также иметь в виду, что составы с металлами, особенно с алюминием, магнием и цинком, химически чувствительны к влажности. Из солей, окрашивающих пламя, чаше всего употребляются: для красного огня—щавелевокислый стронций, для зеленого—хлорноватокислый барий и для желтого—щавелевокислый натрий. Осветительные и сигнальные составы служат для изго-то) лення звездок, к-рыми снаряжаются осветительные и сигнальные ы, ракеты, осветительные снаряды, факелы и т. д. (Некоторые рецепты см. в таблице.)

Рецепты составов для осветительных и сигнальных з в е з д о к (в %).

Цвета огней Составные части	Белый	Белый	Красный	Красный	Зеленый	Зеленый	Желтый 1
Селитра калиевая.	70			_			28,2
Селитра бариевая.	—	65
Бертолетова сель. Барий хлорновато-	—	—	65,0	61,3	—	—	—
кислый. Натрий щавелево-		—	—	—	86,0	66,7	—
КИСЛЫЙ. Стронций щавелево-							28,2
КИСЛЫЙ.	—	—	26,0	20,9	—	—	—
Алюминий.	—	19,9
Магний.	—		—	—	—	—	42,2
Сера..	21,1	12,6
У юль.	2,4
Сурьма.	6,5	—
Каломель.	—	—	—	3,5	—	22,2	—
Молочный сахар.	—	—	—	7,0	—	—	—
Сажа ламповая.	—	—	—	0,3	—	—	—
Смола или шеллак.		2,5	9,0	7,0	14,0	11,1	1,4

Б) Д ы м о в ы е составы для дневных сигналов. Эти составы должны давать дымы, видимые с дальних расстояний при всяких условиях дневного освещения и ясно отличаемые от дыма, получаемого при разрыве снарядов. Сигнальные дымы м. б. получены: 1) Путем возгонки окрашенных веществ причем основанием служит смесь бертолетовой соли с молочным сахаром, шеллаком или гуммиарабиком, с прибавкой окрашивающего материала (индиго для синего, аурамина для желтого дыма и т. д.). 2) Путем химич. реакций между компонентами смеси. Примерные рецепты горючих дымовых смесей: а) черный дым: 35% нафталина, 10% угля, 55% бертолетовой соли; б) белый дым: 38— 33% селитры, 7% серы, 55—60% цинковой пыли; в) желтый дым; 55% сернистого а, 15% серы, 30% селитры; г) дым и огонь: 68% селитры, 6% серы, 26% алюминия в порошке. 3) Путем механич. рассеяния твердых окрашенных веществ (ультрамарин, сажа н т. д.);этот способ уступает двум первым, т. к. измельчение твердых тел не м. б. произведено столь совершенно, как это имеет место при естественном дымообразовании. См. также Дымы и туманы.

Зажигательные состав ы—см. Зажигательные средства.

Воспламенителями в П. служат: 1) овая подмазка и опудривание ом (например для звездок); .подмазка содержит 50% овой мякоти и 50% состава звездки; 2) стопин, 3) бикфордов шнур, 4) се-литренная бумага, 5) терочные и ударные составы всякого рода и 6) химии, воспламенители, действие которых основано на химич. реакциях при соприкосновении двух веществ, например серной кислоты и смеси бертолетовой соли с сахаром (смотрите Воспламенитель).

В гражданской жизни применение П. очень ограничено: ей пользуются для устройства различных сигнальных установок (на железных дорогах, судах), а также в целях развлечения—устройство различного рода фейерверков.

Лит.: Степанов Ф. В., Пиротехния, Курс фейерверочного искусства, СПБ, 1894; Осветительные сигналы и средства, «Техника и снабжение Красной армии», М., 1923, 28; Осветительные и сигнальные средства, «Война и техника», М., 1925, 218, 219; Фрай с А. и Вест К., Химич. война, 3 изд., М., 1924; Kast Н., Spreng- u. Ziindstoife, Brschw., 1921; Buj ard A., Leitfaden d. Pyrotechnik, Stg., 1899; В к j a г d A., Die Feuerwerkerei, Berlin — Leipzig, 1912. А. Рябов.