Шидловский. Основы пиротехники. А. А. Шидловский основы пиротехники издание четвертое, переработанное и дополненное
 Скачать 2.26 Mb.
|
|
§ 6. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОВСПЫШЕК К количественным характеристикам фотовспышек относятся максимальная сила света Imах вспышки в свечах продолжительность всей вспышки t в секундах время от начала вспышки до наступления максимума свечения tmax Иногда при сопоставлении различных фотосмесей вычисляют также аветосумму L. дельную светосумму вспышки Lo=L/m, пде т—вес сжигаемого состава, а также эф т. е. эффективную светосумму, воспринимаемую фотоаппаратом для заданного времени выдержки затвора например, т с. Для полной качественной характеристики излучения необходимо наличие кривой спектрального распределения энергии, данных о цветной температуре и об изменении цветной температуры и спектрального распределения энергии в течение всего времени вспышки. 155 Рис. 12.11. Кривые спектрального распределения энергии, излучаемые: /—АЧТ при 2850 К 2— пламенем вспышки фотобомбы М-120, снаряженной фотосмесью Определение количественных и качественных характеристик фотовспышек представляет значительные трудности вследствие кратковременности световых явлений, сопровождающих сгорание фотосмесей. Точное измерение количественных характеристик излучения фотовспышек стало возможным только после разработки фотоэлектрических люксметров, обеспечивающих запись изменения интенсивности свечения во времени. Общую продолжительность вспышки вычисляют путем деления длины осциллограммы на линейную скорость перемещения фотоматериала. На спектрограммах излучения фотосмесей имеется интенсивный сплошной спектр, на фоне которого видны линии и полосы. Излучение линий и полос составляет обычно всего несколько процентов от общей энергии пламени. Интенсивность сплошного спектра и положение максимума энергии излучения зависят от температуры пламени и от природы излучающих продуктов. Путем соответствующей обработки спектрограмм строят график распределения энергии в спектре излучения. На рис. 12.11 приведена типичная кривая спектрального распределения энергии излучения вспышки фотобомбы, снаряженной фотосмесью. Как видно, максимум излучения лежит в инфракрасной части спектра. Следует заметить, что приведенная выше кривая спектрального распределения энергии характеризует суммарное действие всего излучения вспышки от начала горения до полного затухания свечения. Иногда важно знать спектральный состав излучения в отдельные моменты вспышки. В таком случае спектрограмма снимается на фотоматериал, перемещающийся с известной скоростью в фокальной плоскости спектрографа. Анализ спектрограмм, развернутых во времени, показал,что наиболее продолжительным является излучение в красной части спектра, наиболее кратковременным — в фиолетовой. Наиболее высокая цветная температура вспышки наблюдается в момент достижения максимальной силы света. Следовательно, эффективность фотовспышек при прочих равных условиях определяется в первую очередь температурой пламени. При разработке фотоосветительных средств широко применяют скоростную киносъемку для исследования процессов формирования пламени. § 7. СВЕТОВЫЕ ИМИТАТОРЫ, ФОТОЗАРЯДЫ-МАРКЕРЫ 156 Световой и дымовой эффекты, сопровождающие взрыв небольших зарядов черного пороха, пиротехнических составов, а иногда и слабых взрывчатых веществ с дымоблескоусиливающими добавками уже давно используются для обозначения точки попадания боеприпасов (авиабомб, снарядов. В послевоенное время, в связи с разработкой ракетных снарядов среднего и большого радиуса действия, возникла необходимость точной записи траекторий ракет при помощи различных регистрирующих устройств. Для отметки местоположения ракеты пользуются теперь специальными фотопатронами, которые выбрасываются из корпуса ракеты в полете на расстояние, достаточное для того, чтобы не повредить ракету. В дальнейшем были разработаны устройства, которые выдают серию вспышек с определенным временным интервалом между ними. Заряды-вспышки, называемые иногда световыми имитаторами или маркерами, применяются также для получения светового сигнала о срабатывании вовремя полета деталей ракет и снарядов, например взрывателя боевой части и т. п. Регистрируя вспышку теле фот или кинокамерой, можно точно определить момент времени и место срабатывания испытуемого узла. ГЛАВА XIII ТРАССИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ § 1. ТРАССИРУЮЩИЕ СРЕДСТВА С принятием на вооружение армий ряда стран малокалиберного нарезного оружия возникли большие трудности в корректировке огня, так как при стрельбе на большие дальности крайне трудно оценить расстояние и точку попадания пули. Потребность в устройствах, делающих видимой траекторию полета пули (снаряда, стала особенно острой в связи с оснащением армий автоматическим оружием, а также в связи с появлением быстро движущихся наземных и воздушных целей (танки, самолеты и т.п.). Поэтому еще вначале первой мировой войны были разработаны и применялись трассирующие боеприпасы. Особенно широкое применение они нашли во вторую мировую войну, когда бронебойные и кумулятивные снаряды, зенитные осколочные снаряды малого калибра и почти все авиационные снаряды снабжали трассерами. В послевоенный период трассеры стали применять также ив некоторых управляемых реактивных снарядах. Назначение трассеров и требования к ним Трассирующие средства (трассеры) при полете оставляют огневой (или дымовой) след (трассу) и делают видимой траекторию полета снаряда (пули, авиабомбы. 157 Трассер — это шашка из пиротехнического состава состав запрессовывается непосредственно в корпус снаряда или в отдельную металлическую оболочку. Трассирующие средства предназначаются для стрельбы по быстро движущимся целям. Но они часто используются и для подачи сигналов, для целеуказания, а также для фотографирования траектории при баллистических исследованиях и при отработке снарядов. Трассеры используются также для наведения нацель реактивных противотанковых снарядов (ПТУРС), ракет воздух — воздух, воздух — земля, управляемых авиабомб и т. п. К трассерам предъявляются следующие основные требования 1) достаточная сила света и насыщенность цветом пламени, обеспечивающие хорошую видимость трассы ночью и днем при различном фоне на предельных дальностях; 2) достаточное время горения состава вплоть до встречи с целью при стрельбе на предельную дальность 3) огневая трасса должна начинаться не ближе чем зам от орудия, стем чтобы не демаскировать стреляющего 4) достаточная прочность конструкции, исключающая возможность демонтажа трассирующего устройства в стволе орудия или на траектории. Классификация трассирующих средств Различают трассеры к артиллерийским снарядам, к реактивным снарядам, к авиабомбам, к винтовочным пулями к ружейному охотничьему выстрелу. По пиротехническому эффекту трассеры подразделяют на огневые и дымовые. Дымовые трассеры, заполняемые желтым фосфором или составами цветных сигнальных дымов, оказались неэффективными и во вторую мировую войну применялись исключительно огневые. Большого размера дымовые трассеры иногда используются сейчас только для обозначения траекторий полета самолетов при различного рода показах и т. п. По способу воспламенения трассеры подразделяют на 1) воспламеняемые при выстреле пороховыми газами — лучевое воспламенение 2) воспламеняемые при помощи специального капсюльного устройства или дистанционного взрывателя — механическое воспламенение 3) воспламеняемые электрозалалом от источника тока, имеющегося на борту реактивного снаряда электрическое воспламенение. По конструкции трассеры могут быть вкладными и запрессованными IB корпус снаряда. Вкладные трассеры — это либо безоболочные шашки, спрессованные из трассирующего состава (основного и воспламенительного) под большим давлением — от 300 до 900 МН/м2 (от 3 до 9 т/см2), либо металлическая оболочка, в которую запрессован под таким же давлением тот же состав. Вкладной трассер помещается в соответствующее гнездо в дне снаряда или закрепляется на хвостовике взрывателя. В трассерах второй группы состав запрессовывается либо непосредственно в корпус снаряда, либо в гнездо, имеющееся в дне снаряда. 158 По цвету пламени различают трассеры красного, белого, желтого и зеленого огня. Известны трассеры с постоянной силой света, трассеры с силой .овета, возрастающей по мере удаления от стреляющего, трассеры с периодически изменяющейся силой овета (мигающие, пульсирующие) и сменяющимся цветом трассы. В некоторых случаях, когда надо скрыть трассу от наблюдения противника или свести к минимуму ослепляющее действие трассы на стреляющего, используют так называемую тлеющую или темную, «dark») трассу, которая невидима невооруженным глазом ни днем, аи ночью и предназначена для применения в комбинации с военными оптическими приборами ночного видения. § 2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБУСТРОЙСТВЕ ТРАССЕРОВ Трассирующие пули Различают собственно трассирующие пули бронебойно-трас-сирующие (БТ) и бронебойно-зажигательно-трассирующие (БЗТ). Трассирующая пуля (рис. 13.1) — это плакированная оболочка, в которой помещается свинцовый сердечники стаканчик с запрессованным в нем трассирующим составом (г. Время горения состава 3 с, что соответствует дистанции 1500 м. Пуля БТ рис. 13.2) имеет вместо свинцового стальной сердечник. Было замечено, что при попадании в бензиновые баки трассирующие пули поджигают горючее. Поэтому первоначально трассирующие пули применяли также ив качестве зажигательных. На рис. .15.7 показана пуля БЗТ, отличающаяся от пули БТ наличием в ней зажигательного состава перед стальным бронебойным сердечником. Эта пуля (калибра 7,62 мм) на дистанции 200 м пробивает броню толщиной 7 мм. Артиллерийские снаряды Конструкции снарядных трассеров весьма разнообразны. На рис. 13.3 показан трассер механического воспламенения с упрощенным взрывателем типа «Бофорс». В момент выстрела ударник 8 оседает под действием сил инерции и накалывает капсюль 6. Луч огня от капсюля через замедлитель 9 передается воспламенительному составу трассера. Образующиеся при этом газы вышибают втулку 5 и открывают свободный выход пламени. Одним из важных преимуществ трассеров механического воспламенения является то, что трасса начинается в 150—200 мот Рис. 13.1. Трассирующая пуля Т образца 1930 г / —•пульная оболочка 2-свиндовый сердечник;3—стаканчик; основной трассирующий состав воспламенительный состав 6— колечке Рис. 13.2. Бронебойно-трассирующая пуля БТ-32: 1 —пульная оболочка свинцовая рубашка 3— стальной бронебойный сердечник стаканчик основной трассирующий состав 6—воспла- меиительный состав 7-колечко Рис. 13.3. Трассер механического воспламенения корпус трассера дно основной трассирующий состав воспламенительный состав втулка 6—капсюль-воспламенитель; предохранитель ударник втулка с пороховым замедлителем свинцовое обтюрирующее кольцо Рис. 13.4. мм зенитный осколочно-трасси-рующий снаряд корпус снаряда взрывчатое вещество 3— трассер целлулоидный кружок гайка Рис. 13.5. Трассер стальной корпус трассера трассирующий состав;3—кольцо; гайка целлулоидный кружок орудия и место стрелыбы не демаскируется. Кроме этого, втулка надежно защищает трассирующий состав от удара пороховых газов. Однако устройства трассеров механического воспламенения достаточно сложны ив последнее время они почти полностью вытеснены 'более простыми трассерами лучевого воспламенения. Главное преимущество последних — простота устройства. Но вместе стем они имеют и недостатки 1) состав испытывает удар пороховых газов, вследствие чего возможно разрушение его запрессовки и выкрашивание воспламенительного состава нарушение монолитности состава приводит к появлению так называемых коротких трасс, отказу в воспламенении трассеров, а также к демонтажу их 2) демаскируется место стрельбы кроме того, в ночных условиях трасса, начинающаяся непосредственно от дульного среза орудия, может ослеплять стреляющего 3) условия герметизации хуже, чем в трассерах механического воспламенения 4) продукты горения состава осаждаются отчасти на стенках ствола орудия и могут быть причиной повышенной его коррозии. На рис. 13.4 показан мм зенитный осколочно-трассирующий (ОТ) снаряд с вкладным трассером 3, который вставляется в корпус снаряда 1, закрывается для герметизации целлулоидным кружком 4 и закрепляется гайкой 5. В некоторых случаях (рис. 13.5) трассер представляет собой массивную металлическую оболочку 1, заполненную трассирующим составом 2 и затерметизированную. Прочный стальной корпус необходим для максимального уменьшения деформаций состава в момент выстрела и исключения возможностей разрушения. На рис. 13.6 представлен трассерный узел американского ОТ снаряда. В бронебойных снарядах стаканчик 2 с запрессованным в него составом 3 вставляется в трассерную гайку /, которая затем прикрепляется к взрывателю например, трассер для взрывателя МД-5 к 45 и мм снарядам (рис. 13.7). В некоторых бронебойных снарядах трассер запрессовывается непосредственно в дно снаряда, чем достигается лучшая сохранность состава при выстреле (рис. Количество состава в трассерах 2—20 г. В зависимости от дальности цели продолжительность горения трассеров для бронебойных снарядов 2—5 с, для малокалиберных зенитныхОТ снарядов — не менее с. Сила света трассеров в зависимости от габаритов и цвета трассы колеблется от двух до десяти тысяч свечей. Поданным, американские трассеры имеют время горения от 2,5 до 4 си силу света от 25 тыс. св. (зеленая трасса) до 30 тыс. св. (красная и желтая трасса. Рис. 13.6. Трассер осколочно-трассирующего снаряда трассирующий состав воспламенительный состав алюминиевый корпус трассера 4— фольговый герметизирующий кружок шайба б—прокладка; корпус снаряда Рис. 13.7. Трассер к взрывателю МД-5: гайка стаканчик трассирующий состав 4— целлулоидный кружок Рис. 13.8. Американский малокалиберный БТ снаряд трассер 2— ведущий поясок 3— баллистический наконечник дно бронебойный сердечник корпус снаряда 7—центрующее утолщение Рис. 13.9. Снаряд ОТ с самоликвидацией через трассер воспламенительный сое тав; трассирующий состав- корпус снаряда 4— взрыватель разрывной заряд б—тепловой ликвидатор стержень детонатор целлулоидный кружок Рис. 13.10. Осколочно-за-жигательно - трассирующий зенитный снаряд с самоликвидацией через трассер тепловой пиротехнический ликвидатор трассирующий состав целлулоидный кружок корпус снаряда шашка ВВ Снаряды с самоликвидацией через трассер Для того чтобы предотвратить падение на землю неразорвавшихся зенитных снарядов, их обычно снабжают устройствами для самоликвидации их в воздухе, если снаряд не попал в цель. Самоликвидация осуществляется либо при помощи специального устройства во взрывателе, либо путем подрыва шашки ВВ при помощи тепла, передаваемого к ней от трассера в момент его догорания. На рис. 13.9 и 13.10 показаны два малокалиберных зенитных снаряда с самоликвидацией через трассер. Трассирующий состав 2 запрессован непосредственно в корпус снаряда. Такой способ снаряжения гарантирует от прорыва пороховых газов к ликвидатору и, следовательно, от преждевременных разрывов снарядов в канале орудия или на траектории. В снаряде, показанном на рис. 13.9, продукты сгорания состава в конце работы трассера нагревают до высокой температуры коническую оболочку ликвидатора Тепло, передаваемое через стенку корпуса, воспламеняет шашку пироксилинового пороха; последний, сгорая, нагревает металлический стержень 7. Раскаленный конец его воспламеняет детонатор 8 — шашку из специального состава, горение которого при относительно невысоком давлении переходит во взрыв, передающийся разрывному заряду В снаряде, показанном на рис. 13. 10, имеется пороховой столбик, который, воспламенившись от раскаленного колпачка ликвидатора, вызывает воспламенение и детонацию разрывного заряда через 4—6 с после сгорания трассирующего состава. В обоих вариантах снарядов каморы под ВВ надежно изолированы от трассеров, что обеспечивает нормальное действие снарядов способ самоликвидации снарядов через трассер нашел широкое применение. Ввертывание трассера в камору снаряда см рис. 15. 6) не гарантировало от прорыва пороховых газов к ликвидатору через зазоры по резьбе. Трассеры к управляемым реактивным снарядами авиабомбам. Специальные виды трассеров К трассерам для управляемых реактивных снарядов и авиабомб предъявляется дополнительное требование минимального дымообразования, стем чтобы дымовой шлейф не ухудшал видимость трассера или условия приема его излучения приемными устройствами системы наведения. Кроме того, в связи стем, что трассеры, используемые в ракетах ив управляемых авиабомбах, могут применяться на больших высотах в условиях разреженной атмосферы и низких температур, они должны безотказно воспламеняться и гореть при низких давлениях и температурах. Это обстоятельство усложняет отработку и эксплуатацию таких трассеров. Вместе стем ракетные трассеры не испытывают удара пороховых газов и, как правило, не испытывают также и быстрого вращения при горении, которое неблагоприятно сказывается на действии артиллерийских трассеров. Требования в отношении силы света и времени горения ракетных трассеров значительно выше, чем для артиллерийских, но и ограничения повесу и размерам здесь менее жесткие. Вследствие того, что ракетные трассеры приходится наблюдать на значительных расстояниях, имеется ряд предложений относительно увеличения силы света трассеров по мере удаления их от наблюдателя, стем чтобы освещенность приемного устройства (глаза) оставалась все время примерно одинаковой. Согласно патенту США 3.135.201, 1964 это достигается запрессовкой нескольких составов с различной скоростью горения и силой света. При работе трассера первым начинает выгорать самый медленно горящий и наименее яркий состав, после чего, по мере удаления управляемого снаряда, воспламеняются по очереди слои составов, обладающие все более и более высокой скоростью горения и, следовательно, и большей силой света. В патентах ФРГ 1.158.872, 1963 и 1.131.561, 1961 предлагается трассер с изменяющимся цветам трассы, так что наряду с увеличением силы света на удаленных участках траектории трассер горит наиболее легко наблюдаемым оранжевым или красным пламенем. Для трассирующих пуль-стрел в патенте США. 3.515.072 предлагается заднюю часть корпуса, в которую запрессовывается состав на основе циркония, изготовлять из магния. Пиротехнический состав воспламеняет магниевый корпус, который продолжает гореть на траектории, создавая яркую трассу. На рис. 13.11 показан один из вариантов трассерной головки для ракет и авиабомб, предложенный вместо фотопатронов для непрерывного фотографирования траекторий испытываемых изделий (патент США 3.088.057, 1963). Характерным для этой конструкции является применение инерционного механического взрывателя, а также выход пламени трассера перпендикулярно направлению движения изделия через несколько газовыходных отверстий. Рис. 13.11. Трассерная головка для фотографирования траекторий ракет и авиабомб основной трассирующий состав отверстия для выхода пламени 3— корпус трассера инерционный взрыватель предохранитель б—корпус взрывателя |