ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТОПЛИВА И ЗАРЯДЫ ДЛЯ МЕТЕОРАКЕТ И СИСТЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ из "Пороха, топлива, заряды Том 2" Существуют атмосферные явления, связанные с образованием туманов, зарождением переохлажденных облаков, опасных с точки зрения возникновения града, а также ураганов, смерчей, торнадо и других вихревых явлений в атмосфере. Для всех их общим является образование и последующее накопление охлажденных водяных капель. [c.37] Обычно градины невелики по размерам - 5... 15 мм, но известны и гиганты весом в 120 г и даже в 3 кг. Такие ледяные глыбы могут пробить кузов автомобиля или крышу дома. Град, как правило, выпадает полосами шириной до 15 км и максимальной длиной до 150 км. Особенно часто он зарождается в так называемых суперячеистых облаках, которые возникают на высоте до 14 км над поверхностью земли. Процесс образования в них града занимает всего 15...20 мин. [c.37] При формировании урагана первоначально возникает область низкого давления в центре бури - так называемый глаз , где царит штиль. Над глазом появляется столб теплого влажного воздуха. По мере того как потоки воздуха, закручиваясь, поднимаются вверх и охлаждаются, содержащиеся в них водяные пары конденсируются в виде дождя. Наиболее сильные дожди и ветры возникают в непосредственной близости от глаза на расстоянии до нескольких километров. [c.37] Технология борьбы с нежелательными атмосферными явлениями включает в себя анализ состояния атмосферы (облаков, зон зарождения смерчей и т.п.) спутниковыми или локационными наземными системами и активное последующее воздействие ракетными ударами. [c.38] По данным Всемирной метеорологической организации потери сельскохозяйственной продукции от града более чем в 65 странах мира оцениваются примерно в 2 миллиарда долларов. Наиболее опасными являются сверхмощные градовые конвективные ячейки (суперъячейки), которые при среднегодовой повторяемости в 2% дают в ряде регионов 60...80% ущерба. При этом они обычно сопровождаются катастрофическими градобитиями на площади протяженностью 10... 15 км шириной и несколько десятков, а иногда сотен километров длиной /19/, Актуальность проблемы обусловила широкое развертывание комплекса работ по борьбе с этим явлением. [c.38] На практике применяются следующие методы воздействия на градовые процессы 1) наземными генераторами 2) авиационный 3) ракетный. Все они основаны на введении в облака большого числа частиц реагента (обычно Agi), которые играют роль искусственных зародышей града и конкурируют в росте с естественными. Количество жидкокапельной влаги в облаке ограничено, и увеличение концентрации зародышей на два-три порядка по сравнению с природной приводит к образованию большого количества мелких градин, которые успевают растаять при падении в теплой части атмосферы /19/. [c.38] В СССР этим способом (частично с использованием зенитной артиллерии, которое, впрочем, год от года сокращалось) урожай защищался от града на огромной площади - около 11 млн. га. Такая мера обеспечила снижение ущерба от градобитий в среднем на 75%, а во многих местностях эффективность достигала даже 80...90%, что значительно выше, чем при борьбе с градом иными методами. [c.39] Противоградовые ракеты являлись основополагающим элементом советской технологии. Основные характеристики большинства советских ракет представлены в табл. 2.1 /20, 22/. [c.39] Исторически первой и самой малой по размерам и массе отечественной разработкой была ракета ПГИ-М (см. рис. 2.1), созданная в 1958...60г.г. Конструктивно ПГИ-М представляла собой неоперенный турбореактивный снаряд, (состоящий из РДТТ, снабженного вкладной шашкой баллиститного топлива, и головной части, содержащей шашку активного дыма, инициируемую от головной трубки) и заряд ВВ. Вращение обеспечивается косопоставленными соплами и происходит со скоростью нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Практика показала, что дальность и масса полезной нагрузки ракеты недостаточны для эффективного поражения градоопасных облаков, особенно при мощных процессах. [c.39] Вследствие этого в 1961...63г.г. была создана самая большая противоградовая ракета - Облако , которая по баллистическим показателям превосходила ПГИ-М практически на порядок. Конструктивно (см. рис. 2.2) она состояла из твердотопливного двигателя, парашютного отсека, инициируемого от донной трубки и головной части, в которой размещалась шашка активного дыма, инициируемая от головной трубки. В корпусе РДТТ размещалась вкладная баллистит-ная шашка. Между передним дном и пороховой шашкой находится пиротехническая шашка, предназначенная для обеспечения воспламенения порохового заряда и сопровождения в процессе горения. Пиротехническая шашка задействуется от электрокапсюльной втулки, которая размещена в переднем днище двигателя. Количество реагента в данной ракете оказалось избыточным и предопределило большую массу изделия в целом и, тем самым, низкую скорострельность из-за затрудненности перезарядки пусковой установки. Темп стрельбы не соответствовал быстроменяющейся в ходе воздействия на градовые процессы обстановке. [c.41] Источником энергии для всех показанных конструкций бьши вкладные заряды баллиститного твердого топлива. Особняком стоит ракета Небо (см. рис. 2.5) - единственное серийно изготавливаемое советское и российское изделие, где применялось пастообразное топливо. Несмотря на высокие внешнебаллистические показатели, ракету не удалось широко внедрить по причине дороговизны и опасности в эксплуатации. При хранении ракеты на одном боку образовывались газовые пузыри (подтверждено рентгеноскопией партии этих изделий), которые при запуске приводили к увеличению поверхности горения, взрывам ракет и разрушению пусковых установок. [c.44] Термодинамические расчеты показали, что простое введение йодистого серебра в состав баллиститных топлив не дает эффекта. Выход йодистого серебра в продуктах сгорания составляет от 1 до 10% от затраченного количества в зависимости от температуры горения топлива и давления в камере сгорания, т.е. иа 90% и более йодистое серебро разлагается. Для уменьшения разложения йодистого серебра и увеличения выхода активных центров кристаллизации в используемые на практике льдообразующие пиротехнические составы и смесевые топлива вводят соединение йода - йодид аммония. Применение йодистого аммония в количестве 10... 14% сдерживает реакцию разложения йодистого серебра за счет создания высокой концентрации йода в составе. Выход йодистого серебра в продуктах сгорания при этом составляет порядка 99%. Однако использование йодистого аммония в топливе баллиститного типа не желательно, т.к. он химически не совместим с нитроэфирами, являющимися основными компонентами баллиститных топлив, и, кроме того, он растворим в водной среде, а изготовление топлив производится в воде /21/. Поэтому продолжились поиски соединений йода, химически совместимых с баллиститными топливами, не растворимых или малорастворимых в воде и обеспечивающих выход йодистого серебра в продуктах сгорания не менее 99% от расходного количества. Для исследований были выбраны неорганические соединения - соли йодистоводородной и йодноватой кислот - йодиды и йодаты меди, магния, цинка, калия, кальция, бария. Исследуемые соединения вводились в состав топлива в количестве 30%, йодистое серебро - в количестве 2%. Результаты представлены в табл. 2.5. [c.47] Как следует из табл. 2.5, почти полный выход йодистого серебра в продуктах сгорания обеспечивают йодид меди и йодаты меди и магния, но йодат магния хорошо растворим в воде. В дальнейшем проведена оценка химической совместимости йодида и йодата меди с баллиститным топливом. Анализы показали, что достаточно совместим с баллиститными топливами, исходя из минимально допустимых уровней температуры начала интенсивного термического разложения и газовыделения, только йодат меди. [c.48] Проведены термодинамические исследования топлив с различным содержанием йодата меди при различном уровне температур горения при содержании йодистого серебра 2%. Такой выбор обусловлен результатами разработок льдообразующих пиротехнических составов и смесевых топлив и считается оптимальным. [c.48] Из рассмотренных характеристик видно, что приведенная рецептура удовлетворяет требованиям, предъявляемым к баллиститным топливам, и обладает высоким выходом активных центров кристаллизации, но имеет недостаточный уровень скорости горения. Поэтому были предприняты поиски катализаторов горения. Наиболее эффективными и широко применяющимися ускорителями горения топлив баллиститного типа являются соединения свинца. Однако они обладают высокой токсичностью и поэтому неприемлемы для использования в изделиях гражданского назначения. [c.49] Для исследования были выбраны окислы марганца, железа, кобальта и олова в сочетании с сажей 2%. Они вводились в состав топлива, как в чистом виде, так и в сочетании друг с другом в соотношении 1 1 в количестве 5%. Результаты экспериментов представлены в табл. 2.6 /43/. [c.50] Проведенные исследования показали, что наиболее эффективным катализатором горения льдообразующего топлива является окись железа с содержанием 5% в сочетании с сажей, которая дает увеличение скорости до 15 мм/с. [c.50] Вернуться к основной статье