§ 5. Сплав «электрон» и его применение

Сплав «электрон» нашел широкое применение для изготовления корпусов электронно-термитных авиабомб (рис. 15.9) и электронно-термитных зажигательных элементов артиллерийских снарядов. Примерный состав этого сплава: Mg—90—94%; Al— 0,5—8%, Zn и Mn—в сумме 1,5—5%. «Электронный» корпус бомбы является и зажигательным веществом, так как при горении термитного состава, заполняющего полость бомбы, корпус расплавляется и загорается при температуре

650°С. Сплав «электрон» горит за счет кислорода воздуха, образуя при этом небольшое яркое белое пламя и выделяя белый дым окиои магния. «Электрон» может гореть не только за счет кислорода (и азота) воздуха, но также и за счет кислорода, имеющегося в соприкасающейся с ним древесине. При сгорании электрон развивает высокую температуру (до 2000° С) и выделяет значительное количество тепла:

Сплав «электрон» имеетплотность 1,80—1,83 г/см3 и обладает хорошими прочностными характеристиками. Он вполне стоек по отношению к щелочным растворам, но легко коррелирует под действием даже слабых растворов кислот, аммониевых солей, под действием морской воды и т. п. Для защиты от коррозии «электронный» корпус ЗАБ оксидируют, а потом покрывают лакокрасочными покрытиями. Электронно-термитные ЗАБ показали себя весьма эффективным средством при массовом применении и сейчас сохраняются на вооружении ВВС ряда государств. Разрабатывается бомба с корпусом из сплава Mg—Cd, при горении которой образуется сравнительно высокотоксичная окись кадмия.

§ 6. Смеси на основе нефтепродуктов напалм

Эти смеси делятся на следующие основные группы:

1) жидкие (незагущенные) нефтепродукты;

2) отвержденные горючие;

3) жидко-вязкие (загущенные) зажигательные смеси;

4) металлизированные зажигательные смеси (пирогели).

1. Жидкие нефтепродукты. Они широко применялись в период первой и второй мировых войн в различных зажигательных средствах. Так, например, зажигательные бомбы наполнялись нефтью, мазутом, керосином, бензином; в некоторых случаях с целью увеличения времени горения и уменьшения распыления жидкостей в них добавляли вату или хлопчатобумажные концы (до 15%).

Основными преимуществами жидких нефтепродуктов как зажигательных веществ являются: большой тепловой эффект (1 г керосина дает при сгораяии 10 ;ккал, термит — 0,8 ккал); образование при горении большого пламени, а следовательно, и создание большого очага пожара; малая скорость горения и достаточно широкая сырьевая база.

Рис. 15.11. Бомба комбинированного снаряжения ЗАБ-80-ТГ [17]:

/—корпус; 2—воспламе-нительная шашка; 3— термитно-зажигательный состав; 4—диафрагма;5—отвержденное горючее; 6— стабилизатор

Недостатками их являются: низкая температура горения (700—900 С, температура горения термита 2400° С); .малая плотность (0,7—0,8, плотность спрессованного термита 3—3,4); отсутствие твердых продуктов сгорания—шлаков; чрезмерно большая подвижность, растекаемость и дробимость; излишняя легкость испарения, следствием чего является бурное горение при сообщении жидкости достаточно мощного теплового импульса.

Применяемые в настоящее время в ряде армий капиталистических стран жидкие зажигательные смеси — это жидкости малой вязкости, получаемые смещением бензина с тяжелым моторным или дизельным топливом или минеральными маслами. Незагущенные смеси применяют только в ранцевых огнеметах. Из-за сильной дробимости применение их в танковых или самоходных огнеметах, а также в зажигательных авиабомбах нецелесообразно.

2-Отвержденные горючие. Так называют горючие жидкости (углеводороды), превращенные путем соответствующей обработки в студнеобразное состояние.

Отвержденное горючее как самостоятельно, так и в комбинации с термитом может применяться для снаряжения тяжелых бомб, предназначаемых для поджога крупных деревянных строений (рис. 15.11).

Получение отвержденных горючих может осуществляться растворением B нефтепродуктах стеариновой кислоты (до 5%) с последующей обработкой их спиртовым раствором едкого натра (0,5 %-ный раствор NaOH).

Протекающая при смешении этих двух жидкостей реакция может быть выражена следующим образом:

С17Н35СООН + NaOH= C17H35COONa + НА

. стеариновая мыло кислота. мыло

Горячую жидкость через шланги разливают в корпуса бомб, где, охлаждаясь, она превращается либо в студень, либо при большом количестве отвердителей в твердую массу, напоминающую парафин.

По указанному способу получают «твердую нефть», «твердый керосин» и т. п.

На практике для получения отвержденных горючих можно пользоваться техническим стеарином, представляющим собой смесь стеариновой и пальмитиновой кислот, последняя имеет формулу С1бН3202.

Отвержденные обычным способом бензин и керосин легко воспламеняются от горящей спички. При действии ЗАБ куски студня разбрасываются и создают много очатов пожара.

Калорийность и плотность отвержденного горючего близки к калорийности и плотности соответствующего нефтепродукта. Температура горения отвержденного керосина 800—1000° С. Плавится отвержденное горючее при температуре около 60° С.

Приготовление, транспортировка, хранение и применение «твердого бензина» в народном хозяйстве описано в [54]. Здесь основой процесса отверждения бензина является получение его высококонцентрированной эмульсии и последующая ее пластификация. Отвердителями служат казеин, мочевиноформальдегидные смолы или растворы поливинилового спирта. Таким путем можно получать отвержденные продукты с содержанием в них 95—98% жидких углеводородов.

В последние годы широкое развитие получили методы микро-калсуляции мелких капелек жидкостей или мелких частиц твердых веществ в полимерные оболочки — капсулы. Эти методы дают возможность превращать жидкие материалы, в том числе и жидкие топлива, в поевдотвердое состояние. Техника микрокапсуляции открывает новые возможности для получения эффективных зажигательных смесей — отвержденных нефтепродуктов и других горючих веществ.

3. Жидко-вязкие (загущенные) зажигательные смеси. Эти смеси представляют собой студнеобразную массу, состоящую из жидкого горючего и загустителя. Для загущения было предложено и испытано множество органических веществ естественного и искусственного происхождения.

Однако только немногие из них нашли практическое применение. Наиболее удачными оказались каучук (натуральный и синтетический), алюминиевые соли смеси жирных и нафтеновых кислот, полиакрилаты.

При добавлении к бензину натурального/каучука, а также некоторых синтетических каучуков получается масса, напоминающая по консистенции и внешнему виду резиновый клей. Она хорошо прилипает к цели, горит довольно медленно, обеспечивая эффективную передачу тепла поджигаемому материалу.

Смеси подобного рода широко применялись войсками США и Германии. Однако в связи с дефицитностью каучука в начале второй мировой войны в США был разработан загуститель типа Ml, представляющий собой гранулированную смесь алюминиевых солей нафтеновой (25%), олеиновой (25%) кислот и смешанных жирных кислот .кокосового масла (50%). Этот загуститель был назван напалмом (от начальных слогов слов нафтеновая и пальмитиновая), а в дальнейшем этим названием стали именовать не только загустители, но и загущенные смеси.

Сырьем для изготовления порошка напалма являются: смесь упомянутых выше кислот, водный раствор едкого натра и раствор алюминиевых квасцов. Процесс ведется при избытке смеси кислот (HR). Протекающая при этом реакция может быть записана следующим образом:

Схема получения напалмового загустителя показана на рис. 15.12. В смесителе происходит осаждение алюминиевого мыла;

Рис. 15.12. Схема получения напалмового загустителя:

1—мешалка; 2— смеситель; 3—центрифуга; 4— транспортер; 5— шнек;

6—вращающаяся сушилка

полученная суспензия центрифугируется до содержания 1волн в ней 35%. Влажный напалм сушится горячим воздухом с температурой около 160 С в барабанной сушилке до влажности 0,4— 0,8%, а затем измельчается на мельницах. Полученный порошок может долго храниться, без потери свойств, в герметичной упаковке.

Содержание алюминия в напалме составляет 5,4—5,8%. Излишняя влажность, а также примеси .щелочей, солей Си, Fe, Mn, Со, РЬ, кислот, спиртов, ингибиторов коррозии, содержащих амины, могут вызывать частичное или 'полное расслоение геля, образуемого загустителем с бензином. Напалм гигроскопичен и способенinpи долговременном хранении реагировать с кислородом воздуха, что также приводит к ухудшению свойств загущенного бензина.

Загуститель М2, также разработанный в США, отличается от загустителя Ml добавкой в него до 5% обезвоженного аиликагеля для предотвращения комкования и улучшения текучести порошка. Загуститель М2 более стабилен. Загуститель М4 — это алюминиевая соль изооктановой кислоты с добавкой 2% силикагеля.

Хорошо загущенный бензин получается также лри добавлении к нему изобутнлметакрилатного полимера АЕ.

Судя по зарубежным данным, B последнее время большое применение получил новый загуститель напалм Б — порошок полистирола. Высокая стабильность его позволяет снаряжать им бомбы на заводе и хранить их в течение длительного времени.

В качестве горючей основы вязких огнесмесей — налалмов — попользуются бензин и керосин, а также смеси бензина с тяжелым моторным топливом или другими нефтепродуктами. Для приготовления огнесмесей жидкое горючее на заводе, в полевой смесительной установке или непосредственно в снаряжаемом объекте смешивают с загустителем. Для получения огнесмесей, применяемых в ранцевых огнеметах, в них добавляют 2—4% загустителя, в танковых огнеметах — 3—9%, а в зажигательных авиабомбах или б.аках и в огневых фугасах — 3—12%. Порошок загустителя растворяется при перемешивании за 18—24 часа.

Некоторые характеристики зарубежных напалмовых смесей приведены в табл.15.3.