способ создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы или ложной цели

Формула изобретения

1. Способ создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы или ложной цели, включающий пиротехнический разрыв снаряда с образованием облака аэрозоля, содержащего полые микросферы, заполненные горючим компонентом, отличающийся тем, что образуют облако аэрозоля, содержащее покрытые слоем металла толщиной не более 1 мкм полые алюмосиликатные микросферы с нанопорами в стенках, с плотностью 0,18-0,9 г/см³, с размером до 150 мкм и заполненные водородом в качестве горючего компонента, причем размер нанопор соответствует размеру молекул водорода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полые алюмосиликатные микросферы образованы в результате расплавления и раздува минеральных компонентов угля при его сжигании в тепловой электростанции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано для защиты промышленных и военных объектов (пусковых шахт, кораблей, бронетехники и т.п.) от высокоточного оружия противника.

В настоящее время одним из путей защиты от высокоточного оружия являются маскировка объекта и создание ложных целей. В арсенале большинства высокоразвитых стран имеется высокоточное оружие со спутниковой, радиолокационной, лазерной, инфракрасной и оптической (видимой) системами наведения на цель. При всех системах наведения для защиты объекта (маскировки) приходится действовать в условиях острого дефицита времени, т.е. против уже подлетающего снаряда или после установления факта обнаружения цели противником, например при фиксации лазерного луча, направленного противником на цель.

Спутниковая система наведения используется для коррекции ракеты на траектории, для чего создается орбитальная группировка навигационных спутников. Данная система неэффективна в случае уничтожения спутников, использования помех и т.д. и при тактических военных действиях не используется.

При радиолокационной системе земная поверхность непрерывно сканируется лучом с длиной волны в миллиметровом диапазоне, выделяя искомый объект. Поэтому целью маскировочных действий является изменение радиолокационной картины местности непосредственно в районе расположения цели. Получив сигнал от системы раннего предупреждения, маскировочная система с помощью пиротехнического устройства выбрасывает в воздух дымовую завесу (аэрозольное облако), содержащую обрезки металлической проволоки и металлическую фольгу, создавая непроницаемый для радиоволн экран. При этом снаряд (боеголовка) становится ненаводящимся и нерасчетный промах обеспечен.

Лазерная система самонаведения основана на подсвечивании цели лазерным лучом. Эффективным способом борьбы с таким оружием является создание аэрозольного (мелкодисперсного) облака, которое блокирует лазерный луч и полностью закрывает цель.

Оптическая система наведения в оптическом (видимом) и инфракрасном диапазонах работает по аналогии с радиолокационной системой. Для защиты от оружия с оптической системой наведения эффективна маскирующая дымовая завеса, т.е. аэрозольное облако (экран, содержащий мелкодисперсные частицы) - непрозрачное как в оптическом (видимом), так и в инфракрасном диапазонах. (Ардашев А.А. Защита шахтных пусковых установок от высокоточного оружия. Ж. «Техника и вооружение», № 6, с.31, 2004 г.)

Таким образом, исходя из вышеизложенного при выполнении ряда требований постановка дымовой маскирующей завесы является высокоэффективным средством защиты от высокоточного оружия. Этими требованиями являются: долговременное оседание мелкодисперсных частиц и дыма, высокая маскирующая способность, характеризуемая как площадь поверхности, которая может быть скрыта с помощью 1 кг маскирующего состава.

Известен способ создания дымовой завесы путем образования маскирующего экрана, в состав которого входят ленточно-спиральные элементы, на которые нанесены дымообразующий состав и металлические диполи для образования защиты в инфракрасном, видимом и радиолокационном спектрах излучения (Патент РФ на изобретение № 2202094, F41H 11/02, опубл. 04.10.2003 г.).

Недостатком данного способа является то, что ленточно-спиральные элементы имеют высокое аэродинамическое сопротивление и вследствие этого под действием пиротехнического заряда разлетаются на недостаточное расстояние при образовании облака, т.е. снижается маскирующая способность завесы ввиду снижения скрываемой площади.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ создания дымовой завесы или ложной цели путем создания экрана (облака) из мелкодисперсных частиц и дыма, причем в качестве мелкодисперсных частиц используют молотый песок и металлический порошок, например алюминий в виде чешуек с размером частиц 100 мкм. Частицы песка в этом случае служат носителем, к которому за счет адгезии прикреплены чешуйки металла, имеющие высокое аэродинамическое сопротивление и которые не способны сами по себе разноситься под действием пиротехнического заряда на значительное расстояние (Патент США № 5233927, МКИ F41H 9/06, опубл. 08.10.93).

Недостатком указанного способа является то, что мелкодисперсные частицы песка и металла осаждаются значительно раньше, чем частицы дыма, что снижает эффективность защиты в инфракрасном диапазоне, в диапазоне радиоволн и от лазерного наведения. На практике защита в оптическом (видимом) диапазоне, т.е. осаждение частиц дыма, осуществляется в течение 2-х минут и более, в то время как осаждение металлических частиц происходит в течение 30 секунд, чего явно недостаточно, т.к. время массировки (осаждение частиц) должно быть больше времени подлета снаряда (ракеты, боеголовки) к цели. А время подлета может достигать 3-х минут и больше.

Решаемая изобретением задача состоит в способе создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы или ложной цели, в которой мелкодисперсные частицы осаждались бы в течение длительного времени, т.е. с малой скоростью, причем уменьшение скорости осаждения этих частиц не должно быть достигнуто за счет уменьшения их размеров, т.к. при малых размерах, порядка 1-3 микрон, снижается отражающая способность частиц в инфракрасном и радиоволновом диапазонах, что снижает эффективность маскировки. В этом случае маскирующая способность также будет снижена из-за недостаточного расстояния, на которое эти частицы разлетаются при пиротехническом взрыве.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы или ложной цели, включающем пиротехнический разрыв снаряда с образованием облака аэрозоля, содержащего полые микросферы, заполненные горючим компонентом, согласно изобретению образуют облако аэрозоля, содержащее покрытые слоем металла толщиной не более 1 микрона полые алюмосиликатные микросферы с нанопорами в стенках, с плотностью 0,18-0,9 г/см³, с размером до 150 мкм и заполненные водородом в качестве горючего компонента, причем размер нанопор соответствует размеру молекул водорода.

Полые алюмосиликатные микросферы образованы в результате расплавления и раздува минеральных компонентов угля при его сжигании в тепловой электростанции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - общая схема осуществления способа;

на фиг.2 - часть экрана дымовой завесы в известном способе (прототипе);

на фиг.3 - часть экрана дымовой завесы в предлагаемом способе;

на фиг.4 - часть экрана дымовой завесы по варианту изобретения с металлизированными микросферами;

на фиг.5 - общая схема осуществления способа по варианту с микросферами, заполненными водородом.

Пример осуществления способа.

Для постановки маскировочной дымовой завесы над объектом (целью) 1 производят пиротехнический разрыв снаряда с образованием облака аэрозоля (экрана) 2, в состав которого входят дым и мелкодисперсные полые микросферы 3. Могут быть использованы различные виды микросфер, но наиболее целесообразно использовать алюмосиликатные микросферы, покрытые слоем металла толщиной не более 1 микрона, с нанопорами в стенках, с плотностью 0,18-0,9 г/см³, с размером до 150 мкм и заполненные горючим компонентом, полученные в результате расплавления и раздува минеральных компонентов угля при его сжигании в тепловых электростанциях (микросферы выделяются флотацией в воде из золы-уноса).

Благодаря сферической форме частиц микросферы при пиротехническим разрыве разлетаются на большее расстояние, чем при чешуйчатой форме частиц, тем самым увеличивается эффективность маскировки, но в то же время благодаря низкой плотности, которая в 4 раза меньше плотности сплошных частиц, увеличивается время осаждения частиц в воздухе, что обеспечивает постановку завесы и защиту объекта на более длительное время.

Покрытые слоем металла полые алюмосиликатные микросферы в случае необходимости защиты объекта от оружия с инфракрасной, радиолокационной, лазерной систем наведения обеспечивают более высокую эффективность маскировки и время осаждения частиц.

Российское предприятие ЗАО «Уралайт» производит алюмосиликатные микросферы, покрытые серебром с толщиной покрытия 500 Ангстрем и размером частиц 0-150 микрон.

Наиболее эффективным заполнителем полых микросфер в качестве горючего предложен водород.

Для эффективного микрокапсулирования микросферы должны иметь нанопоры в стенке, размеры которых соответствуют размеру молекул водорода - порядка 2-3 нанометра (нм).

Исследованиями, проведенными в университете Альфреда (США), установлено, что при воздействии инфракрасного целенаправленного излучения на стенку стеклянной микросферы водород проникает сквозь нанопоры, что может быть использовано при заполнении микросфер водородом с целью храненения (аккумуляции), так и при высвобождении водорода из внутренней полости микросферы с целью использования. Это создает большие возможности по защите объектов от высокоточного оружия. Например, при постановке дымовой завесы с использованием водородсодержащих микросфер возможно создание управляющего воздействия инфракрасным лучом 5 (или иным способом), чтобы добиться выделения водорода из внутренней полости, а поскольку водород является взрывоопасным, то при его взрыве микросферы будут разрываться на отдельные сегменты 6 (чешуйки с металлическим покрытием), которым будет придано дополнительное движение, что повысит маскирующую способность. При этом завеса фактически превратится в огненное облако 7, являющееся преградой не только для лучей системы наведения, но и самого снаряда.

Для подтверждения эффективности заявляемого способа были проведены испытания предлагаемого способа (два варианта) и известных - прототипа и способа с использованием чистого белого способа.

Сравнительные результаты сведены в Таблицу.

Таблица
	Эффективность маскировки м2/кг	Время действия дымовой завесы в оптическом (видимом) диапазоне	Время действия дымовой завесы в инфракрасном диапазоне
Способ с использованием алюмосиликатных микросфер	1350	6 мин	5 мин
Способ с использованием водородсодержащих металлизированных микросфер	1800	8 мин	7 мин
Способ с использованием порошковых металлических частиц	900	2 мин	30 сек
Способ с использованием чистого белого фосфора	1300	3 мин	-

Как видно из таблицы, по основным показателям предлагаемый способ (2 первые позиции) превосходит известные.

Использование предлагаемого технического решения позволяет не только ставить дымовую завесу, но и использовать его для создания ложных целей, например возможно создание одновременно (или в заданной последовательности) нескольких огненных облаков, т.е. объектов с высокой температурой и светимостью, которые могут быть приняты противником за реальные цели.