Ảnh hưởng của một số yếu tố đến các đặc trưng cháy nổ và ngụy trang của hỗn hợp sinh khói trên cơ sở hợp kim Al-Mg, hexacloetan và kẽm oxit

Hỗn hợp tạo khói là những thành phần hỏa thuật được sử dụng rất hiệu quả để bảo vệ các loại xe bọc thép khỏi sự tấn công của các loại vũ khí điều khiển bằng quang học. Trong nghiên cứu này, các đặc tính cháy nổ, đặc tính ngụy trang và khả năng phát xạ hồng ngoại của các hỗn hợp khói được mô tả.

ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG CHÁY NỔ VÀ NGỤY TRANG CỦA HỖN HỢP SINH KHÓI TRÊN CƠ SỞ HỢP KIM Al-Mg, HEXACLOETAN VÀ KẼM OXIT

Nguyễn Văn Tính1*, Nguyễn Trung Toàn1

, Hoàng Xuân Thảo2

Tóm tắt: Hỗn hợp tạo khói là những thành phần hỏa thuật được sử dụng rất hiệu

quả để bảo vệ các loại xe bọc thép khỏi sự tấn công của các loại vũ khí điều khiển bằng quang học Trong nghiên cứu này, các đặc tính cháy nổ, đặc tính ngụy trang

và khả năng phát xạ hồng ngoại của các hỗn hợp khói được mô tả Kết quả nghiên cứu cho thấy, các đám khói được tạo ra từ hỗn hợp trên cơ sở hợp kim Al-Mg, hexacloetan, kẽm oxit có khả năng che phủ tốt đối với tia laze, phát xạ mạnh trong vùng hồng ngoại 2,5 đến 5,0 µm Trong đó, thành phần M14 (chứa 67 % hexacloetan, 14 % kim Al-Mg, 14 % ZnO, 5 % nitroxenlulo) có khả năng hấp thụ và tán xạ tia laze 1,06 µm cao nhất, có năng lượng phát xạ hồng ngoại cao trong vùng bước sóng 2,5 đến 5,0 µm, đồng thời có các đặc trưng năng lượng (nhiệt lượng cháy, nhiệt độ cháy, thể tích sản phẩm cháy, tốc độ cháy) phù hợp với yêu cầu kỹ

thuật của chất tạo khói

Từ khóa: Thuốc tạo khói; Ngụy trang; Nghi trang; Đặc trưng năng lượng

I MỞ ĐẦU

Trong kỹ thuật chiến đấu, để che mắt đối phương trong một thời gian ngắn có thể sử dụng rất nhiều phương pháp khác nhau, trong đó màn khói ngụy trang là một trong những phương pháp được dùng tương đối phổ biến, rẻ tiền và có hiệu quả cao Những năm vừa qua, hệ thống tạo khói ngụy trang ngày càng được phát triển mạnh mẽ và có thể chia thành

2 dạng cơ bản sau: hệ thống cơ học (vật lý) và hoá học (thuốc hỏa thuật) [1, 2]

Thực tế chiến đấu đã cho thấy, màn khói dày đặc được tạo ra từ hỗn hợp thuốc hỏa thuật tạo khói không chỉ che được trinh sát bằng mắt và các khí tài thông thường mà còn chống lại được cả các phương tiện trinh sát hiện đại có sử dụng tia hồng ngoại có vùng bước sóng phổ biến trong khoảng (3 ÷ 5) µm và (8 ÷ 14) µm, tia laser có bước sóng 1,06 µm,

do màn khói có khả năng hấp thụ hoặc tán xạ những tia bức xạ này [3, 4] Trong nghi n cứu này, nhóm tác giả tr nh bày tập trung vào kết quả khảo sát ảnh hư ng c a các thành phần hỗn hợp tạo khói tr n cơ s hợp kim Al-Mg, hexacloetan, kẽm oxit đến nhiệt lượng cháy, thể tích sinh khí, nhiệt độ bùng cháy, khả năng hấp thụ tia laze, phát xạ hồng ngoại

và tốc độ cháy

II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Thuốc hoả thuật tạo khói có thành phần gồm: Hợp kim Al-Mg, hexacloetan (C2Cl6), kẽm oxit (ZnO) và chất kết dính nitroxenlulo (NC-3)

2.2 Thiết bị và hóa chất

- Thiết bị đo nhiệt lượng cháy Parr 6200 (Mỹ); Áp kế điện tử LUTRON PM – 9107 có

áp suất giới hạn 7000 mbar, độ chính xác ±5 mbar (Trung Quốc); Cụm thiết bị đo khả năng hấp thụ tia laze gồm: nguồn phát li n tục có công suất (10÷50) mW (Mỹ), đầu thu có công suất (1 mW÷ 35 mW) (Mỹ), sai số 1%; Bộ sàng phân loại kích thước hạt (Trung Quốc) từ 20 µm đến 100 µm; Máy đo phổ phát xạ hồng ngoại Spectra Master 12-550 Mark III (Mỹ); Thiết bị đo nhiệt độ bùng cháy DT-1000 (Séc)

- Hợp kim Al-Mg độ tinh khiết ≥ 96%, Al chiếm (50±3)%, kích thước hạt ≤ 100 µm, Trung Quốc; Hexacloetan (C2Cl6), độ tinh khiết ≥ 98% có hàm lượng clo 89,9 %, Trung

Quốc; Kẽm oxit (ZnO) có độ tinh khiết ≥ 98%, Trung Quốc; Nitroxenlulo số 3 có hàm

lượng nitơ là 11,82 %, độ an định ≤ 2,5 mlNO/g, Việt Nam

2.3 Phương pháp nghiên cứu

- Tính toán thiết kế đơn thuốc hỏa thuật tạo khói: Nhóm tác giả sử dụng phần mềm

RealW3P c a Nga

- Phương pháp chế tạo thuốc hỏa thuật tạo khói: Hexacloetan, hợp kim Al-Mg, bột kẽm

oxit ZnO được sấy riêng rẽ nhiệt độ (80 ÷ 85)0

C, thời gian 2 giờ, độ ẩm ≤ 0,2 %, NC-3 được hòa tan vào dung môi axeton theo tỉ lệ 1,0 g/10 ml Định lượng các cấu tử trên cân kỹ

thuật có độ chính xác 0,01 g, sau đó trộn khô hỗn hợp Al-Mg, ZnO và C2Cl6 trên sàng 280

µm, tiếp theo trộn ướt với dung dịch NC-3 Sau đó tiến hành hong khô, tạo hạt, sấy nhiệt

độ từ (55 ÷ 60) o

C, thời gian 4 giờ và chuyển sang bao gói, bảo quản

- Phương pháp xác định nhiệt lượng cháy (Q c ), nhiệt độ bùng cháy (T bc), tốc độ cháy

(D) theo tiêu chuẩn TCVN/QS

- Phương pháp xác định thể tích khí sinh ra (V spc) dựa tr n cơ s sau khi đo nhiệt lượng

cháy, bom được lấy ra và kết nối với áp kế điện tử, kết quả được tính theo công thức:

1000

B spc

b

P V V





Trong đó: V spc - Thể tích khí, ml/g; ΔP - Chênh lệch áp suất khí trước và sau khi đo,

mbar; T b - Nhiệt độ bom, bằng nhiệt độ môi trường, K; VB - Thể tích buồng đốt bằng 334 ml

- Phương pháp xác định hấp thụ tia laze: Nguyên lý dựa tr n cơ s đo sự giảm công suất

c a tia laze có λ=1,06 µm chiếu qua 2 lỗ đồng tâm c a buồng đốt kín có kích thước

600x600x600 mm khi đốt một lượng khói nhất định Sơ đồ thử nghiệm xác định hệ số che

ph c a hỗn hợp khói được thể hiện trên hình 1 [4]

Hình 1 Sơ đồ thử nghiệm xác định khả năng hấp thụ tia laze

Khả năng hấp thụ tia laze c a màn khói được tính theo công thức:

I H I

Trong đó: H - Khả năng hấp thụ tia laze, %; I 0 và I - Công suất đo được c a tia laze

trước và sau khi phát khói, mW

- Phương pháp xác định khả năng phát xạ: Đặc tính phát xạ hồng ngoại c a hỗn hợp tạo

khói được xác định bằng máy đo phổ phát xạ hồng ngoại Spectra Master 12-550 Mark III

(Mỹ) với dải bước sóng từ 2,5 µm đến 14 µm Một lượng thuốc sinh khói được đốt cháy

trong buồng thử nghiệm sao cho đám khói tạo thành nằm vị trí đối diện với ống kính thu

tín hiệu c a máy Khi đó, cường độ và phân bố phổ phát xạ hồng ngoại được xác định

bằng phần mềm tích hợp trên thiết bị Sơ đồ thử nghiệm xác định các đặc tính phát xạ c a

hỗn hợp khói được thể hiện trên hình 2 [5, 6]

Hình 2 Sơ đồ thử nghiệm xác định đặc tính phát xạ hồng ngoại

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tính toán dự đoán một số đặc trưng năng lượng của thuốc hỏa thuật tạo khói

Để đảm bảo hiệu quả tạo khói cao th chất oxi hóa hexacloetan (C2Cl6) được tính toán đảm bảo lượng clo sinh ra khi phân h y sẽ phản ứng hết với các chất cháy như Zn, Al, Mg tức là giá trị cân bằng clo bằng 0 và các phản ứng xảy ra như sau:

C2Cl6 → 3Cl2 + 2C; ZnO → Zn + O; Zn + Cl2 → ZnCl2;

Al + 1,5Cl2 → AlCl3; Mg + Cl2 → MgCl2

Qua tham khảo tài liệu [2] về hàm lượng kim loại chứa trong thuốc tạo khói, nhóm tác giả lựa chọn đơn thuốc có hàm lượng các thành phần thay đổi như sau: Al-Mg từ 8 % đến

18 %, Hexacloetan từ 59 % đến 73 %, Kẽm oxit từ 4 % đến 28 %, NC 5 % Kết quả tính các đặc trưng năng lượng theo phần mềm RealW3P được thể hiện trong bảng 1

Từ kết quả tính toán trong bảng 1, cân bằng oxi c a hỗn hợp luôn âm (K b) (từ - 12,85 đến - 20,57) điều này phù hợp với các thuốc hỏa thuật khi sử dụng cháy trong môi trường không khí (luôn chứa một lượng oxi nhất định) [7, 9]

Khi hàm lượng Al-Mg tăng, nhiệt lượng cháy tăng gần như tuyến tính (từ 678 đến 1127 Kcal/kg), do hợp kim Al-Mg là chất cháy có năng lượng cao Ngoài ra, khi tăng hàm lượng Al-Mg, lượng sản phẩm khí giảm (từ 302,35 xuống 293,96 l/kg), do hàm lượng ZnO giảm (từ 28 % xuống còn 4 %) n n lượng oxi trong hỗn hợp cũng giảm, sản phẩm cháy tạo

ra có nhiều cacbon rắn

Bảng 1 Kết quả tính toán dự đoán các đặc trưng năng lượng của thuốc tạo khói

Kết quả tính toán thành phần và số mol sản phẩm cháy được thể hiện trong bảng 2

Bảng 2 Kết quả tính toán thành phần và số mol sản phẩm cháy của thuốc tạo khói

cháy

Sản phẩm cháy (mol/kg)

4 Cl(k) 0,0439 0,1161 0,4894 0,8226 1,2711 1,5805

Từ số liệu trong bảng 2 cho thấy, các sản phẩm cháy được thống k điều kiện phản

ứng, tức là nhiệt độ và áp suất cao, khi đó sản phẩm cháy sẽ bao gồm cả hợp chất bền và

hợp chất ion Tuy nhi n, các sản phẩm mong muốn là các sản phẩm bền khi điều kiện sử

dụng, khi đó các sản phẩm cháy kém bền phản ứng tiếp và chuyển thành các chất bền hơn,

phẩm cháy này có tác dụng ngụy trang mà nhóm tác giả quan tâm là:

- Cacbon (rắn): Là chất có khả năng ngụy trang tốt, khi hàm lượng Al-Mg càng cao (từ

8 % l n đến 18 %) th hàm lượng cacbon càng tăng (từ 1,54 mol/kg đến 4,90 mol/kg) làm

cho khói có màu đen hơn

- Chất tạo khói ZnCl2: Lượng ZnCl2 tạo thành giảm từ 2,8 mol/kg xuống 0,16 mol/kg

khi hàm lượng Al-Mg tăng từ 8 % l n 18 % Điều này sẽ làm giảm khả năng ngụy trang

trong các vùng ánh sáng nh n thấy, hồng ngoại và tia laze

Như vậy, qua phần mềm tính toán tr n sẽ giúp định hướng cho quá tr nh chế tạo thuốc

tạo khói đảm bảo các yếu tố như: lượng cacbon rắn, ZnCl2 tạo ra vừa đ để đảm bảo khả

năng ngụy trang, đồng thời phải có các đặc trưng năng lượng, tốc độ cháy phù hợp với

thuốc tạo khói Điều này sẽ được nghi n cứu cụ thể về ảnh hư ng c a thành phần đến một

số thông số khi tiến hành chế tạo thực tế tại phòng thí nghiệm

3.2 Ảnh hưởng của thành phần thuốc tạo khói đến một số đặc trưng năng lượng

Với các thành phần như đã tính toán trong bảng 1 và hàm lượng chất kết dính NC-3 là

5% (đảm bảo độ kết dính cho sản phẩm), tiến hành xác định các đặc trưng năng lượng

bằng thực nghiệm, kết quả được đưa ra trong bảng 3

Bảng 3 Ảnh hưởng của thành phần thuốc tạo khói đến các đặc trưng năng lượng

Mẫu

Đặc trưng năng lượng

o

C

Đối với nhiệt lượng cháy: Nhiệt lượng cháy tăng từ 679 Kcal/kg đến 1150 Kcal/kg theo

chiều tăng hàm lượng Al-Mg, điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, trong đó mẫu số

M16 và M18 có nhiệt lượng cháy tương ứng là 1002 Kcal/kg, 1150 Kcal/kg cao hơn so với

y u cầu kỹ thuật c a chất tạo khói (400 ÷ 1000 Kcal/kg) [7], điều này sẽ ảnh hư ng không

tốt đến quá tr nh tạo khói, b i v khi nhiệt lượng cháy quá cao sẽ dẫn đến nhiệt độ c a sản

phẩm cháy tăng và tạo ngọn lửa mạnh làm cho lượng khói bị giảm đi và chóng bị tan

Ngoài ra, đối với mẫu M8 do hàm lượng kim loại thấp n n rất khó mồi cháy tin cậy khi làm thí nghiệm

Đối với thể tích khí sinh ra: Khi tăng hàm lượng hợp kim Al-Mg (8 % đến 18 %) th

thể tích sản phẩm khí giảm không nhiều (302,35 l/kg xuống 293,96 l/kg) Kết quả thực nghiệm thấp hơn so nhiều với tính toán, điều này là do quá tr nh tính toán lý thuyết có đề cập đến sự tạo thành các gốc tự do tồn tại dạng khí (gốc Cl, AlCl, MgCl, H …) nhiệt

độ cao và nước có thể trạng thái hơi, do đó thể tích sản phẩm cháy cao, còn khi tiến hành thực nghiệm th quá tr nh đo được tiến hành sau khi đã làm nguội sản phẩm cháy về nhiệt

độ phòng, các gốc tự do khi mới sinh ra thể khí, sau đó chúng không bền và kết hợp với nhau làm giảm thể tích sản phẩm cháy, còn nước trạng thái lỏng

Nhiệt độ bùng cháy: Tiến hành đo nhiệt độ bùng cháy các mẫu tr n thiết bị DT-1000

với tốc độ gia nhiệt 5 °C/phút Kết quả được thể hiện trong bảng 3 cho thấy, nhiệt độ bùng cháy c a các mẫu không thay đổi nhiểu, chỉ nằm trong khoảng từ 500,1đến 505,5 °C, điều này là do quá tr nh phân h y ch yếu phụ thuộc vào hexacloetan (hexacloetan bắt đầu thăng hoa 185 °C và phân h y khi nhiệt độ cao hơn 4000C, hợp kim Al-Mg bị nóng chảy

490 °C) Như vậy, nhiệt độ bùng cháy c a thuốc tạo khói mức trung b nh và dễ dàng mồi cháy bằng các loại thuốc thông thường như: thuốc đen, thuốc phóng thông thường Tóm lại, qua khảo sát các đặc trưng năng lượng c a thuốc tạo khói cho thấy, để đảm bảo ngụy trang tốt th khối lượng Cr và ZnCl2 r tạo thành khi đốt cháy phải đ lớn và nhiệt lượng cháy không được vượt quá 1000 Kcal/kg Tuy nhi n, để áp dụng vào thực tế mẫu thuốc phải được nén mật độ xác định vừa đảm bảo độ bền cơ học c a sản phẩm, tốc độ cháy, đồng thời phải mồi cháy tin cậy Do vậy, các nghi n cứu tiếp theo, nhóm tác giả tập trung vào các mẫu M10, M12, M14 và M16

3.3 Ảnh hưởng một số yếu tố đến khả năng hấp thụ tia laze

Tiến hành cố định công suất nguồn phát laze là 20 mW, khối lượng mẫu thuốc cần đốt cháy là 0,2g/2,16 cm3 (0,92 g/m3), kết quả đo 04 mẫu (M10, M12, M14, M16) được biểu diễn tr n h nh 3

Hình 3 Sự thay đổi khả năng hấp thụ laze khi thay đổi thành phần thuốc tạo khói

Từ kết quả tr n h nh 3 cho thấy một số nhận xét:

Với các mẫu đều cho một quy luật tương đối giống nhau và có thể chia thành 3 giai đoạn: giai đoạn 1 trong khoảng thời gian từ 1 s đến 2 s sự hấp thụ tia laze là lớn nhất, sau

đó chuyển sang giai đoạn 2 th quá tr nh hấp thụ lại giảm mạnh và chuyển sang giai đoạn 3

sự hấp thụ tia laze tăng l n đạt đến mức ổn định Điều này được giải thích như sau: khi mồi cháy th quá tr nh xảy ra gần như đồng thời toàn bộ khối lượng mẫu và tạo ra đám

khói có mật độ cao chuyển động đi l n gặp và hấp thụ tia laze truyền qua mức độ cao,

sau đó đám khói tiếp tục chuyển động đi l n gặp bề mặt c a hộp mica, đồng thời quá tr nh

hấp thụ tia laze lại giảm xuống do mật độ khói giảm đi nhiều Khi đám khói tiếp xúc với

bề mặt hộp mica th sẽ có hiện tượng tỏa ra hai b n và chuyển động đi xuống tạo ra đám

khói có mật độ đồng đều trong hộp mica và lúc này sự hấp thụ tia laze gần như đạt trạng

thái ổn định trong khoảng thời gian dài

Với các mẫu có thành phần khác nhau th khả năng hấp thụ tia laze khác nhau, mẫu

M14 có khả năng hấp thụ laze cao nhất (84,2 %) khi đạt trạng thái ổn định, tiếp theo M12

(80,2 %), M10 (75,3 %) và kém nhất M16 (64,5 %) Điều này được giải thích như sau:

Theo kết quả thực nghiệm mẫu M16 có lượng sản phẩm khí sinh ra dùng để phân tán các

hạt khói bị giảm, còn theo tính toán lượng ZnCl2 giảm nhiều (0,45 mol/kg) n n khả năng

hấp thụ tia laze bị giảm, mặc dù lượng cacbon tạo thành cao (4,69 mol/kg), còn mẫu M10

tuy lượng ZnCl2 có cao (2,52 mol/kg) nhưng lượng cacbon lại giảm (1,52 mol/kg) Đối với

phẩm khí 100,35 l/kg đảm bảo phân tán được các hạt khói ra không gian n n khả năng hấp

thụ laze cao nhất Tiếp theo, nhóm tác giả lựa chọn mẫu M14 để đánh giá khả năng phát xạ

hồng ngoại và tốc độ cháy

3.4 Đánh giá khả năng phát xạ hồng ngoại

Khói c a hỗn hợp thuốc hỏa thuật tr n không chỉ hấp thụ và tán xạ tia laze b i các phần

tử khói (cacbon rắn, ZnCl2), mà còn tạo ra lượng nhiệt lớn tách ra từ phản ứng cháy c a

bột Al-Mg, ngọn lửa sẽ h nh thành l n mục ti u nhiệt giả và hoạt động giống như thành

phần phát xạ hồng ngoại chuy n dụng Sự phân bố phổ hồng ngoại c a hỗn hợp khói tr n

cơ s mẫu M14 được xác định và thể hiện tr n h nh 4

Hình 4 Phổ phát xạ hồng ngoại của mẫu thuốc hỏa thuật sinh khói M14

Qua phổ phát xạ c a mẫu thuốc tạo khói M14 khi cháy cho thấy, chúng phát xạ mạnh

lượng phát xạ này được tính dựa tr n phần mềm tích hợp với thiết bị đo, nguy n lý là tính

diện tích phổ phát xạ trong dải bước sóng từ 2.5 đến 5.0 µm) Do vậy, ngoài khả năng hấp

thụ và tán xạ tia laze, các hỗn hợp này còn đóng vai trò trong việc tạo ra mục ti u giả (nghi

trang mô phỏng buồng động cơ và ống xả c a xe bọc thép) chống lại các t n lửa dẫn

đường bằng hồng ngoại

3.5 Ảnh hưởng cỡ hạt chất cháy và mật độ nén ép đến tốc độ cháy

Đối với thuốc tạo khói thường có tốc độ cháy thấp nhất so với các loại thuốc hỏa thuật,

nó thường nằm trong khoảng từ 0,5 – 2,0 mm/s [7, 8] Tốc độ cháy c a thuốc tạo khói phụ

thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Kích thước hạt nguy n liệu (ch yếu là c a chất cháy và

chất oxi hóa), tỉ lệ các cấu tử, mật độ nén thuốc, yếu tố môi trường Nhóm tác giả đã

nghi n cứu hư ng c a kích thước hạt chất cháy hợp kim Al-Mg và mật độ nén ép đến tốc

độ cháy, do nguy n liệu ban đầu chất oxi hóa hexacloetan và bột kẽm oxit luôn dạng bột mịn Đối với mẫu M14, tiến hành sàng và phân loại 03 kích thước hạt hợp kim Al-Mg (≤

32 µm; 32÷63 µm và 63÷100 µm), với mỗi kích thước hạt tiến hành nén ép 5 mật độ khác nhau từ 1,4 g/cm3

đến 1,9 g/cm3 Kết quả xác định tốc độ cháy được thể hiện trong bảng 4 và h nh 5

Bảng 4 Ảnh hưởng cỡ hạt chất cháy và mật độ nén ép đến tốc độ cháy

Tốc độ cháy ở cỡ hạt, mật độ nén khác nhau,

mm/s

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

5,0 4,65

4,17

3,57

3,17 2,82

4,08

3,64

3,03

2,63 2,25 2,4

2,27 1,94

1,64 1,53

Mật độ nén ép (g/cm3)

Cỡ hạt < 32µm

Cỡ hạt (32÷63)µm

Cỡ hạt > 63µm

Hình 5 Đồ thị ảnh hưởng cỡ hạt Al-Mg và mật độ nén đến tốc độ cháy của thuốc tạo khói

Từ kết quả trong bảng 4 và h nh 5 cho thấy, khi tăng dần kích thước hạt c a chất cháy Al-Mg, tốc độ cháy c a thuốc tạo khói có xu hướng giảm dần cùng một mật độ, ví dụ mật độ 1,9 g/cm3, khoảng cỡ hạt tăng từ 32 µm đến 100 µm th tốc độ cháy giảm từ 2,82 mm/s xuống 1,53 mm/s Điều này được giải thích là khi tăng kích thước hạt Al-Mg, dẫn đến làm giảm diện tích bề mặt ri ng c a các hạt kim loại n n sự tiếp xúc giữa chất cháy và chất oxi hóa sẽ bị giảm đi, phản ứng oxi hóa khử sẽ diễn ra chậm hơn và tốc độ cháy nhỏ Khi tăng mật độ nén th tốc độ cháy càng thấp cùng một khoảng cỡ hạt, ví dụ

đến 1,9 g/cm3 th tốc độ cháy giảm từ 2,40 mm/s xuống 1,53 mm/s Nguy n nhân là do khi tăng mật độ nén sẽ làm giảm khả năng xuất hiện khí cháy vào trong thành phần c a thuốc tạo khói n n dẫn đến làm chậm quá tr nh nung nóng và bén lửa sâu vào trong khối thuốc Tuy nhi n, để đảm bảo tốc

độ cháy theo y u cầu kỹ thuật c a thuốc tạo khói th lựa chọn khoảng cỡ hạt c a chất cháy

nén chắc và đ độ bền cơ học, đặc biệt là có tốc độ cháy ổn định

IV KẾT LUẬN

Kết quả nghi n cứu bước đầu đã chứng minh được khả năng chế tạo hỗn thuốc tạo khói trong Phòng thí nghiệm đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật (nhiệt lượng cháy, thể tích khí

cháy, tốc độ cháy) và khả năng hấp thụ tia laze 1,06 µm đạt 84,2 % với 0,2 g/0,216 m (tức

là với 1 m3

không khí sẽ chứa 0,92 g thuốc tạo khói) có thành phần tối ưu là Al-Mg 14%,

C2Cl6 67%, ZnO 14% và nitroxenlulo (NC-3) 5% Bên cạnh đó, với kích thước hạt Al-Mg

từ (63÷100)µm và mật độ nén ép 1,8 g/cm3 là phù hợp đảm bảo khối thuốc có tốc độ cháy

ổn định (1,64 mm/s) và hỗn hợp này có thể được sử dụng với khả năng nghi trang chống

lại các tên lửa dẫn đường bằng hồng ngoại trong dải bước sóng 2,5 µm đến 5,0 µm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] G B Pulpea, "Aspects regarding the development of pyrotechnic obscurant systems

for visible and infrared protection of military vehicles", in International Conference

Knowledge-Based Organization: Sciendo (2015)

[2] Μ В (2014), Современная пиротехника, Mocква

[3] S Cudziło, "Studies of IR-Screening Smoke Clouds", Propellants Explos Pyrotech.,

Vol 26, No 1 (2001), pp 12-16

[4] R Fischer et al., "Absorption and scattering of 1.06 μm laser radiation from oceanic

aerosols", Applied optics, Vol 48, No 36 (2009), pp 6990-6999

[5] E C Koch, "Review on pyrotechnic aerial infrared decoys", Propellants Explos

Pyrotech., Vol 26, No 1 (2001), pp 3-11

[6] E C Koch, "2006-2008 annual review on aerial infrared decoy flares", Propellants

Explos Pyrotech.: An International Journal Dealing with Scientific & Technology

Aspects of Energetic Materials, Vol 34, No 1 (2009), pp 6-12

[7] Nguyễn Văn Tính, Trần Quang Phát (2006), Cơ sở hỏa thuật, Hà Nội, Học viện KTQS

[8] D H Ellern (1968), Military and civilian Pyrotechnic, New York: Chemical

Publishing company

ABSTRACT

THE EFFECT OF SEVERAL FACTORS ON THE COMBUSTION AND THE

OBSCURANT CHARACTERISTICS OF SMOKE COMPOSITIONS

BASED ON Mg-Al, HEXACHLOROETHANE AND ZINC OXID

Smoke compositions are the pyrotechnic formulations that are an effective way

to protect the armored vehicles from optical guide weapon seekers In this work, the

combustion characteristics, the obscurant characteristics and the infrared emission

characteristics of the smoke compositions are described The results show that the

obscurant cloud made from the mixture of Mg-Al/C2Cl6/ZnO has a low

transmittance, high extinction coefficient with 1.06 µm laser and strong infrared

emission in the wavelength range of 2.5 to 5.0 µm In particular, the M14

formulation (includes 14% Mg-Al, 67% C2Cl6, 14% ZnO and 5% nitrocellulose)

has the highest 1,06 mm laser absorption and scattering capabilities, high infrared

emission energy in the range of 2,5 to 5,0 mm, and the combustion characteristics

meet the requirements

Keywords: Obscurant compositions; Decoy composition; Screening smoke; Combustion characteristics

Nhận bài ngày 13 tháng 7 năm 2020 Hoàn thiện ngày 31 tháng 7 năm 2020

Địa chỉ: 1 Khoa Vũ khí/Học viện Kỹ thuật quân sự;

2Nhà máy Z113/TCCNQP

*Email: tinhhp76@gmail.com.