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烟火技术的未来发展方向

时间:2026-01-23 理论教育 南栀 版权反馈
【摘要】:当今的烟火技术研究出现了前所未有的新局面。为了减少烟火药销毁时的污染问题,美国洛斯阿拉莫斯研究所建立起了“销毁烟火药用控制空气焚烧炉”。利用烟火药燃烧产生氮气技术,俄罗斯正在研制新型烟火灭火剂。烟火光电对抗技术成为当今烟火学发展的重点。民用上,烟火人工降雨、烟火冶炼、烟火发电、烟火灭火等技术的开发研究,对人类物质文明建设必将产生重大意义。

随着烟火学的发展和高新技术相互渗透,应该说近十几年来烟火技术也在发生着日新月异的变化。新概念、新原理、新应用层出不穷。当今的烟火技术研究出现了前所未有的新局面。1991年第16届国际烟火讨论会上,Douda B E报告了中、美、俄、英、法等14个国家25个研究部门的研究近况,突出反映出了烟火技术应用与人类生存环境保护与安全问题,以及新药剂、新工艺、新设备和新应用等状况。

(1)烟火器材的环境卫生与安全。这涉及人类自然环境和生态平衡保护问题。各国正投入财力、人力大力开展研究。为解决烟火器材的环境卫生,已开展了对重金属、六价元素和战地发烟剂与气溶胶的毒性鉴定。正在研究取代延期药中铬酸盐和寻找六氯乙烷发烟剂的代用品。为了减少烟火药销毁时的污染问题,美国洛斯阿拉莫斯研究所建立起了“销毁烟火药用控制空气焚烧炉”。对于含红磷的药剂销毁,先采用空气焚烧,然后用水吸收放出的气体来制成化肥,残余物用于制造水泥。为了提高烟火器材的安全性,各国都在致力于“钝感烟火药”研究。

(2)新药剂。一种无毒烟幕剂在德国开展研究。它由15%的镁、30%的硝酸钾、15%的硝酸钙、32%的氮酸钾和8%的偶氮二酚胺组成,对人和动物不产生毒害作用,不污染环境,对植物尚能提供养分。美国正在开展可反应金属混合物研究。以锆、铝、钨、钛、石墨、硼等金属的二元或二元混合物为基本组分的可反应金属混合物,具有不用氧化剂的优点,它是在已广泛使用的铝、钯可反应金属混合材料基础上发展起来的。日本研究了15种“负混合物”新概念烟火药剂,使用镁作为氧受体和水作为氧给体。其中一种用于海上求救信号的发光炬,用水作氧给体的“负混合物”配方为95%镁、5%冰晶石(Na3AlF6)。

(3)新工艺与新设备。英国正在研究用气相淀积法制造烟火制品。已有两种不同的制造方法:一种是在聚四氟乙烯片上连续淀积镁,另一种是采用像制造印刷线路板那样的工艺淀积多层材科。为了获得均匀的混合物,也为了安全制造,美国研制了混合、造粒和干燥用的多用途流化床设备。它的混合、加黏结剂、干燥、滤气排污和卸出物料可自动摇控完成。混合方式是,气流使物料上升、翻滚、卷折,接着物料做360°旋转运动,整个混合、造粒、干燥直至卸料时间一般约23 min。美国聚硫橡胶公司制造了双螺杆挤压机,用于加工红外诱饵剂。它是一种组合筒式结构,挤压机筒中有3个调温区,模头中有4个调温区,调温区温度由泵压热水加热器控制。美国还研制了一种加工硼与硝酸钾混合的盘式造粒机。

(4)新应用。为了研究大气物理,俄罗斯已研究出能产生人造发光和电离云的烟火系统。它能形成具有长时间连续或断续踪迹的环形云。利用烟火药燃烧产生氮气技术,俄罗斯正在研制新型烟火灭火剂。澳大利亚研制了一种铝热剂切割炬和目测水雷发火指示器。烟火激光点火是一种不爆炸的非电点火方法,抗电、热干扰能力强。美国正在鉴定用二极管激光器和气体激光器点燃铝/高氯酸钾、硼/硝酸钾和低氢化钛/高氯酸钾之类烟火药。有关抗红外烟幕剂、红外诱饵剂和新型无源干扰材料等在很多国家均广泛开展。一种用于对付先进红外威胁的改进型诱饵装置研究正在美国进行。

(5)其他。相当多的课题研究目的是解决一些特殊用途技术。例如,研究和改进笛音剂、硼/硝酸钾燃烧机理、烟火药的瞬变燃烧等,以及烟火药的变质和安定性研究、烟火药组分涂覆技术、骚乱控制烟火器材研究、训练模拟器材研究、氢气烧尽点火器研究等。

电子战将对现代高技术战争产生重大影响。烟火光电对抗成为电子战光电对抗重要手段之一。烟火光电对抗,除已出现的对抗红外、激光、微波的诱饵和烟幕外,尚包括利用烟火效应产生的“软杀伤”类技术。例如迷盲腐蚀燃烧剂,它是一种含有无机氧化物及易燃有机聚合物(聚酯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯或丁二烯共聚物等)的黏性燃烧材料。这种燃烧材料引燃后将释放出氟化氢和氟气,对光学玻璃有强烈腐蚀作用,可用于破坏战场光电观瞄的光学瞄准镜头。又例如,利用含有镁、铝等金属粉的烟火剂使之速燃,形成巨大声响和强烈闪光,使战斗人员在短时间内眩晕和失明。一种能产生极亮的宽带脉冲光辐射器材,不仅使战斗人员短时间失去战斗力,而且可使夜视仪、热像仪及导弹的光电敏感器件烧毁、受损或失效。还比如,一种熄燃或爆燃的气溶胶,在低空撒布成一片云层时,可以使飞近的直升机发动机熄灭或爆燃毁伤。在近地面上撒布时,可以使坦克等装甲车辆动力系统瘫痪。(https://www.xing528.com)

烟火光电对抗技术成为当今烟火学发展的重点。烟火光电对抗技术研究的目的是揭示干扰剂的干扰机理与模型,不同电磁波谱的干扰材料(药剂)的制取、性能测试与科学评价。

面向太空战场,人们已研究了烟火材料在太空环境中的应用。真空、微重力条件下的烟火干扰材料的消光性能和动力学特性成为烟火科技工作者关注的研究课题。

面向水下战场,人们正在探索研究水声对抗烟火技术,利用烟火的声效应来对抗水中声呐制导导弹——鱼雷。

民用上,烟火人工降雨、烟火冶炼、烟火发电、烟火灭火等技术的开发研究,对人类物质文明建设必将产生重大意义。

现代烟花融合了其他学科高新技术于一体,已形成了独具风格的花炮文化。

鉴于这些研究的重要性,也由于烟火理论发展需求,研究者们在突破应用研究关键技术之时,特别注意获取反应过程中的微观信息。通过借助现代分析技术、测试技术和计算机,一场深入广泛地对烟火反应机理和数值模拟研究工作正在世界各国展开,这必将推动烟火学发展进入一个新的里程碑。

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