烟火学原理 chapter8 声响VIP专享VIP免费

烟火学原理第八章烟火药的声响主讲韦爱勇E_mail:weiaiyong278@126.comhttp://www.swust.edu.cnhttp://www.swust.edu.cnhttp://www.swust.net.cn第八章烟火药的声响（一）从本章起，我们将讨论烟火药的声、光、烟、热、动力、延期等效应及其应用。我们知道，声音是由物体振动而产生的，无论是固体、液体或气体，发生剧烈地振动时都会发出声音。能产生振动发声的物体称作声源。爆炸产生声响，这是由于炸点周围气体分子产生扰动发出的声效应。只要发生爆炸(物理的或化学的)就会产生声响。烟火药间断地、快速燃烧能使周围介质振动，会发声；烟火药快速燃烧，在一定条件下可以爆炸，产生声响。几乎所有的烟火药在燃烧时都伴随着发声，只是声音的强弱和音量的大小不同而已。2http://www.swust.net.cn第八章烟火药的声响（二）§1闪光声响13世纪就有人为了模拟雷鸣和闪电而制造出闪光声响剂。这种药剂以较小密度装填时快速燃烧转爆燃，能产生耀眼的闪光和爆炸声，装在烟花制品中就可以制成能模拟闪电雷鸣效果的娱乐品—冲天雷。通常这种药剂又称雷子药。闪光声响剂，一般配成零氧平衡，同时应具有较好的火焰感度。闪光声响剂根据使用的氧化剂不同分为氯酸钾系列和高氯酸钾系列。3http://www.swust.net.cn§1闪光声响（二）一、氯酸钾系列典型配方有：KClO3：42％；细A1粉：32％；Sb2S3：26％。由于KClO3和Al粉二元混合物的燃烧速度和燃烧热比较大，易产生火花现象，为此在药剂中应加入硫磺。这样一方面可增加亮度，另一方面所形成的硫化铝中间生成物，能促使铝燃尽，减少火花，从而提高效应。但硫磺和KClO3混合极为敏感，在烟火药剂中忌用。故采用Sb2S3代替硫磺，可以降低感度，其作用与硫磺相似。配方KClO3：30~70%；Mg-Al：70~30％有更好的效果，它易引燃，点燃后会产生响亮的爆声和耀眼的闪光。用于礼花弹中闪光声响效果极好。但是，后来的安全事故使人们付出了代价。4http://www.swust.net.cn§1闪光声响（三）二、高氯酸钾系列高氯酸钾较氯酸钾安全得多，典型的配方有：KClO4：50~70％；Al粉：20~30％；Sb2S3：5～25％也有用硫磺代替三硫化二锑的，但贮存安定性还是用Sb2S3的产品好。美军在军队训练时，用闪光声响剂模拟机关枪射击声，它便是在一个废纸管内装2.5克4：1：1的KClO4-Al-Sb2S3混合物。1975年，日本专利中提出闪光声响剂配方为：KClO4：45%；KNO3：5％；苦味酸钾：28％；水杨酸：22％闪光声响剂可以模拟炮弹空爆、原子弹爆炸，地面爆炸以及制造各种烟火声响模拟器。民品禁止用KClO3，而以KClO4代之。5http://www.swust.net.cn第八章烟火药的声响（七）§2啸声将一种快速间歇燃烧的烟火药，以一定的方式装填于纸壳中，点燃后就能发出啸声。这种烟火药通常称为啸声剂。啸声剂又称笛音剂、哨声剂，俗称叫声药。啸声剂燃烧与一般烟火药不同，它是一种不连续的间断快速燃烧过程。正因为如此，便造成一瞬间燃烧产生大量气体，一瞬间停止燃烧又不产生气体，从而形成一伸一缩的振动，这振动就是啸声的声源。当啸声剂装在纸管中燃烧时，这一振动又引起纸管内空气柱振动，产生共鸣，从而使人们听到如同笛音或哨声的声响。6http://www.swust.net.cn§2啸声（二）啸声剂断续燃烧机理被认为是：燃烧被传递和反射的结果。当药面点燃时，燃烧波便压向管的下部，然后从开口端反射出稀疏波，稀疏波冲击药面（反射时不改变波相，而变成凝聚波)，致使药剂的晶体爆炸。如果药剂不是装在合适的管中，晶体的爆炸将无规则，而药剂燃烧产物将会从药面以均匀速度流出，不会产生明显的声响。当药剂装入合适的共振管中时，由于受到压缩波和反射稀疏波交变的影响，火焰就会被迫在药面处进进出出，而且时时逼进药剂表面，促使新的一层晶体爆炸。如此反反复复，就呈现出断续燃烧现象。7http://www.swust.net.cn§2啸声（三）啸声剂通常由氧化剂和含有苯环结构的有机金属化合物组成：为了提高啸声效果和改善吸湿性，也可以加入少量添加剂。啸声剂的氧化剂以KClO3和KClO4为佳。但由于KClO3感度太高，不宜采用，因此，一般多采用KClO4。带有苯环的许多有机化合物，都能在燃烧时发出啸声，常用的有苦味酸钾、...