logo
ИХТ / 3 группа (ХТОСА) / Введение в специальность / Шарнин, Фаляхов - Введение в технологию энергонасыщенных материалов - Часть 2 / 228-269

9.1.1. Артиллерийские снаряды и мины

Па заре развития артиллерийского оружия в качестве снаря-

дов использовались каменные, а затем литые чугунные и свин-

цовые ядра, поражение которыми было только при прямом по-

падании в цель. Эффективность такой стрельбы была крайне

низка даже при применении крупных ядер, масса которых дос-

тигала нескольких сот килограммов (например, турками при

осаде Византии в 1453 г. использовались ядра массой 400 кг).

Значительным шагом повышения эффективности артиллерий-

ского оружия явилось изобретение разрывных ядер. Сначала они

появились в тяжелых крепостных орудиях, а в середине XVIII в.

русскими пушкарями Нартовым, Даниловым и Мартыновым

были разработаны и внедрены для орудий нолевой артиллерии, в

частности, для орудий «единорог», которые почти 100 лет нахо-

дились на вооружении русской армии. Разрывные ядра (рис. 9.1 а)

представляли собой полые чугунные шары, наполненные дымным

порохом, имели вделанную в корпус ядра 1рубку, снаряженную

медленногорящим составом, воспламеняющимся при выстреле.

Разрывные ядра получили название «граната» при массе мень-

ше 1 пуда (16 кг) и «бомба» при большей массе. Дальность

стрельбы из «единорогов» ограничивалась 4 км.

Попытки создать орудия с нарезным стволом были пред-

приняты еще в XVI в., однако принятие на вооружение первой

нарезной пушки датируется 1860 г. Нарезной ствол позволил пе-

рейти от сферических ядер к удлиненным снарядам (рис. 9.1 б), по-

лет которых стабилизировался за счет' вращения, приданного снаря-

ду спиралевидными нарезами внутри ствола. Удлиненная фор-

ма при одном и том же калибре позволила значительно увеличить

массу заряда ВВ по сравнению со

сферическими. С другой стороны.

увеличилась дальность полета сна-

ряда за счет повышения КПД поро-

ха в результате лучшей обтюрации и

повысилась кучность стрельбы.

Наиболее бурное развитие ар-

тиллерия получила после откры-

тия и принятия на вооружение

бездымного пороха в 90-е годы

XIX столетия.

11араллелыю с созданием новых

видов орудий разрабатывались и

новые конструкции снарядов.

Принципиальное устройство со-

временного снаряда (рис. 9.2.) заклю-

чается в конструкционном объедине-

нии следующих элементов: корпуса

снаряда, разрывного заряда, состоя-

щего из ВВ, взрывного устройства

(взрывателя), ведущего медного поя-

ска, обеспечивающего придание вра-

щения снаряду.

В зависимости от решаемых за-

дач конструкция снаряда может

иметь свои особенности. По виду

корпуса снаряд может быть цельно-

корпусным или иметь ввинтную го-

ловку, дно. Значительные отличия могут быть в расположении

взрывателей, а также в характере ВВ, используемого для раз-

рывного заряда.

По характеру воздействия на объект поражения снаряды

разделяются на: фугасные (Ф); осколочные (О); околочно-

фугасные (ОФ); бронебойные (Бр); бетонобойные (Бт); куму-

лятивные (К).

Кроме этого существует целый ряд разновидностей снаря-

дов, которые выполняют специфические узконаправленные за-

дачи (зажигательные, осветительные, дымовые, химические,

агитационные и т.п.).

Фугасные снаряды предназначены для разрушения не бе-

тонированных сооружений полевого типа, проволочных,

минных заграждений, поражения живой силы. Основной раз-

рушающей силой является ударная волна. Поэтому разрыв-

ной заряд должен состоять из ВВ с высокой фугасностью в

максимально возможном количестве для данного калибра

(обычно фугасные снаряды входят в боекомплект орудий ка-

либра более 180-мм). Характерным для снарядов фугасного

действия является малая толщина стенок корпуса.

Осколочные снаряды предназначены для поражения жи-

вой силы противника. Эффективность осколочного действия

зависит от свойств металла корпуса (обычно используется

сталистый чугун, бессемеровская сталь с повышенным со-

держанием серы и фосфора, улучшающим дробление на ос-

колки), толщины стенок корпуса, свойств разрывного заряда

(он не должен обладать слишком высокой бризантностью,

приводящей к дроблению корпуса на мелкие малоубойные

осколки).

Осколочно-фугасные проявляют свойства и осколочных, и

фугасных снарядов. По конструкции и свойствам боевого за-

ряда они занимают промежуточное положение между оско-

лочными и фугасными снарядами.

Бетонобойные снаряды предназначены для стрельбы по же •

лезобетонным оборонительным сооружениям, каменным, кир-

пичным зданиям, блиндажам. Они снаряжены высокофугасными

ВВ, но. в отличие от фугасных снарядов, имеют прочный сталь-

ной корпус, который при ударе о бетонную преграду не разру-

шается, а проникает внутрь бетонной массы и при взрыве произ-

водит разрушение преграды. Взрыватель в бетонобойных снаря-

дах расположен в донной части.

Кумулятивные снаряды предназначены для стрельбы по бро-

нированным целям. Пробивная способность их основана на ку-

мулятивном эффекте. Могущество снаряда определяется рацио-

нальной конструкцией кумулятивного узла и применением

мощных ВВ.

Выбор взрывчатого вещества для разрывного заряда опре-

деляется рядом условий. Первое условие - ВВ по свойствам

должно отвечать характеру выполняемой снарядом задачи

(высокая фугасность - для фугасных снарядов, высокая ско-

рость детонации - для кумулятивных снарядов и т.д.). Второе -

это технологические условия. Взрывчатым веществом необхо-

димо заполнить корпус снаряда. В технике снаряжения в ос-

новном применяется три метода снаряжения:

- заливка корпуса расплавленным ВВ;

- запрессовка шнекованием на шнек-прессах;

глухое прессование шашек (на гидравлических прессах)

и снаряжение ими корпуса снаряда.

Каждый из этих методов требует ВВ с определенными

физико-механическими свойствами. Снаряжение методом

заливки возможно только при использовании ВВ с умерен-

ной температурой плавления и высокой стойкостью (ВВ, не

разлагающиеся при плавлении). Такими свойствами облада-

ет тротил и литьевые составы на его основе (смеси с гексо-

геном, гексалиты), которые при большом содержании тро-

тила способны течь. Метод в основном используется для

снаряжения боеприпасов большого калибра. Снаряжение

методом шнекования возможно при использовании ВВ с хо-

рошей пластичностью и низкой чувствительностью к тре-

нию. К ним относятся тротил и смесевые составы на его основе.

Метод применим для снарядов средних калибров.

Снаряжение методом глухого прессования применяется

для тротила, смесей ТГ с малым содержанием тротила, для

флегматизированного гексогена, ТЭНа и смесей на их осно-

ве, а также при получении фигурных шашек (например, ку-

мулятивных). Метод применим для малокалиберных и куму-

лятивных снарядов.

Третье условие касается свойств, обеспечивающих безопас-

ность эксплуатации боеприпаса. При выстреле в боевом заряде

снаряда возникают определенные напряжения. Они не должны

превосходить границу, при которой гарантируется 100% вероят-

ность отсутствия преждевременного взрыва. Эта величина назы-

вается критическим напряжением (о*,,, кг/см2). Для полной га-

рантии безопасности допускается возникновение в снаряде на-

пряжения в 2-3 раза ниже критического и называется оно

допустимым напряжением (оД1„,, кг/см2). В табл. 9.1 приве-

дены значения окр и одоп для некоторых ВВ.

Таблица 9.1 - Значения критического и допустимого

напряжений

Взрывчатое вещество

Напряжение, кг/см

А - IX- 1

А-1Х-2

Аммотол А - 80

ТГ - 50

Тротил лигой

Тротил прессованный

ТЭН флегматизированный

3300

3000

2500

1450

2000

1800

720

1100- 1650

1000- 1500

830-1250

480-715

670- 1000

600 - 900

Для разрывных зарядов артиллерийских снарядов редко

используются индивидуальные ВВ по причине трудного со-

четания в одном соединении комплекса перечисленных вы-

ше требований. Наиболее применяемыми для разрывных за-

рядов являются смеси и, главным образом, смеси на основе

тротила. Чаще всего используются смеси тротила с гексоге-

ном (смеси ТГ или гексолиты). Изменением соотношения

компонентов возможно получение смесей ТГ с широким

спектром свойств по фугасности, бризантности и чувстви-

тельности (табл. 9.2).

Таблица 9.2 - Свойства смесей ТГ

Содержа-

ние, %

Бри- Чувст-

зант- Л витсль

р. Д, Q. ность нос 1ь к

: , ,, . НОСТЬ,

г/см м/с кДж/кг (по удару,

, - , мл

1 ессу), %

мм

Название

смеси

т

Г

ТГ - 20

ТГ 30

ТГ- 40

ТГ - 50

ТГ - 60

ТГ - 70

ТГ - 80

Тротил

Гсксогсн

20

30

40

50

60

70

80

100

80

70

60

50

40

30

20

100

1.70

1,67

1.63

1.60

1.65

8170

7900

7800

7600

7500

7200

7000

8350

5140

5100

4765

4600

4515

4180

5935

22,7

22,7

22.7

22,2

20,0

15 16

16 18

(навес-

ка 25г)

460

420

400

370

350

350

320

285-300

475-490

48

36

24

22

8-12

8-12

4-8

80

Кроме того, смеси ТГ с большим содержанием тротила

обладают свойствами литьевых составов, что позволяет про-

водить снаряжение этими смесями крупнокалиберных снаря-

дов методом заливки. При меньшем содержании тротила

смеси сохраняют высокую пластичность и легко подвергают-

ся шнекованию и прессованию.

Для снаряжения фугасных и осколочно-фугасных изделий

наряду с гексолитами находят применение металлизирован-

ные составы. Например, состав ТГА 60/25/15, содержащий

15% порошкообразного алюминия, обладает высокой фугас-

ностыо. Однако добавление металла приводит к увеличению

чувствительности. Поэтому в металлизированные взрывча-

тые смеси вводят около 5% флегматизатора (сверх 100%) -

полихлорнафталина. Для снаряжения боеприпасов, в которых

нужны ВВ с высокой мощностью, используется гексоген (редко

Тяйлина 9.3 - Свойства взпывчатых смесей и области их применения

ТЭН) во флешатизированном виде.

В военный период для фугасных и осколочно-фугасных

снарядов широко используются аммотолы. В мирное время

эти смесевые ВВ не применяются для боеприпасов в связи с

изменением физических свойств при хранении.

ВВ в минах выполняют те же функции, что и в артиллерийских

снарядах. Основными составляющими частями мины (рис. 9.3) яв-

ляются корпус, разрывной и пороховой заряды, взрыватель.

Учитывая, что минометы пред-

ставляют гладкоствольные орудия

и мине не придается вращение во-

круг оси как артиллерийскому

снаряду, в ее конструкции преду-

смотрено хвостовое оперение,

стабилизирующее полет и носящее

название в соответствии со своим

назначением - стабилизатор.

В табл. 9.3 приведены свойст-

ва некоторых взрывчатых смесей

и области их применения.

В отличие от артиллерийских

снарядов мина имеет меньшую на-

чальную скорость.

Бхли для снаряда, выпущенного

из ствола полевой пушки, эта вели-

чина составляет 800-900 м/с, а для

современных танковых пушек -

1600 м/с, то из ствола 120 мм

миномета мина вылетает со скоростью всего лишь 120 м/с.

Естественно, при таких незначительных скоростях напряжения,

возникающие в разрывном заряде при движении мины в канале

ствола, будут значительно меньше по сравнению с артиллерийскими

снарядами, что надежно гарантирует безопасность преждевремен-

ных взрывов.

Приемы снаряжения, характер боевого действия мин не от-

личаются от артиллерийских снарядов. Они также изготавлива-

ются в фугасном, осколочном, осколочно-фугасном, кумулятив-

ном вариантах.

В заключении раздела следует отметить, что на вооружении

артиллерии находятся снаряды, представляющие собой гибрид

классического артснаряда с реактивным снарядом и носящие на-

звание активно-реактивных снарядов АРС (рис.9.4).

Рис. 9.4. Принципиальное устройство активно-реактивного

снаряда:

1 взрыватель; 2- корпус головной части; 3- заряд ВВ; 4 - диафраг-

ма; 5-корпус дзигателя; 6 пороховой заряд; 7- дно с сопловым от-

верстием; 8- замедлительное устройство

Целью введения дополнительного порохового реактивного

двигателя в снаряд является увеличение дальности полета сна-

ряда. Активно-реактивные снаряды разработаны для орудий ка-

либра 122 мм и выше, а также широко применяются в авиацион-

ных пушках.

В корпусе снаряда помещен разрывной заряд (для 152-мм

снаряда масса ВВ 2,75 кг, для 57-мм авиационной пушки - 0,09 кг) и

в хвостовой части запрессован пороховой заряд (8-10% от массы

снаряда). Снаряд при вылете из ствола имеет скорость 770 м/с.

Примерно через 10 с после выстрела срабатывает воспламени-

тель пороха и в работу включается реактивный двигатель, обес-

печивающий увеличение скорости полета снаряда на 200 м/с, а

дальность на 33%.