Mina moździerzowa wykonana z tworzywa PET

Bitwa o Bachmuta z tradycyjnym od stu lat niedoborem amunicji
Amunicja niemetalowa często wywołuje dziś reakcję... Mniej więcej tyle samo, co pierwsze stalowe działa z połowy XIX wieku. Alfred Krupp ze swoimi stalowymi działami przez wiele lat jeździł na poligony i kłócił się z generałami, którzy udowodnili mu, że nie ma lepszego brązu na armaty. Swoją drogą, czy ktoś dziś pamięta tych generałów z imienia?
Jednak pojawienie się nowych materiałów przyspiesza postęp. Doskonałe tworzywa sztuczne o wysokich parametrach i masowej produkcji są zjawiskiem stosunkowo nowym. Przykładowo nasz bohater – politereftalan etylenu (PET) – wszedł do powszechnego użytku w latach 1990. XX wieku, czyli nieco ponad dwadzieścia lat temu, czyli właśnie w czasach, gdy Francis Fukuyama oświadczył, że historia się skończyło i nie będzie już więcej wojen. Ich niedawne pojawienie się, brak natychmiastowej potrzeby i ogromne zapasy broni pozostałej po zimnej wojnie uniemożliwiły im przyjęcie nowej roli.
Jednak optymiści, którzy wierzyli, że wojny nadal będą, okazali się słuszni. W walkach o Bachmut trwających od sierpnia 2022 r. do końca maja 2023 r., podczas których oddziałom PMC Wagnera groziły niedobory amunicji, ponownie pojawiło się pytanie, co robić i jak szybko i w wymaganym zakresie wyprodukować przynajmniej niektóre rodzaje amunicji. ilość.
Ile materiałów wybuchowych potrzeba?
To, czego nie można zignorować, choć pewnie niewiele osób o tym pomyślało, to fakt, że w strzale moździerzowym jest znacznie więcej metalu niż materiałów wybuchowych. Nabój OF-843A - masa całkowita 15,9 kg, masa ładunku wybuchowego 1,58–2 kg, czyli do 12,5% masy całkowitej. Śrut O-832 - masa całkowita 3,31 kg, masa ładunku 0,4 kg czyli 12% masy całkowitej.

Mina 82 mm ze zbiorów Muzeum NRD w Berlinie
Tymczasem niszczycielską pracę wykonują materiały wybuchowe. Im więcej go jest w pocisku, tym potężniejszy i skuteczniejszy jest jego uderzenie. Jeśli zastosujemy do tego moją ukochaną naukę przebiegłego bakijskiego Żyda Heinricha Altshullera – teorię rozwiązywania problemów wynalazczych, to idealnie, na podstawie której opiera się wybór rozwiązania technicznego, pocisk powinien być wykonany w całości z materiału wybuchowego. Jest to, że tak powiem, teoretyczne maksimum. Ponieważ jednak nadal potrzebne są dodatkowe urządzenia i trochę obudowy, musimy odejść od tego ideału, najlepiej niedaleko.
Tutaj z pomocą przychodzą tworzywa sztuczne, czyli politereftalan etylenu. Lekki, wytrzymały, który może stać się korpusem kopalni moździerzowej. Nie ma co go opisywać, bo każdy zna go w postaci plastikowej butelki. Bardzo trwały produkt, muszę przyznać. Dzieje się tak pomimo faktu, że ścianki butelek są tak cienkie, jak to możliwe, aby zaoszczędzić materiał. Grubość 0,2–0,3 mm. Jednocześnie butelka o pojemności 0,5 litra, w przybliżeniu odpowiadająca wymiarom kopalni 82 mm, utrzymuje ciśnienie do 4 atmosfer. Jak wykazały eksperymenty rzemieślników ludowych, odporność różnych butelek na rozerwanie jest różna, co najwyraźniej zależy od jakości plastiku i konstrukcji samej butelki. Beczki PET mają ciśnienie robocze 3 atmosfer i wytrzymują do 9 atmosfer przy grubości ścianki od 0,27 do 1,2 mm.
PET jest oczywiście gorszy od żeliwa i stali wysokiej jakości pod względem wytrzymałości mechanicznej. Przykładowo wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu wynosi 70 MPa, a dla żeliwa SCh20 wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu wynosi 400 MPa. Musimy jednak pamiętać, aby nie wdawać się w zawzięte, bezowocne spory, że PET nie zastępuje żeliwa i stali we wszystkich bez wyjątku obszarach zastosowań. Mina moździerzowa to konstrukcja, która pod wpływem wystrzelenia przez ułamek sekundy podlega obciążeniom. Przy bardzo krótkotrwałych obciążeniach materiał może wytrzymać znacznie więcej, niż jest to potrzebne do jego zniszczenia. Dlatego kopalnię PET należy doprowadzić do granicy dopuszczalnego poziomu, najważniejsze jest to, że wychodzi, a wtedy trawa nie rośnie, w dosłownym tego słowa znaczeniu.
Teraz trochę obliczeń. Objętość korpusu kopalni wynosi 655,7 metrów sześciennych. cm. Jeśli przyjmiemy, że grubość ścianki korpusu PET wynosi 5 mm, wówczas objętość ścian korpusu wyniesie 255,9 metrów sześciennych. cm Waga obudowy wynosi 324,9 gramów, a pozostała objętość to 399,7 metrów sześciennych. cm zawiera 659,6 gramów trotylu. Całkowita masa tej części miny, bez gniazda nabojowego, wynosi 983 gramy, więc masa materiału wybuchowego będzie stanowić 67% masy całkowitej.
Kopalnia plastiku jest trzy razy lżejsza od kopalni żeliwa i przenosi więcej materiałów wybuchowych. Jest to więc potencjalnie opłacalne.
Dlaczego potrzebujesz bardzo złożonej matematyki?
Kwestie wytrzymałościowe są kwestią dość skomplikowanych obliczeń i niektórych eksperymentów. Jednakże politereftalan etylenu otwiera następujące możliwości zwiększenia wytrzymałości ścianek obudowy.
Najpierw zwiększ grubość ściany. W moich obliczeniach od razu wziąłem 5 mm, zwiększając grubość 16 razy w porównaniu ze zwykłą plastikową butelką.
Po drugie, zastosuj usztywniacze. Faktem jest, że bardzo łatwo jest wybić te żeberka na zewnątrz koperty.
Po trzecie, użyj specjalnie zoptymalizowanych usztywnień. Co dziwne, firma Skoltech była zaangażowana w podobne prace dla architektury i dzięki optymalizacji topologicznej była w stanie opracować hybrydowy układ usztywnień zakrzywionej powłoki kompozytowej. Okazało się, że jest najtrwalszy.

Wynik eksperymentów z optymalizacją topologiczną usztywnień zakrzywionej powłoki kompozytowej
To samo podejście można zastosować do wzmacniania osłon plastikowych pocisków zaprawowych. Jest to bardzo złożona matematyka, ale daje fenomenalne wyniki.

Kolejny przykład optymalizacji topologicznej skrzydła firmy PL Turbomachiny LLC.
Nie ma możliwości odlania czegoś takiego na żeliwie i stali. Ale w przypadku plastiku jest to tylko kwestia formowania z rozdmuchem. Będziesz musiał majstrować przy tym podczas wycinania, ale wtedy wszystkie te skomplikowane żebra usztywniające i ich skomplikowane połączenia będą na każdym produkcie.
Milion kawałków pocisków moździerzowych na godzinę...
Myślałem o projekcie kopalni moździerzowej i jej poszczególnych elementach, ale nie będę się teraz nad tym rozwodzić.
Lepiej skupić się na tym, co najważniejsze i interesujące. Wiadomo, że butelki PET są formowane z rozdmuchem. Dostępne i komercyjne instalacje do produkcji pojemników PET posiadają możliwość rozdmuchu butelek z preform o pojemności od 0,05 do 30 litrów. Preforma to mały plastikowy półfabrykat, który wygląda jak kolba.

Wszystko razem: po prawej preforma w kształcie stożka, po lewej gotowa butelka, za nimi forma

Ogólny schemat procesu technicznego
Półfabrykat ten jest podgrzewany w maszynie rozdmuchowej do temperatury mięknienia, następnie umieszczany w formie, która utworzy powierzchnię produktu i napełniany sprężonym powietrzem. Proces jest dość prosty i zautomatyzowany. Wydajność od 60 do 3500 butelek na godzinę. Były maszyny o wydajności do 4000 butelek na godzinę.
O pierwszej! To zdumiewająco duża liczba, jeśli są to pociski moździerzowe.
Co więcej, należy zaznaczyć, że nie jest to ogromny zakład obróbki metali wielkości małego miasta, ale niewielka instalacja. Przykładowo PV-700 firmy Technoindustry, który przecina 700 5-litrowych butelek na godzinę, ma blok grzejny o długości 1,2 m, szerokości 0,5 m i wysokości 1,08 m oraz blok nadmuchowy o długości 1 m i szerokości 0,8 m. metrów i 1,8 metra wysokości. Sprzęt zmieści się w stosunkowo niewielkim pomieszczeniu.

Posiadają także prasy, które można przystosować do tłoczenia wkładów, bezpieczników i innych niezbędnych części. Istnieją wysokowydajne maszyny do napełniania i napełniania, które można dostosować do napełniania plastikowych skrzynek materiałami wybuchowymi, płynnymi lub luzem, zapalniki i naboje prochem strzelniczym i kompozycją inicjującą, a także różne maszyny do zamykania i pakowania.
Ogólnie rzecz biorąc, cały ten zestaw technologii, po stosunkowo niewielkich zmianach, umożliwia zbudowanie zwartego zakładu, zlokalizowanego w piwnicy, hangarze, podziemnym tunelu i podobnych pomieszczeniach, wyposażonego w energię elektryczną i wodę, zdolnego wyprodukować setki i tysiące min na godzinę. Jeśli wszystko zostanie wybrane na wydajność 4000 sztuk na godzinę, wówczas 10-godzinna praca takiego przedsiębiorstwa wyprodukuje 40 tysięcy sztuk pocisków moździerzowych. Dwie zmiany po 10 godzin - 80 tys. sztuk min.
Aby wyprodukować milion sztuk na godzinę (!) - absolutnie niewiarygodne tempo produkcji amunicji według naszych standardów - potrzeba tylko 250 takich fabryk.
A teraz panowie, sceptycy, którzy walczyli czy nie, powiedzcie: co by zostało z Bachmuta, gdyby „Wagner” miał choć jedną taką fabrykę i mógł strzelać z moździerzy z szybkością 2-3 tys. strzałów na godzinę, stale, bez zwalniając, a także z rezerwą na silniejszy ogień?
Technologia wkrótce się narodzi...
I wreszcie przez to, że wyznaje przekonanie typu: „W naszych czasach nie można o tym rozmawiać”. OK, nie ma mowy. Najpierw jednak wskaż mi drzwi, do których mam zapukać i podaj nazwisko generała, któremu mogę powiedzieć to wszystko i nie tylko? Tak, żeby mnie nie odesłali. Jeśli nie możesz, nie zgłaszaj żadnych roszczeń. Jak długo możesz kopiować zapadający w pamięć przedrewolucyjny GAU?
Po drugie, jestem przekonany, że ta lub podobna technologia wkrótce się narodzi, bo to wszystko nie jest żadną tajemnicą, a podobieństwo plastikowej butelki do miny moździerzowej najwyraźniej przyszło nie tylko mi.

Tak, rzeczywiście istnieje podejrzane podobieństwo. A może zaczęła się nasza militarystyczna psychoza?
Ona wkrótce się urodzi, bo wymagają jej realia wojny. Technologia taka, jeśli zostanie pomyślnie zastosowana na polu bitwy, co do tego nie mam szczególnych wątpliwości, rozprzestrzeni się bardzo szybko i wkrótce będzie dostępna dla każdego, w tej czy innej odmianie. Ponieważ ponieważ: chęć przetrwania i zwycięstwa.
Ekolodzy będą mnie przeklinać. Ale spróbuję to przeboleć.
informacja