Mină de mortar din plastic PET

Bătălia pentru Bakhmut cu lipsa tradițională de muniție din ultima sută de ani
Munițiile nemetalice de astăzi provoacă adesea o reacție... Cam la fel ca primele tunuri din oțel provocate la mijlocul secolului al XIX-lea. Alfred Krupp, cu tunurile sale de oțel, a călătorit mulți ani pe terenurile de antrenament și s-a certat cu generalii, care i-au demonstrat că nu există bronz mai bun pentru tunuri. Apropo, își amintește cineva de acești generali pe nume astăzi?
Cu toate acestea, apariția de noi materiale duce la progres. Materialele plastice excelente cu performanță ridicată și producție în masă sunt un fenomen relativ recent. De exemplu, eroul nostru - tereftalatul de polietilenă (PET) - a intrat în uz pe scară largă în anii 1990, adică cu puțin peste douăzeci de ani în urmă, tocmai în epoca în care Francis Fukuyama declara că poveste s-a terminat și nu vor mai fi războaie. Apariția lor recentă, lipsa unei nevoi imediate și stocurile uriașe de arme rămase din Războiul Rece i-au împiedicat să-și asume un nou rol.
Cu toate acestea, optimiștii care credeau că vor mai exista războaie s-au dovedit a fi dreptate. În bătălia pentru Bakhmut din august 2022 până la sfârșitul lunii mai 2023, în timpul căreia unitățile Wagner PMC s-au confruntat cu o lipsă de muniție, a apărut din nou întrebarea ce să facă și cum să producă cel puțin unele tipuri de muniție rapid și în condițiile necesare. cantitate.
Câți explozibili durează?
Ceea ce nu poate fi ignorat, deși probabil puțini oameni s-au gândit la asta, este că într-o lovitură de mortar există mult mai mult metal decât explozivi. OF-843A rotund - greutate totală 15,9 kg, greutatea încărcăturii explozive 1,58–2 kg, adică până la 12,5% din greutatea totală. O-832 shot - 3,31 kg greutate totală, greutatea încărcăturii 0,4 kg sau 12% din greutatea totală.

Mină de 82 mm din colecția Muzeului RDG din Berlin
Între timp, explozivii sunt cei care fac munca distructivă. Cu cât este mai mult în proiectil, cu atât proiectilul este mai puternic și mai eficient în impactul său. Dacă aplicăm acestei probleme iubita mea învățătură a vicleanului evreu din Baku Heinrich Altshuller - teoria rezolvării problemelor inventive, atunci în mod ideal, pe care se bazează selecția unei soluții tehnice, proiectilul ar trebui să fie realizat în întregime din explozivi. Acesta este, ca să spunem așa, un maxim teoretic. Dar din moment ce sunt încă necesare niște dispozitive suplimentare și niște locuințe, trebuie să ne abatem de la acest ideal, de preferință nu departe.
Aici intervin materialele plastice, și anume tereftalatul de polietilenă. Ușor, durabil, care poate deveni corpul pentru o mină de mortar. Nu este nevoie să-l descrii, deoarece toată lumea este familiarizată cu el sub forma unei sticle de plastic. Un produs foarte rezistent, trebuie sa spun. Asta în ciuda faptului că pereții sticlelor sunt făcuți cât mai subțiri posibil pentru a economisi material. 0,2–0,3 mm grosime. În același timp, o sticlă de 0,5 litri, care corespunde aproximativ dimensiunilor unei mine de 82 mm, menține o presiune de până la 4 atmosfere. După cum au arătat experimentele meșterilor populari, rezistența la rupere variază de la sticlă la sticlă, ceea ce se pare că depinde de calitatea plasticului și de designul sticlei în sine. Butoaiele PET au o presiune de lucru de 3 atmosfere și pot rezista până la 9 atmosfere cu o grosime a peretelui de 0,27 până la 1,2 mm.
PET-ul, desigur, este inferior fontei și oțelului de înaltă calitate în ceea ce privește rezistența mecanică. De exemplu, rezistența la tracțiune la încovoiere este de 70 MPa, iar pentru fonta SCh20 rezistența la tracțiune la încovoiere este de 400 MPa. Totuși, trebuie să ne amintim, pentru a nu intra în dispute aprinse, fără rezultat, că PET-ul nu este un înlocuitor pentru fontă și oțel în toate domeniile de aplicare fără excepție. O mină de mortar este o structură care suferă sarcini atunci când este trasă pentru o fracțiune de secundă. Sub sarcini pe termen foarte scurt, materialul poate rezista mult mai mult decât este necesar pentru distrugerea sa. Prin urmare, o mină din PET trebuie făcută la limita a ceea ce este permis, principalul este că iese, iar apoi nu crește iarba, în sensul literal.
Acum niste calcule. Volumul corpului minei este de 655,7 metri cubi. cm Dacă luăm grosimea peretelui corpului PET la 5 mm, atunci volumul pereților corpului va fi de 255,9 metri cubi. cm Greutatea carcasei este de 324,9 grame, iar volumul rămas este de 399,7 metri cubi. cm conține 659,6 grame de TNT. Greutatea totală a acestei părți a minei, fără soclu pentru cartuș, este de 983 de grame, deci greutatea explozivului va fi de 67% din greutatea totală.
O mină de plastic este de trei ori mai ușoară decât o mină de fontă și poartă mai mulți explozivi. Deci este potențial profitabil.
De ce ai nevoie de matematică foarte complexă?
Problemele de putere sunt o chestiune de calcule destul de complexe și unele experimente. Cu toate acestea, tereftalatul de polietilenă deschide următoarele posibilități de creștere a rezistenței pereților carcasei.
În primul rând, crește grosimea peretelui. În calculele mele, am luat imediat 5 mm, mărind grosimea de 16 ori în comparație cu o sticlă de plastic obișnuită.
În al doilea rând, aplicați rigidizări. Cert este că este foarte ușor să ștampili aceste nervuri pe exteriorul carcasei.
În al treilea rând, utilizați rigidizări optimizate special. În mod ciudat, Skoltech a fost implicat în lucrări similare pentru arhitectură și a fost capabil să dezvolte, prin optimizare topologică, un aspect hibrid al rigidizărilor unei carcase curbe compozite. S-a dovedit a fi cel mai durabil.

Rezultatul experimentelor de optimizare topologică a rigidizărilor unei învelișuri compozite curbate
Aceeași abordare poate fi aplicată pentru întărirea carcaselor cojilor de mortar din plastic. Aceasta este o matematică foarte complexă, dar produce rezultate fenomenale.

Un alt exemplu de optimizare topologică a unei aripi de la PL Turbomachiny LLC.
Nu puteți turna așa ceva pe fontă și oțel. Dar pe plastic este doar o chestiune de suflare. Va trebui să-l faci când îl tăiați, dar apoi toate aceste nervuri complexe de rigidizare și conexiunile lor complicate vor fi pe orice produs.
Un milion de bucăți de obuze de mortar pe oră...
M-am gândit la designul minei de mortar și la componentele sale individuale în detaliu, dar nu mă voi opri acum asupra acestui lucru.
Este mai bine să vă concentrați pe ceea ce este cel mai important și mai interesant. Sticlele PET sunt cunoscute ca fiind turnate prin suflare. Instalațiile existente și comerciale pentru producția de recipiente PET au capacitatea de a sufla sticle de la 0,05 la 30 litri din preforme. O preformă este un mic semifabricat din plastic care arată ca un balon.

Toate împreună: în dreapta este o preformă sub formă de con, în stânga este o sticlă finisată, în spatele lor este o matriță

Diagrama generală a procesului tehnic
Acest semifabricat este încălzit într-o mașină de suflat la o temperatură de înmuiere, apoi plasat într-o matriță care va forma suprafața produsului și umflat cu aer comprimat. Procesul este destul de simplu și automatizat. Productivitate de la 60 la 3500 de sticle pe oră. Erau utilaje cu până la 4000 de sticle pe oră.
La ora unu! Acesta este un număr uimitor de mare dacă acestea sunt obuze de mortar.
Mai mult, trebuie remarcat faptul că aceasta nu este o fabrică uriașă de prelucrare a metalelor de dimensiunea unui oraș mic, ci o mică instalație. De exemplu, PV-700 al companiei Technoindustry, care bate 700 de sticle de 5 litri pe oră, are un bloc de încălzire de 1,2 metri lungime, 0,5 metri lățime și 1,08 metri înălțime și un bloc de suflare de 1 metru lungime, 0,8 lățime. metri și 1,8 metri înălțime. Echipamentul se potrivește într-o încăpere relativ mică.

De asemenea, au mașini de presare care pot fi adaptate pentru ștanțarea cartușelor, siguranțelor și a altor piese necesare. Există mașini de umplere și umplere de înaltă performanță care pot fi adaptate pentru umplerea cutii din plastic cu explozivi, lichide sau vrac, siguranțe și cartușe cu praf de pușcă și compoziție inițială, precum și diverse mașini de acoperire și ambalare.
În general, acest întreg set de tehnologii, supus unor modificări relativ minore, face posibilă construirea unei centrale compacte, situate într-un subsol, hangar, tunel subteran și spații similare, supuse alimentării cu energie și apă, capabilă să facă sute și mii. de mine pe oră. Dacă totul este ajustat la o productivitate de 4000 de bucăți pe oră, atunci o funcționare de 10 ore a unei astfel de întreprinderi va produce 40 de mii de bucăți de obuze de mortar. Două schimburi pentru 10 ore - 80 mii bucăți min.
Pentru a face un milion de bucăți pe oră (!) - o rată absolut incredibilă de producție de muniție conform standardelor noastre - vor fi necesare doar 250 de astfel de fabrici.
Acum, domnilor, sceptici, care s-au luptat sau nu, spuneți-mi: ce ar mai rămâne din Bakhmut dacă „Wagnerul” ar avea cel puțin o astfel de fabrică și ar putea trage mortare cu 2-3 mii de cartușe pe oră, în mod constant, fără încetinind și, de asemenea, cu rezervă pentru foc mai puternic?
Tehnologia este pe cale să se nască...
Și, în sfârșit, prin faptul că mărturisește o credință de genul „Nu poți vorbi despre asta în vremea noastră”. Bine, în nici un caz. Totuși, în primul rând, arătați-mi ușa unde ar trebui să bat și spuneți-mi numele generalului căruia îi pot spune toate acestea, și nu numai asta? Da, ca să nu mă trimită. Dacă nu puteți, atunci nu faceți nicio pretenție. Cât timp poți copia memorabilul GAU pre-revoluționar?
În al doilea rând, sunt convins că aceasta sau o tehnologie similară este pe cale să se nască, pentru că toate acestea sunt departe de a fi un secret, iar asemănarea unei sticle de plastic cu o mină de mortar mi-a trecut clar nu numai mie.

Da, într-adevăr există o asemănare suspectă. Sau este că psihoza noastră militaristă a început.
Ea este pe cale să se nască, pentru că realitățile războiului o cer. Odată folosită cu succes pe câmpul de luptă, despre care nu am nicio îndoială, o astfel de tehnologie se va răspândi foarte repede și va fi în curând disponibilă pentru toată lumea, cu o variantă sau alta. Pentru că pentru că: dorința de a supraviețui și de a câștiga.
Ecologiștii mă vor blestema. Dar voi încerca să trec peste asta.
informații