CC BY
113
УДК 546.621
Ю. А. Евграфова, Т. Л. Диденко, А. И. Саттарова
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВНЫХ ПОРАЖАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Ключевые слова: активный поражающий элемент, металлическая пудра, порошок вольфрама, порошок фторопласта.
Данная статья посвящена анализу активных поражающих элементов (АПЭ), которые являются новым классом изделий, используемых для повышения эффективности боеприпасов. Нашли применение в зенитных управляемых ракетах, сердечниках подкалиберных снарядов, в пулях крупнокалиберных пулеметов и активных корпусах ракет. Рассмотрена технология и оборудование производства АПЭ.
Keywords: active damage element, metal powder, tungsten powder, fluoroplastic powder.
This article is devoted to the analysis of active damaging elements (APE), which are a new class of products used to improve the efficiency of munitions. We found application in anti-aircraft guided missiles, cores of' subcaliber projectiles, in bullets of large-caliber machine guns and active missile shells. The technology and equipment for the production of APE are considered.
Введение
За последние 10-15 лет за рубежом (страны НАТО, Китай) для изготовления некоторых элементов конструкции боеприпасов все чаще применяются реакционноспособные материалы (РМ), на основе высокоэкзотермичных реакционноспособных составов (РС). РС - это специальным образом приготовленные порошковые смеси, способные к мощной экзотермической реакции. Реакция возбуждается в результате высокоскоростных деформаций при ударно-волновом воздействии, температура реакции может достигать двух и более тысяч градусов. В США созданы АПЭ боеприпасов, предназначенных для борьбы с воздушными целями, и ими уже оснащены несколько типов зенитных неуправляемых ракет и ракет типа «воздух-земля», предназначенных для поражения с воздуха самолетов и легкобронированной техники, находящейся на земле. Результаты сравнительных испытаний показали, что все экспериментальные снаряды по эффективности бронепробития превосходят штатные бронебойно-трассирующие снаряды, а также на дистанции стрельбы до 1000 метров экспериментальный снаряд обладает наилучшей эффективностью. Для изготовления активных поражающих элементов необходимо использовать высокоплотный активный материал, который должен иметь плотность не меньше плотности низколегированных сталей, при высоких давлениях вести себя как пластичное твердое тело, по крайней мере, на характерных временах проникания в преграду, а при снижении давления испытывать достаточно быстрое превращение, в том числе и за счет взаимодействия с кислородом воздуха, (в запреградном пространстве) с большим выходом газофазных и/или пирофорных конденсированных продуктов. Последнее обеспечивает повышенное фугасное и/или зажигательное запреградное действие, что особенно важно для поражения защищенных топливонасыщенных объектов [1].
Характеристики изделия
Активные поражающие элементы являются разработкой КНИИМ. АПЭ - новый класс изделий, применяемый для повышения эффективности осколочного действия боеприпасов, является
активным осколком. Помимо обычного механического воздействия на преграду оказывает разрушение вследствие удара, АПЭ при ударе взрывается, тем самым усиливая разрушительный эффект. На данный момент разработано 2 типа АПЭ: АПЭ 000-056.003-00 и АПЭ 000-056.008-00, представленные на рисунке 1.
а б
1 — корпус, 2 — крышка, 3 — реакционная смесь
Рис. 1 - Конструкции активных поражающих элементов: а) АПЭ 000-056.003-00, б) АПЭ 000056.008-00
Крышка и корпус АПЭ изготавливаются из стали ХВГ. АПЭ снаряжаются активированным реакционным составом, представляющим собой смесь порошков вольфрама, фторопласта и металлической пудры. Соотношение компонентного состава РС представлено в таблице.
Таблица 1 - Компонентный состав РС
Компоненты Массовая доля компонентов, %
Порошок вольфрамовый Пудра металлическая Фторопласт-4НТД-2 74±0,5 3±0,5 23±0,5
Плотность снаряжения от 4,57 до 4,72 г/см при пористости от 25 до 30 %. Масса изделия от 6,8 до 12,8 г в зависимости от типа АПЭ.
Порошок вольфрама - это тяжелая мелкодисперсная масса с высокой тугоплавкостью и твердостью. Средний диаметр зерен по Фишеру составляет 3,5-6,0 мкм. В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 по степени воздействия на организм человека порошок
вольфрама относится к 3 классу опасности. В данном составе используется как горючее.
Металлическая пудра - является добавкой повышающей жаропрочные качества материала
Фторопласт - современный конструкционный материал, фторсодержащий полимер, относящийся к группе конструкционных пластиков. При ударе фторопласт разлагается на углерод и фтор, а фтор, как известно сильный окислитель. При разложении взаимодействует с вольфрамом. В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 по степени воздействия на организм человека порошок фторопласта относится к 4 классу опасности. Выполняет роль окислителя.
Для активации реакционной смеси используется гексан, который представляет собой органическое соединение, состоящее из элементов углерода и водорода. Представляет собой бесцветную жидкость. В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 по степени воздействия на организм человека гексан относится к 4 классу опасности. ПДКр.з. по ГОСТ 12.1.005-88 составляет 300 мг/ м3. Гексан является легковоспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ). С воздухом пары гек-сана образуют взрывоопасные смеси.
Технологическая схема производства АПЭ
Производство АПЭ размещается в здании категории Г, помещениях с классом пожароопасности В-11а. Технологический процесс (ТП) изготовления АПЭ включает в себя 2 фазы: фаза приготовления РС (участок №1) представлена на рисунке 2 и фаза снаряжения (участок №2).
Масса навески каждого компонента для приготовления РС берётся в соответствии с техническими условиями (ТУ) на изготовляемую марку РС.
Операция предварительного смешения компонентов РС проводится на установке шаровых мельниц. Вместимость барабанов - 7л, соотношение загружаемой смеси компонентов РС и измельчающих тел в барабан по массе 1:3. Максимальная загрузка смеси 3,5 кг, время смешения от 6 до 8 ч. Порядок загрузки барабанов: измельчающие цилиндры загружаются в барабан, затем производится засыпка порошков в следующей последовательности: вольфрамовый порошок, фторопласт, металлическая пудра. После смешения состав РС отделяется от измельчающих цилиндров через корзину для просеивания на противень и отправляется на активацию.
Активация РС производится в планетарной мельнице типа «САНД-1», представленной на рисунке 3. Емкость чаш - 450 см3, количество используемых чаш - 2(4), диаметр шаров (активирующие тела) от 4 до 10 мм, частота вращения чаш составляет 900 об/мин. Активация состава осуществляется ударом и истиранием во влажной среде гексана, благодаря сложному движению порошка и активируемых тел. На активируемые тела и активируемый порошок действуют центробежные силы с
ускорением до 12-ти кратного ускорения свободного падения. Количество гексана - по 50 мл в каждую чашу. Порядок загрузки чаш: загружаются активирующие тела, производится засыпка РС, за-
ливается гексан. После активации РС смесь отправляется на операцию вакуумной сушки.
—
□
□
г- Деяфоини*
+
Сшимп»
+
Актибзция
1
Вакуумная сушка
Разрыхление
В - вольфрам, М - металлическая пудра, Ф - фторопласт, Г - гексан
Рис. 2 - Фаза приготовления реакционной смеси (РС)
1 - корпус; 2 - электропанель; 3 - регулятор скорости; 4, 7, 8, 15, 19 - резиновые ободки; 5 -плита; 6 - ротор; 9 -размольная чаша; 10 - откидная крышка; 11 - винтовой зажим; 12 - клиноременная передача; 13 - клиноременная планетарная передача с центральным неподвижным шкивом; 14 - электродвигатель; 16 - пульт управления; 17 -съёмный кожух; 18 - болт заземления
Рис. 3 - Общий вид планетарной мельницы «САНД-1»
Операция вакуумной сушки РС проводится в сушильном шкафу типа SPT-200. Процесс сушки РС производится в чашах вместе с активирующими телами при температуре от 60 до 65 °С и вакууме с остаточным давлением 100 мм. рт. ст., время сушки не менее 2 часов.
Операция разрыхления РС после вакуумной сушки производится в планетарной мельнице «САНД-1». Чаши с порошком и активирующими
телами после сушки устанавливаются в планетарную мельницу, и проводится разрыхление при часто частоте вращения чаш 200 об/мин в течение 1мин. После разрыхления РС отделяется от активирующих тел через сито с частотой вращения чаш 200 об/мин в течение 1мин. После разрыхления РС отделяется от активирующих тел через сито. Затем происходит транспортирование реакционной смеси, корпусов, крышек АПЭ на участок №2.
Перед началом работы проверяется комплектность корпусов в соответствии с чертежом выбранного типа АПЭ, состояние поверхностей корпусов на отсутствие коррозии, задиров, забоин. Снаряжение АПЭ производится на автоматизированной установке 000-016.0505-00. Происходит загрузка корпусов и крышек АПЭ.
В магазин загружаются корпуса АПЭ от 10 до 20 штук, а также крышки. Магазин постоянно пополняется по мере использования в процессе снаряжения АПЭ. Операция выполняется вручную.
Операция снаряжения корпуса АПЭ включает в себя наполнение РС в корпус АПЭ и запрессовку
крышки, в зависимости от типа АПЭ, в корпус или на корпус. После изготовления АПЭ производится технический контроль массы и геометрических размеров на соответствие чертежу изделия. Геометрические размеры задаются чертежом выбранного типа АПЭ. Для измерения размеров используется штангенциркуль по ГОСТ 166-89, допустимый разброс ± 0,2 мм. Контроль массы АПЭ. Измерение массы производится на весах типа ВМ 213 с классом точности 2. Допустимый разброс по массе для АПЭ 000-056.003-00 составляет от 6,8 до 7,4 г, для АПЭ 000-056.008-00 -от 12,3 до 12,8 г.
АПЭ устанавливаются на боеприпасы согласно техническим регламентам. Изготовленные АПЭ по данной технологии повышают эффективность действия боеприпасов, по мощности бронепробития превосходят штатные бронебойно-трассирующие снаряды.
Литература
1. Васильев А.А. Системы активной защиты бронетехники. -Москва. - Армейский Вестник.-2014.- №2.-С.38-41.
© Ю. А. Евграфова - студент гр. 1121-71 каф. ТТХВ КНИТУ, paula.wesley@mail.ru; Т. Л. Диденко - к.х.н., доцент кафедры ТТХВ КНИТУ, levtat@list.ru; А. И. Саттарова - студент каф. ТТХВ КНИТУ, sattarova_alisa@mail.ru.
© J. A. Evgrafova - student 1121-71 gr., Department of technology of solid chemical substances KNRTU, paula.wesley@mail.ru; T. L. Didenko - Ph.D., Department of technology of solid chemical substances KNRTU, levtat@list.ru; A. 1 Sattarova - student 1121-71 gr., Department of technology of solid chemical substances KNRTU, sattarova_alisa@mail.ru.
