Виробництво снарядів: огляд виготовлення корпусів
Михайло Люксіков
БоєприпасиВиробництво боєприпасівОПКСвіт
12 Березня, 2024Виробництво 155-мм артилерійських боєприпасів в США на заводі у Скрантоні. Фото AP
Класичні вогневі засоби ураження, зокрема, артилерія, є однією з ключових переваг на сучасному полі бою попри його технологічність та масштаби бойових дій, які ведуться в Україні. І дедалі частіше ми чуємо про перевагу у кількості виготовлених чи вистріляних снарядів. Тому важливо ознайомитися, що таке виробництво снарядів.
Одним з аспектів
виробництва боєприпасів є виготовлення корпусів уламково-фугасних артилерійських снарядів або мінометних мін. Окрім них, існує виробництво спецхімії для вишибних порохів із капсулями (праймерами) та вибухової речовини, підривачів.
Кожна з них має окремі технологічні процеси, і дуже часто це окремі виробничі майданчики, де їх виготовляють. Аби бодай трохи розкрити цю широку тему, до вашої уваги — огляд технологічного процесу виготовлення корпусів артилерійських снарядів та мін.
Виробництво корпусів снарядів
Виробництво корпусів снарядів можна розділити на такі етапи:
- виробництво спеціальної сталі;
- обробка заготовки під тиском;
- механічна обробка заготовки.
Розгляньмо виробництво зі спеціальних сталей, а не формування заготовок методом лиття чавуну з їх подальшою механічною обробкою.
Спеціальна сталь має необхідні специфічні властивості. Вона стійка до ударних навантажень, тому снаряд не руйнується від дії вишибного заряду, що, спрацьовуючи, закидає його на десятки кілометрів. Водночас ця сталь має бути крихка і утворювати уламки необхідної фракції.
Для створення необхідної крихкості така сталь має високий вміст вуглецю, а для ударної стійкості (міцності) її легують, або, іншими словами, додають елементи, властивості яких задовольняють необхідні вимоги. Наприклад, марганець або хром підвищує в’язкість, ковкість і твердість сталей.
Окремо зупинятися на виробництві спеціальних сталей не варто, бо це майже типовий металургійний процес, що виготовляє сплави з заліза відповідно до потреб. Останнім етапом є відливка, або прокат, і звідти матеріал потрапляє на виробництво чи окремі ділянки виготовлення корпусів.
Технологічний процес виробництва корпусів снарядів
Одразу варто оговоритися, що тут не буде змальовано повний технологічний процес виробництва, а на основі загальнодоступної інформації буде розглянуто та представлено ланцюжок, за яким відбувається виготовлення корпусів артилерійських снарядів.
Заготівля матеріалу
Під час престуру для журналістів на Скрентонський армійський завод, який виробляє корпуси для 155-мм уламково-фугасних снарядів M795, у виданні Голос Америки
повідомили, що круглий прокат приходить завдовжки 6 метрів, а розрізають його на фрагменти завдовжки близько 90 сантиметрів. Тому можна розглянути докладніше, починаючи з доставки самого прокату.
Круглий прокат зі спеціальної сталі. Стопкадр із репортажу «Голосу Америки»
Наступним етапом іде порізка його під необхідний розмір, який прорахований відповідно до всіх допусків на наступних етапах виготовлення корпусів артилерійських снарядів або мінометних мін.
Процес порізки круглого прокату. Стопкадр із репортажу «Голосу Америки»
Здавалося б, простий процес порізки пилою чи іншим інструментом (скажімо, стрічкова пила чи гільйотина), але у разі якоїсь зі значних відхилень корпус матиме вагову похибку.
Порізаний круглий прокат. Стопкадр із репортажу «Голосу Америки»
Залежно від виробника чи технологічного обладнання замовника прокат може бути й іншої конфігурації, як-от квадратний на заводі «Ковачки центар» із сербського концерну Yugoimport під час
відвідин журналістами Army Recognition Group Defense Web TV.
Квадратний прокат зі спеціальної сталі. Скриншот із відео Army Recognition Group Defense Web TV
Порізаний квадратний прокат. Скриншот із відео Army Recognition Group Defense Web TV
Формування заготовки під тиском
Для обробки нарізаних брусків необхідний процес нагрівання заготовки у спеціальних печах до температури, яка перевищує 1000° C (близько 1100°—1250°C). Це необхідно для того, щоб опір деформації сталі знижувався порівняно зі звичайним холодним станом.
Залежно від рівня автоматизації виробництва цей процес може бути як ручним, так і автоматизованим, та здійснюватися за допомогою роботів-маніпуляторів.
Процес завантаження заготовки у піч за допомогою робота-маніпулятора на американському заводі. Стопкадр із репортажу Голосу Америки
або іншим видом подачі, як-от на сербському виробництві.
Порізаний квадратний прокат. Скриншот із відео Army Recognition Group Defense Web TV
Вихід на стрічці нагрітої заготовки на сербському заводі. Скриншот із відео Army Recognition Group Defense Web TV
Уже нагріту до необхідної температури заготовку вручну або за допомогою робота переміщують у пресформу,
Робітник вручну переміщує нагріту заготовку з печі у пресформу. Стопкадр із відео Army Recognition Group Defense Web TV
Робот переміщує нагріту заготовку з печі у пресформу. Стопкадр із репортажу Голосу Америки
де нагрітий сплав витискається у вільний простір, утворюючи заготовку у вигляді стакана.
Процес утворення «стакана» з нагрітої заготовки відбувається у декілька операцій і переміщення між ними або вручну:
Ручне переміщення заготовки майбутньої мінометної міни
або за допомогою робота:
Роботизоване переміщення заготовки
На кожній з операцій відбувається формування тієї чи іншої попередньої внутрішньої та зовнішньої поверхні нижньої частини снаряда.
Після цього заготовка остигає, перевіряється її на дефекти (раковини, тріщини, нерівності тощо) перед її подальшою механічною обробкою, яка, відповідно, включає всі необхідні допуски для подальших етапів виробництва.
Заготовки у вигляді стаканів після пресування у гарячому стані. Стопкадр із репортажу «Голосу Америки»
Заготовки у вигляді стаканів після пресування у холодному стані під час перевірки. Стопкадр із репортажу «Голосу Америки»
Заготовки у вигляді стаканів після механічної обробки. Стопкадр із відео Business Insider
Механічна обробка може здійснюватися як на верстатах із числовим програмним управлінням (ЧПУ), так і на звичних токарних/токарно-гвинторізних верстатах. Для прикладу, механічна обробка зовнішньої стінки «стакана» на підприємстві у Боснії та Герцеговині:
Обробка зовнішньої поверхні циліндра на токарному верстаті. Стопкадр із відео Oslobođenje
Внутрішній та зовнішній профіль «стакана» після обробки має відповідати необхідним показникам діаметрів та відстаней.
Перевірка здійснюється таким інструментом: зовнішні діаметри — контрольними
калібрами-скобами, внутрішні — контрольними пробками на всіх етапах виготовлення корпусів снарядів.
Для прикладу, перевірка калібром-скобою «стакана» після гарячого пресування та внутрішнього діаметра за допомогою спеціального приладу для перевірки биття.
Контроль калібром «стакана» після пресування. Стопкадр із репортажу «Голосу Америки»
Контроль внутрішнього розміру «стакан» після пресування. Стопкадр із відео ForcesNews
Або механічної обробки «стакана» і контролю його внутрішнього діаметра:
Після цього йде формування конусності у верхній частині артилерійського снаряда. Залежно від висоти конуса та його профілю формування може відбуватися у декілька операцій, а також за різними технологіями.
Для двох технологій, які тут розглянемо, спочатку нагрівається верхня частина.
Індукційне нагрівання верхньої частини «стакана». Стопкадр із відео Oslobođenje
Гаряче штампування
Потім заготовка з нагрітою верхньою частиною переміщується у прес, де формується конусність.
Переміщення заготовки з нагрітою верхньою частиною у прес. Стопкадр із відео Oslobođenje
Потім іде робота преса:
Після діставання з преса видно готову конусність.
Перший етап формування конусності на заготовці
Як видно, профіль снаряда ще не нагадує остаточний, тому операції з нагрівання можуть повторюватися для його остаточного формування:
Формування верхньої частини конусності
Відмінністю між різними виробниками є рівень автоматизації. Скажімо, в американців переміщення заготовки здійснює робот.
Гаряча ротаційна витяжка
Ця технологія формування конусності є доволі унікальною та потребує більше часу та енергії відносно гарячого штампування.
Гаряча ротаційна витяжка
Проте витяжка під час обертання має кращі характеристики через рівномірний тиск на заготовку, що також впливає на урівноваженість майбутнього снаряда.
Процес гарячої ротаційної витяжки. Стопкадр із відео MACHINERY & TECHNOLOGY
Після формування носової частини перевіряють округлість профілю снаряда на биття за допомогою індикатора, розміщеного на спеціальній магнітній стійці.
Перевірка биття конусності корпусу снаряда. Стопкадр із відео Business Insider
Термічна обробка
Оскільки сталь, оброблена тиском, має неоднорідну структуру через перерозподіл волокон відповідно до форми матриці та пунсону, для їх зрівняння необхідна термічна обробка.
Для поліпшення уламкоутворення корпуси снарядів додатково
гартують. Тобто нагрівають до необхідної температури, потім витримують певний час для повного прогріву корпусу і охолоджують зануренням у воду. Аби не розписувати докладніше, пропонуємо вам переглянути перші три з половиною хвилини відео від USA Military Channel.
Фінальна механічна обробка
На останню механічну обробку сформовані корпуси після гартування прибувають у такому вигляді:
Майбутні корпуси снарядів перед фінальною механічною обробкою. Стопкадр із відео Business Insider
На токарних обробних центрах здійснюють їх механічну обробку відповідно до необхідної форми, шорсткості тощо.
Корпус артилерійського снаряда після фінальної механічної обробки. Стопкадр із відео Business Insider
Після цього вже традиційно перевіряють биття.
Перевірка биття корпусу снаряда після фінальної механічної обробки. Стопкадр із відео Forces News
Формування мідного обідка
На відео можна побачити мідний (або з його сплаву) обідок на зовнішній поверхні корпусу. Його технології можуть бути різними, скажімо, на підприємстві у США його наплавляють.
Наплавлення мідного обідка
На підприємстві у Боснії та Герцеговині напресовують на спеціальному обтискному пресі.
Напресування мідного обідка
Так само бачимо, що може відбуватися на різних етапах: на підприємстві у США його наплавляють на «стакан», а у Боснії та Герцеговині напресовують уже після фінальної механічної обробки.
Фарбування
Після механічної обробки корпус артилерійського снаряда очищують та фарбують. Зазвичай це відбувається на автоматизованих лініях. Для прикладу, фарбування на підприємстві у Сполучених Штатах:
Фарбування корпусів артилерійських снарядів. Стопкадр із відео Business Insider
Лише поверхня мідного обідка залишається нефарбованою, оскільки, за її функціоналом, вона має контактувати з внутрішньою поверхнею ствола.
Виробництво снарядів у США передбачає на цьому етапі нанесення маркування.
Після висихання корпуси пакують у спеціальну тару для транспортування на наступні етапи виробництва, що у випадку американського ланцюжка розташований на іншому майданчику.
Пакування корпусів снарядів у вантажну тару. Стопкадр із відео A BIT ABOUT EVERYTHING
На цьому можна завершити опис виробництва корпусів для артилерійських снарядів, які на наступному етапі наповнюються вибуховою речовиною і вже разом з іншими компонентами перетворюються на повноцінний артилерійський боєприпас.