СПОСОБ ВЗРЫВНОЙ РАЗДЕЛКИ НА МЕТАЛЛОЛОМ ВООРУЖЕНИЯ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ Российский патент 1997 года по МПК F42D3/00 

Изобретение касается взрывных работ специального назначения.

В настоящее время в связи с сокращением вооружения возникла необходимость в создании эффективной технологии утилизации устаревшего вооружения и военной техники (ВиВТ).

Современная технология утилизации ВиВТ включает два этапа: на первом этапе проводится частичный или полный демонтаж вооружения, специального оборудования и двигателя, на втором осуществляется разборка корпуса образца. Предлагаемый способ пиротехнической разборки ВиВТ относится к второму этапу ее утилизации.

Анализ номенклатуры предлагаемого для утилизации ВиВТ показывает, что по числу единиц, подлежащих разборке, большую ее часть составляет легкобронированная бронетанковая и крупногабаритная авиационная техника.

Отличительной особенностью легкобронированной техники (ЛВТ) является ее корпусная конструкция, предопределяющая для всех образцов ЛБТ наличие прочного броневого корпуса, изготовленного методом сварки из отдельных броневых деталей, в большей части плоской формы, и значительного заброневого пространства. Конструктивные и технологические проемы броневого корпуса ЛБТ, как правило, снабжены навесными броневыми деталями. После первого этапа утилизации объем свободного заброневого пространства различных образцов ЛБТ может достигать 10-14 м³.

Отличительной особенностью крупногабаритной авиационной техники (АТ) является ее модульная конструкция, определяемая наличием крупных сборочных модулей планера летательного аппарата (части фюзеляжа, хвостовое оперение, крылья и т.п.). В единую конструкцию образцы крупногабаритной АТ собираются из отдельных модулей по специальным технологическим разъемам. Как правило, в местах технологических разъемов имеются свободные или высвобождающиеся полости сравнительно большого объема. Для доступа к стыковочным разъемам и технического обслуживания оборудования внутренних систем и агрегатов летательного аппарата полости снабжены люками и лючками различных размеров.

С точки зрения утилизации разборка планера летательного аппарата путем расстыковки на модули по технологическим разъемам чрезвычайно трудоемка и требует применения ручного труда и специального оборудования. Поэтому для массовой утилизации АТ этот способ разборки непригоден.

В настоящее время известен и широко применяется в военном деле способ разрушения ВиВТ взрывом (Наставление по военно-инженерному делу для Советской Армии. Воениздат, МО СССР, М. 1966). Способ предназначен для приведения ВиВТ в непригодное для дальнейшей эксплуатации состояние. Способ состоит в том, что в заброневое пространство (полость) или на броню помещают мощный заряд конденсированного взрывчатого вещества, например тротила, затем заряд инициируют. В результате взрыва образец разрушается на бесформенные сильно деформированные фрагменты. При этом образуется масса мелких обломков и осколков, значительная часть которых разбрасывается на большой площади и теряется. Этот способ принят в качестве прототипа.

Не рациональное расчленение и связанные с этим большие потери металла не позволяют использовать данный способ в целях утилизации металла ВиВТ.

Известен способ разделки крупногабаритных пустотелых изделий взрывом, применяемый в промышленности (Способ пиротехнической разработки толстостенных стальных емкостей. Патент ФРГ N 3307060, опубл. 6.08.84). Способ отличается тем, что удлиненный заряд бризантного взрывчатого вещества линейно располагают у стенки емкости, предварительно охлажденный до температуры перехода металла из пластического состояния в хрупкое, а затем инициируют.

Известен способ разделки на металлолом бронетанковой техники (Абрамов В. А. Карьялайнен Д. И. Кремнев И.Б. Потапов И.А. Разделка корпусов и башен бронетанковой техники методом взрыва. Вестник транспортного машиностроения. N 3, 1992), а также кораблей и самолетов (Бородулин А. Взрывы на "кладбищах". Техника молодежи N 12, 1991), аналогичный способу по патенту ФРГ, но не требующий дорогостоящего охлаждения поверхности объекта. В основу способа положено явлении кумуляции, состоящее в концентрации энергии взрыва удлиненных зарядов бризантного взрывчатого вещества в направлении разрезаемой поверхности.

Способ состоит в размещении на внешних поверхностях разделываемого объекта системы линейных удлиненных кумулятивных зарядов таким образом, чтобы обеспечить заданные размеры габаритов лома. Для осуществления способа могут использоваться готовые шнуровые кумулятивные заряды (ШКЗ-4, ШКЗ-6) или специально изготовленные заряды, например тротил, пластит и т.п. заключают в гибкую резиновую или (как вариант) жесткую медную оболочку, по длине которой делается кумулятивная выемка. После подключения зарядов в единую цепь их инициируют. В результате взрыва системы зарядов на поверхностях объекта его корпус расчленяется на отдельные фрагменты, конфигурация которых определяется геометрией размещения зарядов.

При неудовлетворительном качестве разделки способом-прототипом и удовлетворительном аналогами способам присущи общие недостатки, основные из которых состоят в большом расходе взрывчатых веществ и средств взрывания, а также в большом объеме и высокой трудоемкости подготовительных работ. Отмеченные недостатки предопределяют высокую себестоимость разделки ВиВТ этими способами.

Исходя из недостатков известных способов взрывной разделки различных изделий и объектов, целью настоящего изобретения явилась разработка технологически простого и эффективного способа разделки ВиВТ, пригодного при массовом проведении второго этапа утилизации. Сущность способа состоит в рациональном расчленении корпуса образца В или ВТ на фрагменты, удобные для последующего сбора, транспортировки и переработки при одновременном сокращении объема подготовительных работ, расхода взрывчатых веществ и средств взрывания.

Цель достигается тем, что разделку осуществляют подрывом одного или нескольких компактных зарядов смесевого металлсодержащего взрывчатого вещества, имеющего скорость детонации не более 6000 м/с и обладающего удельной теплотой взрыва не менее 4000 кДж/кг, во внутреннем пространстве разбираемого образца, для чего помещают заряд(ы) вовнутрь корпуса (заброневое пространство, полости и т.п.), закрывают конструктивные проемы корпуса (люки, лючки, жалюзи, створки и т. п.), подключают заряд(ы) к магистральной линии электроподрыва и инициируют.

В результате взрыва зарядов высокофугасного смесевого взрывчатого вещества в ограниченном замкнутом пространстве образца ВиВТ его корпус расчленяется на отдельные сборочные детали или крупные фрагменты преимущественно по ослабленным местам конструкции (соединительным швам, технологическим разъемам и т. п. ) без образования мелких обломков и осколков, то есть без существенных потерь металла корпуса.

На фиг. 1 показана схема размещения заряда в экспериментах по разделке бронетранспортера БТР-60ПА: 1 заряд в заброневом пространстве БТР-60ПА; на фиг. 2 схема размещения зарядов в эксперименте по разделке самолета ИЛ-28: 1 заряд в полости фюзеляжных топливных баков; 2 заряды в полостях крыльевых топливных баков (4 ед.); 3 заряды в бомбоотсеке (2 ед.); 4 заряд в хвостовом приборном отсеке. На фиг. 2 полости самолета, в которых размещались заряды, изображены пунктиром, основные технологические разъемы - штрих-пунктирной линией.

Работоспособность и эффективность предлагаемого способа и способа-прототипа оценивалась путем проведения сравнительных натурных экспериментов на списанных образцах военной техники различного типа: легкобронированная техника в экспериментах была представлена бронетранспортерами БТР-60ПА, крупногабаритная авиационная техника - самолетами ИЛ-28.

В общей сложности было проведено 5 экспериментов, из них по разделке ВиВТ предлагаемым способом 3 (2 с бронетранспортерами БТР-60ПА и 1 с самолетом ИЛ-28).

В экспериментах по разделке образцов ВиВТ предлагаемым способом для изготовления зарядов использовалось смесевое металлсодержащее нитроэфирное ВВ, представляющее собой смесь изопропилнитрата и мелкодисперсного порошка магния.

Основные характеристики БТР-60ПА и ИЛ-28 как объектов для разделки этими способами представлены в табл.1.

В сравнительных экспериментах по разделке образцов ВиВТ способом-прототипом использовались удлиненные заряды из пластита, а также составные заряды из стандартных тротиловых шашек массой 200 и 400 г и буровые шашки массой 75 г.

Последовательность технологических операций при проведении разделки образцов ВиВТ предлагаемым способом:
вскрывают полости корпуса образца, непосредственно прилегающие к технологическому разъему (операция необходима только при разделке авиационной техники);
размещают заряд(ы) в заброневом пространстве (вскрытых полостях) разделываемого образца;
закрывают конструктивные проемы корпуса (люки, лючки, жалюзи, створки и т.п.) разделываемого изделия;
подключают заряд(ы) к магистральной линии электроподрыва;
инициируют заряд(ы).

В экспериментах определялось и оценивалось:
суммарный расход взрывчатых веществ и средств взрывания, пошедших на разделку единичного образца ВиВТ;
время, затрачиваемое на подготовку разделки образца одной и той же бригадой подрывников из 4 человек;
дальность разброса фрагментов, обломков и осколков разделываемого образца;
качество расчленения.

Результаты сравнительных экспериментов по разделке образцов ВиВТ различными способами представлены в табл. 2.

Анализ данных в табл. 2 показывает: при разделке бронетранспортера БТР-60ПА предлагаемый способ превосходит способ-прототип по экономии взрывчатых веществ более чем в 4 раза, по времени подготовки разделки в 2 раза; при разделке самолета ИЛ-28 при принятой схеме размещения зарядов (фиг.2) предлагаемый способ превосходит по экономии ВВ способ-прототип более чем в 5 раз, по времени подготовки разделки в 2 раза.

Качественный анализ характера расчленения образцов ВиВТ предлагаемым способом показал следующее:
бронетранспортер БТР-60ПА броневой корпус образца расчленяется по сварным швам на отдельные листовые броневые детали, используемые при изготовлении его корпуса, без нарушения их целостности и без образования мелких осколков и обломков брони; массивные детали ходовой части (мосты, водоходный движитель, колеса и т.п.) отделяются от остова объекта, но деформируются незначительно, напротив, крупногабаритные пустотелые агрегаты моторно-двигательной части (топливные баки, радиаторы и т.п.) деформируются значительно (сминаются) и примерно вдвое уменьшают свой первоначальный объем; навесные броневые детали площадью более 400 см² (посадочные люки экипажа и десанта, броневые крышки смотровых люков и т.п.) отделяются по меcтам шарнирного соединения с корпусом и отбрасываются от места подрыва на расстояние до 70 м;
самолет ИЛ-28 при принятой схеме размещения зарядов (фиг.2) планер самолета расчленяется на 5 крупных фрагментов (носовую, среднюю и хвостовую части фюзеляжа и крылья в сборе с двигателями) по соединительным узлам технологических разъемов; массивные агрегаты и детали различных систем самолета (гидравлические цилиндры, толстостенные газовые баллоны и т.п.) отделяются от остова по местам крепления без существенных деформаций; наружная обшивка планера срывается со шпангоута по всей площади корпуса над полостью, в которую помещался заряд.

Таким образом, на примере разборки бронетранспортера БТР-60ПА и самолета ИЛ-28 экспериментально показана принципиальная пригодность предлагаемого способа для разделки легкобронированной бронетанковой и крупногабаритной авиационной военной техники.

Способ практически реализован в войсковой части 61469 при утилизации списанной мишенной легкобронированной и авиационной военной техники.

Использование: взрывные работы специального назначения. Сущность изобретения: компактные заряды смесевого металлсодержащего взрывчатого вещества со скоростью детонации не более 6000 м/с и удельной теплотой взрыва не менее 4000 кДж/кг размещают во внутреннем пространстве разделываемого изделия, подключают к магистральной линии электроподрыва. Закрывают конструктивные проемы корпуса разделываемого изделия. Заряды одновременно инициируют. 2 ил.

Способ взрывной разделки на металлолом вооружения и военной техники, заключающийся в расчленении корпуса посредством подрыва одного или нескольких компактных зарядов конденсированного взрывчатого вещества, которые размещают во внутреннем пространстве разделываемого изделия, подключают к магистральной линии электроподрыва и одновременно инициируют, отличающийся тем, что перед инициированием зарядов закрывают конструктивные проемы корпуса разделываемого изделия, а в качестве зарядов используют смесевое металлосодержащее взрывчатое вещество, имеющее скорость детонации не более 6000 м/с и обладающее удельной теплотой взрыва не менее 4000 кДж/кг.