Осветительные артиллерийские снаряды

Осветительные артиллерийские снаряды

А.А. Платонов, д.т.н., профессор, Ю.И. Сагун, к.т.н.

Окончание. Начало см. в «ТиВ»№ 3,4/2013 г.

Современное состояние осветительных боеприпасов наземной ствольной артиллерии

В настоящее время, как и ранее, осветительные артиллерийские снаряды (см. «ТиВ» № 3,4/2013 г.) и минометные мины предназначены, прежде всего, для непрерывного или периодического освещения местности и определения местоположения войск и объектов противника при ведении боевых действий ночью. Осветительные артиллерийские боеприпасы также могут быть использованы для контроля за результатами стрельбы на поражение, ослепления наблюдательных пунктов и расчетов огневых средств противника, ориентирования войск в ходе боя путем подачи сигналов (постановки световых ориентиров) и для обозначения направления действия отдельных подразделений.

Известно, что видимость и различимость местных предметов обусловлена такими факторами, как размер целей, расстояние от цели до наблюдателя, контраст освещения между целью и фоном, на который она проецируется, острота зрения наблюдателя, освещенность цели и продолжительность наблюдения.

Первые четыре из вышеперечисленных факторов определяются условиями, при которых происходит наблюдение. От действия осветительного снаряда зависят только два последних фактора. На время освещения целей большое влияние будет оказывать ветер: чем он сильнее, тем меньшее время факел с парашютом, выброшенный из корпуса снаряда будет находиться в районе цели. При этом скорость перемещения факела на парашюте в горизонтальном направлении близка к скорости ветра.

Для обеспечения равномерности освещения цели (а следовательно, и лучшего ее наблюдения) необходимо, чтобы факел на парашюте снижался с минимально возможной скоростью.

Американцы L. Frieder и W. Finken в 1952 г. взяли патент на конструкцию парашютного осветительного снаряда, в котором факел и парашют, усиленный кордом, после выхода из корпуса снаряда оставались в цилиндре, снабженном аэродинамическими тормозами, до тех пор, пока скорость вращения и скорость полета не уменьшались до безопасных величин. Это должно было позволить вести огонь осветительным снарядом с большой начальной скоростью и задавать его разрыв в любой точке траектории.

Конструкция парашютного осветительного снаряда, предложенная компанией Aerostatica (Италия, 1954).

Таблица 5 Осветительные выстрелы отечественных артиллерийских систем

В настоящее время на вооружении артиллерии Сухопутных войск РФ имеется достаточно широкая номенклатура осветительных боеприпасов. Так, для стрельбы из 82- и 120-мм минометов применяются минометные выстрелы с осветительными минами, а для стрельбы из 122- и 152-мм самоходных и буксируемых гаубиц — выстрелы с осветительными снарядами (см. табл.5).

На примере устройства 122-мм осветительного снаряда С-463 рассмотрим конструктивную схему построения современных осветительных артиллерийских боеприпасов ствольной артиллерии.

Снаряд С-463 состоит из стального корпуса, внутри которого последовательно размещены переходная втулка (у снаряда С4 переходная втулка установлена в головной части), вышибной заряд, диафрагма, факел (осветительный элемент) с вертлюгом и парашютом, два полуцилиндра. Донная часть корпуса снаряда закрывается дном. Для обеспечения дистанционного действия снаряд комплектуется дистанционным взрывателем.

Вышибной заряд представляет собой три шашки спрессованного дымного ружейного пороха, которые располагаются в специальном металлическом стакане (футляре).

Факел (осветительный элемент) состоит из цилиндрического стального корпуса с картонной термоизоляцией внутри и запрессованного в него пиротехнического осветительного состава. В дне корпуса факела имеется держатель к которому прикреплены веотлюг и серьга. К серьге стальными тросами фиксируется парашют. Для удержания факела в определенном положении внутри корпуса снаряда в снаряжение осветительного снаряда включены два полуцилиндра, на которые непосредственно опирается корпус факела. Одновременно полуцилиндры выполняют роль камеры для размещения сложенного (запрессованного) парашюта. К корпусу факела снаряда С4 приварены четыре лопасти, служащие для гашения скорости вращения.

Осветительный состав представляет собой «классическую» механическую смесь металлического горючего, окислителя, цементаторов и флегматизаторов. В качестве горючего используются порошкообразные магний, алюминий или их смеси, в качестве окислителей — нитраты или хлораты легких металлов (например, нитрат бария, нитрат натрия и др.), в качестве цементаторов — олифа, канифоль, камфора, идитол и др. Изготовляют осветительные составы в специальных смесителях. Перед смешиванием исходные материалы измельчают, сушат и просеивают. Далее полученную готовую смесь прессуют, как правило, в несколько приемов в корпус факела.

Горение осветительного состава за определенный промежуток времени должно происходить равномерно (без выпадения последнего из корпуса факела), с исключением дымообразования и искрения, обеспечивая при этом получение однородного света оптимальной интенсивности. Другое немаловажное требование к осветительным составам заключается в том, чтобы они обладали по возможности низкой чувствительностью к различным механическим воздействиям, что немаловажно в процессе эксплуатации осветительных боеприпасов, особенно при проведении погрузочно- разгрузочных работ. Осветительный состав в процессе длительного хранения должен как можно дольше не утрачивать свои свойства и не образовывать с соприкасающимися предметами опасных соединений, а также не быть гигроскопичным.

Рецептуры основных осветительных составов, используемых в современных отечественных осветительных снарядах, представлены в табл. 6.

Из нитратов в осветительных составах чаще других применяются нитрат бария (соль негигроскопичная) и нитрат натрия (соль гигроскопичная). Нитрат натрия имеет то преимущество, что при введении его в состав в пламени возникает интенсивное излучение в желтой части спектра, к которой глаз человека наиболее чувствителен.

Известно, что при стрельбе из нарезных орудий снаряд при прохождении канала ствола приобретает определенную начальную скорость и ему придается вращение, которое обеспечивает его устойчивость на полете. Таким образом, в отличие от спасательных и спортивных парашютов, парашюты осветительных артиллерийских снарядов вводятся в действие при вращении всей системы с огромным числом оборотов (примерно 15000 об/мин), а также при сверхзвуковых скоростях (400–600 м/с).

Специалисты германской фирмы Rheinmetall GmbH в 1972 г. запатентовали парашютный осветительный снаряд, в котором для предотвращения отрыва или разрыва основного парашюта был добавлен тормозной парашют.

Схема действия осветительного снаряда с аэродинамическими тормозами, призванными уменьшить скорость вращения факела («звездки») после отделения от корпуса снаряда для улучшения условий раскрытия парашюта. Патент французских конструкторов P. Claude, R. Gencey, J-P. Mottry, R. Cayre от 1975 г.

Разрезные макеты осветительных артиллерийских снарядов С-463 и Сб.

Осветительные артиллерийские снаряды С-463 и С1. Вверху — фото ввинтного дна. Хорошо видны глухие отверстия («высверловки») в торце дна.

Обычно парашюты артиллерийских снарядов вводятся в действие на высоте не более 1–2 км, поэтому парашют раскрывается при скоростном напоре 10–20 т/м?. В связи с этим, хотя площадь парашюта и не превышает 10 м?, нагрузки при его раскрывании в указанных условиях могут достигать нескольких десятков тонн.

Парашют снаряда С-463 конструктивно состоит из купола, строп и тросов. Купол может быть изготовлен из шелкового полотна или высококачественной хлопчатобумажной ткани (перкаля) в виде сферического сегмента с отношением высоты к хорде примерно 0,5. Диаметр купола для каждого осветительного боеприпаса определяется расчетным методом, исходя, прежде всего, из требуемой скорости снижения факела. Стропы изготавливаются из крученого льняного или льнопенькового шнура, а тросы, которыми парашют крепится к диску вертлюга, из стальной проволоки.

Вертлюг служит для предотвращения скручивания тросов и строп парашюта. Основной деталью вертлюга является шарикоподшипник, обеспечивающий свободный проворот факела относительно строп парашюта.

Парашютная система 122-мм снаряда С4 состоит из капронового парашюта крестообразной формы площадью 1 м?, чехла и шнура; парашют соединен с факелом тросовым звеном, служащим для удержания горящего факела под парашютом на расстоянии, исключающим оплавление купола и строп. Парашют с тросовым звеном уложен в чехол, который, в свою очередь, связан вытяжным шнуром с дном.

Дно, которое вставляется у С-463 или ввинчивается, например, как у 152-мм снаряда С1, в корпус снаряда, предназначено для защиты снаряжения от воздействия пороховых газов при выстреле и внешних факторов окружающей среды при хранении и транспортировке. В торце дна выполнены два глухих отверстия («высверловки»). Их основное предназначение — создание дисбаланса массы дна при выбросе снаряжения из корпуса снаряда на траектории. В конструкции 122-мм снаряда С4 дно помимо двух глухих дисбалансных отверстий имеет с внутренней стороны глухое отверстие для крепления вытяжного шнура чехла парашютной системы.

Таблица 6 Рецептуры основных осветительных составов

Положение составных частей парашютной системы 130-мм снаряда СП-46 при выполнении первой фазы (ступени) раскрытия купола.

Таблица 7 Характеристики отечественных осветительных снарядов

Принцип действия 122-мм (С-463, С-4) и 152-мм (С1, С6) осветительных снарядов состоит в следующем.

Перед стрельбой на огневой позиции в соответствии с данными таблиц стрельб производится установка дистанционного взрывателя по дистанционной шкале. После выстрела на заданной дистанции срабатывает дистанционный взрыватель (на высоте 400–600 м) и воспламеняет вышибной заряд. Газы, формирующиеся при сгорании пороха вышибного заряда, создают давление, под действием которого через диафрагму, корпус факела, полуцилиндры срезается резьба дна. Одновременно форс пламени, образующийся при сгорании пороха вышибного заряда, через отверстия в стакане и диафрагме воспламеняет пиротехнический осветительный состав факела. Под действием центробежных сил дно, имеющее дисбаланс массы, уходит с траектории движения снаряда, а полуцилиндры после выхода из корпуса разлетаются в стороны, освобождая факел с парашютом. Под действием скоростного напора воздуха парашют раскрывается, и факел снижается со скоростью 8,5-10 м/с, освещая местность.

В 130-мм осветительном снаряде СП-46 используется парашютная система двухфазного (двухступенчатого) раскрытия. Особенностями данной конструкции является то, что в ней используется центральный трос, а в куполе парашюта и в торцевой части факела установлены опорные вертлюги.

Один конец центрального троса с помощью припоя прикреплен в трубке, конструктивно размещенной по оси факела. Верхний конец троса соединяется с вертлюгом, закрепленным в полюсной части купола.

Длину центрального троса выбирают из условий обеспечения заданной площади сопротивления при выполнении первой фазы (ступени) раскрытия купола. При выбросе сборки парашют вначале раскрывается не полностью, что предотвращает обрыв строп или разрыв купола вследствие большой скорости снаряда. Только через 5 с, когда скорость факела значительно снизится, припой под действием горящего осветительного состава расплавляется, в результате чего конец центрального троса освобождается, и купол парашюта раскрывается полностью.

Особенностями конструкции 152-мм снаряда С6 является наличие в составе парашютного узла совместно с основным промежуточного вертлюга, к держателю которого присоединяются стропы парашюта, а к пальцу — соединительное и тросовое звенья. Парашют изготовлен из капрона с куполом крестообразной формы.

Основные тактико-технические характеристики отечественных осветительных снарядов представлены в табл. 7.

Конструктивные схемы большинства иностранных осветительных артиллерийских снарядов в основном аналогичны рассмотренным выше отечественным. Особенностью конструкции штатного осветительного 155-мм снаряда М485А2 (США), принятого на вооружение в 1970 г., является наличие двух парашютов — основного и тормозного, а также то, что факел и основной парашют размещаются в специальном контейнере. На внешней стороне корпуса контейнера установлены гибкие консоли — противоповоротные тормозные устройства, основное предназначение которых заключается в обеспечении прекращения вращения контейнера после выброса его из корпуса снаряда.

Таблица 8 Характеристики иностранных осветительных снарядов

Схема действия 155-мм осветительного снаряда М485.

155-мм осветительный снаряд М485 А2.

155-мм осветительный снаряд М1066.

Вариант устройства осветительного артиллерийского снаряда с «новым вышибным приспособлением», запатентованный специалистами фирмы Rheinmetall в 1993 г.

155-мм осветительный снаряд М1А1 (ЮАР).

В настоящее время на вооружении некоторых иностранных государств находятся снаряды (в том числе и осветительные) с корпусами полнооживальной формы и привинтным дном с глубокой выемкой или привинтным донным газогенератором.

Известно, что это техническое решение было найдено в конце 1960-х — начале 1970-х гг. специалистами канадской фирмы Space Research Corporation. Длина такого снаряда составляет 6 калибров. В нем отсутствует цилиндрическая часть, а центровка в канале ствола осуществляется с помощью выступов (пилонов).

Применение в конструкции снаряда донного газогенератора позволяет увеличить дальность стрельбы примерно на 5–6 км и на 9-10 км для артиллерийских орудий с длиной ствола, соответственно, 39 и 52 калибра.

Основные характеристики иностранных осветительных снарядов представлены в табл. 8.

В 2009 г. на вооружение в США поступили 105-мм осветительный снаряд М1064 и 155-мм осветительный снаряд М1066. Эти боеприпасы обеспечивают освещение местности в инфракрасном диапазоне, имея при этом минимальную заметность в видимом диапазоне во время функционирования.

Иностранными военными специалистами утверждается, что применение таких снарядов значительно повышает эффективность ведения боевых действий в темное время суток: видимость на поле боя для личного состава, оснащенного приборами ночного видения, увеличивается значительно, тогда как противник, не использующий приборы ночного видения, не осведомлен об освещении поля боя, так как опускающаяся на парашюте инфракрасный факел практически не излучает в видимом диапазоне.

105-мм снаряд М1064 (IR Illuminating Cartridge) и 155-мм М1066 (IR Illuminating Projectile) разработаны на основе штатных осветительных боеприпасов 105-мм M314A3 и 155-мм М485А2 соответственно. При этом отмечается, что диаметр освещаемой поверхности у новых боеприпасов в 2–2,5 раза больше, чем у штатных.

Действие американского 155-мм снаряда М485А2 имеет свои особенности по сравнению с описанными отечественными снарядами.

Так, после срабатывания дистанционного взрывателя происходит воспламенение первичного вышибного заряда, пороховые газы которого начинают вытеснять тормозной парашют и контейнер. При этом срезаются чеки, крепящие дно снаряда к его корпусу, и из каморы снаряда выталкиваются тормозной парашют и контейнер. Одновременно пороховые газы первичного вышибного заряда воспламеняют замедлитель. Раскрывается тормозной парашют и противоповоротные стабилизаторы, которые обеспечивают прекращение вращения контейнера. Примерно через 8 с замедлитель воспламеняет вторичный вышибной заряд, который в свою очередь зажигает осветительный состав и выталкивает из контейнера основной парашют с осветительным составом. Основной парашют раскрывается и опускается к земле со средней скоростью 1,52 м/с.

Хотя основной темой данной статьи являются снаряды нарезных орудий, стоит вкратце рассказать и об осветительных минах, также занимающих немаловажное место в ряду осветительных средств наземной артиллерии.

Конструкция осветительных минометных мин практически аналогична конструкции снарядов. Вместе с тем, имеются некоторые отличия. Известно, что при стрельбе минометная мина подвергается значительно меньшим перегрузкам, чем артиллерийский снаряд, и в полете не вращается. Это позволяет, во-первых, изготовить корпус осветительной мины из двух соединенных между собой резьбой частей — головной и хвостовой (конуса), а во-вторых, исключить из конструкции парашютного узла вертлюг.

Внутри корпуса мин С-843 и ЗС9 последовательно расположены вытяжной шнур, парашютная система, факел, диафрагма и вышибной заряд. Парашют у 82-мм мины С-843С частично размещен в каморе хвостовой части, а у 120-мм мин — в головной части в хлопчатобумажном чехле, который посредством вытяжного шнура крепится к рым-болту, установленному в конусе. В головную часть корпуса ввинчивается дистанционный взрыватель, а в хвостовую устанавливается «классический» для минометных мин стабилизатор, трубка которого имеет радиальные огнепередаточные отверстия и камору для размещения основного (82-мм) или воспламенительного (120-мм) заряда.

Основные характеристики отечественных осветительных мин представлены в табл. 9.

За рубежом в настоящее время на вооружении находятся 60-, 81-, 107,6- и 120-мм осветительные минометные мины. Основные характеристики иностранных осветительных мин представлены в табл. 10.

В 2009 г. фирма Rheinmetall Waffe Munition Arges GmbH запатентовала конструкцию осветительного снаряда, содержащего восемь факелов со своим парашютом каждый. Разведение факелов после разрыва должно обеспечить освещение максимальной площади с взаимным пересечением световых конусов.

Осветительные минометные мины С-843С, С-843 и ЗС9. Слева- полуцилиндры 120-мм мин.

Таблица 9 Характеристики отечественных осветительных минометных мин

Таблица 10 Характеристики зарубежных осветительных минометных мин

106,7-мм осветительная мина М335А2.

Конструктивная схема 60-, 81 — и 120-мм мин практически одинакова. Так, 60-мм мина M83A3 состоит из корпуса, представляющего собой тонкостенный стальной цилиндр, к переднему концу которого приварена стальная переходная втулка с резьбой под дистанционный взрыватель. Хвостовая коническая часть соединяется с цилиндрическим корпусом при помощи четырех предохранительных штифтов, расположенных по окружности на равных расстояниях друг от друга. К донной части конуса приварена переходная втулка с резьбой под стабилизатор. Внутри корпуса размещены вышибной заряд, факел и парашютное устройство. Осветительный факел — картонный цилиндр, в котором запрессованы воспламенительный и осветительный составы. Цилиндр соединен парашютом шнуром длиной 406 мм (16 дюймов).

Мина М83А2 подобна мине M83A3, за исключением незначительной разницы в размерах металлических деталей, а в минометной мине М83А1 применен другой осветительный состав.

Осветительная 106,7-мм мина М335А2 к нарезному миномету МЗО (США) соответствует по конструкции и принципу действия артиллерийскому снаряду с выбросом осветительного элемента через донную часть.

С учетом вышеизложенного следует отметить, что парашютные осветительные артиллерийские снаряда и минометные мины состоят на вооружении армий почти всех государств и используются в основном для обеспечения ведения боевых действий ночью.

Осветительные артиллерийские боеприпасы (в зависимости от калибра снаряда или мины) при правильном их использовании артиллерийскими подразделениями в полном объеме обеспечивают выполнение требований современного общевойскового боя по дальности стрельбы — в соответствии с ТТХ артиллерийской системы; по высоте подрыва (выброса факела) — 400–500 м; по безотказности действия парашютной системы и зажжения факела; по времени эффективного действия или длительности полезного освещения — 35–55 с; по диаметру (глубине) освещаемого пространства — 0,3–2 км (силой света 0,3–1,6 млн. Кд).

Дальнейшее развитие осветительных боеприпасов возможно за счет совершенствования (модернизации) существующих образцов и создания новых.

Модернизация существующих образцов заключается в использовании новых высокоэффективных рецептур осветительных составов, совершенствовании системы воспламенения факела, применении новых материалов в конструкции корпуса, парашютной системы, а также электронных дистанционных взрывателей вместо механических.

Создание новых образцов осветительных боеприпасов идет по пути создания изделий, обеспечивающих освещение местности в инфракрасном диапазоне.

Подготовил к печати С.Л. Федосеев.

13 апреля 2013 г. на 91-м году жизни скончался выдающийся конструктор отечественной бронетанковой техники, участник Великой Отечественной войны, лауреат Государственной Премии СССР, пенсионер Министерства обороны России генерал-майор-инженер в отставке Леонид Николаевич КАРЦЕВ.

О яркой творческой судьбе Леонида Николаевича, его активной жизненной позиции в отстаивании своих военно-технических решений и его огромных заслугах в деле оснащения отечественных Сухопутных войск и вооруженных сил ряда дружественных государств передовой бронетанковой техникой наш журнал на протяжении многих лет сообщал читателям в своих публикациях.

Члены редколлегии и читатели журнала скорбят по поводу кончины Леонида Николаевича и выражают глубокое соболезнование всем его родным и близким.