Павлов И.Н. Инженер по направлению подготовки Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий. Введение в специальность
Подождите немного. Документ загружается.
Патронное производство в предвоенный период было
сосредоточено на шести заводах. Основным видом продукции
патронных заводов в 30-е годы являлись винтовочные патроны
калибра 7,62 мм с легкой и тяжелой пулями. В эти годы были решены
вопросы по совершенствованию этих патронов. Было освоено
производство гильз и пульных оболочек из биметалла (сталь-томпак)
взамен латуни и мельхиора, что позволило экономить до 96 % цветных
металлов. О важности этой работы можно судить по следующим
данным: для выполнения программы 1940 года при изготовлении
винтовочных патронов с гильзой из латуни и пульных оболочек из
мельхиора потребовалось бы 18 тыс. т латуни и 4,8 тыс. т мельхиора.
Велись работы по дальнейшему сокращению расхода цветных
металлов для производства патронов. Так, во второй половине 30-х
годов некоторые патронные заводы освоили производство гильз к
винтовочным патронам калибра 7,62 мм из стальной холоднокатаной
полосы. В связи со значительным расходом свинца для сердечников
пуль (свинец составлял 75 % массы пули) были разработаны патроны с
пулями, имеющими стальной сердечник, что позволяло более чем
вдвое сократить расход свинца.
Все направления развития патронного производства определялись
требованиями к патрону, основными из которых являлись: полная
взаимозаменяемость патронов данного типа, абсолютная надежность
работы патронов и обеспечение надежности работы оружия и
безопасности для стреляющего.
Так, в частности, гильза при минимальных габаритах должна
обеспечивать вместимость необходимого заряда пороха, исключая
прорыв пороховых газов и разрыв самой гильзы. При этом следует
иметь в виду, что при выстреле давление пороховых газов в гильзе
достигает 3600 атмосфер, а для отдельных патронов и выше. Стенки
гильзы должны обладать определенной упругостью, чтобы после
выстрела она легко извлекалась из патронника ствола. Эти требования,
в свою очередь, определяют весьма жесткие допуски на
геометрические размеры гильзы.
Требования к пуле определяются необходимостью обеспечить
меткость стрельбы, прочность оболочки при прохождении канала
ствола и эффективное действие у цели. Эти требования должны
обеспечиваться высокой точностью изготовления при сложной
геометрической форме и высокой прочностью пульной оболочки.
К патрону в целом предъявляются весьма жесткие требования по
обеспечению сохранности его боевых и служебных свойств при
длительном (до 25–30 лет) хранении.
101
При этом следует учесть невозможность сплошного контроля
всех основных параметров патрона, для чего требовались бы
испытания с его разрушением. Поэтому обеспечение необходимых
качеств патрона определяется строжайшим соблюдением жесткого
технологического процесса при минимальном выборочном контроле с
разрушением, контроле геометрических размеров и массы в процессе
производства и приемки изделий.
Производство гильз и пульных оболочек из биметалла и стали
потребовало существенного изменения технологического процесса,
который значительно усложнялся, количество операций росло. В 30-е
годы технологический процесс стабилизировался и в основном на его
основе велось производство патронов в годы Великой Отечественной
войны. По этому техпроцессу видно, что, начиная с операции вырубки
кружка и кончая контролем готового патрона, технология включала
109 основных операций.
Все формообразующие операции, кроме операций обточки
фланца, дульца гильзы и обрезки полуфабрикатов, выполнялись
методом холодной деформации. Продолжительность
формообразующих операций весьма мала (время деформации 0,2…0,3
с).
Таким образом, выработанная в патронном производстве
технология, несмотря на ее многооперационность, является
единственно способной обеспечить изготовление патронов в
необходимых количествах. Кроме того, она гарантирует стабильность
геометрических размеров, формы и других параметров, так как
размеры и форма поверхностей определяются только размерами и
формой инструмента.
Второй особенностью требований к технологическому процессу
патронного производства является высокая и постоянная стойкость
рабочего инструмента, исчисляемая десятками тысяч срабатываний и,
следовательно, несколькими часами работы. Высокая стойкость
инструмента обеспечивает высокую стабильность размеров и формы
полуфабриката. Отклонения могут появляться через относительно
большие временные отрезки, причем, появившись, они повторяются в
последующих полуфабрикатах, что обеспечивает возможность
своевременной смены инструмента. Отсутствие отклонений в
контролируемой детали гарантирует отсутствие их и во всех
предыдущих полуфабрикатах. Поэтому применение на каждом станке
гарантийных емкостей полуфабрикатов, из которых они ссыпаются в
общую массу для передачи на последующие операции после контроля
последних полуфабрикатов, позволяет предотвращать массовый брак.
Имеется и ряд других особенностей технологии, без которых
невозможно обеспечить требуемое качество патронов.
102
Воздействие внутренней поверхности рабочего инструмента
(матрицы) на наружную поверхность тонкостенной детали позволяет
формировать посредством радиального сжатия глухие полости
бутылочной формы, открытые наружу узкой горловиной, обработка
которых другими методами невозможна, так как практически
невозможно иметь инструмент с поперечными размерами,
обеспечивающими ему необходимую прочность и жесткость, а также
возможность удаления стружки.
Оформление поверхности гильз при воздействии всей
поверхности инструмента (пуансонов, матриц, расправочных стержней
при вытяжках и штамповке) исключает появление на полуфабрикатах
поперечных рисок и обеспечивает высокое качество поверхности, что
исключает образование микротрещин и очагов коррозии.
Формообразование посредством операций холодной деформации,
в отличие от обработки резанием, исключает создание очагов
концентрации напряжений, что очень важно для обеспечения
прочности патронов при выстреле.
Формообразующие, сборочные, а также контрольные операции с
точки зрения их машинного выполнения являются совершенными, так
как они осуществляются кинематически простейшим прямолинейным
рабочим движением. Продолжительность операционного цикла
определяется временем продвижения полуфабриката к инструменту и
временем рабочего хода и составляет доли секунды.
2.4.2 Артиллерийские боеприпасы
Из всех отраслей военной промышленности накануне
отечественной войны наибольшее развитие получила артиллерийская
промышленность, так как артиллерии придавалась первостепенная
роль как главной ударной силе в войне. Это, в свою очередь,
обусловило высокие темпы развития промышленности боеприпасов.
Были организованы производства: взрывателей и капсюльно-
пиротехнических изделий; порохов и зарядов из них; корпусов
артиллерийских снарядов, мин и авиабомб; гильз, а также производств
по снаряжению боеприпасов и изготовлению взрывчатых веществ.
В предвоенные годы заводами отрасли было освоено
производство 47 новых конструкций только снарядов основного
назначения, включая снаряды дальнобойной формы (рисунок 2.4). Был
налажен выпуск цельнокорпусных бронебойных снарядов всех
калибров для сухопутной и морской артиллерии, заменивших сложные
и трудоемкие снаряды с бронебойными и баллистическими
наконечниками. Создание и постановка на производство снарядов
дальнобойной формы позволили без изменения других элементов
103
выстрелов и орудий увеличить дальность стрельбы на 20 % при
одновременном улучшении кучности и повышении мощности действия
снарядов у цели.
1 – бронебойный снаряд; 2 – калиберный бронебойно-
трассирующий каморный остроголовый;
3 – калиберный бронебойно-трассирующий каморный
тупоголовый с баллистическим наконечником;
4 – калиберный бронебойно-трассирующий сплошной с подрезами-
локализаторами на корпусе и баллистическим наконечником;
5 – калиберный бронебойно-трассирующий с бронебойным
наконечником; 6 – дымовой цельнокорпусной;
7 – подкалиберный бронебойно-трассирующий катушечной формы;
8 – осколочный; 9 – фугасный; 10 – осколочно-фугасный
Рисунок 2.4 – Артиллерийские снаряды
1
2 3 4 5
76 8 9 10
104
Технологи научно-исследовательского института и заводов
разработали и внедрили ряд мероприятий по совершенствованию
технологии снарядного производства. Стали применять в массовых
количествах твердосплавный режущий инструмент, штамповку
корпусов, изготовление корпусов пушечных и гаубичных снарядов из
высокопрочного (сталистого) чугуна, дефектоскопию корпусов.
Большое значение во второй мировой войне приобрело
минометное вооружение (рисунок 2.5). В 1940 году в конструкторском
бюро, руководимом Н.Т. Кулаковым, был создан специальный минный
отдел под руководством А.И. Зверева. Этот отдел разработал и внедрил
1 – кумулятивный бронебойно-трассирующий снаряд калибра 76 мм;
2 – снаряд с осколочно-фугасной миной калибра 120 мм;
3 – зажигательная мина калибра 120 мм;
4 – осколочная мина калибра 82 мм; 5 – донный взрыватель МД-5;
6 – дымовая мина калибра 82 мм; 7 – фугасная мина калибра 160 мм
Рисунок 2.5 – Мины
1
2
3
4
5
6
7
105
в производство гамму осколочно-фугасных и специальных мин
четырех калибров (50, 82, 107 и 120 мм). Были отработаны также
мины, корпуса которых изготовлялись не из стального проката путем
обработки на металлорежущих станках, а литьем из высокопрочного
чугуна.
Накануне Отечественной войны под руководством главного
конструктора Н.Т. Кулакова коллективом конструкторского бюро были
разработаны более 50 новых конструкций различных авиабомб. Были
созданы авиабомбы из высокопрочного чугуна и из стального литья с
увеличенным очком, что позволяло снаряжать их взрывчатым
веществом не только методом заливки, но и шнекованием. Была
разработана серия осветительных, зажигательных, фугасно-
зажигательных и специальных авиабомб.
Наряду с отработкой новых конструкций боеприпасов были
проведены большие работы в области технологии. Систематически
проводились технологические конференции со специалистами заводов.
Это было необходимо также потому, что число цехов гражданских
предприятий, изготовлявших корпуса авиабомб (рисунок 2.6),
значительно возросло. Важным результатом работы конструкторского
бюро явилась принятая в апреле 1941 года система габаритов и масс
авиабомб, состоявшая из девяти калибров.
Большие работы были проведены в области взрывателей. За
десять предвоенных лет Центральное конструкторское бюро,
1 2 3 4
1 – осколочная АО-2,5-2; 2 – осветительная САБ-3М;
3 – противотанковая кумулятивная ПТАБ-2,5-1,5;
4 – фугасная ФАБ-100
Рисунок 2.6 – Авиабомбы
106
возглавляемое Д.Н. Вишневским, разработало и внедрило в серийное
производство новую отечественную систему взрывателей. Эта система
включала взрыватели контактного и дистанционного действия для
снарядов сухопутной, зенитной и морской артиллерии, артиллерийских
мин, авиационных бомб, малокалиберных снарядов для
скорострельных автоматических авиационных пушек, а также для
реактивных снарядов, в том числе для снарядов легендарных катюш.
Созданные взрыватели имели оригинальные, простые и технологичные
конструкции. Они отличались безопасностью, надежностью и
безотказностью действия. Были созданы и поставлены на производство
авиационные патроны калибров 20, 23 и 37 мм к новым
высокоскорострельным автоматическим пушкам ШВАК, НС-37.
Авиационные снаряды комплектовались осколочными,
осколочно-зажигательно-трассирующими, бронебойно-
зажигательными и подкалиберными бронебойно-зажигательно-
трассирующими снарядами с новыми чувствительными и надежными
взрывателями. Для повышения эффективности осколочных и
осколочно-зажигательных снарядов в них были применены разрывные
заряды из нового, более мощного взрывчатого вещества. По боевым и
эксплуатационным параметрам созданные к началу войны
авиационные снаряды значительно превосходили лучшие зарубежные
образцы.
Большой вклад в развитие производства гильз, авиавыстрелов,
ручных гранат (рисунок 2.7) и других боеприпасов внес коллектив
завода, директором которого был Н.В. Мартынов. Гильзовое
производство издавна отличалось специфическими технологическими
сложностями при плавке и прокате гильзовой латуни, при
1 – Ф-1; 2 – РГ-42; 3 – РГД-33; 4 - РПГ-43; 5 – РПГ-40
Рисунок 2.7 – Ручные гранаты
3 4 5
1 2
107
многократных вытяжках самих гильз на прессах. Для получения
качественной продукции требовалось четкое и жесткое соблюдение
требований отработанных технологических регламентов. В связи с
многомиллионными
тиражами гильз их производство потребляло огромные количества
дефицитных цветных металлов – меди и цинка. Поэтому для экономии
этих металлов в предвоенные годы заводами и конструкторскими
организациями были проведены работы по созданию цельнотянутых и
сборных свертных гильз из черного металла.
Интенсивно велись работы по созданию противотанковых и
противопехотных инженерных мин заграждения. Разработаны пять
образцов противотанковых и противопехотных мин, ряд взрывателей и
замыкателей.
В пороховой промышленности за годы предвоенных пятилеток
осуществили реконструкцию старых заводов на новой технической
базе и решили проблему обеспечения пороховой промышленности
хлопковой целлюлозой. Был налажен выпуск в промышленном
масштабе древесной целлюлозы ВЦА, пригодной для производства
порохов. В трудных условиях военного времени это дало возможность
обеспечить пороховую промышленность необходимым количеством
целлюлозного сырья. Обширный цикл работ по интенсификации
производства пироксилина и пироксилиновых порохов позволил
повысить производительность труда на производстве пироксилина в 10
раз, сократить длительность цикла производства пороха в пять-шесть
раз, снизить расходы растворителя в полтора-два раза. Было
развернуто строительство новых пороховых заводов на востоке
страны. К началу войны часть их была близка к пуску.
Крупнейшими достижениями пороховиков явились разработка
составов и технологии баллистных порохов и организация
производства таких порохов на двух заводах, а также отработка
пороховых зарядов для реактивных снарядов. Был проведен большой
объем работ по разработке новых марок порохов и метательных
зарядов из них для всех артиллерийских, минометных и авиационных
снарядов, созданных до войны.
Были осуществлены большие работы по совершенствованию
производства основного взрывчатого вещества – тротила, в том числе
по разработке и внедрению непрерывных способов получения тротила.
Эти усовершенствования позволили увеличить мощности производства
тротила в 1941 году по сравнению с 1938 годом в три раза. Было
создано производство тетрила. Разработана непрерывная технология
получения нового мощного взрывчатого вещества – гексогена.
108
В области снаряжения боеприпасов взрывчатыми веществами
были проведены важные работы по разработке и внедрению в
производство метода, предложенного Н.Т. Зверевым, – формования
разрывных зарядов путем шнекования. В других странах аналогичных
методов снаряжения не было. Как показал опыт войны, исключительно
важным преимуществом метода шнекования оказалось то, что он
позволил снаряжать артиллерийские боеприпасы и мины, авиабомбы и
другие боеприпасы суррогатными аммиачно-селитренными
взрывчатыми веществами с уменьшенным содержанием дефицитного в
годы войны тротила. Были созданы рецептуры и методы ускоренной
фабрикации суррогатных аммиачно-селитренных взрывчатых веществ,
обеспеченных широкой отечественной сырьевой базой и явившихся
полноценной заменой тротила. В 1940 году был организован массовый
выпуск большинства серийных боеприпасов, снаряжаемых
суррогатными взрывчатыми веществами. Следует отметить, что
применение суррогатных аммиачно-селитренных взрывчатых веществ
позволило также использовать корпуса снарядов, мин, авиабомб из
высокопрочного чугуна. Наряду с реконструкцией старых заводов во
второй половине
30-х годов было построено семь новых заводов по производству
взрывчатых веществ и снаряжения.
Начало Отечественной войны сложилось для промышленности
боеприпасов исключительно неблагоприятно. С августа по ноябрь 1941
года в результате оккупации, а также эвакуации из прифронтовых
районов выбыло из строя 303 предприятия, изготовлявших
боеприпасы. Уже в декабре 1941 года почти все эвакуированные
предприятия прибыли на новые места и на многих из них было
восстановлено производство. В июле 1942 года предприятия отрасли
выпустили продукции в 1,7 раза больше, чем в июне 1941 года.
В конце 1941 и начале 1942 года сложилось тяжелое положение с
производством корпусов артиллерийских снарядов. Корпусные заводы
вместе с научно-исследовательским институтом провели колоссальную
работу по резкому увеличению выпуска корпусов снарядов на
имеющихся производственных площадях. Была сведена до минимума
механическая обработка. Снаряды с привинтной головкой заменили
цельнокорпусными, расширили допуски, отменили термическую
обработку корпусов осколочно-фугасных снарядов при сохранении
необходимой прочности и эффективности действия. Корпуса снарядов
стали выпускать с так называемой «черной» каморой, т.е. без
механической обработки каморы резцом. Многие виды корпусов
артиллерийских снарядов и все мины стали изготовлять из
109
высокопрочного чугуна отливкой в кокиль. Была отработана
штамповка снарядных корпусов методом одновременного цикла, когда
все операции выполнялись на одном прессе.
В бомбовом производстве по предложению технологов
конструкторского бюро Н.Т. Кулакова был внедрен метод
автоматической
сварки корпусов под слоем флюса, разработанный академиком
Е.О. Патоном. Было достигнуто настолько высокое качество
сварочных швов, что испытание их на герметичность было отменено.
Коллективом этого конструкторского бюро за два с половиной
месяца была создана система фугасных авиабомб М-43 упрощенной
конструкции и технологии изготовления с корпусами, получаемыми
литьем из высокопрочного чугуна, со штампованным подвесным
ушком и только с одним отверстием, резьба которого нарезалась на
станке (под взрыватель). По признанию специалистов, в условиях
мирного времени на отработку этой системы ушло бы не менее пяти
лет.
На заводах по производству взрывателей, гильз и
малокалиберных авиационных снарядов детали стали изготовлять на
многошпиндельных автоматах, резьбы получали методом накатки,
сократили число вытяжек в производстве гильз, применили
двухпуансонные установки, стали изготовлять гильзы из
горячекатаной латуни, а также стальные сборные и свертные гильзы.
На заводах по производству порохов в содружестве с научно-
исследовательским институтом, директором которого был А.П.
Закощиков, в начале войны было завершено внедрение ускоренной
фабрикации пироксилина и пороха, а также заменителей дефицитных
компонентов в порохах. В невиданно короткие сроки была решена
задача создания мощного производства баллиститных порохов на
одном из уральских заводов и организации на нем производства
пороховых шашек для реактивных снарядов с использованием новой
непрерывной технологии. В три раза по сравнению с довоенной
увеличилась номенклатура пороховых зарядов. Был создан и внедрен
на многих заводах новый высокопроизводительный метод
изготовления кольцевых дополнительных минометных зарядов.
На двух заводах было начато производство мощного взрывчатого
вещества – гексогена, а также снаряжения боеголовок реактивных
снарядов. Проблема обеспечения производства необходимыми
количествами взрывчатых веществ была решена путем использования
в боеприпасах аммиачно-селитренных взрывчатых составов с
уменьшенным содержанием дефицитного тротила (амматолов,
110