Минометная мина из ПЭТ-пластика

Неметаллические боеприпасы сегодня нередко вызывают реакцию... Примерно такую же, какую вызывали первые стальные пушки в середине XIX века. Альфред Крупп со своими стальными пушками много лет ездил по полигонам и спорил с генералами, доказывавшими ему, что лучше бронзы для пушек нет. Кстати, сегодня кто-нибудь помнит этих генералов по именам?

Тем не менее, появление новых материалов двигает прогресс дальше. Отличные пластмассы с высокими характеристиками и в массовом производстве — явление сравнительно недавнее. Например, наш герой — полиэтилентерефталат (ПЭТ) — вошел в широкую практику в 1990-е годы, то есть чуть более двадцати лет назад, как раз в ту эпоху, когда Фрэнсис Фукуяма заявил, что история кончилась и войн больше не будет. Недавнее появление, отсутствие неотложной потребности, а также огромные запасы вооружений, оставшиеся от Холодной войны, не позволили им выступить в новой роли.

Однако оптимисты, полагавшие, что войны еще будут, оказались правы. В сражении за Бахмут с августа 2022 года по конец мая 2023 года, в ходе которого отряды ЧВК «Вагнер» столкнулись с нехваткой боеприпасов, снова возник вопрос о том, что делать и как хотя бы некоторые типы боеприпасов производить быстро и в потребном количестве.

Сколько влезает взрывчатки?

На что нельзя не обратить внимания, хотя, наверное, об этом мало кто задумывался, что в минометном выстреле металла значительно больше, чем взрывчатки. Выстрел ОФ-843А — общий вес 15,9 кг, вес разрывного заряда 1,58–2 кг, то есть до 12,5% от общего веса. Выстрел О-832 — 3,31 кг общий вес, вес заряда 0,4 кг или 12% от общего веса.


Между тем, разрушительную работу производит именно взрывчатка. Чем ее больше в снаряде, тем снаряд мощнее и эффективнее по своему воздействию. Если применять к этому вопросу нежно мной любимое учение хитрого бакинского еврея Генриха Альтшуллера — теорию решения изобретательских задач, то в идеале, от которого отталкивается подбор технического решения, снаряд должен быть весь из взрывчатки. Это, так сказать, теоретический максимум. Но поскольку все же необходимы некоторые дополнительные устройства, да и некоторый корпус, то приходится от этого идеала отступить, желательно недалеко.

Вот тут выходят пластики, а именно полиэтилентерефталат. Легкий, прочный, который может стать корпусом для минометной мины. Его не надо описывать, потому что он всем хорошо знаком в виде пластиковой бутылки. Весьма прочное изделие, надо сказать. Это при том, что стенки бутылок делаются как можно тоньше ради экономии материала. 0,2–0,3 мм толщины. При этом бутылка 0,5 литра, как раз примерно соответствующая габаритам 82-мм мины, держит давление до 4 атмосфер. Как показали опыты народных умельцев, сопротивляемость разрыву у разных бутылок разная, что, видимо, зависит от качества пластика и конструкции самой бутылки. У кегов из ПЭТ рабочее давление 3 атмосферы, а они могут выдерживать до 9 атмосфер при толщине стенки от 0,27 до 1,2 мм.

ПЭТ, конечно, уступает чугунам и качественным сталям по механической прочности. Например, предел прочности при изгибе 70 Мпа, а у чугуна СЧ20 предел прочности при изгибе составляет 400 Мпа. Однако надо помнить, чтобы не вступать в запальчивые, бесплодные споры, что ПЭТ не выступает заменой чугуну и стали во всех без исключения сферах применения. Минометная мина — это конструкция, которая испытывает нагрузки при выстреле в течение долей секунд. При очень кратковременных нагрузках материал может вынести значительно больше, чем требуется для его разрушения. Поэтому мину из ПЭТ надо сделать на грани допустимого, главное, чтобы вышла, а там — и трава не расти, в буквальном смысле.

Теперь некоторые расчеты. Объем корпуса мины — 655,7 куб. см. Если принять толщину стенки корпуса из ПЭТ в 5 мм, то объем стенок корпуса составит 255,9 куб. см. Вес корпуса — 324,9 граммов, а в оставшийся объем 399,7 куб. см вмещается 659,6 граммов тротила. Всего вес этой части мины, без гнезда для крепления патрона, составляет 983 граммов, так что вес взрывчатки будет 67% от общего веса.

Мина из пластика получается втрое легче чугунной, и взрывчатки несет больше. Так что дело потенциально выгодное.

Для чего нужна очень сложная математика

Вопросы прочности — это дело довольно сложных расчетов и некоторых экспериментов. Однако полиэтилентерефталат открывает следующие возможности усиления прочности стенок корпуса.

Во-первых, увеличить толщину стенок. В своих прикидках я сразу взял 5 мм, увеличив толщину в 16 раз по сравнению с обычной пластиковой бутылкой.

Во-вторых, применить ребра жесткости. Дело в том, что эти ребра на внешней стороне корпуса выштамповать очень просто.
В-третьих, применить специально оптимизированные ребра жесткости. Подобными работами для архитектуры занимались, как ни странно, в Сколтехе и смогли выработать путем топологической оптимизации гибридную схему расположения ребер жесткости изогнутой композитной оболочки. Она оказалась наиболее прочной.


Такой же подход можно применить и к усилению корпусов пластиковых минометных снарядов. Это очень сложная математика, но она дает феноменальные результаты.


На чугуне и стали такое ни за что не отольешь. А на пластике — это лишь вопрос выдувной пресс-формы. С ней придется повозиться при вырезании, но зато потом все вот эти сложные ребра жесткости и их прихотливые соединения будут на любом изделии.

Миллион штук минометных мин в час...

Конструкцию минометной мины и отдельных ее узлов я обдумывал довольно подробно, но сейчас останавливаться на этом не буду.

Лучше остановить внимание на том, что наиболее важное и интересное. Бутылки из ПЭТ, как известно, выдуваются. Имеющиеся и продающиеся установки для производства ПЭТ-тары имеют возможность выдувать бутылки от 0,05 до 30 литров из преформ. Преформа — это небольшая пластиковая заготовка, внешне напоминающая колбу.



Эта заготовка в автомате выдува нагревается до температуры размягчения, затем ставится внутрь пресс-формы, которая сформирует поверхность изделия, и раздувается сжатым воздухом. Процесс довольно прост и автоматизирован. Производительность от 60 до 3500 бутылок в час. Встречались автоматы и до 4000 бутылок в час.

В час! Это поразительно много, если это — минометные мины.

Причем, надо заметить, что это вовсе не огромный металлообрабатывающий завод размером с небольшой город, а маленькая установка. Например, ПВ-700 компании «Техноиндустрия», который шлепает 700 5-литровых бутылок в час, имеет блок разогрева длиной 1,2 метра, шириной 0,5 метра и высотой 1,08 метра, и блок раздува длиной 1 метр, шириной 0,8 метра и высотой 1,8 метра. Оборудование входит в сравнительно небольшую комнату.


К ним еще есть пресс-автоматы, которые можно приспособить для штамповки патронов, взрывателей и других необходимых частей. Есть разливочные и фасовочные машины, высокопроизводительные, которые можно приспособить для снаряжения пластиковых корпусов взрывчаткой, жидкой или сыпучей, взрывателей и патронов порохами и инициирующим составом, а также различные укупорочные и упаковочные машины.

В общем, весь этот набор технологий, при условии сравнительно небольших переделок, позволяет построить компактный завод, размещаемый в подвале, ангаре, подземном тоннеле и тому подобных помещениях, при условии подвода энергоснабжения и воды, способный делать сотни и тысячи мин в час. Если всё подобрано под производительность 4000 штук в час, то 10-часовая работа такого предприятия даст 40 тысяч штук минометных мин. Двухсменная по 10 часов — 80 тысяч штук мин.

Чтобы сделать миллион штук в час (!) — совершенно невероятная по нашим меркам скорость производства боеприпасов — потребуется всего 250 таких фабрик.

Теперь же, господа скептики, воевавшие и нет, скажите: что осталось бы от Бахмута, если бы «вагнера» имели хотя бы один такой заводик и могли бы стрелять из минометов в темпе 2–3 тысячи выстрелов в час, постоянно, не снижая, и еще с резервом для более сильного огня?

Технология родится вот-вот...

И напоследок тем, что исповедует веру типа «Нельзя об этом рассказывать в наше время». Хорошо, нельзя. Однако, во-первых, покажите мне ту дверь, куда мне следует постучаться, и скажите фамилию того генерала, которому я могу всё это, и не только это, рассказать? Да так, чтобы меня при этом не послали. Если не можете, то и претензий не предъявляйте. Сколько можно копировать приснопамятный дореволюционный ГАУ?

Во-вторых, я убежден, что такая или подобная технология вот-вот родится, потому что всё это далеко не секрет, а сходство пластиковой бутылки с минометной миной явно приходило в голову не только мне.


Она вот-вот родится, потому что ее требуют реалии войны. Будучи раз успешно использованной на поле боя, в чем я не имею особых сомнений, подобная технология распространится очень быстро и скоро будет у всех, с теми или иными вариациями. Потому что потому: охота выжить и победить.

Экологи меня проклянут. Но я постараюсь это пережить.