Необычные ручные гранаты – объемно-детонирующая

О правильном использовании

Перед применением солдат должен разогнуть предохранительные усики, а затем взять гранату таким образом, чтобы рука полностью фиксировала прижимной рычаг к корпусу. Перед самым броском (!) нужно выдернуть чеку. Держать «лимонку» в таком положении можно неограниченно долгое время, так как при сжатом рычаге капсюль не инициируется, а потому взрыв не произойдет.

Как только будет выбрана цель, следует энергично метнуть в нее гранату. Рычаг в этот момент провернется, освободив боевой ударник, и отлетит в сторону. Ударник инициирует капсюль (проколов его), а через три-четыре секунды произойдет взрыв.

Помните, как в фильмах неоднократно показывали эпизод, когда отчаянный матрос (солдат, революционер, партизан и т. д.) в последнем, отчаянном рывке выдергивает чеку зубами? Если вы решите повторить этот трюк, заранее озаботьтесь наличием хорошего стоматолога, так как передние зубы вам 100% придется менять. Даже рукой, если фиксирующие усики не разогнуты, такой подвиг может совершить разве что так что какие уж тут зубы… Словом, не вздумайте выдирать чеку таким образом!

Общая характеристика задач оценки

Для принятия решений по защите от воздействия воздушной ударной волны (ВУВ) взрыва на здания, сооружения, технику или на людей, а также для выработки мер взрывобезопасности необходимы данные, характеризующие взрывы, которые могут происходить во время военных действий, в производственной сфере и в быту. Наиболее достоверные сведения о взрыве можно получить путем проведения эксперимента. Однако, такой подход не всегда применим. Поэтому наиболее распространены расчетные методы, позволяющие определять значения параметров, характеризующих взрывы. В ходе расчетов используются следующие показатели:

вид и количество взрывчатого вещества (ВВ);
условия взрыва;
расстояние от места взрыва до места оценки его последствий;
параметры ударной волны;
степень повреждения (разрушения) зданий, сооружений, техники или степень поражения людей.

Для проведения расчетов разработано и представлено в технической литературе значительное количество функциональных зависимостей, которые связывают между собой эти показатели. Конкретный вид расчетных соотношений, выражающих эти функциональные зависимости, определяется условиями взрыва, к которым относятся: тип ВВ (конденсированное ВВ, газовоздушные смеси, пылевоздушные смеси и др.), место взрыва (воздушный, наземный или заглубленный взрыв), наличие преград, отражающих ударную волну и другие условия.

Разные авторы предлагают разные виды функциональных зависимостей для определения одних и тех же показателей, позволяющие получить либо большую точность, либо простоту, либо какие-нибудь другие преимущества при проведении расчетов

Поэтому при выборе того или иного соотношения для проведения расчетов следует особое внимание обращать на систему ограничений, определяющих возможность его использования

Вся совокупность задач по проведению расчетов может быть разделена на две группы: задачи прогнозирования последствий взрыва по заданному количеству ВВ и задачи определения количества ВВ по заданным последствиям взрыва.

Задачи прогнозирования соответствуют ситуации, когда взрыва еще не было, т.е. требуется рассчитать показатели, характеризующие будущий взрыв. В таких задачах в качестве исходных данных обычно используются сведения о количестве ВВ и об условиях взрыва. При этом в результате расчетов должны быть получены значения параметров ударной волны (или других поражающих факторов) на заданном расстоянии от места взрыва (прямая задача), или определено расстояние от места взрыва, на котором параметры ударной волны будут иметь заданное значение (обратная задача).

Задачи определения исходных характеристик ВВ по результатам взрыва обычно приходится решать при расследовании и анализе причин аварийных взрывов. В этих задачах известны условия взрыва, место взрыва и степень разрушений по мере удаления от его эпицентра. В результате решения должно быть определено количество взорвавшегося вещества. Для расчетов в этих задачах используются те же функциональные зависимости между степенью повреждения, количеством ВВ и расстоянием от места взрыва, что и при решении задач прогнозирования.

Настоящий курс лекций не предусматривает подробного рассмотрения всего многообразия вариантов проведения расчетов для различных условий взрыва и поражающих факторов. Далее будут рассматриваться только приближенные методы проведения расчетов, связанные с наиболее распространенными типами взрывов конденсированных ВВ и ГВС в открытом, не замкнутом пространстве. Из числа поражающих факторов взрыва будет рассматриваться только воздушная ударная волна.

Расчетные соотношения, используемые при решении задач.

Тротиловый эквивалент массы ВВ.

Количество взрывчатого вещества или его массу М_BB при проведении расчетов выражают через тротиловый эквивалент М_Т. Тротиловый эквивалент представляет собой массу тротила, при взрыве которой выделяется столько же энергии, сколько выделится при взрыве заданного количества конкретного ВВ. Значение тротилового эквивалента определяется по соотношению:

Как срабатывает запал гранаты Ф-1

В обычном состоянии ударник нагружается боевой пружиной и фиксируется с помощью вилки предохранительного рычага, который сопряжен с его хвостовиком. Верхний конец боевой пружины упирается в фаску направляющей шайбы, а нижний – в фаску шайбы ударника. Фиксация предохранительного рычага обеспечивается шплинтом предохранительной чеки, вставленной в отверстия корпуса и рычага.

Удалив предохранительную чеку, боец должен удерживать рычаг рукой. При броске пружина заставляет рычаг провернуться, в результате чего освобождается ударник. Боевая пружина толкает его, и он накалывает корпус капсюля-воспламенителя, чем вызывается возгорание замедлителя. После выгорания последнего огонь достигает заряда детонатора, что вызывает взрыв гранаты Ф1.

Таблица 1. Значения коэффициента k приведения взрывчатого вещества к тротилу

ВВ	Тротил	Тритонал	Гексоген	ТЭН	Аммонал	Порох	ТНРС	Тетрил
k	1.0	1.53	1.30	1.39	0.99	0.66	0.39	1.15

Выражение (1) составлено для взрыва, при котором ударная волна распространяется во все стороны от точки взрыва беспрепятственно, т.е. в виде сферы. Очень часто на практике взрыв происходит на некоторой поверхности, например, на земле. При этом ударная волна распространяется в воздухе в виде полусферы.

Для взрывов на абсолютно твердой поверхности вся выделившаяся при взрыве энергия распространяется в пределах полусферы и, следовательно, значение массы взрывающегося вещества как бы удваивается (в определенных случаях можно говорить о сложении прямой и отраженной волны).

Для взрыва на не абсолютно твердой поверхности, например, на грунте, часть энергии расходуется на образование воронки. Учет этого расхода выполняется с помощью коэффициента ƞ, значения которого приведены в Таблице 2. Чем меньше подстилающая поверхность позволяет затрачивать энергию на образование воронки, тем ближе значение коэффициента ƞ к 1. Другой предельный случай соответствует ситуации, когда подстилающая поверхность беспрепятственно пропускает энергию взрыва, например, при взрыве в воздухе. В этом случае значение коэффициента равно 0.5.

С учетом изложенного значение MT в общем случае определяется по формуле:

Пример 5

Определить по таблице степень разрушения кирпичного здания при взрыве на расстоянии 10м от него на грунте заряда гексогена массой 10 кг.

1. Определение тротилового эквивалента:

2. Определение R

3. Определение ΔP_Ф:

4. Увеличивая табличные значения давлний или уменьшая рассчитанное значение ΔP_Ф в 1.5 раза по таблице 5 определяем, что здание получит средние разрушения.

По диаграмме разрушений

Более точная оценка может быть получена на основе использования диаграмм, в которых результат воздействия ударной волны зависит от давления и импульса. Каждому конкретному объекту соответствует своя диаграмма степени разрушений, типичная форма которой приведена на рисунке 1.

Как следует из диаграммы, лишь небольшая зона А характеризуется зависимостью степени разрушений как от давления, так и от импульса. Остальная часть плоскости соответствует прямым ΔP=const (зона В), где влияние импульса мало, и прямым I=const (зона С), где не ощущается влияния давления.

Недостаток такого подхода к оценке степени разрушения зданий состоит в том, что составление диаграммы для конкретного объекта представляет собой достаточно сложную задачу.

Внешние отличия

Характерный признак – ребристый корпус, отливаемый из особого сорта чугуна. Он подразделен ровно на 32 сегмента. Теоретически это должно означать, что при подрыве образуются все те же самые 32 осколка, но на практике так выходит далеко не всегда. Вместе с запалом граната «лимонка» весит целых 0,6 кг. В роли выступает тротил. Навеска – 60 граммов. Запал характерен своей универсальностью, так как может быть использован одновременно с РГД-5. Индекс его – УЗРГМ.

Следует помнить, что боевые гранаты окрашиваются строго в зеленый цвет, который может варьироваться от хаки до темно-оливкового. Учебный вариант – черный, на поверхности «снаряда» в этом случае имеется две белые полосы. Помимо этого, учебная граната «лимонка» имеет отверстие в нижней части

Важно! У боевого запала никакой индикационной окраски нет

Учебная граната отличается тем, что у нее чека и вся нижняя часть прижимного рычага окрашены в алый цвет. Так как сделать «лимонку» (гранату) учебную можно из боевой, выкрутив запал и «прожарив» корпус на костре (ВВ просто выгорит, без взрыва), то при изготовлении «эрзаца» об этой особенности забывать не нужно. В противном случае на учениях кто-нибудь может «поймать» сердечный приступ.

Параметры воздушной ударной волны объемно-детонирующего взрыва

Основными параметрами ВУВ, определяющими ее поражающее действие на человека и разрушающее по материальным объектам, являются: избыточное давление на фронте ВУВ, импульс положительной фазы сжатия, длительность фазы сжатия и эффективная удельная энергия ВУВ. Профили изменения основных параметров ВУВ при взрыве объемно-детонирующих систем отличаются от аналогичных зависимостей для случая конденсированных взрывчатых веществ (КВВ), описываемых по формулам М.А. Садовского и ГОСТ В-25.801-83 . Зависимости параметров ВУВ для случая наземного взрыва объемно-детонирующих систем были получены на основе метода энергетического подобия взрыва и теории размерностей , численные значения коэффициентов в уравнениях получены методом регрессионного анализа многочисленных экспериментальных данных отечественных и зарубежных исследователей, в которых масса заряда горючего изменялась в пределах от 3 до 1000 кг. Получены зависимости основных параметров ВУВ (избыточного давления на фронте, импульса давления фазы сжатия и длительности фазы сжатия) от расстояния. Данные выражения построены в виде преобразований Сахса и имеют следующий вид:

где:

ΔPф – избыточное давление на фронте ВУВ, Па; P0 – атмосферное давление, Па; a0 – скорость звука в невозмущенной атмосфере (a0 = 340 м/с), м/с; Е – полная энергия взрыва облака ТВС (Е=МгQвзр), Дж; Мг – масса горючего, кг; Qвзр – удельная теплота взрыва горючего, Дж/кг; τ+ – длительность фазы сжатия, с; I+ – импульс давления фазы сжатия, Па.с; R – расстояние от центра облака, м.

Значения эффективной удельной энергии ВУВ (в кДж/м2) рассчитываются по уравнению (5) по значению избыточного давления на фронте ВУВ (в изб. атм) и длительности фазы сжатия (в мс) со средней относительной ошибкой, не превышающей 1% (по сравнению с результатами численного интегрирования):

Поражение человека рассчитывается через приведенную площадь поражения. Принимая допущение, что в точках, равноудаленных от центра взрыва, поражающие характеристики ВУВ имеют одинаковые параметры, а приведенная площадь поражения имеет форму круга, можно рассчитать ее значение по формуле

где:

R0 – радиус от центра взрыва, где вероятность поражения цели равна 1 м; n – количество точек, разбивающих оставшуюся площадь поражения, шт.; Ri+1 – радиус от центра взрыва до очередной точки, м; Рi+1, Рi – граничные вероятности поражения.

Значения параметров ВУВ (избыточное давление на фронте ВУВ, импульс фазы сжатия, длительность фазы сжатия и удельная эффективная энергия) при взрыве облака ГПВС (1000 тонн пропана) для различных расстояний приведены в табл. 4.

Графики зависимостей параметров ВУВ (избыточное давление на фронте ВУВ, импульс фазы сжатия, длительность фазы сжатия и удельная эффективная энергия) при взрыве облака ГПВС (1000 тонн пропана) от расстояния до центра облака приведены на рис. 2.

Рассчитываем площади приведенных зон поражения объемного взрыва по человеку для различных типов поражения и степени укрытости (табл. 5).

С другой стороны в учебном пособии приведена классическая схема сравнения мощности взрыва полусферических зарядов на поверхности земли: КВВ (тротил) и полусферического облака ГПВС (пропан), приводящие к практическому удвоению мощности за счет отражения ВУВ. Учитывая, что пропан при молекулярной массе 44 у.е., по сравнению с воздухом (не менее 29 у.е.), при естественном испарении не будет, как правило, подниматься на высоту более 150 м, как приведено в решении , то можно принять, что высота облака пропана не будет превышать 5-6 м, что составит площадь распространения для объема ГПВС 6,316 – 106 м3 около 1,148 – 106 м2.

Таким образом, на площади одного км2 при инициировании КВВ или случайной искре с необходимой энергией инициирования может произойти объемно-детонирующий взрыв с величиной избыточного давления на фронте ВУВ не менее 12-15 атм, что приведет к 100% поражению людей со степенью не ниже смертельной и тяжелой, что может составить по мощности взрыва не менее 50 килотонн в тротиловом эквиваленте (по ударной волне эффект сопоставим с взрывом ядерного заряда).

История создания российской гранаты Ф-1

Основной для разработки первого варианта российской гранаты стали следующие системы, состоявшие на вооружении в начале прошлого века:

• французская ручная граната F-1;
• английская граната системы Лемона.

Именно это и объясняет маркировку той гранаты, которая используется в российской армии до настоящего времени, а также ее широко распространенное прозвище «Лимонка».

В раннем российском варианте был установлен далекий от совершенства запал системы Ковешникова, время задержки взрыва которого составляло 6 секунд. Впервые эта оборонительная граната подверглась модернизации в 1939 году. Два года спустя, в 1941 году, в ней был установлен запал системы Винцени, задерживавший взрыв гранаты на 3,5 — 4,5 секунды. Позже этот элемент стал называться унифицированным запалом ручных гранат (УЗРГ), который до восьмидесятых годов прошлого столетия являлся единым запалом для всех разрабатывавшихся ручных гранат осколочного действия. Его характеристики удовлетворяли и продолжают удовлетворять требованиям современного ближнего боя.

Откуда пошла «лимонка» по земле русской?

Скорее всего, прототипом послужила граната Мильса времен Первой мировой войны. На тот момент это было наиболее совершенное в своем классе оружие. Это предположение наверняка не лишено крупицы истины, так как формой и принципом конструкции осколочной рубашки они на удивление схожи. Впрочем, есть и другая точка зрения.

Ф. Леонидов считает, что непосредственной моделью для сборки послужила французская F-1 (!), которая была принята на вооружение в 1915 году и… английская граната системы Лемона (одна из версий, почему гранату Ф-1 называют «лимонкой»). Но так ли это на самом деле, никто доказать уже не сможет.

В принципе, это не так уж и важно, ибо конструкция запала – исконно отечественная, да и высокая технологичность производства – дань советской оружейной традиции. И английские, и французские образцы времен ПМВ значительно сложнее в изготовлении и дороже

Преимущества Ф-1

Отчего же это оружие, появившееся фактически уже сто лет назад, и по сей день активно используется не только в нашей армии, но и в ВС других государств бывшего СССР? Самые важные обстоятельства – простота, технологичность и дешевизна производства. Процесс последнего был предельно прост: производилась отливка корпуса, в него помещали расплавленный тротил, остужали…

И граната была готова! Сравните это с выпуском тех же РГО, когда используется сталь, пластик, прочие материалы. «Лимонки» же могло выпускать любое предприятие, у которого имелся хоть какой-то литейный цех.

Кроме того, увесистость гранаты позволяет эффективно ее использовать в городских условиях: будучи брошенной с достаточной энергией, она легко пролетит через стекло, ветки, прочие препятствия. Кроме того, подрыв никак не зависит от силы, с которой Ф-1 столкнется с поверхностью. Она может упасть на дерево, камень, сталь, в болото или реку, но все равно взорвется (как правило).

Кроме того, граната Ф-1 «лимонка» достаточно мощная и убойная. А что еще нужно военным? Как ни странно, многое. Есть у этих гранат и недостатки.

Особенности использования «Лимонки»

Взрыв боевого заряда является причиной того, что корпус гранаты дробится на осколки, имеющие следующие показатели:

• количество – около 290 штук;
• начальная скорость – 730 м/сек;
• радиус поражения – 200 м;
• приведенная площадь поражения – до 82 кв. метров.

В войсковые части гранаты поставляются в деревянных ящиках, в каждом их которых находится по 20 лимонок и по две металлические коробки, содержащие по 10 запалов. Коробки вскрываются с помощью находящихся там же ножей. Вес каждого ящика составляет 20 кг.

Маркировкой, нанесенной на каждый ящик, уточняются:

• наименование запалов и гранат;
• количество гранат;
• вес гранат;
• наименование изготовителя;
• номер партии;
• знак опасности.

Полученные боеприпасы укладывают в гранатные сумки или в специальные карманы разгрузочных жилетов. Каждая ручная граната размещается отдельно от своего запала. Гранаты снаряжаются запалами непосредственно перед боем, из неиспользованной в бою гранаты запал вынимается и хранится отдельно. При перевозке в бронемашинах гранаты и запалы также по отдельности укладываются в специальные сумки.

Запалы и гранаты перед укладкой в сумку подвергаются тщательному осмотру. Корпуса каждой гранаты и каждого взрывателя не должны иметь вмятин и ржавых отметин. Если на запале имеются трещины или зеленый налет, то его использовать запрещено. Кроме того, необходимо убедиться в том, что щечки предохранительной чеки разведены, а на изгибах отсутствуют трещины.

Все боеприпасы следует оберегать от сырости, огня, ударов, толчков и грязи. Если они подверглись загрязнению или были подмочены, по возможности их необходимо тщательно протереть и просушить, но не рядом с огнем. Просушивание гранат должно производиться под постоянным наблюдением. Осколочная оборонительная граната, как и любая другая, может использоваться лишь бойцами, прошедшими специальную подготовку.

Оценка параметров ударной волны при взрыве газовоздушных смесей

Параметры ударной волны на расстояниях R o

При взрывах газовоздушных смесей параметры внутри газового облака могут изменяться в очень широких пределах в зависимости от условий взрыва, концентрации горючей компоненты и характера взрывного горения, которые при прогнозировании взрывов, особенно на открытом воздухе, учесть практически невозможно. Поэтому обычно расчеты проводят для худшего случая, при котором разрушительные последствия взрыва наибольшие.

Таким наихудшим случаем является детонационное горение смеси стехиометрического состава. Скорость распространения процесса детонационного горения внутри облака очень велика и превышает скорость звука. Давление внутри облака за время взрыва вообще говоря не постоянно. Однако для проведения приближенной оценки параметров взрыва можно условно принять, что облако имеет форму полусферы с центром на поверхности земли, взрыв ГВС происходит мгновенно и давление в процессе взрыва одинаково и постоянно во всех точках, находящихся внутри облака.

Для большинства углеродоводородосодержащих газовых смесей стехиометрического состава можно принять, что давление внутри газового облака составляет 1700 кПа. Для проведения более точных расчетов в технической литературе приводятся расчетные соотношения, позволяющие рассчитать скорость детонационного горения, время полной детонации облака, давление в детонационной волне и др.

Параметры ударной волны на расстояниях R > r_o

Формулы для определения значений параметров ударной волны на расстояниях, превышающих радиус полусферы газового облака в окружающем воздухе, получены путем аппроксимации численного решения задачи о детонации пропановоздушной смеси, выполненной Б. Е. Гельфандом. Решение получено интегрированием системы нестационарных уравнений газовой динамики в сферических координатах в переменных Лагранжа и позволяет получать результаты удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными данными для горючих смесей различных углеводородов с воздухом.

Максимальное избыточное давление во фронте ударной волны (кПа):

Минусы «лимонок»

Во-первых, вес. Целых 0,6 кг! В боевых условиях это очень значительная масса. Во-вторых, «размытое» действие запала: от 3,2 до 4,2 с. Более того, на практике постоянно встречаются образцы, которые могут взорваться как через меньшее, так и через большее время. В одной из частей Забайкалья это обстоятельство чуть было не привело к трагедии, когда граната взорвалась через восемь секунд!

Солдат в это время уже высунулся из-за укрытия, и только по счастливой случайности его не нашинковало осколками. Кроме того, в боевых условиях длительное действие запала может приводить к тому, что особенно «шустрый» противник просто выбросит прилетевший к нему «подарок».

В-третьих, нет варианта гранаты, которая бы подрывалась сразу после контакта с целью. Это так называемые горные модели. В Афганистане это неоднократно приводило к трагедиям, когда брошенный снаряд отскакивал от камня и прилетал обратно. Все эти недостатки отсутствовали у и РГН. Но они были значительно дороже и сложнее в производстве, да и выпуск их пришелся на период развала СССР. Так что на страже осталась все та же самая «эфка».

Граната «лимонка» Ф1, имея многие положительные качества, в любом случае еще много лет будет стоять на вооружении нашей армии.

Устройство гранаты Ф-1

Ручная граната состоит из:

• металлического корпуса;
• запала УЗРГМ;
• заряда взрывчатого вещества.

Корпус является местом расположения ударно-спускового механизма, ударник которого направляется укрепленной внутри гранаты шайбой.
Кроме того, в корпус вворачивается запал, снабженный резьбовой втулкой.

Схема устройства ударно-спускового механизма предполагает наличие:

• предохранительного рычага;
• предохранительной чеки с кольцом;
• ударника с боевой пружиной.

Детонатор находится в металлическом корпусе, а в его устройство входят:

• капсюль-детонатор;
• капсюль-воспламенитель;
• пороховой замедлитель.

Основные характеристики

Эта граната относится к классу ручных оборонительных средств. Проще говоря, она предназначается для поражения живой силы противника осколками вследствие использования ее солдатом вручную, без применения каких-то вспомогательных средств для броска. Словом, классическая граната, принцип действия которой не менялся еще со времен славного бомбардира Петра Алексеевича. Время замедления – от 3,2 до 4,2 секунды, достаточно «размытое».

Чем отличается оборонительная разновидность? Этот термин означает, что при взрыве образуется достаточно большое количество массивных осколков, разлетающихся на дальность, заметно превышающую таковую для броска. Солдат после метания такой гранаты в обязательном порядке должен прыгнуть в достаточно надежное укрытие. В противном случае высока вероятность его поражения собственным оружием. Вот какую гранату называют «лимонкой».