Proizvodnja municije

[Meteor]

7-2.5 PROIZVODNJA KRILACA

7-2.5.1 Parametri materijala (M456A2)

Stabilizator, koji stabilizira projektil tokom njegovoga leta ka cilju, ima šest krilaca;
svako od njih na vrhu krilca ima pločicu za vođenje duž cijevi kako bi izdržalo habanje trenja.
Stabilizator je prikazan na sl. 7-9.
Kako bi se nadalje poboljšala stabilnost pomjeranjem središta gravitacije što je moguće
više ka naprijed kako bi izdržali visokonapregnuto okruženje lansiranja, stabilizator se
izrađuje od lagane legure aluminija visoke čvrstine. Ova legura, ekvivalentna prema 7075-
T651, se nabavlja u ekstrudiranim šipkama u skladu sa ASTM B221 (ref. 9) kako bi se
ispunile minimalne mehaničke odlike od 410 MPa (60.000 psi) za granicu razvlačenja i
izduženje od 7%. Za ekstrudiranu šipku je postavljen dodatni zahtjev pravosti i uvijenosti
stabilizatora kako bi se osiguralo indikatorsko očitanje pravosti i uvijenosti dozvoljene na
dovršenoj komponenti.



7-2.5.2 Tipični redoslijed operacija

Gro strojne obrade se ostvaruje na viševretenim strojevima; međutim ekstrudirani
pripremak se obuhvata sa stezaljkama koje pristaju uz oblik, izrađenima kako bi se izbjeglo
iskrivljavanje krilaca. Pri operacijama izrade navoja može biti upotrebljavana oprema za
pojedinačno urezivanje navoja, ali prednji navoj i prednje okomito zaravnavanje trebaju biti
izrađeni u istoj poziciji kao bi se osigurali propisni odnosi međunalijeganja sa tijelom
stabilizatora. Kako bi se pružila površinska zaštita protiv ablacije uslijed vrelih barutnih
plinova, krilca se presvlače sa tvrdom presvlakom od aluminij oksida u skladu sa MIL-A-8625
(ref. 10).

7-2.5.3 Razlike u proizvodnji krilaca za 120 mm M830

Stabilizator sa šest krilaca upotrebljavan na M830 je sličan onome upotrebljavanome
za M456A2 izuzev po dimenzijama. Crtež za M830 ne samo da dopušta upotrebu
ekstrudiranoga aluminija kao po ASTM B221 (ref. 9) već i ekstrudirane šipke aluminija 7079-
T6. Zahtijevaju se mehaničke odlike od 480 MPa (70.000 psi) za razvlačenje, 540 MPa
(78.000 psi) za zatezanje i izduženje od 6%.

Sl. 7-10 prikazuje krilca za M830. Mada projektil M830 izranja iz glatke cijevi bez
obrtanja, obrtanje se ostvaruje davanjem na šest krilaca ugla zakošenosti od 1,5°.
Proizvođač ekstrudiranih šipki stvara ovaj ugao uključujući operaciju uvijanja neposredno
nakon operacije ekstrudiranja i prije termičke obrade.

Operacije strojne obrade i presvlačenja su slične onima za krilca za M456A2

[Meteor]

7-2.6 PROIZVODNJA TIJELA STABILIZATORA

7-2.6.1 Parametri materijala

Tijelo stabilizatora za M456A2 djeluje kao odstojnik za povezivanje stabilizatora sa
košuljicom granate. Njegova konična kontura uključuje aeroprofil ka krilcima stabilizatora radi
osiguranja letne stabilnosti projektila. Sl. 7-1 prkazuje detalje tijela stabilizatora, koje se
izrađuje od lagane legure aluminija visoke čvrstine. Ova legura, koja je ekvivalent za 7075-
T6, može biti nabavljana kao valjana šipka u skladu sa ASTM B211 (ref. 11), kao
ekstrudirana šipka u skladu sa ASTM B221 (ref. 9) radi potpune strojne obrade, ili kao grubo
oblikovani otkovak u skladu sa ASTM B247 (ref. 12) radi minimuma operacija završne strojne
obrade. U svakome slučaju moraju biti ispunjen minimum mehaničkih odlika od 450 MPa
(65.000 psi) za granicu razvlačenja i izduženje od 7%.

7-2.6.2 Tipični redoslijed operacija

Ako se upotrebljava valjana ili ekstrudirana šipka, gro strojne obrade može biti
ostvaren na viševretenim strojevima; ako se upotrebljavaju grubi otkovci, strojna obrada
može biti ostvarena na viševretenim strojevima sa stezanjem. Pri operacijama izrade navoja
može biti upotrebljavana konvencionalna oprema za izradu navoja-rezanje, ali je preporučivo
da se svaki navoj i njegvo okomito zaravnavanje strojno urade u istome koraku kako bi se
osiguralo propisno međunalijeganje sa susjednim sklopovima.
Površinsku zaštitu od ablativnih sila vrelih barutnih plinva pruža tvrda presvlaka od
aluminij oksida u skladu sa MIL-A-8625 (ref. 10).

[Meteor]

7-2.6.3 Razlike u proizvodnji tijela stabilizatora za 120 mm M830

Tijelo stabilizatora za M830, kako je to prikazano na sl. 7-2, služi u istu svrhu kao i
tijelo stabilizatora za M456A2, a specificirana je ista legura aluminija. Zahtijeva se minimum
mehaničkih odlika od 450 MPa (65.000 psi) za razvlačenje, 540 MPa (78.000 psi) za
zatezanje i izduženje od 6%.
Strojna obrada šipke ili grubih otkovaka može biti ostvarena metodima sličnim onima
za M456A2.
Zaštitni premaz je anodni film u skladu sa Premaz br. 7.2.1 iz MIL-STD-171 (ref. 13).

7-3 SKLAPANJE METALNIH DIJELOVA

7-3.1 PROJEKTIL, KUMULATIVNI, M456A2



Sl. 7-11 prikazuje spojna nalijeganja između glavnih komponenti sklopa metalnih
dijelova.
Nalijeganje A je spoj krilca-tijelo stabilizatora. Ova operacija sklapanja, izvođena u
postrojenju za metalne dijelove, se sastoji od premazivanja navoja zaptivnom smješom
(laminac) i sklapanjem dvaju komponenti obrtnim momentom pritezanja od 42,4 Nm (375
lb·in). Nakon sušenja, sklop mora izdržati obrtni moment odvrtanja od 56,5 Nm (500 lb·in).
Nalijeganje B je spoj košuljica-tijelo stabilizatora i veoma je kritično pošto može pružiti
prolaz za curenje kojim barutni plinovi mogu utjecati na upaljač ili punjenje eksploziva. Ova
operacija sklapanja, izvođena u postrojenju za laboriranje, se sastoji od navlačenja
zapitvnoga prstena, premazivanja navoja sa zaptivnom smješom (laminac) i sklapanja
komponenti sa obrtnim momentom pritezanja od 67,8 Nm (600 lb·in). Nakon sušenja, sklop
mora izdržati obrtni moment odvrtanja od 84,7 Nm (750 lb·in). Kako bi se osiguralo čvrsto
nalijeganje metala na metal, spoj mora biti prekontroliran na zazor upotrebljavajući špijun od
0,038 mm (0,0015 "). Špijun ne smije ući u spoj dublje od 3,17 mm (0,125 ") duž
kontinualnoga luka koji ne prekoračuje 90°.

Nalijeganje C je spoj odstojnik-košuljica i veoma je kritično pošto može pružiti prolaz
za curenje kojim barutni plinovi mogu utjecati na punjenje eksploziva na spoju sa
kumulativnim lijevkom. Ova operacija, izvođena u postrojenju za laboriranje, se sastoji od
premazivanja navoja sa zaptivnom smješom (laminac) i sklapanja komponenti sa obrtnim
momentom pritezanja od 67,8 Nm (600 lb·in). Nakon sušenja, sklop mora izdržati obrtni
moment odvrtanja od 84,7 Nm (750 lb·in). Kako bi se osiguralo čvrsto nalijeganje metala na
metal, spoj mora biti prekontroliran po cjelokupnome obimu na zazor sa špijunom od 0,025
mm (0,001 "). Špijun ne smije ući u spoj dublje od maksimalnih 1,52 mm (0,060 ").

[Meteor]

7-3.2 PROJEKTIL, KUMULATIVNI, M830

Sva nalijeganja između stabilizatora, tijela stabilizatora, košuljice i sonde se
provjeravaju tokom proizvodnje ovih pojedinih komponenti.
M456A ima punjenje liveno nakon postavljanja komponenti, ali košuljica M830 se
laborira sa prethodno livenim gornjim i donjim eksplozivnim punjenjem i sa prethodno
oblikovanim plastičnim deflektorom. Pošto puni promjer šupljine košuljice mora biti dostupan
u postrojenju za laboriranje radi umetanja eksplozivnih komponenti, u postrojenju za izradu
metalnih dijelova se ne izvode veće operacije sklapanja.

REFERENCE

I. MIL-P-63293B, Projectile, 105 mm, HEAT-T-MP, M456A2 Metal Parts Assembly, 10
January 1986.
II. ASTM A322-82, Steel Bars, Aalloy, Standard Grades, 17 August 1982.
III. ASTM A711-81, Steel Alloy and Carbon Blooms, Billets, and Slabs for Forging, 31 July
1981.
IV. ASTM A519-84, Seamless Carbon and Aalloy Steel Mechanical Tubing, 11 September
1984.
V. ASTM A576-86, Bars, Steel, Carbon, Hot-Wrought, Special Quality, 28 February 1986.
VI. ASTM B152-86, Copper Sheet, Strip, Plate and Rolled Bar, 11 november 1986.
VII. ASTM D4066-82, Nylon Injection Molding and Extrusion Material FSC9330, 13 January
1982.
VIII. MIL-B-20292, Blanks, Rotating band, for Projectiles, 10 September 1968.
IX. ASTM B221-85, Aluminum and Aluminum-Extruded Bars, Rods, Wire Shapes and
Tubes, 21 October 1985.
X. MIL-A-8625, Anodic Coatings, for Alumnum and Aluminum Alloys, 30 June 1985.
XI. ASTM B211-85, Aluminum Alooy Bar, Rod, and Wire, 26 April 1985
XII. ASTM B247-86, Aluminum Alloy Die Forgings, Hand Forgimgs, And Rolled Ring
Forgings, 25 April 1986.
XIII. MIL-STD-171, Finishing of Metal and Wood Surfaces, September 1985.

[Meteor]

Da nastavimo...

[Meteor]

POGLAVLJE 8

PROIZVODNJA PROJEKTILA KOJI DJELUJU KINETIČKOM ENERGIJOM

Ovo poglavlje opisuje proizvodne procese upotrebljavane pri proizvodnji projektila koji djeluju kinetičkom energijom (KE). Komponente jedinstvene za KE projektile su penetrator, sabot, balistička kapa i stabilizator. Također se razmatra proizvodni proces upotrebljavan za svaku od komponenti.

8-1 UVOD

Projektili svih dimenzija i oblika koji djeluju kinetičkom energijom su bili u upotrebi otkada je čovjek otkrio da bačeni predmet može biti smrtonosno oružje. Efkasnost KE projektila je zasnovana, kako to ime naznačava, na kinetičkoj energiji projektila kada on stigne do cilja. Ta energija je funkcija mase i brzine projektila. Kada se ta energija troši na maloj površini cilja, projektil je sposoban prodrijeti u cilj. U ovome poglavlju se razmatra proizvodnja dijelova KE projektila upotrebljavajući kao primjer pancirno-probojni, krilcima stabilizirani projektil sa odbacivim sabotom (APFSDS) M833 od 105 mm.

8-1.1 PARAMETRI DIZAJNA

Danas se KE granate ispaljuju iz tenkovskih topova. Njihovi primarni ciljevi su neprijateljska oklopna vozila. Kako bi se poboljšala probijanja ciljeva, vrši se stalni napor kako bi se povećala brzina udara projektila i da se poveća odnos duljina-promjer kako bi se udar cjelokupne mase koncentrirao na malu površinu. Shodno tome, dizajn KE projektila je napredovao od žiroskopski stabiliziranoga čvrstog projektila prikazanoga na sl. 8-1(A) preko tipova sa odbacivim sabotom sa subprojektilnim penetratorima prikazanim na sl. 8-1(B) do projektila tipa stabiliziranoga krilcima koji upotrebljavaju penetratore velike gustine prikazanih na sl 8-1(C).

[Meteor]

8-1.2 FIZIČKI OPIS

Monblok ili čvrsti čelični komad je bio termički tretirani čelični projektil izrađen na puni kalibar cijevi oružja. Bio je žiroskopski stabiliziran pomoću upresanoga vodećeg prstena, koji je dolazio u zahvat sa ožlijebljenjem cijevi. Tipični projektil ovoga tipa je 90 mm M318 prikazan na sl. 8-1(B).
Glavno poboljšanje performansi je bilo dobijeno uključivanjem potkalibarnoga jezgra od volframovoga karbida ili legure volframa u tijelo od laganoga metala, punoga kalibra, opremljeno sa vodećim prstenom. Tijelo od laganoga metala ili sabot iskorištavaju preimućstvo punoga promjera cijevi kako bi se penetratoru dala veća brzina, a odbacuje se nakon izlaza iz usta cijevi topa. Primjerak ovoga tipa projektila je projektil od 105 mm M392 prikazan na sl. 8-1(B).



U naporu da se nadalje poboljšaju performanse protiv teškoga oklopa, dizajnirano je krilcima stabilizirano dugačko jezgro smanjenoga promjera; umjesto vodećega prstena ono upotrebljava zaptivni klizni prsten. Jezgro je nošeno i centrirano unutar topovske cijevi pomoću trodijelnoga, segmentiranoga sabota, koje se pri izlazu iz cijevi odvaja i odbacuje. Brzina udara jezgra je povećana iskorištavajući preimućstvo punoga kalibra sabota u cijevi, a veća performansa probijanja je dobijena koncentrirajući učinak mase velike brzine na malu površinu udara. Primjer ovoga tipa projektila je prikazan na sl. 8-1(C) sa 105 mm M774.
APFSDS projektil od 105 mm M833 prikazan na sl. 8-2 je poboljšanje u odnosu na projektil M774 pošto on uključuje jedan dulji penetrator, manjega promjera, koji dalje koncentrira udarnu energiju na manju površinu poprečnoga presjeka cilja.

[Meteor]

8-2 PROIZVODNJA PROJEKTILA 105 mm M833

Kako to prikazuje sl. 8-2, projektil M833 ima dvije glavne komponente: (1) subprojektil koji se sastoji od penetratora, balističke kape, vrha i stabilizatora i (2) sklopa sabota koji se sastoji od tri segmenta sabota, zaprtivnoga prstena, zaptivke dna i posebnoga centrirajućega prstena. Svaka od ovih komponenti će biti obrađena u paragrafima koji slijede.

8-2.1 PROIZVODNJA PENETRATORA
8-2.1.1 Dizajn

Penetrator je čvrsti komad osiromašenoga uranija (DU) ili legure volframa (W) sa velikim odnosom duljina-promjer na koji je ugrađena zašiljena balistička kapa i sklopom vrha kako bi se pokrio sferični nos jezgra. Ovaj dizajn kao posljedicu ima poboljšane letne i karakteristike probojnosti. Stabilnost penetratora se ostvaruje dodavanjem stabilizatora sa stražnje strane.

8-2.1.2 Odabiranje proizvodnog procesa

Proizvodni proces je diktiran upotrebljavanim materijalom. Jednom kada je teški metal, DU ili W, je u obliku cilindrične šipke, zahtijeva se posebno rukovanje radi strojne prerade šipke u neki prihvatljivi oblik jezgra, što uključuje preciznu strojnu obradu žlijebova koji se uparuju sa žlijebovima na unutarnjem promjeru (UP) segmenata sabota.

8-2.1.3 Parametri materijala

Materijal upotrebljavan kod M833 je legura DU, mada bi mogao biti upotrebljavan i volfram. Odabiranje ovih materijala je zasnovan uglavnom na gustini (svaki materijal u upotrebnome stanju ima gustinu od približno 18.500 kg/m3 (0,69 lb/in3) ali je diktiran cijenom i dostupnosti. Svaki od materijala, kada je pogodno prerađen u šipke, posjeduje adekvatne mehaničke odlike kako bi izdržao naprezanja pri lansiranju i dao dobre performanse probijanja
.
8-2.1.4 Tipični redoslijed operacija

Nakon što se šipke odsijeku na potrebnu duljinu, one se termički obrađuju i strojno obrađuju u računarski numerički kontroliranim (CNC) tokarskim strojevima. Kod penetratora sa visokim odnosom duljina-širina se javljaju teškoće, pošto se tokom operacija tokarenja moraju izvršiti pripreme kako bi se spriječilo savijanje tokom procesa rezanja. Penetratori imaju male tolerancije dimenzija, i radi nošenja šipke u blizini alata se zahtijevaju stabilni nosači kako bi se održale ove tolerancije. Ova potpora zahtijeva posebne dizajne tokarskih strojeva koji imaju mogućnost za podupiranje šipke tokom ciklusa rezanja.

8-2.2 PROIZVODNJA SABOTA

8-.2.2.1 Dizajn i parametri materijala

Dizajn sabota je jedan od ključnih činitelja u osiguravanju propisnih sekvenci lansiranja penetratora. Sabot mora imati dovoljnu čvrstinu i dodirnu površinu sa penetratorom radi prevazilaženja inercije penetratora visoke gustine kako bi ga se natjeralo da unutar kratke duljine tenkovske cijevi dosegne lansirnu brzinu. Također sabot mora biti izrađen tako da se prilikom sastavljanja tri segmenta potpuno zaptiju od plinova visokoga pritiska, koji pogone projektil.; međutim, zaptivka ne smije spriječiti da se tri segmenta sabota istodobno i čisto odvoje od penetratora na kratkome odstojanju od usta cijevi.

Sabot je bitan pri centriranju penetratora unutar projektila i cijevi topa. Pri izlasku na ustima cijevi sabot prilikom odvajanja ne smije prenositi nikakve asimetrične sile koje bi težile destabiliziranju penetratora.
Kako bi se na minimumu držala parazitska masa projektila, t.j., masa drugih komponenata sem penetratora, materijal odabran za sabot je legura aluminija velike čvrstine, 7075, koja je termički obrađena do stanja T6, a koje je stanje termički tretirane u otopini i starene kako bi se razvile maksimalne zatezne odlike. (Radi detaljnije diskusije pogledati poglavlje 3.)

8-2.2.2 Odabiranje proizvodnog procesa i redoslijed operacija

Europski metod proizvodnje za sabot nasjednoga oblika je bio da se strojno obradi cilindrični oblik kompletnoga sabota iz jednoga komada šipke i da se rasječe u tri komada; jedan od kojih se morao odbaciti uslijed gubitka obodne površine prouzročene širinom reza tri pile. Rezultat su bila dva sabota za svaka tri zapravo istokarena.
Metod koji su za proizvodnju usvojile SAD započinje sa ekstrudiranom šipkom oblika kriške, koja predstavlja segment koji daje punih 120° potrebnih za tijesno nalijeganje. Grubi segmenti se prvo provuku kroz posebni stroj za glodanje ili za razvrtanje, koja završno obrađuje dvije površine za nalijeganje kako bi tvorile savršeni klin od 120° sa uključenim lukom radi formiranja internoga gruboga promjera žlijeba, kako je prikazano na sl. 8-3.
Šipke se potom na kružnoj pili sijeku na potrebnu duljinu, a tri segmenta se kombiniraju kako bi tvorili gnijezdo od 360°, a dok se drže u ovome obliku krajevi se zavare skupa na tri spoja na oba kraja. Sklopom se može rukovati kao jednim komadom. Smješta se u niz tokarskih strojeva u kojima se strojno obrađuju spoljnje dimenzije i unutarnji žlijebovi. Krajevi, uključujući zavareni dio se odtokare, a segmenti se drže skupa kao komad dok se čiste i anodiziraju kako je to opisano u par. 3-4.2.3.1.

[Meteor]

8-2.3 PROIZVODNJA BALISTIČKE KAPE I CENTRIRAJUĆEG PRSTENA

8-2.3.1 Balistička kapa

Balistička kapa za projektil M833 se sastoji od dva dijela: tijela balističke kape i vrha balističke kape.
Oba dijela se lagano proizvode pošto nemaju posebnih zahtjeva.
Vrh balističke kape se izrađuje od niskougljičnoga čelika (Society of Automotive Engineers (SAE) 1020) nabavljenoga prema American Society for Testing and Materials (ASTM) A576 (ref. 1). SAE 1100 serije čelika ili čelici sa dodatkom olova su također dopuštene alternative. Vrhovi se čiste i boje u crno.



Balistička kapa se izrađuje od aluminijske šipke (6061-T6) nabavljene prema ASTM B211 ili B221 (ref. 2 i 3). Nakon strojne obrade, čisti se i presvlači anodiziranim slojem tvrdoga sloja. Vrh se uvije u nos balističke kape, a sklop se potom utisne na prednji kraj penetratora, kako bi sklopu dao balistički oblik sa malim otporom.

8-2.3.2 Centrirajući prsten

Centrirajući prsten je izradak od nerđajućega čelika nabavljen prema ASTM A167 (ref. 4) koji se može lagano proizvoditi

[Meteor]

8-2.4 PROIZVODNJA ZAPTIVNOG PRSTENA, ZAPTIVNE TRAKE I STRAŽNJE ZAPTIVKE

Zaptivni prsten se izrađuje od cijevi od centrifugalno livenoga najlona velike čvrstine nabavljenih u skladu sa ASTMD4066 (ref. 5).
Dostupni su alternativni metodi za izradu zaptivnih prstenova, kao na kalupu oblikovani prsten ili strojna obrada iz ekstrudirane cijevi. Za M833 metod je specificiran kao centrifugalno liveni proizvod pošto su ispitivanja odredila da on ispunjava zahtjeve zaptivanja i da se raspada po izlasku bez ometanja odbacivanja sabota.
Zaptivni prsten je dizajniran da pristaje na zaptivnu traku, kako je to prikazano na sl. 8-2, tj., polipropilenski liveni materijal nabavljen u skladu sa Federal Specification L-P-394 (ref. 6), koji, zahvaljujući svome niskome koeficijentu trenja, djeluje kao klizni prsten i omogućava pomicanje između zaptivnoga prstena i sabota kako bi se smanjila brzina obrtanja projektila. Zaptivna traka se navuče preko stražnjega dijela sabota i uskoči u svoje mjesto.

Strojno obrađeni zaptivni prsten se zagrijava i potom širi pod prisilom najvećega promjera sabota tako da uskoči u žlijeb za zaptivni prsten preko zaptivne trake. Nakon hlađenja se steže i skupa sa zaptivnom trakom čini tijesno zaptivanje.
Za projektile koji imaju dublje žlijebove za zaptivni prsten, istražuje se tehnika oblikovanja na licu mjesta. Ova tehnika eliminira izvođenje širenja i skupljanja, što kod ovoga materijala doista ima konačnu granicu.
Stražnja zaptivka (prikazana na sl. 8-2), koja je bitan dio sklopa, spriječava barutne plinove velike brzine da prodru u spojeve između segmenata sabota i između sabota i penetratora. Curenje na ovim spojevima bi moglo prouzročiti odvajanje žlijebova sabota od njihovih dosjeda u žlijebovima penetratora, što bi prouzročilo gubitak ubrzanja ili moguće potpuno svlačenje međunalijeganja žlijebova. Krajnji rezultat bi mogao biti katastrofalno lansiranje penetratora.
Ova zaptivka se pravi od patentirane gumene smješe i nabavlja se u skladu sa zahtijevima specifikacije koji uključuju granicu razvlačenja, izduženje i otvrdnjavanje za tretirane uzorke. Smješa se ubrizgava u kalup smješten preko stražnjega kraja sklopa projektila nakon što je lijepilo naneseno četkom na površinu za nalijeganje. Projektil i kalup se potom smještaju u peć i zagrijavaju na približno 93°C (200°F) kako bi se gumena smješa vulkanizirala. Projektili se potom vade iz peći i ostavljaju se da se ohlade; potom se kalupi skidaju sa zaptivenih sklopova.

8-2.5 PROIZVODNJA KRILACA

Stabilizator za M833 se izrađuje od ekstrudiranoga aluminija 7075 termički obrađenoga do stanja T6. Nakon što je ekstrudirana šipka operacijom piljenja odsječena na potrebnu duljinu, pojedinačni pripremci krilaca se ispiraju i trapezno krilce stabilizatora se grubo izradi kao da se opsječe škarama za blankiranje. Opsječeni dio se potom obrađuje u CNC tokarskome stroju kako bi se izvršilo zaravnanje, bušenje, izrada oboda, žlijeba i navoja na prednjem kraju. Potom se smješta u drugi CNC tokarski stroj kako bi se zaravnao stražnji kraj i kako bi se izbušila, oivičila i opsjekla šupljina za traser.
Konus krilaca i spoljnji promjer tijela zakivke se potom obrađuju na tokarskome stroju, a serija posebnih glodala se upotrebljava radi glodanja debljine krilca, glodanja zakošenja i polumjera na napadnoj ivici i glodanja zakošenja na stražnjem kraju.
Završno obrađen stabilizator se ispjeskari sa kvarcnim pijeskom i daje mu se završni premaz od anodizirane tvrde presvlake kako bi pružio zaštitu od visokih temperatura barutnoga punjenja i temperatura izazvanih trenjem tokom leta projektila velikom brzinom.
Stabilizator se navije na stražnji dio penetratora nakon što su na njega sklopljeni balistička kapa i vrh, a segmenti sabota se ugnijezde oko penetratora. Uz dodatak centrirajućega prstena (koji se vijcima pričvrščava na prednji dio sabota), zaptivajuće trake zaptivnoga prstena (koji uskoče na svoje mjesto) i stražnje zaptivke (koja se vulkanizira ka stražnjem dijelu sabota) projektil je potpun.

REFERENCE

I. ASTM A576-86,Steel Bars, Hot-Wrought, Special Quality, 28 February 1986.
II. ASTM B211-85, Aluminum Alloy, Bar, Rod, and Wire, 26 April 1985.
III. ASTM B221-85, Aluminum and Aluminum Alloy, Extruded Bars, Rods, Wire, Shapes and Tubes, 21 October 1984.
IV. ASTM A167-84, Stainless and Heat-Resisting Chromium-NIckel Steel Plate, Sheet and Strip, 28 december 1984.
V. ASTM D4066-82, Nylon Injection Molding and Extrusion Devices, 13 January 1982.
VI. FED SPEC L-P-394, Plastic Molding Materials, Propylene Plastics, Injection and Extrusion, 21.06.1968.

[Meteor]

POGLAVLJE 9

Ovo poglavlje definiše metode proizvodnje za minobacačku municiju.Objašnjene su i razlike u zahtjevima materijala.

9-1 UVOD

Minobacačka municija je isporučena na teren kao gotove granate (mine), spremne za opaljenje. Grupa municije za svaki minobacač obuhvaća razorne (HE), te dimne mine, svijetleće i školske mine. Hardver za ove mine sadrži tijela projektila, krilca za stabilizaciju, zaptivke, kućišta osnovnog punjenja, rotirajuće mehanizme i adaptere. Proizvodnja ovih komponentnih dijelova, tema je ovog poglavlja.

9-1.1 PARAMETRI KONSTRUKCIJE

Minobacačke mine su konstruisane tako da mogu biti punjene sa usta cijevi, spuštene slobodno u cijev minobacača, da mogu izdržati pritisak barutnih gasova koji se razvija za vrijeme lansiranja, te da mogu proizvesti potrebni krajnji efekat.
Mine sa stabilizirajućim krilcem, kakvi su prikazani na slici 2-6, montiraju se sa rascjepkom, plastičnom zaptivkom koja se proteže ka stijenci cijevi minobacača, da spriječi izlaz barutnih gasova. Zaptivni prsten je zaptiven na vruće nakon montaže na tijelo projektila, da bi spriječio širenje za vrijeme punjenja sa usta cijevi.
Mine sa žiroskopskim stabiliziranjem za minobacač od 4,2 inča, montirani su sa vodećim prstenovima i zaptivkama, kako je prikazano na slici 2-10 za M329A2. Navareni vodeći prsten je prethodno mašinski obrađen, radi udovoljavanju profila ižljebljene cijevi, a gumena zaptivka je konstruisana da osigura zaptivanje nakon širenja pod pritiskom barutnog gasa.
Mine sa žiroskopskim stabiliziranjem, kao one prikazane za minobacače 4,2 inča na slikama 2-11 i 2-12, su montirane sa mehanizmom za zaptivanje koji se sastoji od potisne ploče i osjetljivog metalnog rotirajućeg diska. Pritisak barutnog gasa potiskuje potisnu ploču naprijed i tako širi rotirajući disk u žlijeb cijevi minobacača. Urezivanje rotirajućeg diska daje neophodno obrtanje opaljenom projektilu i sprečava izlazak barutnih gasova.
HE projektili su konstruisani da proizvedu efikasnu fragmentaciju na meti. Veličina fragmenta, brzina i distribucija, zavisni su od odnosa mase i HE punjenja tijela projektila, tipa HE punjenja, geometrije tijela projektila i kombinacije osobina materijala i kontrola postupaka proizvodnje.
Dimni projektili su konstruisani da oslobode dimni signal izbacivanjem iznad tla, kroz dno, klinova filca natopljenih sa crvenim fosforom (RP) - ili bijelim fosforom (WP) - ili dejstvom centralnog barutnog punjenja koje raskida WP punjeni projektil pri udaru na tlo. Oslobađanje klinova od filca iznad tla proizvodi efikasniju dimnu zavjesu nego kod rasprskavanja na tlu; uslijed toga, kontinuirana upotreba centralnog barutnog punjenja može biti ograničena na 60 mm projektile za osmatranje pri korekturi ili markiranje.
Izuzev u korisnom teretu, projektili za izbacivanje dima kroz dno i svjetleći projektili su slični. Sklop baklje i padobrana svjetlećeg projektila je izbačen na visinu iznad zemlje na kojoj će proizvesti željeni intenzitet svjetla na zemlju u minimalnom periodu sagorijevanja.
Školske mine punog i reduciranog dometa upotrebljavaju inertne projektile sa punjenjem za osmatranje pri korekturi vatre i upotrebljeni su umjesto municije za obuku radi reduciranja troškova obuke.

[Meteor]

9-1.2 FIZIČKI OPIS

Metalni dijelovi za minobacačke mine sa stabilizirajućim krilcem su tijelo projektila i sklop krilca. Minobacačka municija sa žiro-stabiliziranjem je opremljena sa rotirajućim prstenom sa zaptivkom ili sa mehanizmom za zaptivanje koji zahvaća ožljebljenje cijevi radi razvijanja potrebne brzine obrta. S obzirom na metod stabilizacije u letu, svako osnovno punjenje ima kučište ili kontejner radi smještanja zapaljivog osnovnog punjenja i koji također služe kao način pripojenja dopunskih barutnih punjenja. Otvori su radijalno probušeni i kućištu ili kontejneru kroz koje vrući barutni gasovi od zapaljenog osnovnog punjenja mogu izaći i aktivirati glavno barutno punjenje. Tijelo projektila nosi korisni teret, kao što je HE, WP, RP ili svjetleći sklop padobrana i baklje.

9-1.2.1 Trenutno fugasna mina

Metalne komponente minobacačkog mine sa stabilizirajućim krilcem, su prikazane na slici 9-1. One sadrže sklop tijela projektila i sklopa krilca. U unutrašnjosti nosa tijela projektila je urezan navoj za upaljač, a na vanjski dio čepa dna je urezan navoj radi sklapanja sa kućištem metka. Žlijeb je mašinski obrađen u zoni centrirajućeg prstena radi smještanja zaptivnog prstena.
Sklop krilca se sastoji od kućišta metka i krilca. U kućišta osnovnog punjenja su urezani navoji na kraju dna, a zatim su izrađeni otvori, gdje je potrebno, radi prihvatanja zapaljenog osnovnog punjenja. Poravnati otvori su radijalno probušeni uzduž kučišta da bi se olakšao izlazak vručih barutnih gasova oz zapaljenog osnovnog punjenja.; ovi gasovi pale dopunska barutna punjenja koja su postavljena na kućište. Dijelovi krilca su odrezani iz dužih izvučenih komada i mašinski obrađeni na konačni profil krilca, probušeni unutra radi olakšavanja nalijeganja sklopa sa kućištima osnovnog punjenja.
60 mm krilce je izrađeno izvlačenjem iz jednog komada radi ekonomičnosti proizvodnje.
Primjer metalni dijelova HE mine sa žiro-stabiliziranjem, prikazan je na slici 9-2. Na tijelo jednodijelnog čeličnog projektila je narezan navoj na kraju nosa radi veze upaljača, a na čepu dna radi veze kontejnera osnovnog punjenja. Udarna matica navija se na dno kontejnera osnovnog punjenja.

[Meteor]

9-1.2.2 Dimna mina

Dimne mine sa centralnim eksplozivnim punjenjem su prikazani na slici 2-7 i 2-11. Kraj nosa tijela projektila je probušen radi podešavanja pritiskom ili sklapanja lemljenjem sa kućištem eksplozivnog punjenja. Podešavanje pritiskanjem ili lemljenjem kućišta eksplozivnog punjenja u tijelo formira zaptivanje radi sprečavanja izlaza agensa dima. U kućište eksplozivnog punjenja je urezan navoj radi smještanja upaljača. Ostale komponente dimnih mina su slične onima opisanim za HE mine. Mada su dimne mine sa centralnim eksplozivnim punjenjem trenutno u rezervi, dalja proizvodnja, izuzev za 60 mm, može biti odgađana u korist tipa sa izbacivanjem kroz dno.
Glavni komponentni metalni dijelovi dimnih mina sa izbacivanjem kroz dno i stabilizirajućim krilcima, su sklop tijela, sklop konusa stražnjeg dijela, te sklop krilca, kako je priikazano na slici 9-3. Sklop tijela sadrži cijevi na tijelu i adapter upaljača koji su osigurani čivijama umetnutim u radijalno izbušene otvore. U adapter upaljača je urezan navoj za kasnije sklapanje sa upaljačem. Sklop tijela i konus stražnjeg dijela su postavljeni i osigurani čivijama umetnutim u radijalno izbušene otvore. Sklop krilaca je sličan sa onim opisanim za HE mine.



9-1.2.3 osvjetljavajuća mina

Osvjetljavajuće mine su prikazane na slikama 9-4 i 9-5; metalni dijelovi, izuzev korisnog tereta, su slični sa komponentama dimnih mina sa izbacivanjem kroz dno. Njihovi korisni tereti su izbačeni nakon odvajanja konusa stražnjeg dijela i čepa dna od tijela projektila po popuštanju smičućih čivija.

[Meteor]

9-2 PROIZVODNJA TERNUTNO FUGASNIH PROJEKTILA (tip M374)

Tijela minobacačkih projektila izrađeni iz duktilnog, perlitnog, kovnog željeznog odlivka, proizvode efikasnu fragmentaciju; ipak, postupak livenja u pješčani kalup sprečava proizvodnju jednodijelnog tijela projektila. Livačko jezgro mora biti poduprijeto u donjem i gornjem dijelu pješčanog kalupa (kako je pokazano na slici 9-6) radi sprečavanje pokretanja za vrijeme livenja i otvrdnjavanja. Kraj otvorenog dna odlivka mora zatim biti zatvoren lemljenjem sklopa sa čeličnim čepom; ovaj metod nužno zahtijeva i hidrostatičko i ispitivanje zrakom pod pritiskom, radi osiguranja solidnosti i jačine lemljenog spoja.
Jednodijelno tijelo projektila se preferira jer osigurava pouzdaniju zaštitu eksplozivnog punjenja. Visoka proizvodnost i troškovi verifikacije kvaliteta u vezi sa tijelom projektila od livenog željeza moraju voditi razvoju alternativnih postupaka proizvodnje unosivši razlike u bazični postupak hladnog izvlačenja sa čašicom u vrućem stanju (HC-CD) upotrebom čelika 1340 iz Američkog instituta za željezo i čelik (AISI).

Kontrola postupka proizvodnje tijela projektila je esencijalna radi sprečavanja degradacije krajnjeg ishoda za vrijeme proizvodnje. Opis postupka bazne linije utemeljen za vrijeme proizvodnje uzorka prvog proizvoda , ne smije biti promijenjen od ugovaratelja bez pregleda i odobrenja od strane Vlade. Ovaj zahtjev sprečava uvođenje bilo kakvih promjena u proces, koje mogu uticati na tvrdoću, mikrostrukturu i ostale mehaničke osobine koje mogu degradirati konačne balističke performance.
Sekcija krilca je mašinski obrađena iz aluminijskog, istisnutog komada; aluminijsko kućište osnovnog punjenja, ipak može biti izrađeno bilo istiskivanjem bilo kovanjem.

[Meteor]

9-2.1 PROIZVODNJA TIJELA PROJEKTILA

9-2.1.1 Konstrukcija

Tijelo projektila je ključ krajnje efikasnosti, koja se mjeri po zoni smrtnog dejstva koja se razvija po detonaciji. Krajnja efikasnost zavisi od broja, mase, brzine i distribucije fragmenata tijela. Faktori konstrukcije koji potpomažu efikasnost fragmentacije su (1) masa i oblik tijela projektila, (2) osobine materijala, (3) odnos mase HE punjenja i tijela projektila i (4) kompozicija HE punjenja. Optimalni broj, veličina i distribucija fragmenata su utemeljeni kao znak na postolju prije početka proizvodnje, a kontrole postupaka su utemeljene da osiguraju dosljedan proizvod. Konstrukcija tijela projektila, uslijed toga, treba obuhvaćati zahtjeve kao što su tvrdoća uzorka, mikrostruktura, termička obrada i zahtjevi za specifikacije materijala.

9-2.1.2 Izbor postupka proizvodnje

Izvedbeni zahtjevi diktiraju koji će postupak proizvodnje biti izabran. Trenutno su tijela HE projektila za 60 mm minobacače izrađena kovanjem u hladnom stanju sa čašicom u vrućem stanju (HC-CC), 81 mm izvlačenjem u hladnom stanju sa čašicom u vrućem stanju i 4,2 inča izvlačenjem u hladnom stanju sa čašicom u vrućem stanju (WC-CD). U postupku HC-CC, pečačenje u hladnom stanju dna tijela projektila prije izvlačenja u hladnom stanju, proizvodi bolje mehaničke osobine u uzdužnom smjeru nego one koje bi trebale biti postignute bazičnim HC-CD postupkom. U WC-CD postupku, oblikovanje čašice u vrućem stanju se izvodi u temperaturnom opsegu od 649°-704°C (1200°-1300°F). Ovaj je pristup praktičan pod uslovom da redukcija u poprečnom presjeku radnog komada ne prelazi ograničenja materijala i da naredne operacije oblikovanja u hladnom stanju idu uz odgovarajuće žarenje u postupku ili popuštanje napona. U HC-CD postupku, oblikovanje čašice u vrućem stanju sličan je sa postupkom kovanja opisanim kod kovanja u vrućem stanju sa termičkom obradom (HF-HT) u paragrafu 4-2.1.
Buduće konstrukcije mogu diktirati upotrebu ostalih varijanti u bazičnom HC-CD postupku ili upotrebu metoda kovanja u vrućem stanju-termičke obrade (HF-FT). tipičan redoslijed operacija oblikovanja za postupak HC-CD, prikazan je na slici 9-7(A). HF-HT je uključen u sliku 9-7(B) jer buduće konstrukcije HE projektila mogi zahtijevati upotrebu visoko fragmentacijskih čelika iz modificiranog oblika HF-HT postupka.
HC-CD postupak ima najmanje troškova zbog: (1) niže početne investicije, (2) reduciranja operacija mašinske obrade, (3) manje direktnog posla i (4) niže cijene sirovina. Ipak, HF-HT postupak je fleksibilniji nego HC-CD metod jer on može zadovoljiti šire varijante u konstrukciji projektila i mehaničkim osobinama. Izbor postupka i jačina čelika su međuzavisni. Ako je izabran HC-CD postupak, legirani čelik koji je obradljiv u hladnom stanju, kao što je AISI 1340, je obavezan, naprotiv, ako je izabran visoko fragmentacijski čelik sa visokim postotkom ugljika, kakv je HF-1, je uputno.

9-2.1.3 Parametri sirovine

Sadržaj ugljika AISI 1340 čelika omogućava mu da bude oblikovan na hladno radi ispunjavanja zahtjeva mehaničkih osobina te također da proizvede potrebnu efikasnost kod fragmentacije. Čelik koji udovoljava zahtjevima kvalitete važećeg A322 (ref.1) Američkog društva za ispitivanje i materijale (ASTM) osigurava da su čistoča, unutarnja solidnost i stanje površine usklađeni sa postupkom proizvodnje. Za detalje oko visoko fragmentacijskih čelika pogledati u poglavlje 3.

9-2.1.4 Tipičan redoslijed operacija

Redoslijed postupnih oblika za HF-HT i HC-CD postupke su ilustrirani na slici 9-7. Operacije proizvodnje obuhvaćaju oblikovanje, mašinsku obradu, termičku obradu pripremanje površine i bojenje. Detaljni opisi ovih operacija su uključeni u poglavlje 4.

[Meteor]

9-2.1.4.1 Operacije oblikovanja

9-2.1.4.1.1 HF-HT postupak

Prije oblikovanja, pripremak je odvojen iz glavne gredice ili šipke sječenjem ili odsjecanjem u vrućem stanju, kako je opisano u paragrafu 4-2.1.2, a zagrijan na temperaturu kovanja u peći kako je opisano u paragrafu 4-2.1.3. Oblikovanje se sastoji od ubadanja i ljuštenja (predoblikovanja), probadanja i izvlačenja. Zagrijavanje kraja nosa je neophodno prije oblikovanja na presi oživala, ako je tijelo projektila izrađeno od čelika sa visokim postotkom ugljika, kao što je HF-1.

9-2.1.4.1.2 HC-CD postupak

Odvajanje pripremka i zagrijavanje na temperaturu kovanja su slični sa procedurama opisanim u paragrafu 4-2.1.2. Operacije oblikovanja u vrućem stanju se sastoje od predoblikovanja i oblikovanja čašice i slične su sa operacijama opisanim u paragrafu 4-2.1.4 radi ubadanja i ljuštenja i probadanja vrućih otkivaka. Prije svake operacije oblikovanja, dio je fosfatiran i prevučen sapunom iz razloga razjašnjenih u paragrafu 4-2..2.5. Oblikovanje u hladnom stanju uključuje pečačenje kraja dna, djelomično izvlačenje radi razvijanja mehaničkih osobina bočne stijenke i vanjske konture otvorenog kraja (razmatrano u paragrafu 4-2.2.6), i sužavanje oživala (razmaztrano u paragrafu 4-2.2.9). Kad je djelomično izvlačenje nepraktično, iza potpunog izvlačenja dolazi popuštanje od napona kraja nosa, a struganje konture treba također proizvesti profil neophodan za sužavanje (oblikovanje nosa) u hladnom stanju.

9-2.1.4.2 Mašinska obrada

9-2.1.4.2.1 HF-HT postupak

Mašinska obrada otkivka nakon hlađenja i unutrašnje sačmarenje reducira odstupanja debljine stijenke te kreira konturu otvorenog kraja potrebnu za postizanje geometrije oživala nakon sužavanja. Za detalje oko mašinske obrade konture vidi paragraf 4-2.1.5. Završna mašinska obrada svih vanjskih površina, žlijeba zaptivnog prstena, vodećeg prstena, unutrašnjih navoja nosa i vanjskih navoja dna, je izvedena nakon završne termičke obrade, kao što je opisano u paragrafu 4-2.1.8.

9-2.1.4.2.2 HC-CD postupak

Nakon sferoidiziranja i unutrašnjeg sačmarenja čašice, vanjske su površine mašinski obrađene, da bi bile koncentrične sa površinama gravura , radi uklanjanja manjkavosti i radi osiguravanja da koncentričnost i masa budu usklađeni sa narednim operacijama oblikovanja u hladnom stanju. Daljna postupna mašinska obrada, moža biti potrebna kad se ne može razviti prethodno sužavanje konture za vrijeme operacije izvlačenja u hladnom stanju. Detalji oko ove operacije su opisani u paragrafu 4-2.1.5. Završna mašinska obrada se sastoji od istih operacija kakve su spacificirane u postupku HF-HT.

9-2.1.4.3 Termičke obrade

9-2.1.4.3.1 HF-HT postupak

Sferoidiziranje otkivka može biti potrebno ako nivo tvrdoće površine prelazi granice postupka normalne mašinske obrade. Prije oblikovanja oživala, otvoreni kraj otkivka sa ostruganom konturom je podmazan i zatim zagrijan električnom indukcijom, kako je pokazano na slici 4-9. Nakon operacije sužavanja, tijelo projektila je podvrgnuto završnoj termičkoj obradi koja uključuje cikluse očvršćavanja, gašenja i izvlačenja, kao što je opisano u paragrafu 4-2.1.7.

9-2.1.4.3.2 HC-CD postupak

Vrući dio u obliku čašice može biti sferoidno žaren za naredne operacije izvlačenja u hladnom stanju. Postupno žarenje može također biti zahtijevano kad se ukupna redukcija poprečnog presjeka približava granicama iza kojih se mogu očekivati nedostaci na metalu. Nakon što su sve operacije oblikovanja u hladnom stanju završene, tijela minobacačkih projektila su oslobođena od napona zagrijavanjem u peći na minimalnu temperaturu od 371°C (700°F), u specificiranom minimalnom periodu vremena radi udovaljavanja konačnim mehaničkim osobinama.

9-2.1.4.4 Priprema površine i bojenje

Procedure i oprema su zajednički i za HF-HT i za HC-CD postupak. Detalji oko pripremanja površine su obuhvaćeni paragrafom 4-2.1.8.10; za bojenje vidi paragraf 4-2.1.8.11.

[Meteor]

9-2.1.5 Tijelo dimnog projektila

Konstrukcija i proizvodnja tijela dimnih projektila varira u zavisnosti od metode koja je upotrebljena za oslobađanje dima.
Projektili sa stabilizirajućim krilcem sa centralnim eksplozivnim punjenjem imaju vanjsku konfiguraciju kao njihovi pandani, HE projektili. Sličnost je vidljivija upoređivanjem slika 2-6 i 2-7. Tijelo dimnog projektila može biti izrađeno istim metodama proizvodnje kave su opisane u paragrafu 9-2.1.4 za HC-CD postupak; ipak, zahtjevi za materijal su manje strogi zato što ne postoji zahtjev za fragmentaciju. U kraj nosa nije urezan navoj, kao kod tijela HE projektila, ali je probušen u tolerancijama,a završna obrada površine je potrebna da omogući zatvaranje presovanog sklopa sa kućištem eksplozivnog punjenja nakon punjenja. Ova karakteristika dimnog projektila je najkritičnija jer ona osigurava da dimni agens neće iscuriti nakon montiranja sa kučištem eksplozivnog punjenja.
Ove sličnosti kod konstrukcije ne postoje između 4,2 inčnih HE projektila sa stabilizirajući krilcem (slika 2-10) i dimnih projektila (slika 2-11), zato što dimni projektil nije rekonstruisan radi podešavanja večine savremenih modifikacija u konstrukciji HE projektila.
Dimni projektili sa stabilizirajući krilcem i izbacivanjem kroz dno, sastoje se od tijela i konusa stražnjeg dijela, kao što je prikazano na slici 9-3. Tijelo je cilindrično i proizvedeno iz bešavnih ili zavarenih čeličnih cijevi, koje su i praktične i ekonomične. Cijevi koje udovoljavaju zahtjeve komercijalne debljine stijenke i pravosti, generalno trebaju biti zadovoljavajuće za proizvodnju cijevi za tijelo i dijelova adaptera.
Završna mašinska obrada, pripremanje površine i bojenje sklopa tijela može biti izvedeno na opremi, kakva je opisana u poglavlju 4 za ptoizvodnju HE projektila, sa minimalnim izmjenama u alatima i stegama.

9-2.1.6 Osvjetljavajući projektili

Sklopovi tijela projektila su konstruisani za bazno izbacivanje padobrana i baklje; primjeri komponentnih dijelova su pokazani na slikama 9-4 i 9-5.
Cijev za tijelo projektila sa stabilizirajućim krilcem prikazano na slici 9-4, je izrađeno iz aluminijske legure kovanjem ili istiskivanjem iz razloga ekonomičnosti proizvodnje. Njegova lagana masa parcijalno kompenzira veću masu korisnog tereta. Adapter upaljača je montiran na cijev tijela i osiguran u položaju čivijama koje su umetnute u radijalno izbušene otvore, kako je prikazano na slici 9-4.
Metalni dijelovi svjetlećeg projektila sa stabilizirajućim krilcem, su čep dna, tijelo i adapter upaljača. Čep dna je mašinski obrađen iz čelika kovanjem i sklopljen sa tijelom projektila nakon punjenja. Osiguran je u položaju radijalno izbušenim čivijama koje su konstruisani da se smaknu, tako da se čep dna može odvojiti od tijela da omogući oslobađanje korisnog tereta. Adapter upaljača je mašinski obrađen iz čelične šipke i montiran na tijelo projektila lemljenjem. Dugi cilindrični oblik tijela projektila lako se podešava radi proizvodnje iz čelične cijevi. Sekundarne operacije mašinske obrade su potrebne da omoguće sklapanje sa čepom dna i adapterom upaljača. Oblikovanje oživala može se izvesti na hladno, jer postoji vrlo mala izmjena u zoni poprečnog presjeka stijenke. Mašinska obrada, oblikovanje, pripremanja površine i bojenje metalnih dijelova svjetlećeg projektila može biti izvedeno na osnovonj opremi koja je upotrebljena u proizvodnji tijela HE projektila a opisanoj detaljnije u poglavlju 4.

9-2.2 KRILCE I KUĆIŠTE OSNOVNOG PUNJENJA

Postoje značajna razlike između objekata za proizvodnju projektila i onih potrebnih za proizvodnju kućišta osnovnog punjenjai krilaca. Shodno tome su utemeljeni i djeluju nezavisno. Iz razloga ekonomičnosti i praktičnosti, sklopovi krilaca za 81 mm i veće projektile su izrađeni iz dva dijela , dok naprotiv 60 mm krilca su izrađena iz jednog dijela. Sklop krilca pokazan na slici 9-1 je tipičan za konstrukciju koja je upotrebljena u minobacačkim projektilima sa stabilizirajućim krilcima. U mini sa žiro-stabiliziranjem pokazanim na slici 9-2, ipak, kontejner osnovnog punjenja je pandan kućišta osnovong punjenja sa krilcima.

9-2.2.1 Parametri materijala

Kvalitet materijala, mehaničke osobine, hemijski sastav i drugi zahtjevi za aluminijske legure upotrebljene u proizvodnji kučišta osnovnog punjenja, kontejnera osnovnog punjenja i krilaca ravnaju se po ASTM B221 (ref.2). Aluminijska traka je izrezana na rondele kružnom pilom; dužina rondele je kontrolisana radi proizvodnje volumena materijala koji treba zadovoljiti potrebnu geometriju nakon istiskivanja i sporednih operacija mašinske obrade. Zahtjevi za završne mehaničke osobine, hemijske osobine aluminijske legure i termička obrada koje su međusobno povezane, specificirane su crtežima proizvoda i variraju sa kalibrom projektila i pritiskom sa kojim djeluje oruđe.

9-2.2.2 Operacije oblikovanja
9-2.2.2.1 Kućište osnovnog punjenja

Za projektile od 81 mm i veće, kućište osnovnog punjenja je oblikovano istiskivanjem ili kovanjem i mašinski obrađeno odvojeno od krilca. Prije oblikovanja na hladno, aluminijska rondela je fosfatirana i podmazana u odjelu sa sprejom koji obuhvaća (1) čišćenje, (2) ispiranje vrućom vodom, (3) nagrizanje, (4) ispiranje vrućom vodom, (5) deoksidacija, (6) ispiranje hladnom vodom, (7) fosfatiranje, (8) ispiranje hladnom vodom, (9) neutraliziranje i (10) operaciju prevlačenja sapunom. Prethodno oblikovanje rondele , na vruće ili hladno, izvodi se na hidrauličkoj presi; rondela je djelomično probušena i istegnuta. Postupno žarenje i ponavljanje operacija fosfatiranja i podmazivanja potrebno je prije svake nove operacije istiskivanja u hladnom stanju (CE). Zona poprečnog presjeka istisnutog komada ili otkivka je povećana prevrtanjem ili proširivanjem metala u glavnoj presi radi oblikovanja konusne izbočine, u kojoj je kasnije urezan navoj da omogući sklapanje sa tijelom projektila, kako je prikazano na slici 9-1.
Kućišta osnovnog punjenja za mine sa izbacivanjem kroz dno, kao ona pokazana na slikama 9-3 i 9-4, ne zahtijevaju dodatan metal potreban za unutarnje urezivanje navoja; zato operacije oblikovanja mogu biti uprošćene.

9-2.2.2.2 Krilca

Istisnuti komadi za krilca su nabavljeni od opskrbljivača sirovine. Glava je specificirana kao više čvrsta nego šupljina radi reduciranja potencijalnih praznina nastalih zbog nepotpunog punjenja matrice za istiskivanje.
9-2.2.3 Termička obrada
Termička obrada aluminijskih, istisnutih komada je naophodna radi ispunjavanja zahtjeva za mehaničke osobine i obavlja je opskrbljivač.

9-2.2.4 Operacije mašinske obrade
9-2.2.4.1 Kućište osnovnog punjenja

Specijalne, dvostrane, viševretene mašine za izradu otvora se koriste za bušenje, upuštanje, poravnavanje čela, izradu konusa i izradu navoja na oba kraja kućišta osnovong punjenja istovremeno, radi osiguranja funkcionalnog podešavanja. Poravnati otvori su probušeni istovremeno u specijalnoj mašini, hrapavosti prouzrokovane operacijom bušenja su uklonjene razvrtanjem šupljine osnovnog punjenja u presi za bušenje a vanjske oštre ivice su uklonjene na vibracijskoj mašini za skidanje opiljaka. Nareckivanje zadnjeg dijela olakšava nalijeganje sklopa sa oštricom krilca.

9-2.24.2 Krilca

Nakon dotjerivanja i okretanja, oštrica krilca je mašinski obrađena na viševretenom strugu a držana je u specijalno konstruisanoj stegi radi sprečavanja iskrivljenja oštrica. Operacije mašinske obrade se sastoje od poravnavanja čela, bušenja, struganja i upuštanja.

9-2.2.5 Operacije završne obrade

Krilca i kućišta osnovong punjenja su oprani nakon mašinske obrade i skidanja opiljaka, zbog uklanjanja prljavštine, strugotine, tečnosti za rezanje i drugih stranih materija. Zaštitna prevlaka nije potrebna radi toga što je minobacačka municija posebno pakirana za uskladištenje i isporuku.

9-2.3 KONUS STRAŽNJEG DIJELA

Primjeri konusa stražnjeg dijela su pokazani na slikama 9-3 i 9-4. Najpraktičniji metod proizvodnje konusa stražnjeg dijela je mašinska obrada iz istisnute aluminijske legure ili otkivka koji je termički obrađen radi udovoljavanja mehaničkih osobina. Operacije mašinske obrade su uspješno i ekonomično izvedene na viševretenim strugovima.
Nakon mašinske obrade i čiščenja, primjenjuje se zaštitna prevlaka od hroma po cjelokupnoj površini. Ova primjena je praćena bojenjem vanjskih površina.

REFERENCE

1. ASTM A322-85, Čelične šipke, legure, standardne gradacije, septembar 1982.
2. ASTM B221-85, Aluminij i istisnute šipke, trake, žica, profili i cijevi od aluminija, decembar 1985.

BIBLIOGRAFIJA

TM 43-0001-28, Liste podataka za vojnu municiju (federalna klasa za opskrbu 1310, 1315, 1320, 1390), Ministarstvo armije, april 1977.

[Meteor]

POGLAVLJE 10

PROIZVODNJA ČELIČNIH ČAHURA ZA METAK

Ovo poglavlje obrađuje parametre dizajna, fizički opis, i izbor proizvodnih procesa za tri tipa čeličnih čahura koje se koriste u artiljerijskoj i tenkovskoj municiji (1) duboko izvlačene, (2) višedjelne, spiralno motane i (3) kovane.

10-1 UVOD

Historijski, sve čahure su izrađivane od mesinga, ali kritično pomanjkanje bakra i legura bakra u kriznim situacijama zahtijevalo je zamjenu s čelikom. Izmjena materijala je takođe zahtijevala i izmjenu proizvodnih procesa, koji su detaljno izloženi u sljedećim poglavljima.

10-1.1 PARAMETRI DIZAJNA

Sva municija, jednodjelna, sjedinjena ili dvodjelna ima čahuru kao komponentu koja kompletira zrno. Prva funkcija čahure je da obezbijedi rukovanje s barutnim punjenjem (Ref. 1). Da bi se obezbijeidlo njegovo propisno funkcioniranje, barutno punjenje mora biti zaštićeno od vlage i uvjeta skladištenja i rukovanja.
Do ubacivanja u oruđe čahura metka treba da pozicionira projektil u forsiranom konusu, a do ispaljivanja zrna ne smije pretrpjeti lomove, pucanje, ne smije začepiti ležište cijevi oruđa, mora zadržati kapslu i ne smije se moći izvući ili izbaciti.

10-1.2 FIZIČKI OPIS

Čahura metka je tankostjeni šuplji kontejner (obično metalni) koji spolja ima oblik komore oruđa. Tipski oblici su prikazani na slici 10-1 i 10-2.

10-1.2.1 DUBOKO VUČENA ČAHURA

Duboko vučena čelična čahura počinje se izrađivati od zasječenog diska ili punog diska propisanih dimenzija, koji se nizom izvlačenja, oblikovanja i mašinskih operacija, dovodi do završnog oblika. Proizvodni proces je izložen u poglavlju 10-2.

10-1.2.2 VIŠEDJELNA, SPIRALNO MOTANA ČAHURA

Spiralno motana čelična čahura počinje sa jednim standardno tolerisanim limom za valjanje od nisko-ugljičnog čelika koji se siječe i kroji u obliku trapezoida, koji se motaju oko zašiljenog cilindra u oblik šupljeg cilindra ili tijela. Kovana osnovica ili glava, takođe od čelika, učvršćena je za tijelo pomoću čeličnih prstenova koji se utiskuju, radi kompletiranja oblika. Proizvodni proces je izložen u poglavlju 10-3.

[Meteor]

10-1.2.3 Kovana čahura

U osnovi, kovane čahure su uglavnom potrošive čahure. Primjer je 120 mm metak tehnkovskog topa. Dno čahure se počinje raditi od visoko legirane čelične šipke koja se siječe u rondele, zagrijava, kuje i mašinski obrađuje do oblika za sklapanje u potrošivu čahuru. Proces je izložen u poglavlju 10-4.

10-1.3 IZBOR PROZVODNOG PROCESA

Koriste se dva osnovna postupka proizvodnje za čahuru metka 105 mm, tj. duboko izvlačenjeza M14B3 i spiralno motanje za M14B3.
Zbog nižih troškova opreme i rada, spiralno motanje je metod koji će biti više korišten u budućnosti. Čahure za tenkovske metke koji trpe visoke pritiske se uglavnom, proizvode postupkom dubokog izvlačenja na postojećoj proizvodnoj opremi, dok je oprema za postupak spiralnog motanja skoro razvijena.

[Meteor]

10-2 POSTUPAK DUBOKOG IZVLAČENJA

10-2.1 MATERIJAL

Čahure metka koje se izrađuju postupkom dubokog izvlačenja izrađuju se od srednje ugljičnih čelika prema MKS-3289 (Ref.2). Oni se nabavljaju ili u obliku ploča ili diskova u sferoidiziranom ili nesferoidiziranom stanju. Koraci formiranja oblika su prikazani na sl. 10-1.

10-2.1.1 PRIPREMA OBLIKA RONDELE ZA PRERADU

Kada su nabavljene sferoidizirane rondele, nije potrebna dalja prerada prije uvođenja u proizvodnju. Ako je površina idealna, to znači da je glatka s obje strane i da nema nekakvih nesavršenosti. Ukoliko ovo nije slučaj, nedostaci površine se klasificiraju, u smislu da li pripadaju željezu ili ne. Količina ovih nedostataka može u toku dalje prerade izazvati otpuštanje napona. Površine sa nedostacima se mogu spasiti brušenjem.

10-2.1.2 NESFERODIZIRANE RONDELE ILI PLOČE

Čelične ploče ili rondele, trebaju biti sferoidizirani prije operacija izvlačenja čančeta radi povećanja otpornosti čelika na lomove. Ploče i rondele mogubiti i ogoljeni (blankirani) prije ili nakon sferoidizacije, zavisno od ekonomičnosti peći koja se koristi. Ako se blankira valjana ploča, rondele se takođe sferoidiziraju samim tim.

10-2.2 PRIPREMA ZA IZVLAČENJE ČANČETA

Blankirati (1) ispriranjem radi odstranjivanja sapuna, koji može biti pokupljen iz nosača radnog konvejera, (2) oprati u alkalnom rastvoru za čišćenje radi odstranjivanja ulja i prljavštine, (3) isprati sa natrijevim trisulfatom radi odstranjivanja sredstva za čišćenje i sloja sapuna i (4) nanijeti sloj sapuna. Ovi koraci se obavljaju u jednoj neprekinutoj operaciji. Većina maziva, kao što su ulja, maziva i grafitirane smješe, mogu se tretirati kao maziva za operacije izvlačenja, ali veliki pritisci alata u toku izvlačenja pri operacijama hladnog izvlačenja oštećuju mazivni sloj i prouzrokuju prekomjerno trenje. Sloj sapuna međutim, bolji je za primjenu, jer održava kontakt u toku operacija oblikovanja i izvlačenja, i može se odstraniti vodom.

10-2.3 PREDIZVLAČENJE I IZVLAČENJE ČANČETA

Prva operacija izvlačenja u proizvodnji čeličnih čahura je čanče, koje oblikuje glavu i prvih nekoliko milimetara bočne stijenke. Ova operacija se obavlja u jednom koraku, ali ako se pojavi lom na čančetu, posebno pri korištenju ugljičnog čelika sa manje od 0,30% ugljika (radi povećanja čvrstoće čahure), ovu operaciju treba izvoditi u dva koraka. U tom slučaju je prvi korak "predizvlačenje" čančeta pri kojem se kontrolira da nije došlo do prskotina i lomova, ili potencijalnih prskotina. Ako to nije uočeno, "predčanče" ide na operaciju izvlačenja čančeta sa bočnim stijenkama. Gotovo čanče se provjerava radi evidentiranja "opterećenja alata", tj. početnog ili stvarnog "zavarivanja" čestica čelika čančeta i kalupa, trna ili stege. "Opterećenje alata" može biti uzrokovano neodgovarajućim slojem sapuna, koji je nejednoličan.

10-2.4 TERMIČKI PROCES

Hladna prerada izobličava feritna zrna i znatno povećava čvrstoću i tvrdoću čelika, zbog toga se drastično smanjuje duktilnost. Dakle, prije dalje prerade, čanče se mora termički tretirati, zagrijavanjem na temperaturu rekristalizacije od oko 621°C (1150°F) i držati na toj temperaturi oko pet minuta. Nakon zagrijavanja može biti potrebno da se čanče dekapira radi skidanja ljuskavosti. Sve se radi u kontroliranoj atmosferi dok se potpuno ne obavi tretiranje i ljuskavost ne smanji na porebnu mjeru. Zbog prisustva sloja sapuna na komponentama u toku zarenja mogu se stvoriti gomilice tvrdih ljuski, koje se teško odstranjuju u slanoj kupki, pa se sloj sapuna treba odstraniti prije tretiranjau kupki.

10-2.5 IZVLAČENJE

Prije izvlačenja, čančad se fosfatiraju i sapuniziraju. Fosfat omogućava bolje prijanjanje sapuna, koji se nalazi u ulozi maziva u toku kontakta metal-metal pri izvlačenju. Ovim operacijama se progresivno smanjuje debljina, a povećava dužina stijenke. Broj potrebnih izvlačenja zavisi od ukupne redukcije debljine stijenke. Svako izvlačenje treba da proizvede redukciju od oko 40%, što je maksimum, a da ne dođe do varijacija u debljini, ili do lomova stijenke. Mogu se obaviti uzastopna izvlačenja bez međupodmazivanja, ako je ukupna potrebna redukcija stijenke ograničena do 70%.

10-2.6 OBREZIVANJE (OPSIJECANJE)

Između izvlačenja usta čahure se obrezuju radi eliminiranja "mrtvog metala" koji se stvara usljed izvlačenja na vanjskoj površini, kao višak, koji strši u odnosu na unutrašnju površinu. Zbog toga je krivulja toka zrna bliže unutrašnjoj ivici čahure. Ovo slabi čelik i može izazvati pucanje po obodu. Opsijecanje se radi djelomično nakon finalnog izvlačenja i prije i nakon sužavanja, da bi se osigurala jednakomjernost dužine stijenke. Opsijecanje se izvodi bilo siječenjem viška metala u nekoliko prolaza sjekača, pri čemu je čahura stegnuta u stegu, ili kružnim obrezivanjem, prije sužavanja. Kružno obrezivanje daje čistu ivicu, koja je potrebna da se izbjegne pucanje kromne pločice trna u toku uzastopnog izvlačenja.

10-2.7 PREDOBLIKOVANJE I OBLIKOVANJE DNA

Čelik koji se hladno prerađuje je više "osjetljiv na zareze" nego mesing, zbog toga moraju biti oslobođeni svi zaostali naponi, posebno u području unutrašnjeg radijusa dna. Hladni prekidi se mogu dovoditi kod msingane čahure, ali kod čelične čahure će prouzrokovati balističke greške. Zato se dna čelične čahure oblikuje u dvije operacije. Operacija predoblikovanja sastoji se od nabiranja metala s centra dna i periferije, i preraspodjeli metala u dno čehure, radi omogućavanja oblikovanja ispupčenja i prirubnice za kapslu, u toku završnog oblikovanja dna. Predoblikovanje se izvodi tečkim gnječenjem u hidrauličkoj ili zglobnoj presi, između nepokretnog trna i kalupa koji je postavljen na čelo okvira prese. Završno oblikovanje formira prirubnicu čahure i ispupčenje kapsle, kao i unutrašnji oblik dna. Oblikovanje dna je kritična operacija zbog hrapavosti unutrašnjeg prečnika glave, što može dovesti do oslobađanja napona u čeliku tokom ispaljivanja tako da može doći do odvajanja dna od tijela.

10-2.8 IZRADA OTVORA ZA KAPSLU

Ako se radi na presi, otvor za kapslu se buši u zvonu čahure. Bušenje u ovoj fazi omogućava naknadnu mašinsku obradu dna. Sljedeće operacije se izvode kao kombinacija pranja i dekapiranja, gdje se odstranjuju sloj sapuna, fosfatni sloj i nepoželjna hrđa, a zatim se čahura suši i tako pripremi za termički tretman bočne stijenke.

10-2.9 TERMIČKI TRETMAN

Veličina elastičngo vraćanja čahure nakon ispaljivanja zavisi prije svega od granice elastičnosti materijala bočne stijenke. Ako je granica elastičnosit preniska, doći će do prekomjerne plastične deformacije, a time i do manjeg elastičnog vraćanja (Ref. 1).
Ako se koriste visoki pritisci, posebno kod tenkovskih zrna, postoji tendencija pucanja dna ili osnovice, kao što je pomenuto u poglavlju 10-2.7, pa se sve čahure termički tretiraju u rastvoru tople slane kupke, zatim žare i temperiraju.

10-2.10 ŽARENJE POVRŠINE DNA

Pošto je otvrdnuta čahura teška za mašinsku obradu u žarenom i temperiranom stanju, a glavni dio mašisnke obrade s izvodi na vanjskom dijelu završetka osnovice, površine se žare, propušanjem kroz ravni indukcioni kalem. Ovaj proces zagrijava i omekšava površinu osnovice i prirubnice, koje se zatim mašinski obrađuju na završnu mjeru.

10-2.11 ISPITIVANJE PORASTA VISOKIH NAPONA

Da bi se osiguralo da ne dođe do razvoja pukotina i istjecanja barutnih gasova iz čahure u komoru oruđa u toku ispaljenja, svaka čahura se podvrgava ispitivanju porasta visokih napona. U toku ovog ispitivanja donja stijneka svake čahure ističe dijametralno, tako da se čahura postavi u kalup, čiji je unutrašnji prečnik najmanje za 1,27 mm (0,050 inča) veći od prečnika čahure, i bude izložena unutrašnjem pritisku koji raste dok čahura ne popuni kalup.

10-2.12 SUŽAVANJE, OBLIKOVANJE GRLA, KALIBRIRANJE

Prije sužavanja čehure potreban je termički tretman zbog određenih naprezanja na materijal stijenke. Da bi se dobilo maksimalno povećanje procenta izduženja bez bitnog smanjenja tvrdoće, potrebna je temperatura od 528°C i 566°C (1000° - 1050°F). Na ovim temperaturama dolazi do rekristalizacije i čelik postaje manje tvrd i ima manju granicu razvlačenja. Zbog toga se završetak usta čahure uranja u rastvo soli na temperaturi od 549°C (1020°F) i drži u rastvoru oko 45 sec. Čahura se tada dekapira radi skidanja ljuskavosti, i nanosi se sloj sapuna na vanjsku površinu, radi podmazivanja.
Operacija sužavanja daje konačni oblik tijela čahure, uključujući oblikovanje grla i kalibriranje prednjeg dijela, u vertikalnoj hidrauličnoj presi.

10-2.13 MAŠINSKA OBRADA DNA I UKUPNE DUŽINE

Nakon pranja i sušenja, izvodi se mašinska obrada dna čahure, ramena, otvora za kapslu i usta čahure, na jednovretenim mašinama sa centralnim pogonom.

10-2.14 ŽARENJA USTA

Žarenjem usta se postiže povećanje duktilnosti čelika zbog dva razloga: smanjiti mogućnost pucanja usta pri ispaljenju i omeksati usta toliko koliko je potrebno da se projektil može pertlovati s čahurom.

10-2.15 KALIBRIRANJE USTA

Usta čahure pri sužavanju dobiju nešto manje dimenzije i na korektnu dimenziju se dovede držanjem čahure u specijalnom stezaču i kalibriranjem na traženu dimenziju na dubini od 25,4 mm (inč).

10-2.16 ZAŠTITNA PREVLAKA

Prije galvaniziranja čehure se oslobađaju zaostalih napona žarenjem i elektrolitički čiste u alkalnim kupkama. Nakon ispiranja u kiseloj kupki radi neutraliziranja sivh tragova alkalnog sredstva za čišćenje unutrašnjost i spoljašnost čahure se galvanski prevlače cinkom.

10-3 SPIRALNO MOTANE ČAHURE

Za potreba ilustriranja, proizvodnja trapezoidnih, spiralno motanih čahura za metak 105 mm M14B4, je tipična proizvodnja ovog tipa čahure. Fizički opis ove čahure je dat u poglavlju 10-1.2.2. Spiralno motane čahure su jeftinije za proizvodnju od vučenih, i zahtijevaju manje opreme i prostora.
Sem toga, u ovom procesu nisu potrebni termički tretmani, pa su eliminirane potrebe za skupim pećima. Dodatna prednost da nisu potrebne specijalizirane mašinske linije i mogu se koristiti više vrsta metalnih limova i radionica. Ove prednosti bitno proširuju potencijalne mogućnosti proizvodnje.

10-3.1 KOMPONENTE MATERIJALA

Tri su glavne komponente čahure: dno, prsten i tijelo, kao što je prikazano na sl.10-2. Osnovica ili dno čahure i psten se kuju ili presuju od čeličnih šipki prema ASTM A576 (Ref.3) ili čeličnih ploča QQ-S-635.
Tijalo čahure se izrađuje od nisko ugljičnih čeličnih limova AISI 1007-1020, ASTM A109 (Ref. 4), sa završnim lakom.

10-3.2 METODI PROIZIVODNJE
10-3.2.1 DNO

Koraci u proizvodnji dna su prikazani na sl. 10.3.

10-3.2.1.1 ZAGRIJAVANJE, SIJEČENJE I KOVANJE ŠIPKE

Čelične šipke se nabavljaju u tablama šipki, koje se automatski ubacuju u indukcionu peć na predodređeno vrijeme i brzinu zagrijavanja, na temperaturi od oko 1121°C (2050°F).
Zagrijane šipke se pretovaraju na konvejer iz indukcione peći na 8,9 MN (1000 tona) vertikalnu mehaničku presu koja ima montirane makaze tipa "V" i odgovarajući kalup, i stacionarni tropozicioni kalup montiran na ležištu. Sječivo je automatski poziconirano u prvi položaj prese radi ljuštenja i tada se pomjera u drugi i treći položaj gdje se progresivno oblikuje u otkovak pogodan za mašinsku obradu. Prije postojećih presa, komad je prolazio kroz rashladni tunel gdje je hlađen do dobivanja odgovarajućih karakteristika. Otkovak se tada prenosi na mašinu-padalicu radi skidanja ljuskavosti.