Общие сведения о взрывоопасных предметах и физические основы методов их поиска и обнаружения

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Войлошников О. Д. Общие сведения о взрывоопасных предметах и физические основы методов их поиска и обнаружения // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2015. – Т. 13. – С. 2101–2105. – URL: http://e-koncept.ru/2015/85421.htm.
Аннотация. В статье излагаются основные сведения о конструкции мин и взрывоопасных предметов. Определяются и раскрываются некоторые их характеристики, которые могут использоваться в качестве демаскирующих признаков для определения их местоположения. Даются понятия поиска и обнаружения мин и взрывоопасных предметов и используемые электромагнитные методы их обнаружения.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Войлошников Олег Диомидович,кандидат военных наук, старший преподаватель кафедры огневой, тактикоспециальной подготовки и оперативного планирования ФГКОУ ДПО «Тюменский институт повышения квалификации сотрудников МВД России», г. Тюмень.olegtymen89@rambler.ru

Общиесведения о взрывоопасных предметахи физические основы

методових поиска и обнаружения

Аннотация.В статье излагаются основные сведения о конструкции мин и взрывоопасных предметов.Определяются и раскрываются некоторые их характеристики, которые могут использоваться в качестве демаскирующих признаков для определения их местоположения. Даются понятия поиска и обнаружения мин и взрывоопасных предметов и используемые электромагнитные методы их обнаружения.Ключевые слова:взрывоопасный предмет,демаскирующий признак, средства поиска, метод обнаружения.

Опыт локальных войн и вооруженных конфликтов последних десятилетий неопровержимо свидетельствует о применении мин и взрывоопасных предметов (ВОП)противоборствующими сторонами с неослабевающей интенсивностью. Мины и ВОП в настоящее время уже установлены в грунт или на его поверхности в 64 странах мира.По данным ООН их количество превышает 110 млн. единиц. В районах вооруженных конфликтов мины и взрывающие устройства устанавливают подразделения инженерных войск, родов войск и сил специальных операций. Кроме того, в этих же районах находитсябольшое количество невзорвавшихся боеприпасов, мин, артиллерийских снарядов, авиационных бомб и ракет, гранати т.д.,а также боеприпасы оставленные (или укрытые) на складах.В результате развития средств и систем минирования, минирование местности в ходе ведения военных действий в настоящее время может осуществляться войсками не только на занимаемых ими позициях и полосах обороны, но и на всю глубину оперативногопостроения войск противника. Возможности войск по широкомасштабному применению мин ‬ ведению минной войны, ‬как показывает анализ опыталокальных войн и вооруженных конфликтов, в обозримом будущем значительно возрастут. Поэтому наши войска на всех этапах их боевой деятельности окажутся перед необходимостью вести разведку минновзрывных заграждений и преодолевать их в пунктах постоянной дислокации, на путях выдвижения в районы сосредоточения, на рубежах развертывания и в ходе наступления, а также при осуществлении маневра в полосах обороны своих войск.Инженерные боеприпасы(далее ‬мины) представляют собой, как правило, малоразмерные изделия, состоящие из заряда взрывчатого вещества (ВВ), корпуса, взрывателя и датчика цели. Масса заряда ВВ в минах может составлять от нескольких десятков граммов до ~ 10 кг. Корпус мины может быть металлическим ‬как ферромагнитным, так и из цветных металлов, ‬пластмассовым, деревянным или тканевым. Взрыватели современных мин содержат минимальное количество металла, котороеможет составлять не только единицы, но даже доли грамма. Корпуса мин имеют цвет, как правило, совпадающий с фоном местности.Датчики цели мин могут быть механическими ‬нажимного, натяжного и обрывного действия; сейсмоакустическими, электромагнитными, оптическими и комбинированного действия. Многие образцы современных мин оснащаются самоликвидаторами со сроками замедления от нескольких часов до нескольких (десятков) суток. Мины могут взрываться при воздействии расчетного объекта поражения по истечении установленного интервала времени или по проводным и радиоканалам управления. Последние могут также использоваться для перевода мин в боевое или безопасное положение.Мины устанавливаются с заглублением в грунт ‬песок, глину, растительный слой, на поверхностьземли и в воду на реках, озерах, морском побережье. Во всех случаях установленные мины тщательно маскируются: при установке в грунт противотанковых мин слоем грунта ~ 10 см, противопехотных фугасных мин ‬слоем грунта, песка ~ 2 см. Для маскировки мин используются растительный покров, кустарник, рельеф местности. Противобортовые мины устанавливаются на удалении от оси дороги (маршрута движения) до 50 м и более.Невзорвавшиеся боеприпасы и другие взрывоопасныепредметыимеют металлический корпус, как правило, ферромагнитный, заряд ВВ и взрыватель, который при механическом или электромагнитном воздействии на него может взорваться. Масса боеприпасаи других взрывоопасных предметовможет составлять от нескольких сот граммов до нескольких сот килограммов.Изложенные сведения о минах и взрывоопасных предметахдополним некоторыми их характеристиками, которые могут использоваться в качестве демаскирующих признаков для определения их местоположения.Наличие цветового контраста в сочетании с характерными геометрическими формами и размерами самих мин, проволочных растяжек, обрывных датчиков цели являются непосредственными демаскирующими признаками мест установки мин.Косвенными демаскирующими признаками являются изменение цвета растительности, нарушение почвенного покрова, изменение плотности грунта в месте установки мин, а при механизированной и ручной установке эти «оптические эффекты» проявляются в определенном порядке. Они характеризуются коэффициентами отражения в видимом диапазоне электромагнитных волн (0,4…0,76 мкм), причем для каждого участка этого диапазона своим значением. В местах установки мин в зданиях и сооружениях также появляются пятна, отличающиеся от соседних участков стен и других их частей[1].При заглублении мин и взрывоопасных предметовв грунт в местах их установки изменяются плотность и твердость грунта по сравнению с соседними участками, что также является демаскирующим признаком. Возникает «механический контраст» в месте установки мины на однородном фоне местности.Над боеприпасом в результате медленного термического разложения и испарения взрывчатого вещества, особенно при положительных температурах, создаются газообразные продукты. Концентрация паров взрывчатого вещества достигает 1010…1011г/см3у поверхности земли над местом установки минына глубину 5 см. Вблизи взрывоопасногопредметабез маскирующего слоя концентрация паров ВВ может быть на несколько порядков выше[1].Различие в степени теплового излучения маскирующего слоя, расположенного над объектом поиска и естественного фона зависит от температуры окружающей среды и коэффициента излучения Ет(таб. 1).





Таблица 1Значения коэффициентов излучения различных сред и объектов поиска при температуре 200С

Наименование материала среды объекта поискаЗначения ЕтУкрывающие средыПесок0,92Чернозем0,87Вода (слой толщиной более 0,1 м)0,95…0,96Объекты поискаСталь, покрытая ржавчиной0,69Чугун шероховатый окисленный0,95Краска хромовая зеленая0,65…0,7Полиэтилен0,95

Суммарная плотность собственного теплового излучения любого элемента определяется по закону СтефанаБольцмана,где: = Вт/мК4‬постоянная Больцмана.Наибольший температурный контраст между местом установки мины и окружающим фоном, достигающий долей градуса Цельсия имеет место в период с 11 до 19 часов дня и с 21 до 5 часов утра.Электромагнитные свойства объектов поиска и окружающей среды характеризуются диэлектрической Еотн, магнитной отнпроницаемостью и проводимостью [1].Таблица 2Характеристики укрывающей среды и материала объектов поиска

Укрывающая средаЭлектромагнитные характеристикиПлотность г/см3Еотнотн(см/м)Сухой песок411041,2…1,65Грунт средней влажности1011021,4…1,6Влажный суглинок2011061,9…2,0Вода пресная8011021Вода морская80141,01…1,05Материал объектов поискаСталь

2000…4000

7,85Чугун

800…1500

8,0Полиэтилен2,4110141,8Тринитротолуол2110121,6

Как следует из таблицы 2., различия в электромагнитных свойствах укрывающей среды и объектов поиска проявляются в наибольшей степени и именно они положены в основу принципов действия средств поиска мин и взрывоопасных предметов.Исследованиями установлено, что у реальных объектов поиска наибольшими нелинейными свойствами обладают высокочастотные полупроводниковые приборы. Такими объектами являются: радиоуправляемые взрывные устройства, неконтактные и электронноконтактные датчики цели мин и др.Поиском называется процесс целенаправленного обследования определенных участков местности, дорог, зданий, сооружений для обнаружения мин и взрывоопасных предметов[2].Под обнаружением следует понимать получение информации (сигнала) о местоположении искомого объекта путем установления с ним энергетического или визуального контакта[2].При поиске мин и взрывоопасных предметовиспользуются электромагнитные методы обнаружения, которые могут быть индукционными, радиоволновыми, комбинированного действия, магнитометрическими (феррозондовыми), нелинейной радиолокации.Индукционный метод поиска и обнаружения мин и взрывоопасных предметовполучил наибольшее распространение при разработке средств поиска мин. Он используется для обнаружения боеприпасов, имеющих металлический корпус или другие металлические элементы в своей конструкции. Причем металл может быть как ферромагнитным, так и диамагнитным.Именно благодаря способности объекта поиска, содержащего ферромагнитный металл, изменять электрические и магнитные свойства среды в месте его установки оказалось возможным обнаружение таких объектов.Реализация индукционного метода осуществлялась в различной форме. Первоначально регистрировалось изменение индуктивности в поисковом элементе, который являлся составной частью колебательного контура высокочастотных колебаний основного генератора. В последующем, по мере развития элементной базы были созданы полупроводниковые низкочастотные миноискатели. При попадании под поисковый элемент металла (мины) электромагнитное поле генераторной катушки искажается, изменяется ее индуктивная связь с приемными катушками, что позволяет обнаружить мину.Суть радиоволнового метода обнаружения металлических и неметаллических объектов в грунте заключается в том, что при облучении полупроводящих сред высокочастотнымили сверхвысокочастотнымэлектромагнитным полем, любые неоднородности (пустоты, металлические и пластмассовые предметы и др.), размеры которых соизмеримы с длиной волны, будут рассеивать это поле. Часть отраженной энергии может быть зафиксирована приемным устройством искателя. Фактически радиоволновой метод является частным случаем широко известного радиолокационного метода обнаружения объектов.Радиоволновой метод обнаружения неметаллических объектов основан на регистрации различной диэлектрической проницаемости между объектом поиска (миной) и грунтом (вмещающей средой)[1].Метод нелинейной радиолокации представляет собой процесс взаимодействияСВЧизлучения с полупроводниковыми приборами.При попадании излучения на материалы, из которых изготовлены полупроводниковые элементы электрических схем взрывателей, их молекулы возбуждаются, т.е. во внешних электронных оболочках атомов электроны переходят из низкоэнергетического состояния на более высокий энергетический уровень. Эти процессы сопровождаются переизлучением падающих электромагнитных волн на удвоенной и более высоких частотах, которые называются гармониками. Именно использование второй гармоники, т.е. удвоенной по сравнению с падающей частотой электромагнитного излучения, позволило разработать искатели неконтактных мин, в которых электрические схемы предназначены для приема, усиления и обработки сигнала на удвоенной частоте, по сравнению с генерируемой и излучаемой с помощью блока передающих антенн.Кроме того, важным достоинством данного метода является направленность переизлучаемого сигнала. Онреализован в комплекте искателя неконтактных мин (ИНМ) и его модификациях, предназначенного для поиска малоразмерных объектов, содержащих неконтактные и электронноконтактные датчики цели, исполнительные приборы радиолиний управления взрывоми др., обладающие нелинейными свойствами[1].

Коммерческими предприятиями разработан и свободно реализуется комплект, называемый детектором нелинейных переходов НР900К. В основу его работы положен такой же физический принцип действия, как и в комплекте ИНМ. Благодаря его оснащению микропроцессором, пультом управления с использованием дисплейного экрана оказалось возможным существенно улучшить его ТТХ.Внедрение достижений науки и техники в конструкции миноискателей позволило оснастить их микропроцессорами, дисплейным экраном, что позволило значительно повысить их чувствительность, значительно улучшить селекцию сигнала, вплоть до идентификации обнаруженных объектов поиска по свойствам материала и его размерам.Следует отметить, что в настоящее время лучшим детектором ВВ является собачий нос. Специально отобранные и обученные собаки миннорозыскной службыспособны избирательно обнаруживать весьма малые концентрации паров ВВ. При этом заряд ВВ может быть в грунте, в автомобиле, в чемодане и т.д. К сожалению, эффективность поиска зависит от психофизиологического состояния собаки. При отсутствии постоянных тренировок эффективность поиска снижается. При температуре +250С собаки способны работать не более 30…40мин, а затем требуется отдых в тени в течение 1…2 часов.Таким образом, преодоление войсками современных заграждений, разминирование местности и объектов является важнейшей и проблемной задачей инженерного обеспечения деятельности войск. В свою очередь она может быть выполнена только на основе разведанных о минновзрывных заграждениях, которые необходимо добыть, в частности, с помощью средств поиска мин и ВОП. Этими обстоятельствами предопределяются актуальность рассмотрения данной темы. Только зная физические принципы, на которых основывается действие современных средств поиска мин и взрывоопасных предметов, можно организовать выполнение задач по ведению разведки минновзрывных заграждений и местности на наличие взрывоопасных предметовв интересах действий войск.

Ссылки на источники1.Средства поиска мин и взрывоопасных предметов : учеб. пособие / Скляров В. Ф. Москва : ВИУ МО РФ, 2003. 259 с.2.Средства инженерной разведки :Руководство по материальной части и применению. Москва., Воениздат, 1978г.