ПЕТРЕНКО Евгений Сергеевич
НЕКОТОРЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ГУМАНИТАРНОГО РАЗМИНИРОВАНИЯ
Источник: Журнал "Специальная техника", 2002, № 4.
Перед человечеством, хотя не сегодня и не вдруг, возникла еще одна довольно серьезная проблема – проблема гуманитарного разминирования. Суть этой проблемы заключается в том, что в различных регионах мира после завершения военных конфликтов осталось до 300 миллионов мин и других взрывоопасных предметов (ВОП) различных типов, по-прежнему представляющих смертельную опасность как для гражданского населения, так и для специалистов, занимающихся поиском и обезвреживанием ВОП. В связи с этим из землепользования выведены огромные территории. Постоянное или временное соседство с таким невидимым, но очень опасным врагом, сопровождается не только психологическими, но и физическими травмами, вплоть до летальных исходов. Список жертв постоянно растет. Эта беда не обошла стороной даже благополучную Европу, которая еще долго будет ликвидировать последствия военных конфликтов на территории бывшей Югославии и СССР.
Кроме Европы проблема гуманитарного разминирования остро стоит в странах Юго-Восточной Азии (Кампучия, Лаос, Вьетнам), Южной Африки, Ближнего Востока и многих других регионах мира. Одним из наиболее значимых факторов, сдерживающих решение проблемы гуманитарного разминирования является недостаточно высокая эффективность и безопасность применяемых образцов техники и технологий поиска и обезвреживания мин и других ВОП. Еще одним аспектом, препятствующим радикальному решению проблемы, является многообразие ВОП и условий выполнения работ – ландшафтных и погодно-климатических.
Из всего многообразия ВОП наибольшую опасность и, соответственно, “гарантирующих” наибольшую сложность поиска и обезвреживания, представляют:
- инженерные противопехотные, противотанковые, противотранспортные и специальные мины, мины-ловушки и самодельные взрывные устройства, взрыватели которых переведены в боевое положение с отработавшим механизмом дальнего взведения;
- снаряды, гранаты и выстрелы к ствольным артиллерийским системам калибров 20 … 203,2 мм, минометные мины калибров 81 … 160 мм, прошедшие канал ствола;
- авиационные боеприпасы со снятыми ступенями предохранения;
- ручные противопехотные и противотанковые гранаты без предохранительных чек;
- фрагменты ракетно-артиллерийских и авиационных боеприпасов, могущие содержать остатки ракетного топлива в камерах сгорания стартовых ускорителей, маршевых двигателей и двигателей коррекции;
- все виды взрывателей и окончательно снаряженных боеприпасов (с ввернутыми взрывателями), подвергшихся воздействию ударных нагрузок в результате взрывов складов боеприпасов, аварий транспортных средств, падения боеприпасов (в том числе и в укладочных ящиках) с высоты более 1,5 … 3 м на твердую поверхность;
- взрыватели и окончательно снаряженные боеприпасы со следами значительной коррозии.
ВОП могут располагаться на поверхности грунта, с заглублением в него до 5 … 6 м (авиабомбы, артиллерийские боеприпасы крупных калибров, заряды минных колодцев и заглубленные склады боеприпасов), а также над поверхностью грунта (в зданиях и на деревьях).
Существует ошибочное мнение, что с течением времени опасность со стороны ВОП уменьшается вплоть до нуля, и наступит такое время, когда ВОП сами по себе “растворяться” в окружающей среде с нанесением ей лишь незначительного экологического ущерба. В основе такого мнения лежит надежда на постепенное разложение взрывчатого вещества (ВВ) с образованием вторичных невзрывчатых компонентов, разрушение взрывательных устройств и корпусных деталей ВОП, а также надежда на “проваливание” ВОП в грунт на большую глубину, где их взрыв не причинит никакого вреда.
Представляется целесообразным проведение аргументированного анализа подобных утверждений.
Боевые ВВ на основе ТНТ (возможные наименования - тротил, тринитротолуол, TNT), гексогена (RDX) и октогена (HMX) обладают довольно высокой химической стойкостью в течение длительного периода времени, не разлагаясь и не вступая в естественных условиях в различного рода реакции с образованием вторичных продуктов. Температурные воздействия в широком диапазоне условий (от –50 до +50 ° С) также не вызывают существенных изменений их взрывчатых свойств (бризантности, фугасности и чувствительности к инициирующему воздействию). Например, ТНТ в результате длительного складского хранения (несколько десятков лет) из светло-желтого превращается в бурый и в пределах не более 5 … 7 % теряет в фугасности и бризантности. Контакт ТНТ со щелочами при повышенной температуре и влажности может привести к существенному повышению чувствительности, соответственно снижающему порог инициирующего детонацию импульса.
Своеобразное исключение составляет пикриновая кислота, которой массово снаряжались боеприпасы до I-й Мировой войны и ограниченно до II-й Мировой войны. При коррозии корпусов снарядов образуются соли пикриновой кислоты – пикраты, обладающие очень высокой чувствительностью к внешним воздействиям.
Аммиачная селитра и пороха в результате длительного хранения и контакта с влагой, как правило, значительно теряют свою чувствительность вплоть до полной утраты взрывчатых свойств. В составе боеприпасов аммиачная селитра использовалась в основном в смеси с ТНТ (аммониты), что обеспечивало стабилизацию свойств ВВ в широком диапазоне погодно-климатических условий.
Таким образом, ВВ, входящие в состав ВОП, будут еще довольно длительное время сохранять свои взрывчатые свойства, а в отдельных случаях будет иметь место и значительное повышение чувствительности к внешним воздействиям с соответствующим увеличением исходящей от ВОП опасности.
Коррозия и разрушение корпусов ВОП и взрывательных устройств также может стать причиной значительного повышения опасности, исходящей от таких предметов, как из-за возможного прохождения химических реакций с участием бризантных и инициирующих ВВ, так и из-за разрушения предохранительно–исполнительных механизмов и стопорных устройств.
С течением времени может происходить как самозаглубление ВОП в грунт, так и обратный процесс – выталкивание этих предметов на поверхность вплоть до полного освобождения от маскировочного слоя грунта. Заглубление ВОП в грунт, с одной стороны, способствует уменьшению возможности его обнаружения, с другой стороны, - способствует локализации воздействия поражающих факторов возможного взрыва (осколков, ударной волны и продуктов детонации) на окружающее пространство. Особенно “приветствуется” так называемый камуфлетный взрыв, характерной особенностью которого является отсутствие конической воронки выброса в грунте (взрыв без “раскрытия” воронки выброса). И то, если речь не идет о крупных фугасных зарядах, способных создать мощную сейсмическую волну, которая в отдельных случаях может рассматриваться как своеобразный поражающий фактор взрыва.
Известны многочисленные случаи, когда изначально (специально или случайно) инженерные мины с взрывателями нажимного действия устанавливались в грунт с заглублением, превышающим штатную, рекомендуемую глубину установки. В результате этого так называемый конус давления от цели в грунте не создавал на поверхности нажимного датчика цели взрывателя необходимое для его срабатывания усилие. С течением времени при движении животных, людей и транспортных средств по заминированному таким образом участку местности (тропа или грунтовая дорога) происходит постепенное уплотнение грунта, образование колеи с уменьшением толщины маскировочного слоя грунта. И наступает такой момент, когда давление на нажимной датчик цели взрывателя обеспечивает усилие, достаточное для его срабатывания со всеми вытекающими отсюда последствиями. Случаи подрыва на инженерных минах, установленных во время II-й Мировой войны, имеют место до сих пор. Доводы, согласно которым на участке местности, где давно никто не подрывался, и поэтому можно не проводить работы по разминированию, не выдерживают никакой критики.
В связи с этим проблема гуманитарного разминирования, к сожалению, не решается автоматически исходя из нашедшего широкое и зачастую удачное применение в других областях человеческой деятельности принципа давности лет.
Кроме рассмотренного выше имеется еще целый ряд особенностей выполнения операций гуманитарного разминирования, влияющих как положительно на эффективность действий, так и отрицательно. Среди факторов, способствующих успеху выполнения операций гуманитарного разминирования, можно отметить следующие.
В зонах, где планируется выполнение работ, военные конфликты уже закончены. Это означает, что по саперам, ведущим поиск и обезвреживание ВОП, в отличие от периодов ведения активных боевых действий, не ведется огонь на поражение из стрелкового и артиллерийского вооружения. Саперы могут полностью сосредоточиться на своей непосредственной работе. Не секрет, что во время активных боевых действий саперы всегда были приоритетными целями для противника, тем более находясь в авангарде боевых подразделений. Соответственно и временные рамки выполнения работ не являются такими жесткими, как в военное время.
Время пребывания инженерных мин с электронными, электромеханическими и часовыми взрывателями в боевом положении ограничено временем сохранения электрического заряда источниками питания (для часовых механических взрывателей – заводом). При истощении источника питания, интенсивность которого особенно возрастает в условиях отрицательных температур, происходит срабатывание механизма самоликвидации взрывателя и всего боеприпаса в целом, что характерно в первую очередь для штатных промышленно произведенных взрывателей, перевод в транспортное (предохранительное) положение или просто утрата способности реагировать на появление цели. Максимальное время пребывания магнитных, сейсмических, оптических, часовых взрывателей, а также радиовзрывателей в боевом положении составляет от нескольких часов до нескольких месяцев. Через год и более после завершения установки инженерных мин с такими взрывателями можно утверждать, что среди них не осталось дееспособных. Правда это совсем не означает, что такие ВОП стали полностью безопасными – ведь детонатор с инициирующим ВВ остался вставленным в основной заряд ВВ. Говорить можно только о значительном снижении степени опасности со стороны довольно значительной группы ВОП. При этом нужно постоянно помнить, что механические взрыватели инженерных мин не потеряют свои функциональные способности еще много лет.
В отличие от периода ведения активных боевых действий, когда работа сапера может потребоваться днем и ночью, в жару и в холод, в дождь и при наличии снежного покрова, выполнение операций гуманитарного разминирования может осуществляться в достаточно комфортных погодно-климатических условиях и в плановом порядке. Это обеспечивает, с одной стороны, максимальное использование возможностей саперов как биологических объектов, с другой стороны, – использование специальной техники, которая не может быть применена в военное время (не соответствует военным стандартам по климатической стойкости, влагостойкости, вибростойкости, электромагнитной совместимости, по возможности размещения на конкретных образцах военной техники и т.д.). Известно, что одним из наиболее слабых мест специальной техники являются автономные источники питания - аккумуляторы, которые могут функционировать в условиях отрицательных температур довольно ограниченное время. Такая же проблема существует и для приборов, снабженных жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ). При планировании конкретных работ в рамках операций гуманитарного разминирования, естественно, особенности функционирования специальной техники могут и должны быть учтены для максимальной реализации возможностей. В действительности далеко не всегда такие очевидные вещи должным образом учитываются, и операции проводятся в зимний, наиболее неблагоприятный период с соответствующим значительным снижением темпов и безопасности выполнения работ. Очевидно, иногда коньюктурные, финансовые и политические соображения зарубежных специалистов закрывают собой все остальные доводы. На этом фоне уже и Россия, в которой вечно основную массу землеройных работ осуществляли исключительно зимой по мерзлому грунту из-за более высоких тарифных ставок, не кажется такой уж беспросветной страной “вечнозеленых помидоров”.
При планировании операций гуманитарного разминирования в полном объеме может и должна использоваться информация, полученная из всех возможных источников: начиная с опроса местных жителей и кончая данными космической разведки, о расположении предполагаемых минных полей и одиночных мин, типах мин и схемах минирования, свидетелях событий и т.п. В данной сфере лишней информации практически не бывает. К сожалению, с течением времени объем такой предварительной информации будет уменьшаться по известным причинам.
По прошествию времени будут нарастать и трудности, связанные с проблемой поиска ВВ и ВОП давней закладки. К сожалению, для открытой местности с характерными для нее атмосферными осадками, эрозией почвы и значительными циркуляциями воздушных масс длительное пребывания ВВ и ВОП в грунте, как правило, приводит к значительному уменьшению вероятности их обнаружения с помощью собак минно-розыскной службы (МРС) и газоаналитических приборов [1].
В настоящее время основными инструментами саперов, осуществляющих поиск и разминирование ВОП при выполнении операций гуманитарного разминирования, являются индукционные миноискатели (металлодетекторы), собаки, щуп, шнур с кошкой, облегченные защитные костюмы сапера и … интуиция. Из числа миноискателей наилучшие результаты показывают селективные индукционные, способные обеспечить поиск мин в условиях присутствия в грунте и на его поверхности многочисленных посторонних металлических предметов в виде осколков, пуль, гильз, фольги, консервных банок и других следов присутствия Homo sapiens (фото 1).
Фото 1. Селективный индукционный
миноискатель серии "МЕДУЗА"
Обнадеживающие результаты дает использование специальной противоминной обуви, представляющей собой воздухонаполненные емкости из эластичного материала с большой площадью поверхности контакта с грунтом (фото 2). Смысл использования такой обуви заключается в том, что при этом усилие давления от сапера на грунт распределяется на площади, значительно превосходящей площадь обычной обуви. Удельное давление от человека на грунт уменьшается до величины, при которой нажимные взрыватели противопехотных фугасных мин не срабатывают. По телевидению неоднократно показывали эффектные кадры, когда во время демонстрации противоминной обуви на основе воздухонаполненных емкостей сапер ходит по куриным яйцам без их повреждения. При этом необходимо иметь ввиду, что в отдельных случаях такая обувь может вызвать обратный эффект, например, при поиске и обезвреживании противопехотных мин (ППМ) с натяжными датчиками цели, когда резко возрастает опасность зацепления проволочных и нитевидных приводов датчика цели.
Фото 2. Вариант исполнения противоминной обуви
В отдельных случаях хорошие результаты обеспечивает использование тяжелой бронетанковой техники при разминировании противопехотных минных полей и заграждений. Таким образом были частично сняты минные поля в районе Кабула накануне вывода советских войск из Афганистана с помощью специальной бронированной машины разминирования БМР (фото 3).
Единого универсального высокоэффективного средства поиска ВОП, способного тем более работать автономно без участия человека, пока нет, и появление не ожидается даже в отдаленной перспективе. Попытки совершенствования существующих технологий поиска и разработки принципиально новых направлений осуществляются во многих странах мира, к сожалению, пока без получения более-менее значимых результатов.
В качестве одного из наиболее перспективных методов поиска мин многие специалисты рассматривают метод, основанный на анализе различий тепловых полей основного массива грунта и локальной зоны в районе установки мины с использованием техники, работающей в инфракрасной (ИК) области спектра – тепловизоров и термографов.
Специалистами признается тот факт, что ИК-метод показывает хорошие результаты тогда, когда имеется значительная разница ИК-излучений от слоя грунта, расположенного непосредственно над миной, и от всего остального массива грунта. Рассматриваются два варианта реализации метода: пассивный (с использованием солнечной энергии) и активный (с использованием искусственного источника тепла). Очевидно, что результативность поиска объектов под землей, к числу которых относятся и мины, в значительной степени зависит от квалификации оператора и реальных условий обстановки. Условия обстановки определяются как типом мин, так и физико-механическими параметрами грунта в данный конкретный момент времени (при конкретных параметрах температуры и влажности) с учетом последствий биологической активности растений, животных и жизнедеятельности человека. Лабораторные и натурные полевые экспериментальные исследования с использованием ИК-техники показали, что даже незначительные локальные изменения влажности и плотности грунта, не говоря уже об отдельных посторонних объектах и включениях, могут привести к ложным “срабатываниям”.
Фото 3. Бронированная машина
разминирования серии БМР
В принципе вызывает серьезные сомнения возможность использования пассивной термографии для поиска мин, и прежде всего – противопехотных во влажных тяжелых грунтах с густой растительностью. Несколько большими возможностями по поиску мин обладает активный метод. Характерной особенностью данного метода является значительное время на нагрев участка местности (до 15 мин.) и последующее его остывание (до 50 мин.) с целью создания необходимого градиента температур тепловых полей над объектом поиска (миной) и остальных участков местности. И если для гомогенной (однородной) среды использование метода не вызывает сомнений, то при работе в условиях гетерогенной (неоднородной) среды, очевидно, возможности метода будут значительно ограничены.
Представляется целесообразным рассмотрение вопроса об использования ИК-методов прежде всего для дистанционного поиска осколочных ППМ кругового или направленного поражения с натяжным датчиком цели, установленных на поверхности грунта и имеющих малозаметную проволочную или нитевидную растяжку длиной до нескольких десятков метров. Задача дистанционного поиска таких мин чрезвычайно актуальна, поскольку саперы с миноискателями (даже очень хорошими) в специальной защитной экипировке и собаки МРС практически бессильны перед такими минами.
На сегодняшний день в этой области наибольших успехов добились в России при помощи портативного компьютерного термографа “ИРТИС-2000” (фото 4), предназначенного для визуализации тепловых полей и дистанционного определения температуры различных объектов. Особенно эффективен прибор при поиске и обезвреживании противопехотных осколочных и фугасных мин, установленных на поверхности грунта, при поиске объектовых зарядов в зданиях и сооружениях. Перепад температур, который способен обнаружить прибор, составляет всего 0,05 ° С; имеется возможность запоминания большого количества тепловых изображений различных объектов и последующей их компьютерной обработки (например, автоматического сравнения).
Фото 4. Портативный компьютерный
термограф “ИРТИС-2000”
Некоторые надежды специалисты связывают с возможностью использования ультразвука для поиска мин в грунте. Внедрению данной технологии, которая уже широко используется для неразрушающего контроля в промышленности и в медицине, в практику поиска мин пока препятствует целый ряд трудностей. Одна из основных трудностей обусловлена тем, что начальные параметры ультразвукового сигнала, распространяясь в грунте, изменяются в зависимости от его состава и микроструктуры. И это не может быть заранее спрогнозировано. Кроме того, далеко не всегда объекты поиска могут быть различимы на фоне локальных изменений свойств грунта. Дополнительные трудности накладывает многообразие мин: их размеров, форм, вплоть до микронеровностей, возможных ориентаций в грунте и разброс параметров на границе контакта конкретной мины с грунтом. К сожалению, грунт по сравнению с однородным материалом оказался весьма неподходящей средой для работы с ультразвуком.
Определенный интерес вызывают исследования в области акустических сигналов звуковой частоты (диапазон рабочих частот от 5,9 Гц до 6 кГц). Проведенные исследования показали значительную зависимость результатов поиска мин от их формы, материала и микронеровностей поверхности. Кроме того, проблематичной является идентификация объектов из различных твердых материалов (камня, металла или пластмассы), в то время как различия детектируемых сигналов между объектами из мягких и твердых материалов очевидны.
Продолжаются попытки использования поверхностных сейсмических волн длиной от 1,0 до 2,5 м для поиска мин в грунте. Данный метод основан на регистрации увеличения фазовой скорости волновой дисперсии (рассеивания) в районе расположения в грунте тех или иных неоднородностей по сравнению с фоновым однородным грунтом. Метод уже нашел широкое применение при обследовании грунта под дорожным полотном без его повреждения на предмет наличия пустот, туннелей, трубопроводов и других относительно крупных объектов.
Характерной особенностью метода является необходимость расположения исследуемой зоны между источником сейсмических волн и приемником, что может вызвать известные трудности при работе на минном поле. Кроме того, требуется проведение специальных исследований для оценки возможностей использования метода для поиска таких малоразмерных объектов, как фугасные ППМ.
По всей видимости, внедрение результатов работ и исследований в области ультразвука, акустических сигналов звуковой частоты и сейсмических волн в практику разминирования возможно, к сожалению, в отдаленной перспективе.
В целом решением технических, финансовых и организационных проблем, связанных с гуманитарным разминированием, человечеству придется заниматься еще довольно длительное время с учетом прибавления к старым минным полям новых. Главное, что практически во всех странах мира признали существование такой глобальной проблемы и в той или иной степени приступили к практическому поиску решений. Хотелось бы надеяться, что Россия не останется в стороне от процесса, тем более обладая столь существенным техническим заделом в этой области.
Литература
1. Петренко Е.С. Некоторые особенности поиска взрывчатых веществ и взрывоопасных предметов с помощью собак, газоаналитических приборов и химических экспресс-тестов.//Специальная техника, 2002, № 4.
Статья опубликована на сайте: 26.04.2006