Что произвести проще: Ф-1 или РГ-42
В комментариях под предыдущей статьей "Ручная фугасно-зажигательная граната" возникла любопытная дискуссия о том, что проще произвести: Ф-1 или РГ-42? Я в эту дискуссию особенно не вмешивался, поскольку посчитал, что тема стоит отдельного разбора. Именно на этом примере можно увидеть всю неоднозначность военно-экономических решений.
Эти гранаты, конечно, в представлении не нуждаются. Но все же...
Общий обзор технологии
На первый взгляд, граната типа "консервная банка с тротилом", такая, как РГ-42 и ее предшественница РГ-41, выглядит более простой в производстве, чем Ф-1. Работа с листовым материалом не требует особо сложного оборудования. Вырезка заготовки корпуса, высечка или выштамповка заготовок для дна и крышки, соединение их фальцовочным швом на довольно простой машинке по закатыванию (такие широко применяются при изготовлении консервных банок), изготовление фланца для запала и его крепление пайкой или сваркой. Действительно, корпуса для РГ-42 во время войны производились на очень многих заводах, в том числе и консервных, в разного рода мастерских. Корпуса отправлялись на снаряжательный завод.
Закаточная машинка, соединяющая фальцовочным швом стенку консервной банки с донцем и крышкой. По похожей технологии делались корпуса гранат РГ-42
Корпус Ф-1 изготовляется отливкой из чугуна или сталистого чугуна, что требует хотя бы минимально оборудованной литейной мастерской с печью для плавки чугуна и участком по изготовлению опок и стержней. Пустотелый стержень оформлял при отливке внутреннюю полость корпуса; его делали из шамота, каолина или песчано-глиняной смеси. Мне не удалось найти описания технологии отливок именно корпусов для Ф-1, но очевидно, формы делали сразу на партию: шесть, восемь, десять штук, что зависело от производительности чугуноплавильной печи и наличного разливочного инвентаря.
Литье чугуна выглядит примерно так: собранные формы, в которые из ковша заливают расплавленный чугун
После того как отливка остывала, форму разбивали, выколачивали из гранат стержни, очищали от остатков формовочной смеси. Корпуса проходили механическую обработку (расточку очка и нарезку резьбы) и отправлялись на специальный завод для снаряжения. Иногда снаряжательный завод получал необработанные корпуса и завершал их обработку.
Главное в отливке — это правильно подготовить форму. Для этого требовались специалисты, модельщики и формовщики, без которых ни одна литейная мастерская ничего отлить не могла. Остальные работы не требовали квалифицированной рабочей силы. К тому же литейная мастерская требовала расхода топлива на плавку чугуна и потому должна была снабжаться коксом или древесным углем. РГ-42 не требовала печей, кокса, квалифицированных литейщиков. Достаточно было довольно просто оборудованной механической мастерской и наспех обученных рабочих. Если есть мастерская с оборудованием и мастером, то можно обучить необходимым операциям за день или два. Формовщика нужно учить дольше.
Итак, все очевидно? Не спешите.
Сколько металла и взрывчатки потребно?
Другая сторона вопроса — расход металла на гранату. РГ-42 расходует гораздо меньше металла, чем Ф-1. Это не так трудно определить, если из веса гранаты вычесть вес заряда и вес запала УЗРГ (55 граммов). Ф-1 весит 600 граммов, и за вычетом 60 граммов заряда и запала получается 485 граммов вес корпуса. РГ-42 весит 440 граммов, и за вычетом 150 граммов заряда и запала получается 235 граммов.
Корпус РГ-42 почти точно вдвое легче, чем у Ф-1. При этом надо учитывать, что в вес корпуса входит также осколочный элемент. Без него корпус гранаты будет еще легче. Это весьма существенный момент. Условный миллион гранат РГ-42 потребует 235 тонн металла, а условный миллион Ф-1 — 485 тонн. Конечно, в условиях большой войны, когда металла расходуется в масштабах миллионов тонн, это не то чтобы много. Но все же в воюющей экономике металл представляет собой дефицит, и с этой точки зрения РГ-42 выглядит более предпочтительно.
Дефицит металла в войне может дойти до самой крайности. Это фото, конечно, постановочное, но в Великобритании действительно срезали в металлолом красивые решетки
Однако у РГ-42 гораздо больший вес заряда, в 2,5 раза больше, чем у Ф-1. Условный миллион РГ-42 потребует 150 тонн тротила, тогда как для Ф-1 потребуется всего лишь 60 тонн. Вот тут возникает первая неоднозначная ситуация в решении вопроса, какие именно гранаты производить. Что выбрать? Повышенный расход металла или повышенный расход взрывчатки? Этот вопрос в рамках воюющей экономики решается уже исходя из балансов поступления и расхода того и другого. По опыту Второй мировой войны можно судить, что узким местом была именно взрывчатка. Для ее производства нужны были специализированные предприятия, особое оборудование, обученные кадры и целый набор сырья и химикатов. Производство того же тротила лимитировалось не только мощностями спецзаводов, но и мощностями по производству толуола, азотной и серной кислот. В общем, если тротила не хватает, то целесообразнее использовать гранату с меньшим зарядом, то есть Ф-1.
И снова возникает неоднозначный момент. Если принято решение о снаряжении ручных гранат эрзац-взрывчаткой вроде аммиачной селитры, то целесообразнее использовать РГ-42. Тротиловый эквивалент селитры составляет 0,35, то есть 150 граммов заряда будет эквивалентно 52,5 граммам тротила, и РГ-42 с таким зарядом будет примерно эквивалентна Ф-1 в тротиловом снаряжении. Смесевые ВВ на основе аммиачной селитры мощнее (игданит, скажем, имеет тротиловый эквивалент 0,8), но и в этом случае корпус большей емкости, как у РГ-42, является преимуществом.
Таким образом, уже в этом возникают сложные ситуации с неочевидным выбором. В общем, можно сказать, что тип гранаты и снаряжение ее тем или иным видом взрывчатки определяются в первую очередь наличными мощностями по производству взрывчатых веществ и общим развитием химической промышленности. Скажем, в Германии во время мировых войн было мало нефти и вследствие этого мало толуола, но зато были хорошие мощности по производству синтетического аммиака и аммиачной селитры. Потому немцы тяготели к использованию в ручных гранатах именно селитры, а потому использовали корпус из листового металла.
Какой именно металл?
Металл тоже бывает разный. Ф-1 изготовляется из чугуна, а РГ-42 из листовой стали. Технологическая разница весьма велика. Чугун — это первый продукт, получаемый из железной руды плавкой в доменных печах. Хотя сейчас довольно бурно развивается технология внедоменного получения железа, тем не менее, доменный процесс все еще доминирует в мировой металлургии.
Листовой металл, напротив, конечный продукт. Для него требуется выплавить чугун, потом переделать его в сталь в сталеплавильных печах. По технологии первой половины ХХ века стальные слитки сначала прокатывались на блюмингах, потом на нескольких прокатных станах, с получением сляба — стальной плиты толщиной от 75 до 600 мм. Затем эту заготовку несколько раз прокатывали на листовых станах с получением стального листа необходимой толщины (в нашем случае 1-2 мм). Чаще изготовляли горячекатаный тонколистовой прокат, который имел большее применение, чем холоднокатаный. Готовый прокат в листах или рулонах отправляли потребителям. Во второй половине ХХ века технология несколько изменилась. Появление непрерывной разливки стали позволило перейти к литым слябам, из которых получался более качественный листовой прокат.
Вот, к примеру, листопрокатный цех 3000 ОАО "Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича". Стан-3000 катает листовую сталь толщиной от 6 до 50 мм. Можно видеть, насколько это грандиозное сооружение — крупный листопрокатный стан
Получение полуфабриката для Ф-1 требует одной только доменной печи, а для РГ-42 — целого металлургического завода полного цикла, выпускающего все виды продукции, от чугуна до готового проката. Производство стального листа требует многих операций, специального оборудования и квалифицированных специалистов. Потому сравнивать только изготовление корпусов для гранат Ф-1 и РГ-42 неправильно. Технологию нужно рассматривать целиком, вместе с изготовлением полуфабрикатов. И тогда технология производства Ф-1 оказывается намного проще.
Даже более того, гранату Ф-1 можно производить на очень примитивном металлургическом заводе, выплавляя чугун в доменной печи образца XVIII века из болотной руды и на древесном угле. Литье корпусов можно организовать тут же, разливая металл из домны прямо в формы.
Доменная печь, построенная на Северском заводе на Урале в 1860 году. На такой домне вполне можно плавить чугун и тут же отливать корпуса гранат
Интересно также отметить еще пару моментов, основанных на данных Нововятского механического завода № 608, который в войну и после нее производил снаряжение гранат Ф-1 и РГ-42, а к последним также изготовлял корпуса. Во-первых, получая корпуса от поставщиков, завод часть из них браковал. По Ф-1 средний процент брака составлял 16% (из 2,7 млн. корпусов было забраковано 451 тысяч штук), а по РГ-42 — 31% (из 3,5 млн. корпусов забраковано 1,1 млн. штук). То есть видимая простота изготовления корпусов для РГ-42 оборачивалась высоким процентом брака и бесполезным расходом ценного листового проката. Брак можно было переплавить, но пускать в переплавку бракованные корпуса Ф-1 было с очевидностью выгоднее. Во-вторых, хотя нет возможности сравнить стоимость корпусов этих типов гранат, все же в материалах завода № 608 есть интересное указание, что РГ-42 становилась дешевой только при массовом, поточном выпуске. Когда завод только начинал освоение производства корпусов РГ-42, они стоили 18,9 рублей за штуку, а с освоением поточного производства себестоимость упала до 5,5 рублей. Таким образом, РГ-42, выпускаемая в мелких мастерских и на непрофильных заводах, была дорогой гранатой. Если положить, что корпус Ф-1 стоил около 6 рублей, то за цену РГ-42 полукустарного выпуска можно было сделать по крайней мере три корпуса для Ф-1. Это неудивительно, поскольку листовой металл гораздо дороже литейного чугуна, и механической обработки заготовок корпуса РГ-42 больше.
Отсюда еще один немаловажный вывод. На массовый выпуск РГ-42 можно решиться только в том случае, если есть развитая металлургия, у которой достаточные мощности по производству листового металла, а также при наличии развитого машиностроения. РГ-42 — это побочный продукт развития автомобилестроения, которому нужно много листового металла. Потому страны с развитым автомобилестроением (во Вторую мировую войну — США и Германия, а также СССР) тяготели к изготовлению гранат из листового металла.
Прототип Ф-1, французская граната F-1, появилась не от хорошей жизни. Немцы захватили две трети главных французских угольных месторождений в районе Па-де-Кале. Одна треть осталась у французов, но там шахты располагались почти сразу за траншеями. Были шахты, которые немцы обстреливали из пулеметов, и для горняков были сооружены специальные бронированные укрытия. Добыча угля сократилась наполовину. В 1915 году Франция добывала 20 млн. тонн угля, еще 20 млн. тонн получала из Великобритании, хотя в 1913 году потребляла 64 млн. тонн угля. Также французы потеряли почти всю добычу железной руды, добыча сократилась с 21,9 млн. тонн в 1913 году до 0,6 млн. тонн в 1915 году. Потребности покрывались переплавкой металлолома, поставками союзников, но и так потребление железа упало вдвое по сравнению с довоенным временем. Именно в это время и появилась новая граната. Во Франции было много мелких месторождений железа, известных еще со средних веков, в которых можно было добыть руды для выплавки нескольких десятков тысяч тонн чугуна в самых простых домнах и на древесном угле. Скажем, 1000 тонн чугуна хватит для 2 млн. гранат типа F-1. Одна домна мощностью в 50 тонн в сутки (это очень небольшая печь) могла дать за год 15 тысяч тонн чугуна, чего хватило бы для изготовления 30 млн. гранат.
Так что граната Ф-1 — это такая граната, которую можно производить даже при крайнем истощении экономики, используя самые низкосортные железные руды, древесный уголь и самый минимум квалифицированных инженеров и рабочих. Даже если крупные металлургические комбинаты превратились в радиоактивные руины, все еще остаются возможности для производства Ф-1.
И какой же вердикт? Если рассмотреть вопрос всесторонне, то выходит, что Ф-1 — проще и дешевле в изготовлении, чем РГ-42. Так что в третьей мировой лимонка будет все еще в строю и займет почетное место в вооружении пехоты.
Эти гранаты, конечно, в представлении не нуждаются. Но все же...
Общий обзор технологии
На первый взгляд, граната типа "консервная банка с тротилом", такая, как РГ-42 и ее предшественница РГ-41, выглядит более простой в производстве, чем Ф-1. Работа с листовым материалом не требует особо сложного оборудования. Вырезка заготовки корпуса, высечка или выштамповка заготовок для дна и крышки, соединение их фальцовочным швом на довольно простой машинке по закатыванию (такие широко применяются при изготовлении консервных банок), изготовление фланца для запала и его крепление пайкой или сваркой. Действительно, корпуса для РГ-42 во время войны производились на очень многих заводах, в том числе и консервных, в разного рода мастерских. Корпуса отправлялись на снаряжательный завод.
Закаточная машинка, соединяющая фальцовочным швом стенку консервной банки с донцем и крышкой. По похожей технологии делались корпуса гранат РГ-42
Корпус Ф-1 изготовляется отливкой из чугуна или сталистого чугуна, что требует хотя бы минимально оборудованной литейной мастерской с печью для плавки чугуна и участком по изготовлению опок и стержней. Пустотелый стержень оформлял при отливке внутреннюю полость корпуса; его делали из шамота, каолина или песчано-глиняной смеси. Мне не удалось найти описания технологии отливок именно корпусов для Ф-1, но очевидно, формы делали сразу на партию: шесть, восемь, десять штук, что зависело от производительности чугуноплавильной печи и наличного разливочного инвентаря.
Литье чугуна выглядит примерно так: собранные формы, в которые из ковша заливают расплавленный чугун
После того как отливка остывала, форму разбивали, выколачивали из гранат стержни, очищали от остатков формовочной смеси. Корпуса проходили механическую обработку (расточку очка и нарезку резьбы) и отправлялись на специальный завод для снаряжения. Иногда снаряжательный завод получал необработанные корпуса и завершал их обработку.
Главное в отливке — это правильно подготовить форму. Для этого требовались специалисты, модельщики и формовщики, без которых ни одна литейная мастерская ничего отлить не могла. Остальные работы не требовали квалифицированной рабочей силы. К тому же литейная мастерская требовала расхода топлива на плавку чугуна и потому должна была снабжаться коксом или древесным углем. РГ-42 не требовала печей, кокса, квалифицированных литейщиков. Достаточно было довольно просто оборудованной механической мастерской и наспех обученных рабочих. Если есть мастерская с оборудованием и мастером, то можно обучить необходимым операциям за день или два. Формовщика нужно учить дольше.
Итак, все очевидно? Не спешите.
Сколько металла и взрывчатки потребно?
Другая сторона вопроса — расход металла на гранату. РГ-42 расходует гораздо меньше металла, чем Ф-1. Это не так трудно определить, если из веса гранаты вычесть вес заряда и вес запала УЗРГ (55 граммов). Ф-1 весит 600 граммов, и за вычетом 60 граммов заряда и запала получается 485 граммов вес корпуса. РГ-42 весит 440 граммов, и за вычетом 150 граммов заряда и запала получается 235 граммов.
Корпус РГ-42 почти точно вдвое легче, чем у Ф-1. При этом надо учитывать, что в вес корпуса входит также осколочный элемент. Без него корпус гранаты будет еще легче. Это весьма существенный момент. Условный миллион гранат РГ-42 потребует 235 тонн металла, а условный миллион Ф-1 — 485 тонн. Конечно, в условиях большой войны, когда металла расходуется в масштабах миллионов тонн, это не то чтобы много. Но все же в воюющей экономике металл представляет собой дефицит, и с этой точки зрения РГ-42 выглядит более предпочтительно.
Дефицит металла в войне может дойти до самой крайности. Это фото, конечно, постановочное, но в Великобритании действительно срезали в металлолом красивые решетки
Однако у РГ-42 гораздо больший вес заряда, в 2,5 раза больше, чем у Ф-1. Условный миллион РГ-42 потребует 150 тонн тротила, тогда как для Ф-1 потребуется всего лишь 60 тонн. Вот тут возникает первая неоднозначная ситуация в решении вопроса, какие именно гранаты производить. Что выбрать? Повышенный расход металла или повышенный расход взрывчатки? Этот вопрос в рамках воюющей экономики решается уже исходя из балансов поступления и расхода того и другого. По опыту Второй мировой войны можно судить, что узким местом была именно взрывчатка. Для ее производства нужны были специализированные предприятия, особое оборудование, обученные кадры и целый набор сырья и химикатов. Производство того же тротила лимитировалось не только мощностями спецзаводов, но и мощностями по производству толуола, азотной и серной кислот. В общем, если тротила не хватает, то целесообразнее использовать гранату с меньшим зарядом, то есть Ф-1.
И снова возникает неоднозначный момент. Если принято решение о снаряжении ручных гранат эрзац-взрывчаткой вроде аммиачной селитры, то целесообразнее использовать РГ-42. Тротиловый эквивалент селитры составляет 0,35, то есть 150 граммов заряда будет эквивалентно 52,5 граммам тротила, и РГ-42 с таким зарядом будет примерно эквивалентна Ф-1 в тротиловом снаряжении. Смесевые ВВ на основе аммиачной селитры мощнее (игданит, скажем, имеет тротиловый эквивалент 0,8), но и в этом случае корпус большей емкости, как у РГ-42, является преимуществом.
Таким образом, уже в этом возникают сложные ситуации с неочевидным выбором. В общем, можно сказать, что тип гранаты и снаряжение ее тем или иным видом взрывчатки определяются в первую очередь наличными мощностями по производству взрывчатых веществ и общим развитием химической промышленности. Скажем, в Германии во время мировых войн было мало нефти и вследствие этого мало толуола, но зато были хорошие мощности по производству синтетического аммиака и аммиачной селитры. Потому немцы тяготели к использованию в ручных гранатах именно селитры, а потому использовали корпус из листового металла.
Какой именно металл?
Металл тоже бывает разный. Ф-1 изготовляется из чугуна, а РГ-42 из листовой стали. Технологическая разница весьма велика. Чугун — это первый продукт, получаемый из железной руды плавкой в доменных печах. Хотя сейчас довольно бурно развивается технология внедоменного получения железа, тем не менее, доменный процесс все еще доминирует в мировой металлургии.
Листовой металл, напротив, конечный продукт. Для него требуется выплавить чугун, потом переделать его в сталь в сталеплавильных печах. По технологии первой половины ХХ века стальные слитки сначала прокатывались на блюмингах, потом на нескольких прокатных станах, с получением сляба — стальной плиты толщиной от 75 до 600 мм. Затем эту заготовку несколько раз прокатывали на листовых станах с получением стального листа необходимой толщины (в нашем случае 1-2 мм). Чаще изготовляли горячекатаный тонколистовой прокат, который имел большее применение, чем холоднокатаный. Готовый прокат в листах или рулонах отправляли потребителям. Во второй половине ХХ века технология несколько изменилась. Появление непрерывной разливки стали позволило перейти к литым слябам, из которых получался более качественный листовой прокат.
Вот, к примеру, листопрокатный цех 3000 ОАО "Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича". Стан-3000 катает листовую сталь толщиной от 6 до 50 мм. Можно видеть, насколько это грандиозное сооружение — крупный листопрокатный стан
Получение полуфабриката для Ф-1 требует одной только доменной печи, а для РГ-42 — целого металлургического завода полного цикла, выпускающего все виды продукции, от чугуна до готового проката. Производство стального листа требует многих операций, специального оборудования и квалифицированных специалистов. Потому сравнивать только изготовление корпусов для гранат Ф-1 и РГ-42 неправильно. Технологию нужно рассматривать целиком, вместе с изготовлением полуфабрикатов. И тогда технология производства Ф-1 оказывается намного проще.
Даже более того, гранату Ф-1 можно производить на очень примитивном металлургическом заводе, выплавляя чугун в доменной печи образца XVIII века из болотной руды и на древесном угле. Литье корпусов можно организовать тут же, разливая металл из домны прямо в формы.
Доменная печь, построенная на Северском заводе на Урале в 1860 году. На такой домне вполне можно плавить чугун и тут же отливать корпуса гранат
Интересно также отметить еще пару моментов, основанных на данных Нововятского механического завода № 608, который в войну и после нее производил снаряжение гранат Ф-1 и РГ-42, а к последним также изготовлял корпуса. Во-первых, получая корпуса от поставщиков, завод часть из них браковал. По Ф-1 средний процент брака составлял 16% (из 2,7 млн. корпусов было забраковано 451 тысяч штук), а по РГ-42 — 31% (из 3,5 млн. корпусов забраковано 1,1 млн. штук). То есть видимая простота изготовления корпусов для РГ-42 оборачивалась высоким процентом брака и бесполезным расходом ценного листового проката. Брак можно было переплавить, но пускать в переплавку бракованные корпуса Ф-1 было с очевидностью выгоднее. Во-вторых, хотя нет возможности сравнить стоимость корпусов этих типов гранат, все же в материалах завода № 608 есть интересное указание, что РГ-42 становилась дешевой только при массовом, поточном выпуске. Когда завод только начинал освоение производства корпусов РГ-42, они стоили 18,9 рублей за штуку, а с освоением поточного производства себестоимость упала до 5,5 рублей. Таким образом, РГ-42, выпускаемая в мелких мастерских и на непрофильных заводах, была дорогой гранатой. Если положить, что корпус Ф-1 стоил около 6 рублей, то за цену РГ-42 полукустарного выпуска можно было сделать по крайней мере три корпуса для Ф-1. Это неудивительно, поскольку листовой металл гораздо дороже литейного чугуна, и механической обработки заготовок корпуса РГ-42 больше.
Отсюда еще один немаловажный вывод. На массовый выпуск РГ-42 можно решиться только в том случае, если есть развитая металлургия, у которой достаточные мощности по производству листового металла, а также при наличии развитого машиностроения. РГ-42 — это побочный продукт развития автомобилестроения, которому нужно много листового металла. Потому страны с развитым автомобилестроением (во Вторую мировую войну — США и Германия, а также СССР) тяготели к изготовлению гранат из листового металла.
Прототип Ф-1, французская граната F-1, появилась не от хорошей жизни. Немцы захватили две трети главных французских угольных месторождений в районе Па-де-Кале. Одна треть осталась у французов, но там шахты располагались почти сразу за траншеями. Были шахты, которые немцы обстреливали из пулеметов, и для горняков были сооружены специальные бронированные укрытия. Добыча угля сократилась наполовину. В 1915 году Франция добывала 20 млн. тонн угля, еще 20 млн. тонн получала из Великобритании, хотя в 1913 году потребляла 64 млн. тонн угля. Также французы потеряли почти всю добычу железной руды, добыча сократилась с 21,9 млн. тонн в 1913 году до 0,6 млн. тонн в 1915 году. Потребности покрывались переплавкой металлолома, поставками союзников, но и так потребление железа упало вдвое по сравнению с довоенным временем. Именно в это время и появилась новая граната. Во Франции было много мелких месторождений железа, известных еще со средних веков, в которых можно было добыть руды для выплавки нескольких десятков тысяч тонн чугуна в самых простых домнах и на древесном угле. Скажем, 1000 тонн чугуна хватит для 2 млн. гранат типа F-1. Одна домна мощностью в 50 тонн в сутки (это очень небольшая печь) могла дать за год 15 тысяч тонн чугуна, чего хватило бы для изготовления 30 млн. гранат.
Так что граната Ф-1 — это такая граната, которую можно производить даже при крайнем истощении экономики, используя самые низкосортные железные руды, древесный уголь и самый минимум квалифицированных инженеров и рабочих. Даже если крупные металлургические комбинаты превратились в радиоактивные руины, все еще остаются возможности для производства Ф-1.
И какой же вердикт? Если рассмотреть вопрос всесторонне, то выходит, что Ф-1 — проще и дешевле в изготовлении, чем РГ-42. Так что в третьей мировой лимонка будет все еще в строю и займет почетное место в вооружении пехоты.
Информация