ЩЕРБАКОВ Григорий Николаевич, доктор технических наук, профессор
МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ МИН – ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПРОБЛЕМЕ ГУМАНИТАРНОГО РАЗМИНИРОВАНИЯ АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
Одной из нерешённых проблем, с которой человечество вошло в третье тысячелетие, является проблема “гуманитарного разминирования”.
После окончания второй мировой войны во всех регионах мира продолжали возникать многочисленные военные конфликты, порождённые национально-освободительными и гражданскими войнами, международными и межнациональными противоборствами. Все эти конфликты непременно сопровождались широким применением противоборствующими сторонами наземных мин, причём из года в год активность и масштабы их применения неуклонно возрастали. В результате, как свидетельствуют официальные данные ООН, во всех регионах мира на территориях 64 стран установлено около 110 миллионов мин и примерно 100 миллионов их находится на складах в готовности к немедленному применению.
Активизация применения наземных мин, как считают иностранные специалисты, обусловлена в основном следующими причинами:
- высокой эффективностью действия – способностью выводить из строя тяжёлые боевые машины и транспортные средства, поражать живую силу и наносить личному составу тяжёлые ранения, требующие длительного и дорогого лечения (лечение одного раненого на мине в среднем стоит 5000 долларов США);
- простотой конструкции, позволяющей использовать малоквалифицированный персонал, на подготовку которого требуется мало времени;
- низкой стоимостью производства боеприпасов, ряд образцов противопехотных мин имел стоимость 3 доллара США за 1 шт., а противотанковых – 75 долларов, в то время как суммарные расходы по нейтрализации одной мины составляли 300 – 1000 долларов);
- наличием обширного международного рынка наземных мин (всего отмечено свыше 700 моделей мин, большинство которых имело стоимость 0,5-30 долларов);
- способностью стран-разработчиков и экспортёров поставлять покупателю крупные партии простых и дешёвых мин (суммарная производительность промышленности составляла 10 миллионов мин в год, которая ежегодно получала от их продажи доход 100-200 миллионов долларов).
Проблемы, связанные с постоянно усложняющейся минной обстановкой, усугубляются опасностью подрыва населения на невзорвавшихся боеприпасах, которых на поле боя и в районах нанесения авиационных и ракетно-артиллерийских ударов остаётся всё больше. Это особенно характерно для территорий Кувейта (где до трети кассетных авиационных и артиллерийских суббоеприпасов с ударным взрывателем на рыхлом песчаном грунте не сработало), Камбоджи и бывшей Югославии. Такие боеприпасы представляют ещё большую опасность, чем мины и способствуют росту потерь среди местного населения.
По оценке специалистов Международного Красного Креста во всём мире на минах ежемесячно гибнет около 800 человек, в большинстве – гражданское население; всего с 1975 г. на минах погибло или получило ранения свыше миллиона человек. Особое беспокойство вызывает факт несоответствия темпов проводимого разминирования размаху продолжающейся установки мин: на место ежегодно снимаемых 100 тысяч мин ставится от 2 до 5 миллиона новых. При таких темпах разминирования количество неснятых мин к концу века возросло со 110 миллионов (стоимость снятия которых оценивается как минимум в 33 миллиардов долларов) до 135 миллионов.
МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ МИН И ВЗРЫВНЫХ УСТРОЙСТВ
Мина – как объект поиска
По назначению различают мины: противотанковые (ПТМ), противопехотные (ППМ), противотранспортные, объектные, специальные.
Наиболее трудно обнаруживаются противопехотные мины.
Противопехотные мины поражают живую силу противника ударной волной (фугасные мины) или разлетающимися из корпуса мины заранее приготовленными осколками в виде шариков, цилиндров, стрел или осколками, образующимися за счёт дробления корпуса (осколочные мины). Заряд фугасной мины содержит 30 – 200 г, а осколочной – от 75 г до 0,5 кг взрывчатого вещества (ВВ). Взрыватели применяются главным образом нажимного и натяжного действия, могут быть и комбинированными. В качестве противопехотных мин иногда используются артиллерийские снаряды, приспособленные для взрывания. Противопехотные мины используются также для устройства “мин-сюрпризов”, “мин-ловушек”. Противотранспортные мины предназначаются для минирования авто- и железных дорог, аэродромов. Заряд мины может быть рассчитан не только на поражение транспортных средств, но и на разрушение дороги. Мины устанавливаются в боевое положение через определённое (заданное) время, а взрываются от воздействия проходящего транспорта на её реагирующий орган. Объектные мины предназначаются для разрушения мостов, тоннелей и других сооружений. Они устанавливаются внутри разрушаемого объекта в специальных минных колодцах (камерах) или в грунте. Существуют специальные мины – боеприпасы узкоцелевого назначения (магнитные и сигнальные мины и др.).
Когда почва промерзает, некоторые мины могут взрываться от избыточного давления льда, тогда как многие другие мины деактивируются и могут не взорваться даже в случае, если на них наступят. В период весеннего таяния снега и сильных дождей почва становится полужидкой, и тогда некоторые мины могут “мигрировать”. Отдельные мины могут фактически переместиться на расстояние до нескольких метров от места установки. Они по-прежнему остаются на боевом взводе, готовые к взрыву. Такое чаще всего происходит в горных условиях.
Мина-“лягушка” – выпрыгивающая осколочно-фугасная противопехотная мина. Эта мина может иметь форму банки пива, устанавливается неглубоко в землю и снабжается взрывателем натяжного и (или) нажимного действия, либо электрическим взрывателем. При срабатывании взрывателя мина выпрыгивает из земли на высоту 1…2 м и затем взрывается. Мина-“лягушка” способна поразить несколько человек, оказавшихся в радиусе разлёта осколков.
Надежный поиск противопехотных мин – это главная задача в проблеме гуманитарного разминирования.
Демаскирующие признаки мин и взрывных устройств (ВУ) обусловлены рядом факторов. Основные факторы, которые имеют место практически всегда:
- наличие ВВ;
- наличие локально расположенной массы металла (даже в так называемых “неметаллических” югославских минах имеется до 0,1 г алюминия);
- характерная форма мины;
- неоднородности вмещающей среды (нарушение поверхности грунта, дорожного покрытия, стены здания, нарушения цвета растительности или снежного покрова и т.д.).
Дополнительные демаскирующие факторы, которые могут быть не всегда:
- наличие проводной линии управления;
- наличие часового механизма или электронного таймера;
- наличие сейсмического, магнитного или оптического датчика цели;
- наличие антенны с радиоприёмным устройством.
Итак, мина может обнаруживаться, в основном за счет трех факторов:
- наличия сосредоточенной массы ВВ;
- характерной конструкции мины (формы, материала корпуса и т.д.);
- нарушение однородности окружающего фона (цвета растительности, плотности грунта и т.д.).
Методы обнаружения
Мины и взрывные устройства располагаются, как правило, в укрывающих средах.
Укрывающими средами могут быть:
- грунты различного состава и влажности (наиболее типичный случай);
- пресная вода рек и озер;
- морская вода;
- растительность:
- снег, лед;
- строительные материалы (кирпичи, бетон и т.д.).
Применительно к рассматриваемому вопросу их основными материальными характеристиками являются: плотность, твердость, электрическая проводимость, диэлектрическая и магнитная проницаемости, коэффициенты отражения и излучения в видимом (0,4…0,76 мкм) и инфракрасном (0,76…1000 мкм) диапазонах электромагнитных волн и др.
Для гуманитарного разминирования характерны следующие объекты поиска и их глубины залегания в укрывающей среде:
Рис. 1. Характерные объекты поиска
Принято считать, что обнаружение мин ведется по двум направлениям:
- поиск отдельных мин (характерные расстояния здесь от нескольких сантиметров до нескольких метров);
- разведка минных полей (характерные дальности от десятков метров до нескольких километров).
В идеале желательно обнаруживать отдельную мину на безопасном удалении (не менее 70…100 метров от сапера). Разведку же минных полей желательно вести в любое время суток и в любых метеоусловиях с воздуха со скоростями носителя от десятков до сотен км/ч.
Причем, при обнаружении мины главная проблема состоит в распознавании полезного сигнала (от мины) на фоне многочисленных помех от неоднородностей окружающей среды и различных включений. Например, в настоящее время при поиске мин на местности с использованием переносного миноискателя ИМП-2 на несколько десятков помех от посторонних металлических предметов приходится только один полезный сигнал (от мины или самодельного ВУ).
В табл. 1 приведены наиболее важные демаскирующие признаки мин и взрывных устройств, реализуемые при поиске.
Таблица 1. Демаскирующие признаки мин и взрывных устройств
| Наименование контраста между объектом и вмещающей средой | Тип объекта поиска | |||
| ППМ | ПТМ | Мины и ВУ с электронными компонентами | Мины ВУ с проводной линией управления | |
| Отличие электропроводности | + (может быть очень малое) | + | + | + |
| Отличие магнитной проницательности | ± | ± | + | + |
| Отличие диэлектрической проницаемости | + | + | + | + |
| Отличие теплофизических характеристик | ± | ± | ± | ± |
| Отличие оптических характеристик | ± | ± | ± | ± |
| Отличие механических характеристик | + | + | + | + |
| Наличие паров ВВ | ± | ± | ± | ± |
| Наличие нелинейных электромагнитных свойств | ± | ± | + | ± |
+ – контраст имеется;
± – контраст имеется не всегда
Реализующие эти признаки методы обнаружения даны на рис. 2. Современное состояние возможных методов обнаружения объектов искусственного происхождения характеризуется многообразием. Их анализ показывает, что каждый из них обладает определёнными ограничениями. Конечно, при этом необходимо учитывать как априорную информацию об объекте поиска (размеры, материалы и т.д.), так и свойства укрывающей среды.
Рис. 2. Основные методы поиска мин в укрывающих средах
В настоящее время в отечественных разработках наибольшее применение нашли следующие методы: электромагнитные (индукционный, радиоволновый, магнитометрический, нелинейный), ядерно-физические, теплолокационный и механический (механического зондирования). Именно они позволяют создать полевые технические средства мин и ВУ, пригодные для гуманитарного разминирования. Здесь главное – это вопросы безопасности и снижение затрат на разминирование. Другие требования: климатические, эффективности работы в тёмное время суток, устойчивости к ударным воздействиям, электромагнитной совместимости и др. – менее жесткие, чем для армейских миноискателей.
Рис. 3. характеризует реальную “глубинность” наиболее практически значимых бесконтактных поисковых методов (применительно к рассматриваемой проблеме).
Рис. 3. “Глубинность” основных поисковых методов
при обнаружении мин и невзорвавшихся боеприпасов
Для повышения эффективности обнаружения мин целесообразно комплексирование различных поисковых методов в одном техническом средстве.
Один из новых перспективных методов обнаружения мин – это параметрический. Он основан на регистрации взаимодействия возбуждающего (силового) и зондирующего (информационного) физических полей, на объектах поиска искусственного происхождения (минах). Сочетание этих полей может быть различным.
ВЫВОДЫ
1. Проблема обезвреживания уже установленных ППМ и ПТМ имеет глобальный характер. От ее успешного решения в определенной степени зависит экономическое развитие ряда регионов Земли, в том числе и Европы.
2. Главным нерешенным вопросом проблемы разминирования является малая эффективность обнаружения малогабаритных ППМ, прежде всего, фугасных неметаллических.
3. Необходимо также повысить дальность надежного обнаружения осколочных ППМ с растяжками.
4. Для решения проблемы целесообразно создавать новые средства поиска мин, объединяющие в себе несколько независимых каналов обнаружения с единым блоком обработки сигналов.
5. В России имеются определенные перспективы разработки, выполненные с учетом практического опыта. Они могут быть использованы при решении проблемы гуманитарного разминирования.
Статья опубликована на сайте: 12.04.2006