Александр Прищепенко - Огонь! Об оружии и боеприпасах

• Название: Огонь! Об оружии и боеприпасах
• Автор: Александр Прищепенко
• Издательство: Моркнига
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-903080-62-5

В книге, написанной специалистом в области боеприпасов читатель найдет экскурсы в газовую динамику, физику деления ядер и разделения изотопов, электронику больших токов и напряжений, магнитную кумуляцию, электродинамику, и даже — и историю боевого применения различного оружия.

Издание обильно иллюстрировано: чтобы убедиться в этом, достаточно раскрыть его на любой странице и полистать. Среди иллюстраций много оригинальных, которые были получены автором при проведении опытов (некоторые, наиболее безопасные из них, он рекомендует провести и читателю). Если дать себе труд прочитать несколько абзацев, то можно убедиться и в том, что книга написана живым языком. Она рассчитана на тех, кто интересуется физикой — как получивших высшее образование в этой области, так и тех, кто знает предмет в пределах школьного курса.

---

Нет ничего удивительного в том, что анализ результатов этого и других испытаний привел к тому же, что ранее имело место для обычных боеприпасов: началась «специализация» ядерного оружия, его характеристики приводились в соответствие с условиями боевого применения.

Постепенно оргастическое упоение зарядами огромной мощности сменялось трезвыми расчетами. Поскольку радиус поражения возрастает пропорционально корню квадратному из энерговыделения, не составляло труда прикинуть, что несколько боеголовок, пусть даже и меньшей суммарной мощности (ведь каждая из них должна иметь свою систему инициирования и прочее) обеспечивают большее действие у цели, чем одна мощная, того же веса. «Забрасываемый вес» поделили между несколькими боевыми блоками, на первых порах — рассеиваемого типа: разделившись, они летели в неуправляемом режиме. Для поражения целей большой площади и такое решение годилось, но огромный скачок в эффективности произошел тогда, когда каждый из блоков (рис. 3.28) стал наводиться на специально для него предназначенную цель (рис. 3.29).

Рис. 3.28. Монтаж боевых блоков на платформе ступени разведения межконтинентальной баллистической ракеты LGM118A. При взрыве каждого из этих блоков формируется ударная волна с такими же параметрами, как и от взрыва 600 тысяч тонн тринитротолуола. Чтобы перевезти это количество взрывчатки по железной дороге, потребовалось бы 10000 грузовых вагонов. Помимо боевых блоков, на платформе размещаются ложные цели, а также генераторы помех, воздействующих на РЛС противоракетной обороны противника Рис. 3.29. Полет разведенных боевых блоков межконтинентальной баллистической ракеты LGM118A «Пискипер» в атмосфере. Благодаря свечению плазмы, образуемой в воздухе летящими с гиперзвуковыми скоростями блоками, их маневры хорошо видны на снимке, сделанном камерой с открытым затвором. Каждый из блоков этой МБР с вероятностью 50 % попадает в окружность радиусом в 100 метров, с центром в точке прицеливания. Поражение боевым блоком цели — также задача, описываемая аппаратом теории вероятностей: например, при наземном подрыве боевого блока «Пискипера» на расстоянии 160 м от шахты, выдерживающей давление ударной волны в 70 атмосфер, она поражается с вероятностью 90 %

Оптимизировались и «эффекты»: при ударе по слабозащищенным целям, подрывать заряд следует на небольшой, зависящей от энерговыделения, высоте — тогда ударная волна с необходимыми для поражения параметрами формируется на большей площади. Для уничтожения прочного подземного бункера необходим подрыв «заглубленного» заряда (рис. 3.30) и это требовало разработки специальных конструкций — надо только представить себе, какие огромные нагрузки испытывает довольно сложный заряд, когда боеголовка, на скорости в несколько километров в секунду, внедряется в грунт, а то и в бетон (рис. 3.31).

Рис. 3.30. Взрыв заглубленного ядерного заряда Рис. 3.31. Боеголовка ракеты средней дальности «Першинг 2», предназначенная для уничтожения высокозащищенных целей (таких, как пункты боевого управления, шахты межконтинентальных баллистических ракет) завершает выполнение полетного задания

Появилось оружие сверхмалой мощности для сухопутных войск (рис. 3.19) — чтобы они могли сами поражать важные и высокозащищенные цели, а не бежали от них в кошмаре быть испепеленными «своим» же, но чересчур большим, огненным шаром.

Но все это были вариации размеров и мощности, а не истинная специализация оружия по характеру наносимых цели поражений. Предпосылки для такого заключались в распределении энергии при ядерном взрыве.

…Энергия в 202 Мэв, выделяющаяся при каждом акте деления, следующим образом распределяется между продуктами этой реакции. В процессе взрыва мгновенно выделяются:

— кинетическая энергия продуктов деления — 168 Мэв;

— кинетическая энергия нейтронов — 5 Мэв;

— энергия гамма излучения — 4,6 Мэв.

Со значительным запаздыванием после взрыва выделяются:

— энергия бета излучения продуктов деления — 7 Мэв;

— энергия гамма излучения продуктов деления — 6 Мэв.

Все то, что при ядерном взрыве проходит по «второму списку», приводит к радиоактивному заражению местности — явлению, только на эмоциональном уровне вызывающему некое извращенное удовлетворение в ассоциации с образом ненавистного врага, но на самом деле — весьма опасное для обеих сторон.

Энергия же факторов первого списка преобразовывается в то, благодаря чему ядерное оружие господствует на поле боя. Если взрыв происходит в сравнительно плотном воздухе — почти две трети его энергии переходит в ударную волну. Почти весь остаток забирает световое излучение, оставляя лишь десятую часть проникающей радиации, а из этого мизера лишь 6 % достается сотворившим взрыв нейтронам. Существенную энергию (11 Мэв) уносят с собой нейтрино, но они настолько неуловимы, что найти им и их энергии практическое применение не удается до сих пор.

…Все было достаточно ясно с ударной волной (поэтому и мощность ядерного взрыва стали оценивать, сравнивая со взрывом обычной взрывчатки). Не были необычными и эффекты, вызываемые мощной вспышкой света: горели деревянные постройки, получали ожоги солдаты. Но то же самое делал и входивший в моду напалм[32]…

А вот непривычное «общественности», не превращающее цель в головешки или тривиальную, не вызывающую возмущения, груду развалин — конечно же, почиталось «варварством». Чтобы прикинуть, как это варварство использовать порациональнее, пригляделись к тому, что возмутительно уклонялось от созидания главных поражающих факторов — к ускользавшим из огненного шара нейтронам и вы- сокоэнергетичному («жесткому») гамма излучению…

…Прямое действие гамма излучения уступало по боевому эффекту и ударной волне и свету. В самом деле, гамма излучение может, например, причинить неприятности электронике, но — в огромных дозах (десятках миллионов рад[33]). При таких дозах плавятся металлы, так что ударная волна с куда меньшей плотностью энергии уничтожала цель без подобных излишеств.

Если плотность энергии гамма излучения была меньше, то оно становилась безразличным для сделанной из железа технике, вроде тех же пушек — а ударная волна и тут могла сказать свое слово…

…Еще одна категория возможных целей в военных документах обозначается эвфемизмом «живая сила». Здесь тоже не все очевидно: во-первых, гамма излучение существенно ослабляется, например, броней, а во-вторых — особенности радиационных поражений таковы, что даже получившие абсолютно смертельную дозу в тысячи бэр экипажи танков оставались бы боеспособными в течение нескольких часов. За это время подвижные и сравнительно малоуязвимые машины успели бы сделать многое.

Так что прямое гамма облучение существенного боевого эффекта не обеспечивало, чего нельзя сказать об эффектах вторичных, порожденных им же…

Начинается все с Комптон-эффекта — рассеяния гамма квантов на электронах атомов, составляющих воздух. В результате рассеяния, возникают электроны отдачи, которым кванты отдали часть своей энергии. Углы рассеяния и отдачи невелики, гак что следствием Комптон-эффекта является расходящийся от точки взрыва ток электронов: их скорость существенно выше, чем скорость ионов, Все это происходит в магнитном поле Земли: магнитное поле, не сообщая заряженной частице кинетическую энергию, «закручивает» ее траекторию (рис. 3.32). Но движение, отличное от равномерного и прямолинейного есть движение с ускорением — так учит нас школьный курс механики; хотя и не разбираемая подробно в школе наука электродинамика учит еще и тому, что двигающийся с ускорением заряд излучает. Излучение это — тоже электромагнитное, то есть представляет собой колебания электрического и магнитного полей, распространяющиеся в пространстве со скоростью света. Характеристики электромагнитного импульса ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ) отличаются от характеристик породившего его гамма излучения лишь количественно, но зато — на много порядков. Начнем с того, что в энергию ЭМИ переходит лишь 0,6 % энергии гамма квантов, а ведь их доля в балансе энергии взрыва сама по себе мала. Еще более различаются частоты колебаний: у ЭМИ — килогерцы-мегагерцы, у его «родителя» — на пятнадцать порядков большие.

Рис. 3.32. В правой части рисунка: магнитное поле Земли искривляет («закручивает») траекторию электрона. Вследствие возникающего при «закручивании» ускорения, заряженная частица генерирует электромагнитное излучение

Но возникновение ЭМИ — не только результат «закручивания» электронов. Вклад вносит и дипольное излучение (его мощность пропорциональна второй производной дипольного момента по времени) а образуется электрический диполь благодаря тому, что на больших высотах плотность воздуха существенно меняется с высотой, а значит — меняется и плотность зарядов, порождаемых гамма квантами. Есть и еще одна причина — возмущение магнитного поля Земли проводящим плазмоидом — благодаря которой меняется магнитный момент, реагирующий на свое изменение так же как электрический.