Шипение снарядов

Но бывает и так, что нагрузка — вообще ни в какие ворота, и тогда ее согласуют, используя взрывной трансформатор (рис. 4.22). Внимательный читатель задастся вопросом, есть ли смысл подключать трансформатор к СВМГ, в котором магнитный поток только теряется: можно просто «разорвать» контур первичного тока, соединив точки разрыва с нагрузкой. Так иногда и делают, когда требуется только высокое напряжение, но если нужно существенно усилить энергию (пусть даже за счет снижения напряжения), без СВМГ не обойтись.

^{Рис. 4.21}

^{Несовпадение осей: обмотки (красная) и расширяющейся трубы (синяя) приведет к «перескоку»: синим пунктиром показано, как конец витка (слева вверху) будет замкнут расширяющейся трубой раньше, чем его нижняя часть, поток в которой будет потерян для дальнейшего сжатия. «Перескок» приводит к «провалу» в усилении (осциллограмма вверху справа). Но такая ситуация — еще не катастрофа. А вот если величина начального тока слишком велика, то напряжение между трубой и обмоткой, развивающееся при работе СВМГ, может превысить электропрочность изоляции проводов, пробой «отсечет» область, где сосредоточена большая часть потока, и конечное усиление тока будет просто жалким (нижняя осциллограмма)}

СВМГ с правильно подобранными намоточными данными и согласованной нагрузкой — эффективный усилитель, ведь если в имплозивном ВМГ усиление заканчиваются после того, как диаметр лайнера уменьшился в несколько раз, то отношение начальной индуктивности спирали к индуктивности нагрузки может достигать многих тысяч, а усиление тока и энергии — до трех порядков (есть и такие схемы, где усиление практически не ограничено). По мере роста коэффициента усиления СВМГ, КПД преобразования им химической энергии ВВ в энергию токового импульса снижается, но только когда усиление приближается к тысяче, имеет смысл задуматься, что рационально увеличить для дальнейшего его повышения: габариты СВМГ или размеры источника запитки, такого, как конденсатор.

…В военной науке, конечно, существовала конкуренция, но общая обстановка была благожелательной: если конфликт интересов не просматривался, то бескорыстная помощь считалась сама собой разумеющейся. В конце 1982 года меня попросили провести опыты по «замагничиванию» объемно-детонирующего облака.

^{Рис. 4.22}

^{Схема взрывного трансформатора, допускающего согласование СВМГ с любой нагрузкой. К СВМГ, подключен коаксиал из центрального проводника 1 и цилиндра 2 из тонкой фольги. В конечной фазе цилиндрическая детонационная разводка 3, формирует в кольцевом заряде 4 сходящуюся детонационную волну. Взрывом токовый контур разрывается при продавливании фольги цилиндра 2 в пазы между ребрами изоляционной катушки 5. При этом за время в сотни наносекунд «освобождается» магнитный поток, что ведет к индуцированию на разрыве напряжения (вспомним ощущения юного Ади Сахарова!). Напряжение это, которое иногда достигает миллиона вольт, и прикладывается к нагрузке 6. Пока газы взрыва (окислы углерода и азота), сжатые до огромных (граммы на кубический сантиметр) плотностей, еще не разлетелись, они хорошо изолируют катушку 5}

…Применение вместо предложенной германскими оружейниками угольной пыли горючих жидкостей (а на первых порах — даже сжиженных газов) позволило реализовать режим объемной детонации их смесей с воздухом не в шахте с прочными стенками, а на открытом пространстве. Правда, при этом развивается давление, в десятки тысяч раз уступающее давлению детонации конденсированных ВВ, но энерговыделение — выше, поскольку окислитель для реакции берется из воздуха, да и размеры облака огромны (оцените из кинограммы рис. 4.23, насколько они превышают размеры авиабомбы) [81] .

81

Если читатель заинтересуется эффективностью таких боеприпасов, однозначно ответить ему нельзя. На близких расстояниях объемная детонация вчистую проигрывает традиционным ВВ. Например, для полутонной объемно-детонирующей бомбы радиус облака превышает два десятка метров ив 10 м от его внешней границы давление в ударной волне все еще равно лишь половине значения, характерного для взрыва равной массы тротила на 30 м, но спадает давление УВ от объемного взрыва медленнее и на расстоянии в 50 м уже превышает «тротиловое» более чем в три раза.

^{Рис. 4.23}

^{Двухтактный (диспергирование, а затем инициирование снаряжения) взрыв объемно-детонирующей авиабомбы ФАБ-5000ДС (она — слева, на врезке). Для замедления падения и придания корпусу перед подрывом положения, близкому к нормали, бомба снабжена парашютом 1. Вес жидкого снаряжения (2) — 193 кг. Диспергирует снаряжение заряд взрывчатого вещества 3. По сигналу датчика 4 подрывается диспергирующий заряд (на высоте порядка десятка метром над землей) и выбрасываются инициаторы аэрозольного облака}

После подрыва диспергирующего заряда горючее распыляется, но реакция в нем вначале не происходит и лишь по достижении облаком значительного объема и перемешивании снаряжения с воздухом инициируется детонация (слабая в сравнении с аналогичным процессом в конденсированных ВВ: бризантного (дробящего) эффекта она не обеспечивает). Такие боеприпасы называют двухтактными (взрывное диспергирование + подрыв образованного облака), во Вьетнаме их использовали для расчистки посадочных площадок для вертолетов: «выметая» растительность в радиусе нескольких десятков метров, они не оставляли воронок. Позже их применяли по живой силе и для разрушения домов — весьма чувствительных к действию ударной волны целей — а также в системах разминирования (рис. 4.24): от ударной волны срабатывают механические взрыватели мин.

^{Рис. 4.24}

^{Система взрывного разминирования MICLIC (на основе объемно-детонирующего заряда) в действии}

… Однажды журналистам — людям энциклопедических знаний — удалось заснять в многострадальном Бейруте, как улицу после взрыва засыпало обломками зданий. На такое, по их мнению, был способен лишь «вакуум», созданный бомбой, к которой соответствующая кликуха впоследствии прочно «приклеилась». Действительно, если ударную волну сзади не «поджимает» какого-либо вида поршень, то за сжатием следует разрежение. Иначе и быть не может, ведь, как указывал еще Михайло Васильич Ломоносов, «…все перемены в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому…». Кадры киносъемки воздействия ударной волны ядерного взрыва подтверждают правоту Михайлы Васильича (рис. 4.25): на внешней поверхности гигантского купола, образованного волной, воздух сжимается, «забирая» с собой тот, что находится позади фронта. Это вызывает ветер — массопоток в направлении распространения волны (видно, как скоростной напор гнет деревце). Далее идет отток побывавшего сжатым воздуха к центру взрыва и направление ветра меняется на обратное (опять же — смотри на деревце, лишившееся листвы). Однако в фазе разрежения — всего лишь падение давления на десяток-другой процентов по сравнению с нормальным. Так что, если «замахнуться на вакуум», то необходимы численные оценки импульса, сообщаемого преграде в фазе разрежения, за представлением коих не исключена встреча с потоком слюнного аэрозоля, сопровождаемого ревом: «Я видел — я знаю!». Однажды автор по недомыслию стал рассуждать о конвективных потоках воздуха в ответ на восхищение гражданина, наблюдавшего за подъемом дымного облака после взрыва и высказавшего твердое убеждение, что такое мог сделать только «атом». Дидактические усилия завершились советом автору при выборе дальнейшего маршрута руководствоваться направлением на

[82] .

82

Китайский товарищ, имя которого часто упоминается в русской разговорной речи.

В боеприпасах среднего калибра двухтактный принцип работы неэффективен, поскольку вес инициирующих облако зарядов не может быть существенно уменьшен — это приведет к затуханию детонации, а инициаторы «нормального» веса займут практически весь отведенный под снаряжение объем. Фугасное снаряжение в этом случае представляет смесь горючего (включающего и металлическую пудру) с конденсированным ВВ. Эту смесь инициирует обычный взрыватель и детонирует она, как слабая взрывчатка, но при разлете продукты взрыва смешиваются с воздухом, сразу загораются (рис. 4.26) и подпитывают своим горением тоже не слишком мощную ударную волну. Тротиловый эквивалент однотактных боеприпасов существенно меньше, чем двухтактных, но они воздействуют на цели еще и потоком тепла от горения, за что их именуют термобарическими.

^{Рис. 4.25}

^{Изменения давления и массопотоков воздуха в ударной волне. Направление ее распространения на рисунке — справа налево}

Применить боеприпасы объемного взрыва было задумано в совершенно новой для них области: радиоэлектронной борьбе. Просители — специалисты по помехам — надеялись получить при «замагничивании» облака значительную эмиссию РЧЭМИ. Мнение у автора об этой идее восторженным не было, потому что существенное поле в облаке создать было нельзя: из ВМГ небольших размеров не «выжмешь» большого тока, так как нагрузка — проволочная петля диаметром в несколько дециметров — «непосильна» для него. Да и в качестве источника помех система «генератор-облако» вряд ли подходила, потому что время ее излучения (микросекунды) недостаточно для такого применения.

^{Рис. 4.26}

^{Кинограмма подрыва экспериментального термобарического заряда. Горение начинается еще в процессе взрывного диспергирования снаряжения}

Опыты начались в подмосковном Красноармейске с первых недель 1983 года. Спешки не было, в неделю проводили один — два эксперимента. Излучение от «замагниченного» объемного взрыва измеряли рупорными антеннами, и результат был предсказуем: интегральная мощность порядка киловатт, время генерации — микросекунды. Организаторы сессии признавали, что этого недостаточно, но считали, что обоснование финансирования их работ такой результат обеспечит.