Шипение снарядов - Александр Прищепенко

Появилось оружие сверхмалой мощности (рис. 3.49) для сухопутных войск — чтобы они могли сами поражать важные и высокозащищенные цели (рис. 3.50), а не бежали от них в кошмаре быть испепеленными «своим» же огненным шаром. Появилось оно и для кораблей — чтобы гарантированно уничтожить подкравшуюся подводную лодку (рис. 3.51), а не изводить себя многочасовыми прослушиваниями глубин океана, чередующимися с бомбометанием.

Рис. 3.49 Калибр советского ядерного снаряда 35B3 с энерговыделением, эквивалентным одной килотонне тротила — всего 152 мм. Особенность работы ядерного заряда на носителе с малым подлетным временем — минимальное время приведения в готовность к подрыву. Все потребности в электроэнергии заряда и блоков его автоматики обеспечиваются витковым взрывомагнитным генератором (об устройстве ВМГ — в следующей главе), который срабатывает от детонационного импульса неконтактного радиолокационного взрывателя. При сжатии созданного постоянными магнитами поля за микросекунды ВМГ генерирует токовый импульс энергией в несколько джоулей

…Автор полагает, что описывать конструкции ядерных зарядов нецелесообразно: во-первых, эта книга — не учебное пособие, а во-вторых — не надо забывать и о тех самых органах. Вполне достаточно напомнить: если шар из плутония окружить тяжелым материалом — повысится инерционность сборки и большее число ядер разделится; если же окружить его замедлителем — уменьшится потребное для взрыва количество плутония, но понизится мощность взрыва и разделится меньшая доля плутония.

Рис. 3.50 Выстрел ядерным снарядом. Энерговыделение эквивалентно взрыву 15 килотонн тротила

Если необходимо всемерно уменьшить диаметр заряда — можно практически отказаться от метания: слой ВВ сделать очень тонким, а сверхкритическое состояние получить за счет инициирования при взрыве фазового перехода (рис. 3.52), повышающего плотность плутония (правда, мощность взрыва и доля разделившихся ядер в этом случае минимальны). Рациональное решение, примененное в запале заряда W-87,— придать плутонию форму не шарового слоя, а эллипсоида вращения, вытянутого к полюсам (рис. 3.53), профилировав толщины слоев ВВ и плутония. Детонационная разводка подрывается одновременно у двух полюсов и имплозия «гонит» плутоний к центру: от полюсов — быстрее, ближе к экватору — медленнее, — с расчетом, что и не сферически-, а осесимметричная имплозия все равно сформирует из него шар. Такая схема, за счет увеличения длины заряда, позволяет минимизировать диаметр.

Рис. 3.51 Взрыв (с энерговыделением 10 кт) заряда W-44, которым комплектуется противолодочная ракета «Асрок»

Термоядерному заряду можно добавить мощности, использовав нейтроны синтеза для нецепного деления, или повысив долю реагирующего топлива, сделав термоядерный узел сферически-симметричным; заряду цепного деления, не имеющему узла радиационной имплозии — разместив в самом центре полого плутониевого шара термоядерное топливо, которое прореагирует, будучи сжато и разогрето взрывом.

Рис. 3.52 В отличие от статического, всестороннего сжатия, деформация вещества в ударной волне происходит в направлении ее распространения. При этом возникают напряжения вдоль других осей и, если они превосходят предел прочности, кристаллическая решетка ломается, что создает условия для возрастания плотности вещества. На полученном при большом увеличении снимке — фазовый переход: слева внизу — кристаллическая структура, справа вверху — аморфное вещество

Это — не всё, но достаточно, чтобы понять: технические возможности для создания зарядов различных размеров и мощностей есть. Однако истинная специализация оружия заключается в другом.

… Энергия в 202 МЭв, от каждого акта деления, следующим образом распределяется между продуктами этой реакции. Мгновенно выделяются:

— кинетическая энергия осколков деления;

— кинетическая энергия нейтронов;

— энергия гамма излучения.

Со значительным запаздыванием выделяются:

— энергия бета излучения продуктов деления;

— энергия гамма излучения продуктов деления.

Все то, что при ядерном взрыве проходит по «второму списку», вызывает радиоактивное заражение местности — явление, только на эмоциональном уровне вызывающее извращенное удовлетворение в ассоциации с образом ненавистного врага, но на самом деле — весьма опасное для обеих сторон.

Рис. 3.53 Слева — монтаж боевых блоков на платформе боевой ступени МБР LGM-118А «Пискипер». Заряд W-87 каждого из этих блоков весит 242 кг и при взрыве формирует ударную волну с такими же параметрами, как и взрыв 47 5 тысяч тонн тринитротолуола (чтобы перевезти это количество взрывчатки по железной дороге, потребовалось бы 8000 грузовых вагонов). В запале используется ВВ 1, содержащее 90 % октогена (циклотетраметилентетранитроамина), более мощного, чем гексоген, но менее чувствительного к удару и нагреву. Инициирование детонации в разводке запала производится одновременно только в двух точках электродетонаторами 2, сигнал на которые, так же как и импульсный поток нейтронов, запускающий цепную реакцию, формирует блок AFAF 3. Для минимизации размеров запала плутоний 4 окружен замедлителем 5 из бериллия, но применено газовое термоядерное усиление мощности. Промежутки между ампулой и запалом заполнены пенополистиролом 7. Конструкция термоядерного узла обеспечивает наиболее эффективную — сферическую — радиационную имплозию ампулы, состоящей из концентрических шаровых слоев: тяжелых урановых 8 (внутренний — полый) и тяжеловодородного соединения лития-6 95 %-ного обогащения (9). В одной из модификаций заряда внешняя оболочка и сердцевина ампулы сделаны из урана-235. Не только нейтрон с «термоядерной» энергией, но и любой (например — низкоэнергетичный, из запала) вызовет в такой ампуле деление, да не одно, а целую цепь! В результате заметно повышается мощность, поскольку возрастают параметры сжатия и доля топлива, вступающего в реакции. Корпус 10 (на жаргоне разработчиков — «арахис», хотя, на взгляд автора, он более напоминает грушу) отражает и максимально сберегает для радиационной имплозии излучение запала и включает, для дополнительного усиления взрывного эффекта, U238. Все эти решения позволили достичь для заряда W-87 очень высокого отношения энерговыделения к массе. Помимо боевых блоков, на платформе размещаются ложные цели, а также генераторы помех — для противодействия РЛС противоракетной обороны противника

Энергия же факторов первого списка определяет могущество ядерного оружия. Если взрыв происходит в сравнительно плотном воздухе — почти две трети его энергии переходит в ударную волну. Львиную долю остатка забирает световое излучение, оставляя лишь десятую часть проникающей радиации (рис. 3.54), а из этого мизера лишь 6 % достается сотворившим взрыв нейтронам. Существенную энергию уносят с собой нейтрино, но они настолько неуловимы, что найти им и их энергии практическое применение не удается до сих пор.

Рис. 3.54 Проникающую (нейтронную и гамма) радиацию увидеть нельзя, но можно наблюдать вызываемые ею эффекты. Так, ионизация воздуха приводит к возрастанию его проводимости и, если недалеко от взрыва есть грозовые облака, электропрочность воздуха нарушается и следуют разряды молний

…Все было достаточно ясно с ударной волной (рис. 3.55): оптимизация поражения целей упрощалась, поскольку решения уравнений, описывающих движение вещества при взрывах, автомодельны (подобны) и характеризуются безразмерными, относительными параметрами. Например, можно текущие значения давления и радиуса задавать в виде отношений к соответствующим значениям в начале процесса, и решение будет описывать и явление радиусом в дециметр и в километр, так что получать необходимые численные данные для расчетов можно и на моделях (рис. 3.56)

Если стойкость цели по отношению к ударной волне известна — можно определить высоту подрыва заряда данной мощности, при которой площадь поражения целей будет максимальной, или — если носитель доставляет заряд с высокой точностью — минимизировать мощность заряда.

Рис. 3.55 Читатель, возможно, удивится, но изображенное на снимке называется… компьютером. Такие механические вычислители на заре ядерной эры имели командиры, чтобы рассчитывать эффекты ядерных взрывов

Правда, могла поджечь деревянные постройки и причинить тяжелые ожоги вспышка света (рис. 3.57), но то же самое делал и входивший в моду напалм (рис. 3.58)…

А вот непривычное «общественности», не превращающее цель в головешки или тривиальную 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 высокоэнергетичному («жесткому») гамма излучению.