Шипение снарядов - Александр Прищепенко

Все эти явления приводят к формированию непрерывного спектра (континуума) ЭМИ ЯВ — совокупности волн в огромном частотном диапазоне. Лишь колебания с частотами от десятков килогерц до сотен мегагерц вносят заметный энергетический вклад, но и эти волны ведут себя по-разному: те, чьи частоты превышают мегагерцы, затухают в атмосфере, а низкочастотные — «оборачиваются» в естественном волноводе между поверхностью Земли и ионосферой, помногу раз огибая земной шар. Правда, «долгожители» напоминают о своем существовании лишь хрипением в приемниках, похожим на «голоса» грозовых разрядов, а вот их более высокочастотные родственники заявляют о себе весьма опасными для аппаратуры «щелчками».

Казалось бы, длинноволновое излучение вообще должно быть безразлично военной электронике — такой ложный вывод подсказывает известная из курса электродинамики теорема взаимности: эффективности приема и излучения любым устройством волн одинаковых частот в данном направлении жестко связаны, чем выше первая, тем выше и вторая [70]. А принимает и излучает военная электроника в гораздо более высокочастотных, чем ЭМИ ЯВ, диапазонах, что и понятно: при создании оружия всемерно «ужимают» габариты, а чем меньше длина волны, тем меньше и размеры антенны.

Действительно, в соответствии с законами электродинамики, ЭМИ ЯВ индуцирует в малогабаритных антеннах ничтожные сигналы, но оно же «выбирает» в качестве антенн другие элементы конструкции: если ракету длиной в 10 метров «накрывает» длинная волна с не поражающей воображение напряженностью электрического поля в 100 В/см, то на металлическом ракетном корпусе наводится разность потенциалов в 100 тысяч вольт! Мощные импульсные токи через заземляющие связи «затекают» в схемы, да и сами точки заземления на корпусе оказываются под существенно отличающимися потенциалами, что тоже ведет к протеканию больших токов. Токовые перегрузки опасны для полупроводниковых элементов: для того, чтобы «сжечь» высокочастотный диод, достаточно импульса мизерной (в десятимиллионную долю Джоуля) энергии. ЭМИ занял почетное место могущественного поражающего фактора — иногда им выводилась из строя аппаратура за тысячи километров от ядерного взрыва — такое было не по силам ни ударной волне, ни световому импульсу.

Понятно, были оптимизированы и параметры вызывающих ЭМИ взрывов (в основном это — высота подрыва заряда данной мощности). Разрабатывались и меры защиты: аппаратура снабжалась дополнительными экранами, охранными разрядниками. Ни один образец боевой техники не принимался на вооружение, пока не была доказана испытаниями — натурными или на специально созданных имитаторах (рис. 3.61) — его стойкость к ЭМИ ЯВ — по крайней мере такой интенсивности, которая характерна для не слишком уж больших дистанций от взрыва.

Рис. 3.61 База ВВС США Кёртлэнд. Испытания стойкости электронного оборудования бомбардировщика В-52 — ветерана стратегической авиации, вот уже полвека находящегося в строю. Этот уникальный самолет останется на вооружении и в 30-х годах XXI века. Поскольку длины волн ЭМИ ЯВ — сотни метров, огромны и размеры антенны, излучающей имитирующий импульс (для сравнения: длина самолета — 48 м, размах крыльев — 56 м). Установка сделана из дерева, чтобы не вносить искажений в распределение полей, и представляет самое большое в мире сооружение из этого материала

…Если нет или очень мало вокруг воздуха, то нет и главного поражающего фактора наземного ядерного взрыва — ударной волны: ей просто не из чего образоваться. Именно так и обстоит дело на рубежах противоракетной обороны, когда необходимо перехватить боевой блок противника. Сделать это предпочтительнее на большой высоте, чтобы даже в случае подрыва блока не пострадали объекты, на которые он нацелен. Но на больших высотах плотность газов столь низка, что они способны только не очень ярко светиться (рис. 3.62). Правда, в безвоздушном пространстве возрастает выход электромагнитного излучения различных частот, но помогает это мало: лучистая энергия поверхность блока, конечно, нагревает, но ведь он и рассчитан на преодоление теплового барьера при входе в атмосферу — снабжен обгорающим (абляционным) теплозащитным покрытием (рис. 3.63). Заряд с повышенным выходом рентгеновского излучения (не «мягкого», а очень жесткого) может нанести поражение электронике, но на небольшом расстоянии, поскольку излучение заметно ослабится в корпусе, сделанном из тяжелого металла. Нейтроны же корпус свободно «проскакивают» и бьют в «сердце» боевого блока — сборку, содержащую делящееся вещество. Ядерный взрыв при этом невозможен — сборка-то пока докритична — но нейтроны порождают в ней много затухающих цепей деления, внутренний «подогрев» от которых может сборку и развалить, но, даже если облучающих нейтронов для этого недостаточно, «подсвеченный» заряд сработает потом с пониженным энерговыделением [71].

Рис. 3.62 На высотах порядка сотни километров плотность газов очень низка, но об их присутствии свидетельствуют те же фотографии ядерных взрывов. Слева — фотография взрыва Kingfish, мощностью около 1 Мт на высоте 97 км. Красное свечение вызвано возбуждением атомов (не молекул!) кислорода. Справа — тот же эффект после взрыва на меньшей высоте, где преобладает вызванное возбуждением электронами молекул воздуха и последующим их высвечиванием синего цвета

В заряде, предназначенном для перехвата боевого блока, не чинят преград нейтронам: в нем есть ядерный запал, но ампула с термоядерным топливом не окружена тяжелой оболочкой, поскольку взрывной эффект — ненужное излишество. За счет этих мер возрастает удельный выход нейтронов (до примерно 1,6x1024 нейтронов на килотонну, что вшестеро выше, чем для заряда деления) а их энергия всемеро превышает среднюю энергию нейтронов деления. Такими двухфазными термоядерными зарядами W-66 (весом всего 68 кг) оснащены американские перехватчики «Спринт» (рис. 3.64), охраняющие шахты межконтинентальных баллистических ракет.

Рис. 3.63 Внешняя оболочка боевого блока Mk-2RB морской ракеты «Поларис АЗ» получена методом намотки асбестового волокна, скрепленного фенолформальдегидной смолой. Этот слой расходуется (уносится набегающим потоком воздуха) по мере выгорания, но, ввиду его низкой теплопроводности, успевает предохранить от воздействия высокой температуры основную конструкцию на конечном участке траектории. Заряд W-58 боевого блока, весом 116 кг и с энерговыделением 200 кт, состоял на вооружении подводных ракетоносцев ВМС США с 1964 по 1984 г.

Но и ЭМИ и нейтроны при перехвате боевого блока противоборствуют с бездушными машинами, а где же пресловутое варварство? Вполне могло ядерное оружие представить и «фильм ужасов» любителям этого жанра. И изумляли непомерным слюноотделением газетенки, заливаясь в брехе об изуверских «нейтронных бомбах» — мародерском оружии, предназначенном якобы для уничтожения людей, но сохранения материальных ценностей для последующего разграбления.

Рис. 3.64 «Спринт» отличается от других зенитных ракет внешним видом, что объяснимо: ее цели — боевые блоки МБР — самые высокоскоростные, и маневрировать при их перехвате необходимо с очень высокими скоростями и перегрузками (на изображенном в центре испытательном пуске противоракету «заставили сделать крендель», чтобы продемонстрировать эти качества). Ядерный взрыв, уничтожающий боевой блок на большой высоте, также выглядит необычно: «космы» образовались из обрывков плазменного пузыря, в безвоздушном пространстве интенсивно рассеивающих свое вещество в полете

Двухфазными термоядерными зарядами (по американской терминологии — «боеприпасы с повышенным выходом радиации») оснащались боевые части ракет «Лэнс» и 203-мм гаубичные снаряды (рис. 3.65).

С ядрами железа (из которого, в основном, и состоит броня) нейтроны МэВных энергий взаимодействуют не очень активно. Иное дело — человеческие ткани, содержащие много водорода, — легким ядрам такие нейтроны при столкновениях придают значительную скорость, а сами — замедляются и затем активно участвуют в разнообразных реакциях. Все эти процессы приводят к ионизации, то есть — к радиационным поражениям.

Рис. 3.65 Вверху — 203-мм снаряд ХМ-753 с нейтронным зарядом W-79 (изображен на рисунке красным цветом). Было произведено 325 таких снарядов и 225, при взрыве которых происходило только деление плутония. Внизу — заряд W-70 для боеголовки оперативно — тактической ракеты «Лэнс». Заряд W-70 mod3 — нейтронный вариант, энерговыделение при взрыве которого лишь немного превышало 1 кт. Отказ от нейтронного поражения, полное использование энергетических возможностей этого заряда в одной из его модификаций позволило поднять энерговыделение в сто раз

Предметы, подвергшиеся воздействию значительных нейтронных потоков (основного поражающего фактора двухфазных боеприпасов), опасны для жизни, потому что нейтроны после взаимодействия с ядрами инициируют в них разнообразные реакции, являющиеся причиной вторичного (наведенного) излучения, которое испускается в течение длительного времени после того, как распадется последний из облучавших вещество нейтронов.