Шипение снарядов - Александр Прищепенко

… И забивали баки тем офтальмологам энтомологи, сооружавшие совсем уж ничтожных нанотехнологических роботов-инсектов (рис. 4.5), чтобы те, подобно неприличным паппараци, нагло высматривали своими миниатюрными камерами сокровенное, не для чужих глаз предназначенное…

…В популярных изданиях принято приводить бросающиеся в глаза сравнения — чтобы оживить изложение, сделать его более запоминающимся. Не без зависти, цитирую: «Современная электроника в состоянии зарегистрировать электромагнитные волны мощностью еще меньшей той, что развивает муха, поднимаясь в течение ста лет на один сантиметр».

Рис. 4.4 Повышение точности систем наведения позволяет реализовать безъядерный перехват боевого блока. Верхний ряд, слева направо: —старт и маневр противоракеты, снятые камерой с открытым затвором; —инфракрасная система наведения позволяет с высокой точностью вывести ракету на курс перехвата; —вблизи цели обтекатели сбрасываются и разворачивается, до этого момента —свернутый, кинетический перехватчик. Нижний снимок: столкновение с таким перехватчиком, на скорости около 10 км/с, гарантированно уничтожает боевой блок

Сложно удержаться от восхищения ярким образом, хотя из него следует и некомплиментарный вывод: всякое устройство имеет пределы работоспособности, и если регистрируемая им в нормальном режиме мощность очень и очень мала, то мощность сигнала, который оно «не вынесет» и выйдет из строя, тоже не слишком велика. Образно говоря — достаточно бросить горстку песка, чтобы настроенная крайне патриотически, но ничего не «видящая» дура, весом более тонны, с обиженным ревом пронеслась мимо, оставив, как напоминание о себе, лишь зловоние сгоревшего смесевого топлива. Ну а механической мухе — не песка, а ничтожной песчинки надо, чтобы, забыв о постыдных порнографических экзерсисах, хлопнулась неслышно она на спинку и, посучив конвульсивно крылышками из полиэтилен-терефталата, затихла навсегда…

Рис. 4.5 Такие нанотехнологические роботы-разведчики уже разрабатываются и должны начать жужжать, выполняя свои миссии к 2015 г.

…Обретение радиочастотным электромагнитным излучением (РЧЭМИ) свойств поражающего фактора произошло как в результате создания мощных его источников, так и эволюции элементной базы электроники: на смену лампам, которые невозможно «сжечь», пришли микросхемы, размеры полупроводниковых элементов в которых непрерывно уменьшаются и в настоящее время составляют доли микрона. Между тем, понятно, что, с уменьшением размеров полупроводниковых элементов, снижается и их стойкость к токовым перегрузкам, так что появление и совершенствование ЭМО противостоит этой тенденции, которая в первую очередь и обеспечивает быстрый рост функциональных возможностей ЭС. полупроводники. Платой за колоссально возросшие функциональные возможности стала повышенная уязвимость электроники к токовым перегрузкам. В результате, при действии по целям, в состав которых входят современные электронные средства, РЧЭМИ значительно превосходит по энергетической эффективности ударную волну и осколки. Например, стойкий функциональный отказ крылатой ракеты происходит при воздействии одного из поражающих факторов со следующими значениями плотности энергии (Дж/м2):

• осколки весом не менее одного грамма каждый — 100000;

• воздушная ударная волна— 50000;

• РЧЭМИ микросекундной длительности — 1-10.

Повышение степени интеграции, дальнейшая миниатюризация полупроводниковых элементов означают, что такие элементы будут становиться все менее стойкими к токовым перегрузкам. Так что РЧЭМИ — эффективный поражающий фактор, когда речь идет о целях, в состав которых функционально входит электроника: сама угроза его боевого применения встает на пути миниатюризации — основной тенденции развития электронных средств.

Есть у РЧЭМИ и недостатки: с хранением не только излучения, а и электромагнитной энергии других видов дело обстоит неблагополучно. Так, например, в заряженном высоковольтном конденсаторе максимальная плотность электрической энергии не превышает десятых долей джоуля на кубический сантиметр, и хранится она недолго; ваккумуляторе или в ионистере (конденсаторе сверхбольшой емкости) плотность энергии повыше, но ее нельзя извлечь быстро — за миллионные доли секунды. Так что энергию приходится «доставать» из других «хранилищ» и уж затем преобразовывать ее в электромагнитную; при этом не избежать существенных потерь, и потому итоговые эффективности электромагнитного и традиционного оружия отличаются не так разительно, как эффективности отдельно взятых поражающих факторов.

«Хорошие» хранилища энергии существуют: это те же взрывчатые вещества. Но если появление электроники привело к качественному скачку в боевых возможностях оружия, то скачка в характеристиках взрывчатых веществ не произошло: «на арену» вышел лишь октоген, превосходящий гексоген всего-то на несколько процентов по энергосодержанию. Дело в том, что, в соответствии со вторым началом термодинамики, любая реакция с выделением энергии самопроизвольно протекает всегда и ВВ не могут не разлагаться.

«Начало» ничего не сообщает о скорости такой реакции, но вариантов достаточно. Если вещества много, а начальный импульс существенен — возможна детонация или горение (взрывное или довольно вялое). Если возмущения нет — все зависит от условий хранения. Иногда признаки разложения могут не быть заметны в течение сотен лет; бывает, что увеличивается чувствительность к удару или трению, а иногда продукты разложения ускоряют распад и все заканчивается самовоспламенением и взрывом. Требование стабильности ограничивает плотность химической энергии и в современных ВВ она не превышает 10000 Дж/куб. см [75]. Может быть, и можно синтезировать более мощное вещество, но чувствительность и стойкость его будут такими, что к нему небезопасно станет приближаться.

… Из многих тысяч взрывчатых соединений отобрано всего несколько таких, которые сравнительно стабильны, но достаточно действенны при возбуждении детонации. На их основе созданы разнообразные взрывчатые материалы. В годы «холодной войны» в «быках» многих стратегически важных мостов в Западной Европе были блоки, наполнителем бетона которых служил октоген: марш численно превосходящих советских танковых соединений рассчитывали остановить, не тратя драгоценное время на заложение зарядов, а только — прилепляя куски пластита с детонаторами на известные саперам участки опор. Из композиций на основе октогена горячим прессованием получают прочные заряды ВВ — в них можно нарезать метчиком резьбу, и она будет хорошо держать винт. Правда, изготовление пресс-форм сложно, и иногда применяют менее энергоемкие литьевые составы. Используя вязкие присадки, можно получить и эластичные (с консистенцией латекса — мягкой резины) и пластические взрывчатые материалы (с консистенцией детского пластилина) — еще менее мощные. К тому же скорость их детонации не очень стабильна, потому что технологически сложно добиться идеально-однородного перемешивания связки и наполнителя. Эластичный состав с высокостабильной скоростью детонации создали, не тупо, час за часом, перемешивая компоненты, а — подбирая характеристики ударного сжатия наполнителя и связки. Если скорости звука в связке и в продуктах детонации наполнителя будут близки, то и скорость звука в их смеси не будет зависеть от отклонений в соотношении компонент, а значит, скорость детонации будет постоянна [76]. Такая пара была подобрана: нитрат многоатомного спирта и один из видов синтетического каучука.

Скорость детонации этого состава менее 8 км/сек, (октогена — более 9 км/сек), но создан такой эластит (рис. 4.6) не ради получения рекордных параметров взрыва, а для детонационной автоматики, где главное — максимальная стабильность характеристик. Этот состав и используется в детонационных разводках ядерных зарядов, описанных в главе 3, и именно использование таких разводок позволило уменьшить диаметр заряда более чем на порядок, в чем можно убедиться, сравнив снимки: «Толстяка», (рис 3.32) и артиллерийского снаряда (рис. 3.50).

Гарантированный срок службы ВВ — чуть более десятилетия, но фактически взрывчатые свойства сохраняются значительно дольше: даже снаряжение пролежавших более чем полвека в земле боеприпасов (рис. 4.7) демонстрирует образцовое дробление корпуса.

Рис. 4.6 Верхний ряд: американский листовой эластичный взрывчатый материал «деташит» с постоянной скоростью детонации. По требованию заказчика, в него могут быть добавлены красители разных цветов. Тот же ВМ выпускается в шнуровом варианте («детафлекс»), в пластиковой оплетке или без нее (центральный ряд), а также — в виде тонких (0,5 мм) лент (нижний ряд, слева). Для промышленных целей выпускаются жидкие взрывчатые материалы (правее). Их, например используют для извлечения взрывом обломков сверл, застрявших в заготовках. Бинарные ВМ (справа) повышают безопасность: они приобретают взрывчатые свойства, только когда смешивают их компоненты, по отдельности к взрывному разложению не способные

Объяснить, как из хранимой в ВВ химической энергии получают электромагнитную, невозможно, обойдя вниманием важнейшую физическую величину — магнитный поток, потому что именно ее «поведение» позволяет понять многое в этом процессе.