Шипение снарядов - Александр Прищепенко

Когда нагрузку необходимо изменить, мучительно не хочется менять что-нибудь в уже доказавшей свою эффективность, подобранной с таким трудом обмотке. Перейти на меньшую индуктивность нагрузки — не проблема, просто надо добавить к спирали одну-две секции с большими шагами намотки, продолжив зависимость рис. 4.19 до согласования с новой нагрузкой (при этом, если не требуется большее усиление, можно «отбросить» такое же число секций с наименьшими шагами намотки). Хуже (но чаще случается), если индуктивность новой нагрузки больше, чем согласованное со спиралью значение, тогда ту же зависимость придется продлевать в сторону меньших шагов и все более вероятной станет встреча с «перескоком» (рис. 4.21), транжирящим драгоценный магнитный поток.

Рис. 4.20 Схема прибора для измерения индуктивности и осциллограмма ударно-возбужденных колебаний. В металлической трубке 1 размещены два элемента: коммутатор 2 и конденсатор 3. На трубку надет конус со скользящим контактом, имитирующий расширяемую взрывом трубу СВМГ. Когда коммутатор срабатывает, возникают колебания в контуре, включающем эти два элемента и исследуемую индуктивность. Вычислить индуктивность по их периоду не составляет труда (из этого значения вычитается собственная индуктивность прибора, определенная в режиме, когда он был «закорочен»). Начав процесс измерений с нагрузки, можно изменять шаг витков секций, подбирая требуемый закон изменения индуктивности соленоида по его длине

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].

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].