Шелест гранаты
Шрифт:
Стационарная детонация распространяется с постоянной скоростью, но возможны и нестационарные режимы. Сходящиеся детонационные волны (цилиндрические, сферические) ускоряются по мере уменьшения радиуса. На достаточно малых радиусах энергия химической реакции вообще перестает играть существенную роль и возрастание параметров определяется только геометрическим фактором. Кстати, именно при сферически-симметричных движениях среды возможно достижение экстремальных параметров ударного сжатия, хотя часто от даже имеющих университетские дипломы приходится слышать, что для получения наибольшего давления следует организовать «лобовое» столкновение тел. Видимо, тут сказывается юношеский опыт игры в футбол, при которой лобовые столкновения происходят часто, а сферически-симметричные — никогда.
И ударные и детонационные процессы называют волнами, хотя для них совершенно не характерны циклические движения вещества, как в морских волнах. Возможно, одной из причин послужило то, что, например, при отражениях от преград наблюдается некоторая «волновая» аналогия. Натолкнувшись на твердую преграду, ударная волна отражается, либо приобретя дополнительное
Теперь — о веществах, в которых возможна детонация. ВВ насчитывается много тысяч, но производимые в промышленных масштабах можно пересчитать по пальцам. Дело в том, что, как было при драматических обстоятельствах объяснено Затычкину, любая реакция с выделением энергии самопроизвольно протекает всегда (правда, «начало» ничего не сообщает о скорости такой реакции). ВВ как хранилище энергии должно быть как можно более стабильным, потому что его разложение весьма опасно — продукты этого процесса ускоряют реакции и все может закончится воспламенением и взрывом, как это имело место на линкоре «Императрица Мария», и во многих других случаях, закончившихся катастрофами. Требование стабильности является существенным ограничением и именно им обусловлено то, что плотность химической энергии в самых мощных современных ВВ не превышает 10000 Дж/см3 (что, однако, на пять порядков больше той же величины для конденсатора). Может быть, и можно синтезировать более мощное вещество, но чувствительность и стойкость его будут такими, что к нему небезопасно станет приближаться.
Удовлетворительно стабильным и мощным является октоген. Давление детонации в этом веществе — 400 000 атмосфер, а скорость (в запрессованном до плотности 1,9) — 9150 м/с. Именно из композиций на его основе горячим прессованием получают заряды ВВ с хорошими механическими свойствами (в такой детали можно нарезать метчиком резьбу и она будет хорошо «держать» винт), но изготовление пресс-форм сложно и иногда применяют литьевые составы, уже менее энергоемкие. Используя вязкие присадки, можно получить и пластические взрывчатые составы (с консистенцией детского пластилина) и эластичные (с консистенцией латекса — мягкой резины) — еще менее мощные. К тому же, скорость детонации большинства их не очень стабильна, потому что технологически сложно добиться идеально-однородного перемешивания связки и наполнителя. Создать эластичный состав с высокостабильной скоростью детонации удалось не потому, что компоненты тупо перемешивали часами, а — подбирая характеристики ударного сжатия наполнителя и связки. Если подобрать связку так, что скорость звука в ее веществе будет близка к скорости звука в продуктах детонации наполнителя, то и скорость звука в их смеси не будет зависеть от отклонений в соотношении компонент, а значит, скорость детонации будет постоянна [59] . Такая пара была подобрана: нитрат многоатомного спирта и один из видов синтетического каучука. Скорость детонации этого состава меньше 8 км/сек, но создан он не ради получения рекордных параметров взрыва, а для детонационной автоматики, где главное — максимальная стабильность характеристик.
59
Вспомним, что несколькими абзацами выше написано про скорость детонации. Понятно, что связки не должно быть слишком много — иначе детонация может и затухнуть
Гарантированный срок хранения ВВ чуть более десятилетия, но фактически он значительно больше. Однажды в Севастополе я набрел на ядро времен Крымской войны [60] (рис. 4.27). Чугун корродировал не насквозь, а медная запальная трубка, смявшись при ударе (возможно — о камень), намертво закупорила «сосуд» и не инициировала взрыв ядра, что в те времена случалось весьма часто (рис. 4.28). После осторожного удаления ее, я обнаружил внутри сохранившийся черный порох. За почти полтора столетия он, конечно, слежался, но отколупываемые кусочки, после минимального просушивания, энергично «пыхали» с белыми облачками дыма. Если бы запальная трубка сработала как надо, ядро могло причинить неприятности защитникам севастопольских бастионов! Правда, черный порох — не «настоящее» ВВ, по на итальянском пороховом заводе под Миланом уже более века в стеклянной ампуле с длинным «змеевиком» хранится без признаков разложения образец нитроглицерина, полученный еще его открывателем, А. Собреро. Даже снаряжение пролежавших более чем полвека в земле боеприпасов демонстрирует образцовое дробление корпуса (рис. 4.29).
60
Крымская война 1854–1856 гг. была вызвана попытками России отобрать у переживавшей не лучшие времена Турции («больного человека Европы», как её тогда называли) контроль над Черноморскими проливами. Поводом для начала войны послужил инцидент в Вифлееме (тогда — турецком), где были убиты несколько православных монахов. Русский флот быстро уничтожил турецкий, но превращение России в Средиземноморскую державу не устраивало Англию и Францию, которые выступили на стороне Турции. В этой проигранной Россией войне были и яркие эпизоды, такие,
Так что с хранением химической энергии в ВВ все обстоит более-менее благополучно, чего не скажешь о применении для тех задач, для которых они и создаются. Уже давно известно, какая доля энергии взрыва преобразуется в кинетическую энергию осколков или ударной волны в воздухе и какой эффект эти поражающие факторы могут произвести. Конечно, и тут время от времени появляются новшества, но, в общем-то, все это — «собирание крошек». С достижением предельных значений плотности химической энергии, при которых мощные ВВ еще относительно безопасны в обращении, в их традиционном военном применении наступил кризис жанра и естественным стал поиск путей преобразования химической энергии в другие виды, которые могли бы выступить в роли более эффективных поражающих факторов.
После обдумывания полученных результатов, я рассказал о них: подробно — главному инженеру НИИ ВТ В. Голоскокову и конспективно — Тугому (существовали опасения, он был всеяден и пытался предстать главным актером везде и во всем). Ряд заявок на изобретения, касавшиеся нового устройства, был оформлен в отделе, где теперь работал А. Чепек.
Среди военных исследователей слухи распространяются быстро, несмотря на барьеры секретности. НИИВТ посетили полковники Ю. Абрамов из ведавшего ядерными боеприпасами 12-го управления министерства обороны, и С. Книна из ВМФ. Оба офицера хотели получить данные, необходимые для справок своему начальству не из слухов, а из первоисточника. Посетив МВТУ, я проинформировал о результатах и В. Соловьева.
…Отдел, где работал Чепек, вышел на первое место по изобретательству в очередном квартале 1983 года. Последовала истерика Тугого (правда, не такая бурная, какие бывали у Затычкина). Вначале он заявил, что запрещает оформлять заявки на изобретения по взрывной тематике, потому что «в электронной промышленности [61] такие устройства не разрабатываются». Потом потребовал, чтобы все заявки были отозваны и посланы от отдела, где он был начальником, «с измененным составом авторов». Услышав отказ, Тугой заявил, что категорически запрещает впредь проведение взрывных опытов. Через три дня в разговоре с главным инженером пришлось упомянуть об этом запрете. Решение Тугого было отменено и дано указание готовить докладную записку для оборонного отдела ЦК КПСС. Голоскоков вернулся оттуда обескураженным: ему сказали, что буквально накануне «примерно то же докладывал товарищ Тугой из вашего же института». Особого интереса оба сообщения не вызвали, быть может, потому, что сделаны они были в отделе, ведавшем электронными отраслями оборонной промышленности.
61
НИИВТ был подведомствен министерству электронной промышленности
4.8. Электронный отжиг кремниевых пластин
Тем временем для установки электронного отжига было, наконец, выделено оборудование и соответствующее помещение. Приходилось сомневаться в успехе: до планового срока окончания работы оставалось чуть больше трех месяцев (из отпущенных полутора лет). Отжиг кремниевых пластин — одна из технологических операций при производстве сверхбольших интегральных схем (СБИС). Существовавшая технология предусматривала отжиг лучом электроном, сканировавшим пластину — как луч развертки па телевизионном экране. Такой способ требовал управления лучом, да и равномерность не была идеальной (проявлялись «дорожки» отжига). Идея Тугого содержала рациональное зерно: отжигать пластину не лучом, а объемным зарядом электронов, заряд же этот — получать от хорошо знакомых искровых источников для нейтронных трубок. Понимаю, что здесь следовало бы привести схему установки, но читателю стоит только открыть главу 2 и найти там рисунок 2.7, чтобы увидеть ее. Отличие состояло лишь в полярности ускоряющего напряжения, да в том, что в установке отжига использовался не один источник, а пакет из нескольких десятков. Но времени практически не оставалось, а неудача следовала за неудачей: как только пакетом искровых источников формировалась плазма, следовал пробой на анод с кремниевой пластиной, которая от мощного стримера тока иногда даже раскалывалась. Ни о какой равномерности отжига и речи быть не могло. Тугой добился в министерстве решения об изъятии этой работы из перечня важнейших. Правда, не очень красиво выглядело, что «начальник отдела, начальник лаборатории и научный руководитель работы» за пару недель до ее предъявления, сославшись на личные обстоятельства, убыл на малую родину, под Свердловск. Перед отлетом он сказал: «Сделайте хоть что-нибудь, закройте работу, и я гарантирую, что не позднее осени вы будете начальником лаборатории!».