Шипение снарядов

Прищепенко Александр Борисович

^{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.

Рис. 3.56

^{МБР базируется в шахте, крышка которой весит многие десятки тонн (снимок вверху), и для получения данных о стойкости шахты по отношению к ударной волне необходим чрезвычайно мощный взрыв и колоссальные расходы на такой опыт. Однако автомодельность процессов газовой динамики дает возможность оценить стойкость на макете: на нижнем левом снимке — «обдутая» копия шахты МБР LGM-118A в масштабе 1:8 в воронке от модельного взрыва. Данные в этом случае получены при подрыве всего нескольких тонн обычного ВВ (правее)}

^{Рис. 3.57}

^{Эффекты воздействия светового излучения ядерного взрыва в Хирошиме. Там, где на кимоно этой японки был темный рисунок, поглощено больше лучистой энергии, нагрев прилегавший к телу ткани вызвал тяжелые ожоговые поражения. Ткань светлых оттенков отразила значительную часть излучения, послужив защитой}

Выход гамма излучения можно повысить, окружив заряд конвертером — веществом, ядра которого интенсивно испускают гамма-кванты под действием нейтронов, но на поле сражения прямое действие гамма излучения уступает по боевому эффекту и ударной волне, и свету. Оно может, например, причинить неприятности электронике, но — в огромных дозах (десятках миллионов рад [68] ). От таких доз плавятся металлы, а ударная волна с куда меньшей плотностью энергии уничтожает цель без подобных излишеств.

68

Эффекты, производимые излучениями разных видов в тех или иных веществах отличаются, поэтому различны и единицы, в которых измеряются дозы облучения. Рад — энергетическая единица, соответствующая поглощению одним килограммом вещества энергии в 0,01 Дж. Более известная единица — Рентген — определяется ионизационным эффектом гамма квантов в воздухе: при такой

дозе в килограмме воздуха образуется заряд в 2,58x10^{– 4} Кулон. Бэр (биологический эквивалент рентгена) — доза любого вида излучения, производящая такое же действие в биологическом объекте, как 1 рентген. Перевести одну единицу в другую, не зная характеристик вещества и излучения нельзя. Так, например, ионизационный эффект облучения нейтронами может быть не прямым, а обусловленным продуктами их реакций, то есть — определяться изотопным составом облучаемого вещества. Отличается этот эффект и для нейтронов разных энергий.

^{Рис. 3.58}

^{На фотографии слева — «гриб» не от ядерного взрыва, а от срабатывания напалмовой «зажигалки». Явления похожи вследствие подобия конвективных течений газа. Такое течение возникает, когда в поле тяжести пузырь нагретого (и потому — более легкого) газа поднимается вверх, чуть-чуть поджимая перед собой «омывающий» его холодный воздух (ни о какой ударной волне, понятно, речи в этом случае нет). Ну а позади пузыря, в область разреженного его движением воздуха, втягиваются пыль и дым, образуя «ножку» гриба.}

^{Напалм — горючее (бензин, авиационный керосин), загущенное солями жирных кислот, преимущественно нафтеновых и пальмитиновых, откуда и название: «На-Палм». Впервые применено во Второй мировой войне американскими войсками против японцев, оборонявшихся в многочисленных пещерах на островах Тихого океана. Смесь солей — сыпучий порошок, она вполне безопасна. Будучи разбавлена бензином, смесь приобретает консистенцию студня, и, когда этот «студень» воспламеняется, жар вокруг очень силен. Горящий напалм становится жидким, затекает в щели. Его «звездным часом» стала война в Корее, (1950–1953 гг.), где самолеты тактической авиации США штурмовали зажигательными баками густые цепи китайских «народных добровольцев», которые наступали, не считаясь с потерями от артиллерийского и пулеметного огня. Позже, во Вьетнаме, в напалм стали добавлять капсулированные шарики белого фосфора. Такую смесь нельзя было погасить — она самовоспламенялась (снимок справа), а ожоговые травмы от нее, из-за присутствия фосфора стали еще кошмарнее}

Если же плотность энергии гамма излучения меньше, оно становится безвредным для сделанной из железа технике, вроде тех же пушек — а ударная волна и тут может сказать свое слово (рис. 3.59)…

Так что прямое гамма облучение существенного боевого эффекта не обеспечивает, чего нельзя сказать об эффектах вторичных, порожденных им же…

^{Рис. 3.59}

^{Действие ударной волны по наземным целям можно усилить, поскольку при отражении ударной волны от грунта (ударно-волновой импеданс которого довольно высок) давление возрастает. Оптимальная высота подрыва зависит от энерговыделения заряда и стойкости целей. На теневом снимке подрыва всего 10 мг динитродиазофенола — отражение волны. Давление максимально в области, где падающая и отраженная волны сопрягаются. На снимке справа, за снятым обтекателем авиабомбы Мк-17 — устройство, обеспечивающее высотный подрыв}

…Начинается все с Комптон-эффекта [69] в ходе которого образуются электроны отдачи. Магнитное поле Земли, не сообщая заряженной частице кинетическую энергию, «закручивает» ее траекторию (рис. 3.60). Но движение, отличное от равномерного и прямолинейного, есть движение с ускорением — так учит нас школьный курс механики; хотя и не изучаемая подробно в школе, наука электродинамика учит еще и тому, что двигающийся с ускорением заряд излучает. Излучение это тоже электромагнитное, то есть представляет собой колебания электрического и магнитного полей — как и свет, со скоростью которого они распространяются. Характеристики электромагнитного импульса ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ) отличаются от характеристик породившего его гамма излучения лишь количественно, но зато — на много порядков. Начнем с того, что в энергию ЭМИ переходит лишь 0,6 % энергии гамма квантов, а ведь их доля в балансе энергии взрыва сама по себе мала. Еще более различаются частоты колебаний: у ЭМИ — килогерцы-мегагерцы, у его «родителя» — на пятнадцать порядков большие.

69

Так (по имени первооткрывателя) называют эффект рассеяния гамма квантов на внешних электронах атома. Если импульс, сообщенный при этом внешнему (наименее связанному) электрону достаточен, он покидает атом, становясь свободным электроном отдачи. Частота кванта при таком взаимодействии падает — он теряет энергию.