Объёмный взрыв. Российские образцы термобарического оружия

Создание альтернативного оружия, сравнимого по своей мощи с ядерными бомбами, относится к наиболее перспективным направлениям оборонных ведомств передовых стран. Высокие риски экологической катастрофы заставляют искать другие принципы поражения, несущие при этом массовый разрушительный эффект. Идеи термобарического и вакуумного оружия соответствуют этим параметрам, поскольку не предполагают создание радиационного воздействия. Первые испытания и даже использование объемных бомб уже имели место в середине прошлого века, и сегодня ведется активная работа по их совершенствованию. Российские разработчики за последние годы серьезно продвинулись в этом направлении, что позволяет создавать эффективное термобарическое оружие, не уступающее западным аналогам.

Принцип объемного взрыва

Для понимания того, как работает термобарическая бомба, можно подробно изучить ее состав и химические реакции, происходящие в момент активации. Наглядно же результат действия этого оружия не раз «демонстрировался» на отечественных предприятиях, когда взрывались заводы и комбинаты с шахтами по добыче угля, переработке сахарного сырья и даже в обычных столярных мастерских. В общем, технику взрыва можно представить как воспламенение скопившейся взрывоопасной пыли, которая заполоняет пространство. Более того, в обычных квартирах можно поставить в один ряд с подобными явлениями - так и действует термобарическая бомба. Оружие данного типа формирует аэрозольное облако, которое впоследствии и производит смертоносный эффект.

Отличия от ядерного оружия

Крупнокалиберные боеприпасы для обеспечения действия вакуумной бомбы по мощности можно сопоставить с ядерными боеприпасами тактического назначения. Однако термобарические бомбы после поражения не оставляют после себя радиационное поле. Кроме этого, большие объемы взрывоопасной смеси, которая применяется в вакуумных бомбах, обеспечивают высокую степень отрицательной полуволны давления. По этому показателю поражение которого сконцентрировано и на радиационном эффекте, проигрывает термобарическим аналогам.

Кроме ударной волны, в процессе взрыва объемных бомб отмечается высокий уровень и выгорания кислорода. Такой взрыв не формирует вакуума в зоне действия - данный фактор обуславливает неоднозначное отношение специалистов к позиционированию объемных взрывов как вакуумных.

Силовой потенциал вакуумных бомб

По своей силе вакуумные бомбы не уступают передовым образцам и модификациям традиционного оружия массового поражения. Боезаряды в таких комплексах способны формировать ударные волны, в которых показатель избыточного давления составляет порядка 3000 кПа. Если говорить о том, как принцип вакуумной бомбы отличается от действия термобарических аналогов, то важно отметить создание практически лишенной воздуха среды после взрыва. Такой перепад в давлении способен разорвать все, что находится в эпицентре: сооружения, оборудование, технические средства, людей и т. д.

Взрывоопасная начинка

В боезарядах, применяемых в термобарических бомбах, твердые компоненты не используются. Их заменили газообразные вещества, которые и обеспечивают ударную волну, которая в несколько раз превышает взрыв ядерной бомбы, снабженной сверхмалыми зарядами. В качестве горючей начинки используются следующие вещества:

• разновидности горючих газов;
• продукты испарения топлива на основе углеводорода;
• другие способные к горению вещества, измельченные до состояния мелкодисперсной пыли.

Для активации боезаряда в некоторых случаях требуется и атмосферный воздух. Несмотря на целый ряд преимуществ перед ядерными бомбами, это мощное оружие не требует столь же серьезных вложений и трудозатрат для получения оптимального состава.

Принцип детонации

Взрыв создается после подачи в газообразную начинку огня. При этом расход компонентов в разы меньше, чем требуется для бризантных бомб аналогичной мощности. Когда заряд достигает нужной высоты, готовая смесь распыляется. В момент обретения газовым облаком оптимального размера выполняется активация детонатора. Затем реализуется объемный взрыв, который влечет и ударную волну. Примечательно, что повторный удар от воздушного потока превышает по мощности первый - это происходит уже после того, как был образован вакуум.

Факторы поражения

Поражающее действие боеприпаса зависит от огненного шара, образовавшегося в ходе взрыва. При использовании вакуумного оружия термальное воздействие на открытой местности, как правило, происходит непосредственно в атакуемой зоне с летальным исходом (действие ожогов) на расстоянии, которое определяется параметрами огненного шара. В этом отношении взрыв ядерной бомбы не столь эффективен, так как предусматривает менее интенсивное воздействие после реализации (конечно, не говоря о действии радиации). Площадь, на которой неизбежны смертельные ранения от ударной волны, обычно превышает радиус термального поражения. Тем не менее вполне закономерно и снижение эффективности ударной силы пропорционально увеличению расстояния от эпицентра взрыва. Снижение давление сокращает и летальные поражения.

Применение в ограниченном пространстве

Наибольшую эффективность вакуумная бомба демонстрирует в условиях ограниченного пространства. Сила действия ударной волны, дополненная поражением огненного шара, способна преодолевать углы и проходить туда, где невозможно распространение осколков. Средства индивидуальной защиты, различные заслоны и баррикады, не говоря о стенах, могут выступать препятствием для традиционных бомб, в то время как термобарическое оружие обходит подобные барьеры. Более того, сила действия усиливается, когда происходит отражение волны от поверхностей. Другое дело, что эффект поражения может варьироваться в зависимости от разных факторов.

Таким образом, в ограниченном пространстве разрушительное воздействие бомбы увеличивается благодаря растущему давлению ударной волны. Следовательно, такое оружие целесообразно использовать при поражении бункеров, пещер, фортификационных сооружений и других замкнутых объектов.

Авиационные вакуумные бомбы

Концепция вакуумных боезарядов на текущий момент показывает наиболее высокие результаты в классе авиационных бомб. В таких устройствах предполагается следующая конструкция: носовая область содержит высокотехнологичный датчик, который служит для активации и разнесения горючей смеси. Процесс формирования взрывчатого облака начинается сразу после того, как производится сброс электромагнитного устройства. Активизированный таким образом аэрозоль переходит в состояние газо-воздушного вещества, которое в последующем взрывается через установленное время.

Российские образцы термобарического оружия

На сегодняшний день термобарический арсенал российских войск (кроме прототипов бомб) включает ракетный огнемет «Шмель», гранаты ТБГ-7, систему ракетного комплекса «Корнет», а также реактивные снаряды РШГ-1.

Отдельного внимания заслуживает огнеметная тяжелая система «Буратино». Это смесь танка и установки для ведения залпового огня. Действие реализовано по тому же принципу распыления и взрыва горючей смеси, в процессе чего формируется и ударная волна. Хотя активация взрывоопасной начинки в данном комплексе несравнима с потенциалом, которым обладает термобарическое оружие с другим горючими веществами (3000 против 9000 м/с), ее качество и результат поражения оправдывают этот недостаток. По сравнению с аналогами, огнеметная система действует с большим радиусом и медленнее затухает.

Начинка «Буратино» включает жидкость и легкий металл (комбинация пропилнитрата и магниевого порошка). В полете снаряда происходит смешивание веществ до однородного состояния, что в итоге обеспечивает создание воздушно-газовой смеси.

Совершенствование ядерного оружия

Несмотря на стремление мирового сообщества принимать меры по контролю и сокращению совокупного ядерного потенциала, значимость этого оружия все еще актуальна.

Направления будущего развития в основном сосредоточены на нейронном воздействии, которое поражает живые организмы. Также специалисты исследуют возможности применения гамма-излучения, которое исключает необходимость обеспечения процессов деления ядер. К примеру, из ядер гафния может получиться мощнейшая бомба, которая при этом будет обладать миниатюрными размерами. Столь высокий силовой потенциал достигается за счет того, что в момент взрыва частицы находятся в высокоэнергетическом состоянии - для сравнения, по боевой мощи 1 грамм гафния в оптимально заряженном состоянии эквивалентен десяткам килограмм тринитротолуола.

В семейство современного ядерного оружия можно отнести кинетические, рентгеновские и микроволновые лазерные системы. В них также применяется ядерная накачка, расширяющая способы и масштабы поражения.

Средства защиты

Развитие ядерных потенциалов в ряде стран вкупе с улучшением характеристик и повышением их поражающего действия ставит необходимостью создание более совершенных защитных систем. В этой части работ учитываются принципы, по которым создаются новые бомбы, а также эффекты поражения. Например, учитывается применение нейтронных потоков, параметры гамма- и электромагнитного излучения. Ведутся разработки новых средств засечки взрывов, устройств измерения и фона, способов деактивации и предотвращения нейронного облучения.

Вместе с этим не останавливаются работы над повышением качества средств коллективной и индивидуальной безопасности. Особенно это относится к защите от химического оружия. В зависимости от характеристик вырабатываются методы обеззараживания и последующей обработки местности в целях сохранения экологической безопасности. Высокотехнологичное смертельное оружие ставит более сложные задачи. Например, есть проблемы в организации мероприятий по обеспечению безопасности промышленных комплексов от высокоточного оружия. В этом плане главный упор делается на маскировку объектов и минимизацию возможностей их рассекречивания.

Современное оружие

На данный момент существуют разные направления военных разработок по созданию принципиально новых подходов к боевым действиям. Среди них акустическое, пучковое, а также другие концепции высокотехнологичных устройств, способных воздействовать на организм человека, преодолевая бетонные и металлические барьеры.

Среди перспективных концепций можно отметить ускорительное смертельное оружие, особенностью которого является специальная подготовка частиц путем ускорения, что позволит расширить область его применения. Это один из проектов, рассчитанных не только на использование в пределах атмосферы, но также и в космическом пространстве. Прототипы подобных устройств, возможно, будут испытываться для введения в эксплуатацию в ближайшие годы.

В одну категорию с высокоточным оружием стоит отнести и электромагнитные средства поражения. Их действие также направлено на устранение конкретных объектов, как правило, энергетического комплекса противника. Вместе с этим они могут применяться и как оружие против человека, вызывая болевые эффекты.

Заключение

Последние десятилетия ядерное оружие воспринимается человечеством как самое страшное. Это действительно так, и только тщательный контроль вкупе с мерами сдерживания исключает даже теоретическую возможность глобальной катастрофы в результате его применения. В этой связи более реальным инструментом силового воздействия становится термобарическое оружие, которое по праву можно считать мощнейшим неядерным средством поражения.

Концепция объемных взрывов находит применение и в стрелковом оружии, а за счет эффективного действия в замкнутых пространствах становится непревзойденным помощником в спецоперациях, по принципам которых и строятся тактические действия в современных конфликтах. Конечно, новые разработки не ограничиваются этим направлением - нейронные, лазерные, электромагнитные и ультразвуковые прототипы оружия, несомненно, в ближайшие годы изменят представление о тактических действиях на поле боя. Россия в плане технологического военного прогресса не уступает западным конкурентам, охватывая все передовые направления и разрабатывая адекватные механизмы защиты.

На вооружении российской армии состоит одно из мощнейших неядерных вооружений в мире – вакуумная бомба. По словам специалистов российского Генштаба, новая бомба по своим возможностям и эффективности сравнима с ядерными боеприпасами. При этом эксперты особо подчеркивают, что данный вид совершенно не загрязняет окружающую среду. Помимо этого данная бомба достаточно дешева в производстве и обладает высокими поражающими свойствами. Данная отечественная разработка не нарушает ни одного из международных договоров, особо подчеркивают в министерстве обороны.

До этого самой мощной в мире вакуумной авиабомбой обладали Соединенные Штаты. Ее испытания были завершены в 2003 году, тогда данное супероружие успели окрестить «матерью всех бомб». Российские разработчики, не долго думая, не стали искать других аналогий и назвали свою разработку «папой всех бомб». При этом наша авиабомба по всем параметрам существенно превосходит свой американский аналог. Масса взрывчатого вещества в российской бомбе меньше, но при этом она получилась более мощной в 4 раза. Температура в эпицентре ее взрыва выше в 2 раза, а общая площадь поражения превосходит ее американский аналог почти в 20 раз.

Эффект объемного взрыва

Действие вакуумной бомбы основывается на эффекте объемного взрыва. С подобным явлением мы сталкиваемся практически каждый день: к примеру, когда заводим свой автомобиль, в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания осуществляется микровзрыв топливной смеси. В более зловещей форме это проявляется в подземных взрывах на угольных шахтах при взрыве угольной пыли или метана, подобные происшествия имеют катастрофические последствия. Взорваться может даже облако пыли, сахарной пудры или мелких древесных опилок. Причина этого заключается в том, что горючее вещество находящиеся в виде смеси обладает очень большой площадью соприкосновения с воздухом (окислителем), что и провоцирует взрыв.

Именно этот эффект и использовали военные инженеры. Технически бомба действует достаточно просто. Подрывной заряд, чаще всего бесконтактный, разрушает корпус бомбы, после чего в воздухе распыляется топливо, которое образует аэрозольное облако. По мере своего формирования данное облако проникает в укрытия, окопы и другие места, недоступные для традиционных видов боеприпасов, действие которых основано на поражении ударной волной и осколками. Далее из корпуса бомбы выстреливаются специальные боезаряды, которые воспламеняют облако, и уже по мере сгорания аэрозольной смеси создается зона относительного вакуума – низкого давления, в которую затем стремительно засасывается воздух и все окружающие предметы. В результате даже без создания сверхзвуковой ударной волны, возникающей при подрыве ядерных боезарядов, данный вид вооружения способен очень эффективно поражать пехоту противника.

БОВ – боеприпасы объемного взрыва по силе своей ударной волны в 5-8 раз сильнее обычной взрывчатки. В США горючие смеси создавали на основе напалма. После использования таких бомб почва на месте подрыва начинала напоминать лунный грунт, но при этом не происходило ни радиоактивного, ни химического заражения местности. В Америке были испытаны и признаны пригодными для использования в качестве взрывчатых веществ для БОВ: окись этилена, метан, пропилнитрат, окись пропилена, МАРР (смесь из ацетилена, метила, пропадиена и пропана).

До недавнего времени в России использовались эти же традиционные наполнители для данного вида бомб. Однако теперь состав взрывчатого вещества новой российской вакуумной бомбы держится в секрете, имеется информация, что он создан с использованием нанотехнологий. Именно поэтому российская бомба в несколько раз превосходит американскую. Если обратить данное сравнение в цифры, то мы получим следующее. Масса взрывчатого вещества в БОВ США и России 8200 и 7100 кг. соответственно, тротиловый эквивалент 11 и 44 тонны, радиус гарантированного поражения составляет 140 и 300 метров, помимо этого температура в эпицентре взрыва российской вакуумной бомбы выше в 2 раза.

Америка была первой

США первыми применили БОВ во время Вьетнамской войны еще летом 1969 года. Первоначально данные боеприпасы использовались для расчистки джунглей, эффект от их применения превзошел все ожидания. Вертолет «Ирокез» мог брать на борт до 2-3 таких бомб, которые находились прямо в кабине. Взрыв всего одной бомбы создавал в джунглях площадку приемлемую для посадки вертолета. Однако вскоре американцы обнаружили и другие свойства данного вида оружия и стали использовать его для борьбы с негерметичными укреплениями вьетконговцев. Образующееся облако распыленного топлива, подобно газу, проникало в блиндажи, подземные укрытия, внутрь помещений. При подрыве данного облака все сооружения, в которые проникал аэрозоль, в буквальном смысле взлетали на воздух.

6 августа 1982 года во время ливано-израильской войны Израиль также испытал подобное оружие на людях. Самолет ВВС Израиля сбросил БОВ на 8-этажный жилой дом, взрыв произошел в непосредственной близости от дома на уровне 1-2 этажей. В результате взрыва здание было полностью уничтожено, погибло около 300 человек, в основном находящихся не в здании, а поблизости от места взрыва.

В августе 1999 года российская армия применила БОВ во время контр-террористической операции в Дагестане. Вакуумная бомба была сброшена на дагестанский аул Тандо, в котором скопилось большое число чеченских боевиков. В результате было убито несколько сотен боевиков, аул был полностью стерт с лица земли. В последующие дни боевики, заметив в небе, даже одиночный российский штурмовик Су-25 над каким-либо населенным пунктом, в панике бежали из него. Таким образом, вакуумный боеприпас оказывает не только мощный разрушительный, но и сильный психологический эффект. Взрыв подобного боеприпаса похож на ядерный, сопровождается сильнейшей вспышкой, все вокруг горит, а грунт плавится. Все это играет большую роль в условиях идущих военных действий

Новый формат БОВ

Авиационная вакуумная бомба повышенной мощности (АВБПМ), которая сейчас принята на вооружение нашей армии, многократно превзошла все подобные боеприпасы, имеющиеся до этого. Бомба была испытана 11 сентября 2007 года. АВБПМ была сброшена со стратегического бомбардировщика Ту-160 на парашюте, достигла земли и успешно взорвалась. После этого в открытой прессе появился теоретический расчет зон ее поражения, исходя из известного тротилового эквивалента бомбы:

170 м. от эпицентра - полное разрушение неукреплённых конструкций и практически полное разрушение железобетонных конструкций.

300 м. от эпицентра - практически полное разрушение неукреплённых конструкций (жилые дома). Укрепленные конструкции разрушаются частично.

440 м. от эпицентра - частичное разрушение неукреплённых конструкций.

1120 м. от эпицентра - ударная волна разбивает стекла.

2290 м. от эпицентра - ударная волна способна сбить человека с ног.

Запад весьма настороженно отнесся к российским испытаниям и последующему принятию на вооружение данной бомбы. Английская газета The Daily Telegraph даже окрестила эти события «жестом воинственного неповиновения обращенного к Западу» и «новым подтверждением того факта, что российская армия восстанавливает свои позиции в первую очередь в технологическом отношении. Другая английская газета The Guardian сделала предположения о том, что данная бомба является ответом на решение США разместить в Европе элементы системы ПРО.

Фактор сдерживания

Ряд экспертов считает, что АВБПМ имеет немало недостатков, но при этом вполне может выступать в роли еще одного сдерживающего фактора возможной агрессии, наряду с обычным ядерным оружием. В качестве слабых сторон БОВ эксперты называют то, что данный вид вооружения имеет лишь один поражающий фактор – ударную волну. Осколочным, кумулятивным действием по цели данный вид оружия не обладает, кроме того, для объемного взрыва необходимо наличие кислорода и свободного объема, это означает, что бомба не сработает в безвоздушном пространстве, грунте или воде. Помимо этого на данный вид боеприпасов большое значение оказывают текущие погодные условия. Так при проливном дожде или сильном ветре топливно-воздушное облако не может сформироваться или же очень быстро рассеивается, а воевать исключительно в хорошую погоду не очень практично.

Несмотря на это поражающее воздействие вакуумных бомб настолько сильно и устрашающе для противника, что данный вид боеприпасов, несомненно, способен выступать хорошим сдерживающим фактором, особенно при борьбе с незаконными бандформированиями и терроризмом.

Вакуумная, или термобарическая бомба по своей мощности практически не уступает ядерным боеприпасам. Но в отличие от последних, ее применение не грозит радиацией и глобальной экологической катастрофой.

Угольная пыль

Первое испытание вакуумного заряда было проведено в 1943 году группой немецких химиков во главе с Марио Зиппермауер (Mario Zippermayr). Принцип действия устройства подсказали аварии на мукомольных производствах и в шахтах, где часто случаются объемные взрывы. Именно поэтому в качестве взрывчатого вещества использовали обыкновенную угольную пыль. Дело в том, что к этому времени у фашистской Германия уже наблюдался серьезный дефицит ВВ, прежде всего тротила. Однако довести до реального производства эту идею не удалось.

Вообще-то термин «вакуумная бомба» с технической точки зрения не является корректным. В действительности – это классическое термобарическое оружие, в котором огонь распространяется под большим давлением. Как и большинство взрывчаток, оно представляет собой топливно-окислительной премикс. Разница в том, что в первом случае взрыв идет от точечного источника, а во втором – фронт пламени охватывает значительный объем. Все это сопровождается мощной ударной волной. Например, когда 11 декабря 2005 года в пустом хранилище нефтяного терминала в Хартфордшире (Англия) произошел объемный взрыв, то в 150 км от эпицентра люди просыпались от того, что в окнах дребезжали стекла.

Вьетнамский опыт

Впервые термобарическое оружие применили во Вьетнаме для расчистки джунглей, прежде всего, для вертолетных площадок. Эффект был ошеломляющий. Достаточно было сбросить три-четыре таких взрывчатых устройства объемного действия, и вертолет «Ирокез» мог приземлиться в самых неожиданных для партизан местах.

По сути, это были 50-ти литровые баллоны высокого давления, с тормозным парашютом, который раскрывался на тридцатиметровой высоте. Примерно в пяти метрах от земли пиропатрон разрушал оболочку, и под давлением образовывалось газовое облако, которое и взрывалось. При этом, используемые в топливовоздушных бомбах вещества и смеси не являлись чем-то особенными. Это были обычный метан, пропан, ацетилен, окиси этилена и пропилена.
Вскоре опытным путем выяснилось, что термобарическое оружие обладает огромной разрушительной силой в ограниченных пространствах, например в туннелях, в пещерах, и в бункерах, но не пригодно в ветреную погоду, под водой и на большой высоте. Были попытки использования во вьетнамской войне термобарических снарядов большого калибра, однако они оказались не эффективными.

Термобарическая смерть

1 февраля 2000 года сразу же после очередного испытания термобарической бомбы Хьюман Райтс Вотч, эксперт ЦРУ, охарактеризовал ее действие следующим образом: «Направленность объемного взрыва является уникальной и крайне опасной для жизни. Сначала на людей, оказавших в зоне поражения, действует высокое давление горящей смеси, а затем – разрежение, фактически вакуум, разрывающий легкие. Все это сопровождается тяжелыми ожогами, в том числе и внутренними, так как многие успевают вдохнуть топливно-окислительный премикс».

Однако, с легкой руки журналистов, это оружие назвали вакуумной бомбой. Интересно, что в 90-х годах прошлого века некоторые эксперты считали, что люди, погибшие от «вакуумной бомбы», будто оказывались в космосе. Мол, в результате взрыва мгновенно выгорал кислород, и на какое-то время образовывался абсолютный вакуум. Так, военный эксперт Терри Гардер из журнала Джейн, сообщил о применении российскими войсками «вакуумной бомбы» против чеченских боевиков в районе села Семашко. В его докладе сказано, что убитые не имели внешних повреждений, и погибли от разрыва легких.

Вторая после атомной бомбы

Уже через семь лет, 11 сентября 2007 года, о термобарической бомбе заговорили, как о самом мощном неядерном оружии. «Результаты испытаний созданного авиационного боеприпаса показали, что он по своей эффективности и возможностям соизмерим с ядерным боеприпасом», - сказал бывший начальник ГОУ, генерал-полковник Александр Рукшин. Речь шла о самом разрушительном в мире инновационном термобарическом оружии.

Новый русский авиационный боеприпас оказалась в четыре раза мощнее самой большой американской вакуумной бомбы. Эксперты Пентагона сразу же заявили, что российские данные преувеличены, по крайне мере, вдвое. А пресс-секретарь президента США Джорджа Буша Дана Перино на брифинге18 сентября 2007 года на язвительный вопрос, чем американцы ответят на русский выпад, сказала, что впервые слышит об этом.

Между тем Джон Пайк из аналитического центра GlobalSecurity, согласен с заявленной мощностью, о которой говорил Александр Рукшин. Он писал: «Русские военные и ученые были пионерами в разработке и использовании термобарических оружий. Это новая история вооружений». Если ядерное оружие является априори сдерживающим фактором из-за возможности радиоактивного заражения, то сверхмощные термобарические бомбы, по его словам, наверняка, будут применяться «горячими головами» генералов разных стран.

Негуманный убийца

В 1976 года ООН принял резолюцию, в которой оружие объемного действия назвал «негуманным средством ведения войны, вызывающим чрезмерные страдания людей». Однако этот документ не является обязательным и прямо не запрещает использования термобарических бомб. Именно поэтому время от времени в СМИ появляется сообщения о «вакуумных бомбежках». Так 6 августа 1982 года израильский самолет атаковал термобарическим боеприпасом американского производства ливийские войска. А совсем недавно издание «Телеграф» сообщило об использовании сирийскими военными топливовоздушной фугасной бомбы в городе Ракка, в результате чего погибло 14 человек. И хотя, эта атака была произведена не химическим оружием, международное сообщество требует запрета использования термобарического оружия в городах.

В детстве вместе с друзьями я занимался довольно малоинтеллектуальным времяпровождением. Мы брали перегоревшую лампочку, аккуратно удаляли колбу, замыкали контакты, вкручивали конструкцию в патрон и надевали на нее полиэтиленовый пакет с небольшим количеством сахарной пудры. Слегка взбив пакет, отбегали за угол и поворачивали выключатель. Оглушающий взрыв поднимал настроение на неделю вперед. Сами того не подозревая, мы баловались вакуумными бомбами.

Бытовая бомба

С объемным взрывом можно столкнуться в самых неожиданных местах

Хотя специалисты на дух не переносят словосочетание «вакуумная бомба», предпочитая обходиться бюрократическим определением «боеприпас объемного взрыва».

Облака

С явлением объемного взрыва читатель знаком гораздо ближе и встречается с ним гораздо чаще, чем он думает. Не раз и не два в нашей стране взрывались мукомольные цеха, предприятия по переработке сахара, столярные мастерские, угольные шахты. Словом, помещения, в которых скапливается взвесь горючих веществ или газа и воздуха. Или столь всем знакомые взрывы бытового газа в квартирах и бензобаков во время сварочных работ.

Не обязательно в качестве горючего должен выступать газ, пары бензина, угольная пыль. Обычные мелкие древесные опилки (например, из шлифовальной машинки), мучная, сахарная пыль, будучи поднятыми потоком воздуха, взрываются ничуть не хуже. Все дело в огромной площади контакта вещества с кислородом. В этом случае процесс горения охватывает сразу очень большой объем вещества и в очень короткое время (доли секунды).

Это совсем не означает, что можно измельчить до состояния пыли тротил и бомба для объемного взрыва готова. В обычных взрывчатых веществах бризантного типа передача энергии и превращение вещества в большое количество сжатых и сильно нагретых продуктов происходит по несколько иным законам, и для тротила, например, наоборот, чем он более плотен и сжат, тем лучше идет детонация. Если же тротил превратить в пыль, то он даст эффекта не больше, чем древесная мука.

Итак, принцип объемного взрыва интуитивно понятен и совсем не сложен. Необходимо создать аэрозольное облако горючего вещества в смеси с атмосферным воздухом, подать в это облако искру, и произойдет очень мощный взрыв. Причем расход вещества в несколько раз меньше, чем бризантной взрывчатки для взрыва такой же мощности: боеприпас объемного взрыва не содержит окислитель, его роль играет атмосферный кислород. А вот как создать облако у цели и инициировать взрыв – это чисто технические проблемы, и они являются конструкторским ноу-хау.

Аэродром из канистры

Впервые решением этого вопроса занялись американские конструкторы боеприпасов примерно году в 1960-м. Долгое время эти работы не выходили за рамки лабораторий и отдельных испытательных взрывов.

Уже тогда было установлено, что при срабатывании бомбы, содержащей 10 галлонов (32-33 л) окиси этилена, образовывалось облако топливовоздушной смеси радиусом 7,5-8,5 м, высотой до 3 м. Через 125 мс облако подрывалось несколькими детонаторами. Образующаяся ударная волна имела по фронту избыточное давление 2,1 млн Па. Для сравнения – для создания такого давления на расстоянии 8 м от тротилового заряда требуется около 200-250 кг тротила.

На расстоянии 3-4 радиусов (22,5-34 м) давление в ударной волне быстро снижается и составляет уже около 100 тыс. Па. Для разрушения ударной волной самолета требуется давление 70-90 тыс. Па. Следовательно, такая бомба при взрыве способна в радиусе 30-40 м от места взрыва полностью вывести из строя самолет, вертолет на стоянке.

Были испытаны и признаны подходящими для использования в качестве взрывчатых веществ для бомб объемного взрыва окись этилена, окись пропилена, метан, пропилнитрат, МАРР (смесь метила, ацетилена, пропадиена и пропана).

Американские военные заинтересовались боеприпасами объемного взрыва лишь в ходе войны во Вьетнаме, когда потребовалось в кратчайшие сроки расчищать в джунглях посадочные площадки для вертолетов.

Расчистка джунглей для посадки всего лишь одного вертолета типа «Ирокез» требовала от 10 до 26 часов работы инженерного взвода, в то время как зачастую в бою все решалось в первые 1-2 часа. Впервые бомбы объемного взрыва были использованы во Вьетнаме летом 1969 года именно для расчистки джунглей. Эффект превзошел все ожидания. «Ирокез» мог нести 2-3 таких бомбы (прямо в кабине). Взрыв одной в любых джунглях создавал вполне пригодную посадочную площадку.

Негуманное оружие

Одновременно выявилось очень сильное воздействие необычных бомб на бойцов Вьетконга. Дело в том, что образующееся облако распыленного топлива подчиняется обычным газовым законам и затекает внутрь негерметично закрытых сооружений, в том числе и в подземные укрытия. Таким образом, взрыв происходит не только вне сооружения, как при взрыве обычного боеприпаса, но и внутри.

Первые образцы бомб объемного взрыва были довольно невелики по размеру, емкости (до 40 л). После сброса на сравнительно небольшой высоте (30-50 м) раскрывался тормозной парашют, который обеспечивал стабилизацию бомбы и скорость снижения, наиболее благоприятную для последовательности операций срабатывания (взрыв пиропатрона и раскрытие корпуса бомбы, распыление топливной смеси, разбрасывание детонаторов, взрыв детонаторов). Из носовой части бомбы выпускался тросик длиной 5-7 м с грузиком. Уменьшение натяжения тросика при касании земли и вызывало срабатывание.

Попытки создать боеприпасы более крупных калибров в то время не увенчались успехом изза технических трудностей. Был найден обходной путь – кассетные бомбы. В одной кассете находилось несколько бомб объемного взрыва калибра 32,6 кг. Эти несколько бомб распределялись на определенной площади, увеличивая тем самым размеры облака.

Использование артиллерии оказалось нецелесообразным изза того, что снаряды даже крупных калибров могли нести сравнительно небольшое количество жидкого взрывчатого вещества (ВВ) и большая часть веса снаряда приходилась на толстые стенки корпуса снаряда.

На дальнейшее развитие боеприпасов объемного взрыва повлияла резолюция ООН 1976 года о том, что боеприпасы объемного взрыва – «негуманные средства ведения войны, вызывающие чрезмерные страдания людей». Хотя работы были продолжены с оглушительным успехом.

Например, во время операции «Буря в пустыне» английский спецназ, выполнявший задание в тылу иракских войск, случайно стал свидетелем применения американцами бомбы объемного взрыва. Действие заряда произвело на обычно невозмутимых англичан такое действие, что они вынуждены были прервать радиомолчание и выдать в эфир информацию о том, что союзники применили ядерное оружие.

А в августе 1999 года на дагестанский аул Тандо, где скопилось значительное число чеченских боевиков, была сброшена крупнокалиберная бомба объемного взрыва (судя по всему, ОДАБ-500ПМ). Боевики понесли огромные потери, но еще сильнее оказался психологический эффект. В последующие дни одно только появление одиночного (именно одиночного) штурмовика СУ-25 заставляло их спешно покидать населенный пункт. Появился даже жаргонный термин «эффект Тандо».

Современные боеприпасы

Современные боеприпасы объемного взрыва чаще всего представляют собой цилиндр, в 2-3 раза длиннее своего диаметра, наполненный горючим веществом и разработанный для распыления на оптимальной высоте над поверхностью. Первоначальный взрыватель, масса которого обычно составляет 1-2% от веса горючего вещества, расположен вдоль оси симметрии боезаряда. Подрыв этого взрывателя разрушает корпус и распыляет горючее вещество для образования взрывчатой топливовоздушной смеси. В идеале смесь должна подрываться после достижения размеров облака, обеспечивающего оптимальное сгорание. Собственно взрыв происходит не после подрыва первичного детонатора (без окислителя топливо не может гореть), а после срабатывания вторичных детонаторов, при этом задержка составляет от 150 мс и выше. Чем больше задержка, тем больше вероятность того, что облако сдует; чем меньше – тем выше риск неполного сгорания смеси изза недостатка кислорода. Поэтому конструкторы экспериментируют, чаще отдавая предпочтение минимальному 150-миллисекундному замедлению.

Для подрыва образовавшегося облака используют как традиционные детонаторы с задержкой, так и химический метод. При химическом методе применяется трифлюорид (trifluoride) брома или хлора, самовоспламеняющегося при контакте с топливом.

Как это работает

При подрыве облака топливовоздушной смеси первоначальное давление в эпицентре взрыва несравнимо ниже (при объемном взрыве на самом деле происходит не детонация, а быстрое горение смеси), а скорость ударной волны меньше, чем при взрыве аналогичного по массе заряда тротила. Именно поэтому объемный взрыв не имеет выраженного бризантного и осколочного эффекта (см. таблицу «Сравнение давления и скорости детонации»).

Действие ударной волны при объемном взрыве гораздо продолжительнее, чем при подрыве бризантного ВВ. По сравнению с облаком (при массе заряда 33 кг диаметр облака составляет более 30 м) бризантный заряд можно считать точечным источником давления. При такой модели происходит быстрое убывание давления, по мере удаления от эпицентра (см. таблицу «Взрыв одной тонны окиси этилена»). К тому же действие ударной волны при использовании бризантной взрывчатки очень непродолжительно во времени, а повышенное давление при объемном взрыве сохраняется довольно долго. Если охарактеризовать действие обычного ВВ как удар пешехода быстро движущимся грузовиком, то действие боеприпаса объемного взрыва можно сравнить с катком, который не просто наехал, но и постоял некоторое время на жертве.

Самое загадочное в механизме действия объемного взрыва – зона сильного разрежения, образующаяся вслед за ударной волной. По данным DIA (Американской военной разведки), у уцелевших после ударной волны людей это разрежение разрывало легкие на куски. Именно из-за этого эффекта подобное оружие журналисты и называют «вакуумными бомбами».

Отсутствие остаточного пониженного давления и является главным отличием термобарического оружия от боеприпасов объемного взрыва. Большинство авторов не понимают этого различия и смешивают эти понятия.

Действие термобарического эффекта основано на том, что взрыв заряда твердого ВВ, помещенного в газообразную взрывчатую смесь, порождает в ней ударную волну, интенсивность которой во много раз превосходит мощность «обычной». При термобарическом взрыве горючее воспламеняется мгновенно, не дожидаясь образования облака, вслед за срабатыванием кумулятивной боевой части, разрушающей твердую преграду. В образовавшуюся пробоину под давлением попадает горящая аэрозоль, разрывая чудовищным давлением сооружение изнутри. Действие похоже на то, как если бы сначала в чемто проколупать дырочку, а потом туда пальнуть из привычного ранцевого огнемета. Наверное, поэтому обычно термобарическое оружие у нас и называют реактивными огнеметами. Наверное, читателя может порадовать тот факт, что бесспорным лидером в разработке такого оружия является Россия.

Не только объем

Может возникнуть вопрос: почему же до сих пор не отказались от обычной взрывчатки, от всех обычных снарядов, авиабомб, ракет, если боеприпасы объемного взрыва по силе ударной волны в 58 раз превосходят обычную взрывчатку и обладают колоссальной поражающей способностью?

Во-первых, боеприпасы объемного взрыва имеют только один поражающий фактор – ударную волну. Осколочное и кумулятивное действие по цели отсутствует.

Во-вторых, бризантность (способность дробить, разрушать преграду) облака топливовоздушной смеси весьма низка, так как здесь имеет место все же взрыв типа «горение», в то время как в очень многих случаях требуется взрыв типа «детонация» и способность взрывчатки раздробить корпус снаряда, уничтожаемый элемент и т. п. Поясняем – при взрыве типа «детонация» предмет в зоне взрыва разрушается, дробится на части, так как скорость образования продуктов взрыва очень высока. При взрыве типа «горение» предмет в зоне взрыва, в силу того что образование продуктов взрыва происходит медленнее, не разрушается, а отбрасывается. Разрушение его в этом случае вторично, то есть происходит в процессе отбрасывания за счет соударения с другими предметами, землей и т. п.

В-третьих, для объемного взрыва необходим большой свободный объем и свободный кислород, который не требуется для взрыва обычных ВВ (он содержится в самом ВВ в связанном виде). Явление объемного взрыва невозможно в безвоздушном пространстве, в воде, в грунте.

В-четвертых, на работу боеприпаса объемного взрыва большое влияние оказывают погодные условия. При сильном ветре, проливном дожде топливовоздушное облако или не формируется вовсе, или же сильно рассеивается.

В-пятых, невозможно и нецелесообразно создание боеприпасов объемного взрыва малых калибров (менее 100 кг бомбы и менее 220 мм снаряды).
Можно назвать еще много причин, в силу которых боеприпасы объемного взрыва не могут заменить обычные боеприпасы и по которым использование явления объемного взрыва носит ограниченный характер. Тем не менее лучшие умы работают над расширением областей применения такого, как мы выяснили, достаточно распространенного явления, как объемный взрыв.

Боеприпас объемного взрыва (объемно-детонирующий боеприпас, англ. - fuel-air explosives) - взрывное устройство, действие которого основано на детонации облака аэрозоля горючего вещества. Такое облако может иметь большой объем и содержать в себе много горючего вещества, что обеспечивает большую силу взрыва смеси частиц горючего и воздуха. В то же время сам боеприпас должен быть компактным, поэтому его взрыв осуществляется в два этапа. Сначала срабатывает небольшой заряд взрывчатого вещества (ВВ), задача которого - равномерно диспергировать горючее и создать аэрозольное облако. После этого - с небольшой задержкой (порядка 0.1 с) - срабатывает второй заряд, который и вызывает детонацию аэрозольного облака. Если второй заряд сработает слишком рано - облако не успеет сформироваться (кислорода в аэрозоле будет недостаточно). Если слишком поздно - облако может успеть рассеяться (особенно, когда дует ветер).

Боеприпасы объемного взрыва часто имеют форму цилиндра, длина которого в 2-3 раза больше диаметра. Разрывной заряд, который должен сформировать облако, имеет массу в несколько процентов от массы топлива и расположен по оси цилиндра.

В прессе часто используется другое название данного типа боеприпасов - "вакуумная бомба", которое объясняют тем, что в области действия взрыва после резкого нарастания давления наступает разрежение, связанное с тем, что при горении топлива расходуется кислород. Утверждение неверно, поскольку хоть при горении и уменьшается объем газов (приведенный к нормальным условиям), это компенсируется их термическим расширением. Другое дело, что при прохождении взрывной волны после резкого роста давления происходит его резкое падение - все-таки это волна: она имеет "гребни" и "впадины". Для бомбы объемного взрыва такой эффект выражен более ярко, чем для "обычных" бомб, начиненных, например, ТНТ.

Роль топлива могут играть разные вещества: окись этилена и окись пропилена, бутилнитрит и пропилнитрит, МАРР (техническая смесь метилацетилена, аллена [пропадиена] и пропана). Используют также порошки магния и алюминия и алюминиево-магниевого сплава. Окиси этилена или пропилена дает хороший эффект, но они ядовиты и неустойчивы - это не для вояк. В результате военные используют смеси разных видов горючего (например, - легких бензинов) и порошка алюминий-магниевого сплава в пропорции 10:1.

А начиналось все с угольной пыли... Которая стала причиной многочисленных взрывов в шахтах, взрывов забравших много человеческих жизней. Немецкие инженеры попытались воспроизвести этот эффект на открытом воздухе. Но смесь воздуха и угольной пыли, которая хорошо детонирует в шахтах, теряла это свойство на открытом пространстве - детонация затухала. Это не удивительно, поскольку закрытое пространство и прочные стенки благоприятствуют детонации. Исследования проводились, но со временем их забросили.

Угольная пыль - далеко не единственная причина возникновения объемного взрыва в мирных условиях. Взрывы древесной и сахарной пыли также могут быть разрушительными. Большие разрушения могут вызывать и взрывы природного газа в жилых и промышленных помещениях.

Тем не менее, идею использовать этот эффект в военных целях на время забыли. Только во время войны во Вьетнаме американцы стали применять объемный взрыв для борьбы с партизанами, которые прятались в тоннелях. Вместо угольной пыли практичные американцы использовали ацетилен, который подавали из баллонов. Эффект был хороший, но выиграть войну Америке это не помогло. Зато исследования объемного взрыва в военных целях возобновилось и, в конце концов, привели к созданию современных боеприпасов объемного взрыва.

На практике, такие боеприпасы далеко не так эффективны, как показывают в фильмах или пишут в прессе. Объемный взрыв опасен, прежде всего, в закрытом пространстве - в зданиях, катакомбах, пещерах и т.д. В чистом поле он производит больше оптический эффект: осколочные боеприпасы с "обычным" ВВ могут быть гораздо более смертоносны.

Нередко попадается и другой термин "термобарический боеприпас", который часто использует как синоним для термина "боеприпас объемного взрыва". Это не совсем так: между ними есть отличия.

Термобарические заряды конструктивно состоят из центрального разрывного заряда (ЦРЗ), выполненного из обычного ВВ с высокой скоростью детонации, вокруг которого находится термобарическая смесь, представляющая собой конденсированное ВВ с высоким содержанием металлического горючего.

Взрыв состоит из трех стадий:

1. Подрыв ЦРЗ, дающий начальную детонационную волну. (Длительность - микросекунды).

2. Детонационная волна от ЦРЗ инициирует детонацию термобарической смеси, которая детонирует с меньшей скоростью (анаэробная стадия, длительность - сотни микросекунд).

3. Расширение и горение продуктов взрыва за счет кислорода воздуха позади фронта ударной волны. При этом ударная волна способствует перемешиванию и сгоранию продуктов детонации за счет окружающего воздуха (аэробная стадия, длительность -миллисекунды и более).

В отличие от объемно-детонирующих зарядов термобарические не ограничены эффективной массой, равной 20-30кг, ниже которой объемно-детонирующий боеприпас перестает эффективно работать. Это позволяет вооружать термобарическим оружием небольшие подразделения вплоть до отдельных бойцов. Термобарические боеприпасы не подвержены атмосферным явлениям (например, действию ветра), по сравнению с объемно-детонирующими, т.к. для осуществления взрыва не требуется время на формирование облака. Кроме того ударная волна от взрыва термобарического заряда тоже способна затекать в укрытия, нанося поражение. Однако эффективность термобарических боеприпасов на открытой местности сравнительно невысока, лишь в закрытых и полуоткрытых помещениях они показывают высокую эффективность благодаря интенсивному догоранию частиц металла на отраженных ударных волнах.

В частности, были разработаны реактивный пехотный огнемет (РПО) "Шмель" и тяжелая огнеметная система (ТОС) "Буратино".

В РПО-А Шмель используется тот же принцип - ЦРЗ и жидкая термобарическая смесь на основе летучих нитроэфиров с 40-50% порошка алюминия. Масса ЦРЗ (ТГ 40/60) составляет по отношению к смеси всего 10%.