Текст книги "Большая энциклопедия техники"

Ядерное оружие – оружие массового поражения, взрывное действие которого основано на использовании внутриядерной энергии, освобождающейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых протонов урана или плутония, а также при термоядерных реакциях синтеза легких ядер – изотопов водорода (дейтерия и трития).

Ядерное оружие разделяют на два типа: атомное оружие, в основе которого лежит цепная реакция деления ядер тяжелых элементов, и термоядерное (водородное), созданное на принципе использования реакции синтеза легких элементов. Атомное оружие также подразделяют на два вида: взрывного действия и боевые радиоактивные вещества. Термоядерное оружие известно только взрывного действия.

К основным поражающим факторам относятся ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс.

Открытию ядерной энергии предшествовала колоссальная работа физиков и химиков конца XIX и начала ХХ вв. Начало было положено открытием в 1895 г. немецким физиком Рентгеном не известных до этого лучей, названных позже его именем. При их исследовании в 1896 г. французский физик Беккерель обратил внимание, что соединения урана испускают отличающееся от рентгеновского излучение, способное вызвать почернение фотопластинок, свечение некоторых веществ, ионизацию воздуха. 2 года спустя Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри из урановых руд выделили элемент, испускающий подобные лучи, действие которых было значительно сильнее. Элемент назвали радием («лучистый»), способность веществ испускать подобные лучи стали называть радиоактивностью, а сами вещества – радиоактивными. Опыты Крукса в 1900 г. привели английского физика Резерфорда к открытию закона радиоактивного распада. В 1919 г. он осуществил расщепление ядра азота, а позже Блеккет сфотографировал данный процесс в камере Вильсона. После расщепления ядра атома азота был открыт протон – частица, входящая в его состав. В 1932 г. английский ученый Чедвик предположил, что, кроме протона, в ядре есть нейтральные частицы, их назвали нейтронами. Гипотеза о протонно-нейтронном строении ядра сформулирована советскими физиками Д. Л. Иваненко и Е. Г. Гапоном. В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри зафиксировали, что при бомбардировке некоторых атомных ядер ядрами гелия возникают радиоактивные изотопы элементов, устойчивых в обычных условиях, не обладающих радиоактивностью. Они же провели исследования, приведшие впоследствии к открытию свыше 400 искусственных радиоактивных элементов. В 1938 г. немецкие физико-химики Ган и Штрассман обнаружили явление деления урана. Изучение атомного ядра стало еще интенсивнее, работы в данной области были засекречены, так как стала очевидна возможность практического использования колоссальной энергии, заключенной в атомном ядре, в военных целях. В Германии уже велась работа над созданием атомных бомб. Правительство США также признало необходимым начать практические работы в этой области. К середине 1945 г. были изготовлены 3 бомбы. Одна из них была испытана на полигоне в Аламогордо (США) 16 июля 1945 г. Остальные две были сброшены на японские города: 6 августа на г. Хиросиму и 9 августа – на г. Нагасаки.

23 августа 1949 г. было проведено успешное испытание советского ядерного устройства в городе Семипалатинске. Вслед за этим ядерным оружием овладели Англия, Франция, а в 1964 г. – и Китай. В целях недопущения расползания ядерного оружия число стран, им владеющих, было решено ограничить вышеназванной пятеркой. Это было зафиксировано Договором о нераспространении ядерного оружия, подписанным в 1968 г. На сегодняшний день его участниками являются 188 стран. Договор содержит очень важную оговорку: статус ядерных держав признается лишь за странами, которые осуществили профильные взрывы до 1 января 1967 г. Индия и Пакистан открыто заявляют о том, что они обладают ядерным оружием и готовы присоединиться к Договору о нераспространении, но с условием, что за ними официально будет признан статус ядерных держав. По данным МАГАТЭ, уже более 40 стран обладают технологиями, позволяющими производить ядерное оружие. А Израиль и КНДР его, по всей видимости, уже имеют. Есть еще одна сила, которая рвется к ядерному оружию, при этом не выставляя никому никаких условий, – это международный терроризм.

Ядерный заряд – устройство, в котором осуществляется взрывной процесс освобождения ядерной энергии, входит в состав ядерного боеприпаса.

Ядерные заряды делятся на непосредственно атомные, энергия взрыва в которых обусловливается ядерными цепными реакциями, и на термоядерные (устаревшее название – водородные), энергия в которых обусловлена термоядерными реакциями синтеза и реакциями деления.

В атомном заряде условия для развития взрыва создаются путем перевода делящегося вещества в надкритическое состояние (масса каждой части ядерного заряда до взрыва меньше критической массы, т. е. наименьшей массы, при которой может протекать самоподдерживающаяся цепная реакция), а в термоядерных зарядах – путем взрыва инициатора заряда. Ядерные заряды помещают в авиабомбы, боевую головку ракеты, в торпеду и др. Мощность ядерного взрыва составляет от нескольких сотен тонн до нескольких десятков мегатонн тротила.

Глава 3
Взрывная техника

Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества – это бризантные смеси, главной составляющей которых является аммиачная селитра, а дополнительными компонентами могут быть горючие или взрывчатые вещества. Эти смеси также называются аммонитами. Горючие вещества бывают органического происхождения – нефтяные масла, торф, древесная мука, жмыхи, а порошкообразный алюминий и ферросилиций, которые также используются в производстве аммонитов, относятся к неорганическим горючим веществам. Взрывчатыми веществами, использующимися в аммонитах, служат гексоген (циклотриметилентринитроаммоний – мощное бризантное вещество), тротил (тринитротолуол), тэн (тетранитропентаэритрит), нитроглицерин и другие нитроэфиры.

По своему составу аммониты разделяют на несколько видов:

  1) динамоны – смеси аммиачной селитры с горючими веществами;

  2) амматолы – смесь с тротилом;

  3) аммоналы – смесь селитры с тротилом и порошкообразным алюминием;

  4) скальные аммониты – смесь селитры с гексогеном, алюминием и тротилом;

  5) динамиты – смеси с большим количеством нитроглицерина или жидких нитроэфиров.

Чтобы получить аммониты, достаточно только провести подготовительную обработку входящих материалов, т. е. сушку, измельчение и просеивание, а затем просто смешать их. Готовые аммониты используют в изготовлении различных боевых припасов (мин, снарядов, бомб) или расфасовывают в водонепроницаемую тару, так как существенным недостатком таких смесей является гигроскопичность, низкая водоустойчивость.

К достоинствам этих взрывчатых веществ, по сравнению с другими, относятся: хорошая устойчивость к ударам, трению и другим механическим воздействиям; высокая стойкость по отношению к химическим препаратам; они достаточно безопасны в обращении, производстве и хранении.

Основные характеристики аммонитов: плотность заряда 0,8—1,5 г/см³; теплота взрыва 2,1—8,4 МДж/кг (550—2000 ккал/кг); скорость детонации от 1,5—2 до 5—6 км/с.

Бикфордов шнур – фитиль, имеющий очень малую скорость горения, состоящий из пороховой сердцевины и обмотки, выполненной из растительного волокна (джута). Используется данный шнур в качестве проводника огня для воспламенения капсюля-детонатора при необходимости производства взрыва каких-либо взрывчатых веществ. Длина шнура зависит от скорости его горения, которая может достигать в среднем 0,5 м/мин. Бикфордов (огнепроводный) шнур может применяться для взрывания как наземных, так и морских боеприпасов.

Бомба (от фр. bombe, от лат. bombus, греч. bombos – «шум», «гул»). До XIX в. бомбами называли снаряды для гладкоствольной артиллерии. Состояла бомба из шаровидного корпуса, выполненного из чугуна, заряженного черным порохом, и деревянной трубки, плотно набитой порохом. Когда заряд в трубке сгорал, бомба взрывалась. Позже это название сохранилось за снарядами массой свыше 16 кг. В 30-е гг. XX в. артиллерийские снаряды и вовсе перестали называть бомбами.

Существуют авиационные и глубинные бомбы.

Авиационные бомбы по своему назначению делятся на фугасные, осколочные, противотанковые, бронебойные, противолодочные, а также ядерные, т. е. у этих бомб имеется ядерный заряд.

Сначала ядерные бомбы назывались водородными. Первый взрыв водородной бомбы в Советском Союзе был проведен в 1953 г. Заряд в современных ядерных бомбах составляет от десятков до миллионов тонн в тротиловом эквиваленте. Японские города Хиросима и Нагасаки первыми пострадали от взрывов ядерных бомб в 1945 г. Американская авиация сбросила на эти два города по одной бомбе около 20 кг каждая, которые вызвали многочисленные жертвы и разрушения. В авиации в ночное время применяются специальные осветительные бомбы, в которых используется пиротехнический состав. При его сгорании выделяется значительное количество света. Основой этого состава является двойная смесь из металлического порошка (магния, алюминия или их сплавов) и окислителя, в качестве которого выступают натриевая селитра – NaNO₃ или азотнокислый барий – Ba(NO₃)₂.

Глубинные бомбы, один из видов боеприпасов, находящихся на вооружении ВМФ, служат для поражения подводных лодок противника, находящихся на глубине. Глубинная бомба может иметь цилиндрическую, сфероцилиндрическую или каплеобразную форму. Взрыв глубинной бомбы может произойти при непосредственном столкновении бомбы с корпусом лодки (если взрыватель бомбы контактного действия) или когда лодка и бомба окажутся на определенном расстоянии друг от друга (взрыватель неконтактного действия). Хвостовое оперение – стабилизатор – помогает глубинной бомбе сохранять устойчивое положение. Глубинные бомбы бывают авиационными и корабельными, запуск которых осуществляется пусковыми бомбометными установками корабля или с помощью бомбосбрасывателей, находящихся на корме судна.

Глубинные бомбы уже широко использовались во время Первой мировой войны, а во время Второй мировой войны они были основным противолодочным оружием.

Брандер (от нем. Brander, от Brand – «горение») – старое, отслужившее свой срок судно, начиненное взрывчатыми или горючими веществами, использующееся для уничтожения вражеских кораблей. Горящий брандер отпускали по течению или по ветру на неприятельский флот. При столкновении брандера с кораблем противника специальные устройства, имеющиеся на брандере, сцепляли эти два корабля, не позволяя им разойтись, и вражеское судно также загоралось.

С помощью брандеров в 1770 г. во время сражения в Чесменской бухте русские моряки уничтожили турецкий флот.

С XIX в. брандером стали называть старый, вышедший из строя корабль, который затопляли у входа в бухту, канал или гавань с целью лишить вражеские суда возможности входа или выхода из них. Также брандеры использовались для поджога деревянных мостов.

Бризантность (от фр. brisant – «дробящий», «разбивающий») – способность взрывчатых веществ дробить при взрыве соприкасающееся с ними твердое тело.

Если заряд взрывчатого вещества взорвать на измеренном цилиндре из свинца, то часть цилиндра (высота измеряется в мм), раздробившаяся при этом, и будет бризантностью данного вещества. Чем выше плотность заряда и скорость детонации, тем выше бризантность.

Бризантные взрывчатые вещества делятся на низкобризантные (3—12 мм) и высокобризантные (до 20—28 мм).

Бризантные вещества применяются для снаряжения бризантных гранат, снарядов, капсюлей-детонаторов, при взрывчатых работах в горнодобывающей отрасли промышленности, в дорожном строительстве и др.

Бризантная граната представляет собой осколочно-фугасный артиллерийский снаряд с взрывателем дистанционного действия, использующийся для поражения находящихся в траншеях, в складках местности солдат, огневых точек и техники противника.

Примерами бризантных взрывчатых веществ являются тэн, гексоген, октоген.

Взрыватели – специальные устройства в виде трубок или механизмов, сообщающие взрывной импульс разрывному заряду боеприпаса (снаряда, мины, бомбы, торпеды), для взрыва при встрече с целью, на определенной глубине под водой или через определенное время, в нужной точке траектории движения боеприпаса. По способу срабатывания взрыватели подразделяются на:

  1) ударные взрыватели (взрыв происходит при ударе боеприпаса о преграду);

  2) неконтактные взрыватели, которые также бывают радиолокационные, акустические, вибрационные, оптические, емкостные и другие (срабатывают не соприкасаясь, а находясь на определенном расстоянии от цели);

  3) механические и электрические взрыватели срабатывают на траектории движения боеприпаса через заданное время после выстрела, пуска торпеды или ракеты, сброса бомбы;

  4) исполнительные взрыватели приводятся в действие при определенном кодированном сигнале, полученном с командного пункта;

  5) дистанционные взрыватели или трубки – пиротехнические заряды.

Необходимыми в устройстве взрывателя являются: приспособления, вызывающие воспламенение или взрыв капсюлей-воспламенителей или капсюлей-детонаторов (ударник с жалом, электроконтакты, поршни и пр.); детонационная цепь, обеспечивающая проведение взрывного импульса к заряду; очень важным является наличие предохранительных механизмов, которые служат для безопасности взрывателей при их эксплуатации, выстреле и во время движения боеприпаса (пружины, колпачки, ветрянки, чеки, шарики и пр.).

Детонация взрывателя может возникнуть при механическом воздействии ударника или выдергивании чеки; при помощи электричества (капсюль срабатывает путем получения электрического импульса); химическим путем (горючий сплав воспламеняется от реагента, вылившегося из разбитой ампулы).

Ударные взрыватели разделяют на взрыватели мгновенного и замедленного действия, в зависимости от того, через какое время от момента встречи боеприпаса с целью происходит взрыв. Мгновенный взрыв может достигаться с помощью натяженных, обрывно-натяженных, нажимных и разгрузочных механизмов (во взрывателях инженерных мин). А во взрывателях артиллерийских и авиационных боеприпасов мгновенное действие осуществляется путем свинчивания предохранительного колпачка перед выстрелом или свинчивания его в полете с помощью ветрянки.

При необходимости произвести взрыв замедленного действия в детонационную цепь взрывателя вводят замедлитель, устанавливают часовой механизм или химический реагент.

Наличие в артиллерийских ударных взрывателях постоянного замедлителя дает возможность взрывать снаряд в том случае, если он не попадает в цель (самоликвидация).

Для гарантии безотказности действия некоторые боеприпасы оснащают несколькими взрывателями. Имеющаяся изоляция повышает безопасность взрывателя при обращении с боеприпасом (при случайном, преждевременном срабатывании капсюля). Военными специалистами проводится постоянная работа по усовершенствованию взрывателей с целью повысить эффективность действия, надежность и безопасность боеприпасов при обращении и их хранении.

В зависимости от места установки в боеприпас, взрыватели могут быть головные, донные, головно-донные и боковые.

Взрывная машинка (подрывная машинка) – мобильный источник электрического тока для взрывания электродетонатора. Существует несколько типов взрывных машинок: конденсаторные, магнитоэлектрические и динамоэлектрические машинки. Самыми распространенными являются конденсаторные взрывные машинки. Источником электрического тока в таких машинках служит конденсатор-накопитель. Преимущество конденсаторных взрывных машинок заключается в том, что конденсатор способен постепенно (в течение 10—12 с) накапливать энергию, поступающую от слабого источника тока, и почти мгновенно отдавать ее в момент производства взрыва.

По источнику питания, встроенному внутрь взрывной машинки, они подразделяются на три вида:

  1) батарейные, имеющие крошечные гальванические батареи;

  2) аккумуляторные – с небольшими герметизированными аккумуляторами;

  3) внутри индукторных машинок находятся маленькие генераторы.

В 1950-х гг. в Советском Союзе была сконструирована и применена высокочастотная взрывная машинка. Принцип ее работы заключается в том, что с помощью электронной лампы ток из конденсатора превращается в ток высокой частоты, который обеспечивает полную искробезопасность.

Взрывные машинки также широко используются в промышленных взрывных работах. Они могут работать при температуре от -10 до +30 °С.

Гексоген (циклотриметиленаммоний) – очень мощное, высокобризантное взрывчатое вещество, получаемое из уротропина (циклотриметиленамина) и азотной кислоты. Гексоген используется для снаряжения боеприпасов, изготовления детонаторов, а также как компонент предохранительных взрывчатых веществ в промышленных взрывных работах.

Гексоген – белый кристаллический порошок, напоминающий сахар, в воде не растворяется. Плотность 1,82 г/см³, начинает плавиться при температуре 204—205 °С, но, если продолжать нагревание, гексоген воспламеняется. При горении температура достигает 3000 °С, поэтому, если гексоген находится в больших количествах или в закрытой емкости, происходит мощный взрыв. Детонация гексогена также обычно происходит при сильном ударе и под действием капсюля-детонатора. Скорость детонации очень велика – 8,4 км/с, теплота взрыва 5,5 МДж/кг (1300 ккал/кг).

Из-за высокой опасности в обращении гексоген обычно применяется в смесях с другими, менее чувствительными взрывчатыми веществами, которые существенно снижают опасность случайной детонации, – такими как тротил, или добавляют так называемые флегматизаторы (парафин, воск, церезин).

В годы Второй мировой войны гексоген производили сотнями тысяч тонн в год.

Граната (от ит. granata, лат. granatus – «зернистый») – боеприпас, применяющийся для поражения живой силы и боевой техники противника, поскольку при взрыве гранаты образуется большое количество осколков и достаточно сильная ударная волна. В гранате обычно можно выделить три составные части: металлический корпус, заряд взрывчатого вещества и взрыватель. Гранаты бывают артиллерийские, которые выстреливаются из артиллерийского орудия или гранатомета на расстояние до 1000 м, и ручные. Различают гранаты ударного действия, когда взрыв происходит при встрече с преградой, и дистанционные, когда граната взрывается в заданной точке траектории ее полета.

Гранаты артиллерийские впервые появились в XVII в., очень часто их называли снарядами. Гранаты, выпущенные из винтовочного гранатомета (специальное съемное устройство, надеваемое на дульную часть винтовки), имеют массу до 1 кг, калибр 60—80 мм, среди них различают осколочные и бронебойные гранаты, последние пробивают стальную броню толщиной до 300 мм.

Ручной гранатомет – легкое (до 15 кг) переносное оружие – более мощное орудие, способное выпустить гранату, калибр которой достигает 90 мм, а масса – до 5 кг. Такие гранаты делятся на бронебойные и осколочно-фугасные, которые при разрыве дают до 300 убойных осколков, поражая площадь до 10 м в диаметре.

Гранаты с кумулятивным зарядом способны пробить стальную броню толщиной до 400 мм.

Кроме ручного и винтовочного гранатометов, во время Первой мировой войны появился оружейный (винтовка с ружейной мортиркой), который стрелял осколочно-фугасными гранатами на расстояние до 1000 м, использовался для поражения вражеской пехоты. Но широкого применения почему-то не получил.

Гранулотол – гранулированный тротил. Тротил (тринитротолуол, тол), ароматическое нитросоединение, представляет собой светло-желтое кристаллическое взрывчатое вещество. Тротил малочувствителен к ударам и трению, благодаря этому свойству тротил применяется как дополнение к гексогену, который очень опасен в обращении, а добавленный тротил значительно снижает чувствительность этого мощного взрывчатого вещества к механическим воздействиям.

Тротил применяется для снаряжения боеприпасов и для взрывных промышленных работ и в чистом виде, и в смесях (например, с аммиачной селитрой, см. аммиачно-селитренные взрывные вещества).

Теплота взрыва чистого тротила составляет 4,2 МДж/кг.

Вещества, получающиеся в результате взрыва тротила, ядовиты.