Натовских подводников распугают бесшумными бомбами

В середине прошлого века устройство атомной бомбы было строжайшей тайной. Только крайне ограниченный круг учёных, приближённых к правительствам великих держав, был посвящён в этот секрет. Прочим же смертным полагалось лишь знать, что к делу имеет какое-то отношение формула E=mc², что нужен уран и что всё это очень сильное колдунство.

Сейчас всё изменилось. Ныне устройство атомной бомбы можно узнать из открытых источников, но по-прежнему мало кто представляет, как работает самое страшное оружие человечества. А разобраться стоит. Например, чтобы определять, где в книгах и фильмах фантастические допущения, где антинаучная чушь, а где автор справочник прочёл, но ничего не понял.

Атомное оружие основано на эффекте цепной реакции. Ядра некоторых изотопов тяжёлых металлов нестабильны и, захватив пролетающий мимо нейтрон, немедленно распадаются. При этом возникают как крупные осколки, так и ещё несколько свободных нейтронов. Они могут спровоцировать распад других ядер — и в результате выделится ещё больше нейтронов. Этот лавинообразный процесс приводит к стремительному выделению энергии — ядерному взрыву, мощность которого эквивалентна 25 тоннам тротила на каждый грамм распавшегося изотопа.

Разумеется, цепная реакция не начнётся, если слиток металла недостаточно велик и большая часть освободившихся нейтронов просто улетает за его пределы. Чтобы произошёл взрыв, количество расщепляющегося материала должно превысить некую критическую массу. Минимальное взрывоопасное количество вещества — 47 килограммов для урана-235 и 10 килограммов для плутония-239: на практике только эти два металла используются для создания ядерных взрывных устройств.

Уже вторая, сброшенная на Нагасаки бомба «Толстяк», имела шаровой заряд

Может показаться, что создать критическую массу легко: взять два слитка урана, каждый пуда по полтора, и соединить. Но это не лучшая идея, поэтому при изготовлении ядерных боеприпасов используются сложно устроенные имплозивные, или шаровые заряды. Их эффект основан на том, что при воздействии силы на поверхность сферы по мере приближения к её центру давление будет возрастать в квадрате. Как следствие, шаровой заряд представляет собой «матрёшку». Внешний сферический слой образует обычная «химическая» взрывчатка, по поверхности которой равномерно распределены 64 детонатора. Все детонаторы должны сработать одновременно — тогда происходит взрыв, который порождает направленную к центру ударную волну.

Если хотя бы один детонатор не сработает вовремя, сжатие будет ассиметричным и приведёт лишь к разрушению боеприпаса. И это служит надёжной защитой. Бомба может выпасть с самолёта, упасть вместе с самолётом, сгореть в вагоне в результате железнодорожной катастрофы, в неё даже может попасть артиллерийский снаряд (правда, последнее испытывалось только на макетах). В худшем случае это приведёт к подрыву обычной, химической взрывчатки, но незапланированной детонации ядерного заряда не произойдёт.

Следом за взрывчаткой в шаровом заряде располагается слой алюминия. Лёгкий металл нужен, чтобы увеличить радиус заряда, а значит, и итоговое давление в центре сферы. Внутрь полой алюминиевой сферы вкладывается тампер — полая сфера из обеднённого урана, которая служит массивным поршнем

Через тампер концентрическая ударная волна передаётся на третью, самую маленькую полую сферу, изготовленную из ядерной взрывчатки — урана или плутония. В самом же центре находится миниатюрный источник нейтронов на основе трития. Масса «ядерной взрывчатки» в шаровом заряде обычно в полтора-три раза меньше критической. Развитие цепной реакции в боеприпасе происходит благодаря дополнительным нейтронам, испускаемым тритием, увеличению плотности металла в момент максимального сжатия, а также потому, что урановый тампер отражает рождающиеся при распаде ядер нейтроны внутрь, не позволяя им покидать зону реакции.

Шаровой заряд первой советской атомной бомбы РДС-1 (Фото: Музей ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ)

«Шаровая» конструкция позволяет безопасно заложить в боеприпас и сверхкритический заряд расщепляющегося изотопа. Рекорд здесь принадлежит британцам: они изготовили тонкостенную плутониевую сферу, масса которой превышала критическую в 12 раз! Но тогда сынов Туманного Альбиона просто заели амбиции: как же так, у Советов и Штатов есть водородная бомба, а у них нет. На изготовление этого чуда техники королевство потратило годичный запас расщепляющихся материалов.

Повысить мощность боеприпаса можно и без такой траты дефицитных материалов. В активированном шаровом заряде цепной распад продолжается не до исчерпания горючего, как в обычной бомбе, а до разрушения устройства. Испарившийся урановый шар уже не обладает достаточной плотностью, чтобы поддерживать цепную реакцию. У первых имплозивных бомб до распыления заряда успевало выгореть лишь 10% ядерной взрывчатки, а у современных этот показатель колеблется от 30 до 60%. Увеличить степень выгорания можно, обеспечив дополнительное сжатие. Для этого используется большой — до четверти тонны — заряд химической взрывчатки. Хорошо помогает и увеличение толщины тампера. Конечно, дополнительная инертная масса лишь краткий миг способна противостоять рвущемуся из зоны реакции ядерному пламени. Но когда интенсивность реакции нарастает по экспоненте, даже этот миг имеет огромное значение.

На этапе горения лития и урана термоядерная бомба по устройству напоминает звезду. Она полностью состоит из плазмы — раскалённого ионизированного газа, но при этом плотнее свинца

Ещё сильнее разрушительную силу современных ядерных боеприпасов можно повысить капсулой с термоядерным горючим. Рядом с первым шаровым зарядом, играющим роль детонатора, размещается второй, устроенный несколько иначе. Вместо слоя химической взрывчатки он покрыт инертным пластиком. Сразу под ним располагается тампер из обеднённого урана. А между тампером и центральной полой сферой, изготовленной из плутония, размещается слой дейтерида лития-6 — соединения лёгкого изотопа лития с тяжёлым водородом. Этот белый порошок не радиоактивен и совершенно безопасен, если не поливать его водой.

Подрыв первого шарового заряда превращает пластиковый слой в перегретую плазму, давление которой приводит к имплозии термоядерной капсулы. Её плутониевая сердцевина достигает критической плотности и тоже взрывается. Литий, поглощая образовавшиеся нейтроны, разлагается на гелий и сверхтяжёлый водород — тритий. Температура на фронте столкновения ударных волн в этот момент оказывается достаточной, чтобы началась реакция термоядерного синтеза с участием дейтерия и трития. А это означает третий взрыв — примерно в сто раз сильнее двух первых.

Царь-бомба, она же «Кузькина мать», самая мощная термоядерная бомба в истории (Croquant | CC BY-SA 3.0)

Но и детонация термоядерного горючего — только вторая фаза термоядерного взрыва. Если ядерный взрыв прекращается после разрушения взрывного устройства, то механизм водородной бомбы продолжает работать и после перехода в плазменное агрегатное состояние. При синтезе ядер тяжёлого и сверхтяжёлого водорода рождаются ядра гелия и нейтроны. Энергия нейтронов настолько велика, что они не захватываются тяжёлыми ядрами, а разбивают их, как бильярдный шар пирамиду.

Под градом нейтронов в реакцию вступает уран-238, в обычных условиях вполне безопасный. Это третья фаза взрыва, увеличивающая его мощность ещё впятеро. Вклад энергии от распада ядер урана не так уж велик, но этот процесс порождает новые тучи нейтронов. А чем плотнее нейтронный поток, тем больше лития перейдёт в тритий, тем выше будет КПД взрывного устройства. Водородную бомбу можно собрать таким образом, что выгорание каждого из трёх компонентов — плутония, дейтрида лития и обеднённого урана — превысит 90%. А это чудовищная энергия.

«Малыш», первая атомная бомба, применённая в бою, относилась к пушечному типу

Ядерные боеприпасы ценятся в первую очередь за мощь, но иногда компактность оказывается важнее. Как следствие, некоторое распространение (практически только в США) получили так называемые пушечные заряды. Они состоят из плутониевого цилиндра с отверстием в центре, стержня из того же металла, небольшого количества пороха, который вколачивает стержень в отверстие, единственного детонатора для инициации процессов и… всё. Очевидными преимуществами пушечной схемы были предельная простота, безукоризненная надёжность срабатывания и крошечные размеры.

Но заряд пушечного типа не просто надёжен, а слишком надёжен. Это его главный недостаток. Тепловое или механическое повреждение боеприпаса не выведет его из строя, а напротив — может заставить сработать. В СССР посчитали, что янки — crazy, и копировать этот ужас не стали.

«Дэви Крокетт» — надкалиберная ядерная мина для стрельбы из противотанковых 106-мм безоткатных пушек. Американцы действительно намеревались отстреливаться «Крокеттами» от советских танков и наклепали немало этих боеприпасов. Смешной тротиловый эквивалент — всего 10 тонн — позволял бить прямой наводкой

Вторым недостатком пушечных зарядов стала их расточительность. Количество ядерной взрывчатки обязательно должно быть сверхкритическим. То есть расщепляющегося металла «на выстрел» уходит в среднем в три раза больше, чем при другой схеме. Если же пересчитывать на килотонны, разница оказывается ошеломляющей: КПД пушечного заряда не выше 1%. Таким он был у единственного в истории стратегического боеприпаса с зарядом пушечного типа — бомбы «Малыш», сброшенной на Хиросиму. Но там всё устройство весило четыре тонны, а урановые детали были помещены в обрезок орудийного ствола. А при использовании пушечного заряда без сверхпрочного корпуса КПД падает до 0,01–0,004%. Американцы, впрочем, считали, что крайне низкая — от 10 до 150 тонн в тротиловом эквиваленте — мощность для тактического ядерного боеприпаса не изъян, а достоинство.

Примитивное устройство пушечного заряда породило миф, что ядерную бомбу можно собрать в гараже. Но частному лицу достать несколько десятков килограммов почти чистого урана-235 невозможно. А плутоний вдобавок стремительно окисляется на воздухе, очень ядовит и практически не поддаётся механической обработке. Попытавшись изготовить кустарным способом из небольших плутониевых слитков детали взрывного устройства, самоделкин умрёт от лучевой болезни, от отравления или в результате вспыхнувшего в гараже пожара, но ничего не достигнет.

Советский 420-мм миномёт 2Б1 «Ока» предназначался для стрельбы ядерными боеприпасами

2С7 «Пион». В 1970-х годах в СССР появились миниатюрные шаровые заряды, которые помещались в снаряд 203-мм пушки, но мощность их обычно составляла 5–15 килотонн, и «тактическими» такие боеприпасы можно было назвать лишь условно

Принцип действия

Основан на практической несжимаемости воды. Взрыв бомбы разрушает или повреждает корпус подводной лодки на глубине. При этом энергия взрыва, моментально возрастая до максимума в центре, переносится к цели окружающими водными массами, через них деструктивно воздействуя на атакуемый военный объект. По причине высокой плотности среды взрывная волна на своём пути не теряет существенно исходную мощность, но с увеличением расстояния до цели энергия распределяется на большую площадь, и соответственно, радиус поражения ограничен.

Взрыватель срабатывает при ударе о корпус лодки, на определённой глубине, или при прохождении рядом с корпусом.

Обычно глубинные бомбы скатывают с кормы корабля или выстреливают ими из бомбомётной установки. Глубинные бомбы могут также сбрасываться с летательных аппаратов (самолёты, вертолёты), доставляться до места обнаружения подводной лодки с помощью ракет.

Глубинные бомбы отличаются своей низкой точностью, поэтому для уничтожения одной подводной лодки их требуется значительное количество, иногда около сотни бомб.

Эволюция глубинных бомб в СССР

Отечественные образцы часто равнялись показателям, которые выдавались зарубежными аналогами. В целом, военная отрасль государств в этом компоненте демонстрировала удивительное единодушие, выпуская поколения сопоставимых по характеристикам проектов. Это касается и извечного соперника СССР – США, а также первопроходцев в создании глубинных бомб – британцев.

У глубинных бомб невысокие показатели дальности действия, мощности и точности. К сожалению, это данность, связанная с простотой использования. Это оружие стало пережитком прошлого, в котором раньше нуждались остро, но сегодня – меньше.

Сегодня прогресс подводного флота позволил достигнуть собственных защитных механизмов на каждом борту, крепость обшивки, скорость передвижения.

Для противодействия субмаринам, гораздо выгоднее стало заказывать ракетные комплексы, которые включают ядерные боеголовки и средства обнаружения. Сбрасывать же бомбы или запускать простейшие торпеды – стало бессмысленным занятием.

Вероятно, говорить о том, что время глубинных бомб прошло, пока опрометчиво. Все-таки, они будут оставаться дополнительным защитным инструментом для каждого корабля. Но для стратегической борьбы такое оружие не подходит, поэтому абсолютно обоснованно считается морально устаревшим.

История

Глубинные бомбы нашли широкое применение в Первой мировой войне
Уроки первых месяцев войны заставили военно-морское руководство держав Антанты обратить особое внимание на создание новых противолодочных средств и разработку форм и способов борьбы с подводными лодками. В качестве такового стали использовать подрывные патроны, явившиеся, в сущности, прообразом глубинных бомб: шестикилограммовые патроны с зажженным огнепроводным шнуром сбрасывались с миноносцев в предполагаемом месте нахождения подводной лодки

Первый образец глубинной бомбы был создан в 1914 году и после испытаний поступил на вооружение британского военно-морского флота.

Глубинные бомбы оставались важнейшим видом противолодочного вооружения во Второй мировой войне. Глубинная бомба совершенствовалась в направлении увеличения глубины взрыва и создания разнообразных калибров бомб. Росло число носителей этого оружия, им стала, в частности, и авиация. Все подобные бомбы погружались под действием силы тяжести со скоростью 2,1—2,3 м/с, конструктивно выполнялись в виде цилиндрическо-конического корпуса, заполненного зарядом взрывчатого вещества внутри которого помещался взрыватель; эта конструкция не претерпела принципиальных изменений вплоть до 1950-х годов.

Ядерные глубинные бомбы, появившиеся после войны, были сняты с вооружения в 90-х годах. В наши дни глубинные бомбы интенсивно заменяются более точным оружием (например, ракета-торпеда).

В настоящее время на вооружении авиации ВМФ РФ состоит противолодочная авиационная бомба ПЛАБ-250–120: вес бомбы — 123 кг (из которых вес ВВ составляет около 60 кг), длина — 1500 мм, диаметр — 240 мм.

Современные морские мины

Самой мощной из отечественных мин, созданных в до военном времени, признана M-26. Ее заряд составляет 250 кг. Это якорная «взрывчатка» с ударно-механическим типом активации. Из-за значительного объема заряда форма боеприпаса была изменена с шаровой на сфероцилиндрическу. Ее плюсом являлось то, что на якоре она располагалась горизонтально и транспортировать ее было проще.

Еще одним достижением наших соотечественников в сфере военного вооружения кораблей стала гальваноударная мина КБ, используемая как противолодочное оружие. В ней были впервые использованы чугунные колпаки-предохранители, покидавшие свое место автоматически при погружении в воду. В 1941 году к мине добавили клапан потопления, позволяющей ей самостоятельно погружаться на дно при отрыве от якоря.

В послевоенное время отечественные ученые возобновили гонку за лидерство. В 1957 году была выпущена единственная самоходная подводная ракета. Ею стала реактивная всплывающая мина КРМ. Это стало толчком к разработке кардинально нового типа оружия. Устройство КРМ произвело полную революцию в производстве отечественного морского вооружения.

В 1960 году СССР приступило к воплощению передовых минных комплексов, состоящих из мин-ракет и торпед. Через 10 лет ВМФ стал активно использовать противолодочные мины-ракеты ПМР-1 и ПМР-2, не имеющие аналогов за границей.

Очередным прорывом можно назвать мину-торпеду МПТ-1, имеющую двухканальную систему поиска и распознавания цели. Ее разработка длилась девять лет.

Все имеющиеся данные и испытания стали хорошей платформой для формирования более передовых форм оружия. В 81 году была закончена первая российская универсальная противолодочная мина-торпеда. Она незначительно отставала по своим параметрам американской конструкции Captor, при этом опережая ее в глубинах установки.

УДМ-2, вошедшая на снабжение в 78 году, применялась для повреждения надводных и подводных кораблей всех типов. Мина являлась универсальной со всех сторон, начиная от установки и заканчивая самоликвидацией на суше и в мелководье.

На суше мины не приобрели особого тактического значения, так и оставшись дополнительным типом вооружения. Морские мины получили совершенную роль. Только появившись, они стали стратегическим оружием, нередко смещающим остальные виды на второй план. Это связано с ценой для боя каждого отдельного судна. Численность кораблей в морском флоте определена и потеря даже одного галеона может сменить ситуацию в пользу противника. Каждое судно имеет сильную боевую мощь и значительный экипаж. Взрыв одной морской мины под судном может сыграть огромную роль в ходе всей войны, что несравнимо с множеством взрывов на суше.

Морские мины время Второй Мировой войны

В определенные годы среди морских сил мины являлись «оружием слабого» и не имели популярности. Такому виду вооружения не уделяли особого внимания крупные морские державы, такие как Англия, Япония и США. В Первую Мировую отношение к оружию кардинально изменилось, тогда по подсчетам было поставлено приблизительно 310 000 мин.

Во время войны оружие постоянно совершенствовалось. Каждый старался повысить его эффективность в бою. Именно тогда появились на свет магнитные, акустические и комбинированные морские мины. Использование этого вида вооружения не только с воды, но и с авиации расширило их потенциал. Под угрозой оказались порты, военные морские базы, судоходные реки и другие водные объекты.

От морских мин был понесен сильный ущерб во всех направлениях. Примерно десятая часть транспортных единиц были уничтожены с применением этого вида вооружения.

В нейтральных частях Балтийского моря на момент начала военных действий было установлено около 1120 мин. А характерные особенности области только способствовали эффективному применения боеприпаса.

Отрывок, характеризующий Глубинная бомба

– Противоборствовать злу, царствующему в мире… – повторил Пьер, и ему представилась его будущая деятельность на этом поприще. Ему представлялись такие же люди, каким он был сам две недели тому назад, и он мысленно обращал к ним поучительно наставническую речь. Он представлял себе порочных и несчастных людей, которым он помогал словом и делом; представлял себе угнетателей, от которых он спасал их жертвы. Из трех поименованных ритором целей, эта последняя – исправление рода человеческого, особенно близка была Пьеру. Некое важное таинство, о котором упомянул ритор, хотя и подстрекало его любопытство, не представлялось ему существенным; а вторая цель, очищение и исправление себя, мало занимала его, потому что он в эту минуту с наслаждением чувствовал себя уже вполне исправленным от прежних пороков и готовым только на одно доброе. Через полчаса вернулся ритор передать ищущему те семь добродетелей, соответствующие семи ступеням храма Соломона, которые должен был воспитывать в себе каждый масон. Добродетели эти были: 1) скромность, соблюдение тайны ордена, 2) повиновение высшим чинам ордена, 3) добронравие, 4) любовь к человечеству, 5) мужество, 6) щедрость и 7) любовь к смерти. – В седьмых старайтесь, – сказал ритор, – частым помышлением о смерти довести себя до того, чтобы она не казалась вам более страшным врагом, но другом… который освобождает от бедственной сей жизни в трудах добродетели томившуюся душу, для введения ее в место награды и успокоения. «Да, это должно быть так», – думал Пьер, когда после этих слов ритор снова ушел от него, оставляя его уединенному размышлению. «Это должно быть так, но я еще так слаб, что люблю свою жизнь, которой смысл только теперь по немногу открывается мне». Но остальные пять добродетелей, которые перебирая по пальцам вспомнил Пьер, он чувствовал в душе своей: и мужество, и щедрость, и добронравие, и любовь к человечеству, и в особенности повиновение, которое даже не представлялось ему добродетелью, а счастьем. (Ему так радостно было теперь избавиться от своего произвола и подчинить свою волю тому и тем, которые знали несомненную истину.) Седьмую добродетель Пьер забыл и никак не мог вспомнить ее. В третий раз ритор вернулся скорее и спросил Пьера, всё ли он тверд в своем намерении, и решается ли подвергнуть себя всему, что от него потребуется. – Я готов на всё, – сказал Пьер. – Еще должен вам сообщить, – сказал ритор, – что орден наш учение свое преподает не словами токмо, но иными средствами, которые на истинного искателя мудрости и добродетели действуют, может быть, сильнее, нежели словесные токмо объяснения. Сия храмина убранством своим, которое вы видите, уже должна была изъяснить вашему сердцу, ежели оно искренно, более нежели слова; вы увидите, может быть, и при дальнейшем вашем принятии подобный образ изъяснения. Орден наш подражает древним обществам, которые открывали свое учение иероглифами. Иероглиф, – сказал ритор, – есть наименование какой нибудь неподверженной чувствам вещи, которая содержит в себе качества, подобные изобразуемой.

История создания

Самые первоначальные упоминания морских мин зафиксированы в записях офицера Мин Цзяо Ю в XIV веке. В истории Китая о подобной эксплуатации взрывчатых веществ упоминается и в XVI веке, когда шли столкновения с японскими разбойниками. Боеприпас умещался в деревянный контейнер, защищенный от влаги шпаклевкой. Несколько дрейфующих в море мин с запланированным разрывом были установлены генералом Ци Цзюйган. В дальнейшем механизм активизации взрывчатки приводился в действие при помощи длинного шнура.

Проект об использование морских мир был разработан Раббардсом и представлен королеве Англии Елизавете. В Голландии также происходило создание оружия, получившего название «плавающие хлопушки». На практике подобное оружие оказалось непригодным к эксплуатации.

Электронный взрыватель мины был разработан в 1812 году. Создал это нововведение русский инженер Шиллинг. Позднее Якоби открыл якорную мину, способную находиться в плавучем состояние. Последние в количестве более полутора тысяч штук были расставлены в Финском заливе российскими военными в период Крымской войны.

По официальной статистике военно-морских сил России, первым удачным случаем использования морской мины считается 1855 год. Боеприпасы активно применялись в ходе Крымских и русско-японских военных событий. В Первую Мировую с их помощью было потоплено около четырех сотен кораблей, из которых девять были линейными суднами.