Александр Прищепенко - Шипение снарядов
…«Доведенные» УВИС продемонстрировали надежную и стабильную работу, но сложность сборки и наличие дорогой в производстве сферической детонационной разводки повышали их стоимость до уровня, немыслимого для неядерных боеприпасов. Прототип электромагнитного боеприпаса— 105 мм реактивная граната с боевой частью на основе УВИС — был создан и успешно испытан, но из-за дороговизны не имел шансов стать массовым: его можно применять только в особо ответственных случаях, для поражения важных целей, а на поле боя нужно другое оружие — «числом поболее, ценою подешевле». Параллельно с ударно-волновыми излучателями, разрабатывались и генераторы частоты…
Как мы знаем, магнитный поток «выпустить» непросто — надо разорвать контур тока, например, взрывающегося ВМГ — да еще успеть изолировать разрыв. Но можно создать изолированный разрыв заранее (рис. 4.36), включив в контур высоковольтный конденсатор: ведь между его пластинами — тот же разрыв. Ток в таком генераторе осциллирует, так как емкость контура существенна, и по мере уменьшения индуктивности частота колебаний возрастает (рис. 4.36,а). Иногда обмотку такого генератора (он получил название взрывомагнитного генератора частоты, ВМГЧ) делают из нескольких проводов, подсоединяя каждый к отдельному конденсатору: из-за рассогласования токов в проводах обмотки, излучение [89] рассеивается в этом случае более равномерно. Оценив период колебаний (для единиц микрогенри и нанофарад), получим сотни наносекунд, что не очень благоприятно (волны в сотни раз «длиннее» самого ВМГЧ). Но эти «несущие» волны — не основные в излучении: компрессия поля трубой, давая прибавку тока тем большую, чем выше его мгновенное значение, приводит к появлению «быстрых» гармоник. При каждой осцилляции тока меняется и состав этих гармоник, что естественно — ведь меняются и параметры контура. Так что излучает ВМГЧ не один импульс, а последовательность (цуг) — по числу полуволн тока.
Рис. 4.36 Вверху — схема взрывомагнитного генератора частоты (ВМГЧ). 1 — медная труба; 2 — взрывчатое вещество; 3 — обмотка; 4 — высоковольтный конденсатор; Ниже — осциллограммы: а — производной тока ВМГЧ («рыба» — на жаргоне разработчиков электромагнитных боеприпасов); б — производной тока в спирали с обмоточными данными, точно соответствующими ВМГЧ, но с индуктивной нагрузкой вместо малоемкостной; в — полуволн производной тока ВМГЧ, снятая на значительно более быстрой развертке, чем осциллограмма «а». Закон усиления тока в спирали, замыкаемой трубой, известен из трудов А. Сахарова. На осциллограмме «в» видно, что форма полуволн ломаная, несинусоидальная, а значит, в разложении существенна доля быстрых гармоник. Делают форму колебаний такой бешеные «впрыскивания» тока при сжатии создаваемого им поля (обе эти величины жестко связаны). Луч осциллографа слишком медлителен, чтобы воспроизвести скачки тока, достоверна лишь огибающая — линия, соединяющая токовые амплитуды. Она служит для их нормировки, когда ломаную кривую тока представляют как сумму уже «чистых» синусоид (гармоник). Остальное понятно: для каждой гармоники тока известной частоты и амплитуды вычисляют мощность излучения через спиральную антенну — витки обмотки, в данный момент еще не закороченные ударом трубы. Доля гармоник с частотами от сотен до десятков тысяч мегагерц (много большими частоты «несущей» волны) к концу работы существенно возрастает (красный график справа), растут и потери на излучение, «подсаживая» ток
Сделать модель ВМГЧ пригодной для численных расчетов можно, учитывая в ней (в виде эквивалентного сопротивления) интегральные потери на излучение. Причины других потерь — такие же, как и в СВМГ (диффузия магнитного поля, сопротивление изоляции проводов), поэтому их можно определить из осциллограмм тока, который генерируется СВМГ с точно такой же, как и ВМГЧ, обмоткой, но — с индуктивной нагрузкой, и, следовательно, не излучающим (рис. 4.36,6). Из осциллограмм же, полученных при работе ВМГЧ, которые все стали называть «рыбами» (рис. 4.36,а), определили суммарное сопротивление потерь, как излучательных, так и обусловленных иными причинами. Оставалось только найти разность этих величин в каждый из моментов работы ВМГЧ, чтобы получить все данные, необходимые дня спектральных вычислений (графики справа). Нельзя назвать такой метод безупречным, но это было лучше, чем ничего.
Пиковая мощность излучения ВМГЧ меньше, чем у ЦУВИ, но время генерации (десятки микросекунд) на четыре порядка больше и энергия РЧЭМИ даже выше.
ВМГЧ показали интересные результаты при испытаниях, в которых мишенями служили мины, точнее, их неконтактные взрыватели.
…Понятно, что мины не остались в стороне от технического прогресса, который в наше время выражается в том, что оружие становится «умным», избирательным. Американские М93 (рис. 4.37) предназначены для применения армейской авиацией в составе кассет. Рассеянные, они могут долго оставаться в невзведенном состоянии, но по радиосигналу — раскрывают до того момента сложенные опорные поверхности, принимая боевое (вертикальное) положение на грунте, и начинают «слушать», что происходит вокруг, а также — регистрировать колебания почвы. Если, проанализировав акустические и сейсмические сигналы, мина «решает», что от нее не далее чем в сотне метров появился танк — запускается пороховой двигатель боевого блока (прицеливающегося в полете) и несчастная машина поражается в крышу башни ударным ядром. Фотографии прорвавшегося ударного ядра и результаты компьютерного моделирования этого процесса выглядят красиво, но внутри танка может произойти то, что изображено на рис. 4.38.
Рис. 4.37 Выпрыгивающая противотанковая мина М93 — в служебном и боевом состоянии
Противопехотная система НВУ-П (рис. 4.39), более известная как «Охота», охраняет территорию радиусом около 30 м, распоряжаясь пятью минами. Как только сейсмический датчик зарегистрирует движение человека, включится обрабатывающий блок, определит местонахождение нарушителя, и если тот окажется в зоне поражения одной из мин — к ней по проводам пройдет подрывной импульс тока. В запасе останутся еще четыре мины — любого типа. Это могут быть и гранаты РГД-5 или Ф-1, вместо запалов снабженные электродетонаторами, или даже ямы, в которых толовые шашки с электродетонаторами завалены камнями. Взводится «Охота» при помощи взрывателя-замедлителя МУВ-4: после того, как из него вытянут чеку и время замедления (3–6 минут — чтобы успел удалиться сапер) истечет, он выбросит металлический боек, который и замкнет контакт, подавая питание на электронную схему. Обрабатывающие блоки могут быть объединены в минную позицию. Их можно приводить в боевое или безопасное положение с пульта управления, подключенного к ним опять же проводами. Поставив минное поле «на паузу», саперы могут без опаски устанавливать новые мины взамен подорванных. Когда «Охота» израсходует последнюю мину или начнет иссякать энергия батарей питания — она, подобно героической канонерской лодке «Кореец», подорвет сама себя, чтобы не достаться врагу: пошлет импульс на детонатор, помещенный в прикрепленную изолентой к корпусу обрабатывающего блока толовую шашку. Говорят, что приблизиться к взведенному блоку и обезвредить его руками невозможно, но понятно, что «слухом», «осязанием» и интеллектуальными способностями все подобные мины обязаны электронике, а ее-то способно «давить» РЧЭМИ.
Рис. 4.38 Слабонервные могут утешиться: на левом снимке — не голова, а арбуз, но сходство этих объектов в том, что они содержат много жидкости. Сжимаемость жидкостей мала и потому даже небольшое увеличение объема содержимого сосуда, вызванное влетевшим с высокой скоростью телом, вызывает значительное повышение давления, действующего на стенки. Если же в сосуде хорошо сжимаемое вещество (например — газ), то высокоскоростной удар повреждает стенки (правый снимок), но не «взрывает» сосуд. Автор, конечно, интересовался мнением знакомых специалистов о рукописи книги, но решил не прислушиваться к советам некоторых из них «дать трупняк для оживляжа»: все-таки книга — популярная; однако читатель должен понимать, для чего предназначено оружие
…Конечно, при испытаниях в качестве целей использовались не описанные выше мины, которые тогда существовали лишь как опытные образцы. Применялись изделия попроще, рассчитанные на срабатывание от магнитных полей проезжающей мимо бронетехники, разработанные еще в начале 60-х годов, но проверенные в боях: вьетконговцы применяли их против американской армии (рис. 4.40). Мины очаровали всех: они полностью автономны (питание — от батареек) и легко проверялись постоянным магнитом, а значит, не требовали осциллографирования эффектов облучения и использования для этого кабелей, кои не переводившиеся брехунки по-прежнему трактовали как «антенны», наличие которых делало результаты «недостоверными».
