Что такое вакуумная бомба и каков ее принцип действия

11 сентября 2007 года в России успешно прошли испытания самого мощного в мире неядерного боеприпаса. Стратегический бомбардировщик Ту-160 сбросил бомбу массой 7,1 тонны и мощностью около 40 тонн в тротиловом эквиваленте, с гарантированным радиусом уничтожения всего живого – более трехсот метров. В России этот боеприпас получил прозвище «Папа всех бомб». Он принадлежал к классу боеприпасов объемного взрыва.

Вакуумные бомбы

Разработка и испытание боеприпаса под названием «Папа всех бомб» — это российский ответ США. До этого момента самым мощным неядерным боеприпасом считалась именно американская бомба GBU-43В MOAB, которую сами разработчики назвали «Мать всех бомб». Российский «папа» превзошел «маму» по всем показателям. Правда, американский боеприпас не принадлежит к классу вакуумных боеприпасов, это самый обычный фугас.

Сегодня оружие объемного взрыва является вторым по мощности после ядерного. На чем же основан его принцип действия? Какое взрывчатое вещество делает вакуумные бомбы равные по силе термоядерным монстрам?

Принцип действия боеприпасов объемного взрыва

Вакуумные бомбы или боеприпасы объемного взрыва (или объемно-детонирующие боеприпасы) – это тип боеприпасов, который работает на принципе создания объемного взрыва, известного человечеству уже многие сотни лет.

Принцип действия вакуумной бомбы

По своей мощности подобные боевые припасы сравнимы с ядерными зарядами. Но, в отличие от последних, не имеют фактора радиационного заражения местности и не попадают ни под одну из международных конвенций относительно оружия массового поражения.

Человек очень давно познакомился с явлением объемного взрыва. Подобные взрывы довольно часто случались на мукомольных производствах, где в воздухе скапливалась мельчайшая мучная пыль или на сахарных заводах. Еще большую опасность представляют собой подобные взрывы в угольных шахтах. Объемные взрывы являются одной из самых страшных опасностей, которые подстерегают шахтеров под землей. В плохо вентилируемых забоях скапливается угольная пыль и газ метан. Для инициации мощнейшего взрыва в таких условиях достаточно даже небольшой искры.

Типичным примером объемного взрыва является подрыв бытового газа в помещении.

Вакуумная бомба

Физический принцип действия, по которому работает вакуумная бомба, довольно прост. Обычно в нем используют взрывчатое вещество с низкой температурой кипения, которое легко переходит в газообразное состояние даже при низких температурах (например, окись ацетилена). Для создания искусственного объемного взрыва нужно просто создать облако из смеси воздуха и горючего материала и поджечь его. Но просто это только в теории, на практике этот процесс довольно сложен.

В центре боеприпаса объемного взрыва находится небольшой подрывной заряд, который состоит из обычного взрывчатого вещества (ВВ). В его функции входит распыление основного заряда, который быстро превращается в газ или аэрозоль и вступает в реакцию с кислородом воздуха. Именно последний играет роль окислителя, поэтому вакуумная бомба в несколько раз мощнее обычной, имеющей такую же массу.

Задачей подрывного заряда является равномерное распределение горючего газа или аэрозоля в пространстве. Затем в дело вступает второй заряд, который вызывает детонацию этого облака. Иногда используют несколько зарядов. Задержка между срабатываниями двух зарядов меньше одной секунды (150 мск).

Название «вакуумная бомба» не совсем точно отображает принцип действия этого оружия. Да, после подрыва подобной бомбы действительно происходит снижение давления, но ни о каком вакууме речь не идет. Вообще, с боеприпасы объемного взрыва уже породили большое количество мифов.

Вакуумные бомбы

В качестве взрывчатого вещества в объемных боеприпасах обычно используют различные жидкости (окиси этилена и пропилена, диметилацетилен, пропилнитрит), а также порошки легких металлов (чаще всего применяется магний).

Как это работает

При подрыве боеприпаса объемного взрыва возникает ударная волна, но она намного слабее, чем при взрыве обычного взрывчатого вещества типа тротила. Однако действует ударная волна при объемном взрыве гораздо дольше, чем при подрыве обычных боеприпасов.

Если сравнивать действие обычного заряда с ударом пешехода грузовым автомобилем, то действие ударной волны при объемном взрыве – это каток, который не только медленно проедет по жертве, но еще и постоит на ней.

Однако самым загадочным поражающим фактором объемных боеприпасов является волна пониженного давления, которая следует за ударным фронтом. О ее действии существует большое количество самых противоречивых мнений. Есть данные, что именно зона пониженного давления оказывает самое разрушительное действие. Однако это кажется маловероятным, так как перепад давления составляет всего лишь 0,15 атмосферы.

Вакуумная бомба

Прыгуны в воду испытывают кратковременный перепад давления до 0,5 атмосферы, и это не приводит к разрыву легких или выпадению глаз из глазниц.

Более эффективными и опасными для противника боеприпасы объемного взрыва делает их другая особенность. Взрывная волна после подрыва подобного боеприпаса не огибает препятствия и не отражается от них, а «затекает» в каждую щель и укрытие. Поэтому спрятаться в окопе или блиндаже, если на вас сброшена авиационная вакуумная бомба, точно не получиться.

Ударная волна проходит по поверхности почвы, поэтому она прекрасно подходит для подрыва противопехотных и противотанковых мин.

Почему все боеприпасы не стали вакуумными

Эффективность боеприпасов объемного взрыва стала очевидна почти сразу после начала их применения. Подрыв десяти галлонов (32 литра) распыленного ацетилена производил эффект равный взрыву 250 кг тротила. Почему же все современные боеприпасы не стали объемными?

Причина заключается в особенностях объемного взрыва. Объемно-детонирующие боеприпасы располагают всего лишь одним поражающим фактором – ударной волной. Ни кумулятивного, ни осколочного действия на цель они не производят.

Кроме того, способность разрушить преграду у них крайне мала, они обтекают ее, так как их взрыв относится к типу «горение». Однако в большинстве случаев необходим взрыв типа «детонация», который разрушает преграды на своем пути или отбрасывает их.

Взрыв объемного боеприпаса возможен только в воздухе, его нельзя произвести в воде или грунте, так как для создания горючего облака нужен кислород.

Для успешного применения объемно-детонирующих боеприпасов важны погодные условия, которые определяют успешность формирования облака газа. Нет смысла создавать объемные боеприпасы малого калибра: авиационные бомбы весом менее 100 кг и снаряды калибром менее 220 мм.

Кроме того, для объемного боеприпаса очень важна траектория поражения цели. Эффективнее всего они действуют при вертикальном поражении объекта. На замедленных кадрах взрыва объемного боеприпаса видно, что ударная волна формирует тороидальное облако, лучше всего, когда оно «стелется» по земле.

Вакуумные бомбы

История создания и применения

Рождением своим боеприпасы объемного взрыва (как и многое другое оружие) обязаны недоброму германскому оружейному гению. Во время последней мировой войны немцы обратили внимание на мощность взрывов, которые случаются в угольных шахтах. Они попытались использовать те же физические принципы для производства нового типа боеприпасов.

Ничего реального у них не вышло, а после поражения Германии эти наработки попали к союзникам. О них забыли на долгие десятилетия. Первыми про объемные взрывы вспомнили американцы во время вьетнамской войны.

Во Вьетнаме американцы очень широко применяли боевые вертолеты, с помощью которых они снабжали свои войска и эвакуировали раненых. Довольно серьезной проблемой стало строительство посадочных площадок в джунглях. Расчистка участка для посадки и взлета лишь одного вертолета требовала напряженной работы целого саперного взвода в течение 12-24 часов. Расчищать площадки с помощью обычных взрывов не представлялось возможным, потому что они оставляли после себя огромные воронки. Вот тогда-то и вспомнили про боеприпасы объемного взрыва.

Боевой вертолет мог нести на борту несколько подобных боеприпасов, взрыв каждого из них создавал площадку вполне пригодную для посадки.

Также весьма эффективным оказалось и боевое применение объемных боеприпасов, они оказывали сильнейший психологический эффект на вьетнамцев. Укрыться от подобного взрыва было весьма проблематично даже в надежном блиндаже или бункере. Американцы успешно применяли бомбы объемного взрыва для уничтожения партизан в туннелях. В это же время разработкой подобных боеприпасов занялись и в СССР.

Американцы оснащали свои первые бомбы различными видами углеводородов: этилена, ацетилена, пропана, пропилена и других. В СССР экспериментировали с разнообразными металлическими порошками.

Однако боеприпасы объемного взрыва первого поколения были довольно требовательны к соблюдениям правил бомбометания, они сильно зависели от погодных условий, плохо работали при отрицательных температурах.

Для разработки боеприпасов второго поколения американцы использовали ЭВМ, на котором они моделировали объемный взрыв. В конце 70-х годов прошлого века в ООН была принята конвенция о запрете этого оружия, но это не остановило его разработки в США и СССР.

Сегодня уже разработаны боеприпасы объемного взрыва третьего поколения. Работы в этом направлении активно ведутся в США, Германии, Израиле, Китае, Японии и в России.

«Папа всех бомб»

Нужно отметить, что Россия находится в числе государств, имеющих наиболее продвинутые наработки в сфере создания оружия объемного взрыва. Вакуумная бомба повышенной мощности, испытанная в 2007 году, – яркое подтверждение этому факту.

До этого времени самым мощным неядерным боеприпасом считалась американская авиационная бомба GBU-43/B, с весом 9,5 тонны и длиной 10 метров. Сами американцы считали эту управляемую авиабомбу не слишком эффективной. Против танков и пехоты, по их мнению, лучше использовать кассетные боеприпасы. Еще следует отметить, что GBU-43/B не относится к объемным боеприпасам, она содержит обычную взрывчатку.

В 2007 году, после проведения испытаний, Россия приняла на вооружение вакуумную бомбу повышенной мощности. Эта разработка держится в секрете, неизвестно ни аббревиатура, которая присвоена боеприпасу, ни точное количество бомб, что состоит на вооружении ВС России. Было заявлено, что мощность этой супербомбы составляет 40-44 тонны в тротиловом эквиваленте.

Из-за большого веса бомбы, средством доставки подобного боеприпаса может быть только самолет. Руководство вооруженных сил России заявило, что при разработке боеприпаса использовались нанотехнологии.