Современная война – царство электроники, информационных беспроводных сетей, роев умных беспилотных разведчиков и ударных БЛА. Хорошо бы уничтожать вражеские системы такого рода мощнейшими ЭМИ – электромагнитными импульсами. Но как? Ставить стационарные излучатели на передовой – сжечь свою электронику. Взрывать над позициями врага или среди роев его дронов ядерные заряды с ЭМИ? Опасно, да и не любая война должна перерастать в атомную бойню.
Возможен и другой путь: бить врага вроде бы обычными боеголовками ракет и снарядов, которые силу своих взрывов превращают в разящие электромагнитные импульсы.
«Бомба Сахарова» для радиоэлектронной борьбы
Для борьбы с роями легких дронов и беспилотными авиационными платформами созданы боеголовки с осколочными и с готовыми поражающими элементами (ГПЭ). Осколки и ГПЭ поражают технику противника, находящуюся в пределах видимости. Но это не всегда возможно сделать, особенно если БЛА «прячется» в укрытии или за ограждающими конструкциями. Зато такими средствами, которым доступны для поражения и видимые, и укрытые технические средства противника (в том числе и боеприпасы с электронными и электрическими детонаторами), выступают средства радиоэлектронной борьбы.
Радиоэлектронная борьба (РЭБ) – это совокупность согласованных мероприятий и действий по:
- радиоэлектронному поражению радиоэлектронных объектов противника (функциональное поражение, радиоэлектронное поражение, поражение самонаводящимся на излучение оружием);
- информационному обеспечению (сбор, анализ и обобщение данных о радиоэлектронной обстановке, техническая разведка радиоэлектронных объектов противника, комплексный технический контроль состояния и защиты от технических средств разведки своих объектов);
- радиоэлектронной защите (защита от средств электромагнитного поражения, защита от непреднамеренных помех (обеспечение электромагнитной совместимости), защита войск и объектов от технических средств разведки).
“ Боеголовка для радиоэлектронной борьбы станет надежным средством поражения ЭМ-импульсами высокотехнологичного оружия противника ”
С учетом состояния техники РЭБ, выпускаемой для Минобороны РФ, принято говорить об интегрированных системах РЭБ, объединяющих около 50 комплексов и средств различного назначения. («Научные принципы РЭБ», «Коммерсантъ-Наука», № 1, 2017).
Можно найти данные о технических и массогабаритных характеристиках всех видов средств РЭБ РФ и перечень компаний, их выпускающих. Но нигде не говорится об одном замечательном устройстве для радиоэлектронной борьбы – «бомбе Сахарова», преобразующей мощный постоянный ток от аккумуляторных батарей в электромагнитное излучение за счет энергии взрывчатого вещества. Пока применять это устройство в боевых условиях не позволяют вес в сотни килограммов, продолжительность подготовки к использованию, опасность применения на переднем крае из-за «дружественного огня». Кроме того, на передовую бомбу для РЭБ противника можно доставить авиацией.
РЭБ-бомба довольно эффективно преобразовывает энергию ВВ в поражающий фактор электромагнитного излучения, тем самым губительным образом воздействует на элементную базу и цепи электронных приборов и устройств. Модули РЭБ – мощные генераторы электромагнитного излучения (ЭМИ) внушительных габаритов смонтированы на различных носителях (наземных, водных, воздушных) – в ВС РФ имеются. Наведенная ими ЭДС замыкает электрические цепи, выжигает элементную базу, выводит из строя зарядные устройства, батареи, аккумуляторы и дисплеи любых гаджетов (дисплеи уж точно не защитить никакими клетками Фарадея), что делает противника глухим и слепым. Но удобным такое оружие не назовешь, поскольку есть весьма существенный недостаток: их нельзя применить на переднем крае без риска моментальной потери средств РЭБ. Да и вдали от передка, перед тем как применить генераторы ЭМИ, нужно крепко подумать: из-за активного излучения, по лучу которого наверняка прилетят в ответ боеприпасы с ГСН.
РЭБ-бомба для переднего края
Задачу подавления радиоэлектронных средств противника можно успешно решить, если рядового бойца вооружить устройством РЭБ со схожими с ручным гранатометом массой и габаритами, заряд которого можно забросить к противнику. Такой же технологичный, дешевый и надежный, как боеприпас для РПГ-7, способный генерировать широкополосный спектр ЭМИ мощностью в десятки киловатт.
Для «выжигания» элементной базы и электросхем можно создать изделие, в котором химическая энергия взрывчатки будет прямо преобразовываться в электромагнитный импульс. Надо лишь воспользоваться научными достижениями последних лет в области конструирования постоянных магнитов, суспензий и жидкостей на их основе. Обратить химэнергию детонирующего взрывчатки в мощный импульс ЭМ-излучения можно за счет создания высокоскоростного относительного движения магнитного поля постоянных магнитов и пучка заряженных частиц легко ионизирующих веществ. И что очень важно для надежности, безотказности, легкости и оперативности применения такого изделия – это отсутствие в его конструкции любых зарядных, аккумулирующих устройств для электрического тока. Именно так, как в «бомбе Сахарова».
Кумулятивный эффект широко используется в военном деле для придания больших скоростей поражающим элементам (ПЭ) – квазижидкой металлической струе, ударному ядру, в технике и горном деле – для разрезания тросов, стержней, дробления скальных пород, бетона. Предлагаемый способ отличен тем, что в кумулятивную полость помещаются вещества и компоненты, которым за счет кумулятивного эффекта (благодаря схлопыванию стенок кумулятивной полости и выдавливания находящегося там вещества) придается большая скорость. Именно в направлении движения групповой скорости фронта детонационных волн заряда ВВ. Скорость вещества, помещенного в кумулятивную полость в виде суспензии из неодимовых микромагнитов, магнитной жидкости МГ-131 или другой магнитной жидкости на силиконовой или иной основе, истекающего в направлении групповой скорости детонационных волн узким пучком, будет величиной такого порядка:
Vв = Vдв/sinα,
где Vв – скорость истекающего вещества,
Vдв – скорость фронта детонационной волны,
2α – угол вершины кумулятивной воронки.
При скорости фронта детонационной волны Vдв, равной 7–8 км/с, скорость истечения вещества Vв может достигнуть десятков километров в секунду.
Взрывные суспензии
Кумулятивный эффект можно использовать для создания потока ионизированных частиц с большой кинетической энергией и механического перемещения магнитного поля магнитной жидкости навстречу потоку заряженных частиц. Зачем? Чтобы получить мощный кратковременный импульс ЭМ-излучения широкого спектра. Забегая вперед, скажу: можно создать заряды, уничтожающие врага и мощными ЭМИ, и как обычные «разрывные» боеприпасы.
 |
| Фото: medium.com |
Нужное для этого устройство может состоять из двух кумулятивных полостей, в которых находятся ускоряемые вещества, установленные на расстоянии порядка длины кумулятивной струи в 10–15 см вдоль одной оси. Причем полости направлены навстречу друг другу. В одну помещается суспензия неодимовых микромагнитов или магнитная жидкость с сильной намагниченностью. Например, МГ-131 – коллоидный раствор нанометровых твердотельных ферромагнитов. В другой – легкоионизируемое вещество, такое, как оксид бария, ВаО. При одновременном подрыве зарядов навстречу друг другу устремляются магнитное поле суспензии неодимовых микромагнитов или магнитной жидкости и поток ионов и электронов, образованные вследствие термической ионизации оксида бария, с относительной скоростью более 20 км/с, что и порождает мощный электромагнитный импульс, аналогичный магнетронному излучению.
Мощность обусловлена кратковременностью взаимодействия потоков (расстояние между кумулятивными зарядами потоки преодолевают за доли микросекунды). Импульс получается не только при взаимодействии неоднородного магнитного поля с положительно и отрицательно заряженными частицами, движущимися с большой кинетической энергией, от соударений с элементами магнитной жидкости, металлическими микромагнитами, но и между собой. Ионная бомбардировка возбуждает взаимосвязанные процессы. Основные – объемное и поверхностное рассеяние бомбардирующих ионов (в том числе и с изменением их зарядового состояния), эмиссия из различных конденсированных сред заряженных и нейтральных частиц и их комплексов (ионно-ионная, ионно-электронная, распыление), испускание электромагнитного излучения с широким спектром частот, ионно-люминесценция, ионно-фотонная эмиссия.
Первый этап – элементарный акт столкновения иона с атомом другого тела, результатом которого является перераспределение энергии и импульса бомбардирующего иона между рассеянным ионом и атомом мишени. Это приводит к возникновению протяженных последовательных и каскадов атомных столкновений, а также процессов, сопровождающих перестройку электронных оболочек партнеров соударения, что и обусловливает совокупность вторичных процессов, вызванных ионной бомбардировкой. Энергия быстрой первичной частицы (иона) при бомбардировке поверхности идет на протекание ряда вторичных процессов: часть энергии расходуется на распыление решетки мишени, эмиссию электронов, ионов, фотонов, быстрых нейтральных частиц. Эта энергия выносится из твердого тела, другая часть энергии остается и идет на образование радиационных эффектов, различных электронных и фононных возбуждений решетки, люминесценцию, структурные превращения. При больших значениях энергии сталкивающихся частиц (десятки и сотни эВ) ионно-фотонная эмиссия (ИФЭ) протекает по кинетическому механизму, при возбуждении внешних электронов оболочки выбиваемого атома за счет неупругой передачи энергии при соударении. В зависимости от энергии, сорта налетающего иона, угла бомбардировки и типа мишени возникает одна или несколько групп скоростей отлетающих возбужденных атомов и столько же энергетических порогов возбуждения ИФЭ.
Расчеты показывают, что при относительной скорости (скорость ионов оксида бария относительно встречного магнитного потока) 20 км/с ион оксида бария имеет кинетическую энергию поступательного движения 31,83 эВ, что позволяет возникнуть импульсу ЭМ-излучения широкого спектра, а кинетическая энергия электрона при той же скорости будет равна 18,2х10-23 дж. Тогда верхняя граница излучения, возбужденного таким электроном, составит 2,75х1011 Гц. А это соответствует длине волны излучения порядка одного миллиметра. Процессы, происходящие при приведении в действие предлагаемого устройства, столь многообразны, что учесть и рассчитать все эффекты представляется трудной задачей. Однако простейшие расчеты показывают верность предлагаемого способа и возможность получения нужного эффекта при самых незначительных затратах.
Этот способ и предлагаемое устройство найдут применение и в науке. Например, при радиозондировании в георадарах. В военном деле – для выведения из строя электронных и электротехнических устройств противника. Простота устройства, дешевизна и доступность применяемых и уже освоенных технологий и материалов, возможность доставить ЭМ-боеприпас залпом ствольной артиллерии или ракетным пуском, или силами рядового бойца делают его коварным и опасным оружием.
У РЭБ-боеголовки есть особенность, связанная с достаточной массой заряда ВВ для выполнения функции оболочечного взрывного устройства. Если оболочку изготовить из твердого сегментированного радиопрозрачного материала, то такой боеприпас с успехом сыграет роль и осколочно-фугасного снаряда.
Универсальность и легкость использования в боевой обстановке делает это оружие особенно грозным, поскольку РЭБ-боеголовки будут эффективны и в стрельбе по площадям. Именно это и позволит любому бойцу уничтожать противника и его технику столько раз, сколько ее увидит.
Легко можно представить себе такое «чистое» оружие в виде боеголовок разных ракет и снарядов дальнобойной артиллерии, избивающие электромагнитными импульсами на дальних подступах колонны неприятельской техники, рои дронов, эскадры на море, самолеты и даже вражеские города. А какие новые качества приобретут зенитно-ракетные комплексы! Вне всякого сомнения, нужно разворачивать работы над оружием новой эры в нашей стране.