Как сделать направленный взрыв
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 05.10.2024
Анализирует загадочную теорию с научно-технической точки зрения кандидат технических наук, известный московский изобретатель Юрий Васильевич МАКАРОВ.
Насколько мне помнится, журнал уже однажды пытался разрешить эту задачу (см."ТМ", № 11 за 1965 г.). И тогда инженер А.Иволгин предположил, что тут, скорее всего, имело место явление детонации через влияние. Его в 1872 г. обнаружили французы Памар и Ковилль, а через два года инженер-полковник А.Шуляченко (умерший, кстати, по странному стечению обстоятельств за 13 дней до гибели Филиппова) и капитан Конюхов не только детально исследовали это явление, но и установили способность динамита детонировать на расстоянии как в воздухе, так и под водой или под землей.
Однако тут речь идет лишь о распространении ударной волны взрыва, а она не позволяет инициировать взрыв другого заряда на расстоянии, превышающем несколько десятков метров. Наверное, Филиппов придумал нечто другое. Давайте попробуем посмореть на данную проблему с другой стороны. Можно ли зажечь пачку сигарет или деревянный брусок за сотню метров от себя? Любой более или менее здравомыслящий изобретатель назовет этот вопрос детским. И тут же предложит несколько вариантов решения проблемы на выбор.
Проще, конечно, зажечь и то, и другое лучом мощного лазера. Но есть способ сделать то же и гораздо хитрее, не привлекая всеобщего внимания. С помощью переменного магнитного поля или СВЧ-излучения можно воспламенить объект ничуть не хуже. Только в первом случае необходимо, чтобы пачка была в алюминиевой фольге, а в деревянном бруске имелся хотя бы один гвоздь, а во втором - точно сфокусировать СВЧ-излучение на объекте.
Кстати, СВЧ-излучение, как и ультразвук, широко используется в промышленности для ускоренной сушки древесины. Но в данном случае наши мозги повернуты набекрень, направлены в милитаристском направлении; так что к сказанному остается добавить, что ту же пачку сигарет, как и угольную, мучную или сахарную пыль при желании можно взорвать не хуже динамита. А коли дела обстоят так, возникает очередной вопрос: нельзя ли на расстоянии инициировать и несанкционированный взрыв настоящих взрывчатых веществ?
Летит, скажем, бомбардировщик, и вдруг на его борту, ни с того, вроде бы, ни с сего, взрываются бомбы. Или тот же террорист намерен пронести или провезти взрывчатку в универсам либо еще какое-то людное место, как - бум! - взлетает на воздух сам, задолго до намеченного срока и места. Попробуем решить эту задачу от обратного. А для этого рассмотрим, что происходит при взрыве хотя бы того же тротила.
Детонация взрывчатых веществ - это, говоря языком химиков, скоростное превращение вещества (примерно за 0,0001 с) из одного агрегатного состояния в другое, скажем, из твердого в газообразное. При этом выделяется большое количество энергии, которая большей частью представляет собой ударную волну. Именно она и производит механическую работу по разрушению того или иного объекта. Однако при взрыве происходит также излучение радиоволн, которые регистрируются даже обычным радиоприемником.
Кроме того, можно зафиксировать интенсивное инфракрасное (тепловое) и световое излучения. Причем, как показывает детальное исследование, на электромагнитный спектр с длиной волны от 0,1 мк до 1 м приходится немалая доля - до половины общей энергии. И это уже довольно интересно, поскольку позволяет использовать известный изобретательский принцип воздействия на подобное подобным. Что означает "это" в данном конкретном случае, поясним на таком примере.
Известно, что тот же тротил спокойно горит в костре. Авиабомба, падающая со скоростью 900 км/ч с высоты 2000 м на железобетонное перекрытие, тем не менее, не взрывается, если вдруг неисправен ее взрыватель. И в то же время достаточно малейшей искры в детонаторе, чтобы все полетело в тартарары. Да и взрыватель достаточно поставить лишь в одну толовую шашку - остальные взорвутся "за компанию". Причем детонацию можно вызвать и на значительном расстоянии.
Так, еще в 1869 г. немецкий эксперт Ф.Абель объяснил, что взрыв соседнего порохового погреба, расположенного за несколько десятков метров от первого, произошел именно в результате детонации, а вовсе не из-за запланированной и скоординированной диверсии. Ну а коли так, то нельзя ли инициировать взрыв и наведенным излучением электромагнитного спектра? Оказывается, это вполне возможно, пользуясь даже относительно несложными техническими средствами.
Скажем, в свое время в СССР были разработаны магнитно-кумулятивные генераторы МК-1 и МК-2. Такой генератор состоит из двух катушек, одна из которых создает начальное магнитное поле, а вторая используется для взрывного "схлопывания" его. В результате первоначальное магнитное поле напряженностью в 100 Э усиливается до 1 млн. Э и более. В отдельных экспериментах, путем "схлопывания" магнитного поля, советскими физиками были получены магнитные поля напряженностью до 25 млн.
По моим прикидкам, получается, что щит в данном случае куда эффективнее меча. И если на разработку систем дистанционного подрыва придется ухлопать миллионы, а то и миллиарды рублей и долларов, то разработка средств защиты в некоторых случаях может быть сравнима со стоимостью приличных солнцезащитных очков. Иное дело, если мы с самого начала будем использовать подобные инициаторы в защитных целях.
Скажем, в аэропорту, наряду с обычными магнитными "воротами", реагирующими на металл, устанавливается также и инициирующая камера. Для обычных, благонамеренных граждан проход сквозь нее ровным счетом ничем не грозит. Но если террорист имеет взрывчатое вещество хотя бы на каблуках своих ботинок, это ему дорого обойдется. Из такой камеры, не исключено, он попросту не выйдет; оттуда вынесут то, что от него останется.
Более мощные инициаторы можно использовать для проделывания проходов в минных полях и вообще для их обезвреживания. Как известно, сейчас саперы в таких целях частенько применяют так называемые удлиненные заряды. С вертолета на суше или с корабля-тральщика на море через минное поле прокладывается трос, на котором через определенные интервалы закреплены заряды взрывчатки. Потом они подрываются, от них инициируются и мины. Грохнули раскатистые взрывы - и проход в минном поле готов.
Предпоследнее слово техники в этой области, насколько мне известно, - система залпового огня ХМ134 SLU-FAE. Суть ее действия такова: 30-ствольная система выбрасывает три десятка неуправляемых реактивных снарядов с жидкой взрывчаткой (окисью пропилена). На конечной траектории их полета срабатывают парашютные системы, и жидкость распыляется на большой площади, образуя облако взрывчатого аэрозоля.
Если своевременно инициировать его подрыв, происходит мощный объемный взрыв, вызывающий детонацию всех противотанковых и противопехотных мин на большой площади. Во всяком случае, в минном поле образуется коридор длиной не менее 300 и шириной не менее 8 м. Ну а последним словом техники в этом направлении, на мой взгляд, может стать устройство, производящее дистанционное разминирование на расстоянии от 5 до 2000 м. В основе его лежит генератор инициирующих волн, выполненный в виде ружья для охоты на слонов. Внутри толстенной стальной трубы напыляется взрывчатое вещество; в глухом конце - кумулятивный мини-заряд, а на срезе ствола - рефлектор с напыленной опять-таки на его поверхности взрывчаткой, призванный фокусировать выделяющуюся энергию.
По первым прикидкам, одно такое "ружье" способно обеспечить в считанные минуты проход в минном поле, достаточный для проникновения через него боевого отделения. А если такие "ружья" будут в каждом отделении? Подобными системами, только более мощными, можно оснащать также танки, боевые машины пехоты и бронетранспортеры. При необходимости их используют и для отражения атаки противника.
И наконец, в мини-варианте такие насадки ничто не мешает применить хотя бы для пистолета Макарова - достаточно холостого патрона, а последствия - на расстояние до 50 - 200 м.
НАПРА́ВЛЕННЫЙ ВЗРЫВ, взрыв одного или нескольких зарядов взрывчатых веществ, при котором окружающая среда (как правило, горная порода) перемещается в заданном направлении и на заданное расстояние. Н. в. осуществляется посредством особого расположения зарядов во взрываемом массиве и использованием соответствующих для данных условий зарядов (камерные, скважинные и др.). При Н. в. в разрушаемом массиве распространяется волна напряжения, которая инициирует движение частиц среды в сторону свободной поверхности массива. Задавая порядок взрывания зарядов и рассчитывая необходимую их суммарную массу, можно управлять направлением и дальностью перемещения обломков разрушенной породы. При необходимости Н. в. может быть осуществлён под водой. Различают Н. в. на выброс (заряд располагается ниже свободной горизонтальной поверхности массива) и на сброс (при наличии у массива наклонной или вертикальной свободной поверхности). В разработку теории и расчёта Н. в. внесли вклад рос. учёные М. А. Садовский , М. А. Лаврентьев , Н. В. Мельников, Г. И. Покровский, М. М. Докучаев и др. Н. в. применяются при строительстве каналов, дамб, плотин [напр., при создании селезащитной плотины в урочище Медео (1967, Казахстан), дамбы в ущелье Ахсу (1972, Дагестан), плотины Камбаратинской ГЭС-2 (2009, Киргизия)], а также для вскрытия месторождений полезных ископаемых.
Взрыв — быстропротекающий физический или физико-химический процесс, проходящий со значительным выделением энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени и приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду вследствие высокоскоростного расширения продуктов взрыва. Взрыв в твёрдой среде вызывает разрушение и дробление [1] . На основе взрывных процессов были созданы многие военные, строительные, научные и другие технологии [2] . Применение взрывов, сначала в военной технике, а затем и в горной промышленности, началось задолго до других источников работы: паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, электромотора. [3]
Взрывное превращение — быстрый самостоятельно распространяющийся процесс с выделением энергии и образованием сильно сжатых газов, способных производить работу, возникает из-за химических и ядерных реакций. В результате взрывного превращения в окружающей среде возникает волна сжатия [4] . Такие волны также сопровождают взрывы, не сопровождающиеся взрывным превращением, — физические взрывы сосудов под давлением, наполненных негорючими газами, паром или многофазными сжимаемыми системами (пыль, пена). Физико-химический взрыв паров вскипающей жидкости (BLEVE) происходит в результате внешнего подогрева сосуда, наполненного горючей легкокипящей жидкостью. При разрыве емкости и последующем воспламенении паров кипящей жидкости происходит образование огненного шара [5] :35 . В зависимости от источников энергии существуют также электрические, вулканические взрывы, взрывы при столкновении космических тел (например, при падении метеоритов на поверхность планеты), взрывы, вызванные гравитационным коллапсом (взрывы сверхновых звёзд и др.).
Точечными взрывами являются взрывы вещества, занимающего малый объем относительно зоны воздействия, например — заряд взрывчатого вещества. Объёмным взрывом является взрыв газо-, паро-, пылевоздушного облака, занимающего значительный объем зоны воздействия. При взрыве облака возникает огненный шар [6] :168 .
При взрывах с использованием химических взрывчатых веществ в грунтах и горных породах ударные волны практически никогда не возникают. Мощные ударные волны образуются только при подземных ядерных взрывах на не очень больших расстояниях от заряда [12] .
При медленном горении возникающем в закрытой трубе впереди зоны горения всегда возникает ударная волна. При больших скоростях горения ударная волна существенно влияет на состояние газовой смеси подходящей к зоне горения. Медленное горение в трубе может перейти в детонацию при самопроизвольном ускорении пламени с возникновением детонационной волны впереди пламени [13] :686 .
'> Воспроизвести медиафайл
Механическое воздействие взрыва связано с работой, которая совершается при расширении газов. Воздействие условно делится на бризантные (местные) и фугасные (общие) формы. Бризантное действие проявляется непосредственно в окрестностях заряда (в твердой среде) или вблизи поверхности твердого тела, фугасное — на расстояниях намного больше размера заряда. Для бризантного действия характерно сильное деформирование и дробление среды, а его общий фугасный эффект определяется импульсом, т. е. начальным давлением в полости взрыва и её размерами. Фугасное действие зависит только от энергии заряда. Форма заряда взрывчатого вещества и его детонационные характеристики существенно влияют лишь на бризантное действие взрыва [12] . Бризантное действие взрыва может быть усилено кумулятивными эффектами.
Действие ударной волны на предметы зависит от их характеристик. Разрушение капитальных строений зависит от импульса взрыва. Например, при действии ударной волны на кирпичную стену она начнёт наклоняться. За время действия ударной волны наклон будет незначительным. Однако, если и после действия ударной волны стена будет наклоняться по инерции, то она рухнет. Если предмет жёсткий, прочно укреплён и имеет небольшую массу, то он успеет изменить свою форму под действием импульса взрыва и будет сопротивляться действию ударной волны, как силе, приложенной постоянно. В этом случае разрушение будет зависеть не от импульса, а от давления, вызываемого ударной волной [15] :37 .
Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (медленного горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны в реагирующем веществе, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при медленном горении. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы горения в детонацию и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.
Химический взрыв неконденсированных веществ от горения отличается тем, что горение происходит, когда горючая смесь образуется в процессе самого горения [8] :36 .
Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры — объёмный взрыв. Существуют очень немногие примеры химических взрывов, не имеющих своей причиной окисление/восстановление, например реакция мелисперсного оксида фосфора(V) с водой, но её можно рассматривать и как паровой взрыв.
Индивидуальные взрывчатые вещества, как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул. Это метастабильные вещества, которые способны храниться более или менее долгое время при нормальных условиях. Однако при инициировании взрыва веществу передаётся достаточная энергия для самопроизвольного распространения волны горения или детонации, захватывающей всю массу вещества. Подобными свойствами обладают нитроглицерин, тринитротолуол и другие вещества. Бездымные пороха и чёрный порох, который состоит из механической смеси угля, серы и селитры, в обычных условиях не способны к детонации, но их традиционно также относят к взрывчатым веществам.
Ядерные взрывы
Ядерный взрыв — это неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучевой энергии в результате цепной ядерной реакции расщепления атома или реакции термоядерного синтеза. Искусственные ядерные взрывы в основном используются в качестве мощнейшего оружия, предназначенного для уничтожения крупных объектов и скоплений.
Время от времени здания, небоскребы, мосты и башни взрывают, чтобы освободить место для новой стройки. Это такой круговорот строений в природе городах.
Подборка контролируемых и направленных взрывов.
Не взрыв, но контролируемый поджог дома в штате Техаса, 13 июня 2014. (Фото Brandon Wade | Reuters):
Эффектный снос дымовой трубы в Вене, 4 мая 2011. (Фото Heinz-Peter Bader | Reuters):
Очередной направленный взрыв. Снос дамбы в городе Ухань, провинция Хубэй, Китай, 14 июля 2016. (Фото China Daily | Reuters):
Взрыв путепровода в Рио-де-Жанейро, 20 апреля 2014. (Фото Ricardo Moraes | Reuters):
Общагу долой! Контролируемый взрыв в Арканзасе, 25 мая 2008. (Фото Tim Rand):
Эффектные подрывы в Чунцине, Китай пассажирского терминала и отеля Три ущелья, 30 августа 2012. (Фото China Daily | Reuters):
Контролируемый, направленный взрыв здания в Лионе, центральная Франция, 19 мая 2010. (Фото Laurent Cipriani):
Взрыв трубы в немецком городе Боксберге, 6 октября 2012. В трубе было просверлено 1653 отверстия, в которые и заложили взрывчатку. (Фото Pawel Sosnowski | Reuters):
Сложилась. Взрыв градирни в провинции Шаньдун, Китай, 13 июля 2016. (Фото China Daily):
Эффектный контролируемый снос в китайской провинции Юньнань, 25 декабря 2011. (Фото China Daily | Reuters):
Подрыв 20-этажного отеля Hilton в центре Бейрута, 14 июля 2002. (Фото Jamal Saidi | Reuters):
Чаще всего взрывают и заново строят в Китае. Вот и опять, контролируемый взрыв моста в провинции Хунань, Китай, 8 сентября 2015. (Фото China Daily | Reuters):
Снос малоэтажек в Чунцине, Китай, 16 июня 2015. Скоро здесь настроят бетонных небоскребов-муравейников. Скорее всего, уже настроили. (Фото China Daily | Reuters):
Взрыв трубы на территории завода в провинции Ляонин, 28 апреля 2014. (Фото Sheng Li | Reuters):
Взрыв дома-гвоздя в Гуанчжоу в провинции Гуандун, Китай, 8 января 2008. (Фото Joe Tan | Reuters):
Снос 22-этажного здания в городе Чунцин, Китай, 14 января 2015. (Фото Reuters | China Daily):
Взрыв Дворца культуры в провинции Юньнань, Китай, 7 сентября 2013. (Фото Reuters):
Сложилась после направленного взрыва охлаждающая башня электростанции в провинции Гуйчжоу, Китай, 22 июля 2015. (Фото Reuters):
И снова Китай. Взрыв штаб-квартиры авиакомпании Hainan Airlines, 25 декабря 2012. (Фото China Daily | Reuters):
Унесший жизнь одного человека взрыв снаряда на заводе "Гефест-М" под Екатеринбургом случился при его утилизации.
По информации корреспондента РЕН ТВ, у предприятия имеются разрешения на производство оружия и боеприпасов, а также утилизацию взрывчатых веществ. Именно во время этой процедуры и произошел несчастный случай.
Сотрудники завода рассказали, что осколочный снаряд сдетонировал после выгрузки на специальный конвейер для разборки, где работают женщины. Именно они и оказались в числе основных пострадавших.
Ранее РЕН ТВ сообщал, что один человек погиб при взрыве снаряда времен войны под Екатеринбургом.
Читайте также: