За последние 20 лет на Западе основное внимание в разработках боевых частей обычного оружия было направлено на усиление их осколочного действия и повышение пробивной способности. В России в этот период было разработано новое семейство оружия зажигательного и фугасного действия. Часть этих разработок была связана с термобарическими БЧ.
СОДЕРЖАНИЕ:
История создания
ВВ на основе топливно-воздушной взрывчатой смеси
Термобарическое оружие
Принцип действия
Поражающие факторы
Разработка оружия с термобарической БЧ в России
Разработка оружия с термобарической БЧ в Китае
Разработка оружия с термобарической БЧ в США
История создания
Термобарическое оружие входит в класс оружия объемного взрыва, которое среди прочего, включает в себя взрывчатое вещество (ВВ) на основе FAE (Fuel-air explosives - топливно-воздушная взрывчатая смесь). К основным факторам поражения этим оружием можно отнести создание мощной ударной волны и большой зоны горения.
Западные страны лишь недавно начали разработку термобарического оружия. Ранее они “проявляли озабоченность” по поводу прав человека, законности применения и дальнейшего распространения оружия этого типа.
Высокая эффективность термобарического оружия по сравнению с осколочно-фугасными боеприпасами при применении против бункеров, зданий и туннелей была продемонстрирована в Чечне и Афганистане. Этот факт повлиял на ускорение создания подобного оружия в западных странах.
Несмотря на то, что появление термобарического оружия в арсенале США является новым направлением, работы по его разработке велись с 1996г., когда разведка США обнаружила у вероятного противника возрастающую тенденцию заглублять в землю военную технику и технические средства или укрывать их в пещерах.
Подземные туннели в Сирии
Разведка США также установила, что “термобарическое оружие широко распространяется среди недружественных стран”.
Командование КМП США во время проведения учений провело исследование концепции применения термобарического оружия и пришло к выводу, что действие данного оружия по сравнению с действием обычных фугасных боеприпасов более эффективно при зачистке туннелей, бункеров, пещер и канализационных систем. Необходимость наличия такого оружия была выдвинута на первый план во время проведения США операции “Безграничная Свобода” в Афганистане.
Крупнокалиберные снайперские винтовки
Вооружение, способное наносить существенное поражение личному составу и военной технике противника в замкнутом пространстве, по мнению американских военных специалистов, поможет заполнить пробел в возможностях американских ВС активно противостоять противнику при ведении боевых действий в любых военных конфликтах, в том числе и в борьбе с терроризмом.
ВВ на основе топливно-воздушной взрывчатой смеси
ВВ на основе топливно-воздушной взрывчатой смеси принадлежат к категории оружия объемного взрыва, но в отличие от термобарического имеют в своей основе другой принцип работы и производят другой эффект.
Бомба или БЧ типа FAE содержат большой объем летучих газов или чаще всего жидкие или твердые порошкообразные ВВ. При начальной детонации небольшого фугасного заряда распыляется основной заряд, который смешивается с окружающим воздухом в аэрозольном облаке.
При его воспламенении создается огромная зона горения, имеющая температуру 1300°-1500°С. В зоне зажигания поглощается очень большой объем кислорода из окружающего воздуха и создается сверхдавление (до 30 кг/см2). При этом ударная волна является основным поражающим фактором БЧ типа FAE.
По механизму работы и воздействию на цель боеприпасы типа FAE отличаются от боеприпасов с термобарической БЧ. Они идеально подходят для использования на открытом пространстве против незащищенной живой силы и слабозащищенных объектов.
Очень большие бомбы типа FAE, такие как BLU-82 Daisy Cutter массой 6800 кг и бомба МОАВ массой 9500 кг, могут быть охарактеризованы как эквивалент тактическому ядерному оружию без нежелательных побочных эффектов, таких как остаточная радиация. Бомбы типа FAE также хороши для расчистки минных полей (они способны вызвать одновременный взрыв всех мин), а также для создания посадочных вертолетных площадок путем уничтожения всей растительности (именно это и было первым боевым применением боеприпасов типа FAE во время войны во Вьетнаме).
Бомба BLU-82 Daisy Cutter ("косилка маргариток")
Описанные выше способы применения являются основными для бомб типа FAE. Эти бомбы также эффективны для уничтожения бункеров, полевых укреплений и фактически всех типов зданий (кроме герметичных), в каждую полость или отверстие которых может проникнуть аэрозольное облако.
Термобарическое оружие
При взрыве фугасного заряда вне зависимости от его происхождения и конструкции происходит быстрое локализованное высвобождение энергии. Формирование взрывной волны, излучение тепла, разрыв корпуса, сообщение ускорения осколкам - все эти процессы проходят с поглощением энергии.
Значительная часть энергии осколочно-фугасных БЧ расходуется на разрыв корпуса и сообщение ускорения осколкам, которые являются наиболее эффективным средством поражения живой силы на открытом пространстве. С другой стороны БЧ или фугасные заряды, предназначенные для использования против различных сооружений, имеют очень тонкий корпус или не имеют его вообще. Ударная волна является их основным поражающим фактором. Термобарическая БЧ также имеет очень тонкий корпус, и при ее взрыве создается ударная волна и зона горения.
Детонацию термобарической БЧ можно рассматривать как три отдельных, но тесно связанных процесса:
- начальная реакция детонации длительностью несколько микросекунд (происходит без взаимодействия с окружающим воздухом);
- реакция догорания больших частиц топлива длительностью несколько сотен микросекунд (процесс неполного сгорания со смешиванием в воздухе недоокисленной горючей смеси при большой температуре);
- реакция детонации длительностью несколько миллисекунд после того, как недоокисленная горючая смесь при большой температуре смешивается с окружающим воздухом.
На процесс высвобождения энергии влияет скорость ударной волны ВВ. Используемые в термобарических БЧ ВВ имеют такую же скорость ударной волны (3-4 км/с), как и ВВ, используемые в минах, однако значительно более низкую, чем фугасные ВВ снарядов (обычно 8 км/с). Используемые обычно в термобарических БЧ взрывчатые вещества носят название “ВВ с отрицательным кислородным балансом”. Это означает, что для полного сгорания заряда необходим кислород из окружающего воздуха.
Таким образом, по составу термобарические ВВ можно назвать гибридными, так как они сочетают в себе характеристики фугасного ВВ и ВВ на основе топливно-воздушной взрывчатой смеси. Точнее, эго фугасные заряды, горение которых происходит при недостатке воздуха, и которые обладают усиленным действием благодаря горению с поглощением кислорода из воздуха в третьей фазе процесса детонации.
По вышеуказанным причинам в ходе начальной фазы детонации высвобождается только часть энергии, способствующая выделению сгорающих при недостатке воздуха продуктов, которые потом догорают, смешавшись с нагревшимся от ударной волны воздухом. Энергия, выработанная при дожигании» и окислении, увеличивает продолжительность возникающего при взрывной волне сверхдавления и увеличивает зону зажигания. В современных осколочно-фугасных боеприпасах на основе тротила не происходит достаточного дожигания потому, что осколки замедляют смешивание выделившихся при детонации газов с воздухом, и быстрое распространение взрыва имеет охлаждающий эффект еще до того момента, когда происходит смешивание с атмосферным кислородом.
Увеличение эффективности термобарического ВВ происходит главным образом за счет добавления дополнительных высокоэнергетических металлов в его состав, таких как алюминий, бор, кремний, титан, магний и цирконий. Эти ВВ могут быть как жидкими, гак и твердыми. В России первоначально в качестве ВВ термобарической БЧ использовались жидкие и пастообразные смеси, состоящие из гексагена, порошка алюминия или магния и изопил-нитрата. В настоящее время большинство современных термобарических ВВ имеют структурированную смесь.
Принцип действия
Все ВВ формируют взрывную волну, которая распространяется быстрее скорости звука. На рисунке изображен график изменения давления от времени при взрыве современных фугасных и термобарических ВВ. Фронт ударной волны образуется на границе взаимодействия продуктов детонации с окружающей средой.
Изменение давления от времени при взрывах фугасного и термобарического ВВ.
По всему фронту ударной волны происходит резкое повышение давления, которое обладает поражающим воздействием. Показатель максимального повышенного давления при детонации обычного фугасного ВВ значительно выше, чем при детонации термобарического ВВ. Однако в первом случае давление спадает значительно быстрее.
За фазой сжатия следует фаза разряжения, когда давление падает ниже атмосферного. При этом происходит разрушение зданий, а тела людей могут быть выброшены наружу. Фаза разряжения при детонации термобарического ВВ длиться значительно дольше, чем при детонации фугасного ВВ. Несмотря на меньшее максимальное давление взрывной волны, суммарный импульс взрыва термобарического ВВ значительно выше, чем у фугасного ВВ.
Эффективность поражения цели зависит от показателя максимального давления и длительности импульса взрыва. В то время как поражающее действие на различные объекты зависит от пикового значения импульса ударной волны, исследования по воздействию на человека выявили, что переносимость высокого давления во фронте ударной волны снижается при увеличении продолжительности импульса.
Поражающие факторы
Термические повреждения объекта поражения обычно имеют место вблизи эпицентра взрыва. Радиус смертельного термического поражения определяется размером зоны горения. Зона поражающего действия ударной волны перекрывает и превышает зону термического поражения. Однако при увеличении расстояния снижается давление и поражающее действие ударной волны. Радиус получения осколочных ранений и тупых травм выходит далеко за границы смертельного поражающего воздействия ударной волны. Начальная скорость осколков обычных осколочно-фугасных БЧ обычно равняется 1500 км/ч, а дальность их разлета часто измеряется километрами.
Термобарическое оружие при использовании на открытом пространстве имеет ограниченный радиус смертельного поражения. Однако на практике в определенных ситуациях это может стать и преимуществом, например, когда мирные жители и свои войска находятся рядом с расположением противника.
Термобарическое оружие лишено недостатков обычных кумулятивных и осколочно-фугасных снарядов при поражении целей в закрытом пространстве. Например, современные кумулятивные БЧ эффективны при уничтожении бронетехники. Кумулятивная струя имеет большую прямолинейную скорость и сконцентрирована в очень малом диаметре, что не обеспечивает поражение зданий, полевых укреплений, пулеметных точек и т.д.
Осколочно-фугасные снаряды, включая проникающие через землю, также имеют свои недостатки при уничтожении целей в туннелях и пещерах. Распространению осколков мешают стены, из-за которых они не смогут поразить всю систему туннелей. Для защиты объектов и людей от разлетающихся осколков используются мешки с песком и средства индивидуальной защиты.
Очень сложно обеспечить защиту от воздействия ударной волны и термического воздействия, которые распространяются за различные препятствия. Кроме того, исследования показали, что современные пуленепробиваемые жилеты могут стать причиной даже более тяжелых травм, так как по причине увеличения площади поверхности цели усиливается воздействие на нее ударной волны и увеличивается эффективная нагрузка на грудную клетку. Путем решения этой проблемы стало использование в бронежилетах нескольких слоев материалов с разной плотностью, которые смягчают воздействие ударной волны за счет рассредоточения усилия и снижения количества энергии, передаваемой через стенки жилета.
Для защиты от термического поражения может применяться одежда из огнеупорного материала. Однако при термобарическом взрыве ее применение не спасает человека от поражения ударной волной. Так как радиус поражения ударной волны значительно больше, чем радиус термического поражения, то этот фактор становится определяющим для летального исхода.
Огнезащитные костюмы изолирующего типа (Fire suit)
Кроме того, необходимо отметить, что ударная волна движется не прямолинейно и такие меры противодействия, как мешки с песком и бронежилеты, не обеспечивают необходимой защиты людей и объектов. При этом она даже усиливается при отражении от стен и других поверхностей.
К первичным факторам поражения относятся разлетающиеся осколки, например разлетающиеся кирпичи, стекло и куски железа, возникающие при взаимодействии взрывной волны с элементами построек, и образующиеся токсичные газы и дым, оказывающие удушающее действие.
Уровень разрушения различных конструкций и ранений в результате взрыва зависит от пикового значения ударной волны, изменения давления от времени, а также эластичности, пластичности и показателя собственных колебаний объекта воздействия (конструкции и тела человека).
Взрывная ударная волна воздействует на различные ткани в организме человека (например, кожу, жир, мышцы, кости), которые различаются плотностью, эластичностью и прочностью. Каждый тип ткани при взаимодействии с взрывной волной в соответствии со своими свойствами сжимается, растягивается, сдвигается.
В результате чрезмерной нагрузки нарушается целостность организма. Внутренние органы, в которых находится воздух (органы слуха, легкие и кишечник) особенно подвержены действию взрывной волны. Взрывная волна может также подбросить тело, что может привести к многочисленным переломам. Последние исследования показали, что в результате взрыва в организме человека также могут возникнуть невралгические и биохимические изменения, в том числе изменения химического состава крови.
Разработка оружия с термобарической БЧ в России
Первым и вероятно наиболее известным на сегодня гермобарическим оружием является реактивный пехотный огнемет РПО-А “Шмель”, разработанный ГУП “КБП”. Он был принят на вооружение в 1984г.
Пехотный огнемет РПО-А "Шмель -2"
РПО-А “Шмель” заменил собой стоящий на вооружении армии РПО “Рысь”. РПО-А “Шмель” предназначен для стрельбы с плеча.
Его термобарическая БЧ имеет массу 2,1 кг. Начальная скорость капсулы с термобарической БЧ составляет 125 м/с, максимальная дальность стрельбы - 1000 м, прицельная - 600 м, минимальная - 25 м.
Пехотный огнемет РПО-А Шмель-М
1-контейнер; 2-оптический прицел; 3-мушка; 4-передняя откидная рукоятка; 5-ударно-спусковой механизм; 6-крышка
Для стрельбы из РПО “Шмель” могут использоваться три типа выстрелов: РПО-А (термобарический), РПО-Д (дымовой) и РПО-3 (зажигательный). По мнению зарубежных специалистов, наличие выстрела РПО-3 подтверждает то, что зажигательное действие у термобарических БЧ не являемся основным поражающим фактором.
Термобарические БЧ устанавливают не только на специально предназначенное оружие пехоты.
Так, например, термобарический выстрел применяется в гранатомете РПГ-7 и в многоцелевом гранатомете РШГ-1, термобарическая БЧ - в ПТУР “Корнет-Э”, ПТУР “Метис-М”, в артиллерийских снарядах и ракетах.
Гранатомет РПГ-7
Гранатомет РШГ-1
ПТУР "Корнет-Э"
Носимый многоцелевой противотанковый
ракетный комплекс "Метис-М1"
Разработка оружия с термобарической БЧ в Китае
Недавно китайская фирма NORINCO предложила на рынке ряд термобарических БЧ для оружия пехоты: это выстрелы к гранатомету Туре 69, носимому противотанковому гранатомету PF89, а также противобункерная БЧ для ПТУР Red Arrow 8.
Китайский противотанковый ракетный комплекс
HJ-8E (Красная стрела)
В китайском 40-мм гранатомете Туре 69(модификация гранатомета РПГ-7) применяется надкалиберная граната с термобарической БЧ калибром 105 мм и массой - 4,2 кг. Полная длина выстрела составляет 884 мм. Максимальная дальность стрельбы - 1000 м.
40-мм гранатомет Туре 69
Несмотря на то, что гранатомет Туре 69 является универсальным оружием, способным применять неуправляемые выстрелы различных типов (противотанковый, фугасный или термобарический), он имеет ряд недостатков: высокие демаскирующие признаки при выстреле и невозможность применения из помещений с ограниченным объемом.
Противотанковый гранатомет PF89 состоит на вооружении Народной освободительной армии Китая. В его модификации Туре WPF89 используется выстрел с термобарической БЧ, который внешне напоминает выстрел РПО-А “Шмель”.
Противотанковый гранатомет PF89
Он имеет массу 7 кг, эффективную дальность стрельбы - 200 м, максимальную - 850 м.
Разработка оружия с термобарической БЧ в США
В программе по разработке материалов с усиленным фугасным эффектом участвуют фирма Talley Defense Systems совместно с КМП.
Военно-морской центр Indian Head совместно с фирмой Talley Defence Centre в изготовили опытный образец 84-мм выстрела с термобарической БЧ для стрельбы из гранатомета Carl Gustav М3.
В 2001г. фирма Talley Defence Centre но заказу КМП США изготовила опытный образец выстрела с термобарической БЧ для гранатомета SMAW, а в 2002г. - выстрелы с двухцелевой термобарической БЧ для гранатомета SMAW, а также с унитарной термобарической БЧ - для гранатомета SMAW-D с контейнером одноразового использования, которые концу 2002г. приняты на вооружение КМП США.
Штурмовой гранатомёт М141 SMAW-D
Гранатомёт М141 SMAW-D
Фирма Talley Defence Centre также изготовила опытный образец 66-мм выстрела с унитарной термобарической БЧ для гранатомета М72 и провела его испытания.
Реактивный противотанковый гранатомёт M72 LAW
Текущий конфликт в Афганистане стал причиной разработки США термобарической БЧ для ПТУР AGM-114 Hellfire, запускаемой с вертолета по наземным целям, и для термобарической бомбы BLU-118/B массой 8772 кг, которая была впервые использована в 2002г. для уничтожения пещер и комплексов туннелей в Афганистане. Ракета AGM-114N Hellfire, оснащенная термобарической БЧ, применялась во время войны в Ираке в 2003г. Она использовалась в основном против бункеров.
Термобарическая бомба BLU-118/B
В 2002г, в США для гранатомета МК-19 была разработана 40-мм граната с термобарической БЧ, которая используется в Ираке и в Афганистане.
Кроме того, было предложено оснастить перспективный 25-мм ручной гранатомет ХМ-25 и автоматический гранатомет ХМ-307 помимо обычных выстрелов боеприпасами с термобарической БЧ.
Гранатомет ХМ-307
