Инженерия плазмы

В заметке Берда Киви "Броня крепка и бьется током" рассказано о системе защиты бронетехники, разработанной британскими инженерами из Defence Science and Technology Laboratory. Принципы, положенные в ее основу, настолько интересны, что заслуживают более подробного и более точного описания.

Так, да простит мне повторы читатель, знакомый с материалом Б. Киви, речь идет о системе защиты бронемашин от кумулятивных боеприпасов, наираспространеннейшим из коих на планете является советский РПГ-7. Лет десять назад, когда в школах бытовала начальная, а в вузах офицерская военная подготовка, нижеследующее можно было бы опустить. Ну а сейчас отметим, что этот многоразовый, в отличие от «Мух» и «Шмелей», гранатомет способен поражать бронетехнику кумулятивными гранатами.

Слово «кумулятивный» происходит от средневеково-латинского cumulatio - скопление. Под ним подразумевается направленное действие взрыва, достигаемое путем создания на обращенной к мишени стороне заряда выемки. Она для усиления эффекта облицовывается металлом, традиционно - медью.

Легко представить, как, взаимодействуя между собой, взрывные волны в конической выемке обжимают облицовку от вершины к основанию, порождая кумулятивную струю. Она-то, разогнанная до 12-15 км/с и смятая давлением порядка 10 ГПа, и выполняет основную работу по пролому брони.

В РПГ-7, который мы взяли как пример, используется довольно архаичный длиннофокусный кумулятивный заряд. Формируемая им струя подобна игле. В более новых боеприпасах струи могут иметь иную форму. Так, во время бомбежек Югославии широко применялись суббоеприпасы индивидуального наведения с короткофокусными зарядами. Они подрывались достаточно далеко от цели, держа ее на оси прицела. Возникающие струи имели форму ударного ядра и поражали бронетехнику с крыши. Но это частности.

Важнее, что классические кумулятивные боеприпасы, такие как в РПГ-7, последний раз показали себя эффективными в Войне Судного дня. Тогда, в октябре 1973-го, израильская бронетехника несла заметные потери от РПГ и ПТУР. Но уже в начале 1980-х в Ливане танки Армии обороны Израиля наматывали на гусеницы расчеты «Малюток» и «Фаготов». Там состоялось боевое крещение динамической брони, которой были оснащены танки «Меркава».

Динамическая броня - это своеобразный бутерброд. За противопульным наружным слоем размещены брикеты среднебризантного взрывчатого вещества. За ним - основная броня. Как правило, многослойная, с подбоем.

Попадая в танк, кумулятивная струя вызывает детонацию взрывчатого вещества динамической защиты. При взаимодействии волны взрыва с кумулятивной струей происходит расфокусировка последней. Она теряет форму и «размазывается» по основной броне. Та предпочтительно должна была быть многослойной, дабы не разрушиться от внутренних напряжений и не поразить осколками экипаж и механизмы.

Именно в расфокусировке, а не в предварительной детонации боеприпаса, состоит действие активной, она же динамическая, защиты. С предварительным же подрывом гранат справлялись еще экраны из котельного железа, поспешно наклепанные на борта «Шерманов» и «Пантер». И многослойная броня, в плотных слоях которой используется даже уран-238, перемежается легкими материалами, также обеспечивающими частичную расфокусировку кумулятивной струи на границах плотностей.

Так что современный танк может пострадать от классического кумулятивного снаряда лишь в условиях полного пренебрежения здравым смыслом, каковое российская армия времен Ельцина и Грачева демонстрировала на улицах Грозного в новогоднюю ночь 1995 года.

Но вернемся к англичанам-мудрецам. Что же они собираются противопоставить мощи кумулятивной струи? Да такую же мощь, но порожденную электричеством. Эта мощь знакома каждому - мало кто не замыкал отверткой 220 вольт. Ну а сложность коммутационных устройств большой мощности поражает. Гигантские баки с маслом. Средства формирования воздушных струй. И все это для того, чтобы сбить в масляных или воздушных выключателях электрическую дугу. Оборвать паразитные плазменные шнуры.

И вот именно эту мощь, которую порождает броня, превращенная в миллионовольтовый конденсатор, и готовы использовать британцы для дефокусировки кумулятивной струи. Струи плазменной, четвертого состояния вещества.

Информация, как всегда, когда дело касается оружия, фрагментарна. Не понять, где самореклама, где утайка реальных возможностей. Но бесспорно одно.

Технике XXI века наряду с манипуляцией нанообъектами, о которой пишется в каждом номере «КТ», неизбежно предстоит в промышленном масштабе манипулировать плазменными, почти звездными по своей природе объектами. Описанное выше - лишь первая ласточка.

И роль вычислительной техники, имитационного моделирования, в таких экспериментах будет весьма велика. Ведь стоимость реальных, натурных экспериментов с броней и взрывчаткой колоссальна. Да и информативность высокоскоростной киносъемки, классического инструмента исследования взрыва, оставляет желать лучшего. Так что, казалось бы, оторванные от повседневности задачи вычислительной магнитогидродинамики могут в ближайшее время стать весьма актуальными не только в астрономии.