Электронные «бомбы Сахарова»

Современные системы РЭБ могут размещаться не только на машинах, но и в боеголовках снарядов и ракет. Фото с сайта www.mil.ru

В моей статье в «НГ» «Перспектива в разработках средств ПВО» приводится пример конструкции боеголовки с готовыми поражающими элементами (ГПЭ), способными приобрести гиперзвуковую скорость. Боеголовка предназначена для борьбы с роем легких дронов и беспилотными авиационными платформами. ГПЭ поражают технику противника, находящуюся в пределах видимости, но не всегда это возможно осуществить, если она находится в укрытии или за ограждающими конструкциями. Средствами, которым доступны для поражения видимые и укрытые технические средства противника, в том числе и боеприпасы с электронными и электрическими детонаторами, являются 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 радиоэлектронного поражения; защита от непреднамеренных помех или обеспечение электромагнитной совместимости; защита войск и объектов от технических средств разведки).

С учетом состояния техники РЭБ, выпускаемой для Минобороны РФ, принято говорить об интегрированных системах РЭБ, объединяющих около 50 различных комплексов и средств различного назначения.

Это цитата из статьи «Научные принципы РЭБ» журнала «Коммерсантъ Наука» № 1(19) от 24.02.17. В статье приведены данные по всем видам средств РЭБ РФ и перечень компаний, выпускающих указанные средства с техническими и массогабаритными характеристиками. Но если внимательно присмотреться, то там не фигурирует одно замечательное устройство РЭБ – «бомба Сахарова» или ей подобное устройство, в котором мощный постоянный ток от аккумуляторных батарей преобразуется в электромагнитное излучение за счет энергии взрывчатых веществ (ВВ). Большая масса весом в сотни кг, длительность подготовки к использованию, опасность применения на переднем крае из-за «дружественного огня», необходимость доставки авиацией и т.д. пока не позволяют подобному устройству найти применение, несмотря на очень эффективное преобразование энергии ВВ в поражающий фактор электромагнитного излучения, воздействующее губительным образом на элементную базу электронных устройств и электрические цепи электротехнических устройств.

Устройства РЭБ, способные воздействовать на элементную базу и электрические цепи технических средств противника в ВС РФ есть, но они смонтированы на различных носителях – наземных, водных, воздушных и т.д. и представляют собой мощные генераторы электромагнитного излучения (ЭМИ) соответствующих габаритов и масс. Наведенные ЭДС от таких устройств замыкают электрические цепи, выжигают элементную базу электронных устройств, выводят из строя зарядные устройства, батареи, аккумуляторы и дисплеи любых гаджетов (дисплеи уж точно не защитишь никакими клетками Фарадея), что делает противника глухим и слепым.

Но есть у них один недостаток – их не применишь без риска моментальной потери средств РЭБ на переднем крае (да и вдали тоже опасно, из-за активного излучения, по лучу которого прилетят головки самонаведения противника), где решается судьба противостояния и куется победа на земле. Если бы было по-иному, то конфликты в Сирии, на Украине, в Афганистане давно завершились. Задачу подавления противника можно было решить гораздо успешнее, если бы у рядового бойца на переднем крае имелось на вооружении устройство РЭБ, которое можно забросить на расстояние от десятков метров до нескольких километров от переднего края. И если бы оно обладало схожими с ручным гранатометом массой и габаритами, такое же технологичное, дешевое и надежное изделие, как боеприпас РПГ-7, но способное генерировать широкополосный спектр ЭМИ мощностью в десятки киловатт.

Такое изделие можно создать, если воспользоваться достижениями последних лет в области конструирования постоянных магнитов, суспензий и жидкостей на их основе. Это позволит преобразовать химическую энергию детонирующего взрывчатого вещества (ВВ) в мощный импульс электромагнитного излучения за счет создания высокоскоростного относительного движения магнитного поля постоянных магнитов и пучка заряженных частиц легко ионизирующих веществ. И, что очень важно для надежности, безотказности и легкости изделия – в конструкции отсутствует какое-либо зарядное и аккумулирующее устройство для электрического тока, 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 и т.д. Предлагаемый способ отличается тем, что в кумулятивную полость, обычно полую во всех применяемых в настоящее время изделиях, помещаются вещества и компоненты, которым за счет кумулятивного эффекта, то есть за счет схлопывания стенок кумулятивной полости и выдавливания находящего там вещества, придается большое ускорение.

Скорость вещества, помещенного в кумулятивную полость в виде суспензии из ниобиевых микромагнитов, магнитной жидкости МГ-131 или другой магнитной жидкости на силиконовой или другой основе и истекающего в направлении групповой скорости детонационных волн узким пучком, будет величиной такого порядка:

Vв = Vдв1/ где: Vв – скорость истекающего вещества,

Vдв – скорость фронта детонационной волны,

2 – угол вершины кумулятивной воронки.

При скорости фронта детонационной волны Vдв, равной 7÷8 км/с, скорость истечения вещества Vв может достигнуть десятки км/с.

Кумулятивный эффект можно использовать для создания потока ионизированных частиц с большой кинетической энергией и механического перемещения магнитного поля магнитной жидкости навстречу потоку указанных заряженных частиц с целью получения мощного кратковременного импульса электромагнитного излучения широкого спектра. Для этого предлагается следующее устройство. Оно состоит 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 из кумулятивных полостей помещается суспензия ниобиевых микромагнитов или магнитная жидкость с сильной намагниченностью, например, МГ-131, представляющая собой коллоидный раствор нанометровых твердотельных ферромагнитов, а в другую полость – легко ионизируемое вещество, такое как оксид бария, ВаО. При одновременном подрыве обоих кумулятивных зарядов навстречу друг другу устремляется магнитное поле суспензии ниобиевых микромагнитов или магнитной жидкости и поток ионов и электронов, образованные вследствие термической ионизации оксида бария, с относительной скоростью более 20 км/с. Что порождает мощный электромагнитный импульс, аналогичный магнетронному излучению, из-за кратковременности взаимодействия потоков между собой (расстояние между кумулятивными зарядами потоки преодолевают за доли микросекунды).

Импульс получается не только от взаимодействия неоднородного магнитного поля с положительно и отрицательно заряженными частицами, движущимися в этом поле с большой кинетической энергией, но и от всевозможных соударений их с составными элементами магнитной жидкости и между собой. Ионная бомбардировка приводит к возникновению взаимосвязанных процессов, основные из которых – 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 эмиссия, ионно-электронная эмиссия, распыление), испускание электромагнитного излучения с широким спектром частот, ионно-люминесценция, ионно-фотонная эмиссия. Первый этап всех процессов – элементарный акт столкновения иона с атомом другого тела, результатом которого является перераспределение энергии и импульса бомбардирующего иона между рассеянным ионом и атомом мишени. Акт столкновения приводит к возникновению протяженных последовательностей столкновений и каскадов атомных столкновений, а также процессов, сопровождающих перестройку электронных оболочек партнеров столкновения, что и обусловливает всю 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 в твердом теле и идет на образование радиационных дефектов, различных электронных и фононных возбуждений решетки, люминесценцию, структурные превращения.

При больших энергиях 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 столкновении. 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 в 20 км/с ион оксида бария имеет кинетическую энергию поступательного движения в 31,83 эВ, что позволит возникнуть импульсу электромагнитного излучения широкого спектра, а кинетическая энергия электрона при той же скорости будет равна 18,2×10–23дж. И тогда верхняя граница излучения, возбужденного таким электроном атома, составит 2,75×1011 Гц, что 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, но простейшие расчеты показывают работоспособность предлагаемого способа и возможность получения желаемого эффекта при самых незначительных затратах. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления найдут применение 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 к цели подобный боеприпас любым существующим видом ствольной и ракетной артиллерии, а также ручной ракетой с детонационными двигателями силами рядового бойца прямо с переднего края делает подобный боеприпас коварным и опасным оружием. У такого боеприпаса – назовем его РЭБ-боеголовкой – есть еще одна особенность, связанная с достаточной массой заряда ВВ для выполнения им функции оболочного взрывного устройства. Если оболочку РЭБ-боеголовки изготовить из твердого сегментированного радиопрозрачного материала, то такой боеприпас с неменьшим успехом выполнит функции и осколочно-фугасного снаряда, что редко встретишь в столь разнородном по назначению изделии. Подобная универсальность и легкость использования в боевой обстановке (РЭБ-боеголовки столь же эффективны и при применении по площадям, и при точной доставке к цели) позволяют любому бойцу, и не только переднего края, уничтожить противника и его технику столько раз, сколько раз он ее обнаружит.