Головы дракона: что внутри у боеголовки и как она достигает цели

Внутри конуса боеголовки, закрепленные на своих «сиденьях», находятся два основных «пассажира», ради которых все и затеяно: термоядерный заряд и блок управления зарядом, или блок автоматики. Они поразительно компактны. Блок автоматики — размером с пятилитровую банку маринованных огурцов, а заряд — с обычное огородное ведро.

Тяжелый и увесистый, союз банки и ведра взорвется килотонн на триста пятьдесят — четыреста. Два пассажира соединены между собой связью, как сиамские близнецы, и через эту связь постоянно чем-то обмениваются. Диалог их ведется все время, даже когда ракета стоит на боевом дежурстве, даже когда этих близнецов только везут с предприятия-производителя.

Есть и третий пассажир — блок измерения движения боеголовки или вообще управления ее полетом. В последнем случае в боеголовку встроены рабочие органы управления, позволяющие изменять траекторию. Например, исполнительные пневмосистемы или пороховые системы.

А еще бортовая электросеть с источниками питания, линии связи со ступенью, в виде защищенных проводов и разъемов, защита от электромагнитного импульса и система термостатирования — поддержания нужной температуры заряда.

После покидания автобуса боеголовки продолжают набирать высоту и одновременно мчаться в сторону целей. Они поднимаются до высших точек своих траекторий, а потом, не замедляя горизонтального полета, начинают все быстрее скатываться вниз. На высоте ровно ста километров над уровнем моря каждая боеголовка пересекает формально назначенную человеком границу космического пространства. Впереди атмосфера!

Внизу перед боеголовкой раскинулся огромный, контрастно блестящий с грозных больших высот, затянутый голубой кислородной дымкой, подернутый аэрозольными взвесями, необозримый и безбрежный пятый океан. Медленно и еле заметно поворачиваясь от остаточных воздействий разделения, боеголовка по пологой траектории продолжает спуск. Но вот навстречу ей тихонько потянул очень необычный ветерок. Чуть тронул ее — и стал заметен, обтянул корпус тонкой, уходящей назад волной бледного бело-голубого свечения.

Волна эта умопомрачительно высокотемпературная, но она пока не жжет боеголовку, так как слишком уж бесплотна. Ветерок, обдувающий боеголовку, — электропроводящий. Скорость конуса настолько высока, что он в буквальном смысле дробит своим ударом молекулы воздуха на электрически заряженные осколки, происходит ударная ионизация воздуха. Этот плазменный ветерок называется гиперзвуковым потоком больших чисел Маха, и его скорость в двадцать раз превосходит скорость звука.

Из-за большой разреженности ветерок в первые секунды почти незаметен. Нарастая и уплотняясь с углублением в атмосферу, он сперва больше греет, чем давит на боеголовку. Но постепенно начинает с силой обжимать ее конус. Поток разворачивает боеголовку носиком вперед. Разворачивает не сразу — конус слегка раскачивается туда-сюда, постепенно замедляя свои колебания, и наконец стабилизируется.

Уплотняясь по мере снижения, поток все сильнее давит на боеголовку, замедляя ее полет. С замедлением плавно снижается температура. От огромных значений начала входа, бело-голубого свечения десятка тысяч кельвинов, до желто-белого сияния пяти-шести тысяч градусов. Это температура поверхностных слоев Солнца. Сияние становится ослепительным, потому что плотность воздуха быстро растет, а с ней и тепловой поток в стенки боеголовки. Теплозащитное покрытие обугливается и начинает гореть.

Оно горит вовсе не от трения об воздух, как часто неверно говорят. Из-за огромной гиперзвуковой скорости движения (сейчас в пятнадцать раз быстрее звука) от вершины корпуса расходится в воздухе другой конус — ударно-волновой, как бы заключая в себе боеголовку.

Набегающий воздух, попадая внутрь ударно-волнового конуса, мгновенно уплотняется во много раз и плотно прижимается к поверхности боеголовки. От скачкообразного, мгновенного и многократного сжатия его температура сразу подскакивает до нескольких тысяч градусов. Причина этого — сумасшедшая быстрота происходящего, запредельная динамичность процесса. Газодинамическое сжатие потока, а не трение — вот что сейчас прогревает боеголовке бока

Хуже всего приходится носовой части боеголовки. Там образуется наибольшее уплотнение встречного потока. Зона этого уплотнения слегка отходит вперед, как бы отсоединяясь от корпуса. И держится впереди, принимая форму толстой линзы или подушки. Такое образование называется «отсоединенная головная ударная волна». Она в несколько раз толще остальной поверхности ударно-волнового конуса вокруг боеголовки. Лобовое сжатие набегающего потока здесь самое сильное.

Поэтому в отсоединенной головной ударной волне самая высокая температура и самая большая плотность тепла. Это маленькое солнце обжигает носовую часть боеголовки лучистым путем — высвечивая, излучая из себя тепло прямо в нос корпуса и вызывая сильное обгорание носовой части. Поэтому там самый толстый слой теплозащиты. Именно головная ударная волна освещает темной ночью местность на многие километры вокруг летящей в атмосфере боеголовки.

Бокам становится совсем несладко. Их сейчас тоже жарит нестерпимым сиянием из головной ударной волны. И обжигает раскаленный сжатый воздух, превратившийся в плазму от дробления его молекул. Впрочем, при столь высокой температуре воздух ионизируется и просто от нагрева — его молекулы распадаются на части от жары.

Получается смесь ударно-ионизационной и температурной плазмы. Своим воздействием трения эта плазма шлифует горящую поверхность теплозащиты, словно песком или наждачной бумагой. Происходит газодинамическая эрозия, расходующая теплозащитное покрытие. В это время боеголовка прошла верхнюю границу стратосферы — стратопаузу — и входит в стратосферу на высоте 55 км. Движется она сейчас с гиперзвуковой скоростью в десять-двенадцать раз быстрее звука.

Сильное обгорание изменяет геометрию носа. Поток, словно резцом скульптора, выжигает в носовом покрытии заостренный центральный выступ. Появляются и другие особенности поверхности из-за неравномерностей выгорания. Изменения формы приводят к изменениям обтекания. Это меняет распределение давлений сжатого воздуха на поверхности боеголовки и поля температур. Возникают вариации силового воздействия воздуха по сравнению с расчетным обтеканием, что порождает отклонение точки падения — формируется промах. Пусть и небольшой — допустим, двести метров, но по ракетной шахте врага небесный снаряд попадет с отклонением. Или не попадет вообще.

Кроме того, картина ударно-волновых поверхностей, головной волны, давлений и температур непрерывно меняется. Плавно снижается скорость, зато быстро растет плотность воздуха: конус проваливается все ниже в стратосферу. Из-за неравномерностей давлений и температур на поверхности боеголовки, из-за быстроты их изменений могут возникать тепловые удары. От теплозащитного покрытия они умеют откалывать кусочки и куски, что вносит новые изменения в картину обтекания. И увеличивает отклонение точки падения.

Одновременно боеголовка может входить в самопроизвольные частые раскачивания с изменением направления этих раскачиваний с «вверх-вниз» на «вправо-влево» и обратно. Эти автоколебания создают местные ускорения в разных частях боеголовки. Ускорения меняются по направлению и величине, усложняя картину воздействия, испытываемого боеголовкой. Она получает больше нагрузок, несимметричности ударных волн вокруг себя, неравномерности температурных полей и прочих маленьких прелестей, вмиг вырастающих в большие проблемы.

Но и этим набегающий поток себя не исчерпывает. Из-за столь мощного давления встречного сжатого воздуха боеголовка испытывает огромное тормозящее действие. Возникает большое отрицательное ускорение. Боеголовка со всеми внутренностями находится в быстро растущей перегрузке, а экранироваться от перегрузки невозможно.

Космонавты не испытывают таких перегрузок при снижении. Пилотируемый аппарат менее обтекаем и заполнен внутри не столь плотно, как боеголовка. Космонавты и не спешат спуститься побыстрее. Боеголовка же — это оружие. Она должна достичь цели как можно скорее, пока не сбили. Да и перехват ее тем труднее, чем быстрее она летит. Конус — фигура наилучшего сверхзвукового обтекания. Сохранив высокую скорость до нижних слоев атмосферы, боеголовка встречает там очень большое торможение. Вот зачем нужны прочные переборки и силовой каркас. И удобные «сиденья» для двух седоков — иначе сорвет с мест перегрузкой.

Кстати, а что там с этими седоками? Пришло время вспомнить главных пассажиров, ибо они сидят сейчас отнюдь не пассивно, а проходят свой собственный сложный путь, и диалог их становится наиболее содержательным в эти самые мгновения.

Заряд при перевозке разобран на части. При установке в боеголовку его собирают, а устанавливая боеголовку в ракету, оснащают до полной боеготовой комплектации (вставляют импульсный нейтронный инициатор, снаряжают детонаторами и т. д.). Заряд готов к полету до цели на борту боеголовки, но пока еще не готов взорваться. Логика тут понятная: постоянная готовность заряда к взрыву не нужна и теоретически опасна.

В состояние готовности к взрыву (вблизи цели) его предстоит перевести сложными последовательными алгоритмами, базирующимися на двух принципах: надежность движения к взрыву и контроль над процессом. Система подрыва строго своевременно переводит заряд во все более высокие степени готовности. И когда в полностью готовый заряд придет из блока управления боевая команда на подрыв, взрыв произойдет немедленно, мгновенно. Боеголовка, летящая со скоростью снайперской пули, пройдет лишь пару сотых долей миллиметра, не успев сместиться в пространстве даже на толщину человеческого волоса, когда в ее заряде начнется, разовьется, полностью пройдет и уже завершится термоядерная реакция, выделив всю штатную мощность.

Сильно изменившись и снаружи, и внутри, боеголовка прошла в тропосферу — последний десяток километров высоты. Она сильно затормозилась. Гиперзвуковой полет выродился до сверхзвука в три-четыре единицы Маха. Светит боеголовка уже тускло, угасает и подходит к точке цели.

Взрыв на поверхности Земли планируется редко — только для углубленных в землю объектов вроде ракетных шахт. Большинство целей лежит на поверхности. И для их наибольшего поражения подрыв производят на некоторой высоте, зависящей от мощности заряда. Для тактических двадцати килотонн это 400−600 м. Для стратегической мегатонны оптимальная высота взрыва — 1200 м. Почему? От взрыва по местности проходят две волны.

Ближе к эпицентру взрывная волна обрушится раньше. Упадет и отразится, отскочив в стороны, где и сольется с только что дошедшей сюда сверху, из точки взрыва, свежей волной. Две волны — падающая из центра взрыва и отраженная от поверхности — складываются, образуя в приземном слое наиболее мощную ударную волну, главный фактор поражения.

При испытательных же пусках боеголовка обычно беспрепятственно достигает земли. На ее борту находится полцентнера взрывчатки, подрываемой при падении. Зачем? Во-первых, боеголовка — секретный объект и должна надежно уничтожаться после использования. Во-вторых, это необходимо для измерительных систем полигона — для оперативного обнаружения точки падения и измерения отклонений. Многометровая дымящаяся воронка завершает картину.

Но перед этим, за пару километров до удара, с испытательной боеголовки отстреливается наружу бронекассета запоминающего устройства с записью всего, что регистрировалось на борту во время полета. Эта бронефлешка подстрахует от потери бортовой информации. Ее найдут позже, когда прилетит вертолет со спецгруппой поиска. И зафиксируют результаты фантастического полета.

Класс боевых частей, принцип действия которых основан на прямом попадании в цель боеприпаса. Предназначены для поражения бронированных целей, спутников и ядерных боеголовок баллистических ракет. Делятся такие боеголовки на бронебойные и кинетические.

Бронебойная боевая часть нужна, соответственно, для поражения бронированных целей. Обеспечивается пробитие брони твердым корпусом или сердцевиной снаряда, и высокой скоростью. Могут быть разные виды бронебойный боеголовок: калиберные и подкалиберные, остроголовые и тупоголовые, с баллистическими наконечниками и без них и так далее.

Боеголовка кинетического поражения нужна для поражения высокоскоростных целей, которыми являются баллистические ракеты и спутники. По сути это – кинетический перехватчик, оснащенный системой самонаведения и двигателями управления. Поражающим фактором в такой боеголовке является высокая кинетическая энергия при прямом попадании.

Зажигательная боевая часть выполняет функцию поражения живых сил противника, уничтожения вооружения и техники, запасов и создания пожаров в необходимых районах. В состав снаряда для этих целей включена специальная зажигательная смесь, которая вырабатывает тепловую энергию и ядовитые продукты сгорания.

Зажигательные смеси боеголовки имеют разные составы:

Такие боевые части используются для поражения целей потоком осколков при подрыве взрывчатого вещества. Осколки могут быть разного дробления и двигаться со скоростью около 2км/с. Это один из самых распространенных типов боевых частей.

Осколочная боеголовка не имеет осколков заданной формы, они формируются при взрыве. А вот фугасные боевые части имеют предварительные подпилы, с помощью которых получаются осколки необходимой формы.

К недостаткам данной боеголовки можно отнести бессмысленность использования против подводных, подземных и бронированных целей, а также против высокоскоростных целей.

Существуют боеголовки с разным полем разлета осколков: круговым, осевым и направленным. Из названий понятны особенности каждой: круговая осыпает осколками очерченный вокруг себя круг, осевая направлена вперед, по ходу движения снаряда, а направленная может поражать цель в любой стороне от взрыва. Такая боеголовка сложна в эксплуатации и требует многих условий для того, чтобы цель была поражена правильно.

Кумулятивная боевая часть названа так, потому что ее действие основано на кумулятивном эффекте – усилении взрыва путем концентрации его в определенном направлении. При взрыве формируется струя металла, которая со сверхзвуковой скоростью направляется в сторону цели.

Применяется такая боеголовка против бронированных или бетонированных целей. Струя продавливает преграду и проникает внутрь. Осколки снаряда и самой преграды поражают экипаж или людей, находившихся под защитой.

Такая боеголовка позволяет при малом весе пробивать толстую преграду. Но вот эффективность удара зависит от угла, под которым был совершен залп, а боеприпас не должен крутиться по своей оси. Если же боеголовка не попадет в цель, то просто не вызовет никаких последствий.

Боевая часть с ядерным зарядом. Под этим типом понимают не только ядерные, но и термоядерные, нейтронные и рентгеновские заряды. Основные поражающие факторы боеголовки в порядке воздействия на местность применения: ударная волна, световое излучение, радиация, электромагнитный импульс и радиоактивное заражение.

Эти боевые части обладают сокрушительным эффектом и являются оружием массового уничтожения. На сегодняшний день такое оружие рассматривается в рамках доктрины ядерного сдерживания именно из-за радиации, присущей снарядам такого типа.

Применяться ядерные боеголовки могут против разных целей и только по приказу высшего руководства государства. Активирование такого вооружения, ввиду опасности, представляет собой сложную процедуру, так как допустить случайного взрыва такого снаряда нельзя.

Одна из самых разрушительных неядерных боевых частей, иначе называемая «боеголовкой объемного взрыва». Поражающее действие боеголовки заключается в образовании ударной волны от подрыва заранее сформированного аэрозольного облака. Сила ударной волны в 5-8 раз сильнее, чем у обыкновенного взрывчатого заряда.

У термобарической боеголовки есть ряд недостатков: из-за ограничений по времени и условиям срабатывания он плохо применяется к скоростным целям, даже к таким как автомобили и бронетехника. Воздействие ударной волны ограниченно, бризантное воздействие тоже слабое.

Более того, для горения содержимому боеголовки необходим воздух. Погодные факторы могут сильно повлиять на работоспособность, а особенность конструкции подразумевает нецелесообразность создания таких боеприпасов.

Боевая часть выглядит как контейнер, снаряженный мелкими боеприпасами многих типов. Масса одного такого боеприпаса обычно не превышает и 10 кг. Вышибным или разрывным зарядом все снаряды выбрасываются на определенную высоту и сверху попадают в нужную область.

Химическая боеголовка содержит внутри отравляющее вещество. Основное действие заключается в химическом оружии, которое воздействует на живую силу противника и природное окружение.