Александр Прищепенко - Шелест гранаты (издание второе)

Изображение атома несколько ближе к реальности: электроны в нем не представляют компактные частицы, вращающиеся по орбитам, а, в соответствии с принципом Гайзенберга, «размазаны» по ним (автор также попытался изобразить орбиты, соответствующие различным энергетическим состояниям). Принцип неопределенности следует из квантовой природы частиц: точности одновременного определения координаты и скорости частицы связаны константой. Характерный размер ядра на несколько порядков меньше размеров электронных орбит (а не в несколько раз, как на рисунке), но в ядре сосредоточена практически вся масса атома. Оно также может находиться в различных энергетических состояниях (основном или возбужденных).

Углы рассеяния и отдачи при Комптон-эффекте невелики, так что от точки взрыва расходится ток электронов, быстро опережающих намного более тяжелые ионы, за счет чего происходит разделение зарядов (ниже). Сферически-симметричная система зарядов излучать не может, однако плотность воздуха меняется с высотой, что вносит асимметрию и в плотность зарядов. Параметры такого электрического диполя при движении зарядов разных знаков меняются, при этом генерируется излучение, мощность которого пропорциональна второй производной дипольного момента по времени.

Деформация магнитного поля хорошо проводящим плазмоидом ядерного взрыва (не в масштабе, в центре) вызывает излучение вследствие изменения магнитного момента.

Помимо Комптон-эффекта, при ядерном взрыве на большой высоте происходят и другие взаимодействия, вызывающие переходы атомов (в основном — кислорода и азота) на возбужденные уровни и последующее их высвечивание в различных областях видимой части спектра. Становится видна структура магнитных силовых линий нашей планеты (внизу), а также происходит красивое явление, известное как «северное сияние» (естественным образом оно вызывается потоками заряженных частиц от вспышек на Солнце).

Казалось бы, длинноволновое излучение вообще должно быть безразлично военной электронике — такой ложный вывод подсказывает известная из курса электродинамики теорема взаимности: эффективности приема и излучения любым устройством волн одинаковых частот в данном направлении жестко связаны, чем выше первая, тем выше и вторая [98] Для этой теоремы существует остроумное практическое применение. Представьте, что необходимо определить, насколько, при внешнем облучении весьма сложного устройства, ослабляется РЧЭМИ данной частоты в наиболее уязвимой и малоразмерной его части (например — в электродетонаторе). Расчетным методам в подобной ситуации верят только патологические оптимисты, а разместить в мизерном объеме электродетонатора аппаратуру регистрации нереально. Но можно поместить там миниатюрный излучатель (например — на основе диода Ганна) и, «обходя» с аппаратурой изделие, определить, как будет изменяться регистрируемая мощность. Полученная зависимость будет в точности совпадать с зависимостью, описывающей воздействие на уязвимый объект при облучении изделия с разных направлений. . А принимает и излучает военная электроника в гораздо более высокочастотных, чем ЭМИ ЯВ, диапазонах, что и понятно: при создании оружия всемерно «ужимают» габариты, а чем меньше длина волны, тем меньше и размеры антенны.

Действительно, в соответствии с законами электродинамики, ЭМИ ЯВ индуцирует в малогабаритных антеннах ничтожные сигналы, но оно же «выбирает» в качестве антенн другие элементы конструкции: если ракету длиной в 10 метров «накрывает» длинная волна с не поражающей воображение напряженностью электрического поля в 100 В/см, то на металлическом ракетном корпусе наводится разность потенциалов в 100 тысяч вольт! Мощные импульсные токи через заземляющие связи «затекают» в схемы, да и сами точки заземления на корпусе оказываются под существенно отличающимися потенциалами, что тоже ведет к протеканию больших токов. ЭМИ занял почетное место могущественного поражающего фактора — иногда им выводилась из строя аппаратура за тысячи километров от ядерного взрыва — такое было не по силам ни ударной волне, ни световому импульсу.

Понятно, были оптимизированы и параметры вызывающих ЭМИ взрывов (в основном это — высота подрыва заряда данной мощности). Разрабатывались и меры защиты: аппаратура снабжалась дополнительными экранами, охранными разрядниками. Ни один образец боевой техники не принимался на вооружение, пока не была доказана испытаниями — натурными или на специально созданных имитаторах — его стойкость к ЭМИ ЯВ — по крайней мере такой интенсивности, которая характерна для не слишком уж больших дистанций от взрыва…

…Не помогли ни уверения, что характеристики излучения ЦУВИ совершенно не похожи на ЭМИ ЯВ, ни ссылки на то, что работа — важнейшая из числа проводимых министерством. Нельзя не признать наличие логики в отказе: упреки от малокомпетентных чиновников и в самом деле вполне вероятны. Позиция разработчиков электронной техники: ничего не давать для испытаний, а уж если к такому принудили — всемерно скрывать последствия облучения, в дальнейшем считалась «первым постоянно действующим фактором» (заимствование из статьи Сталина о войне).

Оставался другой путь: попытаться получить современные изделия от военных. Начало 1986 года прошло в консультациях с управлением ракетно-артиллерийского вооружения (УРАВ) ВМФ, которое было заинтересовано в проводимых работах, но, к сожалению, не было влиятельным в вопросах, касавшихся боеприпасов — это была вотчина могущественного Главного ракетно-артиллерийского управления (ГРАУ) министерства обороны. Была подписана программа работ на 1986 год, в соответствии с которой моряки обязались предоставить для испытаний современные радиолокационные взрыватели, а после испытаний — обеспечить их проверку на предприятии-изготовителе.

Для испытаний 1986 года были изготовлены новые сборки Е-9 (рис. 5.5). Рабочее тело (РТ) было запрессовано в кольцо из самой мощной взрывчатки. Другим новшеством был соленоид, создающий магнитное поле в РТ — он был образован двумя катушками. Внутри такой пары создаваемое магнитное поле однородно, что упрощало расчеты и позволяло сравнивать их с данными экспериментов, хотя бы — в части динамики сжатия поля.

Сверху — демонстрационный макет сборки Е-9, снизу — элементы этой сборки: 1 — кольцо ВВ с запрессованным рабочим телом из йодида цезия; 2 — катушки для создания начального магнитного поля в РТ; 3 — детонационная разводка (стакан из эластичного ВВ, инициируемый в центре донной части).