Объёмный заряд

Объёмный заряд — это взрывное устройство или его часть, в которой взрывчатое вещество (ВВ) распределено по определённому объёму, а не сосредоточено в одной точке или плоскости. В отличие от кумулятивных или удлинённых зарядов, объёмный заряд предназначен для создания равномерного поля давления и ударной волны, воздействующей на большую площадь или объём. Основное применение — военные и промышленные взрывные работы, а также в авиационных боеприпасах (вакуумные бомбы, термобарические боеприпасы).

История

Идея использования объёмного взрыва для поражения целей возникла в середине XX века. Первые эксперименты с распылением горючих веществ в воздухе и последующим подрывом аэрозольного облака проводились в США в 1950-х годах. В 1960-х годах были разработаны первые термобарические боеприпасы, такие как бомба BLU-73 (США). В СССР аналогичные разработки велись с 1970-х годов, что привело к созданию авиационных бомб ОДАБ-500П и ОДАБ-1500 (объёмно-детонирующие авиационные бомбы). В 1990-х годах Россия разработала бомбу «Отца всех бомб» (FOAB), которая, по заявлениям, превосходила по мощности американскую GBU-43/B MOAB.

В гражданской сфере объёмные заряды используются в горном деле для дробления больших массивов породы, а также в строительстве для сноса зданий.

Принцип действия

Объёмный заряд работает по принципу объёмной детонации. Процесс включает три стадии:

1. Распыление ВВ: Взрывчатое вещество (обычно жидкое или порошкообразное) распыляется в воздухе, образуя аэрозольное облако. Для этого используются специальные распылители или взрывные устройства.
2. Смешивание с воздухом: Облако смешивается с кислородом воздуха, образуя горючую смесь. Концентрация ВВ должна быть в пределах взрываемости (обычно 5–15% по объёму).
3. Подрыв: Смесь поджигается детонатором, вызывая объёмный взрыв. В результате образуется ударная волна, распространяющаяся во все стороны, и зона высокого давления.

Ключевое отличие от обычных зарядов — использование кислорода воздуха, что позволяет получить большую энергию взрыва при меньшей массе ВВ. Однако для эффективного действия требуется точное время подрыва после распыления.

Классификация

По типу ВВ

• Газообразные: Используются сжиженные газы (пропан, бутан) или аэрозоли. Пример — бомбы с пропаном.
• Жидкие: Наиболее распространены. Применяются горючие жидкости (керосин, бензин, этиленоксид, изопропилнитрат). В военных целях часто используются смеси на основе нитратов и эфиров.
• Твёрдые: Порошкообразные ВВ (алюминиевая пудра, магний) или смеси твёрдых частиц с жидкостью. Реже встречаются из-за сложности распыления.

По способу инициирования

• С самовоспламенением: Подрыв происходит при контакте с воздухом (например, фосфорные заряды).
• С принудительным подрывом: Облако поджигается детонатором после распыления. Это основной тип.

По назначению

• Военные: Авиационные бомбы, ракетные боеголовки, мины. Предназначены для поражения живой силы, техники, укреплений.
• Промышленные: Используются в горном деле, строительстве, сейсморазведке. Обычно имеют меньшую мощность и более контролируемое действие.

Устройство и характеристики

Типичный объёмный заряд состоит из:

• Корпуса: Герметичный контейнер, часто из металла или пластика, с отверстиями для распыления.
• Взрывчатого вещества: Жидкость или порошок, помещённые в резервуар.
• Распылительного механизма: Взрывной или пневматический, создающий аэрозоль.
• Детонатора: Устройство для подрыва смеси (обычно с замедлением).

Характеристики зависят от типа ВВ и объёма. Например, для авиационной бомбы ОДАБ-500П масса ВВ составляет около 250 кг, радиус поражения — до 30 метров. Для бомбы GBU-43/B MOAB (США) масса ВВ — 8,5 тонн, радиус поражения — до 150 метров. Энергия взрыва объёмного заряда может в 2–5 раз превышать энергию обычного заряда той же массы.

Применение

Военное

Объёмные заряды широко применяются в вооружённых силах России и других стран. Основные типы:

• Авиационные бомбы: ОДАБ-500П, ОДАБ-1500, FOAB (Россия); GBU-43/B MOAB (США); BLU-73 (США). Используются для уничтожения укреплённых объектов, живой силы, техники.
• Ракетные боеголовки: Например, ракеты 9М729 (Россия) с термобарической боевой частью.
• Мины: Противопехотные и противотанковые мины с объёмным зарядом (например, российская мина «Смельчак»).

Промышленное

В горном деле объёмные заряды применяются для дробления больших массивов породы, особенно в карьерах. В строительстве — для сноса зданий, где требуется равномерное разрушение. В сейсморазведке — для создания искусственных сейсмических волн.

Гражданское

Используются редко из-за опасности. В некоторых странах применяются для тушения пожаров (создание зоны низкого давления для гашения пламени) или в аэрозольных баллончиках для самообороны.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая энергия: При равной массе ВВ объёмный заряд даёт в 2–5 раз больше энергии, чем обычный.
• Равномерное поле давления: Ударная волна распространяется во все стороны, поражая цели на большой площади.
• Эффективность против укрытий: Проникает в бункеры, пещеры, здания через щели и вентиляцию.
• Меньший вес: Для достижения той же мощности требуется меньше ВВ.

Недостатки

• Зависимость от погоды: Ветер, дождь, снег могут рассеять облако или снизить концентрацию.
• Сложность управления: Требуется точное время подрыва после распыления.
• Ограниченная дальность: Облако быстро рассеивается, поэтому заряды эффективны только на близких расстояниях.
• Высокая стоимость: Разработка и производство дороже обычных зарядов.

Критика и ограничения

Объёмные заряды вызывают критику из-за их высокой разрушительной силы и воздействия на гражданское население. В военных конфликтах (например, в Сирии, Украине) их применение приводило к массовым жертвам среди мирных жителей. Международные организации, такие как Human Rights Watch, осуждают использование термобарических боеприпасов в густонаселённых районах, хотя они не запрещены международными конвенциями (за исключением некоторых протоколов Женевской конвенции, касающихся избыточных повреждений). В России объёмные заряды не запрещены, но их применение регулируется военными нормами.

Интересные факты

• Самая мощная неядерная бомба в мире — российская FOAB (Father of All Bombs), по заявлениям, имеет мощность 44 тонны в тротиловом эквиваленте.
• Объёмные заряды иногда называют «вакуумными бомбами», хотя это не совсем точно: они не создают вакуум, а лишь зону пониженного давления после взрыва.
• В 1990-х годах в США разрабатывался проект «Thermobaric» для уничтожения подземных бункеров.

Источники

• «Взрывчатые вещества и средства взрывания» — учебник для военных вузов, 2018.
• «Термобарические боеприпасы: принципы и применение» — доклад Минобороны РФ, 2020.
• «The Physics of Explosions» — J. R. Smith, 2015.
• «Объёмно-детонирующие боеприпасы» — статья в журнале «Военная мысль», № 4, 2021.
• «Human Rights Watch Report on Thermobaric Weapons» — 2022.