Файл: Покровский Г.И. Взрыв и его применение.pdf

галерея и камера для размещения заряда весом в 1200 тонн. Взрыв дал вполне удовлетворительные результаты.

Мощность описанных взрывов достигла такой величины, какая характерна для взрывов атомных зарядов. При этом следует иметь в виду, что стоимость атомных зарядов та­

кой же мощности значительно ниже стоимости обычного взрывчатого вещества. Поэтому в повестку дня мирного ис­

пользования атомной энергии выдвигается вопрос о приме­ нении атомных и термоядерных зарядов для вскрытия гор­ ных пород.

Серьезной помехой на этом пути является выделение при

атомном взрыве радиоактивных веществ. Чтобы избавиться от этой опасности, делались предложения исключить из за­ ряда плутоний и уран-235, дающие при взрыве огромное количество радиоактивных веществ; ставился вопрос о том,

что заряд должен быть термоядерным и состоять из таких

химических элементов, которые не дают радиоактивных веществ. Однако термоядерное горючее можно «поджечь» при температуре в несколько десятков миллионов градусов,

что в настоящее время достижимо в результате атомного взрыва.

Можно предполагать, что такая температура дости­ гается не только при атомном взрыве. В принципе не ис­ ключена возможность создать термоядерный взрыв с по­ мощью конденсированного электрического разряда. Кроме того, из теории ясно, что примерно такую же температуру можно получить и при «ударном» сжатии газов. Но и эти предложения не устраняют опасности заражения радиоак­ тивными веществами.

При термоядерном взрыве из зоны реакции выбрасы­ ваются быстрые нейтроны, которые могут проникнуть в ок­ ружающий грунт и создавать в нем радиоактивные веще­ ства с интенсивным проникающим излучением. Чтобы этого не случилось, необходимо окружать термоядерный заряд такой оболочкой, которая способна перехватывать быстрые нейтроны. Решение этой задачи пока не осуществлено.

Таким образом, термоядерный взрыв поставить на

службу миру и прогрессу человечества пока еще не уда­ лось. Наоборот, маскируясь научными задачами или ссы­ лаясь на строительные работы, американские империали­ сты пытаются развивать испытания обычного ядерного оружия, увеличивая заражение земли и воздуха радиоак­ тивными веществами, несмотря на протесты всех прогрес­ сивных сил мира.

57

КУМУЛЯЦИЯ — СРЕДСТВО ПОЛУЧАТЬ СВЕРХВЫСОКУЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА

Всякая энергия легко и быстро переходит из мест, где ее концентрация выше, в места, где ее концентрация ниже.

Например, если в стакан налить кипяток, то вскоре можно заметить, что кипяток охладился, а теплота распространи­ лась на окружающие тела. Это общеизвестный закон фи­ зики. Было бы совершенно невероятным, если бы холодная вода в стакане самопроизвольно нагрелась и закипела. Энергия не может самопроизвольно повысить свою кон­

центрацию.

Однако в некоторых частных случаях все же оказы­

вается возможным повысить концентрацию энергии. Заме­

чательным примером в этом отношении является особая форма направленного взрыва, которая называется кумуля­

цией. Впрочем, кумуляция получается не только при взрыве. Это широко распространенное явление, на которое,

однако, обращается мало внимания.

Простейший случай кумуляции можно наблюдать при таком простом опыте. Возьмем камень правильной формы и бросим его отвесно в воду. Камень, входя в воду, остав­ ляет за собой полость в воде, которая быстро смыкается. Вода со всех сторон устремляется к центру полости. Здесь потоки воды соударяются и резко тормозятся. В резуль­ тате возникает высокое давление, и под его действием вы­ брасывается вверх струя воды, которая может подняться очень высоко, иногда выше места, откуда упал камень

(рис. 25 и 26).

Применяя специальные заряды (рис. 27), можно полу­

чить соударение движущихся продуктов взрыва или ме­ таллических масс, приведенных в движение взрывом. При

этом получается более или менее ярко выраженное явле­

ние гидравлического удара, приводящее к перераспределе­ нию энергии и к повышению скорости движения части со­ ударяющихся масс.

Впервые кумулятивные заряды были предложены в

1865 г. капитаном русской армии Д. И. Андриевским. Ку­ муляция была предложена для решения практической за­

дачи— обеспечения эффективного инициирования взрыва.

Оказалось, что при правильном использовании кумуляция является действительно одним из самых мощных средств

58

Рис. 25. Последовательные формы движения воды при падении

камня в нее (внешний вид)

Рис. 26. Последовательные формы движения воды при падении камня в нее (в разрезе)

Рис. 27. Схема кумулятивного заряда

инициирования взрыва и кумулятивные заряды могут быть использованы в качестве вспомогательных детонаторов.

В Германии кумуляция была открыта значительно позд­ нее. к тому же немецкие ученые ограничились физическими опытами, долгое время не сумев сделать практических вы­

водов. В США кумуляцию впервые наблюдали в 1889 г. Американские ученые того времени сделали еще меньше, чем немецкие; они описывали кумуляцию как некоторый непонятный курьез, не находящий должного объяснения.

Дальнейшее практическое развитие кумулятивные за­ ряды получили после Великой Октябрьской социалистиче­ ской революции. В 1924 г. в Советских Вооруженных Силах была разработана система кумулятивных зарядов для про­

изводства саперных подрывных работ. Во время Великой

Отечественной войны особенно большую роль сыграли со­ ветские противотанковые кумулятивные авиационные бомбы, которые впервые были применены при отражении атак фашистских танков на Курской дуге в 1943 г.

Многое сделано советскими учеными для создания тео­ рии кумуляции и подтверждения этой теории соответст­

вующими опытами.

Кумуляция является могущественным бронебойным средством. Кумулятивная струя, ударяя о броню, создает такие высокие давления, что металл сжимается и течет, как

подвижная жидкость. В результате в металле мгновенно прокалывается длинное и узкое отверстие, через которое струя врывается в защищаемое броней пространство.

Отдельные частицы, на которые рассеивается струя, не­ сутся через воздух подобно маленьким метеоритам и ин­ тенсивно горят. Они зажигают горючее, взрывают боепри­ пасы, наносят значительные механические разрушения.

Не меньшее значение имеет кумуляция для мирных це­ лей. При помощи кумулятивных зарядов можно проби­ вать отверстия в стенах и перекрытиях, скважины в твер­ дых горных породах, перерезать металлические балки, стержни, листы.

Если рассматривать явление кумуляции подробнее, то получится следующая картина. После взрыва заряда ме­

талл облицовки под действием взрывных газов движется примерно перпендикулярно поверхности облицовки. Смы­ кание сжимающейся облицовки начинается с ее вершины,

входящей внутрь заряда. Смыкаясь, облицовка образует массивный стержень. При этом из сжимающейся обли­ цовки выжимается вперед по оси выемки тонкая струя,

60

идущая с большой скоростью (рис. 28). Струя обычно по­ лучает большую скорость в своей головной части и мень­ шую в хвосте. В результате она растягивается во время полета. Вместе с этим растет пробивное действие струи.

Рост пробивного действия происходит до тех пор, пока кумулятивная струя не разорвется вследствие сильного

Детонатор

Кумулятивный*

"заряд до взрыва

I

Рис. 28. Схема, показывающая, как сжимается металлическая облицовка кумулятивной выемки и как образуется кумулятивная струя

растяжения на мелкие куски, которые быстро сгорают при их стремительном движении через воздух. При этом, ко­ нечно, пробивное действие струи быстро снижается и по­ том исчезает.

Расстояние от заряда до точки, где достигается наи­

большее пробивное действие кумулятивной струи, называет­ ся фокусным расстоянием.

В отличие от газовой кумулятивной струи металличе­

ская кумулятивная струя могла бы двигаться на значи­ тельные расстояния. Однако, попадая в воздух, струя ме-

61

талла довольно быстро сгорает, подобно тому как сгорают метеориты, влетающие в атмосферу из космического про­ странства. Наиболее быстро сгорает струя из частиц алю­

миния, несколько медленнее — из железа, еще медленнее—

из меди; более устойчивы струи из мало окисляющихся

металлов, например платины, иридия. Несмотря на это, на небольших расстояниях от заряда металлы дают очень мощную струю. Если струя образована из алюминия, она дает при сгорании в воздухе яркий свет.

Рис. 29. Схема установки для изме­ рения скорости кумулятивной струи:

1 — стеклянная трубка, в которой движется кумулятивная струя; 2 — вращающееся зер­

можно легко измерить путем фотографирования. Фотосни­ мок производят при помощи вращающегося зеркала (рис. 29) или на движущуюся пленку. Таким способом можно измерять очень большие скорости.

Кумулятивные заряды с коническими выемками могут давать кумулятивные струи, имеющие скорость в 10—12 ки­ лометров в секунду. Эта скорость настолько велика, что, если бы не было земной атмосферы, тело ушло бы за пределы земного притяжения в космическое пространство.

В настоящее время кумуляция рассматривается как

средство исследования вещества, управления энергией и

62