ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Фізика — 12.07.22
    ТЕКСТ: Інна Царук
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Що таке «вакуумні бомби» та чому вакуум тут ні до чого

    На тлі повномасштабного вторгнення в Україну російський пропагандистський телеграм-канал «Zvezdanews»1 інформував аудиторію про результати так званої «спецоперації». Окупанти розповідали про важку вогнеметну систему «Солнцепек» та її застосування для знищення позицій українських військових. Міністерство оборони Великобританії по тому підтвердило цю інформацію у твіттері2. Про зброю об’ємного вибуху, або термобаричні боєприпаси, їхній механізм дії та фактори ураження розповіли Андрій Бондар, завідувач відділу вибухотехнічних та пожежно-технічних досліджень Одеського НДЕКЦ МВС України, та Сергій Грабський, військовий експерт, полковник запасу.

    Чому назва «вакуумні бомби» помилкова? 

     

    Андрій Бондар

    *Уявімо систему координат з осями x та y: на вертикальній осі (y) – тиск, на горизонтальній (x) – час. Спочатку відбувається вибух, і сплеск йде по вертикалі – це тиск, який виникає під час вибуху, і за деякий час відбувається «провал», бо ми живемо не у вакуумі, а в певній атмосфері. Фронт тиску розширює певний об’єм повітря – тоді простір нічим не заповнений, і відбувається компенсація цього простору довкіллям (наприклад, ми щось з якогось місця швидко забрали), але на його місце прямує атмосфера майже з тією ж швидкістю. Це і називають негативною напівхвилею тиску.

    Формулювання, яке діє сьогодні, – об’ємно-детонуючі боєприпаси (також їх називають термобаричними – прим. ред.). Чому їх перший час називали вакуумними? Чим відрізняються об’ємно-детонуючі суміші від традиційних конденсованих вибухових речовин? В об’ємно-детонуючих сумішах спочатку вибухає невелика маса традиційної конденсованої вибухової речовини, компоненти суміші змішуються з повітрям, а потім за невеликий проміжок часу після першого вибуху відбувається підпал цієї суміші, і вона детонує вже в об’ємі утвореної хмари. Якщо ця суміш утворюється в об’ємі приміщення (наприклад, боєприпас влітає через пробоїну чи вікно), наслідки вибуху набагато серйозніші, ніж якби відбувся вибух еквівалентної кількості звичайної (конденсованої) вибухової речовини.

     

    Чому їх називають «вакуумними бомбами»: спочатку виникає надлишковий тиск у місці вибуху, й ефект відбувається від центру вибуху на периферію – все руйнується. Ударна хвиля об’ємно-детонуючих боєприпасів завдяки великому об’єму суміші, що підривається, має більш виражену негативну напівхвилю тиску*, ніж у звичайних вибухових речовин. Тому виник газетний штамп «вакуумна бомба».

     

    Більше про дію вибухової хвилі читайте тут

     

    Таку зброю називають другою за потужністю після ядерної. Ефективна вона в укріплених районах, підвалах, бункерах, оскільки пилогазові хмари проникають в щілини та отвори. Який механізм вибуху термобаричного боєприпасу? 

     

    Сергій Грабський 

     

    Відмінність від звичайних боєприпасів полягає в тому, що детонація вибухової речовини не одночасна, а послідовна. Тобто детонація відбувається через певний, хай і дуже короткий, проміжок часу. Горючий аерозоль вибухає після того, як проникає у щілини, у приміщення, заповнює собою простір. Це дуже серйозний фактор, який визначає і потужність, і дію ураження цієї бомби. Вибух відбувається у дві фази. Перша – спрацьовує детонатор, він розриває «контейнер» з аерозолем, і після невеликої затримки (йдеться про мілісекунди) відбувається підрив або запал активної речовини. І так створюється потужна ударна хвиля й дуже висока температура. Тому є велика загроза для мирного населення: врятуватися від такого боєприпасу складно.

     

    Андрій Бондар

    *Температура середовища, яке вивчають, буває двох видів – 0°С або 20°С, а тиск відповідає атмосферному. Якщо ми зберемо продукти детонації, приміром, у якійсь камері, остудимо до кімнатної температури й приведемо їх до нормального атмосферного тиску – це і називатимуть нормальними умовами.

    Щодо другої за потужністю це, мабуть, перебільшення, але коли йдеться про потужність, то, як правило, оцінка суб’єктивна. Будь-який боєприпас оцінюють за певними критеріями. У цьому випадку – руйнування довготривалої вогневої точки. Це, наприклад, замасковане й укріплене приміщення з бетонних блоків, яке має бійницю для вогнепальної зброї. Якщо ми візьмемо однакові за калібром боєприпаси й застосуємо по таких однакових бетонних спорудах, то при потраплянні всередину споруди результат дії термобаричного боєприпасу буде набагато більший за результат дії боєприпасу з традиційною вибуховою речовиною.

     

    Візьмімо кілограм тротилу. Це брикет, за об’ємом як півлітровий пакет соку. Вибухаючи, він утворює продукти детонації об’ємом приблизно 700 літрів (у перерахунку на нормальні умови*). Це не так вже й багато. Якщо взяти ці 700 літрів, приведені до нормальних умов, і почати нагрівати, то їхній об’єм зростає. Враховуємо температуру вибуху, в середньому до 1500–2000 градусів, і сумарно об’єм зросте до 2000–3000 літрів.

     

    Термобарична суміш еквівалентної кількості й енергії тротилу, особливо якщо застосувати її в замкнутому приміщенні, завдасть більше руйнувань: відбувається перший підрив детонатора, який утворює хмару і спричиняє змішування компонентів суміші з повітрям. В деяких випадках розмір паливно-повітряної суміші буде дорівнювати розміру приміщення. Уявіть собі об’єм приміщення і об’єм пакету з соком. Потім суміш загоряється і вибухає, відповідно, кількість газу, яка виділяється, значно перевищуватиме об’єм приміщення, і через це руйнівна здатність об’ємно-детонуючих сумішей вища.

    Чи можна вберегтися на периферії вибуху? 

     

    Андрій Бондар

     

    Якщо брати лише ударну хвилю, без уламків, єдиним захистом є відстань від епіцентру вибуху. Від уламків – укриття і відстань. Ударна хвиля поширюється дуже швидко, це фронт надлишкового тиску, який в усіх напрямках діє однаково. Якщо фронт ударної хвилі проходить над окопом, ударна хвиля не пролетить, як уламок. Рельєф окопу на згладжування ударної хвилі не впливає. Окоп – це, як правило, відкрита оборонна споруда, яка має захищати від куль та уламків. Перебуваючи в окопі, людина відчуває на собі дію ударної хвилі, а у разі застосування боєприпасів великої потужності – ще й сейсмічну діюСейсмічна дія вибуху – це коливання твердого середовища за межами зони руйнування, де вибухова хвиля переходить в пружні сейсмічні хвилі.. Що далі окоп від епіцентру, то ймовірніше, що люди в ньому залишаться живі. Щодо впливу на організм: що сильніший тиск (тобто що ближче до епіцентру), то більше ушкоджень. Наприклад, розриви органів, контузії, порушення слуху тощо.

    У якому випадку застосування термобаричних боєприпасів вважатимуть воєнним злочином? 

     

    Сергій Грабський 

     

    Конкретно цього типу боєприпаси не внесли до переліку заборонених озброєнь. Однак є певні обмеження щодо доцільності застосування цих боєприпасів. Абсолютно неприпустимо, коли вони зумовлюють великі жертви серед мирного населення. Використання таких боєприпасів в зоні щільної міської забудови може розглядатися як порушення міжнародних конвенцій.

     

    Але дуже важко оцінити, наскільки правильно чи неправильно були застосовані ці боєприпаси. Наприклад, у випадку Сирії, зокрема Алеппо, використовувати такий боєприпас не було потреби. І саме застосування таких боєприпасів можна розглядати як злочин проти цивільного населення, особливо в тих зонах, де апріорі не було ніяких військових об’єктів або позицій.

    Раніше Оксана Маркарова, пані посол України в США, звинуватила російських військових у застосуванні термобаричних ракет на українській території. Репортер CNN Фредерік Плейтген у своєму твіттері теж зазначав, що російська армія використовує термобаричні ракети з важкого вогнемета ТОС-1А. Що це за система, відоміша як «Солнцепек»?

     

    Андрій Бондар 

     

    На щастя, мати справу з нею не доводилось. Небезпечна [зокрема] тому, що транспортний засіб, з якого запускають цю вогнеметну систему – база танка, тобто вона достатньо укріплена. Танкова база забезпечує мобільність та прохідність. Наприклад, реактивну систему залпового вогню «Град» створили на базі автомобіля «Урал». За бажання його можна вивести з ладу ручним кулеметом, тобто зі звичайної стрілецької зброї. «Солнцепек» і «Буратіно» мають танковий корпус, і замість башти стоять боєприпаси. Такі бази достатньо потужні. Наприклад, установку не знищили, її привезли до іншого району, перезарядили, й вона працює знову.

     

    Другий момент – відстань, на яку система працює, висока точність та вид боєприпасів (застосовують винятково термобаричні, хоча були розробки запалювальних сумішей на основі напалму, які визнані не досить ефективними). Система добре впорається з залізобетонними укріпленнями. Фізику ніхто не скасовував: уявімо якусь трубку з певним тиском, а з неї витікає повітря чи вода. Якщо ми її звузимо, то це зумовить зростання тиску та збільшення швидкості потоку в тому конкретному місці, де звуження, адже це звуження проштовхне ту ж кількість повітря чи води, які були початково. Завдяки «складкам» місцевості, звуженням дія ударної хвилі посилюється, особливо якщо це улоговина або яр.

     

    На озброєнні української армії теж є аналогічні боєприпаси, щоправда, вони мають не таку дальність, як той же «Солнцепек». Військові цілком вдало скопіювали вогнемет «Шмель», дальність до 600 метрів.

     

    Ручних термобаричних гранат небагато. У європейських арміях їх практично немає, лише осколкові. Сама граната – великого розміру, я б засумнівався в її ефективності щонайменше через фізичні можливості людини. Кілограмову гранату людині неможливо кинути настільки далеко, щоб уникнути ударної хвилі.

     

    Сергій Грабський 

     

    Таку систему [«Солнцепек»] використовували під час нашої сучасної війни. Вона є серйозним видом озброєння і може одним залпом уразити площу до 40 тисяч квадратних метрів. Чи доцільно її застосовувати в Україні в умовах щільної міської забудови – дуже дискусійне питання. Натомість як психологічна, терористична, зброя примусу – можливо. Її створювали ще в 1970-х роках в СРСР, а вперше застосували в бойових діях у 1988 році, тобто вже під час виходу радянських військ з Афганістану, для ліквідації легкоброньованої та автомобільної техніки, руйнування будівель, споруд. Але здебільшого – для знищення живої сили противника у фортифікаційних укріпленнях.

     

    Не тільки російська армія, а й країни колишнього Радянського Союзу використовують їх, як-от Азербайджан, Вірменія; закордоном – Саудівська Аравія, Алжир. Безумовно, таку систему постачали й до Сирії. У нас її немає.

     

    На першому етапі війни, 2015 року, зафіксували подібну установку – не «Солнцепек», а «Буратино». Її застосували на території «луганської народної республіки».

    ТЕКСТ: Інна Царук
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Статті
    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?

    Біологія
    Не тільки в історії. Який слід залишить війна в наших генах

    Як війни, голод та важкі психологічні травми залишають слід у геномі людини й чи можемо ми на це якось повпливати?