Введение

Взрывное оружие, использующее экзотермическую реакцию

Бомба – это взрывное оружие, использующее экзотермическую реакцию взрывчатого вещества для обеспечения чрезвычайно быстрого и мощного высвобождения энергии. Детонации наносят ущерб главным образом посредством механических напряжений, передаваемых через землю и атмосферу, удара и пробития снарядами, движимыми давлением, повреждений, вызванных давлением, и эффектов, создаваемых взрывом. Бомбы используются с XI века, начиная с Восточной Азии. Это ономатопоэтическое слово, означающее звуки "бум" или "гул".

История

О пороховых бомбах упоминалось с XI века. В 1000 году нашей эры солдат по имени Тан Фу (唐福) продемонстрировал конструкцию пороховых горшков (протобомбы, извергающей огонь) и пороховых кальтропов, за что был щедро вознагражден. В том же году Сюй Донг написал, что требушеты использовали бомбы, подобные "летающему огню", подразумевая, что это были зажигательные снаряды. В военном трактате "Уцзин Цзунъяо" 1044 года упоминаются такие бомбы, как "десять тысяч огней, летающий песчаный магический снаряд", "горящее небо, яростный огонь, неудержимая бомба" и "бомба громового удара" (pilipao). Однако это были бомбы с мягким корпусом и не имели металлических оболочек. Бомбы с корпусами из чугуна, наполненные взрывчатым порохом, появились в Китае в XIII веке. Термин для этого взрывного снаряда, по-видимому, был придуман как "громовая ударная бомба" во время морского сражения династии Цзинь (1115–1234) в 1231 году против монголов. В "Истории Цзинь" (金史), составленной в 1345 году, говорится, что в 1232 году, когда монгольский генерал Субутай (1176–1248) осадил крепость Цзинь в Кайфэне, защитники использовали "громовую ударную бомбу", которая "состояла из пороха, помещенного в железный контейнер, и когда запал был зажжен (и снаряд выпущен), произошел мощный взрыв, шум которого был подобен грому, слышимому более чем в тридцати милях, а растительность была выжжена и разрушена жаром на площади более половины му. При попадании даже железные доспехи пробивались насквозь".

Шок

Взрывные ударные волны могут приводить к таким последствиям, как смещение тела (то есть, выброс людей в воздух), отрыв конечностей, внутреннее кровотечение и разрыв барабанных перепонок. Ударные волны, возникающие при взрывах, состоят из двух отчетливых фаз: положительной и отрицательной. Положительная фаза распространяется от точки взрыва, а за ней следует область разрежения, которая "втягивается" обратно к источнику по мере схлопывания ударной волны. Наилучшая защита от травм, вызванных ударной волной, – это расстояние от места взрыва. Для справки, избыточное давление при взрыве в Оклахома-Сити оценивалось в диапазоне 28 Паскалей.

Тепло

Тепловая волна возникает из-за резкого высвобождения тепла при взрыве. Военные испытания бомб зафиксировали температуры до 2480 °C (4500 °F). Несмотря на способность вызывать тяжелые и катастрофические ожоги, а также вторичные пожары, воздействие тепловой волны считается ограниченным по дальности по сравнению с ударной волной и осколками. Однако это представление было поставлено под сомнение военной разработкой термобарического оружия, которое использует сочетание поражающего действия ударной волны и экстремальных температур для уничтожения объектов в зоне взрыва.

Фрагментация

Фрагментация возникает в результате ускорения осколков корпуса бомбы и близлежащих предметов. Использование фрагментации в бомбах восходит к XIV веку и упоминается в тексте династии Мин «Хуолунцзин». Фрагментационные бомбы заполнялись железными пулями и обломками фарфора. После взрыва образующиеся осколки способны пробивать кожу и ослеплять вражеских солдат. Хотя фрагментацию обычно представляют как небольшие металлические осколки, движущиеся со сверхзвуковой и гиперзвуковой скоростью, она может происходить в огромных масштабах и преодолевать значительные расстояния. Во время взрыва SS Grandcamp в результате катастрофы в Техас-Сити 16 апреля 1947 года одним из осколков стал двухтонный якорь, который был отброшен почти на две мили вглубь суши и вонзился в парковку нефтеперерабатывающего завода Pan American.

Влияние на живые организмы

Для людей, находящихся вблизи взрыва, таких как специалисты по обезвреживанию взрывных устройств, солдаты в бронежилетах, саперы или лица с минимальной или отсутствующей защитой, существуют четыре типа воздействия взрыва на организм человека: ударная волна (перенапряжение), осколочное поражение, прямое воздействие и термическое воздействие. Ударная волна – это резкое и значительное повышение давления окружающей среды, способное повредить внутренние органы, что может привести к необратимым повреждениям или смерти. Осколочное поражение может включать в себя также песок, обломки и растительность из окрестностей эпицентра взрыва. Это особенно часто встречается при подрыве противопехотных мин. Попадающие предметы представляют собой потенциально смертельную угрозу, вызывая порезы мягких тканей, а также инфекции и повреждения внутренних органов. Когда ударная волна воздействует на тело, она может вызвать резкое ускорение, вызванное взрывом. Получаемые травмы могут варьироваться от легких до смертельных. Сразу после этого первоначального ускорения могут возникнуть травмы от резкого торможения, когда человек ударяется о твердую поверхность или препятствие после того, как был сдвинут с места взрывной волной. Наконец, травмы и смерть могут быть вызваны взрывным огненным шаром, а также зажигательными веществами, попавшими на тело. Средства индивидуальной защиты, такие как защитный костюм сапера или комплект разминирования, а также шлемы, защитные экраны и обувь, могут значительно снизить влияние этих четырех факторов, в зависимости от мощности заряда, расстояния до взрыва и других переменных.

Типы

Специалисты обычно различают гражданские и военные бомбы. Последние почти всегда являются оружием массового производства, разработанным и изготовленным по стандартной конструкции из стандартных компонентов и предназначенным для применения в стандартном взрывном устройстве. Самодельные взрывные устройства (СВУ) подразделяются на три основные категории по размеру и способу доставки. Тип 76 – это СВУ, переносимые вручную в посылке или чемодане, тип 80 – это “пояса шахидов”, носимые террористом-смертником, а устройства типа 3 – это транспортные средства, загруженные взрывчатыми веществами, используемые в качестве крупномасштабных стационарных или самоходных бомб, также известных как VBIED (автомобильные СВУ). Импровизированные взрывчатые материалы, как правило, нестабильны и подвержены спонтанной, непреднамеренной детонации, вызванной широким спектром внешних факторов, от удара и трения до электростатического разряда. Даже незначительное движение, изменение температуры или использование мобильных телефонов или радио вблизи устройства могут спровоцировать детонацию неустойчивого или дистанционно управляемого СВУ. Любое взаимодействие с взрывчатыми материалами или устройствами неквалифицированным персоналом следует считать серьезным и немедленным риском смерти или тяжелых травм. Самый безопасный способ реагирования при обнаружении предмета, предположительно являющегося взрывным устройством, – это максимально удалиться от него. Атомные бомбы основаны на теории ядерного деления, согласно которой при расщеплении тяжелого атома высвобождается огромное количество энергии. Термоядерное оружие (в разговорной речи известное как “водородная бомба”) использует энергию, выделяющуюся при первоначальном взрыве деления, для создания еще более мощного взрыва синтеза. Термин “грязная бомба” относится к специализированному устройству, которое использует относительно небольшую взрывную мощность для рассеивания вредных веществ на большой площади. Чаще всего такие бомбы связаны с радиологическими или химическими материалами и предназначены для уничтожения или ранения людей, а также для ограничения доступа к зараженной территории до проведения тщательной дезактивации. В городских условиях эта дезактивация может занять значительное время, делая загрязненную зону практически непригодной для жизни в течение этого периода. Мощность крупных бомб обычно измеряется в килотоннах (кт) или мегатоннах тротилового эквивалента (Мт). Самыми мощными бомбами, когда-либо использованными в боевых условиях, были две атомные бомбы, сброшенные Соединенными Штатами на Хиросиму и Нагасаки, а самой мощной из когда-либо испытанных бомб была “Царь-бомба”. Самая мощная неядерная бомба – российская “Отец всех бомб” (официальное название – Авиационная термобарическая бомба повышенной мощности (ATBIP)), за которой следует MOAB (Massive Ordnance Air Blast) ВВС США, более известная как “Мать всех бомб”. Ниже приведен список пяти различных типов бомб, основанных на фундаментальном взрывном механизме, который они используют.

Сжатый газ

Относительно небольшие взрывы можно получить, повышая давление в контейнере до точки разрушения, как, например, в бомбе из сухого льда. Строго говоря, устройства, создающие взрывы подобного типа, нельзя классифицировать как "бомбы" согласно определению, приведенному в начале этой статьи. Тем не менее, взрывы, создаваемые такими устройствами, могут приводить к повреждению имущества, травмам или смерти. Легковоспламеняющиеся жидкости, газы и газовые смеси, разлетающиеся при этих взрывах, также могут воспламениться при контакте с искрой или пламенем.

Невысокоэкстремирующий

Самые простые и старые бомбы накапливают энергию в виде бризантных веществ малой мощности. Черный порох — пример бризантного вещества малой мощности. Такие вещества обычно состоят из смеси окислителя, например, нитрата калия (селитры), с твердым топливом, таким как древесный уголь или алюминиевый порошок. При воспламенении эти составы дефлагрируют, выделяя горячий газ. В обычных условиях эта дефлаграция происходит слишком медленно для создания значительной ударной волны; поэтому бризантные вещества малой мощности, как правило, должны использоваться в больших количествах или помещаться в корпус, способный выдержать высокое давление взрыва, чтобы быть эффективными в качестве бомбы.

Высокоэкстремирующий

Высокобризантная бомба – это бомба, использующая процесс, называемый "детонацией", для быстрого перехода от молекулы с изначально высокой энергией к молекуле с очень низкой энергией. Детонация отличается от дефлаграции тем, что химическая реакция распространяется быстрее скорости звука (часто во много раз быстрее) в интенсивной ударной волне. Следовательно, волна давления, создаваемая высокобризантным взрывчатым веществом, не значительно усиливается при ограничении, поскольку детонация происходит настолько быстро, что образующаяся плазма не успевает значительно расшириться до завершения реакции всего взрывчатого материала. Это привело к разработке пластичных взрывчатых веществ. Корпус все еще используется в некоторых высокобризантных бомбах, но с целью образования осколков. Большинство высокобризантных бомб состоят из нечувствительного вторичного взрывчатого вещества, которое необходимо инициировать с помощью детонатора, содержащего более чувствительное первичное взрывчатое вещество.

Термобарические

Термобарическая бомба – это тип взрывчатого вещества, использующий кислород из окружающего воздуха для создания мощного, высокотемпературного взрыва. На практике, взрывная волна, создаваемая таким оружием, обычно имеет значительно большую продолжительность, чем взрывная волна от обычного бризантного взрывчатого вещества. Бомба с топливно-воздушной смесью – один из наиболее известных типов термобарического оружия.

Ядерное деление

Атомные бомбы, основанные на ядерном делении, используют энергию, заключенную в очень тяжелых атомных ядрах, таких как U-235 или Pu-239. Чтобы быстро высвободить эту энергию, определенное количество делящегося материала должно быть очень быстро сжато (консолидировано) при воздействии источника нейтронов. Если сжатие происходит медленно, силы отталкивания разрывают материал до того, как произойдет значительный взрыв. При благоприятных условиях быстрое сжатие может вызвать цепную реакцию, которая за микросекунды способна распространиться и усилиться во много раз. Энергия, высвобождаемая при взрыве ядерной бомбы, может в десятки тысяч раз превышать энергию химической бомбы той же массы.

Ядерный синтез

Термоядерное оружие – это тип ядерной бомбы, высвобождающий энергию за счет сочетания деления и синтеза легких атомных ядер дейтерия и трития. В этом типе бомбы термоядерный взрыв инициируется взрывом ядерной бомбы деления, находящейся внутри материала с высокой концентрацией дейтерия и трития. Мощность оружия обычно увеличивается за счет тампера, который повышает продолжительность и интенсивность реакции посредством инерционного удержания и отражения нейтронов. Термоядерные бомбы могут иметь произвольно высокую мощность, что делает их в сотни или тысячи раз более мощными, чем бомбы, основанные на делении ядер. Чистое термоядерное оружие – это гипотетическое ядерное оружие, для начала реакции синтеза которого не требуется первичная стадия деления.

Антивещество

Теоретически возможно создание антиматериальных бомб, но производство антиматерии очень дорогостоящее, а её безопасное хранение – сложная задача.

Доставка

Первые авиационные бомбы были использованы австрийцами в 1849 году при осаде Венеции. Двести беспилотных воздушных шаров несли небольшие бомбы, хотя лишь немногие из них достигли цели в городе. Первая бомбардировка с самолета с фиксированным крылом состоялась в 1911 году, когда итальянцы вручную сбросили бомбы на турецкие позиции в современной Ливии во время Итало-турецкой войны. Первый крупномасштабный бомбовый удар произошел во время Первой мировой войны, начиная с 1915 года с немецких налётов дирижаблей "Цеппелин" на Лондон, Англия, и в той же войне были изобретены первые тяжелые бомбардировщики. Один из налётов "Цеппелина" 8 сентября 1915 года сбросил высоко взрывчатые и зажигательные бомбы, включая одну бомбу весом… Во время Второй мировой войны бомбардировки стали важной военной составляющей, и было внедрено множество новых способов доставки боеприпасов. Среди них – отскакивающая бомба Барнса Уоллиса, разработанная для отскока от воды, избегая торпедных сетей и других подводных оборонительных сооружений, пока она не достигнет плотины, корабля или другой цели, где она утонет и взорвется. К концу войны самолеты, такие как британский Avro Lancaster, могли сбрасывать с точностью с высоты 20000 футов (6096 м) десятитонные "землетрясные" бомбы (также изобретенные Барнсом Уоллисом), известные как "Grand Slam", которые, что необычно для того времени, сбрасывались с большой высоты для достижения высокой скорости, и при ударе проникали и взрывались глубоко под землей ("камуфлет"), создавая огромные пещеры или кратеры и поражая цели, слишком большие или сложные для поражения другими типами бомб. Современные военные бомбардировщики проектируются с большим внутренним бомбовым отсеком, в то время как истребители-бомбардировщики обычно несут бомбы снаружи на пилонах или бомбодержателях, или на многоэжекторных установках, позволяющих устанавливать несколько бомб на одном пилоне. Некоторые бомбы оснащены парашютом, такие как "парафраг" (фрагментационная бомба) времен Второй мировой войны, "цветочные горшки" (daisy cutters) эпохи Вьетнамской войны и суббоеприпасы некоторых современных кассетных бомб. Парашюты замедляют падение бомбы, давая самолету время уйти на безопасное расстояние от взрыва. Это особенно важно при использовании ядерного оружия воздушного подрыва (особенно с более медленных самолетов или с очень большой мощностью), а также в ситуациях, когда самолет сбрасывает бомбу с малой высоты. Многие современные бомбы также являются высокоточными боеприпасами и могут управляться после покидания самолета дистанционно или автономно. Самолеты также могут доставлять бомбы в виде боевых частей управляемых ракет, таких как крылатые ракеты большой дальности, которые также могут быть запущены с военных кораблей. Ручную гранату применяют, бросая ее. Гранаты также могут быть выпущены другими способами, например, выстрелены из ствола винтовки (как в случае с винтовочной гранатой), с помощью гранатомета (например, M203) или путем прикрепления ракеты к взрывной гранате (как в случае с гранатометом (RPG)). Бомбу также можно заранее установить и замаскировать. Бомба, уничтожающая железнодорожный путь непосредственно перед прибытием поезда, обычно приведет к сходу поезда с рельсов. Помимо повреждения транспортных средств и людей, взрыв бомбы в транспортной сети часто повреждает, а иногда и намеренно предназначен для повреждения, саму сеть. Это относится к железным дорогам, мостам, взлетно-посадочным полосам и портам, а в меньшей степени (в зависимости от обстоятельств) к дорогам. В случае террористического акта с применением смертника бомба часто переносится на теле нападавшего или в транспортном средстве, направляемом к цели. Ядерные мины "Голубой павлин", которые также назывались "бомбами", планировалось размещать во время войны и конструировать таким образом, чтобы при нарушении они взрывались в течение десяти секунд. Взрыв бомбы может быть инициирован детонатором или взрывателем. Детонаторы активируются часами, пультами дистанционного управления, такими как мобильные телефоны, или датчиками, такими как давление (высота), радар, вибрация или контакт. Детонаторы различаются по принципу действия: они могут быть электрическими, с огненным взрывом или с инициированием взрывом и другими.

Усадьба для взрыва

В судебной экспертизе точка детонации бомбы называется центром взрыва, местом взрыва, взрывной воронкой или эпицентром. В зависимости от типа, количества и расположения взрывчатого вещества, центр взрыва может быть как рассеянным, так и концентрированным (то есть образовать взрывной кратер).