Ядерное оружие проникающего типа

Введение

Землепроникающее ядерное оружие

Ядерный бункерный пробойник, также известный как землепроникающее оружие (EPW), является ядерным эквивалентом обычного бункерного пробойника. Неядерная часть оружия предназначена для проникновения в грунт, скальную породу или бетон с целью доставки ядерной боевой части к подземной цели. Такое оружие предназначено для уничтожения укреплённых подземных военных бункеров или других подземных сооружений. Подземный взрыв высвобождает большую долю своей энергии в грунт по сравнению с наземным или воздушным взрывом на поверхности или в воздухе, и поэтому может уничтожить подземную цель, используя меньшую взрывную мощность. Это, в свою очередь, может привести к уменьшению количества радиоактивных выпадений. Однако маловероятно, что взрыв будет полностью локализован под землей. В результате значительное количество горных пород и грунта станет радиоактивным и поднимется в атмосферу в виде пыли или пара, вызывая значительные радиоактивные осадки.

Основной принцип

В то время как обычные бункерные разрушители используют несколько методов для проникновения в бетонные конструкции, они предназначены для непосредственного разрушения сооружения и, как правило, ограничены в объеме уничтожаемого бункера (или системы бункеров) из-за глубины залегания и их относительно небольшой взрывной силы (по сравнению с ядерным оружием). Основное различие между обычными и ядерными бункерными разрушителями заключается в том, что обычная версия предназначена для поражения одной цели, а ядерная – способна уничтожить целую подземную систему бункеров. Основные принципы современного проектирования бункеров в значительной степени ориентированы на обеспечение живучести в условиях ядерной войны. В результате этого как американские, так и советские объекты достигли состояния "сверхзащищенности", включающей в себя защиту от воздействия ядерного оружия, такую как управляемые пружинами или противовесами (в случае Р-36) капсулы управления и толстые бетонные стены (для капсулы управления пуском МБР Minuteman), усиленные большим количеством арматуры. Эти системы были спроектированы для выдерживания близкого взрыва мощностью до 20 мегатонн. Ракеты с жидким топливом, такие как те, что исторически использовались Россией, более уязвимы и легко повреждаются, чем ракеты с твердым топливом, используемые Соединенными Штатами. Сложные системы хранения топлива и оборудование, необходимые для заправки и слива ракет при регулярном техническом обслуживании, добавляют дополнительные слабости и уязвимости. Следовательно, сопоставимая степень защиты шахты не автоматически означает сопоставимый уровень живучести ракеты. Значительный прогресс в точности и прецизионности ядерного и обычного оружия после изобретения самой ракетной шахты также сделал многие технологии защиты устаревшими. Современное оружие способно поражать цели с точностью до нескольких метров, поэтому "непрямое попадание" в наши дни может быть гораздо эффективнее "прямого попадания" десятилетий назад. Для вывода ракеты из строя достаточно обрушить обломками вход в шахту, чтобы предотвратить ее немедленное открытие, лишив ее возможности быстрого пуска или ответного удара. Ядерный бункерный разрушитель нейтрализует большинство мер защиты подземных бункеров, проникая сквозь них перед детонацией. Относительно небольшой заряд может генерировать сейсмические силы, превышающие те, что возникают при воздушном или даже наземном взрыве оружия вдвое большей мощности. Кроме того, оружие способно создавать более сильные горизонтальные ударные волны, чем те, которым рассчитаны противостоять многие бункерные системы, за счет детонации на глубине бункера или вблизи него, а не над ним. Геологические факторы также играют важную роль в эффективности оружия и живучести объекта. Размещение объектов в твердых породах может показаться снижающим эффективность бункерных разрушителей за счет уменьшения глубины проникновения, но твердые породы также передают ударные волны в гораздо большей степени, чем мягкие грунты. Сложности бурения и строительства объектов в твердых породах также увеличивают время и стоимость строительства, а также повышают вероятность обнаружения строительства и нацеливания на новые объекты со стороны иностранных военных.

While conventional bunker busters use several methods to penetrate concrete structures, these are for the purpose of destroying the structure directly, and are generally limited in how much of a bunker (or system of bunkers) they can destroy by depth and their relatively low explosive force (compared to nuclear weapons). The primary difference between conventional and nuclear bunker busters is that, while the conventional version is meant for one target, the nuclear version can destroy an entire underground bunker system. The main principles in modern bunker design are largely centered around survivability in nuclear war. As a result of this both American and Soviet sites reached a state of "super hardening", involving defenses against the effects of a nuclear weapon such as spring or counterweight mounted (in the case of the R 36) control capsules and thick concrete walls ( for the Minuteman ICBM launch control capsule) heavily reinforced with rebar. These systems were designed to survive a near miss of 20 megatons. Liquid fueled missiles such as those historically used by Russia are more fragile and easily damaged than solid fueled missiles such as those used by the United States. The complex fuel storage facilities and equipment needed to fuel missiles for launch and de fuel them for frequent maintenance add additional weaknesses and vulnerabilities. Therefore, a similar degree of silo "hardening" does not automatically equate to a similar level of missile "survivability". Major advancements in the accuracy and precision of nuclear and conventional weapons subsequent to the invention of the missile silo itself have also rendered many "hardening" technologies useless. With modern weapons capable of striking within feet (meters) of their intended targets, a modern "near miss" can be much more effective than a "hit" decades ago. A weapon need only cover the silo door with sufficient debris to prevent its immediate opening to render the missile inside useless for its intended mission of rapid strike or counter strike deployment. A nuclear bunker buster negates most of the countermeasures involved in the protection of underground bunkers by penetrating the defenses prior to detonating. A relatively low yield may be able to produce seismic forces beyond those of an air burst or even ground burst of a weapon with twice its yield. Additionally, the weapon has the ability to impart more severe horizontal shock waves than many bunker systems are designed to combat by detonating at or near the bunker's depth, rather than above it. Geologic factors also play a major role in weapon effectiveness and facility survivability. Locating facilities in hard rock may appear to reduce the effectiveness of bunker buster type weapons by decreasing penetration, but the hard rock also transmits shock forces to a far higher degree than softer soil types. The difficulties of drilling into and constructing facilities within hard rock also increase construction time and expense, as well as making it more likely construction will be discovered and new sites targeted by foreign militaries.

Проникновение взрывчатой силы

Конструкция бетонных сооружений существенно не изменилась за последние 70 лет. Большинство защищенных бетонных сооружений в вооруженных силах США основаны на стандартах, представленных в публикации "Основы защитного проектирования", изданной в 1946 году (Инженерный корпус армии США). Различные добавки, такие как стекло, волокна и арматура, снизили уязвимость бетона, но не сделали его непробиваемым. При воздействии взрывной силы на бетон обычно формируются три основные зоны разрушения: первичный кратер, дробленая каменная крошка, окружающая кратер, и отслоение на поверхности, противоположной кратеру. Отслоение, также известное как сколочность, – это насильственное отделение массы материала от обратной стороны плиты или панели при ударном или импульсном воздействии, не обязательно приводящее к пробитию барьера. Хотя почва является менее плотным материалом, она также хуже передает ударные волны, чем бетон. Поэтому, хотя проникающий снаряд может пройти большее расстояние в почве, его воздействие может быть ослаблено из-за неспособности передавать ударную нагрузку на цель.

Закаленный проникновитель

Дальнейшие исследования этой темы предполагают использование закаленного пробойника, использующего кинетическую энергию для преодоления обороны цели и последующей доставки ядерного заряда к заглубленной цели. Основная сложность, с которой сталкиваются разработчики такого пробойника, – это огромное тепло, воздействующее на пробойник при ударе об защитное экранирование (поверхность) на скорости в сотни метров в секунду. Эта проблема частично решена за счет использования таких металлов, как вольфрам (металл с самой высокой температурой плавления), и изменения формы снаряда (например, придание ему огивальной формы). Придание снаряду огивальной формы значительно повысило его проникающую способность. Испытания на ракетных санках на авиабазе Эглин продемонстрировали проникновение в бетон при скорости в ____. Это объясняется разжижением бетона в цели, который стремится обтекать снаряд. Изменение скорости пробойника может привести к его испарению при ударе (если скорость слишком велика) или к недостаточному проникновению (если скорость слишком мала). Приблизительную оценку глубины проникновения можно получить с помощью формулы глубины пробития, выведенной сэром Исааком Ньютоном.

Комбинированные взрывоопасные боеприпасы

Другая точка зрения на создание ядерных бункеробойных бомб заключается в использовании легкого проникателя для прохождения на глубину от 15 до 30 метров сквозь защитное экранирование и последующей детонации ядерного заряда там. Такой взрыв породит мощные ударные волны, которые будут очень эффективно распространяться по твердому материалу, из которого состоит экранирование (см. описание "скалывания" выше).

Политика и критика последствий

Основные критические замечания в отношении ядерных бункеробоев касаются радиоактивных выпадений и распространения ядерного оружия. Цель проникающего в землю ядерного бункеробоя – снизить необходимую мощность для обеспечения уничтожения цели, связывая взрыв с землей и создавая ударную волну, подобную землетрясению. Например, Соединенные Штаты вывели из эксплуатации боеголовку B 53 мощностью девять мегатонн, поскольку B 61 Mod 11 мог поражать аналогичные цели с гораздо меньшей мощностью (400 килотонн) благодаря превосходной способности проникать в землю. Зарываясь в землю перед детонацией, значительно большая доля энергии взрыва передается сейсмическому удару по сравнению с наземным взрывом, возникающим при использовании B 53. Кроме того, глобально рассеянные выпадения от подземного B 61 Mod 11, вероятно, будут меньше, чем от наземного взрыва B 53. Сторонники отмечают, что это одна из причин, по которой следует разрабатывать ядерные бункеробои. Критики утверждают, что разработка нового ядерного оружия посылает сигнал о распространении ядерного оружия неядерным державам, подрывая усилия по нераспространению. Критики также опасаются, что наличие ядерного оружия меньшей мощности для относительно ограниченных тактических целей снизит порог его применения, размывая четкую грань между обычным оружием, предназначенным для использования, и оружием массового уничтожения, предназначенным только для гипотетического сдерживания, и увеличивая риск эскалации до ядерного оружия большей мощности. Местные выпадения от любого ядерного взрыва усиливаются по мере приближения к земле. В то время как взрыв класса мегатонн неизбежно поднимет в воздух множество тонн (свеже) радиоактивных обломков, которые затем выпадут на землю, критики утверждают, что, несмотря на относительно небольшую взрывную мощность, ядерные бункеробои создают больше местных выпадений на килотонну. Кроме того, из-за подземного взрыва радиоактивные обломки могут загрязнить местные грунтовые воды. Организация Union of Concerned Scientists отмечает, что на испытательном полигоне в Неваде глубина, необходимая для удержания выпадений от подземного ядерного испытания, составляла более 100 метров, в зависимости от мощности оружия. Они утверждают, что маловероятно, что проникающие боеприпасы смогут углубиться настолько. При мощности от 0,3 до 340 килотонн, по их мнению, взрыв вряд ли будет полностью локализован. Критики также заявляют, что испытания нового ядерного оружия будут запрещены предлагаемым Договором о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Хотя Конгресс отказался ратифицировать ДДЗЯИ в 1999 году, и, следовательно, этот договор не имеет юридической силы в США, США придерживаются духа договора, поддерживая мораторий на ядерные испытания с 1992 года. Однако сторонники утверждают, что устройства с меньшей взрывной мощностью и подземные взрывы окажут незначительное или вообще никакого влияния на климат в случае ядерной войны, в отличие от многомегатонных воздушных и наземных взрывов (то есть, если гипотеза о ядерной зиме подтвердится). Более низкая высота подрыва, которая возникнет в результате частично заглубленных боеголовок, ограничит или полностью преградит путь горячим тепловым лучам ядерного взрыва, тем самым ограничивая цель и ее окрестности пожарной опасностью за счет уменьшения дальности теплового излучения при подрыве в земле. Профессора Альтфельд и Симбала предположили, что вера в возможность ядерной зимы на самом деле сделала ядерную войну более вероятной, вопреки мнению Карла Сагана и других, поскольку она стимулировала разработку более точного и менее мощного ядерного оружия.

The main criticisms of nuclear bunker busters regard fallout and nuclear proliferation. The purpose of an earth penetrating nuclear bunker buster is to reduce the required yield needed to ensure the destruction of the target by coupling the explosion to the ground, yielding a shock wave similar to an earthquake. For example, the United States retired the B 53 warhead, with a yield of nine megatons, because the B 61 Mod 11 could attack similar targets with much lower yield (400 kilotons), due to the latter's superior ground penetration. By burying itself into the ground before detonation, a much higher proportion of the explosion energy is transferred to seismic shock when compared to the surface burst produced from the B 53's laydown delivery. Moreover, the globally dispersed fallout of an underground B 61 Mod 11 would likely be less than that of a surface burst B 53. Supporters note that this is one of the reasons nuclear bunker busters should be developed. Critics claim that developing new nuclear weapons sends a proliferating message to non nuclear powers, undermining non proliferation efforts. Critics also worry that the existence of lower yield nuclear weapons for relatively limited tactical purposes will lower the threshold for their actual use, thus blurring the sharp line between conventional weapons intended for use and weapons of mass destruction intended only for hypothetical deterrence, and increasing the risk of escalation to higher yield nuclear weapons. Local fallout from any nuclear detonation is increased with proximity to the ground. While a megaton class yield surface burst will inevitably throw up many tons of (newly) radioactive debris, which falls back to the earth as fallout, critics contend that despite their relatively minuscule explosive yield, nuclear bunker busters create more local fallout per kiloton yield. Also, because of the subsurface detonation, radioactive debris may contaminate the local groundwater. The Union of Concerned Scientists advocacy group points out that at the Nevada Test Site, the depth required to contain fallout from an average yield underground nuclear test was over 100 meters, depending upon the weapon's yield. They contend that it is improbable that penetrators could be made to burrow so deeply. With yields between 0.3 and 340 kilotons, they argue, it is unlikely the blast would be completely contained. Critics further state that the testing of new nuclear weapons would be prohibited by the proposed Comprehensive Test Ban Treaty. Although Congress refused to ratify the CTBT in 1999, and therefore this treaty has no legal force in the US, the US has adhered to the spirit of the treaty by maintaining a moratorium on nuclear testing since 1992. Proponents, however, contend that lower explosive yield devices and subsurface bursts would produce little to no climatic effects in the event of a nuclear war, in contrast to multi megaton air and surface bursts (that is, if the nuclear winter hypothesis proves accurate). Lower fuzing heights, which would result from partially buried warheads, would limit or completely obstruct the range of the burning thermal rays of a nuclear detonation, therefore limiting the target, and its surroundings, to a fire hazard by reducing the range of thermal radiation with fuzing for subsurface bursts. Professors Altfeld and Cimbala have suggested that belief in the possibility of nuclear winter has actually made nuclear war more likely, contrary to the views of Carl Sagan and others, because it has inspired the development of more accurate, and lower explosive yield, nuclear weapons.

Цели и развитие бункерных разрушителей

Уже в 1944 году бомба Барнса Уоллиса Tallboy и последовавшее за ней оружие Grand Slam были разработаны для проникновения в глубоко укрепленные сооружения за счет чистой взрывной силы. Они не предназначались для прямого пробития обороны, хотя и могли это делать (например, крыши подводных лодочных баз Валентина были выполнены из толстого железобетона, которые были пробиты двумя бомбами Grand Slam 27 марта 1945 года), а скорее для проникновения под цель и взрыва, создавая камуфлет (подземную полость), который подрывал бы фундамент надземных сооружений, вызывая их обрушение и сводя на нет любую возможную защиту. Уничтожение целей, таких как батарея V-3 в Мимоекке, стало первым боевым применением Tallboy. Одна бомба пробила склон холма и взорвалась в железнодорожном тоннеле Сомюра, полностью его заблокировав, что продемонстрировало способность этого оружия уничтожать любые укрепленные или глубоко заглубленные объекты. Современные методы наведения в сочетании с многократными ударами могут выполнить аналогичную задачу. Разработка продолжалась, включая такие виды оружия, как ядерная B61, обычное термобарическое оружие и GBU-28. Одной из наиболее эффективных конструкций была GBU-28, которая использовала свою большую массу и корпус (изготовленный из бочек от списанных 203-мм гаубиц) для пробития бетона толщиной более и грунта толщиной более . B61 Mod 11, поступившая на вооружение после окончания холодной войны в январе 1997 года, была специально разработана для проникновения в бункеры и, предположительно, способна уничтожать укрепленные цели на глубине нескольких сотен футов под землей. Хотя проникновение на глубину было достаточным для некоторых неглубоких целей, Советский Союз и Соединенные Штаты создавали бункеры, заглубленные под огромными объемами грунта или армированного бетона, чтобы противостоять многомегатонному термоядерному оружию, разработанному в 1950-х и 1960-х годах. Оружие для проникновения в бункеры изначально разрабатывалось в контексте холодной войны. Одна из вероятных целей Советского Союза/России, гора Ямантау, в 1990-х годах рассматривалась конгрессменом-республиканцем от штата Мэриленд Роско Барлеттом как способная выдержать "полдюжины" последовательных ядерных ударов неопределенной мощности, один за другим в "прямое попадание". Российский объект непрерывности управления, расположенный на горе Косвинский, строительство которого было завершено в начале 1996 года, был спроектирован для противодействия американским боеголовкам, проникающим в землю, и выполняет аналогичную функцию, что и американский комплекс Cheyenne Mountain. Сроки завершения строительства Косвинского рассматриваются как одно из объяснений интереса США к новой ядерной бомбе для уничтожения бункеров и объявлению о развертывании B61 Mod 11 в 1997 году. Косвинский защищен примерно 300 метрами (1000 футами) гранита. Вопрос о разработке этого оружия был вновь поднят после окончания холодной войны во время вторжения США в Афганистан в 2001 году и снова во время вторжения в Ирак в 2003 году. В частности, во время кампании в Тора-Бора США полагали, что "обширные подземные комплексы", глубоко зарытые, защищают противника. Однако таких комплексов обнаружено не было. Хотя ядерный проникатель ("Robust Nuclear Earth Penetrator" или "RNEP") так и не был построен, Министерству энергетики США был выделен бюджет на его разработку, и Исследовательской лабораторией ВВС США были проведены испытания. Для RNEP планировалось использовать 1,2-мегатонный физический пакет B83. Администрация Буша отозвала запрос на финансирование этого оружия в октябре 2005 года. Кроме того, тогдашний сенатор США Пит Доменичи объявил, что финансирование ядерной бомбы для уничтожения бункеров было исключено из бюджета Министерства энергетики США на 2006 год по просьбе самого министерства. Хотя проект RNEP, по всей видимости, был отменен, Jane's Information Group предположила в 2005 году, что работы могут продолжаться под другим названием. Более поздней разработкой (около 2012 года) стала GBU-57 Massive Ordnance Penetrator, обычная гравитационная бомба весом 14 000 кг. Бомбардировщики B-2 Spirit ВВС США могут нести по два таких боеприпаса.

As early as 1944, the Barnes Wallis Tallboy bomb and subsequent Grand Slam weapons were designed to penetrate deeply fortified structures through sheer explosive power. These were not designed to directly penetrate defences, though they could do this (for example, the Valentin submarine pens had ferrous concrete roofs thick which were penetrated by two Grand Slams on 27 March 1945), but rather to penetrate under the target and explode leaving a camouflet (cavern) which would undermine foundations of structures above, causing it to collapse, thus negating any possible hardening. The destruction of targets such as the V3 battery at Mimoyecques was the first operational use of the Tallboy. One bored through a hillside and exploded in the Saumur rail tunnel about below, completely blocking it, and showing that these weapons could destroy any hardened or deeply excavated installation. Modern targeting techniques allied with multiple strikes could perform a similar task. Development continued, with weapons such as the nuclear B61, and conventional thermobaric weapons and GBU 28. One of the more effective housings, the GBU 28 used its large mass and casing (constructed from barrels of surplus 203 mm howitzers) to penetrate of concrete, and more than of earth. The B61 Mod 11, which first entered military service after the Cold war had ended, in January 1997, was specifically developed to allow for bunker penetration, and is speculated to have the ability to destroy hardened targets a few hundred feet beneath the earth. While penetrations of were sufficient for some shallow targets, both the Soviet Union and the United States were creating bunkers buried under huge volumes of soil or reinforced concrete in order to withstand the multi megaton thermonuclear weapons developed in the 1950s and 1960s. Bunker penetration weapons were initially designed within this Cold War context. One likely Soviet Union/Russian target, Mount Yamantau, was regarded in the 1990s by Maryland Republican congressman, Roscoe Bartlett, as capable of surviving "half a dozen" repeated nuclear strikes of an unspecified yield, one after the other in a "direct hole". The Russian continuity of government facility at Kosvinsky Mountain, finished in early 1996, was designed to resist US earth penetrating warheads and serves a similar role as the American Cheyenne Mountain Complex. The timing of the Kosvinsky completion date is regarded as one explanation for US interest in a new nuclear bunker buster and the declaration of the deployment of the B 61 Mod 11 in 1997. Kosvinsky is protected by about 300 meters (1000 feet) of granite. The weapon was revisited after the Cold War during the 2001 U. S. invasion of Afghanistan, and again during the 2003 invasion of Iraq. During the campaign in Tora Bora in particular, the United States believed that "vast underground complexes," deeply buried, were protecting opposing forces. Such complexes were not found. While a nuclear penetrator (the "Robust Nuclear Earth Penetrator", or "RNEP") was never built, the U. S. DOE was allotted budget to develop it, and tests were conducted by the U. S. Air Force Research Laboratory. The RNEP was to use the 1.2 megaton B83 physics package. The Bush administration removed its request for funding of the weapon in October 2005. Additionally, then U. S. Senator Pete Domenici announced funding for the nuclear bunker buster has been dropped from the U. S. Department of Energy's 2006 budget at the department's request. While the project for the RNEP seems to be in fact canceled, Jane's Information Group speculated in 2005 that work might continue under another name. A more recent development (c. 2012) is the GBU 57 Massive Ordnance Penetrator, a 30,000 pound (14,000 kg) conventional gravity bomb. The USAF's B 2 Spirit bombers can each carry two such weapons.