Текст книги "Химия в бою"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 10 страниц)

Дело в том, что свойства топлива в конечном счете определяют конструкцию двигателя, основные характеристики ракетной системы. Поэтому выбор наиболее эффективного топлива для ракет того или иного назначения, отмечают зарубежные специалисты, – дело сложное, связанное с проведением больших исследовательских и испытательных работ.

Прежде всего напомним, что об эффективности топлива судят по величине тяги, которую может развивать ракетный двигатель в секунду за счет сгорания в нем килограмма топлива в секунду при определенном давлении в камере сгорания. Эту величину называют удельной тягой или удельным импульсом, который исчисляют в кг сек/кг или просто в секундах. Чем больше скорость истечения, тем больше удельная тяга и, следовательно, тем совершеннее топливо.

В зависимости от сочетания топливных пар – горючего и окислителя – удельная тяга ракетных двигателей колеблется в широких пределах. Так, у современных жидких ракетных топлив удельная тяга может доходить, указывается в зарубежной печати, до 300–450, а с помощью добавки различных легких металлов – 500–600 секунд. У твердых топлив эта цифра значительно меньше– 150–300 секунд. Для сравнения отметим, что теоретически в ядерном ракетном двигателе удельная тяга составляет 2500 секунд, а в фотонном двигателе, создающем тягу в результате направленного истечения из него квантов света – фотонов, она достигает предельного значения – 30 миллионов секунд. Однако более высокая удельная тяга какого-либо вида топлива еще вовсе не означает его превосходства над остальными. Здесь приходится учитывать ряд других, часто весьма противоречивых требований.

Возьмем, например, твердое топливо. Оно удобно в обращении, но не обладает достаточным энергосодержанием и не «транспортабельно» в ракете: его нельзя перекачивать, перемещать из баков в камеру сгорания двигателя. Приходится топливо размещать непосредственно в камере сгорания. Это, безусловно, упрощает конструкцию и эксплуатацию ракеты, но ограничивает возможности увеличения запаса топлива. Ведь увеличение емкости камеры сгорания, работающей под давлением до 100 атмосфер и при температуре 2000–3000 градусов, связано с непомерным возрастанием ее веса. Кроме того, трудно обеспечить длительное и равномерное горение подобного топлива. Так, полная продолжительность работы – ресурс твердотопливного двигателя всего несколько десятков, иногда сотен секунд. В то же время ракетный двигатель на жидком топливе способен работать от нескольких минут до нескольких часов.

С другой стороны, ракетный двигатель на твердом топливе значительно проще и дешевле ракетного двигателя на жидком топливе. Анализ американских специалистов показал, что в среднем твердотопливные ракетные двигатели в расчете на килограмм веса обходятся в пять раз дешевле жидкостных, но при этом значительно уступают им в удельной тяге. Максимально достижимая скорость полета ракеты с твердотопливным двигателем равна 28 000 км/час, а с жидкостным – 50 000 км/час. Отсюда – поиск новых «форм» ракетного топлива, более удобных и в то же время более эффективных. В разных странах с каждым годом появляются новые виды гибридных, псевдоожиженных, желеобразных, тиксотропных и других ракетных топлив. Что они собой представляют?

Гибридное ракетное топливо, состоящее из двух компонентов– твердого и жидкого, дает возможность размещать один из них – жидкое горючее или окислитель в топливном баке ракеты, то есть увеличить возимый запас топлива, длительность работы двигателя. Псевдо-ожиженное, что означает почти жидкое, топливо состоит из твердых частичек, находящихся во взвешенном состоянии. В таком виде его можно подавать из бака в камеру сгорания подобно жидкому топливу. Желеобразным, как показывает само название, считают горючее, которое представляет собой студенистую массу, суспензию порошкообразного металла в жидком компоненте, например алюминия в гидразине. Оно обладает повышенным энергосодержанием. Те из топлив, что приобретают текучесть и становятся пригодными для жидкостных ракетных двигателей под действием давления, получили название тиксотропных. Так ищут за рубежом компромисса между достоинствами и недостатками твердых и жидких компонентов ракетных топлив.

Перечень проблем, стоящих перед специалистами в области ракетного топлива, этим, однако, не исчерпывается. Выяснилось, например, что многие вещества, включаемые в состав ракетных топлив, оказывают отравляющее воздействие на человека, главным образом на его дыхательные пути. При этом некоторые из них в десятки раз более токсичны, чем такие отравляющие вещества, как фосген, синильная кислота. Так, предельно допустимая концентрация фосгена равна 0,5 мг/м³, а для смеси некоторых видов окислителя, скажем, фтора и озона – 0,03 мг/м³, окиси фтора и пентаборана – 0,01 мг/м³. Понятно, что токсичность ракетного топлива серьезно осложняет процессы его хранения, заправки и транспортировки.

Чрезвычайно затрудняет, а порой и вовсе исключает применение некоторых веществ в качестве компонентов ракетных топлив их взрывоопасность. Установлено, например, что озон значительно эффективнее кислорода как окислитель – он обеспечивает большую удельную тягу, но из-за сильной взрывоопасности, особенно в газообразном состоянии, использовать его в топливе невозможно. Он находит некоторое применение лишь в виде раствора в жидком кислороде. Взрывоопасен и водород. Смесь водорода с воздухом взрывается от малейшей искры в любой концентрации – от 5 до 95 процентов.

Опасность случайного взрыва проистекает, как известно, от самопроизвольного воспламенения веществ при определенных условиях. Казалось бы, в связи с этим не может идти и речи о создании самовоспламеняющихся ракетных топлив. Однако именно это свойство привлекает внимание специалистов. Ведь оно позволяет осуществить воспламенение топлива в камере сгорания двигателя без использования посторонних электрических, пиротехнических или химических источников зажигания. Тем самым упрощается конструкция жидкостного ракетного двигателя, облегчается запуск, улучшается устойчивость сгорания. Правда, при этом одновременно возрастает взрывоопасность. Самовоспламеняемость компонентов ракетного топлива, указывается в иностранной печати, может быть повышена с помощью различных добавок. В одном из американских журналов сообщалось, что специалисты предлагают использовать добавку фторида озона для придания самовоспламеняемости жидкому кислороду с некоторыми горючими.

Огромна мощность, развиваемая ракетными двигателями. Это достигается тем, что топливо в них сгорает за очень короткое время. Температура в камере сгорания доходит до нескольких тысяч градусов. Поэтому хотя и на короткое время, но ее необходимо охлаждать, устраняя еще большее, уже недопустимое разогревание. Целесообразно для этого привлечь само топливо, решили специалисты. Отсюда возникло очередное требование к ракетному топливу: способность хорошо поглощать тепло и сохранять свои свойства при нагреве до 200–300 градусов.

Таковы лишь некоторые, основные «топливные» проблемы, которые возникают перед специалистами при создании ракетного оружия. В той или иной мере они решены. Однако необычайно бурное развитие науки и техники в наши дни способно во многом изменить существующие ныне возможности решения этих проблем, открыть новые перспективы совершенствования ракетной техники, боевых свойств самого мощного современного оружия.

ОГОНЬ, СТАВШИЙ ОРУЖИЕМ

_{Инженер-майор Ю. ГУРЕЕВ}

Из учебников истории многим помнится «греческий огонь». Так называли в древности смесь селитры, серы, смолы и горючих масел, которую византийцы стали применять для борьбы с вражескими кораблями. Смесь вызывала на кораблях пожары. С тех пор прошли века, но сущность использования огня как боевого средства не изменилась. Иными стали лишь средства применения зажигательных веществ и сами эти вещества, вставшие на уровень современных химических знаний, возможностей техники и нынешних требований военного дела. Речь теперь идет о специальном виде тактического оружия.

Первый ранцевый огнемет был изобретен в 1896 году. Несколько лет спустя огнеметы были приняты на вооружение в Германии, а затем и во Франции, Италии. Армии этих стран к началу 1914 года имели огнеметные подразделения. Однако в крупных масштабах зажигательные средства получили применение лишь в ходе второй мировой войны. В это время только лишь вооруженные силы США использовали около 40 тысяч огнеметов разных типов и свыше 9 миллионов ручных зажигательных гранат, 10 миллионов зажигательных авиабомб.

В 1941 году химический корпус армии США поставил перед учеными-химиками задачу: создать эффективное зажигательное средство для уничтожения городов и крупных промышленных объектов противника. Оно должно было обладать легкой воспламеняемостью, большой температурой горения, прилипать к предметам. Важным требованием считалась также возможность приготовления этого средства в боевых условиях, без больших затрат и из доступного для промышленного производства сырья. Заказ услужливо выполнила группа химиков Гарвардского университета при активной поддержке ряда промышленных фирм и других американских высших учебных заведений.

Созданная зажигательная смесь состояла из двух главных компонентов: горючей основы (бензина) и загустителя, взятых в соответствующих весовых отношениях. Загуститель включал комбинацию нескольких органических соединений: смеси циклических углеводородов, получаемых из нефти (нафтенов) и алюминиевых солей пальмитиновой и олеиновой кислот. От начальных слогов названий первых двух кислот («нафтеновая» и «пальмитиновая») этот загуститель был назван напалмом. С тех пор на Западе название «напалм» распространяется и на некоторые другие виды зажигательных смесей.

Впервые напалмовые бомбы американская авиация использовала против японских войск на островах Тихого океана в 1942 году. Для прицельного бомбометания по объектам небольших размеров применялись 45-килограммовые, а в дальнейшем и более мелкие бомбы. С середины 1943 года напалмом снаряжались подвесные самолетные топливные баки емкостью свыше 600 литров. Бомбардировкам такими баками подверглись крупные города Германии.

После второй мировой войны применение напалма стало одним из важных средств проведения агрессивной, разбойничьей политики империалистических кругов США. Поистине варварские масштабы использования зажигательных средств американская военщина развернула, ведя агрессивную войну против корейского народа. Только за два последних года войны в Корее американская авиация применила около 200 тысяч напалмовых бомб.

Прогрессивное человечество заклеймило позором напалмовую войну, которую американские интервенты развернули во Вьетнаме. В наибольших количествах напалм стал применяться с 1966 года, когда американская авиация за год сбросила почти 55 тысяч тонн напалма различных рецептур. Под предлогом борьбы с подразделениями Национального фронта освобождения Южного Вьетнама сжигаются мирные населенные пункты, большие массивы джунглей и плантаций сельскохозяйственных культур. Основными жертвами поражения при этом становится слабозащищенное население – женщины, старики и дети.

Американский «опыт» применения огнеметно-зажигательных средств во Вьетнаме был использован израильскими агрессорами в войне против арабских стран. В Западной Германии, как отмечал журнал «Веркунде», уже давно налажено производство напалма, ведутся испытания его различных рецептур, отрабатываются новые варианты напалмовых бомб и огнеметов. Япония обеспечивает напалмовыми средствами не только свою армию, но и поставляет в больших количествах напалмовые бомбы для американских ВВС во Вьетнаме. Даже расистская Южно-Африканская республика поспешила объявить миру о создании своего собственного напалма и начале его производства.

В военно-воздушных силах стран НАТО учебные полетные упражнения обязательно включают бомбометание напалмовыми бомбами. Без применения напалма в последнее время не обходятся почти ни одни учения. В соединениях сухопутных войск создаются специальные школы и курсы, где обучают боевому использованию огнеметов.

Чем же обусловливается столь заметное внимание военных специалистов империалистических государств к зажигательным средствам? В иностранной печати приводились на этот счет следующие доводы.

Утверждают, – что зажигательные вещества при определенных условиях оказываются довольно эффективным средством для поражения живой силы. По оценке американских специалистов, массированное использование, например, авиационных зажигательных боеприпасов в ряде случаев в 4–5 раз эффективнее, чем фугасных средств при одинаковом их расходе. Полагают также, что зажигательными средствами можно успешно выводить из строя или уничтожать боевую технику, включая танки. Особая роль отводится при этом дезорганизации боевых порядков и тыла противника. Считают, что зажигательное оружие обладает огромным психологическим воздействием, деморализует личный состав войск.

Часто указывают и на то, что зажигательные вещества являются, пожалуй, единственным действенным средством для сжигания лесов и другой растительности в целях демаскировки противника. Наконец, отмечают, что зажигательные вещества доступны по исходному сырью – нефтепродукты и полимеры – и сравнительно несложны в технологии производства.

Основной производитель напалмовых загустителей в США – крупнейшая химическая фирма «Доу Кемикл», стяжавшая себе славу верного прислужника Пентагона. У фирмы насчитывается 35 тысяч рабочих, но на химическом заводе в Торрансе (штат Калифорния), производящем напалмовые порошки, занято всего 100 рабочих. Сообщалось, что сравнительно простая технология производства напалмовых загустителей дала возможность фирме «Доу Кемикл» выполнить лакомый заказ министерства обороны США на поставку напалмовых загустителей на общую сумму свыше 5 миллионов долларов, что практически полностью обеспечило варварские потребности американской армии для войны во Вьетнаме.

Следует, однако, заметить, что напалм не единственное из современных зажигательных веществ. Существуют также металлизированные смеси на основе нефтепродуктов– пирогели и смеси на основе термита. Особую группу зажигательных веществ составляют белый фосфор и пластифицированный белый фосфор – они используются и как дымообразующие вещества.

Зажигательные смеси на основе нефтепродуктов могут быть незагущенными, то есть жидкими, и загущенными– вязкими. Первые состоят из смеси бензина с тяжелым моторным топливом и смазочным маслом. Они применяются только с помощью ранцевых огнеметов. Эффективная дальность такого огнеметания 20–25 метров. При этом образуется широкая завихренная струя интенсивного пламени. Горящая смесь способна затекать в щели и отверстия объектов-целей, однако значительная часть ее, отмечают зарубежные специалисты, сгорает во время полета. Самым же главным недостатком жидких смесей считают то, что они не прилипают к предметам.

Иное дело – напалмы, то есть загущенные смеси. Мы уже говорили, что при их создании способность прилипать к предметам и тем самым увеличивать площадь поражения выдвигалась как важнейшее качество. Различают несколько типов напалма: напалм-1, -2, -ИМ, – Б и другие. В качестве их горючей основы используют жидкие нефтепродукты – бензин, реактивное топливо, бензол, керосин и смесь бензина с тяжелым моторным топливом. Общее их содержание в напалмовых смесях обычно составляет 88–98 процентов. Загустителей такой горючей основы существует несколько марок. Они выпускаются в виде небольших гранул или порошка.

Растворяясь в жидком горючем, загуститель набухает, получается густая, вязкая смесь. При непрерывном перемешивании в течение 18–24 часов она «созревает» и превращается в однородную студенистую вязкую массу. По внешнему виду и консистенции она напоминает резиновый клей. Цвет этой массы со временем изменяется от розоватого до коричневого. Для приготовления больших количеств напалма в американской армии используют специальные смесительно-снаряжательные установки.

В напалмах с малой вязкостью, предназначенных для ранцевых огнеметов, среднее содержание загустителя M1 составляет 2–4 процента, в напалмах со средней вязкостью для механизированных огнеметов – 3–9 процентов, и в напалмах высокой вязкости, используемых в зажигательных баках, – до 12 процентов.

Новая рецептура напалма-Б используется только для снаряжения авиабомб. В качестве загустителя здесь используется растворенный полистирол, обладающий высоким горючим и связующим свойством. Применение в смеси большого количества полистирола резко повысило, как отмечалось в печати, прилипаемость напалма к различным, даже влажным предметам. Иногда в рецептуру напалма-Б вводят белый фосфор. Это делает смесь еще более эффективной, а поражение ей чрезвычайно опасным.

Заметим, что эффективность действия напалмовых смесей определяют количеством теплоты, переданной при горении поджигаемому материалу. Теплота горения большинства напалмовых смесей около 10 ккал/г. Напалм легко воспламеняется, но медленно горит. В зависимости от рецептуры, метода применения и величины сгустков время его горения от 1 до 15 минут. Температура горения напалма лежит в пределах 800—1100 градусов.

Более высокой температурой горения – 1400–1600 градусов – обладают металлизированные зажигательные смеси, называемые пирогелями. Их приготавливают путем добавления в обычный напалм порошков некоторых металлов (магния, натрия), тяжелых нефтепродуктов (асфальта, мазута) и некоторых видов горючих полимеров – изобутилметакрилата, полибутадиена.

Термит и термитные зажигательные вещества наиболее широко применялись в зажигательных бомбах, снарядах и пулях в период второй мировой войны. Не утратили они, считают за рубежом, своего значения и в наши дни. Для снаряжения зажигательных боеприпасов применяют главным образом составы, содержащие, кроме термита, порошкообразный магний, алюминий и ряд добавок, представляющие собой сильные окислители, – например перекись бария или перекись свинца. Эти добавки помимо облегчения воспламенения термита способствуют повышению температуры, времени горения и усилению зажигательного действия. Температура горения термитных составов достигает 3000 градусов. При горении термит быстро расплавляется и превращается в жидкую массу, не имеющую открытого пламени. Усиление зажигательного действия термитных составов достигается совместным применением их с другими зажигательными веществами, в частности, с напалмовыми смесями, натрием и фосфором.

Фосфорные зажигательные вещества, как мы уже говорили, специалисты относят в особую группу, поскольку эти вещества используются и как дымообразующие. Белый фосфор, например, применяется для снаряжения зажигательных и дымовых снарядов, мин, бомб, но может использоваться и в качестве воспламенителя или усилителя зажигательного действия напалмовых смесей. Используемые во Вьетнаме напалмовые бомбы нередко содержат, по сообщениям печати, до 30 процентов белого фосфора.

В качестве средств применения зажигательных веществ в иностранных армиях наиболее широко используют огнеметы и авиационные зажигательные бомбы. Огнеметы бывают носимые и механизированные. Как они действуют?

Ранцевый американский огнемет М9-7, например, состоит из двух резервуаров, содержащих огнесмесь, баллона для сжатого воздуха или азота, гибкого шланга и брандспойта, снабженного предохранительным устройством (рис. 16). Резервуары огнемета служат для создания в них рабочего давления, необходимого для выбрасывания огнесмеси через брандспойт. Главной частью воспламеняющегося устройства брандспойта является пиропатрон. Он вмещает пять металлических спичек с фосфорными наконечниками. Наконечник зажигает пороховой фитиль, горящий в течение 6—12 секунд, а тот в свою очередь воспламеняет огнесмесь.

^{Рис. 16. Ранцевый огнемет}

Механизированный огнемет М132 представляет собой бронетранспортер, на котором смонтированы огнеметные установки башенного типа (рис. 17). Дальность действия их достигает 180 метров, а продолжительность непрерывного огнеметания – 30–40 секунд. Огнемет способен производить серию коротких огнеметаний различной продолжительности. Четыре бака, расположенные в грузовом отсеке бронетранспортера, вмещают 760 литров огнесмеси. Более совершенным в американской армии считается огнемет, смонтированный на танке М67А2. Этот огнеметный танк, по сообщению журнала «Инфантри», позволяет поражать цели на дальность 230 метров. Продолжительность непрерывного огнеметания 55–60 секунд при емкости резервуаров 1300–1400 литров.

^{Рис. 17 а и б. Механизированный огнемет}

Зажигательные авиационные боеприпасы американские авиационные специалисты снаряжают напалмом, пирогелями или термитными смесями. Зажигательные авиабомбы весом от 1,8 до 45,4 килограмма снаряжают термитными смесями и пирогелями. Есть бомбы, которые представляют собой контейнеры, изготовленные из листов стали, алюминия или алюминие-магниевых сплавов толщиной 0,5–7 миллиметров. Их снаряжают напалмовыми смесями с добавками фосфора или натрия, комплектуют взрывателями и воспламенителями. Бомбы этого вида сконструированы для внешней подвески на самолеты (рис. 18) и, за исключением единичных образцов, не имеют стабилизаторов. На вооружении авиации США находится несколько моделей напалмовых бомб весом от ИЗ до 454 килограммов.

^{Рис. 18. Зажигательная бомба, снаряженная напалмом}

Напалмовая бомба может создать интенсивную зону огня на площади шириной от 27 до 45 и длиной от 45 до 90 метров. Напалм из нее при разрыве выбрасывается веерообразно в направлении полета самолета. Высота пламени может достигать нескольких десятков метров. Авиация американских интервентов во Вьетнаме осуществляет бомбометание напалмовыми бомбами на малых высотах полета, но на больших скоростях – до 700–900 км/час. Пр, и этом используются два способа.

Первый – бомбометание на бреющем полете с рикошетированием – так, чтобы поразить живую силу и технику, находящуюся вне укрытий. Выход на цель осуществляется на высоте 30–60 метров. За два – три километра от цели летчик выбирает характерный ориентир, над которым выполняет горку для ориентировки и опознавания цели. При этом самолет набирает высоту до 150 метров, а затем снижается и на высоте 15 метров производит прицельное сбрасывание бомб.

Второй способ – бомбометание с пологого снижения при угле пикирования от 5 до 15 градусов. Прицеливание и заход на цель выполняются как и при бомбометании с рикошетированием, однако маневр атаки начинается на удалении трех – пяти км от цели горкой с набором высоты 150–500 м. В верхней точке горки самолет делает поворот в сторону цели и переходит в пологое снижение, одновременно летчик начинает прицеливание. Снижение может сопровождаться ведением пушечного огня и стрельбой неуправляемыми ракетами.

У читателя может возникнуть вопрос: существуют ли средства защиты от зажигательных веществ? Да, существуют. Даже самые рьяные зарубежные сторонники огня, применяемого как оружие на поле боя, отмечают, что зажигательные вещества эффективны лишь тогда, когда их используют против неподготовленных войск и населения. Хорошо обученные и защищенные войска способны успешно вести бой и в условиях применения зажигательных веществ. Броня боевых машин, стены каменных зданий, блиндажи и щели с перекрытиями из негорючих или обмазанных смесью глины и песка материалов– все это может служить защитой от зажигательных веществ. Серьезным подспорьем в борьбе с огнем считают предварительную подготовку позиций войск, когда с них убирается все, что может легко гореть, своевременное приведение в готовность штатных средств тушения пожаров. Какие-либо особые средства при этом не нужны. Горящий напалм, например, рекомендуется гасить, присыпая песком, землей.

Таковы основные особенности специального вида тактического оружия – зажигательных средств. Большое внимание, которое уделяют этому оружию в империалистических государствах, – еще одно свидетельство того, что милитаристские круги этих государств не останавливаются даже перед самыми варварскими способами осуществления своих агрессивных целей.