Как ржа сожрала американские термоядерные авиабомбы
Автор – Александр Запольскис
Как выяснилось, бомбы тоже ржавеют. Даже атомные. Хотя это выражение и не стоит воспринимать буквально, общий смысл происходящего именно такой. По целому ряду естественных причин сложное оружие с течением времени утрачивает свои изначальные свойства настолько, что возникают весьма серьёзные сомнения в его срабатывании, если дело до того дойдёт.
Наглядный тому пример – нынешняя история с американской термоядерной бомбой В61, ситуация с которой сложилась вообще запутанная и, отчасти, где-то даже комичная. Изготовители ядерных боеголовок по обе стороны океана дают одинаковый гарантийный срок на свои изделия – 30 лет. Поскольку вряд ли речь идёт о корпоративном сговоре монополистов, очевидно, что проблема – в законах физики.
Национальное управление ядерной безопасности США (NNSA) у себя на сайте разместило сообщение о начале инженерной подготовки производства модернизированной термоядерной авиабомбы В61-12, являющейся дальнейшей модификацией «изделия» В61, поступавшего в арсенал США с 1968 по конец 1990х годов и составляющего сегодня, наравне с крылатыми ракетами «Томагавк», основу американской тактической ядерной мощи. Как отметил глава NNSA Фрэнк Клотц, это позволит продлить сроки эксплуатации системы ещё как минимум на 20 лет, т.е. примерно до 2040-2045 года.
Стоит ли удивляться шуму, который немедленно подняли журналисты по этому поводу? А как же недавно принятый в США билль о запрете разработки новых видов ядерного оружия? А как же условия договора об СНВ-III? Правда, нашлись и те, кто попытался увязать заявление Клотца с прозвучавшим ещё в 2011 году российским заявлением о начале широкомасштабных работ по модернизации своего ядерного арсенала.
Правда, там речь шла не столько о создании новых боезарядов, сколько о разработке новых носителей, например межконтинентальных баллистических ракет пятого поколения «Рубеж» и «Сармат», железнодорожном комплексе «Баргузин», ракете морского базирования «Булава» и строительстве восьми подводных крейсеров «Борей». Но кого сейчас такие тонкости волнуют?
Тем более, что тактическое ядерное оружие под условия СНВ-III всё равно не подпадает. Да и, по большому счёту, все перечисленное к первопричине истории имеет весьма опосредованное отношение. Исходный мотив заключается, как уже сказано, прежде всего, в законах физики.
История В61 началась в 1963 году с проекта ТХ-61 Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мехико. Математическое моделирование реализации господствовавшей в то время концепции применения ядерного оружия показало, что даже после массированных ядерных ударов боеголовками баллистических ракет на поле боя останется масса важных и хорошо защищённых объектов, опираясь на которые противник (мы все хорошо понимаем, кого они имели в виду) сможет продолжить ведение большой войны.
ВВС США потребовался тактический инструмент для, так сказать, «точечного поражения», например, заглублённых бункеров управления и связи, подземных топливных хранилищ или прочих объектов, вроде известной подземной базы подводных лодок в Крыму, при помощи наземных ядерных взрывов малой мощности. Ну, как малой, «от 0,3 килотонн». И до 170 килотонн, но об этом ниже.
В серию изделие пошло в 1968 году и получило официальное наименование В61. За всё время производства, во всех модификациях, этих бомб американцы наштамповали 3155 штук. И вот с этого момента начинается сама нынешняя история, так как сегодня из всего трёхтысячного арсенала «в живых» осталось: 150 «стратегических» и около 400 «тактических» бомб, а также ещё примерно 200 «тактических» изделий находятся на хранении в резерве. На этом – всё. Куда делись остальные? Вполне уместно пошутить – полностью заржавели, – и это будет не так чтобы большая шутка.
Бомба В61 является термоядерной, или как их ещё не совсем правильно, но часто называют – водородной. Её разрушительное действие основано на использовании реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, получения одного атома гелия из двух атомов дейтерия), при которой выделяется огромное количество энергии. Теоретически запустить такую реакцию можно и в среде жидкого дейтерия, но это сложно с точки зрения конструкции. Хотя первые испытательные взрывы на полигоне производились именно так.
Но получить изделие, которое бы можно было доставить к цели самолётом, удалось только благодаря соединению тяжёлого изотопа водорода (дейтерия) и изотопа лития с массовым числом 6, известного сегодня как дейтерид лития-6. Помимо «ядерных» свойств, его главное преимущество заключается в том, что он твёрдый и позволяет хранить в себе дейтерий при плюсовых температурах внешней среды. Собственно, именно с появлением доступного 6Li и появилась возможность реализовать на практике в виде оружия.
Американская термоядерная бомба основана на принципе Теллера-Улама. С известной долей условности её можно представить в виде прочного корпуса, внутри которого находится инициирующий триггер и контейнер с термоядерным горючим. Триггером, или по-нашему детонатором, служит небольшой плутониевый заряд, задача которого сводится к созданию начальных условий для запуска термоядерной реакции – высокой температуры и давления.
«Термоядерный контейнер» содержит в себе дейтерид лития-6 и расположенный строго по продольной оси плутониевый стержень, играющий роль запала термоядерной реакции. Сам контейнер (может изготавливаться как из урана-238, так и из свинца) покрыт соединениями бора для защиты содержимого от преждевременного разогрева потоком нейтронов от триггера.
Точность взаимного расположения триггера и контейнера чрезвычайно важна, поэтому после сборки изделия, внутреннее пространство заливается специальным пластиком, проводящим излучение, но при этом обеспечивающим надёжную фиксацию во время хранения и до этапа подрыва.
При срабатывании триггера 80% его энергии выделяется в виде импульса так называемого мягкого рентгеновского излучения, который поглощается пластиком и оболочкой «термоядерного» контейнера. По ходу процесса и то, и другое превращается в высокотемпературную плазму, находящуюся под большим давлением, и обжимающую содержимое контейнера до объёма, составляющего менее чем тысячную долю от исходного.
Тем самым плутониевый стержень переходит в надкритическое состояние, становясь источником собственной ядерной реакции. Разрушение ядер плутония создаёт нейтронный поток, который, взаимодействуя с ядрами лития-6, высвобождает тритий. Он уже вступает во взаимодействие с дейтерием и начинается та самая реакция синтеза, выделяющая основную энергию взрыва.
На рисунке:
A: Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы.
B: Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления.
C: В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола.
D: Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла.
E: В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…
Ну, а пока оно всё не бабахнуло, термоядерная В61 представляет собой привычного вида «бомбообразную железяку» длиной 3,58 метра и диаметром 33 см, состоящую из нескольких частей. В носовом обтекателе – управляющая электроника. За ним отсек с зарядом, внешне выглядящим как совершенно неброский металлический цилиндр. Потом ещё относительно небольшой отсек с электроникой и хвостовик с жёстко закреплёнными стабилизаторами, содержащий тормозной стабилизирующий парашют, для замедления скорости падения, чтобы сбросивший бомбу самолёт получил время уйти из зоны воздействия взрыва.
Бомба «B-61» в разборе
В таком виде бомба и хранилась «там, где надо». В том числе почти 200 штук развернуто в Европе: в Бельгии, Нидерландах, Германии, Италии и Турции. Или вы думаете, почему США своих граждан сегодня из Турции отзывают, даже семьи дипломатов эвакуируют, а охрана на авиабазе НАТО Инджирлик заняла периметр «по-боевому» и готовится реально стрелять в своего партнёра по военному блоку при малейшей попытке пересечь периметр «американского» сектора?
Причина как раз в наличии там некоторого оперативного запаса американского тактического ядерного оружия. Именно этих вот В61. Сколько их в Турции точно – установить не удалось, а вот на авиабазе Рамштайн в Германии их лежит 12 штук.
Полигонные испытания В61 первых моделей в целом дали удовлетворительный результат. С дальности в 40-45 километров, изделие попадало в круг радиусом около 180 метров, что при максимальной мощности взрыва в 170 килотонн гарантировало успешную компенсацию промаха по расстоянию силой самого наземного взрыва.
Правда, вскоре военные обратили внимание на теоретическую возможность конструкции несколько варьировать мощность подрыва, так как максимальная требовалась далеко не всегда, а в целом ряде случаев от излишнего усердия вреда оказывалось значительно больше, чем пользы. Так что «чистой» В61, как её придумали изначально, сегодня уже не сохранилось.
Весь выпущенный запас прошёл целую серию последовательных модификаций, из которых сейчас самой «древней» является В61-3 и вскоре за ней последовавшая В61-4. Последняя особенно интересна тем, что одно и то же изделие, в зависимости от настроек электроники, может создать взрыв мощностью 0,3-1,5-10-45 килотонн. Судя по всему, 0,3 килотонны это и есть примерное значение мощности взрыва триггера, без запуска последующей термоядерной части бомбы.
В настоящее время на вооружении США находятся 3-я и 4-я модель В61, для так называемого «низкого» бомбометания, применяющегося самолётами тактической авиации: F-16, F-18, F-22, A-10, Tornado и Eurofighter. А доработанные до шага мощности 60, 80 и 170 килотонн, модификации 7 и 11 считаются «высотными» и входят в ассортимент вооружения стратегических бомбардировщиков В-2А и В-52Н.
На том бы история и закончилась, если бы не физика. Казалось бы, сделали бомбу, положили в спецхранилище, поставили охрану и потекла себе служба рутинная. Ну да, в начале 70х, в результате авиационных ЧП с патрулировавшими в воздухе Б-52, случилось несколько неприятностей, когда сколько-то ядерных бомб оказались потеряны. У берегов Испании время от времени поиски вспыхивают по сей день. ВВС США так и не признались, сколько же точно «изделий» у них в тот раз «утонуло вместе с обломками самолёта». Вот только было 3155, а осталось что-то около тысячи, это ни на какие ЧП не списать. Куда делась разница?
Я совсем не занудства ради выше подробно расписывал устройство американского тактического «ядрёнбатона». Без него сложно было бы понять суть проблемы, с которой столкнулись США, и которую пытались скрывать на протяжении как минимум последних 15 лет.
Вы помните, бомба состоит из «бака с термоядерным топливом» и плутониевого триггера – зажигалки. С тритием-то там никаких проблем. Дейтерид-лития-6 – вещество твёрдое и по своим характеристикам достаточно стабильное. Обычная взрывчатка, из которой состоит детонационная сфера первоначального инициатора триггера, со временем свои характеристики конечно меняет, но её замена особой проблемы не создаёт. А вот к плутонию есть вопросы.
Оружейный плутоний – распадается. Постоянно и неостановимо. Проблема боеспособности «старых» плутониевых зарядов в том, что с течением времени уменьшается концентрация Плутония 239. Из-за альфа-распада (ядра Плутония-239 «теряют» альфа-частицы, представляющие из себя ядра атома Гелия), вместо него образуется примесь Урана 235. Соответственно, растёт критическая масса. Для чистого Плутония 239 – это 11 кг (10 см сфера), для урана – 47 кг (17 см сфера). Уран -235 также распадается (это как и в случае с Плутонием-239, тоже альфа-распад), загрязняя плутониевую сферу Торием-231 и Гелием.
Примесь плутония 241 (а она всегда есть, хоть и доли процентов) с периодом полураспада в 14 лет, также распадается (в этом случае идёт уже бета-распад – Плутоний-241 «теряет» электрон и нейтрино), давая Америций 241, ещё более ухудшающий критические показатели (Америций-241 распадается по альфа-варианту до Нептуния-237 и всё того же Гелия).
Когда я говорил про ржавчину, я не сильно то и шутил. Плутониевые заряды «стареют». И их, как бы, невозможно «обновить». Да, теоретически, можно поменять конструкцию инициатора, расплавить 3 старых шарика, сплавить из них 2 новых… Увеличив массу с учётом деградации плутония. Однако «грязный» плутоний – ненадёжен. Даже увеличенный «шарик» может не выйти на сверхкритическое состояние при обжатии во время взрыва… А если вдруг по какой-то статистической прихоти в полученном шарике образуется повышенное содержание Плутония-240 (образуется из 239 захватом нейтрона) – то наоборот, может бабахнуть прямо на заводе.
Критичной величиной является 7% Плутония-240, превышение которой может привести к изящно сформулированной «проблеме» – «преждевременной детонации».
Таким образом, мы приходим к выводу о том, что для обновления парка B61 Штатам нужны новые, свежие плутониевые инициаторы. Но официально – реакторы-размножители в Америке были закрыты ещё в 1988 году. Существуют, конечно, ещё накопленные запасы. В РФ к 2007 было накоплено 170 тонн оружейного плутония, в США – 103 тонны. Хотя эти запасы тоже «стареют».
Плюс к тому, вспоминается статья НАСА о том, что у США осталось Плутония-238 всего на пару РИТЭГов. Департамент энергетики обещает НАСА 1,5 кг Плутония-238 в год. «Новые горизонты» имеет 220 ваттный РИТЭГ, содержащий в себе 11 килограммов. «Любопытство» – несёт РИТЭГ с 4,8 кг. Причём, есть предположения, что этот плутоний уже был куплен в России…
Это и приоткрывает завесу тайны над вопросом «массового усыхания» американского тактического ядерного оружия. Подозреваю, что все В61, произведённые до начала 80х годов ХХ века, они разобрали сами, так сказать, во избежание «внезапных случайностей». А также ввиду неизвестности: а сработает ли изделие, как надо, если, не приведи Господи, дело-таки дойдет до его практического применения?
Но теперь начал «подходить срок» оставшейся части арсенала, и, судя по всему, старые приёмы с ним уже не проходят. Бомбы надо разбирать, но сделать новые в Америке уже не из чего. От слова – вообще. Технологии обогащения урана утрачены, наработка оружейного плутония остановлена теперь уже по обоюдной договорённости России и США, специальные реакторы остановлены. Специалистов практически не осталось. Да и денег начинать эти ядерные танцы с начала в нужном количестве, как выяснилось, у США уже тоже нет.
А отказаться от тактического ядерного оружия нельзя по целому ряду политических причин. Да и вообще, в США все, от политиков до военных стратегов слишком сильно привыкли к наличию у себя тактической ядерной дубинки. Без неё им как-то неуютно, холодно, страшно и очень одиноко.
Впрочем, судя по информации открытых источников, пока ядерная начинка в В61 ещё не совсем до конца «протухла». Лет 15-20 изделие ещё срабатывать будет. Другой вопрос, что про установку на максимальную мощность можно забыть.
Значит, что? Значит, надо придумать, как ту же бомбу можно класть точнее! Расчёты на матмоделях показали, что при сокращении радиуса круга, в который изделие будет гарантированно попадать, до 30 метров, и обеспечения не наземного, а подземного подрыва боевой части на глубине хотя бы от 3 до 12 метров, разрушительная сила удара, за счёт процессов, протекающих в плотной среде грунтов, получается той же, а мощность взрыва можно уменьшить до 15 раз. Грубо говоря, тот же результат достигается 17 килотоннами, вместо 170.
Как это сделать? Да элементарно, Ватсон!
ВВС уже скоро как 20 лет применяют технологию Joint Direct Attack Munition (JDAM). Берётся обычная «тупая» (от английского dumb) бомба. На неё навешивается комплект наведения, включающий использование GPS, заменяется хвостовая часть с пассивной на активно подруливающую по командам бортового компьютера, и вот вам новая, уже «умная» (smart) бомба, способная поражать цель точно.
Кроме того, замена материалов некоторых элементов корпуса и головного обтекателя позволяет оптимизировать траекторию встречи изделия с преградой так, чтобы за счёт собственной кинетической энергии оно могло до взрыва проникать в грунт на нужную глубину.
Технология была разработана корпорацией Boeing в 1997 году по объединённому заказу ВВС И ВМС США. Во время «Второй Иракской» известен случай поражения 500 килограммовой JDAM иракского бункера, находившегося на глубине 18 метров под землёй. Причём подрыв боевой части самой бомбы произошёл на минус третьем уровне бункера, находившемся ещё 12-ю метрами ниже.
Сказано – сделано! У США появилась программа модернизации всех 400 «тактических» и 200 «запасных» В61 в новейшую модернизацию В61-12. Впрочем, ходят слухи, что «высотные» варианты под эту программу попадут тоже.
Бомба «B-61-12»
На фото из программы испытаний хорошо видно, что инженеры пошли именно таким путём. На хвостовик, торчащий за стабилизаторами, внимания обращать не стоит. Это элемент крепления к испытательному стенду в аэродинамической трубе.
Важно отметить, что в центральной части изделия появилась вставка, в которой расположены маломощные ракетные двигатели, выхлоп сопел которых обеспечивает бомбе собственное вращение по продольной оси. В сочетании с головкой самонаведения и активными рулями, В61-12 теперь может планировать на дальность до 120-130 километров, позволяя самолёту-носителю производить её сброс без захода в зону ПВО цели.
20 октября 2015 года ВВС США провели бросковые испытания образца новой тактической термоядерной бомбы на полигоне в штате Невада, использовав в качестве носителя истребитель-бомбардировщик F-15E. Боеприпас без заряда уверенно поразил круг радиусом 30 метров.
Насчёт точности (КВО):
Это значит, что формально американцам удалось (есть такое у них выражение) схватить Бога за бороду. Под соусом «просто модернизации одного очень-очень старого изделия», которое, к тому же, ни под один из свежезаключённых договоров не подпадает, США создали «ядерное шило» с повышенной дальностью и точностью. С учётом особенностей физики ударной волны подземного взрыва и модернизации боевой части под 0,3-1,5-10-35 (по другим источникам до 50) килотонн, в проникающем режиме В61-12 может обеспечить такие же разрушения, как при обычном наземном взрыве мощностью от 750 до 1250 килотонн.
Правда, оборотной стороной успеха стали… деньги и союзники. На сами поиски решения, включая бросковые испытания на полигоне, с 2010 года Пентагон потратил всего 2 млрд. долларов, что по американским меркам сущие пустяки. Правда, возникает ехидный вопрос: что они такого нового там придумывали, если учесть, что самый дорогой серийный комплект оборудования для переоснащения сопоставимой по размеру и весу обычной фугасной авиабомбы типа GBU там стоит всего 75 тыс. дол? Ну да ладно, чего в чужой карман заглядывать.
Другое дело, что сами эксперты из NNSA прогнозируют размер расходов на переделку всего текущего боезапаса В61 в сумме, по меньшей мере в 8,1 млрд. долл. к 2024 году. Это, если ничто никуда к тому моменту не подорожает, что для американских военных программ есть ожидание абсолютно фантастическое. Хотя… если даже этот бюджет поделить на 600 изделий, предполагающихся к модернизации, то калькулятор мне подсказывает, что денег понадобится как минимум по 13,5 млн. баксов за штуку. Куда уж тут ещё дороже, учитывая розничную цену обычного комплекта «умности для бомбы»?
Впрочем, существует весьма ненулевая вероятность, что вся программа В61-12 полностью так и не будет реализована. Названная сумма уже вызвала серьёзное недовольство Конгресса США, серьёзно занятого поиском возможностей секвестра расходов и сокращения бюджетных программ. Включая оборонные. Пентагон, само собой, бьётся на смерть.
Заместитель министра обороны США по проблемам глобальной стратегии Мадлен Кридон заявила на слушаниях в Конгрессе, что «воздействие секвестра угрожает подорвать усилия [по модернизации ядерных боеприпасов] и способствовать дальнейшему росту незапланированных затрат за счёт удлинения периодов разработки и производства». По её словам, уже в нынешнем виде сокращения бюджета к настоящему моменту привели к переносу сроков начала реализации программы модернизации В61 примерно на шесть месяцев. Т.е. начало серийного производства В61-12 сдвинулся до начала 2020 года.
С другой стороны, у заседающих в разных контрольно-наблюдательных и всяких там бюджетно-финансовых комиссиях гражданских конгрессменов для секвестра существует свой резон. Самолёт F-35, рассматривающийся в качестве основного носителя новых термоядерных авиабомб, все ещё толком не летает. Программа его поставок в войска уже в который раз сорвана и неизвестно, будет ли она исполнена вообще.
Европейские партнёры по НАТО всё больше выражают озабоченность по поводу опасности повышения «тактической заточенности» модернизированных В61 и неизбежный «какой-то ответ со стороны России». А она уже успела за прошедшие несколько лет продемонстрировать способность парировать новые угрозы категорически ассиметричными способами.
Как бы не получилось так, что в результате ответных мер Москвы, ядерная безопасность в Европе, вопреки сладким речам Вашингтона, не увеличится, а, наоборот, как бы не уменьшилась. Они всё чаще цепляются за стремление к безъядерному статусу Европы. И модернизированные термоядерные бомбы их совершенно не радуют.
Разве что новый премьер-министр Великобритании в своём первом выступлении при вступлении в должность что-то там про ядерное сдерживание пообещала. Остальные же, особенно Германия, Франция и Италия, так вообще не стесняются заявлять, что против реально у них существующих проблем с мигрантами и террористических угроз тактическое ядерное оружие может помочь в наименьшей степени.
Но деваться Пентагону всё равно некуда. Если не модернизировать эти бомбы в ближайшие 4-8 лет, то «ржа сожрёт» и половину текущего боезапаса… А ещё через пяток лет вопрос модернизации может сняться сам собой, так сказать, в виду пропадания предмета для модернизации.
И, кстати, с начинкой боеголовок стратегического ядерного оружия у них ведь те же проблемы…
Испытания ядерной бомбы B61-12 на полигоне в Неваде
Более подробную и разнообразную информацию о событиях, происходящих в России, на Украине и в других странах нашей прекрасной планеты, можно получить на Интернет-Конференциях, постоянно проводящихся на сайте «Ключи познания». Все Конференции – открытые и совершенно безплатные. Приглашаем всех интересующихся…
