Взрыв ядреного боеприпаса — не простая задача. Безопасность до команды на подрыв гарантирована, после которой наступает надежность немедленного взрыва по заданной точке. Две противоположности: безопасность и немедленный взрыв — существуют в одном блоке, самом закрытом участке ядерного заряда. Уникальное исследование Naked Science повествует о сложном устройстве и филигранной работе этого блока.
Ядерные заряды неизменно привлекают внимание как устройства исключительной мощности. С течением времени тайны первых ядерных устройств рассеялись.
Устройство ядерного блока атомных бомб «Толстяк» и «Малыш» стало широко известным и обсуждаемым. Рассмотрены урановые и плутониевые элементы этих бомб, а также другие компоненты ядерной сборки. В частности, фокусирующая система из призм взрывчатки с разными скоростями детонации, создающая имплозию — взрыв с направленной внутрь ударной волной. Указано количество детонаторов, устройство и материал тампера, толкателя, источника нейтронов.
Известны конструкции термоядерных устройств, такие как «слойка Сахарова», схема водородной ступени Теллера Улама и более современные модели, стоящие на вооружении. Например, особенности американской термоядерной боевой части W-88 (с пустотелым плутониевым эллипсоидом и двухточечной системой подрыва) подробно расписаны, включая строение всей боеголовки.
Существуют реализация бустинга — усиления мощности ядерных зарядов термоядерной реакцией. Она выделяет большое количество нейтронов, обеспечивающих более полное деление ядерного материала с ростом энергии взрыва. Внутри заряда помещают несколько граммов смеси дейтерия и трития, заменяемой свежей смесью при обслуживании. В экзотических схемах, таких как ядерные заряды ЮАР, дейтериево-тритиевым газом пропитывали пористый материал, подлежащий делению.
Конструкции ядерной и термоядерной сборки популярны, но заряд имеет еще одну часть, всегда остающуюся в тени. Это тайная, более неизвестная часть, чем ядерная сборка — мозг заряда. От его работы зависит все: произойдет взрыв или нет, когда и где, сколько выделится мощности. При ключевой роли во взрыве эта часть не менее важна, чем ядерная, именно она подрывает ядерную сборку.
Хотя схемы ядра и ранних атомных бомб, а также современных боеголовок хорошо изучены, устройство и функционирование их второй, наиболее секретной составляющей остаются скрытыми. Это устройство носит название блока автоматики.
Особенности цепной реакции
Ядерный взрыв, обладающий огромной мощностью, парадоксальным образом крайне «хрупкий» феномен, происходящий лишь при исключительной согласованности всех элементов ядерного устройства. Для цепи событий при запуске взрыва требуется очень точное управление. Даже незначительные отклонения во времени, не ощутимые в обычной технике, приведут к резкому снижению энерговыделения, а вплоть до отказа ядерного взрыва.
Проблема кроется в особенностях цепной ядерной реакции: при соответствующих обстоятельствах процесс развивается очень стремительно, приводя к мощному высвобождению энергии.
Ядро атома урана-235 или плутония-239 распадается после захвата нейтрона, выбрасывая несколько новых нейтронов (в среднем 2,4 на один распад). Некоторые из них попадают в другие делящиеся ядра, вызывая их распад и выброс следующих нейтронов. Такая последовательность распадов называется цепной реакцией. «Осколки» (атомные ядра других химических элементов), образовавшиеся после деления, разлетаются с большой скоростью, выделяя тепловую энергию распада.
При каждом делении число нейтронов в цепной реакции может увеличиваться. Скорость роста зависит от того, насколько эффективно ядра делящегося материала захватывают их. Если будет захвачен лишь один из образовавшихся нейтронов, цепная реакция не ускорится: один нейтрон захвачен ядром и вызвал распад, новый нейтрон этого распада даст новый распад.
Эффективный коэффициент размножения нейтронов К определит на сколько увеличится или уменьшится число делений новыми нейтронами. Каждое новое поколение нейтронов в цепной реакции умножается на К. В примере выше К равен 1. Эта единица поддерживается в энергетическом ядерном реакторе: число делений остается неизменным в стабильном режиме работы. Деления дают столько тепла, сколько отводится из горячей зоны реактора: больше нельзя, иначе реактор расплавится.
При значении К меньше 1 цепная реакция прекращается до случайных разрывов: таким образом глушат реактор или снижают его мощность. А если К больше 1, число распадов нового поколения увеличивается в К раз. Количество делений ядер при этом ускорении возрастает очень быстро, переходя в лавину. Скорость этого роста прямо пропорциональна величине превышения К над единицей.
При распаде ядра нейтроны двигаются со скоростью около 10 тысяч километров в секунду. Между делящимися ядрами небольшое расстояние, поэтому новое деление наступает очень быстро. В чистом материале из делящихся ядер металлической плотности время цикла деления составит около одной стомиллионной доли секунды, а в реальном — больше. Чем ближе ядра друг к другу, тем скорее нейтрон перемещается от одного ядра к другому, вызывая новое деление и разгоняя цепную реакцию.
Критическая масса и сверхкритические условия
Уровень К=1 называют критическим, потому что единица разделяет быстрое затухание цепной реакции при К<1 от лавинообразного ее ускорения при К>1 – два критически разных состояния как для самой цепной реакции, так и для устройства, проводящего её. Отсюда при К<1 условия ядерной реакции и состояние ядерной сборки называют докритическими или подкритическими. А при К>1 состояние ядерной сборки и условия лавинообразной цепной реакции называют надкритическими или сверхкритическими. Эти условия определяют наименьшую массу делящегося вещества, достаточную для лавинообразной цепной реакции в этой конструкции ядерной сборки, а также геометрию делящегося вещества в докритическом и сверхкритическом состояниях.
Задача взрыва состоит в переводе ядерной сборки из докритического в сверхкритическое состояние с заданным значением К и развитии лавинообразной цепной реакции деления с выделением большой энергии. Но два свойства цепной реакции, которые мы отметили выше — быстрота ее развития и большое энерговыделение — сильно осложняют решение задачи. Как осложняют ее и спонтанные, самопроизвольные деления в ядерном материале, рождающие нейтроны. Пока сборка находится в докритическом состоянии, возникающие нейтроны (у урана их немного, у плутония больше) не могут вызвать цепную реакцию. Нейтроны либо покидают делящийся материал через его обширную поверхность, либо поглощаются другими веществами и не создают проблем.
Перевод ядерной сборки в сверхкритическое состояние занимает время, хотя и крайне малое. Быстро развивающаяся цепная реакция с большим энерговыделением начинает конкурировать с переходом сборки в сверхкритическое состояние. Появляющиеся спонтанные нейтроны начинают размножение до того, как сборка достигает запланированного значения К. Деления от них порождают мощную волну тепла, разрушающую сверхкритические условия (тепловое расширение ядерного материала) и само устройство. Цепная реакция прерывается на ранних стадиях, не успев выделить даже несколько тонн тротилового эквивалента мощности.
Решить проблему можно двумя ключевыми моментами: достичь сверхкритического состояния ядерной сборкой с заданным значением К>1 быстрее, чем размножаются спонтанные нейтроны, и удержать сборку в этом состоянии определённое время.
После достижения заданного значения К нельзя дожидаться роста количества нейтронов от спонтанных делений в сборке. Это повторит уничтожение устройства ранними уровнями энерговыделения. Нужно впрыснуть в сверхкритическую сборку большое количество нейтронов сразу: чтобы умножение нейтронов началось с большого числа. И это нужно сделать в строго определенный момент: ни раньше, ни позже. Тогда поднявшееся цунами нейтронов успеет затопить ядерный материал и вызвать глубокую степень деления с энерговыделением десятков килотонн.
Для решения первой задачи — перевода сборки в сверхкритическое состояние — использовали скорость химического взрыва. Октоген со скоростью детонации более 9 километров в секунду сжимает ядерную часть размером в дециметры со всех сторон. Ее края сходятся со скоростью 18 километров в секунду, сжатие происходит за доли миллионной секунды. Делящиеся ядра приближаются друг к другу, сокращая время нейтронного цикла и увеличивая К. Для равномерного обжатия сборки взрывом (при малейшем перекосе ударной волны она раздробит ее) необходима высокая точность запуска детонации. Инициирующие импульсы тока должны прийти на все взрыватели одновременно.
Для запуска цепной реакции в большом масштабе предназначено специальное устройство — импульсный нейтронный источник или инициатор. Это синонимы для ядерного заряда, ведь нейтронный импульс инициирует взрыв. Первые источники были несовершенны, но запустили ядерный взрыв. Позже их стали использовать как ускорители, создающие реакцию слияния ядер дейтерия и трития с большим выходом нейтронов. Для «запала» ядерного заряда используют реакцию водородного синтеза.
Блок автоматики управляет и осуществляет взрыв.
Достичь выделения энергии в десятках килотонн возможно только при очень точном и быстрым выполнении действий. Блок автоматики заряда действует как единый руководитель и исполнитель всего процесса.
Блок автоматики представляет собой конструкцию, содержащую механические, электрические и электронные устройства, объединенные друг с другом. Устройства группируются в модули для упрощения сборки и контроля отдельных подсистем. Блок автоматики всегда находится рядом с ядерной сборкой, соединен с ней кабельной сетью и входит в состав ядерного взрывного устройства.
В некоторых случаях это не обязательно боеприпас, например, в СССР использовались ядерные взрывные устройства для нужд народного хозяйства.
Блок автоматики по внешнему виду мог напоминать небольшую бочку в ранних моделях, а впоследствии — большую кастрюлю или коробку. Его вид, размеры и масса могли быть различными. Вначале блоки автоматики весили почти сто килограмм, затем вес снизился до тридцати килограммов и продолжал уменьшаться вместе с габаритами. Применяются как унифицированные, так и специально созданные под определенный заряд блоки автоматики.
Основа работы каждого блока автоматики — это два ключевых принципа: бесперебойное движение к взрыву и управление процессом.
Два принципа воплощаются в действиях, этапах и алгоритмах, выполняемых подсистемами блока автоматики.
Много уровней предохранения поддерживаются, заряд переводится в состояния всё большей готовности к взрыву, вырабатывается главная команда на подрыв, производят сложный взрыв заряда.
Система подрыва и нейтронного инициирования
Как мы говорили, подрыв заряда начинается с перевода ядерной сборки в сверхкритическое состояние. Это достигается увеличением компактности ядерного материала: соединением разделенных частей делящегося вещества в единый блок или переводом тонкого полого эллипсоида переменной толщины в компактное тело, например, в боеголовке W-88. Или сближением атомов ядерного материала с ростом его плотности путем обжатия взрывом с подрывом наружных блоков взрывчатки.
Детонация запускается в нескольких местах (от двух до тридцати двух) взрывателями, работающими с высокой степенью синхронности. Для активации детонаторов подаётся высоковольтный импульс тока через систему кабелей. Высокий ток нужен для того, чтобы детонаторы не реагировали на статическое электричество и помехи в кабелях. Специальные детонаторы имплозионной системы не имеют чувствительного инициирующего взрывчатого вещества (азида свинца), запускающего детонацию вторичного взрывчатого вещества для выхода его фронта из взрывателя в блок основной взрывчатки. Отсутствие этого вещества делает спецдетонатор безопаснее, но для срабатывания ему требуется значительно больше энергии. Её и доставляет мощный высоковольтный импульс тока, равномерно распределяемый между детонаторами.
Работает устройство благодаря генератору подрывного импульса тока – сборке из множества компонентов. К ним относятся высоковольтные конденсаторы большой емкости, коммутирующие разрядники, мощный транзистор и высоковольтный выпрямительный столб, а также высоковольтные соединительные элементы.
Малые габариты генератора обусловлены скоростью и мощностью импульса, поэтому перед его элементами стоит задача малоиндуктивности, которую выполняют специальные конструктивные и технические решения.
После подачи импульса тока срабатывает электрическая линия задержки, откладывающая выдачу импульса нейтронов до момента перехода ядерного материала в сверхкритическое состояние с определенной величиной эффективного коэффициента размножения нейтронов при имплозии.
Первые импульсные нейтронные источники были неуправляемыми и состояли из маленького шарика с разделенными преградой полонием и бериллием в центре ядерной сборки. Ядерная реакция для выхода нейтронов запускалась механическим смешением при имплозии без выбора момента срабатывания. Внешние импульсные нейтронные источники упростили ядерную часть заряда и ощутимо повысили эффективность деления ядерного материала. Уже первые внешние импульсные нейтронные источники были управляемыми и создавали импульс нужной интенсивности и длительности в оптимальный момент времени. Это увеличило выделение энергии взрыва более чем в полтора раза, что наглядно характеризует роль блока автоматики и его возможности.
Первые внешние импульсные нейтронные источники имели однокаскадный линейный ускоритель.
Ускоритель разгонял ядра дейтерия электромагнитным полем до энергии 120 килоэлектронвольт, обеспечивая преодоление кулоновского отталкивания и энергию начала реакции (100 килоэлектронвольт). Ядра дейтерия ударялись в мишень с ядрами трития, вызывая ядерную реакцию дейтерий + тритий. В результате синтезировалось гелий, а выделагались нейтроны.
Создавался мощный нейтронный поток — нейтронный импульс из десятков триллионов нейтронов и более, поступающих в сверхкритическую ядерную сборку за короткий промежуток времени. Это устройство представляло собой вакуумную трубку, где источником ядра дейтерия служила взрывающаяся от нагрева проволочка, содержащая дейтерий. Поэтому его назвали нейтронной трубкой. Она являлась самой сложной и важной частью блока автоматики.
Для функционирования импульсного нейтронного источника требуется высоковольтное оборудование: импульсный трансформатор, конденсаторы большой емкости, устройства коммутации высокого напряжения. Мощность взрыва можно увеличить, формируя нейтронный импульс определенной формы, задаваемой элементами блока нейтронной трубки.
Новые поколения нейтронных источников имеют отличия в конструкции, но их работа основана на тех же принципах: выдача потока нейтронов с необходимой интенсивностью, длительностью и формой, точно синхронизированной во времени.
Система предохранения и взведения
Даже обычный боеприпас (например, пушка авиационной автоматики) не готов к детонации ни в хранилище, ни в ленте на борту, ни в стволе орудия, ни сразу после выстрела. В ходе стрельбы и полёта во взрывателе снаряда снимаются ряд предохранителей, последнее происходит через несколько сотен метров от дула. Такое действие называется дальним взведением и предотвращает взрыв боеприпаса на борту, в стволе и рядом с самолётом.
Для ядерного боеприпаса это особенно важно:
его нельзя привести в состояние готовности к взрыву ни при эксплуатации, ни сразу после отделения от носителя. Ядерный заряд не даст атомного взрыва в любых непредвиденных ситуациях. Даже если его уронить с высоты на скалы, поместить в доменную печь, обстрелять из любого оружия, обложить взрывчаткой и взорвать, или если близко сработает другой ядерный заряд.
Система предохранения и взведения гарантирует взрывобезопасность заряда, исключая случайный или преждевременный подрыв из-за ложных данных, несанкционированных действий или любых нештатных причин. Система также переводит заряд в состояние готовности к взрыву перед его срабатыванием и является частью блока автоматики.
Ядерное оружие будет готово к детонации лишь непосредственно перед взрывом.
Для предохранения и взведения заряда блок автоматики комплектуется разными коммутационными устройствами: электромагнитными реле разных типов и электромагнитными выключателями, образующими сложные электрические цепи с возможностью включения и отключения. В блоке автоматики размещены не все электромеханические приборы.
Глаза и осязательные рецепторы располагаются снаружи тела человека. Вкус и слух получают информацию из внешней среды через ротовую полость и слуховые каналы соответственно. Мышечные рецепторы не взаимодействуют со средой. Все данные от рецепторов передаются в мозг для обработки и принятия решений.
Система взведения также функционирует по схожей схеме. Информация от разнообразных приборов и датчиков поступает в блок автоматики — «мозг» ядерного заряда. Обработка данных системой взведения реализует алгоритмы, повышающие готовность заряда к детонации.
Концевые выключатели установлены на поверхности носителя ядерного заряда. При размыкании контактов и выдергивании чеков в блок автоматики поступает сигнал о разделении носителя от стартового сооружения, самолета-носителя, самоходной установки или подлодки.
Другие приборы регистрируют параметры среды, где движется носитель. При применении крылатых или баллистических ракет используются манометрические, барометрические и аэродинамические датчики. Первые срабатывают при достижении заданной разницы между наружным статическим давлением и давлением в специальной емкости внутри прибора, сигнализируя о достижении определенной высоты. Вторые реагируют на значение наружного статического давления воздуха. Третьи активизируются при заданной разнице статического и полного давления, создаваемого встречным потоком воздуха при заданной скорости носителя. Сигналы датчиков вызывают включение или отключение электрических цепей в блоке автоматики.
После запуска с пусковой установки сигнал концевого выключателя снимает одну из блокировок. Однако если ракета не достигнет контрольной высоты или скорости, блок автоматики не отключит ступень предохранения. Тогда заряд не взорвется, независимо от развития нештатного полета и падения ракеты.
Если боеголовкой служит торпеда, то функционируют гидравлические системы. Гидростатические приборы реагируют на установленное давление морской воды в состоянии покоя, гидродинамические датчики измеряют разницу полного и статического давлений воды при движении торпеды.
Также существуют группы приборов, не взаимодействующих со средой, аналогичных мышечным рецепторам, встроенным в тело человека. К ним относятся датчики линейных ускорений и инерционные включатели, которые задействуют или отключают электрические цепи блока автоматики при достижении контрольных значений перегрузки по трём осям. Есть временные приборы, переключающие электрические цепи после истечения заданного времени.
Работа каналов и линий формирует тонкую, структурированную сеть значений физических величин, интервалов времени и происшествий в процессе функционирования носителя заряда. Только при корректном прохождении заданных последовательностей система безопасности постепенно увеличивает готовность заряда к детонации, а при значительных отклонениях фактических событий от плана работы носителя – сразу же её сбрасывает.
Кто нажмет на спусковой крючок
Все стадии пути носитель завершил, находится совсем близко к финишу. Защитные меры сняты, боеприпас способен detonate в любой момент. Кто отдаст распоряжение о взрыве?
Система запуска, или исполнительная система подрыва, предназначена для формирования основной команды на взрыв заряда, которую реализует блок автоматики и его система подрыва. Главный сигнал запускает процесс детонации, отсюда название «пусковая». Исполнительная система выполняет свою функцию при условии достижения цели — взрыв заряда.
Система запуска состоит из логических блоков, формирующих главный сигнал, интегрированных в блок автоматики. Исполнительные датчики расположены как на поверхности носителя, так и внутри блока автоматики.
Подсистемы исполнительных датчиков имеют иерархию и действуют по разным физическим принципам, подобно датчикам системы предохранения и взведения. Количество схем и воплощений пусковых систем так же велико, как и конструкций, несущих ядерный заряд. Например, боеголовка баллистической ракеты обычно нацелена на точку в пространстве на высоте 500–800 метров над землей. Взрыв мощностью сотни килотонн принесет наибольший ущерб поверхности Земли при определенной высоте, зависящей от мощности заряда. Также возможен подрыв на земле для поражения укрепленной подземной цели.
Пусковая система заряда боеголовки включает сегменты, основным из которых является бесконтактный инерциальный. Боеголовка снабжена инерциальным блоком с акселерометрами, непрерывно измеряющими ускорения по трем пространственным осям. Интегрирование ускорений позволяет определить текущие скорости по этим осям, или пространственную скорость боеголовки. Интеграция скоростей дает пространственные координаты боеголовки, путь и положение относительно цели. Эти вычисления выполняет бортовая инерциальная навигационная система боеголовки.
Боеголовка вряд ли пройдет точно через точку цели из-за погрешности движения и отклонения от расчетной траектории. Поэтому целью становится часть пространства вокруг точки, например сфера или цилиндр. В случае входа боеголовки в это пространство инерциальная система оповестит пусковую систему, которая выдаст команду на подрыв заряда.
При наземном взрыве активизируется контактный сегмент пусковой системы — ударные датчики, основанные на разных физических принципах: датчики ускорения, регистрирующие ударный рост перегрузки, и другие приборы. Пусковая система успеет детонировать заряд при любой скорости столкновения с поверхностью, независимо от угла встречи с преградой или ориентации боеголовки в этот момент.
Боеголовка снабжена также радиовзрывателями, подающими сигнал на заданной высоте. Взрыватели действуют каскадно, с подразделением контрольных высот на диапазоны. Радиовзрыватели составляют третий сегмент пусковой системы заряда боеголовки.
С 1980-х годов действуют адаптивные системы подрыва, выбирающие момент взрыва и адаптирующие его к фактической траектории. Инерциальный блок измеряет ускорения и на основе этих данных строит фактическую траекторию, по которой рассчитывается дальнейшая будущая траектория. На ней определяется ближайшая к цели точка наименьшего промаха, а также прогнозируется момент времени, когда боеголовка достигнет этой точки. В этот момент взрывается заряд с минимальным промахом для сложившейся траектории.
Взрывной заряд у цели готов к детонации. При получении сигнала подрыва взрыв случится моментально. Боевое ядро, движущееся со скоростью снайперской пули, пройдет лишь десятую долю миллиметра, сместившись на толщину человеческого волоса, когда в его заряде запустится и завершится весь комплекс ядерных реакций, высвобождая мощность, указанную на этикетке.
База из элементов — важнейшая часть повествования.
Блок автоматики функционирует в условиях повышенной нагрузки. При нахождении в головном отделе межконтинентальной ракеты во время снижения в атмосфере испытывает перегрузки до десятков g. Автоматика ядерных артиллерийских снарядов подвергается ещё большим нагрузкам, достигающим тысяч g. Сверхзвуковое обтекание боеголовки обуславливает сильные вибрации, изменяющиеся по частоте и амплитуде. Такие же вибрации возникают при работе ступеней ракеты, особенно твердотопливных.
При данных условиях все компоненты блока автоматики должны функционировать без отклонений параметров, нарушений контактов, задержек и других негативных явлений. Потому компоненты блока автоматики разрабатываются с учетом особенностей условий эксплуатации. Стойкость компонентов проверяется на вибростендах с широким спектром колебаний, на перегрузочных центрифугах, на ударных стендах.
Чтобы выдерживать большие перегрузки и вибрации, блоки и узлы автоматики заполняют специальными составами: пенопластом для низковольтных узлов и полимеризующимися компаундами для высоковольтных узлов с большими градиентами электрического поля. Полимерные наполнители также служат силовым крепежом, равномерно распределяя нагрузку с мест крепления на силовой каркас.
Автоматизация спроектирована для работы в условиях воздействия ядерных взрывов, нейтронных потоков и гамма-излучения, а также сильных электромагнитных полей. Такой поток вызывает необратимые изменения в полупроводниковых материалах транзисторов и диодов. Мощные ионизирующие излучения меняют свойства изоляции кабелей высоковольтной системы подрыва, конденсаторов и других элементов.
При разработке первых поколений элементов блока автоматики проверяли их устойчивость к излучениям под прямым воздействием ядерного взрыва. Так, на Семипалатинском ядерном полигоне в 1961–1962 годах проводили взрывы специально для изучения влияния излучений на заряд и блок автоматики. Это испытания ФО-10 (физический опыт, взрыв был проведен в подземной штольне), ФО-12-1 и ФО-12-2, по результатам которых получили важную информацию о радиационной стойкости элементов блока автоматики и их работе в условиях излучений реальных ядерных взрывов.
Контроль контролера, или Что такое спецконтроль
Блок автоматики заряда обладает ещё одной системой управления. Все описанное выше функционирует на вход блока автоматики с одним выходом — к ядерной сборке. Но блок автоматики сам является сложной технической системой и нуждается в контроле: правильно ли работает блок, какие состояния последовательно проходят его блоки, подсистемы, электрические цепи и элементы?
При испытательных пусках баллистических ракет проверяют работу блока автоматики в боеголовках без ядерного заряда. Его заменяют массово-габаритным аналогом с такими же детонаторами, но без имплозионной взрывчатки и делящегося материала. В летных испытаниях блок автоматики работает в реальных условиях: перегрузках, вибрациях, тепловом режиме. Необходимо точно отследить его работу в полете и сопоставить с расчетной — есть ли отклонения, или блок четко выполнил все свои задачи.
Специальный контроль, или спецконтроль, — это проверка функционирования блока автоматики заряда. Проводится он с помощью телеметрии, о принципах которой рассказано ранее. говорилиТелеметрию блока автоматики называют телеметрией специального контроля, или спецтелеметрией.
Получает и регистрирует она информацию о завершающем этапе полета боеголовки, где выполняется большая часть задач блоком автоматики и реализуется главная команда.
На измерительных пунктах принимающего полигона на Камчатке после тридцатиминутной готовности к старту движение обычно стихает. Все участники боевой работы занимают свои места: на центральном посту, в аппаратных, на крыше технического здания у фототеодолитов и на других объектах. Следующая готовность — двадцатиминутная. Вскоре после ее доведения в небе слышен гул турбовинтовых двигателей. Самолеты спецтелеметрии, взлетевшие из Ключей, проходят в район барражирования. Когда небо освободится от каскада падения, и по местности пройдут финальные тяжкие удары баллистических волн от прошедших боеголовок, слышно самолеты, уходящие обратно. Автору множество раз доводилось слышать их звук во время боевых работ.
Ан-26 оборудован аппаратурой телеметрии спецконтроля. Самолет и аппаратура составляют приемно-регистрирующий комплекс самолетный (ПРК-С). Зачем выполнять спецконтроль с самолетов? Возможно, сигнал спецконтроля слабый, чтобы его не могли уловить технические средства соседней с Камчаткой страны. Хорошо оснащенные самолеты спецмодификации RC-135S других стран также участвуют в наших испытательных работах. Нашим самолетам нужно быть ближе к слабым сигналам спецтелеметрии, чтобы их разобрать и записать.
Спецконтроль осуществляется при помощи наземной аппаратуры, размещающейся в пунктах измерения рядом с предполагаемой зоной падения снаряда. Данная система носит длинное название «приемо-регистрирующий комплекс наземный ретрансляционный телеконтроля систем автоматики ГЧ», сокращённо ПРК-НР. Аббревиатура ГЧ (головная часть) сохранилась из старых времён, когда головная часть ракеты была цельной и доставлялась на полигон полностью, а не в виде отдельных боевых блоков.
Спецконтроль имеет свои особенности. Его оборудование порой улавливает спецсигнал на очень короткий промежуток времени, который ощутимо меньше стандартной телеметрии. Спецтелеметрия отличается и по существу. Ввиду того что все события в блоке автоматики проработаны заранее, контроль больше сосредоточен не на измерении физических величин (хотя это тоже присутствует, например, измерение напряжения в высоковольтной сети подрыва), а на регистрации ключевых этапов, выполняемых алгоритмами.
Процесс напоминает сложную раскладку парашюта, разделенную на несколько этапов, например, восемь. Выполнив этап, парашютист демонстрирует его инструктору. При правильном выполнении инструктор кивнет и разрешает перейти к следующему этапу. Здесь нет необходимости в измерении — требуется проверка верного выполнения этапа и разрешение на продолжение. Именно этим контроль отличается от измерений. Спецконтроль похож на раскладку: он скорее регистрирует события, чем измеряет физические величины.
Вместо заключения
В одной статье невозможно затронуть все вопросы блока автоматики из-за разнообразия его конструктивных схем и работы. Существуют блоки автоматики без импульсного источника нейтронов; компактные; с иной спецификой. Блок автоматики способен выполнять и другие действия, например, регулировать мощность взрыва в зарядах переменной мощности, не подключая термоядерную ступень заряда. Тогда мощность взрыва можно уменьшить с полутора сотен килотонн до 10 или 5 килотонн ядерной части. Это возможно осуществить прямо в полете самолета-носителя или непосредственного носителя термоядерного заряда.
Блоки автоматики небоевых зарядов и автоматики космических термоядерных зарядов имеют свою специфику. Особенности обусловлены применением в народном хозяйстве СССР (небоевые заряды) и отклонением опасных астероидов от Земли (космические термоядерные заряды). Конкретное применение ядерного взрыва отражается в блоке автоматики взрывного устройства.
Современные тенденции направляют на уменьшение массы и габаритов блоков автоматики, внедрение новых технических решений и элементной базы. Развитие ядерных зарядов сопровождается совершенствованием алгоритмов управления ими, повышением возможностей блока автоматики и эффективности управляемого взрыва.
Точное предсказание путей развития этих сложных устройств невозможно. Но базовые принципы работы блока автоматики останутся неизменными: надежность контроля и работоспособности в любых условиях применения для всех поставленных задач.