Warhead: qué hay dentro y cómo funciona después de la separación del cohete
Eche un vistazo a algunas ojivas típicas (en realidad, puede haber diferencias constructivas entre las ojivas). Este es un cono de aleaciones duraderas ligeras. En el interior hay mamparos, marcos, jaulas de alimentación, casi todo es como en un avión. El cuadro de potencia está cubierto con metal duradero. Una capa gruesa de recubrimiento resistente al calor se aplica a la carcasa. Parece una antigua canasta neolítica, ricamente enlucida con arcilla y quemada en los primeros experimentos del hombre con calor y cerámica. La similitud se explica fácilmente: tanto la cesta como la ojiva tendrán que resistir el calor externo.
Ojiva y su relleno
Dentro del cono, montados en sus "asientos", hay dos "pasajeros" principales para los que todo comienza: una carga termonuclear y una unidad de control de carga, o una unidad de automatización. Son sorprendentemente compactos. La unidad de automatización es aproximadamente del tamaño de un frasco de pepinos encurtidos de cinco litros, y la carga es sobre un cubo de jardín común. Pesada y pesada, la unión de bancos y cubos explotará kilotones por trescientos cincuenta y cuatrocientos. Dos pasajeros están conectados por una conexión, como los gemelos siameses, y a través de esta conexión intercambian algo constantemente. Su diálogo está en curso todo el tiempo, incluso cuando el cohete está en servicio de combate, incluso cuando estos gemelos solo están siendo tomados de la empresa de fabricación.
El primer misil balístico soviético P-7.
se convirtió en el antepasado de una gran familia de cohetes espaciales, que hizo una gran contribución al desarrollo de los vuelos espaciales tripulados. Las modificaciones más recientes del cohete Soyuz son los únicos medios de entrega de la tripulación a la ISS.
se convirtió en el antepasado de una gran familia de cohetes espaciales, que hizo una gran contribución al desarrollo de los vuelos espaciales tripulados. Las modificaciones más recientes del cohete Soyuz son los únicos medios de entrega de la tripulación a la ISS.
Hay un tercer pasajero: una unidad que mide el movimiento de una ojiva o, en general, controla su vuelo. En este último caso, los controles de trabajo están integrados en la ojiva para cambiar la trayectoria. Por ejemplo, sistemas neumáticos ejecutivos o sistemas de polvo. Y la red eléctrica a bordo con fuentes de energía, líneas de comunicación con un paso, en forma de cables y conectores protegidos, protección contra impulsos electromagnéticos y sistema de control de temperatura, para mantener la temperatura de carga deseada.
Después de dejar el autobús, las ojivas continúan ganando altitud mientras simultáneamente se apresuran hacia los objetivos. Se elevan a los puntos más altos de sus trayectorias, y luego, sin ralentizar el vuelo horizontal, comienzan a rodar más y más rápido. A una altura de exactamente cien kilómetros sobre el nivel del mar, cada ojiva cruza el límite humano designado formalmente del espacio exterior. ¡Por delante del ambiente!
Viento electrico
Abajo, frente a la ojiva, había una enorme y contrastante brillante de terribles alturas, cubierta con una neblina azul de oxígeno, cubierta con suspensiones de aerosol, un quinto océano ilimitado e ilimitado. Lentamente y de forma apenas perceptible a partir de los efectos residuales de la separación, la ojiva continúa su descenso a lo largo de una trayectoria suave. Pero al encontrarse con ella en silencio sacó una brisa muy inusual. La tocó ligeramente y se hizo evidente, se ajustó el casco con una ola delgada y hacia atrás de un pálido resplandor blanco-azul. Esta ola es increíblemente alta temperatura, pero todavía no quema la ojiva, porque está demasiado anticuada. La brisa que sopla alrededor de la ojiva es eléctricamente conductora. La velocidad del cono es tan alta que literalmente rompe las moléculas de aire en fragmentos cargados eléctricamente, y se produce la ionización del aire por impacto. Esta brisa de plasma se denomina flujo hipersónico de grandes números de Mach, y su velocidad es veinte veces mayor que la del sonido.
Debido a la gran rareza, la brisa es casi invisible en los primeros segundos. Al crecer y compactarse con un hoyuelo en la atmósfera, primero calienta más de lo que presiona la ojiva. Pero poco a poco comienza a comprimir su cono con fuerza. La marea hace girar la ojiva. No gira de inmediato: el cono oscila ligeramente hacia adelante y hacia atrás, reduciendo gradualmente sus vibraciones y finalmente se estabiliza.
Calor hipersonido
Compacto a medida que desciende, el flujo está presionando cada vez más en la ojiva, lo que ralentiza su vuelo. Con la desaceleración, la temperatura disminuye gradualmente. Desde los enormes valores del comienzo de la entrada, el brillo blanco y azul de decenas de miles de kelvins, hasta el brillo amarillo y blanco de cinco a seis mil grados. Esta es la temperatura de las capas superficiales del sol. El brillo se vuelve cegador porque la densidad del aire está creciendo rápidamente y, con él, el flujo de calor hacia las paredes de la ojiva. El escudo térmico está carbonizado y comienza a arder.
No arde por fricción con el aire, como a menudo se dice erróneamente. Debido a la enorme velocidad de movimiento hipersónico (ahora quince veces más rápido que el sonido) desde la parte superior del casco, otro cono se aleja en el aire: una onda de choque, como si estuviera encerrando una ojiva. El aire entrante, que entra en el cono de la onda de choque, se compacta instantáneamente muchas veces y se presiona firmemente contra la superficie de la ojiva. Desde la compresión intermitente, instantánea y repetida, su temperatura sube inmediatamente a varios miles de grados. La razón de esto es la loca velocidad de lo que está sucediendo, el dinamismo trascendente del proceso. Compresión de flujo dinámico por gas, no fricción: esto es lo que calienta los lados de la ojiva ahora.
Etapa de la cría de misiles del pacificador MX,
numerando diez ojivas. Misil fuera de servicio. Los misiles balísticos con ojivas partidas de los estadounidenses se instalan solo en submarinos.
numerando diez ojivas. Misil fuera de servicio. Los misiles balísticos con ojivas partidas de los estadounidenses se instalan solo en submarinos.
La peor parte es el arco. Existe la mayor compactación del flujo que se aproxima. El área de este sello se mueve ligeramente hacia adelante, como si se desprendiera del cuerpo. Y sostenido en el frente, tomando la forma de una lente gruesa o almohada. Esta formación se llama la "onda de choque de la cabeza desprendida". Es varias veces más gruesa que el resto de la superficie del cono de onda de choque alrededor de la ojiva. La compresión frontal del flujo entrante es la más fuerte aquí. Por lo tanto, en la onda de choque de la cabeza desconectada, la temperatura más alta y la densidad de calor más alta. Este pequeño sol quema la nariz de la ojiva de forma radiante: parpadea, irradia calor de sí mismo directamente a la nariz del casco y provoca una fuerte quemadura de la nariz. Por lo tanto, existe la capa más gruesa de protección térmica. Es la onda de choque de la cabeza que ilumina el terreno en la noche durante kilómetros alrededor de una ojiva que vuela en la atmósfera.
Los lados se vuelven muy duros. Ahora también son fritas un brillo insoportable de la onda de choque de la cabeza. Y quema aire comprimido caliente, convertido en plasma al aplastar sus moléculas. Sin embargo, a una temperatura tan alta, el aire se ioniza y simplemente se calienta; sus moléculas se desintegran en pedazos a partir del calor. Resulta una mezcla de plasma de ionización de choque y temperatura. Por la acción de la fricción, este plasma tritura la superficie ardiente de la protección térmica, como arena o papel de lija. Se produce una erosión dinámica de los gases, que consume un revestimiento de protección contra el calor.
En este momento, la ojiva pasó el límite superior de la estratosfera (la estratopausa) y entra en la estratosfera a una altitud de 55 km. Ahora se mueve con una velocidad hipersónica de diez a doce veces más rápida que el sonido.
Lluvia nuclear
La fotografía muestra la caída de las ojivas divididas del misil americano MX en el área del atolón Kwajalein en el Océano Pacífico. Esto solo se puede observar durante la prueba. Las verdaderas ojivas nucleares no habrían llegado al suelo, socavando la carga a una altitud de varios cientos de metros.
La fotografía muestra la caída de las ojivas divididas del misil americano MX en el área del atolón Kwajalein en el Océano Pacífico. Esto solo se puede observar durante la prueba. Las verdaderas ojivas nucleares no habrían llegado al suelo, socavando la carga a una altitud de varios cientos de metros.
Sobrecarga inhumana
La quemadura severa cambia la geometría de la nariz. La corriente, como el cincel de un escultor, se quema en una cubierta nasal que tiene una proyección central puntiaguda. Otras características de la superficie aparecen debido a irregularidades de desgaste. Los cambios en la forma conducen a cambios en el flujo. Esto cambia la distribución de presión del aire comprimido en la superficie de la ojiva y el campo de temperatura. Existen variaciones en el efecto de la fuerza del aire en comparación con el flujo calculado alrededor, lo que da lugar a la desviación del punto de caída: se forma un deslizamiento. Aunque pequeño, digamos doscientos metros, pero el proyectil celestial golpeará el eje del misil enemigo con una desviación. O no caer en absoluto.
Además, el patrón de superficies de ondas de choque, ondas de la cabeza, presiones y temperaturas está cambiando constantemente. La velocidad disminuye gradualmente, pero la densidad del aire aumenta rápidamente: el cono cae cada vez más bajo en la estratosfera. Debido a las presiones y temperaturas desiguales en la superficie de la ojiva, debido a la velocidad de sus cambios, pueden producirse choques térmicos. Desde el recubrimiento de protección contra el calor, son capaces de romper piezas y piezas, lo que hace nuevos cambios en el patrón de flujo. Y aumenta la desviación del punto de caída.
Al mismo tiempo, la ojiva puede entrar en el balanceo frecuente y espontáneo, cambiando la dirección de este balanceo de "arriba-abajo" a "izquierda-derecha" y de regreso. Estas auto-oscilaciones crean aceleraciones locales en diferentes partes de la ojiva. Las aceleraciones varían en dirección y magnitud, lo que complica el patrón de impacto experimentado por la ojiva. Recibe más cargas, asimetría de ondas de choque alrededor de sí misma, campos de temperatura desiguales y otros pequeños encantos, que se convierten instantáneamente en grandes problemas.
Pero esto no agota el flujo entrante. Debido a una presión tan poderosa del aire comprimido que se aproxima, la ojiva está experimentando un enorme efecto de frenado. Hay una gran aceleración negativa. La ojiva con todas las entrañas está en una sobrecarga que crece rápidamente, y es imposible escapar de la sobrecarga.
Los astronautas no experimentan tales sobrecargas en menor. El vehículo tripulado está menos aerodinámico y el interior no es tan ajustado como una ojiva. Los astronautas y no tienen prisa por descender rápidamente. La ojiva es оружие. Ella debe alcanzar la meta tan pronto como sea posible, hasta que golpeen. Y cuanto más difícil es interceptarlo, más rápido vuela. El cono es la figura del mejor flujo supersónico. Al mantener una alta velocidad en la atmósfera inferior, la ojiva se encuentra allí con una inhibición muy grande. Es por eso que necesitamos mamparos fuertes y marco de poder. Y cómodos "asientos" para dos pilotos, de lo contrario, se tirarán de los lugares de sobrecarga.
Diálogo siameses gemelos
Por cierto, ¿qué pasa con estos jinetes? Ha llegado el momento de recordar a los pasajeros principales, porque no están sentados pasivamente ahora, sino que están atravesando su propio camino difícil, y su diálogo se vuelve más significativo en estos momentos.
La carga durante el transporte se toma aparte. Cuando se monta en una ojiva, se ensambla, y la instalación de una ojiva en un cohete, está equipado para la configuración de combate completo (se inserta un iniciador de neutrones pulsado, equipado con detonadores, etc.). La carga está lista para volar al objetivo a bordo de la ojiva, pero aún no está lista para explotar. La lógica aquí es clara: la preparación constante de la carga para la explosión no es necesaria y teóricamente peligrosa.
En un estado de preparación para una explosión (cerca del objetivo), se debe traducir mediante algoritmos secuenciales complejos basados en dos principios: confiabilidad del movimiento a la explosión y control sobre el proceso. El sistema de detonación carga estrictamente la carga a niveles cada vez más altos de preparación. Y cuando el comando de combate llega a la unidad de voladura desde la unidad de control, la explosión se producirá de forma inmediata e instantánea. Una ojiva que vuela a la velocidad de una bala de francotirador solo pasará un par de centésimas de milímetro, sin tener tiempo para desplazarse en el espacio ni por el grosor de un cabello humano, cuando su carga comienza, se desarrolla, termina completamente y se completa la reacción termonuclear, destacando toda la potencia estándar.
Flash final
Habiendo cambiado enormemente tanto fuera como dentro, la ojiva pasó a la troposfera, los últimos diez kilómetros de altura. Ella se ralentizó mucho. El vuelo hipersónico degeneró en unidades supersónicas de tres a cuatro Mach. La ojiva ya está oscura, desapareciendo y acercándose al punto objetivo.
Rara vez se planifica una explosión en la superficie de la Tierra, solo para objetos que se hunden en la Tierra como minas de cohetes. La mayoría de los objetivos se encuentran en la superficie. Y para su mayor destrucción, una explosión se lleva a cabo a una cierta altura dependiendo de la potencia de la carga. Para veinte kilotones tácticos, esto es 400 - 600 m. Para un megatón estratégico, la altura óptima de la explosión es 1200 m. ¿Por qué? De la explosión en el suelo son dos olas. Más cerca del epicentro de la onda expansiva colapsará antes. Caerá y se reflejará, rebotando hacia los lados, donde se fusionará con la nueva ola que acaba de llegar desde arriba, desde el punto de la explosión. Dos ondas, que caen desde el centro de la explosión y se reflejan desde la superficie, se suman, formando en la capa superficial la onda de choque más poderosa, el factor principal del daño.
Con los lanzamientos de prueba, la ojiva por lo general alcanza el suelo sin obstáculos. A bordo hay medio centímetro de explosivos que explotaron durante una caída. Por que Primero, la ojiva es un objeto secreto y debe ser destruido de manera segura después de su uso. En segundo lugar, es necesario para los sistemas de medición de vertederos, para la detección rápida del punto de caída y la medición de desviaciones.
Un embudo de fumar multímetro completa la imagen. Pero antes de eso, un par de kilómetros antes de la huelga, un dispositivo de prueba del dispositivo de almacenamiento fue disparado desde la ojiva de prueba con un registro de todo lo que se registró a bordo durante el vuelo. Este vehículo blindado protegerá contra la pérdida de información a bordo. Se encontrará más adelante cuando el helicóptero llegue con un grupo de búsqueda especial. Y registra los resultados de un fantástico vuelo.
El primer misil balístico intercontinental con una ojiva nuclear.
El R-7 soviético se convirtió en el primero en el mundo de un ICBM con una cabeza nuclear. Llevaba una ojiva de tres megatones y podía golpear objetos a una distancia de 11 000 km (modificación 7-A). La creación de S.P. Aunque Korolev se puso en servicio, resultó ser inefectivo como un cohete militar debido a la imposibilidad de estar en servicio durante mucho tiempo sin reabastecimiento de combustible adicional con un oxidante (oxígeno líquido). Pero P-7 (y sus numerosas modificaciones) desempeñaron un papel destacado en la exploración espacial.
El primer jefe del ICBM con ojivas compartidas.
El primero en el mundo de los ICBM con cabeza dividida fue el cohete estadounidense LGM-30 Minuteman III, cuyo despliegue comenzó en el año 1970. En comparación con la modificación anterior, la unidad de combate W-56 fue reemplazada por tres unidades de combate livianas W-62, ajustadas al nivel de reproducción. Por lo tanto, un cohete podría golpear tres objetivos separados o concentrar las tres ojivas en un solo golpe. Actualmente, en todos los misiles Minuteman III en el marco de la iniciativa de desarme, solo queda una unidad de combate.
Ojiva de potencia variable
Desde el comienzo de las 1960-ies, se han desarrollado tecnologías para crear ojivas termonucleares de capacidad variable. Estos incluyen, por ejemplo, la ojiva W80, que se instaló, en particular, en el misil Tomahawk. Estas tecnologías se crearon para cargas termonucleares construidas según el esquema Teller-Ulam, donde la reacción de fisión de los isótopos de uranio o plutonio desencadena una reacción de fusión (es decir, una explosión termonuclear). El cambio en el poder ocurrió modificando la interacción de las dos etapas. Tiene sentido controlar el poder de la ojiva en función del tipo de objetivo y la distancia de disparo.
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