Термобаричний боєприпас

Назва утворена від (грец. θερμο + βαρός) — температура і тиск, позаяк під час вибуху, у аерозольній хмарі розвивається висока температура і величезний тиск. Цей вид зброї в ЗМІ часто називають вакуумною бомбою, але ця назва не є офіційною і не є правильною.

Іншими мовами: (англ. FAE, FAX — fuel air explosive, HIT — high-impulse thermobaric weapon, фр. arme thermobarique, нім. Aerosolbombe)

З ефектом об'ємного вибуху пилогазових або аерозольних хмар людство познайомилося ще в часи античності. Вибухи млинів не були поодиноким явищем. Достатньо було досягти критичної концентрації борошняного пилу в приміщенні млину, а освітлення було на свічках, як млин буквально розносило потужним вибухом на шматки.

Гірники добре знають як вибухає дрібний вугільний пил у повітрі гірничих виробок. Так само вибухає ультрадрібна тирса, розпилена в повітрі цехів меблевих фабрик, цукрова пудра на цукрових заводах, аерозольні хмари звичайної олії, дрібний пил на фармацевтичних фабриках і багато інших тонкодисперсних горючих матеріалів, розпилених у повітрі.

Авіаційний термобаричний боєприпас у розрізі

Принцип дії боєприпасу об'ємного вибуху заснований на детонації хмари горючого аерозолю. Завдяки великим розмірам хмари (на порядки більше, ніж розміри зарядів з конденсованою вибуховою речовиною), ударна хвиля зберігає вражаючу дію на значній відстані від центру хмари.

Вибух відбувається в дві стадії:

1. по команді детонатора, як правило безконтактного, підривається невеликий заряд звичайної вибухової речовини (його мета — рівномірно розподілити горючу речовину за об'ємом хмари);
2. з невеликою затримкою (90—500 мілісекунд) підривається другий заряд (іскровий) (або декілька зарядів), що викликає детонацію аерозолю. Основні руйнування спричиняє надзвукова повітряна ударна хвиля (швидкість детонації аерозольної хмари 1500—3000 м/с) і висока температура (залежить від калорійності пального). Як основний заряд у термобаричних боєприпасах застосовуються висококалорійні палива:

• окис етилену
• перекис ацетилену
• диборан (або борогідриди)
• диметилгідразин
• пропан
• пропілнітрат, ізопропілнітрат
• рідкий гептан
• бензин

Також використовують різноманітні рецептури, наприклад такі, як американська MAPP:
18 % пропану
7,4 % пропілену
10 % нормального бутану
26,1 % пропадієну
37 % метилацетилену
<1 % етану, циклопропану і ненасичених бутанів

Пальне для ТББ повинно відповідати кільком критеріям:

• Висока питома теплота згорання аерозолю
• Великий об'єм газоподібних продуктів вибуху (фугасність)
• Мінімальна в'язкість для швидкого розпилення

Вибух кількох ТББ російської РСЗВ ТОС-1 «Буратіно»

У термобаричних боєприпасів є два фактори ураження:

1. ударна хвиля;
2. висока температура в області вибуху (до 1000 °C), яка може спричинити загоряння навколишніх горючих матеріалів.

Дія вибуху ТББ на людину жахлива: ударна хвиля спричиняє контузію, розрив барабанних перетинок, кровотечу з носа, баротравму легень різного ступеня, часто з крововиливами в легені, переломи кісток. Клінічна картина ускладнюється обширними опіками різного ступеня й термічним шоком. Зафіксовані випадки, коли легені повністю вигорали із середини.

Сучасні ТББ, як правило, є тонкостінним циліндром, довжина якого у 2—3 рази більша за діаметр, який заповнений висококалорійним пальним, і розроблений для його розпилення на оптимальній висоті над поверхнею (7—10 м). Ініціюючий детонатор, маса якого звичайно становить 1—2 % від ваги пального, розташований вздовж осі симетрії боєприпасу. Його вибух руйнує корпус і розпиляє пальне в повітрі з утворенням вибухової повітряно-пальної аерозольної суміші. В ідеалі аерозольна хмара повинна бути підірвана відразу після досягнення нею розмірів, які забезпечують оптимальне згоряння. Власне об'ємно-детонуючий вибух відбувається не після підриву ініціюючого детонатора (без кисню пальне не горить), а після підриву вторинних іскрових детонаторів (розташовані в хвостовій частині боєприпасу), при цьому затримка становить від 125 до 500 мілісекунд. Чим більша затримка, тим більша ймовірність зносу хмари, або втрати нею критичної концентрації; чим менше — тем вище ризик неповного згорання суміші через нестачу кисню. Тому конструктори експериментують, частіше віддаючи перевагу мінімальній 125-мілісекундній затримці. Для підриву аерозольної хмари використовують як традиційні детонатори з затримкою, так і хімічний метод (трифторид брому, або хлору самозапалюється при контакті з пальним).

Питома теплота згорання висококалорійного пального (44—52 МДж/кг) значно більше теплоти згорання вибухових сумішей з окислювачем (2—25 МДж/кг). Для того, щоб енергія горіння хоча б частково перейшла в ударну хвилю, необхідно, щоб воно завершилось за час ~2R/c (R — радіус хмари, с — швидкість звуку в повітрі), бо інакше більша частина енергії горіння аерозольного пального розсіюється у вигляді тепла.

Відмінності термобаричного боєприпасу від звичайного:

• ТББ за силою ударної хвилі в 5—8 разів сильніші за тротил і мають величезну здатність ураження живої сили ворога. Проте вони не є універсальним засобом ураження і міра їх застосування залежить від того, який тип боєприпасу, чи зброї є доцільним і максимально ефективним у кожному конкретному випадку.
• Осколкову і кумулятивну дію по цілі ТББ не виявляють.
• Здатність ТББ дробити, руйнувати об'єкти вибухом хмари паливно-повітряної аерозольної суміші досить мала. Усі руйнування у цьому випадку лише вторинні, тобто відбуваються у процесі викиду за рахунок зіткнення з іншими предметами, землею тощо
• Для об'ємного вибуху необхідний достатньо великий вільний об'єм простору і обов'язкова наявність кисню,
• За умов сильного вітру, суцільного дощу, аерозольна хмара або не формується взагалі, або сильно розсіюється.

Відмінності термобаричного боєприпасу від ядерного:

• Вибух ТББ не спричиняє іонізуючого випромінювання і радіаційного забруднення місцевості
• ТББ набагато простіші і дешевші у виробництві і зберіганні, ніж ядерні боєприпаси

Під час збройних конфліктів другої половини XX ст. боєприпаси об'ємного вибуху застосовувались неодноразово, хоча військові завжди намагались приховати факт їх використання.

Американська GBU-43/B «MOAB», «Мама усіх бомб»

Ручна термобарична граната, Росія

Дотепер найпотужніший у світі термобаричний боєприпас (авіабомба) GBU-43/B «MOAB» (Massive Ordnance Air Burst),[3]. Знаходиться на озброєнні американських Повітряних Сил. Її випробували в 2003 році. Використовувалась в Афганістані проти бойовиків Талібану.

11 вересня 2007 року російські збройні сили випробували свій новий термобаричний боєприпас під назвою «Тато всіх бомб»[4][5]^{[недоступне посилання]}, який по суті є модифікованою і збільшеною версією авіабомби ОДАБ-500П. Його потужність, згідно з твердженнями військових, можна порівняти тільки з ядерними бойовими зарядами, і який здатний замінити цілий ряд створених раніше ядерних засобів знищення малої потужності. Проте з відео, яке розповсюджували російські телеканали, не зовсім зрозуміло чи дійсно це було випробовування зазначеної бомби, чи просто був показаний якийсь вибух в пропагандистських цілях.

• Боєприпаси об'ємного вибуху (рос.)