«Взрывающийся» металл, который в разы мощнее тротила. Физика.

Мощность боеприпаса, в котором в качестве взрывчатого вещества (ВВ) используется гидрид алюминия (насыщенный водородом алюминий), от 30 до 300 раз превышает мощность боеприпаса с аналогичным объемом тринитротолуола (тротила). 

Так считает изобретатель Александр Голодяев, который ранее исследовал это соединение в качестве автомобильного водородного топлива. Он установил, что при нагреве до 170 град. С гидрид начинает выделять водород, который может использоваться вместо бензина. Предложенный им способ получения водорода запатентован как изобретение. В ходе исследовательских работ было установлено, что авария такого автомобиля сопровождается тепловым импульсом такой мощности, которая может привести к катастрофическим последствиям. По словам изобретателя, «если машина с таким устройством попадет в мартеновскую печь, произойдет выброс водорода и взрыв, после которого не останется ни печи, ни завода». Для понимания сути эффекта, он предложил представить бутылку с шампанским, которая при попадании в нее металлического шарика взрывается.

Изобретатель посчитал, что при использовании взрывного устройства с ВВ на основе гидрида алюминия мощность фугасного взрыва в разы превышает мощность взрыва аналогичного количества тротила. При этом величина мощности определяется температурой в момент реакции: при сферической (цилиндрической) имплозии этот показатель колеблется в пределах от 30 до 300 раз.

Сферическая (цилиндрическая) имплозия взрыва («взрыв внутрь») отмечается в том случае, когда взрыв происходит одновременно по всей поверхности взрывчатого вещества, которым со всех сторон обложено другое вещество. При этом достигаются огромная сила сжатия и большая температура. Таким способом пытались делать алмазы в 60 гг. 20 века. Сферическая имплозия взрыва позволяет сохранить рулон гидрида металла от внутреннего разрушения полученной плазмы в начальный момент реакции. Это обеспечивает прогрев всего объема рулона до температуры плазмы и дополнительно разогреть ее за счет сжатия.

При насыщении водородом гидрид алюминия может находиться в состоянии аморфного кристалла, покрытого сверху защитной оксидной пленкой без потери своих свойств. Гидрид, полученный химическим путем, представляет собой белый кристаллический порошок с плотностью 0,7. При соединении с водой это вещество превращается в гидроокись алюминия с выделением большого количества тепла и становится взрывоопасным. Большая мощность взрыва получается за счет потенциальной энергии, которая накапливается гидридом алюминия при насыщении его водородом электрогальваническим способом. При быстром разогреве металла до состояния плазмы водород мгновенно выделяется с таким же мгновенным, по закону Гей-Люссака, ростом его объема. По закону физики, при температуре 10-100 тыс. град. конечный объем выделенного газа определяется с учетом коэффициента 0,0036. Так, при взрыве килограммовой тротиловой шашки получается 0,6 куб. м газа, а килограмма гидрида алюминия – около 30 куб. м. Как считает Голодяев, это свойство гидрида алюминия может быть использовано при создании мощных взрывных устройств. Суть предложений Голодяева заключается в использовании в качестве ВВ гидридов металлов. Однако такое ВВ, по сравнению с тротилом, имеет высокую стоимость и требует особых условий для взрыва. Решить эту задачу Голодяев предлагает способом, основанным на результатах исследований известных ученых. Профессор, доктор технических наук Шалимов Ю.Н. предлагает насыщать металлы водородом и получать гидриды электролитическим способом. Другой ученый, профессор, доктор технических наук Марахтанов разработал и практически доказал теорию взрыва металлов. Это происходит при одномоментной передаче металлу большой энергии, который в этом случае мгновенно распадается на атомно-молекулярные составляющие с выделением энергии, которая сопоставима с энергией, выделяемой при взрыве тротила. Голодяев предлагает несколько способов быстрого выделения водорода из гидридов металлов. Первый способ основан на принципе встречного соударения двух и более ударных ядер, который используется при кумулятивном взрыве. При столкновении 2 ударных ядер происходит их полное разрушение с выделением тепловой энергии. Второй способ предполагает использование энергии при «сферическом» или «цилиндрическом» взрыве, который резко сжимает несколько отдельных частей гидрида в единое целое, как при ядерном взрыве. В результате резкого разогрева до температуры более 4000 град. С гидрид металла начинает испаряться с мгновенным выделением водорода (по сути – взрывным способом).

Однако наиболее приемлемым и реализуемым способом автор считает третий. Для значительного увеличения мощности взрыва он предлагает разогревать гидрид металла до температуры, близкой к температуре электрической дуги. Источником энергии для разогрева могут быть взрывные генераторы электрического тока. Наиболее мощные из них вырабатывают энергию, которой достаточно для мгновенного превращения 1000 кг тетрагидробората алюминия — Al(ВН4)3 в низкотемпературную (20000 град. С) плазму. При этом выделяемый объем раскаленных газов приводит к взрыву, мощность которого может в 7000 раз превысить мощность взрыва аналогичного объема тротила при КПД 100%. Для достижения такого эффекта гидрид металла должен быть покрыт пассивирующей пленкой и свернут в виде рулона. В этом случае электроды прилагаются к торцам рулона и импульсный ток практически мгновенно и одновременно пройдет по всему его объему. Для предупреждения преждевременного взрыва рулона от внутреннего давления полученных газов целесообразно применить сферическую имплозию взрыва.

1 — одноразовый взрывной магнитнокумулятивный генератор 2 -электрическая шина 3 -торец 4 — взрывное вещество из Al(BH4)3 (тетрагидроборат алюминия) или другого металла или сплава, имеющего пассивирующую поверхностную пленку и выполненного из фольги 5 — рулон 6 — кокон-оболочка из взрывчатого вещества бризантного типа 7 — намотанная буферная оболочка из электрокартона 8 — центр рулона 9 — взрывчатое вещество со скоростью детонации выше, чем у кокона-оболочки 10 — детонатор 11 — электронное устройство управления взрывом 12 — прочный корпус 13 — буферная прокладка 14 — внутренняя вакуумная полость Авиационная бомба массой 500-800 кг (100 кг тетрагидробората алюминия с взрывным генератором электрического тока) и КПД взрыва до 10% по своей эффективности сравнима с 10-тонной бомбой в тротиловом эквиваленте. Снаряд реактивной установки залпового огня «Град» с боевой частью 10 кг Al(ВН4)3 по своему могуществу можно сравнить с БЧ 3000 кг в тротиловом эквиваленте. Эффективность действия 40 таких снарядов на площади в 3 гектара сравнима по эффективности действия с 2 вагонами тротила, которые одновременно взорвутся на этой площади. Для сравнения Голодяев напоминает, что мощность взрыва метеорита над Челябинском оценивается в 300-500 килотонн, а сам взрыв произошел от резкого перегрева вещества метеорита. В своем обращении в редакцию «Оружие России» автор написал. «В этой краткой заметке приведены лишь общие черты моих разработок. Более подробные данные будут опубликованы в 4 статьях сербского «Военно-технического вестника». Делается это от безысходности и невозможности реализовать предлагаемое в России. Сегодня я имею более 30 патентов по военной тематике, а всего их насчитывается более 140. Но самое печальное в том, что я фактически безработный и не в состоянии заниматься этими вопросами за счет личных средств. Хотелось бы получить ответ на вопрос — почему я, гражданин России, вынужден публиковать подобную информацию в открытой иностранной печати?».