Причины, номенклатура и воздействие на человеческий организм
США, следуя принципу создания перспективных вооружений для подкрепления своих политических амбиций, постоянно испытывали новые образцы в различных военных конфликтах. Немалое внимание при этом уделялось боеприпасам, в конструкциях которых использовался обедненный уран. Результаты проверки боеприпасов, содержащих обедненный уран, проведенной в Персидском заливе, не удовлетворили американцев, и они продолжили их в войне против Югославии. Последствия испытаний по воздействию на организм человека американская сторона пыталась скрыть путем якобы еще не исследованных физических закономерностей. На самом деле исследования характера влияния применения обедненного урана на экологическую среду, включая организм человека, проводится в США с конца 1960‑х годов, а к настоящему времени отработаны соответствующие методы оценки.
Причины использования обедненного урана
С конца 1960‑х годов Министерство обороны США уделяло повышенное внимание боеприпасам, пробивающим броню за счет высокой кинетической энергии снаряда. Это объяснялось возросшей способностью многослойной брони противостоять воздействию кумулятивных боеприпасов, а также стремлением увеличить пробивную мощь бронебойных подкалиберных снарядов (БПС).
Важнейшим событием в создании высокоэффективных бронебойных снарядов стало использование в качестве конструкционного материала обедненного урана – побочного продукта атомной промышленности.
Наиболее используемым в качестве конструкционного материала ранее был вольфрам. Однако дальнейшее использование вольфрама в производстве боеприпасов было ограничено следующими причинами.
Вольфрам принадлежит к числу редких металлов: его содержание в земной коре составляет примерно 0, 0006%. Основными поставщиками вольфрама на мировом рынке являются Боливия, Южная Корея и Канада. Три четверти мирового запаса вольфрама сосредоточены в Китае. Минобороны США неоднократно выражало опасение, что ориентация производства боеприпасов лишь на вольфрам может создать критическую ситуацию в случае потери источника. Растущее потребление вольфрама (незаменимого в ряде отраслей промышленности) приводит к быстрому росту его стоимости. Учитывая эти обстоятельства, а также тот факт, что технологический процесс производства сердечников из вольфрама, его соединений и сплавов достаточно сложен, понятен тот интерес, который был проявлен в свое время Министерством обороны США к поискам эквивалентной замены. После проведения экспериментальных исследований с целым рядом тяжелых металлов и их сплавов было установлено, что наиболее удачной заменой вольфрама является обедненный уран. Как следует из сравнительных данных (табл. 1), обедненный уран весьма близок по своей плотности к вольфраму. К этому следует добавить, что стоимость готовых сердечников на основе урана в три раза меньше стоимости сердечников из вольфрама.
Благодаря высокой плотности при существующих начальных скоростях снарядов противотанковых пушек БПС из урана приобретают при выстреле значительную кинетическую энергию, обеспечивающую бронепробивную способность, сравнимую с пробивными качествами БПС на основе вольфрама.
Запасы обедненного урана в США исчисляются сотнями тысяч тонн, в то время как ежегодное потребление вольфрама в последние годы составляло порядка 10000 тыс. тонн, из которых Министерству обороны доставалось не более 10%.
Предпосылки использования обедненного урана в БПС
Одним из важных свойств урана как материала для БПС является пирофорность, то есть способность самовоспламеняться и гореть в результате соударения с броней и трения при прохождении брони. Пирофорность таких снарядов обеспечивает значительно большее заброневое действие, чем снаряды на основе вольфрама.
Для улучшения физико‑механических свойств обедненный уран используется в бронебойных снарядах в виде сплавов с небольшими добавками легирующих элементов: титана, молибдена и др. Составы некоторых сплавов, опубликованные в материалах Научно‑исследовательского центра материаловедения и механики армии США, содержатся в (табл. 2)
Исследованием по созданию БПС на основе обедненного урана а США занимался целый ряд научно‑исследовательских организаций, лабораторий, университетов и фирм. К настоящему времени количество организаций, занимающихся использованием урана в боеприпасах, значительно возросло в связи с использованием его в боевых частях управляемого оружия.
Поражающее действие стержневой БЧ: а) – образование стержневого кольца; Vс – скорость стержней за счет детонации ВВ; Vр – скорость ракеты; V – скорость стержневого кольца; б) – "отсечение" крыла самолета. Рисунок автора
Основным поставщиком сердечников для БПС из обедненного урана была американская фирма Nuclear Metals Inc. После изготовления сердечники поставлялись фирмам Chamberlain Manufacturing Company и Flinchbauqh Manufacturing Company, отвечающим за сборку 105‑120 мм БПС.
Европейские страны НАТО во главе с Германией проводят свою техническую политику по созданию БПС, отличную от политики США, которые продолжают делать ставку на использование урана. В Германии принят на вооружение 120‑мм БПС DМ53 (бронепробиваемость 320 мм/60 град., на дальности 2 км), не имеющий сердечника из обедненного урана, но обладающий высокой бронепробиваемостью.
Урановые бронебойные снаряды
К настоящему времени БПС с использованием урана составляют основу боезапаса танковых и противотанковых пушек США. К ним относится 120‑мм БПС М829А2, у которого вместо алюминиевого использовано ведущее устройство из композитного материала, что позволило значительно уменьшить массу выстрела. Резкое увеличение удлинения с использованием обедненного урана позволило этому снаряду достичь бронепробиваемости 370 мм/60 град. на дальности 2 км. Лобовые фрагменты защиты отечественных танков не могут бороться с этим боеприпасом, поскольку имеют значительно меньшую бронестойкость.
В Советском Союзе также велись работы по созданию БПС с использованием обедненного урана. У принятого на вооружение 125‑мм БПС 3БМ32 была достигнута бронепробиваемость 250 мм/60 град., которой недостаточно для поражения танков "Леопард‑2А6", М1А2 "Абрамс" при обстреле их лобовых зон (рис. 1).
Одновременно обедненный уран был использован при создании новых снарядов к автоматическим малокалиберным пушкам ВВС, ВМС и Сухопутных войск США, что дало возможность повысить эффективность борьбы с бронированными целями. Применение обедненного урана в боеприпасах для малокалиберных пушек позволило выйти на качественно новый рубеж в повышении эффективности борьбы с танками. Новый бронебойно‑зажигательный 30‑мм снаряд для пушки GAU‑8/A, в котором использован обедненный уран, явился ключевым фактором эффективности самолета‑штурмовика, сконструированного специально для борьбы с танками на европейском театре военных действий.
Схема конструкции бронебойно-зажигательного 30-мм снаряда для пушки GAU-8/A (массовые характеристики): масса выстрела 0,75 кг; длина выстрела 290 мм; масса снаряда 0,43 кг; длина снаряда 140 мм; масса гильзы 0, 146 кг; длина гильзы 173 мм; масса пороха 0,156 кг; начальная скорость 988 м/с. Рисунок автора
30‑мм снаряд для пушки GAU‑8/A был разработан Лабораторией вооружения ВВС США, серийное производство которого началось в 1978 г. (рис. 2). Работы по его созданию продолжались около 10 лет. Наиболее трудоемкими были подбор сплава для сердечника, разработка конструкции снаряда, технологии производства, гарантирующей приемлемую стоимость.
Стоимость снаряда в производстве составляла 15 долл., из них на сердечник из обедненного урана приходилось около 5 долл. Минобороны США заказывало эти снаряды десятками миллионов штук. Высокая эффективность 30‑мм снаряда явилась стимулом к разработке фирмой "Дженерал электрик" подвесного контейнера, в котором размещается 4‑ствольная 30‑мм пушка, имеющая скорострельность 2400 выстрелов в минуту и боекомплект 350 снарядов. С помощью контейнера ставилась задача расширить противотанковые возможности для ряда самолетов за счет использования эффективного пушечного вооружения. Одновременно были изготовлены 20‑мм БПС с использованием обедненного урана применительно к 6‑ствольной установке "Фэлэнкс", предназначенной для ближней зоны защиты кораблей от крылатых ракет.
На протяжении последнего времени обедненный уран широко использовался Минобороны США для производства высокоэффективных бронебойных снарядов с целью увеличения стратегических запасов, особенно на европейском театре военных действий.
Официальная статистика свидетельствует, что в Ираке, Кувейте и Югославии в основном использовались следующие ураносодержащие боеприпасы: 30‑мм бронебойные снаряды для авиационных пушек GAU‑8/A штурмовиков А‑10А; БПС М829А1 для пушек танков М1А1 "Абрамс". Всего в этих военных конфликтах было использовано 9 тыс. штук вышеупомянутых боеприпасов, суммарная масса обедненного урана которых составила 300 тонн.
При решении проблем использования обедненного урана в производстве боеприпасов были проведены следующие НИР: разработка и исследование свойств сплавов на основе обедненного урана; исследование процессов плавления, литья, прокатки, ковки и прессования сплава урана с 0, 75% титана; производство сердечников из обедненного урана для 105 и 120‑мм танковых пушек, 30 и 20‑мм снарядов автоматических пушек; сборка снарядов с сердечниками из обедненного урана, предназначенных для 105 и 120‑мм танковых пушек; разработка 120‑мм подкалиберного снаряда с сердечником из обедненного урана для пушки основного танка; исследование характеристик частиц урана, образующихся при взаимодействии бронебойных сердечников с броней; сравнительная оценка баллистических характеристик бронебойных сердечников из обедненного урана и вольфрама; разработка составов и технологий нанесения антикоррозийных покрытий на сердечник из обедненного урана; исследование коррозийной стойкости различных урановых сплавов; плавка и разливка гомогенных урановых сплавов.
Влияние обедненного урана на организм человека
Еще в 1977 году Лабораторией вооружения США были проведены на Абердинском полигоне стрельбы 105‑мм снарядами, содержащими сердечник из обедненного урана с 0, 75% титана. Целью экспериментальных исследований было установление характера разрушения сердечника и обобщение результатов для последующего анализа влияния применения боеприпасов из обедненного урана на окружающую среду.
В процессе испытаний установлено, что при взаимодействии сердечника с броней происходит его разрушение с образованием большого количества взвешенных в воздухе частиц. Размер частиц варьируется в значительном диапазоне: от макрочастиц диаметром более 50 мкм до аэрозолей субмикронного уровня. Большая часть частиц имеет сферическую или эллипсоидальную форму, свидетельствующую о воздействии высокой температуры. Осколки, образующиеся при соударении с броней, самовоспламенялись, их горение в воздухе носило экзотермический и самоподдерживающийся характер.
Образование большого количества взвешенных частиц при взаимодействии уранового сердечника с броней поставило перед американцами задачу по оценке влияния их на организм человека при попадании таких частиц в легкие. Было установлено, что наиболее важным фактором является не радиоактивное воздействие, а химическое воздействие урана, его окислов и других продуктов, образующихся при соударении с броней.
Среди военнослужащих НАТО, находящихся в зоне, где боеприпасы с ураном применялись особенно интенсивно, наблюдались тяжелые заболевания. Даже со смертельным исходом. При этом рак крови был выявлен у 400 американских солдат в Югославии.
И наконец, интересна позиция представителей США по поводу заболеваний личного состава НАТО и мирных жителей в Югославии. Суть позиции – скрыть научно обоснованные исходные данные для ответа на этот вопрос. Заметим, что исследованиями влияния продолжительного воздействия обедненного урана на окружающую среду, а также распределением частиц и осколков урана при соударении БПС с броней занималась научная лаборатория в Лос‑Аламосе. Трудно поверить, что ученые этой лаборатории не способны дать оценку этому событию.
Номенклатура боеприпасов США, использующих обедненный уран
В процессе разразившегося скандала, вызванного последствиями использования урановых боеприпасов в Югославии, упорно замалчивалась их номенклатура. Другими словами, достоянием гласности не стало сообщение о типах используемых боеприпасов, в конструкции которых содержался уран. Имеющиеся упоминания, что к таким боеприпасам относятся снаряды к противотанковым и малокалиберным авиационным пушкам, являются весьма ограниченной информацией, за которой скрывается целый арсенал разнообразных типов боеприпасов с обедненным ураном.
Схема конструкции российского 125-мм выстрела 3ВБМ13 с урановым БПС 3БМ32: 1 – урановый корпус БПС массой 4,23 кг; 2 – ведущее кольцо (2,07кг); 3 – ведущий поясок (0,025кг); 4 – стабилизатор (0,435кг); 5 – трассер Т-20-1 (0,03кг); 6 – дополнительный пороховой заряд (2,9 кг); 7 – метательный пороховой заряд (5,435 кг); 8 – гильза (0,425 кг); 9 – поддон (3,4 кг); 10 – втулка гальвано-ударная (0,087 кг). Примечание: БПС 3БМ32 был сдан на вооружение в 1985 году, но через 7 лет из-за конструктивных недостатков представлен на утилизацию. Авторы рисунка – сотрудники НИМИ
Вместе с тем с учетом характеристик уязвимости объектов поражения можно установить возможную номенклатуру американских боеприпасов с обедненным ураном.
Одним из важных направлений повышения эффективности кумулятивных боевых частей (БЧ) противотанковых управляемых ракет (ПТУР), противокорабельных крылатых ракет (ПКР) является использование в их конструкции урановой облицовки, из которой формируется кумулятивная струя. Урановая кумулятивная струя обладает большей бронепробивной способностью и заброневым эффектом, чем струя из меди.
В чем же заключается заброневой эффект урановой кумулятивной струи? Такая кумулятивная струя применительно к поражению танка обеспечит в заброневом объеме интенсивный пожар и повышение температуры до 250 оС. Действие урановой кумулятивной струи БЧ ПКР позволяет эффективно поражать надводные боевые корабли, а также танкеры, что будет сопровождаться мощными пожарами.
Боеприпасникам известно, что использование высокоплотных металлов в качестве облицовки БЧ на принципе ударного ядра существенно повышает эффективность самоприцеливающихся боевых элементов за счет пирофорного воздействия на агрегаты внутри бронеобъектов.
Немаловажное значение имеет использование обедненного урана в БЧ ЗУР и ракетах "воздух‑воздух". Так, в условиях габаритно‑массовых ограничений использование стержневой БЧ ракет "воздух‑воздух" урановых стержней резко повышает их пробивную способность, обеспечивающую "перерубание" крыльев и фюзеляжа самолетов (рис. 3).
Таким образом, основой номенклатуры боеприпасов США, использующих обедненный уран, возможно, являются: зенитные управляемые ракеты и ракеты "воздух‑воздух" со стержневыми БЧ; противотанковые управляемые ракеты; кассетные самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы; выстрелы к противотанковым гранатометам; бронебойные снаряды к противотанковым и малокалиберным авиационным пушкам.
Одним из главных тактико‑технических требований при создании вооружений является наличие собственной сырьевой базы. Следуя этому требованию, американцы решили важную стратегическую для себя задачу, заменив при создании боеприпасов вольфрам на обедненный уран, который у США имеется в избытке.
Благодаря использованию обедненного урана удалось значительно (не менее 30%) повысить эффективность поражающего действия рассмотренных образцов вооружения.
Михаил Растопшин
Михаил Михайлович Растопшин – кандидат технических наук.
