Чому російська «Зброя з пекла» створює видимі ударні хвилі
Нещодавні відео російських ракетних атак в Україні показують драматичні видимі ударні хвилі, що виходять від вибухів. Ці відео ідентифіковані як удари реактивної системи залпового вогню ТОС-1А, яка стріляє термобаричними снарядами, описаними як «справжня зброя з пекла». Ракети відомі своєю вибуховою потужністю, а незвичайні видимі ударні хвилі є особливістю їхньої унікальної конструкції, і можуть допомогти слідчим, які займаються порушеннями міжнародного гуманітарного права, визначити, де було використано зброю.
ТОС-1А забезпечує більшу вогневу міць на меншій відстані, ніж інші російські системи залпового вогню, випускаючи залп із 24 ракет, кожна вагою 217 кілограмів, на відстань до восьми кілометрів. Термобаричні боєголовки відрізняються від звичайних бризантних вибухових речовин, оскільки вибух походить від вогняної кулі, яка швидко розширюється, а не від однієї точки, як у звичайної бризантної вибухівки. Росія класифікує цю зброю як «важкий вогнемет», а не як артилерію: вона менш ефективна проти піхоти на відкритому повітрі, оскільки не виробляє осколків, але наведена для ураження опорних пунктів і укріплень з близької відстані. Це невибіркова руйнівна зброя, за словами Марка Гарласко з нідерландської групи PAX PAX, яка прагне захистити цивільне населення, назвавши цю зброю «воєнним злочином на слідах».
Кожен вибух, навіть тріскання іграшкової повітряної кулі, створює ударну хвилю. Це схоже на звукову хвилю, але поширюється з надзвуковою швидкістю. Коли ударна хвиля поширюється, вона сповільнюється і незабаром перетворюється на звукову хвилю. Як і звукові хвилі, ударні хвилі зазвичай невидимі, але, за словами професора Майкла Берка з Університету Квінса, Канада, ми можемо побачити їх через утворення ефекту, відомого як хмара конденсації.
Професор Бірк очолив дослідження вибухів киплячої рідини, що розширюється, або BLEVE (вимовляється як «blevvies»), які відбуваються, коли посудина, що містить скраплений газ під тиском, катастрофічно виходить з ладу, а хмара газу, що розширюється, детонує, і викликають двофазний вибух.
«Ви маєте великий об’єм газу під високим тиском, який раптово виходить у навколишнє середовище. Це розширення штовхає навколишнє повітря, і це запускає ударну хвилю (півсферу або сферу), яка витікає з надзвуковою швидкістю», — сказав професор Бірк Forbes. «Розширення призводить до падіння тиску в початковому об’ємі, і воно фактично перевищує тиск, і тиск падає нижче тиску навколишнього середовища».
Під час цієї фази тиску нижче навколишнього або негативного тиску, якщо повітря вологе, знижений тиск спричиняє конденсацію вологи з повітря, створюючи миттєву хмару туману. Конденсаційна хмара може проіснувати лише частки секунди, перш ніж тиск відновиться, і вона знову випарується, достатньо довго, щоб її було видно. Те, що ми бачимо на цих відео, — це швидкоплинні хмари конденсації безпосередньо за ударною хвилею.
Хмари конденсації іноді можна побачити під час великих звичайних вибухів. Наприклад, під час вибуху в порту Бейрута у 2020 році, коли вибухнуло понад п’ятсот тонн аміачної селітри, на відео коротко видно гігантську білу оболонку, яка швидко розширюється, за ударною хвилею.
Ефект найбільш очевидний у фільмах ранніх випробувань ядерних боєголовок, як-от випробування Бейкера під час операції «Перехрестя» в 1946 році, під час якого 25-кілотонна атомна бомба була підірвана під водою під флотилією з 68 кораблів-мішеней. Біла хмара, відома як Хмара Вільсона в дослідженнях щодо ядерної зброї, закривала сцену протягом двох секунд після початкових ударних хвиль, перш ніж розсіятися, показуючи стовп води та уламки, підкинуті високо в повітря.
Ракети ТОС-1 споряджені термобаричною вибухівкою – сумішшю рідкого ізопропілнітрату та порошкоподібного магнію. Порошок магнію горить при контакті з повітрям, утворюючи вогняну кулю, що розширюється, схожу на BLEVE, створюючи таку ж потужну ударну хвилю та фазу негативного тиску. Ось чому термобарики іноді помилково називають вакуумними бомбами.
Хоча термобаричні вибухи не обов’язково створюють більший тиск, ніж інші вибухові речовини, ударна хвиля триває довше та є набагато ефективнішою для руйнування будівель. На відміну від інших вибухів, термобарична вибухова хвиля «тече» навколо кутів і може вбити персонал в траншеях або бункерах, захищених від осколків. Звідси використання термобарики замість вогнемета для атаки на укріплені позиції.
Цей вид зброї особливо небезпечний для мирного населення, а термобарику широко критикують за її невибіркове знищення, особливо в міських районах. У серпні група дослідників-медиків і фізиків з Університету Сент-Луїса, штат Міссурі, підрахувала, що окрім миттєвих смертей, один залп ракет TOS-1 у міській місцевості, ймовірно, спричинить понад 300 випадків черепно-мозкових травм, деякі з яких триватимуть довго. – тривалий ефект.
«TOS-1 порушує принцип розрізнення згідно з міжнародним правом», — сказав Гарласко Forbes. «Вимога до зброї розрізняти військовий об’єкт від цивільного. У реальному світі це означає, що якщо ви потрапите в танк або командний пункт у місті, неможливо не охопити такими ударами також цивільні будинки».
Гарласко навчає розслідувачів військових злочинів для України і каже, що відео можуть допомогти їм визначити місця скоєння злочинів.
«Відеозаписи використання TOS-1 мають велике значення для розслідувачів військових злочинів, оскільки вони допомагають нам підтвердити використання зброї в населених пунктах на додаток до будь-яких доказів, зібраних на місці події», — каже Гарласко.
Росія вільно використовувала термобарики, касетні бомби та протипіхотні міни в цьому конфлікті, мабуть, впевнена, що ніхто ніколи не буде притягнутий до відповідальності за порушення міжнародного права. Це може виявитися ще одним серйозним прорахунком. Відео вибухів у соціальних мережах можуть допомогти переконатися, що справедливість здійсниться, хоч би довго це зайняло.
