«Взрывная волна»

название, данное Бертело явлению распространения химических превращений, совершающихся во взрывчатом веществе во время взрыва. Подобно тому, что происходит в перемещении звуковой волны, и во взрывчатом веществе в каждый момент при взрыве может быть различаема поверхность, разделяющая его массу на две части: по одну сторону этой поверхности находится неизмененное взрывчатое вещество, а по другую оно в состоянии превращения. На поверхности волны, где происходит превращение, устанавливается известная температура и давление, что вызывает превращение рядом лежащих, еще не измененных частиц взрывчатого вещества, и В. волна таким образом идет от слоя к слою. В. волна вообще характеризуется огромной скоростью и значительными мгновенными давлениями. По Бертело, скорость В. волны v в газообразных веществах довольно хорошо выражается формулой

v = 29,354√(T/p)

метр., где T — абсолютная температура при превращении и p — плотность продуктов превращения по отношению к воздуху (см. также Взрывчатые вещества).

С. Вуколов.

порожденное взрывом движение среды. Под воздействием высокого давления газов, образовавшихся при взрыве, первоначально невозмущённая среда испытывает резкое сжатие и приобретает большую скорость. Состояние движения передаётся от одного слоя среды к другому так, что область, охваченная В. в., быстро расширяется. На фронте расширяющейся области среда скачком переходит из исходного невозмущённого состояния в состояние движения с более высокими давлением, плотностью и температурой. Происходящее скачком изменение состояния среды — Ударная волна— распространяется со сверхзвуковой скоростью.

В. в. характеризуется изменением давления, плотности и скорости среды с течением времени в различных точках пространства или распределением этих величин в пространстве в фиксированные моменты времени.

Одним из важных параметров, определяющих механическое действие В. в., служит создаваемое волной максимальное давление. При взрывах в газообразных и жидких средах максимальное давление достигается в момент сжатия среды в ударной волне. Др. важным параметром является интервал времени действия В. в. По мере удаления от места взрыва максимальное давление уменьшается, а время действия увеличивается (рис. 1).

При распространении В. в. в твердых средах ударный фронт сравнительно быстро исчезает, и В. в. превращается в ряд последовательных быстро затухающих колебаний, распространяющихся со скоростью упругих волн.

В. в. обладают свойством подобия. В соответствии с этим свойством при взрывах зарядов химического взрывчатого вещества одинаковой формы, но различной массы, расстояния, на которых максимальное давление во В. в. имеет одно и то же значение, относятся между собой как кубические корни из масс зарядов. В том же отношении изменяется интервал времени действия В. в. Например, если увеличить расстояния и интервал времени, приведённые на рис. 1, в 10 раз, то такая В. в. будет соответствовать взрыву уже не 1 кг,а 1 т тринитротолуола (тротила).

В. в. имеет тенденцию к быстрой утрате особенностей, обусловленных природой взрыва, так что её последующее движение в основном определяется лишь величиной энергии, передаваемой окружающей среде. Благодаря этому обстоятельству В. в., порожденные в одной и той же среде взрывами разного типа, в основных чертах оказываются подобными, что позволяет ввести для характеристики взрывов так называемый Тротиловый эквивалент.

Распространяющаяся В. в. затрачивает на нагревание среды вблизи очага взрыва значительную часть своей механической энергии. Например, на расстоянии 10 км воздушная В. в., порожденная взрывом 1000 т химического взрывчатого вещества, содержит примерно 10% первоначальной энергии взрыва, а при ядерном взрыве той же энергии — вдвое меньше (из-за бо́льших потерь на нагревание воздуха). Максимальное повышение давления в волне для указанных значений расстояния и энергии взрыва измеряется сотнями н/м² (тысячными долями кгс/см²). На больших расстояниях В. в. представляет собой звуковую волну (или упругую волну в твёрдой среде).

Звуковые волны в атмосфере (или упругие волны в земной коре), порождённые взрывами достаточно большой энергии, могут быть зарегистрированы специальными приборами (микробарографами, Сейсмографами и др.) на очень больших расстояниях. Например, при взрывах с энергией порядка 10¹³ дж (несколько тысяч т тринитротолуола) волны регистрируются на расстояниях в нескольких тысяч км, а при энергиях взрывов Взрывная волна 10¹⁶ дж (нескольких млн. т) — практически в любой точке земного шара. На таких больших расстояниях В. в. представляет собой длинную последовательность колебаний атмосферного давления (или колебаний почвы — при подземных взрывах) очень низкой частоты (рис. 2).

Лит.: Расчет точечного взрыва с учетом противодавления, М., 1957; Седов Л. И., Методы подобия и размерности в механике, 4 изд., М., 1957; Ляхов Г. М., Покровский Г. И., Взрывные волны в грунтах, М., 1962; Губкин К. Е., Распространение взрывных волн, в сб.: Механика в СССР за 50 лет, т. 2, М., 1970.

К. Е. Губкин.

Изменение давления со временем в воздушной взрывной волне на расстояниях 1 м, 2,7 м и 11 м от центра взрыва сферического заряда тринитротолуола массой 1 кг.

Запись колебаний атмосферного давления в воздушной волне на расстоянии 11 500 км от места взрыва с энергией 1016 дж. Волна пробегает такое расстояние примерно за 10 ч.

ВЗРЫВНАЯ ВОЛНА - ударная волна, возникающая при взрыве. Фронт взрывной волны движется от центра взрыва со скоростью, превышающей скорость звука, при этом поверхность фронта взрывной волны монотонно увеличивается, а скорость ее движения и интенсивность убывают.

ВЗРЫВНАЯ ВОЛНА, возникающее в результате взрыва движение среды. Скачкообразное изменение состояния вещества на фронте взрывной волны распространяется со сверхзвуковой скоростью (смотри Ударная волна). Поверхность фронта взрывной волны непрерывно увеличивается, а скорость ее движения и интенсивность убывают. На больших расстояниях от места взрыва взрывная волна вырождается в звуковую волну.

air-blast, blast (wave)

blast, blast wave

ВЗРЫВНАЯ ВОЛНА

порождённое взрывом движение среды. Под воздействием высокого давления газов, образовавшихся при взрыве, окружающая очаг взрыва среда испытывает сжатие и приобретает большую скорость. Движение передаётся от одного слоя к другому, так что область, охваченная В. в., быстро расширяется. Скачкообразное изменение состояния в-ва на фронте В. в., наз. ударной волной, распространяется со сверхзвук. скоростью.

Осн. параметрами, характеризующими В. в., являются макс. давление

Взрывная волна в воздухе. Зависимость давления р в нек-рой точке от времени t: р0 — исходное давление; t — время действия; pm — давление на фронте волны.

pm, время действия t и импульс s=

По мере удаления от места взрыва макс. давление и импульс уменьшаются, а время действия растёт (рис.).

В. в. обладают св-вом подобия. Расстояние r, на к-ром волна имеет заданную интенсивность, связано с энергией взрыва q соотношением

а макс. давление и импульс имеют вид:

Хотя ф-ции f и j в большинстве случаев неизвестны, приведённые соотношения позволяют методом моделирования решать мн. задачи о воздействии В. в. на среду.

На больших расстояниях от места взрыва В. в. вырождается в звуковую (или упругую в тв. среде) волну.

взрывна́я волна́

ударная волна, возникающая при взрыве. Фронт взрывной волны движется от центра взрыва со скоростью, превышающей скорость звука, при этом поверхность фронта взрывной волны монотонно увеличивается, а скорость её движения и интенсивность убывают.

* * *

ВЗРЫВНА́Я ВОЛНА́, ударная волна(см. УДАРНАЯ ВОЛНА), возникающая при взрыве. Фронт взрывной волны движется от центра взрыва со скоростью, превышающей скорость звука, при этом поверхность фронта взрывной волны монотонно увеличивается, а скорость ее движения и интенсивность убывают.

(a.blast wave, blast air, explosive wave; н.Explosionswelle; ф.onde explosive; и.onda explosiva) - процесс кратковременного нарушения равновесного состояния среды (газообразной, жидкой или твёрдой), распространяющийся из взрывного источника; частный случай ударной волны. Под действием давления газообразных продуктов детонации частицы среды вовлекаются в движение, направленное наружу от взрывного источника, и этот процесс передаётся от одних частиц к другим - по среде распространяется B. в. При её прохождении частицы среды испытывают деформации сжатия и сдвига. Baлизи от взрывного источника эти изменения наибольшие и они порождают значит. повышение темп-ры и давления (если окружающей средой является газ), давления (жидкость), механич. напряжений (твёрдый материал - грунты, г. п. и др.). B последнем случае частицы среды подвергаются механич. разрушению и большим необратимым деформациям.

Пo мере передачи энергии расширяющимися продуктами детонации окружающей среде давление в источнике взрыва падает, переданная среде энергия частично переносится B. в. и частично поглощается средой из-за протекающих в ней необратимых процессов, тогда как сама B. в. при удалении от источника охватывает всё большие объёмы среды, a её интенсивность уменьшается. Эффективная ширина (в направлении распространения волны) области, охваченной существенными возмущениями, конечна, т.e. на любом расстоянии от источника в момент прихода фронта волны частицы среды приходят в движение, к-poe после прохождения B. в. ослабляется.

Xарактер возмущений во B. в. существенно различается для случаев газообразной, жидкой и твёрдой сред, в к-рых она распространяется. B газообразной и жидкой средах передний фронт B. в. представляет собой весьма узкую зону, в к-рой параметры движения изменяются от исходных значений, соответствующих невозмущённому состоянию среды, весьма резко, практически скачкообразно. B твёрдой среде скачкообразный передний фронт y B. в. существует лишь на небольших расстояниях от взрывного источника; за пределами этой области вокруг источника параметры движения во B. в. изменяются плавно. B газообразной и жидкой средах наблюдается лишь уменьшение характерных значений параметров во B. в. Ha ещё больших расстояниях прохождение B. в. не вызывает хрупкого разрушения частиц среды, и волна вырождается в упругую. Eсли среда не обладает хрупкостью (мягкие грунты, пластич. металлы и др.), то вблизи от источника прохождение B. в. сопровождается упругопластич. деформациями частиц среды, a вне этой зоны волна также вырождается в упругую.

B качестве параметров, характеризующих B. в. в однородной и неограниченной среде, рассматривают скорости частиц, давления, механич. напряжения, темп-ры и т.п. в зависимости от времени; макс. значения импульса, энергии и др. интегральные характеристики волн для фиксированного расстояния от источника, a также время прихода фронта волны.

Eсли среда, в к-рой произведён взрыв, неоднородна, то процесс формирования и распространения B. в. существенно осложняется. Для количеств. описания этого процесса в каждом конкретном случае необходимо спец. исследование. Oднако можно сделать нек-рые общие заключения o характере влияния неоднородности на этот процесс. При наличии в среде слоя c пониженными значениями скорости распространения возмущений B. в. трансформируется так, что её энергия передаётся частицам слоя; в результате возмущение распространяется по нему c меньшим затуханием, чем это было бы в однородном слое, т.e. слой играет роль волновода. B случае неоднородности наблюдается рефракция лучей B. в. - их отклонение в сторону области c пониженными значениями скорости распространения возмущений. При наличии поверхностей скачкообразного изменения механич. свойств среды на этих поверхностях будет происходить преломление и отражение B. в. Kоличеств. описание этих явлений существенно зависит от свойств среды и имеет важное значение для решения прикладных задач. B частности, процесс отражения B. в. в горн. породах и грунтах от открытой поверхности массива играет существ. роль в дроблении и смещении отбиваемой от массива части породы, a также в разрушении и выбросе грунта при взрыве на выброс. Для определения параметров B. в. на относительно больших расстояниях от источника при наличии открытой поверхности, где B. в. можно рассматривать как "сейсмическую", существуют эмпирич. зависимости.Литература: Cадовский M. А., Mеханическое действие воздушных ударных волн взрыва по данным экспериментальных исследований, в кн.: Физика взрыва, сб. 1, M., 1952;, Mеханический эффект подземного взрыва, M., 1971; Ляхов Г. M., Oсновы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах, M., 1974; Физика взрыва, 2 изд., M., 1975.C. C. Григорян.

ВЗРЫВНАЯ ВОЛНА — (ударная волна) упругая деформация среды, в которой произошёл взрыв (см.) В. в. представляет собой область сильного сжатия среды (воздуха, воды, земли), распространяющуюся от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Образуется в результате расширения газообразных продуктов, возникающих при хим., физ.-хим. или ядерных превращениях деления и синтеза и др., с выделением большого количества энергии. При этом невозмущённый слой среды под воздействием высокого давления испытывает резкое сжатие, образуя фронт В. в. По мере удаления от центра взрыва поверхность фронта монотонно увеличивается, а скорость её движения и интенсивность убывают.

blast, blast wave

* * *

explosive wave

onda di esplosione [esplosiva, di detonazione]

вибухо́ва хви́ля

вибухо́ва хви́ля

ударная волна, возникающая при взрыве. Фронт В. в. движется от центра взрыва со скоростью, превышающей скорость звука, при этом поверхность фронта В. в. монотонно увеличивается, а скорость её движения и интенсивность убывают.

область сжатой продуктами взрыва среды, распространяющаяся от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. На внешней границе этой области, представляющей собой фронт ударной волны, среда скачком переходит в состояние движения с более высокими давлением, плотностью и температурой. На определенном расстоянии В.в. вырождается в звуковую (или упругую волну в твердой среде), которая распространяется с характерной для данной среды скоростью звука. Важнейшими характеристиками В.в. являются максимальное избыточное давление и продолжительность его действия во фронте, удельный импульс фазы сжатия и разряжения.