Ударная волна

Она является одним из основных поражающих факторов взрывов. В зависимости от того, в какой среде она возникает и распространяется, её называют воздушной ударной волной (ВУВ) – в воздухе; сейсмовзрывной волной – в грунте; ударной волной – в воде.

ВУВ называется область резкого сжатия воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Она обладает большим запасом энергии и способна разрушать различные сооружения, здания и др. объекты, а также наносить поражение людям (животным) на различных расстояниях от центра взрыва. С удалением от центра взрыва её интенсивность убывает и она вырождается в обыкновенную акустическую волну. Её источник образования – центр взрыва (ЦВ), где давление достигает миллионов Па.

Переднюю границу волны называют фронтом ВУВ, где скачком повышено давление, температура, плотность и скорость частиц среды (массовая скорость). При взрыве в воздухе фронт ВУВ будет сферическим.

Характер изменения давления в точке пространства при прохождении через неё волны показан на рис. 5.1.

Рис 5.1

С приходом волны в точку пространства в момент t₀ давление в ней резко повышается на величину , а затем убывает до атмосферного P₀ и ниже его. Период называется фазой сжатия, а период - пониженного давления – фазой разряжения. В фазе сжатия воздушные массы движутся в сторону движения фронта волны (от центра), а фазе разряжения – к центру взрыва.

Повышение давления в какой либо точке пространства представляет собой резкий, кратковременный удар громадной силы на преграду (объект; человека), что ведёт к разрушениям (поражениям).

Форма ВУВ при наземном и воздушном взрывах показана на рис. 5.2, 5.3. ВУВ при этом будет иметь некоторые особенности.

Рис 5.2

Рис 5.3

При наземном взрыве ВУВ имеет форму полусферы с центром в точке взрыва. За счёт уменьшения объёма взрыва плотность энергии, а следовательно и , будут примерно в два раза больше, чем при воздушном взрыве.

Поражающее действие волны при наземном взрыве в ближней зоне (R<H) будет больше, чем при воздушном взрыве. Однако, радиус зоны выхода из строя малопрочных объектов при наземном взрыве будет меньше, чем при воздушном взрыве одинаковой мощности, так как сказывается эффект сложения падающей и отраженной волны в дальней зоне, R>H.

При воздушном взрыве ВУВ (падающая волна –П), достигая земли, отражается от неё. Отраженная волна (О), перемещаясь в более нагретой среде за счёт падающей волны, догоняет падающую волну. Их энергия сливается, образуя фронт головной ударной волны, где давление в 1,6-3 раза более падающей волны. На участках, где отражённая волна ещё не догнала падающую волну, объект испытывает ударную нагрузку от падающей и отражённой волн (двойную нагрузку). Двойную нагрузку также будут испытывать высотные объекты и в дальней зоне, т.е. от головной ударной волны и отражённой. Заметим сразу, что давление отражённой волны может в 2-8 и более раз превосходить давление падающей волны.

Итак, основными параметрами ВУВ, характеризующими ее разрушающее и поражающее действие, являются: избыточное давление на фронте волны ,Па; давление скоростного напора , Па; длительность фазы сжатия , с (она определяет время действия избыточного давления); скорость фронта волны V_ф; температура фронта волны Т_ф и др. Скоростной напор определяет метательное действие волны, а - барическое действие волны.

Заметим, что данные параметры волны будут зависеть от массы заряда (С), высоты взрыва (Н), расстояния от центра взрыва (R) и условий взрыва.

ВУВ может отражаться от крупных преград, обтекать различные преграды и затекать в укрытия(рис 5.4).

Рис 5.4

Дата добавления: 2014-12-29