Бризантное и фугасное действия взрыва

Потенциал и сила ЭМ

Удельная энергия взрыва вычисляется по формуле

где с_w – средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов взрыва в интервале температур от Т₀ до Т₁, Т₀ – температура среды, Т₁ - температура взрыва.

Зависимость с_w (Т) для газов с различной молекулярной массой представлена на рисунке

Потенциал ВВ вычисляется по формуле:

Из этого соотношения следует, что потенциал ВВ имеет большее значение, чем удельная энергия. Если абсолютное зна­чение удельной энергии c_w в системе координат c_w – Т (рис.) численно равно площади фигуры Т₀12Т₁ то потенциал будет оп­ределяться площадью фигуры 012Т₁ которая несколько больше.

Однако разность между приведенными площадями не очень большая, так как Т₀ <<Т₁ и теплоемкость с_w на участке измене­ния температуры от 0 до Т₀ имеет небольшое значение. Учиты­вая это, некоторые авторы не делают различия между П и Q_w, принимая их равными друг другу, что с точки зрения физики явления неверно.

В теории ВВ получила широкое распространение другая ха­рактеристика, аналогичная потенциалу – сила ВВ f₁.

Сила f₁, в большей степени применяется как энергетическая характеристи­ка пороха, поэтому в дальнейшем под f₁ будем иметь в виду си­лу пороха, хотя ранее она находилась и для других ВВ.

Сила пороха f₁ определяется так

где R – газовая постоянная; T₁ – температура взрыва.

Учитывая, что газовая постоянная по своему физическому смыслу численно равна работе, которую совершает 1 кг газа при нагревании его на один градус в изобарном процессе, то па­раметр f₁, можно определить следующим образом.

Сила пороха f₁ численно равна работе, которую могли бы со­вершить 1 кг продуктов его сгорания при их нагревании от 0 до температуры взрыва Т₁в условиях изобарного процесса расши­рения при нормальном давлении (1013,25 гПа).

Применительно к порохам ракетных двигателей твердого то­плива, которые сгорают за существенно большее время и горят, как правило, при некотором среднем давлении в камере двига­теля, применяется так называемая приведенная сила пороха f₂:

где Т₂ – температура горения пороха при постоянном давлении.

Так как Т₂<Т₁ то, естественно, и f₂<f ₁.

Разрушительное действие взрыва обусловлено работой, кото­рую совершают газообразные продукты взрыва при расшире­нии.

Различают две основные формы внешней работы взрыва – бризантное и фугасное действие.

Бризантностью называется способность взрывча­тых веществ (точнее их ГПВ) к местному разрушительному действию, которое является результатом резкого удара продуктов взрыва по окру­жающим ВВ предметам.

Бризантное действие проявляется лишь на близких расстояниях от места взрыва, где давление и плотность энергии продуктов взрыва еще достаточно велики. Максимальный эффект бризантности проявляется при непосредственном контакте заряда ВВ с окру­жающей средой, причем при условии распространения детона­ционной волны в направлении, перпендикулярном к преграде.

За счет бризантного действия происходит измельчение, пробивание или дробление среды, соприкасающейся с зарядом взрывчатого ве­щества. Применительно к металлической оболочке заряда бризантность ВВ определяет характеристики осколочности боеприпасов; применительно к взрыву заряда на преграде – характер местных разрушений.

Опыт показывает, что бризантное действие ВВ зависит от энергетических характеристик ВВ, их плотности, скорости дето­нации и максимального давления ГПВ на фронте детонацион­ной волны, которое иногда называют «детонационным давлением».

Теоретически бризантность принято оценивать по величине мощности ВВ, отнесенной либо к единице веса, либо к единице объема заряда, а так же как объемную плотность мощности взрыва или поток энергии, проходящий через единицу площади за единицу времени.

Все теоретические формулы для расчета бризантности носят условный характер и применяются только для сравнительной оценки бризантности различных взрывчатых веществ.

Экспериментально бризантность оценивается по величине обжатия свин­цового цилиндра определенных размеров при взрыве на нем определенного количества испытуемого взрывчатого вещества.

При взрыве свинцовый цилиндр обжимается и приобретает форму гриба. Разность высот цилиндра до и после взрыва служит мерой бризантности ВВ. Оценка бризантности может быть произведена также по степени дробления металлической обо­лочки, окружающей заряд, или металлической плиты, на которую он установлен. Критерием бризантности в этом случае служит число осколков весом более 1 г, отнесенное к единице веса раз­рывного заряда.

Фугасностью называется способность взрывчатых веществ к разрушительному действию за счет расширения про­дуктов взрыва до сравнительно невысоких давлений и прохож­дения по среде ударной волны.

Фугасное действие проявляется в форме раскалывания и отбрасывания среды, в которой проис­ходит взрыв.

Очень часто фугасность называют работоспособ­ностью взрывчатого вещества. В качестве меры фугасности в теоретических расчетах используют потенциал ПВВ или его удельную энергию. Однако фугасность и удельная энергия взрывчатого вещества понятия не тождественные. Опыт показывает, что кроме потенциала П или удельной энергии Q_w, на фу­гасное действие оказывают существенное влияние такие харак­теристики, как удельный объем и состав газообразных продук­тов взрыва. Учитывая это, фугасность оценивают условными характеристиками, определяемыми экспериментально.

Для прак­тической оценки фугасности используют так называемую пробу на расширение свинцовой бомбы. Заряд испытуемого ВВ массой 10 г взрывают в цилиндрическом канале свинцовой бомбы опре­деленных размеров. После взрыва канал расширяется и приоб­ретает грушевидную форму. Мерой фугасности принимается из­менение объема канала.

Дата добавления: 2014-01-20