Воздушная ударная волна и ее параметры

При выходе детонационной волны на поверхность заряда происходит ее преломление в воздушную среду и начинается формирование ударной волны.

Рис. 2. Эпюра ударной волны

где: Р_О – атмосферное давление, Р_Ф – давление в фазе сжатия, 1 - фаза сжатия, 2 - фаза разряжения, t₊ - длительность фазы сжатия, t^_ - длительность фазы разрежения.

Передняя граница сжатой области называется фронтом ударной волны, а сама область – фазой сжатия.

За фазой сжатия следует фаза разрежения, в которой давление воздуха ниже существовавшего до прихода волны атмосферного давления Р_О.

Разность давлений

Δ P_Ф=Р_Ф-P_О,

называется избыточным давлением во фронте ударной волны.

Воздух в фазе сжатия движется в сторону распространения фронта, а в фазе разрежения - в противоположном направлении.

Скорость фронта ударной волны N_Ф (м/с), скорость воздуха V_Ф (м/с) и плотность воздуха r_Ф (кг/м³) за фронтом, в зависимости от величины избыточного давления Δ Р_Ф (Па), определяются по формулам

,

, (8)

,

где с_О - скорость звука, r_О - плотность воздуха в невозмущенной атмосфере, к = Cp/Cv = 1.4 - показатель адиабаты воздуха.

Поражающее действие ударной волны связано, в основном, с действием избыточного давления и скоростного напора воздуха в фазе сжатия.

Изменение во времени давления в фазе сжатия Δ Р₊(t), определяется по формуле

, (9)

где коэффициент n = 0.19 при Δ P_ф ³ 28 кПа

n =1.0 при Δ P_ф < 28 кПа

Максимальное давление на физическое тело скоростного напора воздуха за фронтом ударной волны Δ Р_СК (Па), находится из уравнения

, (10)

где с_Х – коэффициент лобового сопротивления тела.