Длительность фазы сжатия

БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЫБОПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА

КАФЕДРА ЗАЩИТЫ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Д.т.н., профессор

А.В. Кипер

Калининград

Основные параметры ударной волны при воздушном взрыве и при взрыве над поверхностью земли

Воздушные взрывы подразделяются на взрывы в однородной атмосфере и взрывы над отражающей поверхностью земли.

При взрыве в однородной атмосфере фронт волны имеет форму сферы. Избыточное давление во фронте рассчитывается из уравнения

(16)

где R (м) – расстояние, от центра взрывая до фронта ударной волны в точке наблюдения; m (кг) – тротиловый эквивалент массы ВВ.

Длительность фазы сжатия

. (17)

Следует отметить, что уравнения (16), (17) преобразуются в (11), (12) если в них заменить m на 2m. Это связано с обстоятельством, что при воздушном взрыве ударная волна распределяется равномерно во все стороны, а при наземном - только в сторону воздушного пространства. Поэтому параметры ударной волны наземного взрыва вдвое превышают аналогичные параметры воздушного взрыва.

В фазе сжатия импульс давления ударной волны при воздушном взрыве определяется по формуле (13),

,

где значения Δ Р_ф и t₊ находятся из уравнений (16), (17).

Рис.4. Схема распространения ударной волны воздушного взрыва

где: О – центр взрыва, Н – высота взрыва, R_П – расстояние от центра взрыва до подошвы головной волны, R_Э – расстояние от головной волны до эпицентра взрыва, О₁ - эпицентр взрыва, т.е. проекции точки О на горизонтальную плоскость, 1 – падающая ударная волна, 2 - отраженная волна, 3 – головная волна.

При встрече с поверхностью земли ударная волна отражается. У поверхности земли отраженная волна распространяется быстрее падающей, поскольку движется в слое воздуха предварительно сжатого падающей волной. Поэтому на определенном расстоянии она догоняет падающую волну и сливается с ней, образуя головную волну.

Область на поверхности земли, в которой падающая и отраженные волны еще не сливаются, но их фронты образуют общую точку пересечения, называется областью регулярного отражения. Радиус этой области примерно равен высоте взрыва R_Э ≈ H.

Область, где возникает головная волна, называется областью нерегулярного отражения.

Давление у поверхности земли определяется следующим образом.

Давление отражения Δ Р_ОТР в области регулярного отражения, при R_Э£ H, рассчитывается как

, (18)

Δ Р_ОТР (кПа) – давление отражения, Р_О (кПа) – начальное давление, к = 1.4 – показатель адиабаты воздуха; Δ Р_ф – давление во фронте падающей волны вычисляемое из (16).

Давление во фронте головной волны Δ Р_ГВ в области нерегулярного отражения, при R_Э> H, в диапазоне от Н до 8H

(19)

где Δ Р_ГВ (кПа) – давление во фронте головной волны;

(м) – расстояние от центра взрыва до подошвы головной волны в точке наблюдения.

Давление во фронте головной волны при R_Э> 8Н определяется по формуле Садовского, как при наземном взрыве.

Пример. Определить давление на поверхности земли в точке R_Э = 0 при воздушном взрыве тротилового заряда массой m = 1000 кг на высоте Н =100 м.

Решение. 1. По формуле (16) определяем давление во фронте падающей волны

кПа.

2. По формуле (18) находим искомое давление отражения.

кПа.

Пример. Определить давление на поверхности земли в точке R_Э = 100 м при взрыве тротилового заряда массой m =1000 кг на высоте H = 75 м.

Решение. 1) Определяем расстояние от центра взрыва до точки наблюдения

R= м.

2) По формуле (16) вычисляем давление во фронте падающей волны

кПа

3) По формуле (19) находим искомое давление во фронте головной волны

кПа.