Взрывная волна

Определение "Взрывная волна" в Большой Советской Энциклопедии

Запись колебаний атмосферного давления в воздушной волне

Взрывная волна, 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 Взрывная волна, 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.

Изменение давления в воздушной взрывной волне

Взрывная волна 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 Взрывная волна, 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 Взрывная волна По мере удаления от места взрыва максимальное давление уменьшается, а время действия увеличивается (рис. 1).

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

Взрывная волна 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 Взрывная волна имеет одно и то же значение, относятся между собой как кубические корни из масс зарядов. В том же отношении изменяется интервал времени действия Взрывная волна Например, если увеличить расстояния и интервал времени, приведённые на рис. 1, в 10 раз, то такая Взрывная волна будет соответствовать взрыву уже не 1 кг, а 1 т тринитротолуола (тротила).

Взрывная волна 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 Взрывная волна, 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 Взрывная волна затрачивает на нагревание среды вблизи очага взрыва значительную часть своей механической энергии. Например, на расстоянии 10 км воздушная Взрывная волна, порожденная взрывом 1000 т химического взрывчатого вещества, содержит примерно 10% первоначальной энергии взрыва, а при ядерном взрыве той же энергии - вдвое меньше (из-за больших 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 Взрывная волна 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 ~ 10¹⁶ дж (нескольких млн. т) - практически в любой точке земного шара. На таких больших расстояниях Взрывная волна 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.