Безразмерные параметры проходящих взрывных волн
Известные удельные тротиловые эквиваленты (табл. 2.2) позволяют определять энергию взрыва $ различных взрывчатых веществ. При этом оказывается возможным представить результаты экспериментов по определению максимального избыточного давления во взрывных волнах в безразмерных
8 Зак.
8Э
Рис. 2.3. Экспериментальные зависимости максимального избыточного давления от расстояния до центра источника (малый диапазон Д) (6121.
1— идеальный газ [287 , 90]; 2— [93]; 3— пентолнт [635]; 4 — [42]; 5 — THT [100]; S — реальный газ [90]; 7 — THT [324]; 8 — [78]; 9 — атомный взрыв [635]; 10 — точечный источник [313].
Рис. 2.4. Область разброса экспериментальных зависимостей Ps (P) по данным работ, цитированных в подписи к рис. 2.3 [612].
I — высокоэнергетнчные BB; 2 — ядерные взрывы; 3 — точечный источник; штриховая линия внизу справа отвечает
Рис. 2.5. Зависимости приведенного удельного импульса Zs от безразмерного расстояния R для взрывов пеитолита [42].
пазона изменения R обработанные подобным образом экспериментальные данные ряда авторов представлены на рис. 2.3. Как видно, приведенные экспериментальные данные отличаются от «центральной» кривой не более чем в два раза. Впервые это отмечено в [42], и приведенную там кривую для взрыва пенто- лита (50/50), основанную на экспериментальных данных, можно считать центральнойдля представленного на рис.
2.3 семейства кривых. На рис. 2.4 обозначена область, в которую попадают приведенные экспериментальные данные по максимальному избыточному давлению в большем диапазоне изменения R. На рис. 2.5 нанесена зависимость для безразмерного импульса, полученная при обработке данных различных авторов.Сделаем несколько замечаний по поводу известной полемики относительно характера затухания волн в зоне слабого взрыва. Так, в [42] принималась зависимость
в то время как \
в [78, 635, 242] утверждалось, что
а в [508] на
*, Величина Е^3/р^3 имеет размерность длины и иногда называется характерным масштабом взрыва.
основании экспериментальных данных было получено Ps = l/Ri!3. Для того чтобы показать, сколь невелико различие указанных способов описания, на рис. 2.4 для R > IO2 приведены зависимости l/R (In R)'12 (штриховая кривая) и 1 /R (сплошная кривая). Тем не менее вопрос о поведении взрывных волн в зоне слабого взрыва нельзя считать окончательно решенным. Так, в [668] установлено, что в этой зоне лидирующая ударная волна размывается и заменяется более плавным подъемом давления, на фоне которого обнаружены существенные (трехкратные) колебания давления, что, вне всякого сомнения, объясняется преломлением и фокусировкой волн в реальной неоднородной атмосфере. Поэтому, несмотря на слабые в целом повреждения, в зоне слабого взрыва могут иметь место и значительные локальные повреждения. Фокусировка волн при наличии ветра и температурных градиентов обсуждается ниже в этой главе.
Помимо максимального избыточного давления в литературе приводятся и другие параметры проходящих взрывных волн. Наиболее подробными литературными источниками являются [242, 42, 628, 319] для химических BB и [320, 235, 236] для ядерных взрывов.
В табл. 2.2 приведен удельный тротиловый эквивалент ряда химических BB. Легко установить тротиловый эквивалент и для других известных BB, сравнивая теплоту их взрыва с теплотой взрыва THT или пентолита. Однако необходимо быть аккуратным в сравнении данных по взрывам в свободном объеме с данными взрывов зарядов BB, размещенных на отражающей поверхности, — обычно наземных взрывов. Данные по наземным взрывам для химических BB1 таких как THT [319], хорошо коррелируют с данными взрывов в свободном объеме, если принять коэффициент отражения примерно равным 1,8 Таким образом, наземные взрывы зарядов BB как бы в 1,8 раза мощнее взрывов тех же зарядов в свободном объеме. Если бы земля действовала как идеальный отражатель, то коэффициент отражения был бы в точности равен 2, так как вся энергия, которая приводила бы к образованию взрывной волны в нижней полусфере при взрыве в свободном пространстве, теперь переходила бы во взрывную волну в верхней полусфере. Разница между коэффициентом абсолютного отражения, равным 2, и эмпирическим коэффициентом 1,8 является грубой оценкой части энергии, расходуемой на образование воронки и сотрясение почвы. Поскольку параметры взрывов THT часто используются в качестве основы для сравнения взрывных волн*> Значение поправочного множителя для заряда BB п$р переходе от наземного взрыва к воздушному заключено в интервале 1,8...2,0 и зависит от акустического сопротивления материала, на поверхности которого производится взрыв. — Прим. ред.
химических BB и ядерных устройств, то стандартные кривые для параметров взрывов.THT в атмосфере на уровне моря могут оказаться весьма полезными. Набор таких кривых для взрывов THrF в воздухе приведен на рис. 2.45—2.47 в конце этой главы.
2.2.6.