Особенности физических процессов в вакууме. что не так в головах писателей и читателей. часть 1

Алан-э-Дейл       29.06.2022 г.

Захват и обнаружение шока [ править ]

НАСА сделало свою первую фотографию Шлирена ударных волн, взаимодействующих между двумя самолетами, в 2019 году.

Необходимы передовые методы для захвата ударных волн и обнаружения ударных волн как в численных расчетах, так и в экспериментальных наблюдениях.

Вычислительная гидродинамика обычно используется для получения поля течения с ударными волнами. Хотя ударные волны представляют собой резкие разрывы, в численных решениях течения жидкости с разрывами (ударная волна, контактный разрыв или линия скольжения) ударная волна может быть сглажена численным методом низкого порядка (из-за численной диссипации) или возникают паразитные колебания. вблизи поверхности скачка уплотнения численным методом высокого порядка (за счет явления Гиббса ).

Помимо скачка уплотнения, в потоке жидкости существуют и другие неоднородности. Поверхность скольжения (3D) или линия скольжения (2D) — это плоскость, в которой касательная скорость не непрерывна, а давление и нормальная скорость непрерывны. Через разрыв контакта давление и скорость непрерывны, а плотность прерывистая. Сильная волна расширения или слой сдвига также могут содержать области с высоким градиентом, которые кажутся неоднородностями. Некоторые общие черты этих структур потока и ударных волн, а также недостаточные аспекты численных и экспериментальных инструментов приводят к двум важным проблемам на практике: (1) некоторые ударные волны не могут быть обнаружены или их положение определяется неверно, (2) некоторые структуры потока которые не являются ударными волнами, ошибочно определяются как ударные волны.

Фактически, правильное улавливание и обнаружение ударных волн важны, поскольку ударные волны имеют следующие влияния: (1) вызывают потерю общего давления, что может быть проблемой, связанной с характеристиками ГПВРД, (2) обеспечение подъемной силы для конфигурации волновода. , поскольку наклонная ударная волна на нижней поверхности транспортного средства может создавать высокое давление для создания подъемной силы, (3) приводя к волновому сопротивлению высокоскоростного транспортного средства, которое вредно для его характеристик, (4) вызывая сильную нагрузку давления и тепловой поток, например, ударно-ударная интерференция типа IV может привести к увеличению нагрева поверхности транспортного средства в 17 раз (5), взаимодействуя с другими структурами, такими как пограничные слои, для создания новых структур потока, таких как разделение потока, переход и т. д.

Физические и биологические эффекты ударных волн

Прямое воздействие на границы раздела

Механизм избирательного воздействия ударной волны на разные ткани и границы раздела материалов долгое время не рассматривался. Однако он является основой для разного медицинского применения и объясняет, почему многие типы тканей остаются без значительного повреждения при прохождении ударной волны и почему может наблюдаться избирательное терапевтическое действие силы на границах раздела, вплоть до дробления камней в организме. Поэтому можно сказать, что за эффективность ударных волн в медицине отвечает физический механизм передачи импульса и основанное на нем действие силы.

Ударные волны могут оказывать силовое воздействие не только избирательно на участки ткани, расположенные близко к поверхности. Благодаря высокочастотным составляющим в мегагерцевом диапазоне и связанной с этим малой длине импульса в несколько миллиметров, ударные волны могут быть сфокусированы на более глубоких участках организма. Там они могут целенаправленно генерировать более длинные импульсы стимуляции в диапазоне физиологически эффективных миллисекунд через механизм передачи импульсов.

Силы, возникающие в соответствии с этими физическими законами при передаче импульсов в результате прохождения и избирательного отражения на границах раздела тканей, способны генерировать небольшие движения границ раздела, которые способствуют растяжению и деформации слоев клеток и на короткое время делают их проницаемыми для ионов и определенных молекул. Этот процесс называется механотрансдукцией

Сегодня механотрансдукция считается решающей для многих механизмов действия в области медицинского применения ударных волн, поскольку она может объяснить высвобождение ряда биохимических веществ, таких как оксиды азота (NO), факторы роста, вещество Р и другие.18,21 Есть еще одно важное свойство ударных волн. Подобно ультразвуку первичные процессы давления происходят в диапазоне микросекунд, то есть слишком быстро для большинства физиологических процессов

Физиология механотрансдукции, наоборот, требует силовых воздействий с длительностью в миллисекунды, то есть значительно более длительных периодов, в течение которых возможен обмен биохимическими веществами через кратковременно открытые поры в растянутых мембранах. Передача импульса ударной волны при отражении от поверхностей раздела обеспечивает ускорение вовлеченных масс и выполнение ими небольших движений в течение миллисекунд.

Пример 5

Определить по таблице степень разрушения кирпичного здания при взрыве на расстоянии 10м от него на грунте заряда гексогена массой 10 кг.

1. Определение тротилового эквивалента:

2. Определение R

3. Определение ΔPФ:

4. Увеличивая табличные значения давлний или уменьшая рассчитанное значение ΔPФ в 1.5 раза по таблице 5 определяем, что здание получит средние разрушения.

По диаграмме разрушений

Более точная оценка может быть получена на основе использования диаграмм, в которых результат воздействия ударной волны зависит от давления и импульса. Каждому конкретному объекту соответствует своя диаграмма степени разрушений, типичная форма которой приведена на рисунке 1.

Как следует из диаграммы, лишь небольшая зона А характеризуется зависимостью степени разрушений как от давления, так и от импульса. Остальная часть плоскости соответствует прямым ΔP=const (зона В), где влияние импульса мало, и прямым I=const (зона С), где не ощущается влияния давления.

Недостаток такого подхода к оценке степени разрушения зданий состоит в том, что составление диаграммы для конкретного объекта представляет собой достаточно сложную задачу.

Авторы Гайдпарка

  • Elka

    Что делать с мультфильмом, в котором советский пионер называет букву Z фашистской маркировкой?

    Читать полностью

  • валерий рыженко

    Люди

    Читать полностью

  • Петр Новыш

    Талантливейший но слишком исполнительный Лютов

    Читать полностью

  • Дежурный модер

    Новая версия сайта newsland.com доступна для посещения

    Читать полностью

  • Григорий Сибиряк

    Свобода выбора

    Читать полностью

  • Петр Новыш

    О любимом фанатичном шефе студентов ЛИАПа. Свидетельствую

    Читать полностью

  • Sova

    Что делать однофамильцам?

    Читать полностью

  • Лаврентий Павлович

    В освобождённом Мариуполе налаживается мирная жизнь

    Читать полностью

  • Александр Головенко

    А вы считаете латинскую Z символом поддержки армии?

    Читать полностью

  • Аксёненко Сергей

    Смогли бы муравьи создать цивилизацию

    Читать полностью

  • Александр Ларин

    Приоритет силы

    Читать полностью

  • Леонид Магит

    Прогнозы по Украине. Взгляд обывателя.

    Читать полностью

Механизм атомного заряда и принцип действия

Если не вдаваться в подробные описания и технологию создания атомной бомбы, кратко описать ядерный заряд можно буквально тремя фразами:

  • имеется докритическая масса радиоактивного вещества (уран U235 или плутоний Pu239);
  • создание определенных условий для начала цепной реакции деления ядер радиоактивных элементов (детонация);
  • создание критической массы делящегося вещества.

Весь механизм можно изобразить на простом и понятном рисунке, где все части и детали находятся в сильном и тесном взаимодействии друг с другом. В результате подрыва химического или электрического детонатора, запускается детонационная сферическая волна, сжимающая делящееся вещество до критической массы. Ядерный заряд представляет собой многослойную конструкцию. Уран или плутоний используется в качестве основной взрывчатки. Детонатором может служить определенное количество тротила или гексогена. Далее процесс сжатия приобретает неуправляемый характер.

Скорость протекающих процессов огромна и сравнима со скоростью света. Промежуток времени от начала детонации до запуска необратимой цепной реакции занимает не более 10-8 с. Другими словами, чтобы привести в действие 1 кг обогащенного урана, потребуется всего 10-7 секунд. Этой величиной обозначается время ядерного взрыва. С аналогичной скоростью протекает реакция термоядерного синтеза, лежащего в основе термоядерной бомбы с той разницей, что ядерный заряд приводит в действие еще более мощный — термоядерный заряд. Термоядерная бомба имеет другой принцип действия. Здесь мы имеем дело с реакцией синтеза легких элементов в более тяжелые, в результате которых опять же выделяется огромное количество энергии.

Характер распространения ударной волны в воздухе, воде и грунте. Основные параметры ударной волны.

Воздушная
ударная волна образуется за счет огромной
энергии, выделяемой в зоне ядерной
реакции, где температура достигает
10000С, а давление — 105-106Па.

Раскаленные
пары и газы расширяются, производя тем
самым резкий удар по окружающим слоям
воздуха, в результате чего происходит
сжатие этих воздушных слоев до высокого
давления и большой плотности, а также
нагрев до высоких температур. Сжатие и
перемещение воздуха происходит от
одного слоя к другому во все стороны от
места взрыва, образуя тем самым ударную
волну. Расширение раскаленных газов
действует на небольших расстояниях от
центра взрыва. На более значительных
расстояниях действует воздушная ударная
волна (в основном). Возле центра взрыва
скорость ударной волны значительно
превышает скорость звуковых волн. С
увеличением расстояния от центра взрыва
скорость ударной волны быстро убывает,
а действие самой ударной волны быстро
ослабевает. На больших расстояниях она,
как правило, переходит в звуковую волну.
Воздушная ударная волна при взрывах
средней мощности проходит примерно
1000 м за 1.4с, 2000 м за 4с, 3000м за 7с и 5000 м за
12с.

На графике
показан характер изменения давления
с течением времени в какой-либо
фиксированной точке пространства.

С приходом в
? точку фронта ударной волны давление
воздуха резко возрастает, также резко
возрастает плотность воздуха,
температура и скорость внешней среды.

После того ,
как фронт ударной волны пройдет данную
точку пространства, давление в ней
постепенно снижается и через некоторый
промежуток времени становится равным
атмосферному Р.
Образовавшийся слой сжатого воздуха
являетсяфазой сжатия(τ+) , в
этот период времени ударная волна
обладает наибольшим разрушающим
действием. По мере удаления от центра
взрыва давление во фронте ударной
волны уменьшается, а толщина слоя
сжатия со временем возрастает.

Последнее
происходит за счет привлечения новых
масс воздуха. Далее давление становится
ниже атмосферного, воздух начинает
двигаться в направлении, противоположном
распространению ударной волны, то есть
к центру взрыва. Эта зона пониженного
давления называется фазой разряжения
(τ-). Вфазе разряжения ударная
волна производит гораздо меньшее
разрушение, чем в фазе сжатия, так как
максимальное отрицательное давление-ΔРзначительно меньше максимального
избыточного давления во фронте ударной
волны. После окончания периода действия
фазы разрушения, когда давление достигает
значения атмосферного, прекращается
движение фаз воздуха, и следовательно,
разрушающего воздействия ударной волны.
Непосредственно за фронтом ударной
волны в области сжатия движутся массы
воздуха.

Вследствие
торможения этих масс воздуха при встрече
с преградой возникает давление скоростного
напора. Основными параметрами ударной
волны, определяющими ее поражающее
действие, являются

  1. избыточное
    давление во фронте ΔРФ,

  2. скоростной
    напор ΔРск,

  3. время действияТув.

Избыточное
давление
во фронте ударной волны это
разница между максимальным давлением
во фронте ударной волны и нормальным
атмосферным давлением перед фронтом.

ΔРФФ

Единицей
измерения избыточного давления в системе
Си является Па. Значение избыточного
давления в какой-либо точке зависит от
расстояния до центра взрыва, мощности
и вида взрыва.

Скоростной
напор
-это динамические нагрузки,
создаваемые потоком воздуха во фронте
ударной волны. Как и избыточное давление,
измеряется в Па. Скоростной напор зависит
от плотности воздуха, скорости движения
воздушных масс и связан с избыточным
давлением. Разрушающее действие
скоростного напора сказывается в
областях с избыточным давлением>50
кПа.

Время действия
УВ – это время действия избыточного
давления. Зависит, главным образом, от
избыточного давления и скорости воздуха.

Световое излучение от ядерного взрыва

Световое излучение ядерного взрыва — это электромагнитное излучение, которое включает видимую ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра.

Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева может быть такой, что поверхность объекта обугливается, плавится или воспламеняется. Световое излучение может вызвать ожоги открытых участков тела человека, а ночью — временную слепоту.  

Источником светового излучения является светящаяся зона взрыва, состоящая из паров конструкционных материалов боеприпаса и нагретого до высокой температуры воздуха, а в случае наземных взрывов — и испарившегося грунта. Размеры светящейся области и время ее свечения зависят от мощности, а форма — от типа взрыва.      

Время действия светового излучения от наземных и воздушных взрывов мощностью 1000 тонн составляет примерно 1 с, 10000 тонн — 2,2 с, 100000 тонн — 4,6 с, 1 миллион тонн — 10 с. Размеры светящейся области также увеличиваются с увеличением мощности взрыва и составляют от 50 до 200 м для сверхмалых мощностей ядерного взрыва и 1-2 тысячи метров для больших.   

Ожоги второй степени открытых участков тела человека (образование пузырей) наблюдаются на расстоянии 400–1 тыс. м при малых мощностях ядерного взрыва, 1,5–3,5 тыс. м при средних и более 10 тыс. м при больших.   

Степень воздействия светового излучения на различные здания, сооружения, оборудование зависит от свойств их конструкционных материалов. Таяние, обугливание, возгорание материалов в одном месте может привести к распространению огня, массовым пожарам.   

Защита от светового излучения проще, чем от других повреждающих факторов, поскольку защитой может служить любое непрозрачное препятствие, любой объект, создающий тень.  

В сверхзвуковых потоках

Диаграмма давление-время во внешней точке наблюдения для случая прохождения сверхзвукового объекта мимо наблюдателя. Передний край объекта вызывает сотрясение (слева, красный), а задний край объекта вызывает расширение (справа, синий).

Резкость изменения свойств среды, характеризующих ударные волны, можно рассматривать как фаза перехода: диаграмма давление-время движения сверхзвукового объекта показывает, что переход, вызванный ударной волной, аналогичен переходу динамический фазовый переход.

Когда объект (или возмущение) движется быстрее, чем информация может распространяться в окружающую среду, тогда жидкость рядом с возмущением не может отреагировать или «уйти с дороги» до того, как возмущение прибудет. В ударной волне свойства жидкости (плотность, давление, температура, скорость потока, число Маха) меняются почти мгновенно. Измерения толщины ударных волн в воздухе дали значения около 200 нм (около 10−5 в), что по порядку величины равно длине свободного пробега молекул газа. Применительно к континууму это означает, что ударная волна может рассматриваться либо как линия, либо как плоскость, если поле течения является двумерным или трехмерным, соответственно.

Ударные волны образуются, когда фронт давления движется со сверхзвуковой скоростью и толкает окружающий воздух. В области, где это происходит, звуковые волны, распространяющиеся против потока, достигают точки, где они не могут двигаться дальше вверх по потоку, и давление в этой области постепенно нарастает; быстро образуется ударная волна высокого давления.

Ударные волны — это не обычные звуковые волны; ударная волна принимает форму очень резкого изменения свойств газа. Ударные волны в воздухе воспринимаются как громкий «треск» или «щелчок». На больших расстояниях ударная волна может превратиться из нелинейной в линейную волну, вырождающуюся в обычную звуковую волну, поскольку она нагревает воздух и теряет энергию. Звуковая волна воспринимается как знакомый «глухой удар» или «глухой удар». ударная волна, обычно создаваемые сверхзвуковой полет самолета.

Ударная волна — это один из нескольких способов сжатия газа в сверхзвуковом потоке. Некоторые другие методы компрессии, в том числе Прандтль–Сжатия Мейера. Метод сжатия газа приводит к различным температурам и плотностям для заданного отношения давлений, которые могут быть аналитически рассчитаны для газа, не вступающего в реакцию. Сжатие ударной волной приводит к потере общего давления, а это означает, что это менее эффективный метод сжатия газов для некоторых целей, например, при всасывании ГПВРД. Возникновение давления-сопротивления на сверхзвуковых самолетах в основном связано с влиянием ударного сжатия на поток.

В сверхзвуковых потоках

Диаграмма давление-время во внешней точке наблюдения для случая прохождения сверхзвукового объекта мимо наблюдателя. Передний край объекта вызывает сотрясение (слева, красный), а задний край объекта вызывает расширение (справа, синий).

Коническая ударная волна с зоной контакта с землей в форме гиперболы, выделенной желтым цветом.

Резкость изменения свойств среды, характеризующих ударные волны, можно рассматривать как фазовый переход : диаграмма давление-время при распространении сверхзвукового объекта показывает, что переход, индуцированный ударной волной, аналогичен динамическому фазовому переходу .

Когда объект (или возмущение) движется быстрее, чем информация может распространяться в окружающую среду, тогда жидкость рядом с возмущением не может отреагировать или «уйти с дороги» до того, как возмущение прибудет. В ударной волне свойства жидкости ( плотность , давление , температура , скорость потока , число Маха ) изменяются практически мгновенно. Измерения толщины ударных волн в воздухе дали значения около 200 нм (около 10 -5 дюймов ), что по порядку величины равно длине свободного пробега молекул газа. Применительно к континууму это означает, что ударную волну можно рассматривать либо как линию, либо как плоскость, если поле течения является двумерным или трехмерным, соответственно.

Ударные волны образуются, когда фронт давления движется со сверхзвуковой скоростью и давит на окружающий воздух. В области, где это происходит, звуковые волны, распространяющиеся против потока, достигают точки, где они не могут двигаться дальше вверх по потоку, и давление в этой области постепенно нарастает; быстро образуется ударная волна высокого давления.

Ударные волны не являются обычными звуковыми волнами; ударная волна принимает форму очень резкого изменения свойств газа. Ударные волны в воздухе воспринимаются как громкий «треск» или «щелчок». На больших расстояниях ударная волна может превратиться из нелинейной в линейную волну, вырождающуюся в обычную звуковую волну, поскольку она нагревает воздух и теряет энергию. Звуковая волна воспринимается как знакомый «глухой удар» или «удар» звукового удара , обычно создаваемый сверхзвуковым полетом самолета.

Ударная волна — это один из нескольких способов сжатия газа в сверхзвуковом потоке. Некоторые другие методы представляют собой сжатия, в том числе сжатия Прандтля – Мейера. Метод сжатия газа приводит к различным температурам и плотностям для заданного перепада давлений, которые могут быть аналитически рассчитаны для газа, не вступающего в реакцию. Сжатие ударной волной приводит к потере общего давления, а это означает, что это менее эффективный метод сжатия газов для некоторых целей, например, на входе в ГПВРД . Возникновение давления-сопротивления на сверхзвуковых самолетах в основном связано с воздействием на поток ударного сжатия.

Ударная волна, вызванная летательным аппаратом

Фото №1 ударных волн при обтекании модели сверхзвуковым потоком в аэродинамической трубе (Аэродинамическая лаборатория NASA)
NASA удалось получить фото ударной волны при преодолении самолётом звукового барьера

Подробнее: Распространениеударной волны, вызваннойсверхзвуковым самолётом

Жёлтая зона — след ударной волны на земле.

Снаружи конуса ударной волны(Маха), а на земле — перед жёлтой зоной самолёт не слышен.Распространение ударной волны, вызванной сверхзвуковым самолётом (источник). При обтекании сверхзвуковым воздушным потоком твёрдого тела на его передней кромке образуется ударная волна (иногда не одна, в зависимости от формы тела).

На фото №1 слева видны ударные волны, образованные на острие фюзеляжа модели, на передней и задней кромках крыла и на заднем окончании модели…

Виды скачков уплотнения при сверхзвуковом обтеканиител различной формы

Кроме того скачки уплотнения могут быть также присоединенными, когда они примыкают к поверхности тела, двигающегося со сверхзвуковой скоростью или же отошедшими, если они с телом не соприкасаются.Обычно скачки становятся присоединенными, если сверхзвуковой поток обтекает какие-либо остроконечные поверхности.Для самолета это, например, может быть заостренная носовая часть, ПВД, острый край воздухозаборника. При этом говорят «скачок садится», например, на нос(вид а и в).А отошедший скачок может получиться при обтекании закругленных поверхностей, например, передней закругленной кромки толстого аэродинамического профиля крыла(вид б).Различные узлы корпуса летательного аппарата создают в полете довольно сложную систему скачков уплотнения…

Подробнее: Звуковой барьер и сверхзвуковой полёт

Однако, наиболее интенсивные из них – два. Один головной на носовой части и второй – хвостовой на элементах хвостового оперения.

На некотором расстоянии от летательного аппарата промежуточные скачки либо догоняют головной и сливаются с ним, либо их догоняет хвостовой.

В итоге остаются два скачка, которые, в общем-то, воспринимаются земным наблюдателем как один из-за небольших размеров самолета по сравнению с высотой полета и небольшим промежутком времени между ними…

Интенсивность ( другими словами энергетика) ударной волны (скачка уплотнения) зависит от различных параметров(скорости движения летательного аппарата, его конструктивных особенностей, условий среды и др.) и определяется перепадом давления на ее фронте.По мере удаления от вершины конуса Маха, то есть от самолета, как источника возмущений ударная волна ослабевает, постепенно переходит в обычную звуковую волну и в конечном итоге совсем исчезает…

На фронте-конуса Маха ударной волны (называемой иногда также скачком уплотнения), имеющем очень малую толщину (доли миллиметра), почти скачкообразно происходят кардинальные изменения свойств потока — его скорость относительно тела снижается и становится дозвуковой, давление в потоке и температура газа скачком возрастают. Часть кинетической энергии потока превращается во внутреннюю энергию газа. Все эти изменения тем больше, чем выше скорость сверхзвукового потока… При гиперзвуковых скоростях (число Маха=5 и выше) температура газа достигает нескольких тысяч кельвинов, что создаёт серьёзные проблемы для аппаратов, движущихся с такими скоростями (например, шаттл «Колумбия» разрушился 1 февраля 2003 года из-за повреждения термозащитной оболочки, возникшего в ходе полёта). Фронт ударной волны по мере удаления от аппарата постепенно принимает почти правильную коническую форму, перепад давления на нём уменьшается с увеличением расстояния от вершины конуса, и ударная волна превращается в звуковую…

Подробнее читать Звуковой барьер. О нем и вещах, ему сопутствующих…

Рождение ядерного оружия

Еще в 1939 году французу Жолио-Кюри стало понятно, что воздействие на ядра урана в определенных условиях может привести к взрывной реакции огромной мощности. В результате цепной ядерной реакции начинается спонтанное экспоненциальное деление ядер урана, происходит выделение энергии в огромном количестве. В одно мгновение радиоактивное вещество взрывалось, при этом образующийся взрыв обладал огромным поражающим эффектом. В результате опытов стало ясно, что уран (U235) можно превратить из химического элемента в мощную взрывчатку.

В мирных целях, при работе ядерного реактора, процесс ядерного деления радиоактивных компонентов носит спокойный и контролируемый характер. При ядерном взрыве основным отличием является то, что колоссальный объем энергии выделяется мгновенно и это продолжается до тех пор, пока не иссякнет запас радиоактивной взрывчатки. Впервые человек узнал о боевых возможностях новой взрывчатки 16 июля 1945 года. В то время, когда в Потсдаме проходила заключительная встреча Глав государств победителей войны с Германией, на полигоне в Аламогордо штата Нью-Мексико состоялось первое испытание атомного боевого заряда. Параметры первого ядерного взрыва были достаточно скромными. Мощность атомного заряда в тротиловом эквиваленте равнялась массе тринитротолуола в 21 килотонну, однако сила взрыва и его воздействие на окружающие объекты произвели на всех, кто наблюдал за испытаниями, неизгладимое впечатление.

Это интересно: Гидроклин. Определение.

Виды и типы взрывов

Выделяют три основных типа взрывов. Каждый из них может быть одинаково разрушительным и причинять колоссальный ущерб населению, инфраструктуре, окружающей среде.

Химические взрывы происходят в результате реакций разложения или соединения, сопровождающихся выделением теплоты. Следствием этого становится быстрое расширение выделяемого газа и образование ударной волны.

При механическом (физическом) взрыве внутри ограниченного пространства происходит расширение газа под высоким давлением. Выброс за пределы пространства избыточного давления создает ударную волну.

Ядерный взрыв происходит в результате реакции синтеза или деления, при которой очень быстро выделяется большое количество тепла и газа. Высвободившаяся энергия нагревает окружающий воздух и создает взрывную волну.

Вид взрыва зависит от свойств горючих материалов и их взаимодействия с атмосферным кислородом, который горит только с определённым количеством горючей субстанции (процесс окисления). В зависимости от силы взрыва и связанной с ним скорости распространения волны давления различают:

  • низкоскоростную детонацию;
  • дефлаграцию, или распространение процесса горения с дозвуковой скоростью;
  • детонацию, или распространение взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Следствием всех типов взрывов являются ударное, тепловое и вибрационное воздействия на объекты, нередко приводящие к их разрушению или уничтожению.

Защита от ядерного удара

Для защиты от ударной волны ядерного взрыва применяются средства индивидуальной защиты и противорадиационные укрытия. Они способны уберечь людей от опасных излучений при радиоактивном заражении местности. Помимо этого, они могут защитить от светового удара, проникающей радиации и в некоторой степени от ударной волны, а также от попадания на кожу и в организм человека всех опасных веществ, которые выделяются в результате ядерной реакции при взрыве.

Безопасные места оборудуют в подвальных этажах зданий и различных сооружений. Также иногда встречаются отдельностоящие сооружения (в виде промышленных зданий или построек из подручных материалов). Под такие укрытия приспосабливают любые пригодные заглубления в помещениях: подвалы, погреба, подземные каналы. Для повышения безопасности заделывают оконные и лишние дверные проемы, насыпают дополнительный слой грунта на перекрытия и в случае необходимости делают грунтовую подсыпку у наружных стен, которые выступают выше поверхности земли.

Помещение тщательно герметизируют (например, окна, трубопроводы, щели и т. д. проклеивают подручными материалами). Укрытия, вместимость которых составляет до 30 человек, вентилируются естественным путем. На наружных выводах вентиляции прикрепляют козырьки, а на входах в помещение — плотные заслонки, которые закрывают на время действия радиации и выпадения зараженных осадков. Внутри убежище оборудуется аналогично обычным убежищам.

В помещениях, которые приспособлены под укрытия, но не оборудованы водопроводом и канализацией, устанавливают емкости для воды и выгребную яму. Кроме того, в укрытии обязательно устанавливают подставки, стеллажи, камеры или лари и другие приспособления для продовольствия. Освещают помещения от подходящей наружной или переносной электросети. Защитные свойства противорадиационного убежища от воздействия взрыва ударной волны и излучений оцениваются коэффициентом ослабления радиации. Его параметр показывает, во сколько раз помещение уменьшает наружную дозу радиации.

Ударные волны из-за нелинейного закручивания [ править ]

Ударные волны могут образовываться из-за обострения обыкновенных волн. Наиболее известным примером этого явления является океанские волны , что форма выключатели на берегу . На мелководье скорость поверхностных волн зависит от глубины воды. Набегающая океанская волна имеет немного более высокую скорость около гребня каждой волны, чем около впадин между волнами, потому что высота волны не бесконечно мала по сравнению с глубиной воды. Вершины достигают впадин до тех пор, пока передний край волны не образует вертикальную грань и не переливается, образуя турбулентный скачок (прерыватель), который рассеивает энергию волны в виде звука и тепла.

Подобные явления влияют на сильные звуковые волны в газе или плазме из-за зависимости скорости звука от температуры и давления . Сильные волны нагревают среду около каждого фронта давления из-за адиабатического сжатия самого воздуха, так что фронты высокого давления опережают соответствующие впадины давления. Существует теория, согласно которой уровни звукового давления в медных духовых инструментах, таких как тромбон, становятся достаточно высокими, чтобы произошло увеличение крутизны, составляющее неотъемлемую часть яркого тембра инструментов. Хотя образование ударной волны в результате этого процесса обычно не происходит с незакрытыми звуковыми волнами в атмосфере Земли, считается, что это один из механизмов, с помощью которого хромосфера Солнца и корона нагревается за счет волн, распространяющихся вверх из недр Солнца.

Терминология

Ударные волны могут быть:

Нормальный
Под углом 90 ° (перпендикулярно) направлению потока ударной среды.
Косой
Под углом к ​​направлению потока.
Лук
Возникает перед фронтом (лук) тупого предмета, когда скорость потока на входе превышает 1 Мах.

Некоторые другие термины:

  • Фронт ударной волны: граница, на которой физические условия резко меняются из-за ударной волны.
  • Фронт контакта: в ударной волне, вызванной приводным газом (например, «ударом» взрывчатого вещества о окружающий воздух), граница между приводным (взрывчатые вещества) и движущимся (воздух) газами. Контактный фронт следует за ударным фронтом.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.