- •Факультет «Специальное машиностроение»
- •1.2. Классификация средств поражения
- •1.3. Взрывательные устройства
- •Лекция 2
- •Часть 2. Основы теории взрыва
- •2.1. Взрыв и его формы
- •2.2. Стадии взрыва
- •2.3. Формы взрывного превращения. Объемный (гомогенный) взрыв
- •Лекция 3
- •2.4. Самораспространяющееся взрывное превращение (свп) . Горение
- •2.5. Детонация
- •2.6. Условия, определяющие возможность химического взрыва
- •Лекция 4
- •Часть 3. Взрывчатые вещества и пороха
- •3.1. Классификация вв по составу
- •3.2. Классификация вв по их использованию
- •3.3. Группа I: инициирующие вв (ивв)
- •3.4. Группа II: бризантные вв
- •Лекция 5
- •3.5. Группа III: метательные вв (пороха)
- •3.6. Группа IV: пиротехнические составы (пс)
- •3.7. Методы снаряжения
- •Лекция 6
- •Часть 4. Чувствительность взрывчатых веществ
- •4.1. Общие замечания о чувствительности
- •4.2. Чувствительность к нагреву (тепловому воздействию)
- •4.3. Чувствительность к механическому воздействию
- •4.4. Чувствительность к ударно-волновому нагружению
- •4.5. Чувствительность к электрическому импульсу
- •4.6. Факторы, влияющие на чувствительность вв
- •Лекция 7
- •Часть 5. Элементы теории ударных волн
- •5.1. Общие замечания об ударных волнах
- •5.2. Уравнения состояния
- •5.3. Соотношения на фронте ударной волны
- •5.4. Ув в идеальном газе с постоянной теплоемкостью
- •Лекция 8
- •5.5. Сильные и слабые ударные волны
- •5.6. Основные свойства ударных волн
- •5.7. Давление за фронтом отраженной ударной волны
- •5.8. Геометрическая интерпретация закономерностей ударно-волнового сжатия
- •5.9. Многократное ударно-волновое сжатие
- •5.10. Параметры на фронте ув
- •5.11. Важные замечания по ударным волнам в газах
- •5.12. Ударные волны в конденсированных средах
- •Лекция 9
- •Часть 6. Детонация
- •6.1. Общие замечания о детонации
- •6.2. Гидродинамическая теория детонации (модель знд)
- •6.3. Распространение детонации в конденсированных вв
- •6.4. Зависимость скорости детонации зарядов вв от их плотности
- •6.5. Зависимость скорости детонации зарядов вв от их диаметра
- •Лекция 10
- •Часть 7. Действие взрыва
- •7.1. Начальные параметры
- •7.2. Зависимость давления нагружения при контактном взрыве от ориентации детонационной волны
- •7.3. Поле взрыва заряда вв. «Мгновенная детонация»
- •7.4. Общие понятия о фугасном и бризантном действии
- •Лекция 11
- •7.5. Пробивное действие взрыва (разновидность бризантного действия)
- •7.6. Метательное действие взрыва
- •7.7. Определение направления метания пластины (подход Тейлора)
- •Лекция 12
- •Часть 8. Фугасное действие
- •8.1. Взрыв заряда вв в воздухе
- •8.2. Законы подобия ударных волн
- •8.3. Динамический и квазистатический характер нагружения объектов при воздействии ударных волн
- •8.4. Взрыв снаряда вв в грунте
- •Лекция 13
- •Часть 9. Осколочное действие
- •9.1. Метание оболочек
- •9.2. Разрушение оболочек осколочных сп (естественное или нерегулируемое разрушение)
- •9.3. Внешняя баллистика осколка
- •9.4. Уязвимость цели к осколочному действию
- •9.5. Характеристика эффективности действия осколочных сп по площадным целям
5.9. Многократное ударно-волновое сжатие
Сжатие газа в зазоре между преградой и ударником осуществляется при многократном сжатии отражении ударными волнами.
Позволяет сжимать газ до больших плотностей.
5.10. Параметры на фронте ув
Параметр |
Па (атм) | ||||
0 |
0,1 |
1 |
10 |
100 | |
|
1.22 |
1.31 |
1.99 |
4.81 |
9.39 |
|
0 |
26 |
175 |
795 |
2700 |
|
341 |
365 |
560 |
1030 |
3060 |
Рассмотрим .
.
Сила на площадь 1 м2:.
Динамическая составляющая давления ветра . При, что значительно меньше давления в УВ (~ 10кПа) с той же массовой скоростью.
5.11. Важные замечания по ударным волнам в газах
При ударном сжатии происходит скачкообразный переход из начального состояния в конечное состояние.
При учете реальной вязкости и теплопроводности фронт ударной волны не является бесконечно тонким, он имеет толщину порядка длины свободного пробега молекул. Параметры газа во фронте УВ изменяются вдоль прямой Рэлея.
5.12. Ударные волны в конденсированных средах
При экспериментальных исследованиях динамической сжимаемости конденсированных сред, чаще всего определяют волновую и массовую скорости в УВ. Из эксперимента следует линейная зависимостьDотu.
;
-
Коэффициент
Cu
Al
Fe
H2O
a
3958
5250
3800
1500
b
1.497
1.39
1.58
2.1
Используя получим.
;- импеданс или динамическая жесткость среды.
5.12.1. Волны сжатия и разрежения в конденсированных средах
В плотных средах волны с ГПа считаются слабыми, т.е.ималы (<10%)
Слабые УВ сжатия и разрежения описываются одной и той же зависимостью p(u).
5.12.2. Выход УВ на свободную поверхность
Разгрузка (уменьшение давления) осуществляется за счет движения среды в сторону свободной поверхности, там где(или).
В волне разгрузки скорость свободной поверхности возрастает до значения .
5.12.3. Определение начальных параметров при столкновении двух твердых тел
В результате соударения D1ускорит материал 1,D2тормозит материал 2.
Условия совместности на границе раздела:
Третий закон Ньютона .
Кинематическое условия совместности .
Ударная адиабата нагружаемой среды (1) описывается уравнением , а ударная адиабата ударника (2) уравнением.
Начальные параметры определяются координатами точки пересечения ударных адиабат ударника и преграды.
Лекция 9
Часть 6. Детонация
6.1. Общие замечания о детонации
Детонация – один из основных видов самораспространяющихся взрывных превращений.
Детонация – процесс сверхзвукового распространения фронта химической реакции по заряду ВВ, протекающий без всякого взаимодействия с окружающей средой.
Давление .
Скорость .
К развитию теории детонационных волн причастны выдающиеся российские и советские ученые: В.А.Михельсон, Л.Д.Ландау, К.П.Станюкович, Я.Б.Зельдович, а также зарубежные – такие как Джон фон Нейман.
6.2. Гидродинамическая теория детонации (модель знд)
Согласно модели ЗНД (Зельдовича – Неймана - Дёринга) детонационная волна представляет собой комплекс из ударно-волнового скачка, зоны химической реакции (ЗХР) и потока продуктов детонации.
Ширина фронта УВ – порядка десятков нанометров.
Ширина ЗХР .
Для детонационной волны – УВ с энерговыделением – можно записать законы сохранения массы, импулься и энергии с учетом энерговыделения:
,.
, где- внутренняя энергия исходного ВВ,- химическая составляющая энергии (перестройка внешних электронных оболочек атомов, входящих в молекулу ВВ).
Поскольку ЗХР стационарна, то фазовые состояния реагирующего ВВ перемещаются по прямой Рэлея – Михельсона из точки 1 в точку 2.
- процесс детонации стационарный.
Правило отбора скорости детонации Чепмена – Жуге: процесс детонации стационарен в том случае, когда изоэнтропа ПД касается прямой Рэлея-Михельсона.
Вдоль изоэнтропы
Условие касания приводит к равенству - скорость детонации в точности равна скорости распространения возмущений в продуктах детонации – гидродинамическое условие устойчивости детонации.
Предположим, что Dвозросла, т.е.D>DЧ.-Ж.(прямаяА1'). В точке 2': , т.е. скорость распространения малых возмущений больше скорости распространения детонации.
Волны разгрузки проникают в ЗХР и ослабляют детонационный фронт. В результате чего состояние ПД смещается из 2' в 2, а амплитуда УВ из 1' в 1.
Детонация в точке 2' называется сильной или пересжатой. Она неустойчива и затухает до нормальной детонации.
В модели ЗНД детонация отвечающая точке 2'' называется слабой или недосжатой. Состояние 2'' термодинамически недостижимо, т.к. для его достижения необходимо дополнительное энерговыделение (для прохождения участка 2'-2'').
Для политропных ПД (УРС ), исходя из условия касания и законов сохранения (все соотношения в точке Чемпена-Жуге) можно получить следующие соотношения для параметров детонации:
;;;.
Для высокоплотных конденсированных (военных) ВВ .