Ударна хвиля

Ударна хвиля характеризується такими параметрами:

1. Фізичні:

DР_ф – надлишковий тиск у фронті, кгс/див²;

Д_ф – швидкість поширення фронту, м/с;

U_ф – швидкість повітря у фронті, м/с (метальна дія);

DР_ск – тиск швидкісного напору повітря у фронті, кгс/див² (динамічний тиск, створений повітрям що рухається за фронтом ПУХНУВ, при його гальмуванні на перешкоді);

кгс/див² (2)

2. Тимчасові:

t_ф – час приходу ВУВ у крапку, з;

t^– – тривалість фази розрідження, з;

t⁺ – тривалість фази тиску, з (час, протягом якого у ВУВ зберігається підвищений тиск);

Основним із цих параметрів є надлишковий тиск у фронті хвилі, тому що між ним і іншими параметрами у фронті ВУВ існує певний зв'язок.

Для визначення надлишкового тиску Р_ф використають формулу Садовського:

де А, В, З – константи, які для наземного вибуху рівняються відповідно 8, 8; 240; 6· 10³, а для повітряного 7; 150; 3103.

R - відстань від центра (епіцентру) вибуху, м;

q - потужність вибуху, т.

Для двох вибухів q₁ і q₂ різної потужності проведених в однакових умовах, фізичні параметри будуть рівнятися один одному на відстанях R₁ R₂, які ставляться як коріння кубічні з потужностей вибухів q₁ і q₂. Тимчасові параметри на цих же відстанях як корінь кубічні з потужностей цих же вибухів. Справедливий так званий закон подоби

Спрощені формули дозволяють просто вирішувати три основних завдання:

1. Даний R₁, q. Визначити ∆ Рф.

2. Даний R, ∆ Рф. Визначити q.

3. Даний q, ∆ Рф. Визначити R.

Вражаюча дія ударної хвилі обумовлюється в основному тиском швидкісного напору повітря ∆ Р_ск, надлишковим тиском у фронті ∆ Р_ф і тривалістю фази стиску t⁺. Так, як ∆ Р_ск і t⁺ визначаються значенням ∆ Р_ф, та дія ударної хвилі оцінюють саме цим параметром.

Характер і ступінь поразки особового складу, озброєння й споруджень залежить від їхньої стійкості, умов розміщення й величини ∆ Рф.

Поразка особового складу по їхній вазі ділиться на 4 ступені:

I ст. – легка (∆ Р_ф = 0, 2 ÷ 0, 4) – боєздатність дивується на нетривалий строк;

II ст. – середня (∆ Р_ф = 0, 4 ÷ 0, 6) – всі уражені гублять боєздатність, можливі смертні випадки;

III ст. – важка (∆ Р_ф = 0, 6 ÷ 0, 1) – смертність до 50%;

IV ст.– украй важка (∆ Р_ф = > 0, 1) – смертність 100% у короткий термін.

Дані, які наведені, справедливі при більших потужностях вибуху. При малих

Наслідок дії ударної хвилі на спорудження, озброєння й військову техніку прийнято характеризувати наступними ступенями:

повне руйнування (ушкодження);

сильне руйнування (ушкодження);

середнє руйнування (ушкодження);

слабке руйнування (ушкодження).

Для захисту від ударної хвилі необхідно використати міцні природні екрани (захисні властивості місцевості), поглиблення й герметичні (захисні) спорудження, які стійкі до ударних перевантажень, об'єкти ВВТ.

1.1.2. СВІТЛОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ ЯДЕРНОГО ВИБУХУ

СИ - являє собою електромагнітне випромінювання, спектр якого охоплює ультрафіолетові, видимі й інфрачервону області спектра ((= 0, 01...1000 мкм).

(УФ - 13%, видима - 45%, інфрачервона - 42%).

На значні відстані поширюється випромінювання в інтервалі довжин хвиль (= 0, 3...2, 5 мкм, тому що коливання з більшими й з меншими довжинами хвиль поглинаються шаром повітря безпосередньо прилеглим до джерела випромінювання.

Джерелом світлового випромінювання є світна область ядерного вибуху, що складається, у випадку повітряного вибуху, з розпечених газів повітря й пар боєприпасів. Спектральна сполука світлового випромінювання близький до спектра випромінювання абсолютно чорного тіла при t = 6000‑ 7000 ДО. Швидкість поширення СИ - 300 000 км/с.

Основними характеристиками світлового випромінювання є:

1. Енергія Е_СИ

2. Світловий імпульс (U_СИ) (кал/див²) – кількість енергії прямого світлового випромінювання, що падає за увесь час випромінювання на одиницю площі нерухомої й не екранованої поверхні, що розташовано перпендикулярно до напрямку прямого випромінювання.

3. Імпульс опромінення (кал/див²) – повна кількість світлового випромінювання, що падає за увесь час опромінення на одиницю площі опроміненої поверхні з урахуванням властивостей середовища й характеристик опроміненого об'єкта.

4. Опромінення e – кількість енергії випромінювання, що падає на одиницю площі опроміненої поверхні в одиницю часу

Вплив СИ на різні матеріали й об'єкти проявляється по-різному. По- різному характеризується й ступінь важкості поразки: для людей ступінь опіку; для горючих матеріалів – інтенсивність горіння; для не горючих – температура поразки (Т_пор). Вона визначає ступінь деформації, плавлення або випарювання. Тому вражаюча дія на ці об'єкти розглядається окремо.

У результаті впливу СИ на негорючі матеріали проходить прогрів матеріалів, характер якого залежить від теплопровідності матеріалів, теплоємності, його товщини й часу прогрівання.

СВ викличе опіки шкіряного покриву і як наслідок, термічні поразки л/с.

Розрізняють 4 ступеня опіків і 4 ступеня термічної поразки.

Ступінь опіку визначається глибиною термічного ушкодження шкіри й залежить від величини імпульсу опромінення й потужності вибуху.

Таблиця 2

Захист:

Повинна забезпечувати стійкість об'єктів до теплового впливу СИ на відстанях, де ці об'єкти не виходять із ладу від механічної дії ЯВ.

По призначенню способи захисту розділяють на:

- способи захисту від прямого випромінювання;

- способи захисту від посереднього випромінювання.

Особовий склад від прямого впливу СИ захищається шляхом використання захисних властивостей споруджень і притулків:

- на відкрите - лягти;

- спеціальні індивідуальні засоби захисту, ОКЗК, КЗС, ОПФ;

- димова завіса.

Бойова техніка - шляхом використання негорючих конструкційних і оббивних матеріалів. Застосовуються покриття вогнестійкими розчинами й обмазками, фарбування й покриття лаком з високим коефіцієнтом відбиття. Для ГЧ, космічних апаратів - теплозахисні покриття, які аблируют (низька теплопровідність). Застосування теплостійких сплавів і т.д.

Інженерні спорудження - використанням негорючих матеріалів, збільшенням вогнестійкості горючих матеріалів, побілки, обмазки глиняним розчином зовнішніх поверхонь.

Захист від посереднього - сукупність протипожежних заходів.

1.1.3. ПРОНИКАЮЧА РАДІАЦІЯ ЯДЕРНОГО ВИБУХУ

ПР – потік гамма-променів і нейтронів, які випускаються із зони ядерної реакції, що світиться області й хмари вибуху.

Проникаючі ці випромінювання названі тому, що на відміну від СИ вони проникають і через непрозорі матеріали, включаючи ґрунт, бетон, сталь і т.д.

На частку ПР доводиться - 5% енергії ЯВ, а в нейтронних - 25%. Час дії на наземні об'єкти 10...25 з, відстань 1, 5...6 км від центра вибуху. Зі збільшенням висоти вибуху радіус дії ПР на КА збільшується до десятків і сотень кілометрів.

Джерела гамма-випромінювання:

- реакція розподілу. Миттєві гамма-кванти з енергією 1, 6 МеВ. Час дії 10^{‑ 7}¼ 10^-8 з;

- уламки розподілу. У процесі розпаду уламків розподілу – уламкове гамма-випромінювання, є одним з основних компонентів g‑ випромінювання ядерного вибуху. Його внесок у сумарну дозу g‑ випромінювання на поверхню землі є визначальною. Е_ср = 1, 5‑ 2 МеВ. Час дії 10‑ 25 з;

- реакція радіаційного захоплення (вторинне g‑ випромінювання).

(13)

Е_g = 6¸ 6, 5 МеВ. Час дії 0, 5 с.

Джерела нейтронного випромінювання

– реакція розподілу й синтезу.

– миттєві нейтрони. Е_дел = 1, 5¸ 2 МеВ; Е_синт = 14 МеВ.

Час дії 10^-7¼ 10^-8 с. Вони становлять 99% загальної кількості нейтронів, які виникають у результаті розподілу ядер урану або плутонію. У цей час оболонка боєприпасів ще не перейшли в плазму, при цьому близько 70% нейтронів гублять свою енергію й переходять у теплові, а потім поглинаються повітрям у радіусі 500 м.

– осколки розподілу. нейтрони, що спізнюються.

Е_ср = 0, 25‑ 0, 61 МеВ. Час дії 30 с. Зміст 1%. Джерелом буде хмара вибуху. Небезпека для об'єктів, які пролітають через хмару й поблизу від нього.