3.3.3. Параметри повітряної ударної хвилі ядерного вибуху.

 У епіцентрі вибуху ядерного заряду тиск миттєво зростає до кількох мільярдів атмосфер. Внаслідок цього частки повітря, які знаходяться безпосередньо у місці вибуху, “стискаються”, тим самим щільність повітря збільшується, підвищується температура та швидкість розповсюдження часток - утворюється повітряна ударна хвиля (ПУХ).

 Границя, на якій відтворюється раптова зміна вищевказаних параметрів, називається фронтом ударної хвилі.

Фронт повітряної ударної хвилі розповсюджується у повітрі з надзвуковою швидкістю.

Рис. 3.35. Графік зміни тиску у точці простору під час проходження ПУХ

 Основними характеристиками (параметрами), які обумовлюють дію повітряної ударної хвилі на споруду, є:

- надлишковий тиск у фронті ударної хвилі (Р_ф);

- характер зміни тиску у ударній хвилі (графік зміни тиску);

- часові показники дії повітряної ударної хвилі у різних фазах.

Розглянемо графік зміни тиску у будь-якій точці під час проходження повітряної ударної хвилі.

Початок відрахунку часу відповідає моменту вибуху ядерного заряду, точка, яка розглядається, знаходиться на деякому віддаленні R від місця вибуху.

1. У момент вибуху у точці В повітряний тиск дорівнюється атмосферному (Р₀). Цей тиск залишається незмінним протягом часу t_пр - часу підходу повітряної ударної хвилі до точки В.

2. Коли ударна хвиля приходить у точку В (t = t_пр), тиск повітря у точці різко підвищується до значення Р_ф - тиску у фронті ударної хвилі.

Величина, на яку підвищується тиск у точці під час приходу повітряної ударної хвилі, називається надлишковим тиском у повітряній ударній хвилі. Вона визначається наступним чином:

Р_ф = Р_ф - Р_о (3.1)

По мірі проходження ударної хвилі через точку тиск повітря падає і при t = t_пр + ₊ воно стає рівним нулю.

Весь простір, у межах якого повітря стиснуто (РРо), називають зоною стиску, а час, протягом якого повітря там перебуває у стиснутому стані - фазою стиску (₊).

При t = t_пр + ₊ + _- тиск у точці стає рівним атмосферному.

Простір, у межах якого тиск повітря менше атмосферного, називають зоною розрядження, а час, протягом якого тиск повітря менше атмосферного - фазою розрядження (-).

Зазначимо, що тривалість фази розрядження значно більше фази стискання (_- >> ₊).

Але з урахуванням того, що тиск у зоні розрядження (Р_) значно менше Рф, під час практичних розрахунків захисних конструкцій фортифікаційних споруд на дію повітряної ударної хвилі фазою розрядження нехтують.

Крім того, для спрощення, графік зміни тиску у фазі стискання приймається як лінійний, а час ₊ замінюється часом _еф - ефективним часом дії повітряної ударної хвилі.

_еф = ₊ (3.2)

де: n = 1,9 - показник спадання тиску.

Значення Рф визначається по емпіричним формулам або по довідниках та залежить від потужності ядерного боєприпасу, відстані від точки, яка розглядається, до епіцентру вибуху.