Вопрос 5 Фугасное действие авиационных средств поражения.

Под фугасным действием понимают разрушающее действие средств поражения при взрыве их в различных средах. Образующиеся при детонации заряда ВВ, сильно нагретые и сжатые до весьма высоких давлений, газообразные продукты взрыва при своём расширении вытесняют окружающую среду и разрушают находящиеся в ней объекты.

В связи с тем, что характеристики среды, в которой может происходить взрыв, могут значительно отличаться друг от друга (воздух, грунт, вода), характер взрыва и соответственно его действие на среду и на объекты будут различными.

При взрыве заряда в воздухе объём зоны непосредственного действия продуктов взрыва сравнительно невелик и равен 2000-4000 объёмам заряда ВВ, т.е. появляется на расстояниях от центра взрыва, равных 12-16 радиусам заряда. Совместное действие продуктов взрыва и ударной волны проявляется до расстояния, равного 20 приведённым радиусам заряда.

Для определения параметров воздушной ударной волны и оценки разрушающего действия взрыва необходимо знать величину избыточного давления на фронте волны ΔP1, зависящее от массы заряда ω, удельной энергии ВВUv, расстояния до точки взрыва R, и начального атмосферного давления Ро. Зависимость ΔP1=f (Р0. ω, Uv, R) определяется экспериментальным путём. по осцилограмме получаемой от пьеззодатчика установленного на некотором расстоянии от заряда ВВ(эксперимент Садовского)(для зарядов из тротила (Uv = 4.1·10⁶ м²/с²) при нормальных атмосферных условиях (P0 = 1 атм.) масса заряда подставлена в кг, расстояние в метрах, давление выражается в атм:

ΔP1= ;

формула Садовского для взрыва заряда в воздухе

При взрыве на поверхности земли можно в первом приближении считать, что вся энергия распределяется не в объёме сферы, как это имеет место при взрыве в воздухе, а в объёме полусферы. Следовательно, наземный взрыв по параметрам ударной волны эквивалентен воздушному взрыву с удвоенным зарядом.

ΔP1= ;

Формула Садовского для взрыва заряда над землей(масса заряда удвоена)

;

Формула Садовского для расчета времени действия ударной волны

;

…над поверхностью земли

для R<Rкр ;

для R>Rкр ;

Rкр – критическое расстояние. Это расстояние, на котором воздушная ударная волна отрывается от продуктов взрыва.(Формула Садовского на опрделение расстояния от центра взрываRp, на котором произойдёт разрушение объекта в зависимости от веса заряда)

Осцилограмма получаемая с пьезодатчика

Взрыв заряда в воде.

По сравнению с воздухом вода обладает меньшей сжимаемостью и плотность её в 800 раз превосходит плотность воздуха, поэтому численные значения параметров, определяющих явление взрыва в воде, существенно отличается от тех, которые были получены для случая взрыва заряда в воздухе.

Газовый пузырь

Период пульсации газового пузырягде a– постоянный коэффициент подобия, определяемый в результате экспериментов. Т выражено в сек., ρ – в кг/м³ , р_н – в атм., ω – в кг, R – в метрах.

максимальный радиус пульсацииГде а₁ – коэффициент подобия, численное значение которого по экспериментальным данным равно 9.6 *10^-3.

Взрыв заряда в грунте

Следует иметь в виду, что в отличие от воздуха и воды все физические свойства грунта крайне разнообразны. Различными будут у разных грунтов (грани, известняк, глина, песок, растительная земля, торфяник, и т.д.) значения их плотности, прочности, упругости, водонасыщенности, пористости, пластичности.

В отличие от воды грунт, как любая твердая среда, обладает остаточной деформацией.

Взрыв сферического заряда в неограниченной однородной массе грунта

радиус зоны сжатия r_сж примерно в три раза меньше радиуса зоны разрушения (r_сж = 0,36r_р), а средний радиус зоны сотрясения r_с примерно вдвое превосходит r_р (r_с = 1,83r_р).

Формула для определения радиуса зоны разрушения r_р

k_p - коэффициент, зависящий от свойств грунта

В частности, для случая взрыва заряда тротила массой  в неограниченной среде общая формула для определения зависимости давления p_m от расстояния R может быть записана в виде: .

Вид неизвестной функции определяется экспериментальным путем. Так, для обычного грунта: .

Для песчаного неводонасыщенного грунта можно пользоваться следующей формулой: