2.1. Воздушная ударная волна
Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва и представляет собой область сильного сжатия среды (воздуха, воды), распространяющуюся во все стороны от точки взрыва со сверхзвуковой скоростью. В самом начале взрыва передней границей ударной волны является поверхность огненного шара, а затем, по мере удаления от центра взрыва, передняя граница (фронт) ударной волны отрывается от огненного шара, перестает светиться и становится невидимой.
При подходе ударной волны к какой-либо точке пространства в ней мгновенно повышается давление и температура, а воздух начинает двигаться в направлении распространения ударной волны (Рис. 6). С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны падает, а затем становится меньше атмосферного (возникает разрежение). В это время воздух начинает двигаться в направлении, противоположном направлению распространения ударной волны. После установления атмосферного давления движение воздуха прекращается.
Рисунок 6 - Воздействие ударной волны ядерного взрыва на объекты
|
Ударная волна проходит первые 1000 м за 2 сек, 2000 м - за 5 сек, 3000 м - за 8 сек. За это время человек, увидев вспышку, может укрыться и тем самым уменьшить вероятность поражения волной или вообще избежать его. Основными параметрами ударной волны являются: рф - избыточное давление во фронте волны, кг/см2; рск - скоростной напор воздуха во фронте волны, кг/см2; - плотность воздуха, кг•сек2/м4; Т - температура воздуха по абсолютной шкале, °К; u - скорость воздуха в ударной волне (массовая скорость), м/сек; сф - скорость звука в воздухе во фронте волны, м/сек; Dф - скорость движения фронта ударной волны, м/сек; t+ - длительность фазы сжатия ударной волны, сек; t_ - длительность фазы разрежения, сек; I - удельный импульс избыточного давления фазы сжатия ударной волны, кг•сек/см2. |
Параметры воздуха во фронте ударной волны связаны между собой определенными зависимостями.
Ориентировочные значения радиусов зон поражения для различных мощностей взрыва определяются с учетом значений основных параметров ударной волны ядерного взрыва, которые в свою очередь зависят от мощности ядерного боеприпаса (табл. 1).
Таблица 1 Значения основных параметров ударной волны ядерного взрыва мощностью 30 тыс. т
Параметр |
Расстояние от центра взрыва R, м |
|||||
500 |
750 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
|
Избыточное давление Δрф, Па |
132 390 |
73 550 |
47 072 |
25 497 |
16 671 |
11 768 |
Скорость распространения фронта Dф, м/с |
494 |
432 |
402 |
374 |
364 |
357 |
Скорость движения воздуха во фронте сф, м/с |
310 |
189 |
124 |
68 |
43 |
31 |
В зависимости от вида взрыва распространение воздушной ударной волны имеет свои особенности.
Ударная волна может наносить поражения людям, разрушать или повреждать технику, вооружение, инженерные сооружения и имущество. Поражения, разрушения и повреждения вызываются как непосредственным воздействием ударной волны, так и косвенно - обломками разрушаемых зданий, сооружений, деревьев и т.п.
Действие ударной волны на объекты, находящиеся на поверхности земли, обусловливается, во-первых, избыточным давлением во фронте ударной волны (мгновенное повышение давления воздуха в момент прихода, волны) и, во-вторых, скоростным напором, действующим на поверхность объекта, обращенную в сторону взрыва. Скоростной напор вызывает опрокидывание и отбрасывание объектов.
В зависимости от избыточного давления травмы от действия ударной волны принято условно подразделять на легкие (Δрф = 19 613 - 39 226 Па), средние (Δрф = 49 033 Па) и тяжелые (Δрф > 49 033 Па). При давлении свыше 98 066 Па травмы могут быть крайне тяжелыми и смертельными.
Степень поражения людей и различных объектов зависит от того, на каком расстоянии от места взрыва и в каком положении они находятся. Объекты, расположенные на поверхности земли, повреждаются сильнее, чем заглубленные.
На объекты, находящиеся в отрытых защитных сооружениях, действует в основном только давление ударной волны, а скоростной напор практически не действует, поэтому повреждения техники и вооружения в таких укрытиях будут меньше, чем на открытой местности.
В траншеях, ходах сообщения и открытых щелях радиус зоны поражения личного состава в среднем в 1,4 раза, а в окопах на двух-трех человек и в перекрытых щелях - в среднем в 1,8 раза меньше, чем при открытом расположении. Поражающее действие ударной волны на личный состав будет меньше, если он расположен за прочными местными предметами, на обратных скатах высот, в оврагах, карьерах и тому подобное.
Радиус зон поражения техники, расположенной в окопах и котлованных укрытиях, в 1,2 - 1,5 раза меньше, чем при открытом расположении. В населенных пунктах поражение людей будет происходить главным образом от косвенного воздействия ударной волны - при разрушении зданий и сооружений.