- •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
- •2.4. Самораспространяющееся взрывное превращение (свп) . Горение
- •Лекция 3
- •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
5.4. Ув в идеальном газе с постоянной теплоемкостью
Уравнение состояния
,
,
где
.
Уравнение изэнтропы:
,
где
.
Уравнение ударной адиабаты Гюгонио:
.
Путем подстановки уравнения состояния в уравнение ударной адиабаты Гюгонио получают следующие соотношения:
или
.
.
.
У
дарная
адиабата – это гипербола, проходящая
через точку начального состояния.
При ударном сжатии существует предельная
плотность
до которой можно сжать газ ударной
волной предельно большой амплитуды.
|
|
k |
|
|
Одноатомный газ |
5/3 |
4 |
|
Двухатомный газ |
7/5 |
6 |
Если газ сильно разогрет, то
и
.
Но вследствие диссоциации и ионизации теплоемкость газа не сохраняется постоянной, то есть изменяется k.
С учетом всех этих процессов максимальное
отношение
достигает значения
.
Но это уже фактически плазма.
П
рямая
Рэлея – прямая соединяющая точку
исходного состояния с точкой текущего
состояния. Получим ее уравнение. Из
уравнений сохранения массы и импульса
на фронте УВ:
.
Тогда
![]()
Откуда находится
![]()
Лекция 8
5.5. Сильные и слабые ударные волны
Сильные ударные волны– это волны
большой амплитуды, при которых можно
пренебречь давлением
по сравнению с
.
Во фронте сильной ударной волны
достигается максимальная плотность
и справедливы следующие соотношения:
;
;
;
.
Слабые ударные волны– это ударные волны в окрестности точки начального состояния. Для них
- мало.
,
где
- угол наклона касательной, проведенной
через точку начального состояния, к оси
абсцисс.
Скорость слабой УВ, таким образом, близка к скорости звука. Скорость же распространения слабых возмущений в неподвижной среде, как известно, равна скорости звука (если же среда движется со скоростью u, то эта скорость будет равнаu c).
5.6. Основные свойства ударных волн
- скорость УВ всегда больше скорости
звука в исходной (покоящейся среде. В
движущейся среде
.
- скорость распространения возмущений
за фронтом УВ всегда больше скорости
УВ. Следовательно, волны разрежения
(волны уменьшения давления) всегда
догоняют ударный фронт и ослабляют
его, т.е. происходит затухание ударной
волны.
- скорость УВ зависит от ее амплитуды.
А скорость звуковой волныс0не зависит от ее интенсивности и всегда
постоянна.При ударно-волновом сжатии энтропия среды возрастает, среда необратимо нагревается.
При ударном сжатии среды происходит скачкообразное изменение состояния среды. Фазовая траектория изменения состояния среды в ударном скачке – прямая Рэлея (при изопроцессах состояние изменяется по соответствующим кривым).
5.7. Давление за фронтом отраженной ударной волны
Определяется формулой Измайлова


Для слабых УВ в воздухе (
)
,
также и для звуковых волн.
Для сильных УВ
.
5.8. Геометрическая интерпретация закономерностей ударно-волнового сжатия
М
ассовая
скорость газа за фронтом УВ
.
Для единицы массы газа кинетическая энергия газа равна
![]()
Изменение внутренней энергии определяется уравнением ударной адиабаты Гюгонио.
![]()
Площадь трапеции ANMBравна изменениию
внутренней энергии единицы массы газа.
ПлощадьАВС равна
кинетической энергии газа. Сумма
равна работе, которую совершает поршень
при сжатии газа.
Работа
;
.
Для сильных УВ
можно пренебречь различием площадей
треугольника и трапеции. Тогда выполненная
над газом работа делится на две равные
части, которые идут на сообщение газу
кинетической энергии и увеличению его
внутренней энергии, т.е.
.
AF– изэнтропа сжатия газа. При изэнтропическом сжатии газа до объемадостигается состояние F. Для того, чтобы перевести газ из состояния F в состояние B его нужно нагреть. Необходимое количество теплоты равно площади криволинейного треугольника AFB. Эта площадь определяет возрастание энтропии газа при его ударном сжатии.
