Умови Ренкина - Гюгоньо дозволяють отримати тиск і щільність за фронтом ударної хвилі в залежності від початкових даних (інтенсивності ударної хвилі і тиску і щільності перед нею):
,
h - ентальпія газу.
1. Ця залежність носить назву адіабати ((від грец. Adiábatos - непрохідний), лінія, яка зображує на будь-який термодинамічної діаграмі рівноважний Адіабатний процес (т. е. процес, який відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем) Гюгоньо, або ударної адіабати (рис. 1).
Фіксуючи на адіабаті точку, відповідну початкового стану перед ударною хвилею, отримуємо всі можливі стану за хвилею заданої інтенсивності. Станів за стрибками стиснення відповідають точки адіабати, розташовані лівіше вибраної початкової точки, за стрибками розрідження - правіше.
Аналіз адіабати Гюгоньо показує, що тиск, температура і швидкість газу після проходження стрибка стиснення необмежено зростають при збільшенні інтенсивності стрибка. В цей же час щільність зростає лише в кінцеве число раз, скільки б не була велика інтенсивність стрибка. Кількісно збільшення щільності залежить від молекулярних властивостей середовища, для повітря максимальне зростання 6 разів. При зменшенні амплітуди ударної хвилі вона вироджується в слабкий (звуковий) сигнал. [4]
Впливу ударної хвилі на людей, будівлі, споруди
У разі виникнення ударної хвилі люди, будівлі, споруди можуть перебувати під прямим або непрямим впливом ударної хвилі. Прямий вплив ударної хвилі на людину носить травматичний характер, а при впливі на будівлі, споруди - руйнівний характер.
Прямий вплив ударної хвилі на людину призводить до травматичних наслідків, тяжкість яких залежить від величини тиску у фронті ударної хвилі. Всі травми поділяються за ступенем тяжкості на легкі, середні, важкі і украй важкі.
Відкрито розташовані люди отримують легкі травми при надлишковому тиску у фронті ударної хвилі 20-40 кПа. У цьому випадку людина може отримати незначні пошкодження: удари, вивихи кінцівок, тимчасове ушкодження слуху, легкі контузії.
Середні травми людина отримує при тиску 40-60 кПа, які характеризуються серйозними контузіями, ушкодженнями слуху, кровотечею з носа і вух, вивихами, переломами кінцівок.
Важкі травми наступають при тиску 60-100 кПа і характеризуються важкими контузіями, значними переломами кінцівок, сильною кровотечею з носа і вух.
Вкрай важкі травми людина отримує при надлишковому тиску понад 100 кПа і такі травми, як правило, закінчуються летальним результатом.
Прямий вплив надлишкового тиску у фронті ударної хвилі і швидкісний натиск на будівлі, споруди та т. Д. Призводить до їх часткового або повного руйнування. Руйнування будівель, споруд в залежності від величини тиску можуть бути слабкими, середніми, сильними і повними.
Ступінь руйнування виробничих комплексів в залежності від надлишкового тиску може бути оцінена наступним чином:
1. Для промислової будівлі з металевим або залізобетонним каркасом: при надмірному тиску 50 .60кПа - сильне, 40 .50кПа - середнє, 20 .40кПа - слабке;
2. Для цегляного багатоповерхового будинку з склінням: при надмірному тиску 20 .30кПа - сильне, 10 .20кПа - середнє, 8 10кПа - слабке;
3. Для цегляного одно- двоповерхової будівлі з склінням: при надмірному тиску 25 .35кПа - сильне, 15 .25кПа - середнє, 8 .15кПа - слабке;
4. Для приладових стійок: при надмірному тиску 50 .70кПа - сильне, 30 .50кПа - середнє, 10 .30кПа - слабке;
5. Для антенних пристроїв: при надмірному тиску 40кПа - сильне, 20 .40кПа - середнє, 10 .20кпа - слабке;
6. Для відкритих складів з залізобетонним перекриттям: при надмірному тиску 200кПа - сильне.
Непряме вплив ударної хвилі відбувається за рахунок дії на людей, будівлі, споруди та інші об'єкти уламків (будівель, споруд, що падають дерев і ін.), Що з'являються в результаті дії прямої ударної хвилі.
Для зменшення вражаючої дії ударної хвилі необхідно виконувати вимоги будівельних норм і при будівництві не допускати відхилень від проекту в сторону погіршення міцності для здешевлення будівництва.
Під впливом ударної хвилі створюються вогнища ураження, руйнування, розміри яких залежать від потужності і виду вибуху, рельєфу місцевості (рис. 2)
Кордон осередку ураження на рівнинній місцевості умовно обмежується радіусом з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі 10 кПа (0,1 кгс / см). [5]
Засоби і способи захисту від ударних хвиль
Особовий склад закритих бойових постів (на прикладі корабля) захищений від впливу швидкісного напору ударної хвилі самою конструкцією корабля. При знаходженні на відкритих бойових постах в цілях ослаблення впливу ударної хвилі особовий склад повинен лягти на палубу, ховаючись треба трійкою, вежею або іншої матеріальної частиною.
У берегових умовах для захисту від ударної хвилі необхідно використовувати окопи, рови, траншеї і природні укриття, а при їх відсутності лягти на землю ногами до вибуху. При такому положенні площа поверхні тіла, яка має прямий удар хвилі, зменшується в кілька разів і внаслідок цього знижується дія швидкісного напору.
На параметри ударної хвилі помітний вплив чинять рельєф місцевості, лісові масиви і рослинність. На схилах, звернених до вибуху з крутизною понад 10 °, тиск збільшується: чим крутіше скат, тим більше тиск. На зворотних схилах височин має місце зворотне явище. В потоках, траншеях та інших спорудах земляного типу, розташованих перпендикулярно до напрямку поширення ударної хвилі, метальний дію значно менше, ніж на відкритій місцевості. Тиск в ударній хвилі всередині лісового масиву вище, а метальний дію менше, ніж на відкритій місцевості. Це пояснюється опором дерев повітряним масам, що рухаються з великою швидкістю за фронтом ударної хвилі.
Укриття особового складу за пагорбами і насипами, в ярах, виїмках і молодих лісах, використання фортифікаційних споруд, танків, БМП, БТР та інших бойових машин знижує ступінь його поразки ударною хвилею. Так, особовий склад у відкритих траншеях уражається ударною хвилею на відстанях в 1,5 рази менше, ніж знаходиться на машині відкрито на місцевості. Озброєння, техніка та інші матеріальні засоби від впливу ударної хвилі можуть бути пошкоджені або повністю зруйновані. Тому для їх захисту необхідно використовувати природні нерівності місцевості (пагорби, складки і т. П.) І укриття.
Перейти на сторінку номер:
1 2 3