Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Физика взрыва - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 832 c.
ISBN 5-9221-0219-2
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzr2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 315 316 317 318 319 320 < 321 > 322 323 324 325 326 327 .. 394 >> Следующая


672

13. Взрыв в воде

оси (кривые II, III), вскоре начинают следить за поведением полости (скорость их уменьшается), влияние которой для них оказывается существенным. Рост струи заметно влияет на расширение верхней половины полости, скорость частиц которой заметно медленнее убывает по сравнению с нижней частью поверхности: взрывная полость вытягивается вверх, трансформируясь в эллипсоид.

Как отмечалось ранее, модель султана, предложенная М. А. Лаврентьевым, содержит в себе как обязательный элемент выемку на свободной поверхности жидкости. Как показали расчеты, направленная вертикальная струя развивается и на

13.4- Поверхностные эффекты при подводном взрыве

673

первоначально плоской свободной поверхности. Однако наличие выемки создает более резкие градиенты массовых скоростей по обе стороны от оси симметрии, что должно привести к существенному усилению эффекта.

Это подтверждается результатами расчета, проведенного в постановке и для параметров, аналогичным изложенным выше (рис. 13.33, форма границ представлена с момента г = 0 через 10 мкс) [13.33]. Можно видеть, что струя, формирующаяся из выемки, достигает тех же параметров, что и в случае плоской поверхности, за значительно более короткое время.

Как показывают эксперименты [13.33], структура вертикального выброса при глубинах взрыва Л» < 1 не ограничивается рассмотренным выше струйным течением. При взрывах на этих глубинах отсутствует первая пульсация, что является следствием разгерметизации полости и образования открытой каверны. Вскоре после своего возникновения открытая каверна замыкается с образованием вертикальной (вверх) и обратной струй. На рис. 13.30 а 2,3 соответственно схематически показаны два характерных последовательных момента процесса: начальная стадия образования струй при замыкании каверны и конечная стадия захлопывания шейки султана.

Структура вертикального выброса для первой группы глубин взрыва (рис. 13.3061) представляет струйный тандем (рис. 13.3062,3), первая струя которого формируется в результате инерциального движения слоя жидкости над взрывной полостью под действием полученного импульса (рис. 13.3062), вторая — в результате замыкания открытой каверны, образующейся после разгерметизации взрывной полости (рис. 13.3063).

На глубинах взрыва, приближающихся к /г* = 1, разгерметизация ПОЛОСТИ С про- Рис. 13.33. Развитие вертикальной струи при расшире-дуктами взрыва происходит 101,1 взрывной полости вблизи свободной поверхности с на поздней стадии ее расшире- кумулятивной выемкой (расчет)

ния в результате разрушения

тонкой жидкой оболочки в области оси симметрии (см. рис. 13.30 в 2). Давление в продуктах взрыва в предшествующие разрушению моменты времени может быть существенно ниже гидростатического. Замыкание каверны, образовавшейся после разгерметизации такой полости, приводит к развитию интенсивного обратного струйного течения и радиальных выбросов (типа «перьевой структуры») на свободной поверхности жидкости (рис. 13.30 в 3).

При крупномасштабных взрывах и для второй группы глубин, когда разгерметизация полости при первом расширении не происходит, также наблюдаются вертикальные выбросы. Так, при взрыве заряда массой 137 кг зарегистрировано два вертикальных выброса [13.1], начало развития которых соответствует моменту первого и второго максимальных сжатий взрывной полости при условии, что за время пульсаций полость успевает всплыть достаточно близко к свободной поверхности. Можно предположить, что механизм формирования этих выбросов соответствует изложенному для первой стадии взрыва. Однако следует учесть,

674

13. Взрыв в воде

что описанные явления [13.1] относятся к взрыву заряда большой массы и на стадии схлопывания крупномасштабной полости сила тяжести начинает играть решающую роль в ее деформации. Согласно двумерным расчетам [13.52], проведенным для ядерного взрыва «Вигвам», в нижней области схлопывающейся полости с продуктами взрыва формируется кумулятивная струя, направленная к свободной поверхности. Таким образом, для вертикального выброса, соответствующего первому сжатию полости, оказывается справедливой модель, предложенная Л. В. Овсянниковым [13.49] (рис. 13.30, г 1-3).

На стадии второго периода пульсации, первоначально сферическая полость с продуктами детонации имеет форму тора. Как показывают расчеты [13.27] при определенных расстояниях до свободной поверхности расширение такой полости приводит к развитию кольцевого султана.

В [13.1] впервые указано на существование аномального эффекта увеличения амплитуды первой пульсации давления, характерного для узкого диапазона глубин взрыва в области /г* « 1. Экспериментально он был зафиксирован для зарядов массой 137 кг, 250 г [13.1] и 1,5 г [13.33]. Зависимости максимальной амплитуды первой пульсации р, взятой относительно ее значения для безграничной жидкости, от глубины взрыва приведены на рис. 13.31 (кривая 1 — 250 г [13.1], 2 — 1,5 г [13.33]). Резкое увеличение амплитуды пульсации не укладывается в рамки известных оценок [13.1], модели которых, с учетом влияния граничных поверхностей, предполагают сохранение взрывной полостью сферической формы. Согласно гипотезе Кирквуда [13.1] при разгерметизации взрывной полости происходит смешивание продуктов детонации с атмосферным воздухом, что вызывает протекание вторичных реакций с выделением энергии, реализующейся при дальнейшем движении пузыря. Однако, как отмечается и в [13.1], объяснение Кирквуда звучит неубедительно.
Предыдущая << 1 .. 315 316 317 318 319 320 < 321 > 322 323 324 325 326 327 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.