Взрывная волна

Взрывна'я волна', порожденное взрывом движение среды. Под воздействием высокого давления газов, образовавшихся при взрыве, первоначально невозмущённая среда испытывает резкое сжатие и приобретает большую скорость. Состояние движения передаётся от одного слоя среды к другому так, что область, охваченная В. в., быстро расширяется. На фронте расширяющейся области среда скачком переходит из исходного невозмущённого состояния в состояние движения с более высокими давлением, плотностью и температурой. Происходящее скачком изменение состояния среды — ударная волна — распространяется со сверхзвуковой скоростью.

  В. в. характеризуется изменением давления, плотности и скорости среды с течением времени в различных точках пространства или распределением этих величин в пространстве в фиксированные моменты времени.

  Одним из важных параметров, определяющих механическое действие В. в., служит создаваемое волной максимальное давление. При взрывах в газообразных и жидких средах максимальное давление достигается в момент сжатия среды в ударной волне. Др. важным параметром является интервал времени действия В. в. По мере удаления от места взрыва максимальное давление уменьшается, а время действия увеличивается (рис. 1 ).

  При распространении В. в. в твердых средах ударный фронт сравнительно быстро исчезает, и В. в. превращается в ряд последовательных быстро затухающих колебаний, распространяющихся со скоростью упругих волн.

  В. в. обладают свойством подобия. В соответствии с этим свойством при взрывах зарядов химического взрывчатого вещества одинаковой формы, но различной массы, расстояния, на которых максимальное давление во В. в. имеет одно и то же значение, относятся между собой как кубические корни из масс зарядов. В том же отношении изменяется интервал времени действия В. в. Например, если увеличить расстояния и интервал времени, приведённые на рис. 1 , в 10 раз, то такая В. в. будет соответствовать взрыву уже не 1 кг, а 1 т тринитротолуола (тротила).

  В. в. имеет тенденцию к быстрой утрате особенностей, обусловленных природой взрыва, так что её последующее движение в основном определяется лишь величиной энергии, передаваемой окружающей среде. Благодаря этому обстоятельству В. в., порожденные в одной и той же среде взрывами разного типа, в основных чертах оказываются подобными, что позволяет ввести для характеристики взрывов так называемый тротиловый эквивалент .

  Распространяющаяся В. в. затрачивает на нагревание среды вблизи очага взрыва значительную часть своей механической энергии. Например, на расстоянии 10 км воздушная В. в., порожденная взрывом 1000 т химического взрывчатого вещества, содержит примерно 10% первоначальной энергии взрыва, а при ядерном взрыве той же энергии — вдвое меньше (из-за бо'льших потерь на нагревание воздуха). Максимальное повышение давления в волне для указанных значений расстояния и энергии взрыва измеряется сотнями н/м ² (тысячными долями кгс/см ² ). На больших расстояниях В. в. представляет собой звуковую волну (или упругую волну в твёрдой среде).

  Звуковые волны в атмосфере (или упругие волны в земной коре), порождённые взрывами достаточно большой энергии, могут быть зарегистрированы специальными приборами (микробарографами, сейсмографами и др.) на очень больших расстояниях. Например, при взрывах с энергией порядка 10¹³ дж (несколько тысяч т тринитротолуола) волны регистрируются на расстояниях в нескольких тысяч км, а при энергиях взрывов ~ 10¹⁶ дж (нескольких млн. т ) — практически в любой точке земного шара. На таких больших расстояниях В. в. представляет собой длинную последовательность колебаний атмосферного давления (или колебаний почвы — при подземных взрывах) очень низкой частоты (рис. 2 ).

  Лит.: Расчет точечного взрыва с учетом противодавления, М., 1957; Седов Л. И., Методы подобия и размерности в механике, 4 изд., М., 1957; Ляхов Г. М., Покровский Г. И., Взрывные волны в грунтах, М., 1962; Губкин К. Е., Распространение взрывных волн, в сб.: Механика в СССР за 50 лет, т. 2, М., 1970.

  К. Е. Губкин.

Запись колебаний атмосферного давления в воздушной волне на расстоянии 11 500 км от места взрыва с энергией 1016 дж. Волна пробегает такое расстояние примерно за 10 ч.

Изменение давления со временем в воздушной взрывной волне на расстояниях 1 м , 2,7 м и 11 м от центра взрыва сферического заряда тринитротолуола массой 1 кг .

Взрывная машинка

Взрывна'я маши'нка, подрывная машинка, переносный источник электрического тока для безотказного взрывания электродетонаторов . Различают магнитоэлектрические, динамоэлектрические и конденсаторные В. м. Наибольшее распространение получили конденсаторные В. м., в которых источником тока служит конденсатор-накопитель. Принцип действия конденсаторных В. м. заключается в относительно медленном (10—20 сек ) накоплении в конденсаторе электрической энергии, полученной от маломощного первичного источника тока, и в быстрой (несколько мсек ) отдаче запасённой конденсатором энергии во взрывную сеть в момент производства взрыва. В зависимости от первичного источника тока, расположенного внутри В. м., они подразделяются на индукторные (с небольшими генераторами), аккумуляторные (с небольшими герметизированными аккумуляторами) и батарейные (с миниатюрными гальваническими батареями). По исполнению внешнего корпуса В. м. подразделяются на взрывобезопасные, не вызывающие взрыва метановоздушных смесей, и обычные, предназначенные для условий, не опасных по газу или пыли. В классе конденсаторных взрывобезопасных В. м. в СССР в конце 50-х гг. разработана и применена высокочастотная В. м., в которой электрический ток конденсатора при помощи электронной лампы преобразуется в ток высокой частоты, обеспечивающий искробезопасность. В. м. рассчитаны, как правило, на работу в температурном режиме от —10°С до 30°С. В. м. широко применяются в промышленных взрывных работах и в военном деле.

  Лит.: Лурье А. И., Электрическое взрывание зарядов, 2 изд., М., 1963.

  В. Г. Афонин.

Взрывная сварка

Взрывна'я сва'рка, сварка взрывом, способ сварки, основанный на использовании энергии взрыва. Привариваемая (метаемая) деталь располагается под углом (см. рис. ) к неподвижной детали (мишени). При соударении деталей от взрыва образуется кумулятивная струя металла (см. Кумулятивный эффект ), распространяющаяся по поверхности деталей, вследствие чего происходит совместная пластическая деформация обеих деталей и они свариваются. Взрывчатое вещество, чаще всего применяемое для В. с., — аммонит, массу которого берут равной массе метаемой детали. Способом В. с. соединяют разные по массе (от нескольких г д о нескольких т ) детали из разнородных металлов, в том числе нержавеющих сталей, цветных металлов, тугоплавких сплавов и др.

  Лит.: Сварка взрывом, «Сварочное производство», 1962, № 5; Райнхарт Дж. С., Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов, пер. с англ., М., 1966.

Схема взрывной сварки: 1 — неподвижная деталь (мишень); 2 — подвижная (метаемая) деталь; 3 — опорная плита; 4 — заряд; 5 — детонатор.