Импульс взрыва
ИМПУЛЬС ВЗРЫВА (а. explosion impulse, blast surge; н. Explosionsimpuls; ф. impulsion explosive; и. impulso de la explosion) — величина, характеризующая динамическое воздействие взрыва, численно равная произведению избыточного давления продуктов взрыва на время его действия.
В общем случае, когда давление Рн изменяется со временем t, например в результате расширения продуктов взрыва (ПВ), удельный импульс взрыва определяют по формуле I0=0st Р(t)dt, Н•с/м2,
где t — конечное время действия, отвечающее моменту достижения ПВ давления окружающей среды.
Импульс взрыва возрастает с увеличением плотности, скорости детонации взрывчатых веществ и массы заряда. Полный импульс взрыва (I) равен произведению удельного импульса на площадь контакта заряда взрывчатых веществ с разрушаемым телом. Он связан с потенциальной энергией взрывчатых веществ соотношением: I=maE1/2,
где ma — активная масса взрывчатых веществ, т.е. та часть массы заряда, ПВ которой оказывают механическое действие в заданном направлении;
Е — теплота взрыва единицы массы взрывчатых веществ, выраженная в единицах механической работы. Активная масса определяется геометрической формой заряда, местом его инициирования и условиями расширения ПВ, зависящими, в частности, от физико-механических свойств оболочки заряда.
Для сферического заряда ma равна полной его массе. Для безоболочечного цилиндрического заряда при торцевом инициировании и при длине заряда не менее четырёх с половиной его радиусов активная масса будет занимать объём конуса с радиусом основания, равным радиусу заряда, и высотой, равной примерно двум радиусам заряда.
Согласно расчётам полный импульс взрыва на поверхности контакта цилиндрического заряда с плоской стенкой приближённо равен 8/27 maD, где D — скорость детонации. Распределение импульса взрыва по боковой поверхности цилиндрического заряда зависит от расстояния до места инициирования. Наибольшее значение импульса взрыва при одностороннем торцевом инициировании получается на расстоянии примерно 0,7 длины заряда и составляет около 0,44 полного импульса взрыва на торце заряда (im) при одномерном течении ПВ. По краям заряда импульс взрыва наименьший и равен 0,125 im.
Экспериментально импульс взрыва определяется несколькими методами. Удельный импульс взрыва находят путём записи кривой давления в течение всего измеряемого интервала времени с помощью датчиков давления (манганинового, пьезокварцевого и др.) с последующей графической или графоаналитической обработкой полученной диаграммы. Импульс взрыва в этом случае равен площади, ограниченной кривой (рис.). Величину полного или удельного импульса взрыва находят также путём подрыва заряда взрывчатых веществ непосредственно на конце баллистического маятника или на некотором расстоянии от него. Имеются и другие конструкции импульсомеров, например поршневого типа для измерения импульса фазы сжатия ударной волны. Часто для сравнительной оценки мощности взрывчатых веществ пользуются значениями относительного импульса взрыва. Они получаются путём сопоставления величин обжатия медных крешеров (проба Каста) или свинцовых цилиндров (Гесса проба) при подрыве на их поверхности цилиндрических зарядов исследуемого и эталонного взрывчатых веществ.
Характер импульса взрыва, его форма играют важную роль в распределении энергии взрыва на выполнение различных форм механической работы. Импульс взрыва с высоким начальным давлением ПВ, резким его падением во времени и соответственно коротким интервалом эффективного действия на разрушаемое тело (рис., кривая 1) свойствен взрыву высокобризантных взрывчатых веществ. Растянутый импульс взрыва с умеренным или низким начальным давлением ПВ присущ взрыву низко- или среднебризантных взрывчатых веществ.
