Ударная волна

Содержание

Что можно предпринять

Рассмотрим методы защиты от ударной волны. Чтобы уберечься от радиационного воздействия, используют различные защитные сооружения: убежища, подвалы, станции. При этом все помещения должны обладать высоким коэффициентом защитного действия. Также следует принимать радиозащитные препараты.

Различают следующие виды защитных сооружений:

1. Убежища. Предназначены для укрытия людей от всех поражающих факторов: отравляющих веществ, бактериальных средств, критических температур, опасных газов и радиации. Такие помещения должны быть оборудованы защитной герметической дверью, тамбурами, основным помещением, кладовой для продуктов, медицинской комнатой, аварийным выходом и камерой вентиляции.
2. К самым примитивным укрытиям относятся открытые и перекрытые щели. Они строятся населением с использованием любых подручных материалов. Примитивные укрытия способны уменьшить действие от проникающей радиации и излучения в 200-300 раз.

Соблюдение мер безопасности и плана эвакуации существенно повышают шансы на сохранение человеческой жизни и здоровья.

Оценка степени повреждения отдельно стоящих зданий

Под воздействием ударной волны здания и сооружения ведут себя как упругие колебательные системы. Расчетная оценка такого воздействия требует решения достаточно сложных динамических задач, связанных с описанием поведения упругих конструктивных элементов зданий и сооружений под воздействием ударных нагрузок, определяемых изменяющимися во времени и пространстве параметрами ударной волны. Возникающие в конструктивных элементах нагрузки зависят от параметров волны, характеристик объекта, его размеров и ориентации относительно фронта волны.

Наиболее точную оценку последствий воздействия ударной волны на конкретный объект позволяет получить эксперимент, проводимый на его макете с соблюдением правил подобия. Однако применение экспериментальных методов оценки далеко не всегда возможно.

Накопленный опыт исследования объектов, подвергавшихся воздействию взрывов, и результатов экспериментов с макетами выявил ряд закономерностей, позволяющих упрощенными методами оценивать возможные ожидаемые последствия воздействия взрывов на здания и сооружения. Ниже будут рассмотрены два метода: по допустимому давлению при взрыве и по диаграмме разрушения объекта.

По допустимому давлению при взрыве

Избыточные давления, при которых наступают различные степени разрушений одного из возможных типов зданий, приведены в Таблице 5. При использовании таблицы следует иметь ввиду, что она соответствует ударной волне ядерного взрыва, т.е. учитывает воздействие на объект только избыточного давления и не учитывает поражающее действие импульса. Для других видов взрывов, например для взрывов конденсированных ВВ или ГВС, значения давлений, приведенных в таблице, должны быть увеличены в 1.5 раза и более в зависимости от мощности взрыва и после этого сопоставлены со значениями избыточного давления. рассчитанными по формуле (5). При использовании таблицы следует иметь ввиду, что результат оценки будет приблизительным, поскольку не учитывается действие импульса.

Общие макроскопические свойства ударных волн[править | править код]

Термодинамика ударных волнправить | править код

С макроскопической точки зрения ударная волна представляет собой воображаемую поверхность, на которой термодинамические величины среды (которые, как правило, изменяются в пространстве непрерывно) испытывают устранимые особенности: конечные скачки. При переходе через фронт ударной волны меняются давление, температура, плотность вещества среды, а также скорость её движения относительно фронта ударной волны. Все эти величины изменяются не независимо, а связаны с единственной характеристикой ударной волны — числом Маха. Математическое уравнение, связывающее термодинамические величины до и после прохождения ударной волны, называется ударной адиабатой, или адиабатой Гюгонио.

Ударные волны не обладают свойством аддитивности в том смысле, что термодинамическое состояние среды, возникающее после прохождения одной ударной волны, нельзя получить последовательным пропусканием двух ударных волн меньшей интенсивности.

Происхождение ударных волнправить | править код

Воздействие ударной волны, возникшей при выстреле из пушки, на водную поверхность

Звук представляет собой колебания плотности, скорости и давления среды, распространяющиеся в пространстве. Уравнение состояния обычных сред таково, что в области повышенного давления скорость распространения возмущений малой амплитуды возрастает. Это неизбежно приводит к явлению «опрокидывания» возмущений конечной амплитуды, которые и порождают ударные волны.

В силу этого механизма, ударная волна в обычной среде — это всегда волна сжатия.

Описанный механизм предсказывает неизбежное превращение любой звуковой волны в слабую ударную волну. Однако в повседневных условиях для этого требуется слишком большое время, так что звуковая волна успевает затухнуть раньше, чем нелинейности становятся заметны. Для быстрого превращения колебания плотности в ударную волну требуются сильные начальные отклонения от равновесия. Этого можно добиться либо созданием звуковой волны очень большой громкости, либо механически, путём околозвукового движения объектов в среде. Именно поэтому ударные волны легко возникают при взрывах, при около- и сверхзвуковых движениях тел, при мощных электрических разрядах и т. д.

Госпошлина

Характеристики и свойства

Форма волны Фридлендера — это простейшая форма взрывной волны.

Простейшая форма взрывной волны была описана и названа формой волны Фридлендера. Это происходит, когда фугасное взрывчатое вещество детонирует в свободном поле, то есть при отсутствии поблизости поверхностей, с которыми оно могло бы взаимодействовать. Взрывные волны обладают свойствами, предсказанными . Например, они могут дифрагировать через узкое отверстие и преломляться при прохождении через материалы. Подобно световым или звуковым волнам, когда взрывная волна достигает границы между двумя материалами, часть ее передается, часть поглощается, а часть отражается. В импедансы двух материалов определяют , сколько каждый имеет место.

Уравнение для формы волны Фридлендера описывает давление взрывной волны как функцию времени:

п ( т ) знак равно п s е — т т * ( 1 — т т * ) . {\ Displaystyle P (t) = P_ {s} e ^ {- {\ frac {t} {t ^ {*}}}} \ left (1 — {\ frac {t} {t ^ {*}}} \верно).}

где P _s — пиковое давление, а t * — время, когда давление впервые пересекает горизонтальную ось (перед отрицательной фазой).

Взрывные волны охватывают объекты и здания. Следовательно, люди или объекты за большим зданием не обязательно защищены от взрыва, который начинается на противоположной стороне здания. Ученые используют сложные математические модели, чтобы предсказать, как объекты будут реагировать на взрыв, чтобы спроектировать эффективные барьеры и более безопасные здания.

Формирование стержня Маха

Взрывная волна, отражающаяся от поверхности и образующая ствол машины.

Формирование ствола Маха происходит, когда взрывная волна отражается от земли и отражение догоняет первоначальный ударный фронт, создавая таким образом зону высокого давления, которая простирается от земли до определенной точки, называемой тройной точкой на краю взрывной волны. . Все в этой области испытывает пиковое давление, которое может в несколько раз превышать пиковое давление первоначального фронта ударной волны.

Конструктивная и деструктивная интерференция

Пример конструктивного вмешательства.

В физике интерференция — это встреча двух коррелированных волн и увеличение или уменьшение общей амплитуды, в зависимости от того, является ли интерференция конструктивной или деструктивной. Если гребень волны встречается с гребнем другой волны в той же точке, тогда гребни конструктивно интерферируют, и результирующая амплитуда гребней волны увеличивается; образуя гораздо более мощную волну, чем любая из первых волн. Точно так же две впадины образуют впадину повышенной амплитуды. Если вершина волны встречает впадину другой волны, они деструктивно интерферируют, и общая амплитуда уменьшается; таким образом создавая волну, которая намного меньше любой из родительских волн.

Формирование стержня Маха — один из примеров конструктивного вмешательства. Всякий раз, когда взрывная волна отражается от поверхности, например стены здания или внутренней части транспортного средства, различные отраженные волны могут взаимодействовать друг с другом, вызывая повышение давления в определенной точке (конструктивная интерференция) или уменьшение (разрушающая интерференция). ). Таким образом, взрывные волны взаимодействуют так же, как звуковые волны или волны на воде.

Правила посадки персика

Чтобы вырастить хорошее плодовое дерево персика, которое будет плодоносить долгие годы, нужно его правильно посадить

Важно учитывать многие нюансы, такие как место размещения, сроки и сам процесс посадки

Рекомендуемые сроки

Высаживают персик этого сорта весной, после прихода устойчивого тепла, но до распускания почек на саженцах. Осенью также проводят посадку хотя бы за месяц до холодов, чтобы молодые деревца успели укорениться.

Выбор подходящего места

Место на участке для персикового дерева сорта Белый лебедь должно быть светлым и открытым, то есть солнечным, но допустима и полутень. Оно должно располагаться на ровной местности или на возвышенности, но не в низине (до грунтовых вод должно быть как минимум 1,5 м). Это связано с тем, что в постоянно влажной земле корни персика могут поражаться гнилями, что приведет к гибели растения. Не подходят участки, где раньше росли косточковые: сливы, абрикосы. Самый подходящий грунт для этой культуры – суглинки или супеси. Кислотность почвы – нейтральная либо щелочная.

Выбор и подготовка посадочного материала

Для пересадки пригодны 1 или 2-летние саженцы. Они должны быть полностью здоровыми, с хорошо развитыми корешками и побегами.

Совет! Приобретать саженцы желательно в питомниках, чтобы быть уверенным в их сортовой принадлежности.

Перед посадкой на постоянное место деревца подготавливают: выдерживают корни сутки в растворе любого стимулятора корнеобразования.

Алгоритм посадки

Перед высадкой саженца персика на постоянное место у него обрезают подсохшие кончики корешков и ветки на 1/3 часть. Затем:

1. Выкапывают посадочные ямы 0,7 м в диаметре и такой же глубины. Расстояние от одного до другого деревца должно быть не меньше трех метров.
2. На дно ямок насыпают 1 ведро перегноя и 0,5 кг золы. Все перемешивают с землей и поливают.
3. В центр ям ставят саженец вертикально, засыпают грунтом по шейку и немного утрамбовывают почву.
4. Приствольный круг мульчируют любым растительным материалом.

Как нужно высаживать персик сорта Белый лебедь, показано на фото.

Защита от ядерного удара

Для защиты от ударной волны ядерного взрыва применяются средства индивидуальной защиты и противорадиационные укрытия. Они способны уберечь людей от опасных излучений при радиоактивном заражении местности. Помимо этого, они могут защитить от светового удара, проникающей радиации и в некоторой степени от ударной волны, а также от попадания на кожу и в организм человека всех опасных веществ, которые выделяются в результате ядерной реакции при взрыве.

Безопасные места оборудуют в подвальных этажах зданий и различных сооружений. Также иногда встречаются отдельностоящие сооружения (в виде промышленных зданий или построек из подручных материалов). Под такие укрытия приспосабливают любые пригодные заглубления в помещениях: подвалы, погреба, подземные каналы. Для повышения безопасности заделывают оконные и лишние дверные проемы, насыпают дополнительный слой грунта на перекрытия и в случае необходимости делают грунтовую подсыпку у наружных стен, которые выступают выше поверхности земли.

Помещение тщательно герметизируют (например, окна, трубопроводы, щели и т. д. проклеивают подручными материалами). Укрытия, вместимость которых составляет до 30 человек, вентилируются естественным путем. На наружных выводах вентиляции прикрепляют козырьки, а на входах в помещение — плотные заслонки, которые закрывают на время действия радиации и выпадения зараженных осадков. Внутри убежище оборудуется аналогично обычным убежищам.

В помещениях, которые приспособлены под укрытия, но не оборудованы водопроводом и канализацией, устанавливают емкости для воды и выгребную яму. Кроме того, в укрытии обязательно устанавливают подставки, стеллажи, камеры или лари и другие приспособления для продовольствия. Освещают помещения от подходящей наружной или переносной электросети. Защитные свойства противорадиационного убежища от воздействия взрыва ударной волны и излучений оцениваются коэффициентом ослабления радиации. Его параметр показывает, во сколько раз помещение уменьшает наружную дозу радиации.

LiveInternetLiveInternet

Как проводятся сеансы ударно-волновой терапии

На первом этапе назначается консультация врача, который будет проводить процедуру. В нашей клинике сеансы УВТ проводит врач-невролог с многолетним опытом, в работе используется современное оборудование экспертного класса – аппарат MASTERPULS »ultra« от компании STORZ MEDICAL.

После консультации специалист составляет оптимальный план лечения и подбирает необходимое количество сеансов ударно-волновой терапии, в зависимости от индивидуальных особенностей пациента и имеющихся заболеваний. Для достижения выраженного эффекта может потребоваться от 4 до 10 процедур.

Ударно-волновая терапия проводится амбулаторно. Пациент удобно располагается на кушетке или в кресле, затем на проблемную область наносится специальный проводящий гель, после чего приступают непосредственно к самой процедуре. Врач выставляет необходимые параметры на аппарате и устанавливает манипулятор в нужную зону на теле. При этом учитываются так называемые триггерные точки, которые отличаются для каждого заболевания. Продолжительность одного сеанса составляет 7-10 минут на одну зону. После процедуры пациент может сразу же покинуть клинику и вернуться к привычной жизни без каких-либо ограничений.

Таблица размеров ремней

Микроскопическая структура ударной волны

Толщина ударных волн большой интенсивности имеет величину порядка длины свободного пробега молекул газа (более точно — ~10 длин свободного пробега, и не может быть менее 2 длин свободного пробега; данный результат получен Чепменом в начале 1950-х). Так как в макроскопической газодинамике длина свободного пробега должна рассматриваться равной нулю, чисто газодинамические методы непригодны для исследований внутренней структуры ударных волн большой интенсивности.

Для теоретического изучения микроскопической структуры ударных волн применяется кинетическая теория. Аналитически задача о структуре ударной волны не решается, но применяется ряд упрощённых моделей. Одной из таких моделей является модель Тамма-Мота-Смита.

Ударные волны в специальных условиях

Гидрогазоаналогия

• Ударная волна, путём нагрева среды, может вызвать экзотермическую химическую реакцию, что, в свою очередь, отразится и на свойствах самой ударной волны. Такой комплекс «ударная волна + реакция горения» носит название волны детонации.
• В астрофизических объектах ударная волна может двигаться со скоростями, близкими к скорости света. В этом случае ударная адиабата модифицируется.
• Ударные волны в замагниченной плазме также обладают своими характерными особенностями. При переходе через разрыв, изменяется также и величина магнитного поля, на что тратится дополнительная энергия. Это влечёт за собой существование максимально возможного коэффициента сжатия плазмы при сколь угодно сильных ударных волнах.
• Касательные ударные волны представляют собой смешанного (нормального и тангенциального) типа.

Роль углерода в организме человека

В тело человека углерод попадает вместе с пищей, в течение суток – 300 г. А общее количество вещества в человеческом организме составляет 21% от массы тела.

Из данного элемента состоят на 2/3 мышцы и 1/3 костей. А выводится из тела газ вместе с выдыхаемым воздухом либо же с мочевиной.

Стоит отметить: без этого вещества жизнь на Земле невозможна, ведь углерод составляет связи, помогающие организму бороться с губительным влиянием окружающего мира.

Таким образом, элемент способен составлять продолжительные цепи либо же кольца атомов, которые представляют собой основу для множества других важных связей.

Посол Индии рассказал о ходе переговоров о закупке у России МиГ-29 и Су-30

Параметры

Характерными параметрами ударной волны являются:

1. Избыточное давление. Оно являет собой разность между нормальным атмосферным давлением и давлением во фронте волны. Именно из-за образования давления УВ распространяется со сверхзвуковой скоростью.
2. Температура. Световое излучение обладает огромной мощностью, вследствие чего газы, которые выделяются во время взрыва, нагреваются. Данное явление способно поразить органы дыхания, зрения, а в особо тяжелых случаях охватить местность пламенем.
3. Альфа- бета- и гамма-излучения. В совокупности с вышеприведенными параметрами ядра этих частиц стремительно делятся, распространяются с огромной скоростью и нагреваются. Высокий уровень радиации является опасным, поэтому следует придерживаться мер безопасности при столкновении с данными частицами.

Примечания

Микроскопическая структура ударной волны

Толщина ударных волн большой интенсивности имеет величину порядка длины свободного пробега молекул газа (более точно — ~10 длин свободного пробега, и не может быть менее 2 длин свободного пробега; данный результат получен Чепменом в начале 1950-х). Так как в макроскопической газодинамике длина свободного пробега должна рассматриваться равной нулю, чисто газодинамические методы непригодны для исследований внутренней структуры ударных волн большой интенсивности.

Для теоретического изучения микроскопической структуры ударных волн применяется кинетическая теория. Аналитически задача о структуре ударной волны не решается, но применяется ряд упрощённых моделей. Одной из таких моделей является модель Тамма-Мота-Смита.

Перспективы

Скорость распространения ударной волны

Скорость распространения ударной волны в среде превышает скорость звука в данной среде. Превышение тем больше, чем выше интенсивность ударной волны (отношение давлений перед и за фронтом волны): (p_{уд.волны} — p_{сп.среды})/ p_{сп.среды}.

Например, недалеко от центра ядерного взрыва скорость распространения ударной волны во много раз выше скорости звука. При удалении с ослаблением ударной волны, скорость её быстро снижается и на большой дистанции ударная волна вырождается в звуковую (акустическую) волну, а скорость её распространения приближается к скорости звука в окружающей среде. Ударная волна в воздухе при ядерном взрыве мощностью 20 килотонн проходит дистанции: 1000 м за 1,4 с, 2000 м — 4 с, 3000 м — 7 с, 5000 м — 12 с. Поэтому у человека, увидевшего вспышку взрыва, есть какое-то время для укрытия (складки местности, канавы и пр.) и тем самым уменьшения поражающего воздействия ударной волны.

Ударные волны в твёрдых телах (например, вызванные ядерным или обычным взрывом в скальной породе, ударом метеорита или кумулятивной струёй) при тех же скоростях имеют значительно большие давления и температуры. Твёрдое вещество за фронтом ударной волны ведёт себя как идеальная сжимаемая жидкость, то есть в нём как бы отсутствуют межмолекулярные и межатомные связи, и прочность вещества не оказывает на волну никакого воздействия. В случае наземного и подземного ядерного взрыва ударная волна в грунте не может рассматриваться, как поражающий фактор, так как она быстро затухает; радиус её распространения невелик и будет целиком в пределах размеров взрывной воронки, внутри которой и без того достигается полное поражение прочных подземных целей.

Гелиосферная мантия

Диаграмма, изображающая положение «Вояджера-1» в гелиосферной мантии. В настоящее время «Вояджер-2» также находится в мантии.

Гелиосферная мантия — область гелиосферы за пределами ударной волны. В ней солнечный ветер тормозится, сжимается и его движение приобретает турбулентный характер. Гелиосферная мантия начинается на расстоянии 80—100 а.e. от Солнца. Однако, в отличие от внутренней области гелиосферы, мантия не имеет сферической формы. Её форма скорее похожа на вытянутую кометную кому, простирающуюся в направлении, противоположном направлению движения Солнца. Толщина мантии со стороны набегающего межзвёздного ветра намного меньше, чем с противоположной. Текущая миссия «Вояджеров» состоит в сборе данных о гелиосферной мантии.

Общая характеристика

Разработана на базе ТОЗ 8М и представляет собой улуч­шенный спортивный образец ТОЗ 8М. Выпускалась на ТОЗ с 1954 по 1972 гг. Обладает хорошим боем, надежна и про­ста в эксплуатации.

Ствол, ствольная коробка, затвор, спусковой механизм являются однотипными с ТОЗ 8М. Ствол винтовки ТОЗ 12 подвергается более строгому контролю и отбирается из числа лучших. Ствол запрессован в коробку. Затвор про­дольно-скользящий с поворотом при запирании и с пре­дохранителем. Патронник запирается стеблем затвора. Взве­дение боевой пружины осуществляется в процессе досыла­ния затвора вперед. Детали ударного механизма смонтиро­ваны в затворе, спускового механизма — в коробке. Спуск с „предупреждением. Поджатие боевой пружины происхо­дит при перемещении затвора в переднее положение. Гильза извлекается из патронника выбрасывателем и отражается выступом вкладыша коробки.

Диоптрический прицел типа «ДИ» позволяет путем вра­щения барабанчиков в горизонтальной и вертикальной плоскостях вносить необходимые поправки непосредствен­но в процессе стрельбы. Прицел имеет четыре сменных диоптра с различными диаметрами отверстий, выбираемыми в зависимости от освещенности цели и остроты зрения стрелка. Прицел смонтирован на специальном основании ствольной коробки.

Диоптрический прицел, как и прицел «ДОСААФ М1», состоит из угольника, колодки с переходной планкой и диоптра. Переходная планка имеет продольный вырез типа ласточкиного хвоста. По форме этого выреза на ствольной коробке укреплен продольный выступ, на который надви­гается и крепится зажимным винтом переходная планка. Такое крепление позволяет передвигать прицел вперед и назад, как удобно стрелку, увеличивать или уменьшать дли­ну прицельной линии.

Угольник прицела состоит из горизонтального и вер­тикального микрометрических винтов с головками. Голов­ки вертикального и горизонтального винтов имеют деле­ния. Каждое деление равно 1/10 оборота. При повороте головки на одно деление происходит щелчок и средняя точка попадания перемещается на 1 см. Для перемещения угольника по вертикали необходимо освободить на один оборот стопорный винт. После внесения поправки надо закрепить стопорными винтами угольник в колодке.

Мушки сменные, прямоугольные и кольцевые. Они крепятся в в корпусе мушки. Корпус мушки имеет гайку и выступ, который входит в паз основания мушки на дуль­ной части ствола.
Ложа с удлиненным цевьем из березы или бука без выступа под щеку и с крутой шейкой пистолетной формы, более массивная, чем у базовой модели. Цевье имеет пазы для крепления балансировочных грузов. В комплект вин­товки входят: сменные диоптры, баланс — сменные грузы, сменные мушки и шомпол.
А.Я. Шайденко и Ф.И. Жалков разработали к ТОЗ-12 оптический прицел.

Головная ударная волна вокруг Земли

Головные ударные волны вокруг звёздных объектов

Головные ударные волны вокруг быстродвижущихся звёзд. Изображения сделаны космическим телескопом Хаббл в период с октября по июль 2006 года. Источник — NASA

Головная ударная волна является общей чертой объектов испускающих мощный звёздный ветер или движущихся со сверхзвуковой скоростью через плотную межзвёздную среду.

Объект Хербига — Аро HH 47, снимок телескопа Хаббл. Отрезок обозначает расстояние в 1000 астрономических единиц (примерно 20 диаметров Солнечной системы).

Каждый объект Хербига-Аро, создаёт яркие головные ударные волны, которые видны в оптическом диапазоне. Они образуются, когда газ, выброшенный формирующимися звёздами, вступает во взаимодействие с близлежащими облаками газа и пыли на скоростях в несколько сотен километров в секунду.

Головные ударные волны также создают самые яркие и мощные звёзды: гипергиганты (например, Эта Киля), яркие голубые переменные, звёзды Вольфа — Райе и т. д.

Головная ударная волна очень часто сопутствует убегающим звёздам, которые движутся через межзвёздную среду со скоростями в десятки и сотни километров в секунду и сверхскоростным звёздам, которые движутся через межзвёздную среду со скоростями в сотни и тысячи километров в секунду.
Головная ударная волна также бывает результатом взаимодействия в двойной системе. Примером такой системы может быть BZ Жирафа (BZ Cam). Её блеск меняется непредсказуемым образом, и этот процесс сопровождается необычно мощным звездным ветром, который состоит из выбрасываемых звездой частиц. Звёздный ветер порождает гигантскую головную ударную волну, в результате движения двойной системы сквозь окружающий её межзвездный газ.

История

Пример 5

Определить по таблице степень разрушения кирпичного здания при взрыве на расстоянии 10м от него на грунте заряда гексогена массой 10 кг.

1. Определение тротилового эквивалента:

2. Определение R

3. Определение ΔP_Ф:

4. Увеличивая табличные значения давлний или уменьшая рассчитанное значение ΔP_Ф в 1.5 раза по таблице 5 определяем, что здание получит средние разрушения.

По диаграмме разрушений

Более точная оценка может быть получена на основе использования диаграмм, в которых результат воздействия ударной волны зависит от давления и импульса. Каждому конкретному объекту соответствует своя диаграмма степени разрушений, типичная форма которой приведена на рисунке 1.

Как следует из диаграммы, лишь небольшая зона А характеризуется зависимостью степени разрушений как от давления, так и от импульса. Остальная часть плоскости соответствует прямым ΔP=const (зона В), где влияние импульса мало, и прямым I=const (зона С), где не ощущается влияния давления.

Недостаток такого подхода к оценке степени разрушения зданий состоит в том, что составление диаграммы для конкретного объекта представляет собой достаточно сложную задачу.