O vzryve i o tom, kakaya ot nego pol'za

S.A.Novikov(Filial N 4 Moskovskogo inzhenerno-fizicheskogo instituta, Sarov (Arzamas-16) Nizhegorodskoi obl.)
Opublikovano v Sorosovskom obrazovatel'nom zhurnale, N 7, 1996 g. Soderzhanie

---

• Chto takoe vzryv
• Vzryvnye tehnologii obrabotki materialov
• Vzryvnaya rezka (kontaktnaya)
• Vzryvnaya svarka
• Kompaktirovanie vzryvom
• Shtampovka vzryvom
• Vzryvnye ustanovki
• Vzryv-stroitel'
• Yadernyi vzryv
• Literatura

---

Chto takoe vzryv

Chto takoe vzryv, znayut vse. I, navernoe, u bol'shinstva lyudei, osobenno v nashe nespokoinoe vremya, eto ponyatie associiruetsya prezhde vsego s zhertvami i razrusheniyami vo vremya boevyh deistvii, teraktov, neschastnyh sluchaev. Odnim iz samyh strashnyh proyavlenii deistviya vzryva yavilas' atomnaya bombardirovka dvuh gorodov Yaponii v 1945 godu. V nastoyashei stat'e my ne budem rassmatrivat' podobnye tragicheskie proyavleniya deistviya vzryva. Moei zadachei yavlyaetsya rasskaz o nekotoryh ves'ma poleznyh primeneniyah vzryvov (v tom chisle i yadernyh) v poslednie gody. Tak chto takoe vzryv? Vpervye opredelenie vzryva v Rossii dal M.V. Lomonosov ("O prirode i rozhdenii selitry", 1748 god): "Vzryv - eto ochen' bystroe vydelenie bol'shogo kolichestva energii i bol'shogo ob'ema gazov". Chto oznachaet "ochen' bystroe" vydelenie energii? (Bystrota - ponyatie otnositel'noe.) Sut' etogo zaklyuchaetsya v tom, chto vydelenie energii pri vzryve yavlyaetsya bolee bystrym, chem drugie formy vydeleniya energii v shodnyh usloviyah (naprimer, pri gorenii). Chtoby vydelivshayasya energiya mogla osushestvit' mehanicheskoe deistvie, nuzhno rabochee telo, to est' veshestvo, kotoroe moglo by peredat' dostatochno bol'shoe davlenie okruzhayushei srede. Etim rabochim telom yavlyayutsya gazoobraznye produkty vzryva, kotorye, buduchi vnachale sil'no nagretymi i szhatymi, rasshiryayutsya i proizvodyat mehanicheskuyu rabotu. Skorost' rasprostraneniya processa vzryva, nazyvaemogo detonaciei, ves'ma velika i dostigaet 9 km/s. Nemnogo istorii. Grecheskii ogon' - goryuchee na osnove selitry, sposobnoe goret' pod vodoi za schet kisloroda, vydelyaemogo pri nagrevanii selitry. Istoriya prakticheskogo primeneniya vzryva nachinaetsya v X veke, kogda vpervye byl izgotovlen chernyi poroh (smes' melko razdroblennogo uglya i selitry). Esli chernyi poroh nahoditsya v zamknutom ob'eme (v stvole pushki, v grunte i t.p.), proishodit bystroe ego sgoranie, napominayushee vzryv. Esli v sosude s porohom imeetsya otverstie, poroh gorit sravnitel'no medlenno, obrazuyushiesya gazy vyryvayutsya iz otverstiya v vide strui. Takoi sosud yavlyaetsya prosteishim variantom reaktivnogo dvigatelya. Vzryv odnoi iz krupneishih bashen Kazanskogo kremlya v 1552 godu byl osushestvlen pri osade Kazani voiskami Ivana Groznogo. Vo vremya carstvovaniya Petra I byli sozdany pribory dlya opredeleniya udel'noi energii vzryva chernogo poroha. Kstati, govoryat, chto Petru I prinadlezhit odno iz pervyh predlozhenii po ispol'zovaniyu vzryva v mirnyh celyah, sposob avtomaticheskogo tusheniya pozharov: vnutri pomesheniya, ohranyaemogo ot pozharov, ustanavlivali bochku s vodoi, vnutri kotoroi nahodilsya zaryad iz poroha. V razlichnye chasti pomesheniya ot zaryada byli prolozheny ogneprovodyashie shnury (takzhe snaryazhennye porohom). Vzryv zaryada v bochke s vodoi po signalu ot zagorevshegosya uchastka pomesheniya razbrasyval vodu i prekrashal pozhar. Razvitie teorii vzryvnyh yavlenii svyazano s imenami vydayushihsya uchenyh, sredi nih L. Eiler, Gyugonio, D. Chepmen, E. Zhuge, V. Mihel'son, Ya. Zel'dovich, M. Lavrent'ev, K. Stanyukovich, L. Sedov, G. Petrovskii, A. Kompaneec, F. Baum i dr. Obychnye (neyadernye) vzryvchatye veshestva (VV) nazyvayut himicheskimi VV, tak kak energiya pri ih vzryve vydelyaetsya v vide himicheskih reakcii. BChl'shaya chast' ispol'zuemyh na praktike VV - eto tverdye veshestva. Primenyayutsya zhidkie i gazoobraznye vzryvchatye veshestva, kotorye obladayut, po sravneniyu s tverdymi VV, celym ryadom specificheskih osobennostei. Opisanie processa rasprostraneniya vzryvchatogo prevrasheniya po VV (detonacii) provoditsya obychno na osnove gidrodinamicheskoi teorii detonacii. Odnim iz osnovnyh ee uslovii yavlyaetsya to, chto vzryvchatoe prevrashenie proishodit v uzkoi zone, primykayushei k frontu detonacionnoi volny. Za frontom detonacionnoi volny davlenie, temperatura i plotnost' veshestva (eto uzhe produkty vzryva) skachkoobrazno povyshayutsya. Rasshiryayushiesya produkty vzryva yavlyayutsya rabochei sredoi, sovershayushei rabotu. Osnovnye parametry detonacionnoi volny svyazany sootnosheniyami, vytekayushimi iz uravnenii sohraneniya massy, impul'sa, energii. Process detonacii v VV vo mnogih sluchayah vozbuzhdaetsya udarnoi volnoi, tem ili inym sposobom sozdavaemoi v zaryade VV (vzryv kapsyulya-detonatora, udar bystroletyashih oskolkov ili plastiny, mgnovennyi razogrev izlucheniem i t.p.). Detonaciya voznikaet, esli parametry udarnoi volny vyshe nekotoryh kriticheskih znachenii. Dlya tverdyh VV kriticheskie znacheniya davleniya sostavlyayut (10-50)*10⁸ H/m². Kineticheskaya teoriya processa vozbuzhdeniya detonacii ochen' slozhna. Odnako predel'nymi usloviyami vozbuzhdeniya detonacii yavlyayutsya sleduyushie: 1) davlenie na fronte udarnoi volny dolzhno byt' bol'she nekotoroi kriticheskoi velichiny R_kr; 2) dolzhny vypolnyat'sya opredelennye sootnosheniya geometricheskih razmerov zaryada. Eti usloviya vytekayut iz principa Yu.B. Haritona ob ustoichivom rasprostranenii detonacii po zaryadu: ustoichivaya detonaciya vozmozhna v tom sluchae, esli vremya himicheskoi reakcii t_r bol'she vremeni dvizheniya bokovoi volny razrezheniya k central'nym chastyam zaryada, energiya kotoroi peredaetsya na fronte udarnoi volny i podderzhivaet ee intensivnost' na neobhodimom urovne. Kolichestvennoe sootnoshenie dlya kriticheskogo diametra: gde s - skorost' zvuka v produktah detonacii. Vozbuzhdenie himicheskih reakcii, razvitie kotoryh privodit k detonacii VV, proishodit v nebol'shih lokal'nyh ob'emah, kotorye poluchili nazvanie "goryachih" tochek. Teoriya detonacionnyh voln, rezul'taty eksperimental'nyh issledovanii, opisyvayushie vzryvchatye prevrasheniya v razlichnyh VV, shiroko osvesheny v mnogochislennoi literature. Ostanovimsya na nekotoryh sovremennyh poleznyh primeneniyah vzryvnyh processov, na ryade tak nazyvaemyh vzryvnyh tehnologii.

Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: vzryv - detonaciya - yadernyi vzryv - kumulyativnyi effekt Publikacii so slovami: vzryv - detonaciya - yadernyi vzryv - kumulyativnyi effekt
Sm. takzhe: Ekstremal'nyi vzryv chernoi dyry Udarnyi shram na Yupitere Gruppa issledovanii sverhnovyh zvezd, GAISh MGU Tunguska.ru