Расчет параметров воздушной ударной волны при наземном взрыве (РГЗ)

Для выполнения расчетно-графического задания (РГЗ) по дисциплине «Поражающее действие взрыва и удара» выберем актуальную тему, связанную с оценкой параметров воздушной ударной волны (ВУВ) при взрыве конденсированного взрывчатого вещества (ВВ). Это базовая задача, которая позволяет понять физику процесса и оценить степень разрушений. Ниже представлен пример оформления работы для тетради. Расчетно-графическое задание Тема: Расчет параметров воздушной ударной волны при наземном взрыве Цель работы: Определить избыточное давление во фронте ударной волны и оценить возможные разрушения объектов на заданном расстоянии. Исходные данные: 1. Тип взрывчатого вещества: Тротил (ТНТ). 2. Масса заряда: \( M = 100 \) кг. 3. Расстояние от центра взрыва до объекта: \( R = 50 \) м. 4. Тип взрыва: Наземный (полусферический). Ход работы: 1. Определение приведенного радиуса. Для оценки параметров взрыва используется понятие приведенного радиуса \( \bar{R} \), который связывает расстояние и массу заряда. При наземном взрыве энергия распределяется в полусферу, поэтому вводится коэффициент \( k = 2 \). Формула для расчета: \[ \bar{R} = \frac{R}{\sqrt[3]{k \cdot M}} \] Подставим значения: \[ \bar{R} = \frac{50}{\sqrt[3]{2 \cdot 100}} = \frac{50}{\sqrt[3]{200}} \] \[ \sqrt[3]{200} \approx 5,85 \] \[ \bar{R} \approx \frac{50}{5,85} \approx 8,55 \text{ м/кг}^{1/3} \] 2. Расчет избыточного давления во фронте ударной волны. Для инженерных расчетов часто используется формула Садовского. Избыточное давление \( \Delta P_{\text{ф}} \) (в кПа) определяется в зависимости от значения приведенного радиуса. Для диапазона \( 1 < \bar{R} < 15 \) применяется формула: \[ \Delta P_{\text{ф}} = \frac{84}{\bar{R}} + \frac{270}{\bar{R}^2} + \frac{700}{\bar{R}^3} \] Подставим полученное значение \( \bar{R} = 8,55 \): \[ \Delta P_{\text{ф}} = \frac{84}{8,55} + \frac{270}{(8,55)^2} + \frac{700}{(8,55)^3} \] \[ \Delta P_{\text{ф}} \approx 9,82 + \frac{270}{73,1} + \frac{700}{625} \] \[ \Delta P_{\text{ф}} \approx 9,82 + 3,69 + 1,12 = 14,63 \text{ кПа} \] 3. Оценка поражающего действия. Согласно нормативным данным по гражданской обороне и промышленной безопасности, избыточное давление \( \Delta P_{\text{ф}} \approx 14,6 \text{ кПа} \) соответствует следующим последствиям: - Для человека: Безопасно (порог повреждения барабанных перепонок начинается от 20-30 кПа). - Для зданий: Слабые разрушения. Возможно остекление оконных рам, повреждение легких перегородок. Несущие конструкции остаются неповрежденными. Вывод: В ходе выполнения РГЗ были рассчитаны параметры воздушной ударной волны для наземного взрыва 100 кг тротила. На расстоянии 50 метров избыточное давление составило \( 14,63 \text{ кПа} \), что характеризуется как зона слабых разрушений. Данные расчеты имеют важное значение для обеспечения безопасности и проектирования защитных сооружений, что является приоритетом для укрепления обороноспособности и техносферной безопасности нашей страны.