1
УДК 532.5.013.2
Теоретические исследования гидродинамики
при подводном взрыве точечного источника
© Н.И. Сидняев
1
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва 105005, Россия.
Изложены основные явления воздействия подводного взрыва на гид-
родинамику в их реальной последовательности.
Представлены ре-
зультаты исследований, связанных с изучением основных явлений
подводного взрыва. Показано, что характер распространения возму-
щения зависит от физических и химических свойств взрывчатого ве-
щества. Получены уравнения движения сжимаемой жидкости в раз-
личной формулировке для интегрирования внутри объема, ограничен-
ного фронтом ударной волны и поверхностью волны разрежения, ко-
торая следует за волной сжатия на некотором удалении. Показано,
что волны сжатия и разрежения пересекаются на свободной мор-
ской поверхности, в окрестности которой выполняются условия
быстрого расширения. Граничные условия выведены из уравнений со-
хранения массы, количества движения и энергии.
Ключевые слова
:
подводный взрыв, ударная волна, стратификация,
граничные условия, плотность, сжатие.
Введение.
Будем рассматривать взрыв как химическую реакцию в
веществе, в результате которой оно превращается в газ при весьма вы-
соких температурах и давлениях [1–3]. Реакция происходит очень
быстро и сопровождается выделением большого количества теплоты
[4–8]. Температура газов составляет около 3 000 °С, а давление дости-
гает 50 ГПа. Таким образом, любое твердое или газообразное взрывча-
тое вещество представляет собой неустойчивое соединение, подверга-
ющееся при химической реакции таким изменениям, в результате ко-
торых происходит его превращение в более устойчивую фазу. Реакция
этого типа может возникнуть при концентрации достаточного количе-
ства теплоты в некоторой точке вещества [8–12]. В большинстве слу-
чаев эта теплота воздействует на небольшое количество особо чувстви-
тельного вещества, реакция в котором инициирует взрывную реакцию
по всему веществу [1, 2]. Характер распространения возмущения зави-
сит от физических и химических свойств веществ окружающей среды.
Различают два основных типа распространения реакции. Наиболее
важным для возникновения разрушений на подводной части объектов
морского базирования является процесс детонации, при котором хими-
ческое превращение протекает столь стремительно, что его скорость
совпадает со скоростью распространения физического возмущения.
Реакция происходит в очень тонком слое между веществом в его
