«Направленный взрыв.» (стр. 1 из 8)

Для этого мы сначала рассмотрим понятие взрыва как такового, затем понятие ударных волн, затем процесс детонации, в котором химическая реакция во взрывающихся веществах идет под действием распространяющейся в взрывчатом веществе ударной волны; затем мы рассмотрим явление направленного взрыва, как следствия распространения детонационной волны и в заключение рассмотрим области, в которых применяется направленный взрыв.

Взрыв это невообразимая разрушительная сила, которая может стать созидательной, если к понятию "взрыв" человечество добавит слово "мирный".

Для того чтобы использовать эту страшную силу, которую имеет взрыв, необходимо его контролировать. Контролируемый взрыв, при котором окружающая среда перемещается в заданном направлении – называется «направленный взрыв».

С целью изучения направленного взрыва в работе будут разобраны явления, происходящие при взрыве, а именно ударная волна и детонация.

Трудно представить себе человека, который не мог бы ответить на вопрос, что такое взрыв. Взрыв можно увидеть на экранах телевизоров, в кинофильмах о войне, на суше, на море и в воздухе. Обычно запоминается яркий огонь, бурно клубящийся дым, хаотически летящие в воздухе комья земли.

Если у пятилетнего малыша спросить: "Что такое взрыв?", он скажет: "Это когда громкий БУМ". Действительно, резкий звук - неотъемлемый атрибут любого взрыва. Этот звук происходит из-за резкого скачка давления вызываемого ударной волной.

В наше время взрыв больше всего ассоциируется с военными действиями и гибелью людей, но я хотел бы рассмотреть не менее важное применение направленного взрыва, а именно в мирных целях.

В конце войны в газетах появилось сообщение о нашем летчике, которому во время воздушного боя пришлось прыгнуть с горящего самолета. Парашют не раскрылся, и летчик должен был бы неминуемо погибнуть, но в последние секунды на земле как раз под ним взорвалась авиационная бомба. Взрывная волна оказалась, говоря словами заметки, отличным амортизатором, затормозившим падение, и обреченный на гибель благополучно приземлился.

Что же нужно, чтобы в достаточной мере понять явление взрыва?

Во взрывной технике существуют специальные инструкции, наставления и другие документы, без изучения которых нельзя не только вести взрывные работы, но даже иметь какое-либо соприкосновение со взрывчатыми веществами и устройствами для их взрывания.

Для глубокого понимания официальных документов необходима серьезная подготовка, так как в настоящее время невозможно решить ни одной технической задачи без понимания физической сущности тех явлений, которые при этом используются и без количественного расчета, который может строиться только на основе объективных законов природы и в первую очередь на основе законов физики.

Итак, ответ на вопрос, что такое взрыв, необходимо давать, исходя из тех законов физики, которые определяют возникновение, развитие и действие взрыва.

Впервые определение взрыва в России дал М.В. Ломоносов ("О природе и рождении селитры", 1748 год): "Взрыв - это очень быстрое выделение большого количества энергии и большого объема газов".

Глава 1 Взрыв

§ 1 Десять веков в глубь истории

Еще в первые века нашей эры в таких развитых странах, как Византия, люди заметили, что многие вещества могут интенсивно гореть. При этом горение может происходить обычно только в воздухе. Если бросить горящее тело в воду, горение прекращается.

Однако это происходит не всегда.

Если горящее тело имеет щели, отверстия или иные полости, заполненные селитрой, то оно продолжает гореть и под водой. Это происходит потому, что кислород, необходимый для горения, выделяется в большом количестве при нагревании селитры. На этом принципе византийцы получали горючее для так называемого греческого огня, с помощью которого они боролись с кораблями противника. В многочисленных боях у берегов и в открытом море византийцы причинили много неприятностей кораблям противников своим не гаснущим в воде огнем.

Дальнейшее развитие не гаснущего в воде горючего привело к тому, что горючее вещество и вещество, поддерживающее горение выделяющимся при горении кислородом, стали размалывать все мельче и мельче и тщательно смешивать друг с другом. Это привело к ускорению реакции горения, что является одной из характерных особенностей взрыва.

§ 2 Сведения о порохе

Если же в сосуде, где находится порох, имеется достаточно большое отверстие, то порох горит сравнительно долго, а образующиеся при горении пороховые газы вырываются из отверстия в виде мощной струи. Такой сосуд с горящим порохом является простейшим вариантом реактивного двигателя. Он начинает стремительно двигаться в сторону, противоположную направлению струи пороховых газов.

Это явление было замечено уже в X веке нашей эры создателями первых пороховых ракет.

Разными путями проникали в XIV веке в Европу и Россию сведения о порохе. Историческая обстановка средневековья не располагала к быстрому развитию техники. Поэтому в течение нескольких столетий порох применялся только для военных целей, притом нередко со значительным искусством. Техника взрывного дела уже в то время позволяла достаточно точно определить вес заряда для разрушения крупных зданий, обеспечить взрыв заряда (произвести инициирование его) в заданный момент времени.

В этом отношении выдающихся успехов достигли русские артиллеристы в XVI веке. При осаде Казани в 1552 году войска Ивана Грозного подкопали одну из наиболее крупных башен Казанского Кремля и в подземную камеру заложили заряд черного пороха массой примерно в одну тонну. Этот заряд был подорван с помощью фитиля. При этом был обеспечен довольно точный расчет момента взрыва.

§ 3 Развитие взрывного дела

Развитие взрывного дела имело преимущественно практическое направление. В XVII веке в Венгрии и Германии стали применять порох в шахтах для дробления крепких скальных пород. Еще раньше - в 1548-1572 годах - в Литве (входившей в то время в состав Польши) были проведены большие по тому времени работы по разрушению крупных камней, мешавших судоходству на реке Немане. Здесь было проявлено большое искусство при проведении взрывов под водой (черный порох должен быть совершенно сухим для получения полноценного взрыва).

Дальнейшее развитие пороховая промышленность получила в России во время царствования Петра I. К этому времени относится создание первых приборов, предназначенных для определения удельной энергии взрыва черного пороха. Образцы таких приборов, изготовленных из золоченой бронзы, находятся в ленинградском Эрмитаже. Они настолько хорошо сохранились, что могут быть и сейчас применены для экспериментов.

Сущность устройства этих приборов состоит в следующем. Определенное количество пороха помещается внутри небольшой мортирки, в которую плотно входит снаряд-поршенек. Порох поджигается через очень узкое отверстие в стенке цилиндрика. Этот цилиндрик удерживается в момент наибольшего подъема. Это дает возможность определить высоту подъема цилиндрика. Умножая массу снаряда-цилиндрика на высоту его подскока при взрыве и деля это произведение на массу пороха, заложенного в мортирку, можно получить достаточно точно значение удельной энергии взрыва пороха.

§ 4 Разработка теории взрывчатых веществ