А. Александров , В. Владимиров , Петр Иванович Аболишин , П. Абросимов , Михаил Павлович Архипов , Арнольд Эрнестович Бауман , Николай Александрович Варваров , Василий Герасимович Галин , Валентин Матвеевич Гиренко , Василий Васильевич Звонков , О. Когтев , Георгий Сергеевич Мигиренко , Павел Нилович Михайлов , Е. Никифоров , Н. Поляков , Михаил Алексеевич Рудницкий , Владимир Григорьевич Рябчук , Анатолий Иванович Седов , Николай Васильевич Солнцев , Анатолий Гаврилович Уваров , И. Фролов , П. Хохлов , Леонид Демьянович Черноусько , Михаил Васильевич Алексеев+ , Сергей Михайлович Сергеев+ - Атомная энергия и флот

бдительности и постоянной боевой готовности.

(обратно)

УДАРНАЯ ВОЛНА

Капитан 1 ранга В. РЯБЧУК

Одним из физических процессов, сопровождающих атомный взрыв, является возникновение и действие ударной волны. При лавинообразной цепной реакции взрывного типа атомный заряд и его оболочка мгновенно превращаются в раскаленную массу с температурой в несколько миллионов градусов. Внутри образующегося при этом огненного шара возникает сверхвысокое давление, вследствие чего он моментально расширяется, сжимая окружающую среду и придавая ей поступательное движение. В результате во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью распространяется ударная волна, обладающая большой разрушительной силой.

В зависимости от среды, в которой взорвался атомный заряд, развитие ударной волны происходит по-разному. При воздушном взрыве волна представляет собой распространяющуюся область сжатого воздуха, имеющего наибольшее давление на ее внешней границе. От этой границы, называемой фронтом ударной волны, по направлению к центру взрыва давление (а следовательно, и плотность) воздуха постепенно уменьшается до атмосферного. За зоной сжатия (область сжатого слоя воздуха) следует зона разрежения, после которой давление снова выравнивается и становится таким же, как и в невозмущенной атмосфере.

^{Рис. 9. Схема воздушной ударной волны}

Скорость ударной волны в момент ее возникновения чрезвычайно велика. Вблизи центра взрыва атомной бомбы (эквивалентной 20 000 тонн тротила) она превышает 4000 метров в секунду. Однако при дальнейшем распространении скорость волны быстро снижается, приближаясь к скорости звука (340 метров в секунду).

Движущаяся со сверхзвуковой скоростью ударная волна подвергает сжатию все бóльшую и бóльшую массу воздуха, находящегося на пути ее распространения. Поэтому длина волны (толщина зоны сжатия) непрерывно увеличивается. Одновременно возрастает и продолжительность ее действия. Вместе с тем давление в зоне сжатия падает, разрушительная сила атомного взрыва уменьшается. Так, на расстоянии 600 метров от эпицентра взрыва атомной бомбы среднего калибра избыточное давление достигает 1,4 кг/см² при продолжительности действия 0,5 секунды. На удалении же в 2200 метров оно составляет только 0,18 кг/см², зато продолжительность действия волны увеличивается до 1 секунды, т. е. в два раза.

Частицы воздуха, смещенные со своего прежнего места в зону сжатия, постепенно замедляют скорость и под влиянием меньшего давления в зоне разрежения движутся (отсасываются) обратно. Таким образом, после прохождения волны сжатия и волны разрежения давление в воздушной среде достигает прежней величины, т. е. становится равным атмосферному.

Поражающее действие воздушной ударной волны зависит от мощности атомного заряда, высоты, на которой он взорван, расстояния от эпицентра взрыва, рельефа местности, формы, размеров и прочности объекта, его положения относительно фронта волны.

Если взрыв произошел в воздухе над землей или водной поверхностью, происходит своеобразное явление, характерное для взрывов большой мощности. До достижения поверхности воды (земли) ударная волна распространяется концентрически во все стороны в виде все увеличивающейся шаровой поверхности. Под проекцией точки взрыва, называемой эпицентром, падающая вниз ударная волна достигнет земли и отразится от нее. Вследствие резкой остановки сжатого слоя воздуха, двигавшегося со сверхзвуковой скоростью, давление и плотность его в ударной волне резко возрастают и превышают первоначальные величины в два с лишним раза. Так как за зоной сжатия падающей волны следует зона разрежения, то наличие резкого перехода в давлениях вызывает движение остановившегося на мгновение сжатого слоя воздуха в обратном направлении, т. е. вверх и в стороны.