Процесс детонации - краткое описание
Одним из первых документированных упоминаний мирного применения взрывчатых технологий относится к эпохе Петра I. Как не удивительно, предложение это относится к тушению пожаров - как сегодня бы сказали, "автоматическая система пожаротушения". Работала она так: внутрь помещения, которое защищалось от пожара, устанавливались бочки наполненные водой. В этих бочках также находился небольшой пороховой заряд и фитили. В случае серьезного возгорания открытое пламя поджигало фитиль, после чего происходило разрушение бочки при помощи пороха и залив пламени водой. Безусловно, это описание выглядит достаточно наивно, и вряд ли такая система могла надежно работать.
Стоит отметить, что в петровскую эпоху в целом происходило бурное распространение пиротехнических технологий. Можно сказать, что была "мода" того времени. Упомянем роскошные фейерверки, которые затевали придворные и знать по западноевропейскому образцу. Также активно развивалось военное использование пороха. Впрочем, это происходило еще до Петра. К примеру, при знаменитой осаде Казани Иваном Грозным, порох был использован для подрыва одной из центральных башен Казанского Кремля. Случилось это в 1552 году.
Развитие теоретических знаний о взрывах и соответствующем комплексе явлений происходило - извините за каламбур! - взрывными темпами. Отметим имена специалистов и выдающихся ученых, которые внесли свой вклад в эту область знаний: Я.Зельдович, М.Лаврентьев, Л.Эйлер, Д.Чепмен, Э.Жуге, Ф.Баум, К.Станюкович и многие другие.
Если говорить об общей классификации взрывчатых веществ, то основную их массу, которые не являются ядерными, называют "химическими" взрывчатыми веществами, поскольку взрывная реакция возникает в результате взаимодействия химических элементов. Значительная часть взрывчатых веществ - твердые, однако также есть жидкие и газообразные, которые обладают определенными характерными особенностями.
Процесс распространия взрыва описывается как правило на основе гидродинамической теории детонации. Одним из условий данной теории является то, что взрыв (или, правильнее, "взрывчатое превращение") протекает внутри узкой зоны. Данная зона примыкает к фронту детонационной волны, за которым возникает резкое увеличение плотности и температуры вещества - продуктов взрыва.Эти продукты можно рассматривать как рабочую среду врзыва.
Параметры детонационной волны определяются уравнениями сохранения энергии, массы и импульса. В значительном числе случаев детонацию взрывчатого вещества вызывает ударная волна: при превышении некоего критического значения вещество детонирует. На этом принципе основана механика действия множества пиротехнических устройств: производится подрыв заряда (либо удар осколков, удар пластины, мнгновенный разогрев при помощи излучения и т.п. процессы), после чего происходит детонация уже основного объема взрывчатого вещества
Следует отметить, что кинетическая теория, описывающая данные пограничные процессы, возбуждающие детонацию, крайне сложна и выходит за рамки этого текста. Можем отметить лишь некоторые закономерности:
- должны быть соблюдены соотношения геометрических размеров заряда;
- давление на фронте ударной волны должно превышать критическую величину для данного взрывчатого вещества.
Наши партнеры: