Домашнее задание по дисциплине
«Средства поражения»
Часть 1. Ударные волны в воздухе
1.1. Исходя из законов сохранения, вывести уравнение ударной адиабаты в виде соотношений p/p 0 = F 1(r/r0), p/p 0 = F 2(V / V 0) для идеального газа с постоянной теплоемкостью, исследовать ее асимптотические свойства.
1.2. Построить в координатах p, V ударную адиабату для воздуха (p = p 0…50 p 0, k =1,4), приняв следующие начальные условия p 0 = 0,1 Мпа, r0 = 1,20 кг/м3, Т 0 = 300 К, u 0 = 0. Определить предельную плотность, достигаемую во фронте сильной ударной волны.
1.3. Получить соотношения для определения параметров p, r, V, u, T за фронтом ударной волны, распространяющейся в воздухе со скоростью D. Определить эти параметры для ударной волны, распространяющейся со скоростью 
, где N – Ваш порядковый номер в журнале, с 0 = 340 м/с – начальная скорость звука в воздухе. На графике ударной адиабаты провести соответствующую скорости D прямую Рэлея.
1.4. Определить давление за фронтом ударной волны, отраженной от жесткой преграды. Параметры падающей ударной волны заданы в предыдущем пункте.
Справочные соотношения
1. Уравнения ударной адиабаты
Уравнение прямой Рэлея
2. Соотношения для параметров за фронтом ударной волны, выраженных через скорость ударного фронта
3. Формула Измайлова для давления за фронтом отраженной ударной волны
Часть 2. Ударные волны в конденсированных средах
Уравнение ударной адиабаты конденсированной среды задано в виде D =a + bu. Материал среды и коэффициенты a и b заданы в таблице. Номер варианта соответствует Вашему номеру в журнале.
| Номер варианта | Материал | Плотность r0, кг/м3 | a, м/с | b |
| Вода | ||||
| Спирт этиловый | 1,6 | |||
| Нитрометан | 1,38 | |||
| ТНТ | 2,05 | |||
| ТГ 40/60 | 1,58 | |||
| Сталь | 1,6 | |||
| Алюминий | 1,35 | |||
| Медь | 1,48 | |||
| Свинец | 1,517 | |||
| Титан | 1,088 | |||
| Бериллий | 1,091 | |||
| Вольфрам | 1,268 | |||
| Золото | 1,47 | |||
| Серебро | 1,54 | |||
| Уран | 1,504 | |||
| ВНЖ | 1,5 | |||
| Уран+молибден (3%) | 1,531 | |||
| Алмаз монокристалл. | 1,04 | |||
| Оргстекло | 1,51 |
2.1. Получить уравнения ударных адиабат в форме зависимостей p = F 1(u) и p = F 2(r) В координатах (p, r) и (p, u) построить ударные адиабаты материалов в диапазоне давлений p = 0…r0 a 2.
2.2. Определить параметры p, r, V, u за фронтом ударной волны, возникающей в среде при ударном нагружении стальным ударником со скоростью U 0 = 0,5 a (для алмаза и бериллия U 0 = 0,1 a).
2.3*. Определить скорость стального ударника, вызывающего пластическую деформацию в конструкционной стали. Необходимые характеристики материалов выбрать самостоятельно.
Справочные соотношения
Уравнения ударных адиабат
Параметры нагружения среды при ударе определяются пересечением ударных адиабат ударника и нагружаемой среды в координатах p, u.
Часть 3. Детонация конденсированных ВВ
Характеристики заряда ВВ заданы в таблице 3.1
Табл.3.1
| Номер варианта | ВВ | Плотность r0, кг/м3 | Масса заряда ВВ m вв, кг | Теплота взрыва Q, МДж/кг | Скорость детонации D, м/с |
| ТНТ | 4,18 | ||||
| ТГ 40/60 | 4,85 | ||||
| Гесоген флегм. | 5,183 | ||||
| Октол 25 | 5,183 | ||||
| Циклотол ТГ25/75 | 5,060 | ||||
| Окфол | 5,225 | ||||
| ПВВ | 5,183 | ||||
| ТКФ | 5,223 | ||||
| Октоген флегм. | 5,225 | ||||
| ЭВВ | 4,560 | ||||
| ТГПС | 4,17 | ||||
| Гексоген | 4,54 | ||||
| Гексоген | 5,1 | ||||
| Нитроглицерин | 6,22 | ||||
| ТЭН | 5,65 | ||||
| Аммонит 6ЖВ | 4,2 | ||||
| Гексопласт | 5,02 | ||||
| Пропан +воздух | 1,25 | 2,8 | |||
| Водород+ кислород | 0,51 | 13,4 |
Примечания: 1. Для высокоплотных ВВ (r0 > 1300 кг/м3) показатель политропы подуктов детонации принять равным k = 3, для ВВ плотностью (r0 = 800…1300 кг/м3 k = 2,5, для ВВ плотностью r0 < 800 кг/м3 k = 2,0. Для газообразных ВВ (варианты 18, 19) k =1,4.
3.1. Рассчитать для заданного ВВ параметры детонации: pн, rн, uн, cн.
3.2. Рассчитать давление, возникающее при отражении детонационной волны от несжимаемой преграды.
3.3. Для цилиндрического заряда ВВ длиной l и диаметром d (l = 2 d) рассчитать импульс, действующий на жесткую преграду. Рассмотреть случаи размещения заряда ВВ на преграде в недеформируемой трубе и без бокового ограничения.
3.4*. Пусть подрыв заряда осуществляется на бронеплите массой М = 50 m вв. Оценить скорость метания плиты.
Справочные соотношения
1. Параметры детонации
.
2. Давление отражения детонационной волны от жесткой преграды
.
4. Импульс, действующий на жесткую преграду (для k = 3)
4.1. Разлет продуктов детонации в радиальном направлении ограничен (заряд ВВ в трубе)
.
4.1. Взрыв свободного заряда ВВ
,
mа – активная масса заряда ВВ.
При k ¹ 3 расчет импульса может быть выполнен с использованием модели мгновенной детонации. Соответствующие расчетные зависимости имеют вид:
Для заряда ВВ в трубе
Для свободного заряда ВВ цилиндрической формы радиуса r
