4.2. Загальні відомості про вибухові речовини
Речовини або механічні суміші, які здатні під впливом зовнішнього впливу до вибухових перетворень, називаються вибуховими речовинами (ВР).
При вибуховому перетворенні тверде або рідке ВР перетворюється на газоподібний стан. Теплота, що при цьому виділяється, і є та енергія, за рахунок якої відбувається механічна робота пострілу або руйнування навколишнього середовища.
ВВ за характером своєї дії та застосування поділяються на три групи:
метальні ВР або пороху
Ініціюючими називаються такі ВР, які мають дуже високу чутливість і вибухають від незначного зовнішнього впливу, завжди детонують і викликають детонацію інших речовин. Застосовуються у невеликих кількостях для спорядження капсулів, що створюють початковий імпульс вибуху. До ініціюючих ВР відносяться гримуча ртуть, азид свинцю, тринітрорезорценат свинцю (TНРC).
Бризантними, або дробящими, називають такі ВР, які під час вибуху роблять дроблення навколишніх предметів. Бризантні ВB менш чутливі до зовнішніх впливів, ніж ініціюючі, детонують зазвичай при дії вибуху іншого, більш чутливого ВР – детонатора. Бризантні ВР застосовуються як розривний заряд в арт. снарядах, мінах, бойових частинах авіаційних бомб, ракет, торпед тощо. Представниками цієї групи ВB є тротил, тетрил, гексоген та ін.
Мітальними ВР, або порохами, називають такі ВР, характером вибухового перетворення яких є швидке горіння, що не переходить у детонацію навіть при високих тисках, що розвиваються при пострілі. Ці ВР в основному використовуються для виготовлення зарядів, до них відносяться димні та бездимні порохи. На відкритому повітрі вони палають спокійно. У замкнутому обсязі процес відбувається енергійніше: швидко, але не різкопідвищується тиск, що тягне у себе збільшення швидкості горіння. Під впливом високого тиску відбувається переміщення куль, снарядів тощо, тобто. постріл.
З нових типів вибухових речовин найперспективнішими вважають передусім речовини типу “повітря-паливо” (використовуються у “вакуумних бомбах” чи “бомбах надлишкового тиску”). При вибухах у повітрі особливого надлетючого пального утворюється сильна ударна хвиля, здатна завдати значної шкоди противнику на великих площах. Подібні ВР більше, ніж будь-які інші, можна порівняти з ядерними зарядами малої потужності.
РОЗЛІТБЕЗПЕЧНИХВІДСТАН
При оцінці наслідків аварійних ситуацій, пов'язаних з викидами в довкілля горючих газів або горючих рідин, що легко випаровуються, необхідно враховувати можливість займання і вибуху паливно-повітряних сумішей (ТВЗ), що утворюються. Рекомендована Держгіртехнаглядом України методика енергетичного потенціалу для розрахунків безпечних відстаней не враховує тривалість впливу ударної хвилі на об'єкт, параметри, склад продуктів та режим вибухового перетворення (горіння, вибух, детонація).
Тому в МІФД розроблено методику визначення безпечних відстаней при впливі на об'єкти ударних хвиль і хвиль стиснення, що генеруються при горінні або вибуху відкритих обсягів ТВС, заснована на термодинамічному моделюванні. Для визначення параметрів стану та складу продуктів вибухового розкладання використовуються термодинамічні розрахунки горіння, вибуху та подальшого ізентропічного розширення продуктів. Термодинамічне моделювання дозволяє в рамках зроблених припущень про характер процесу обчислити тиск, температуру та склад продуктів вибухового перетворення при заданих значеннях питомого об'єму таенергії.
Видається доцільним проводити оцінку параметрів ударних хвиль, виходячи з того факту, що на великих відстанях від місця вибуху інтенсивність ударної хвилі визначається енергією, що передається повітрям від продуктів горіння. З цією метою використовується параметр рівний різниці значень повної питомої внутрішньої енергії вихідної горючої суміші та продуктів вибуху, ізентропічно розширилися до нормального тиску.
Значення цього параметра безпосередньо характеризує роботу, що здійснюється продуктами вибуху при заданому режимі вибухового перетворення ТВС, так як для її розрахунків використовується значення ентропії продуктів у стані режиму, що розглядається, чи це горіння, детонація або вибух.
Надлишковий тиск і імпульс повітряної ударної хвилі є однозначними функціями безрозмірної відстані, яка є відстань від центру симетрії, віднесена до кореня кубічного з енергії, що передається повітрі при детонації, вибуху або горінні даного обсягу суміші. Значення цієї енергії зручно уявити в одиницях тротилового еквівалента.
Отримано апроксимаційні залежності для надлишкового тиску на фронті та імпульсу фази стиснення ударної хвилі від безрозмірної відстані, які добре описують експериментальні дані для сумішей різного складу, що відрізняються енергіями, що передаються повітрі. Знаючи вид цих залежностей, а також використовуючи експериментальні критерії для значень надмірних значень тиску та імпульсу фази стиснення ударних хвиль, що викликають руйнування будівель, споруд та інших об'єктів, ураження працюючого персоналу та населення, можна оцінити небезпечні відстані, на яких той чи інший об'єкт буде зруйнований . Ця оцінка проводиться шляхом порівняння побудованих у координатах імпульс-тискзалежностей надлишкового тиску на фронті та імпульсу фази стиснення ударної хвилі з відомими з дослідів лініями, що визначають різний ступінь руйнування об'єкта. Точка перетину цих ліній відповідає критичним значенням тиску та імпульсу ударної хвилі, а, отже, і відстані від центру вибуху, на якому відбувається руйнування об'єкта.
Значення безпечних відстаней, розраховані за запропонованою методикою, задовільно узгоджуються з досвідченими даними.