Оценка энергии инициированного лазером взрыва атмосферного воздуха

1. Реакция взрыва.

Компоненты Продукты

Воздуха Реакции

1) Не зная точно количества и , примем .

2) Это означает, что азот воздуха разлагается на и и реакция образования воды идет нацело:

(из 1 кг воздуха получается 1 кг воды/пара/).

2.Теплота реакции известна (водорода).

3.Объем взрыва л.

Масса воздуха кг.

4.Количество водорода, получающегося из этого воздуха (по соотношению атомных весов в водорода 1/9):

кг водорода.

5.Теплота реакции, отнесенная к объему взрыва:

(получено в 32200/600=54 раз больше, чем затрачено неодимовым лазером /600 Дж/).

6.Теплота реакции, отнесенная к 1 кг воздуха:

воздуха, что совпадает с теоретической оценкой, данной выше.

7.Теплота реакции, отнесенная к 1 кг топлива (на 1 кг органического топлива, требуется ~15 кг воздуха):

топлива

(~ в 5 раз больше, чем бензина).

8.Мощность взрыва (при скорости детонации ~6 км/с и радиусе облака ~10 см):

– время взрыва ;

– мощность взрыва

Мощность импульса лазера ( )

.

Отношение мощностей взрыва и импульса лазера .

9.Температура в облаке взрыва (из условия 90% тепла – на нагрев, остальное на ионизацию):

.

10. Давление.

Среднее давление

( ).

Давление в эпицентре .

Однако, низкий коэффициент полезного действия (КПД) лазера практически не позволяет его применить эффективно для инициации азотной реакции воздуха. Тем не менее, есть и такая возможность, так как КПД лазера может быть выше 90% при некоторых дополнительных условиях /3/.