Основные представления

Ударные волны представляют большой интерес при изучении механического действия взрыва в различных средах.

К тому же и в распространении детонационных волн по взрывчатому веществу ударные волны играют исключительно важную роль.

Ударная волна – это распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью область сжатия среды с резким скачком величин её давления, плотности и температуры. Сравнительно узкая зона, в которой происходят эти изменения параметров среды, называется фронтом волны.

На рис.№1.12 показан профиль идеальной ударной волны. Стрелкой указано направление её распространения. Параметры среды на фронте УВ мгновенно изменяются от Р₀,ρ_0,Т₀ до Р₁,ρ_1, Т₁. В течение времени τ_сж величины параметров постепенно уменьшаются и достигают своих первоначальных значений Р₀,ρ_0, Т₀ в точке пересечения кривой давления с осью времени. Далее среда продолжает расширяться и в ней возникает разрежение. Фазы сжатия и разрежения отмечены + и – соответственно. Фронт ударной волны распространяется со скоростью D, превышающей скорость звука в данной среде. В связи с тем, что фронт волны движется со сверхзвуковой скоростью, а её хвостовая часть со скоростью близкой к скорости звука, волна по мере распространения имеет тенденцию к растяжению. Среда в фазе сжатия, за фронтом УВ ,как будет показано далее, движется в направлении распространения УВ со скоростью u , которая значительно ниже скорости D. В зоне разрежения направление движения среды противоположно направлению распространения ударной волны.

В элементарной теории ударная волна рассматривается как прерывный скачок давления, плотности и температуры.

В действительности же благодаря влиянию теплопроводности и вязкости (внутреннего трения ) градиенты параметров состояния не получаются бесконечными и профиль реальной ударной волны приобретает вид , показанный на рис. №1.13, где слой, ограниченный плоскостями А и Б представляет собой узкую переходную область.

Ударные волны распространяются практически в любых средах, они способны отражаться от жёстких преград, преломляться и отражаться от границы двух сред с различными акустическими сопротивлениями. Затухание УВ по мере распространения её от места формирования определяется целой совокупностью условий.