https://camokathomelab.servebeer.com/mediawiki/index.php?action=history&feed=atom&title=%D0%A3%D0%B4%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B0Ударная волна - История изменений2026-07-17T11:19:58ZИстория изменений этой страницы в викиMediaWiki 1.45.3https://camokathomelab.servebeer.com/mediawiki/index.php?title=%D0%A3%D0%B4%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B0&diff=15622&oldid=previmported>Alex NB OT: замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (1), замена устаревших имён параметров (4)2025-07-16T10:11:54Z<p>замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (1), замена устаревших имён параметров (4)</p>
<p><b>Новая страница</b></p><div>[[Файл:Explosion-blast wave.JPG|мини|300px|На фотографии видна прозрачная полусфера распространения ударной волны от взрыва вследствие разных оптических [[Светопреломление|светопреломляющих]] свойств воздуха разной плотности]]<br />
{{Течение жидкостей и газа}}<br />
'''Уда́рная (взрывна́я) [[волна|волна́]]''' — [[поверхность разрыва]], которая движется внутри среды, при этом [[давление]], [[плотность]], [[температура]] и [[скорость]] испытывают скачок<ref>Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: ГИ ТТЛ, 1950. — 165 с.</ref>.<br />
<br />
== Общие макроскопические свойства ударных волн ==<br />
<br />
=== Термодинамика ударных волн ===<br />
С макроскопической точки зрения ударная волна представляет собой воображаемую поверхность, на которой [[термодинамические величины]] среды (которые, как правило, изменяются в пространстве непрерывно) испытывают устранимые особенности: конечные скачки<ref>Булат П. В. и другие/ Научно-технический вестник ИТМО. — март-апрель 2015. — УДК 532.529</ref>. При переходе через фронт ударной волны меняются [[давление]], [[температура]], [[плотность вещества]] среды, а также скорость её движения относительно фронта ударной волны. Все эти величины изменяются не независимо, а связаны с единственной характеристикой ударной волны — [[число Маха|числом Маха]]. Математическое уравнение, связывающее термодинамические величины до и после прохождения ударной волны, называется [[ударная адиабата|ударной адиабатой]], или ''адиабатой Гюгонио''.<br />
<br />
Ударные волны не обладают свойством аддитивности в том смысле, что термодинамическое состояние среды, возникающее после прохождения одной ударной волны, нельзя получить последовательным пропусканием двух ударных волн меньшей интенсивности.<br />
<br />
=== Происхождение ударных волн ===<br />
[[Файл:Uss iowa bb-61 pr.jpg|thumb|Воздействие ударной волны, возникшей при выстреле из корабельной пушки, на водную поверхность]]<br />
[[Звук]] представляет собой колебания плотности, скорости и давления среды, распространяющиеся в пространстве. [[Уравнение состояния]] обычных сред таково, что в области повышенного давления скорость распространения возмущений малой амплитуды возрастает. Это неизбежно приводит к явлению «опрокидывания» возмущений конечной амплитуды, которые и порождают ударные волны.<br />
<br />
В силу этого механизма, ударная волна в обычной среде — это всегда волна сжатия (а не [[P-волна|растяжения]], как, например, при землетрясении).<br />
<br />
Описанный механизм предсказывает неизбежное превращение любой звуковой волны в слабую ударную волну. Однако в повседневных условиях для этого требуется слишком большое время, так что звуковая волна успевает затухнуть раньше, чем нелинейности становятся заметны. Для быстрого превращения колебания плотности в ударную волну требуются сильные начальные отклонения от равновесия. Этого можно добиться либо созданием звуковой волны очень большой [[громкость|громкости]], либо механически, путём околозвукового движения объектов в среде. Именно поэтому ударные волны легко возникают при [[взрыв]]ах, при около- и сверхзвуковых движениях тел, при мощных электрических разрядах {{nobr|и т. д.}}<br />
<br />
== Микроскопическая структура ударной волны ==<br />
Толщина ударных волн большой интенсивности имеет величину порядка длины свободного пробега молекул газа (более точно — ~10 длин свободного пробега, и не может быть менее 2 длин свободного пробега; данный результат получен Чепменом в начале 1950-х). Так как в макроскопической газодинамике длина свободного пробега должна рассматриваться равной нулю, чисто газодинамические методы непригодны для исследований внутренней структуры ударных волн большой интенсивности<ref>Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учебное пособие в 10 т. Т. VI Гидродинамика. Москва: Наука, 1986 с.494</ref>.<br />
<br />
Для теоретического изучения микроскопической структуры ударных волн применяется [[Физическая кинетика|кинетическая теория]]. Аналитически задача о структуре ударной волны не решается, но применяется ряд упрощённых моделей. Одной из таких моделей является модель [[Тамм, Игорь Евгеньевич|Тамма]]-Мота-Смита<ref>{{статья<br />
|doi=10.1103/PhysRev.82.885<br />
|том=82<br />
|номер=6<br />
|страницы=885<br />
|заглавие=The Solution of the Boltzmann Equation for a Shock Wave<br />
|издание=[[Physical Review]]<br />
|access-date=2010-04-12<br />
|ссылка=http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.82.885<br />
|язык=en<br />
|тип=journal<br />
|автор=Mott-Smith, H. M.<br />
|число=15<br />
|месяц=6<br />
|год=1951}}</ref><ref>Тамм И. Е. Труды Физического института им. Лебедева АН СССР 29 (1965). Работа выполнена в 1947 г.</ref>.<br />
<br />
== Скорость распространения ударной волны ==<br />
Скорость распространения ударной волны в среде превышает [[скорость звука]] в данной среде. Превышение тем больше, чем выше интенсивность ударной волны (отношение давлений перед и за фронтом волны): (p<sub>уд.волны</sub> — p<sub>сп.среды</sub>)/ p<sub>сп.среды</sub><ref>Ударная волна в Большой Советской Энциклопедии</ref>.<br />
<br />
Например, недалеко от центра [[Ядерный взрыв|ядерного взрыва]] скорость распространения ударной волны во много раз выше скорости звука. При удалении с ослаблением ударной волны, скорость её быстро снижается и на большой дистанции ударная волна вырождается в [[звук]]овую (акустическую) волну, а скорость её распространения приближается к скорости звука в окружающей среде. Ударная волна в воздухе при ядерном взрыве мощностью 20 [[Тротиловый эквивалент|килотонн]] проходит дистанции: 1000 м за 1,4 с, 2000 м — 4 с, 3000 м — 7 с, 5000 м — 12 с. Поэтому у человека, увидевшего вспышку взрыва, есть какое-то время для укрытия (складки местности, канавы и пр.) и тем самым уменьшения поражающего воздействия ударной волны<ref>{{cite web|url=http://atombunker.ru/?page_id=23|title=Ударная волна в воздухе|access-date=2011-09-11|archive-url=https://www.webcitation.org/65BNKGVmM?url=http://atombunker.ru/?page_id=23|archive-date=2012-02-03|url-status=live}}</ref>.<br />
<br />
Ударные волны в твёрдых телах (например, вызванные ядерным или обычным взрывом в скальной породе, ударом метеорита или кумулятивной струёй) при тех же скоростях имеют значительно большие давления и температуры. Твёрдое вещество за фронтом ударной волны ведёт себя как идеальная сжимаемая жидкость, то есть в нём как бы отсутствуют межмолекулярные и межатомные связи, и прочность вещества не оказывает на волну никакого воздействия. В случае наземного и подземного ядерного взрыва ударная волна в грунте не может рассматриваться как [[Поражающие факторы ядерного взрыва|поражающий фактор]], так как она быстро затухает; радиус её распространения невелик и будет целиком в пределах размеров взрывной воронки<ref>.<br />
Impact and explosion cratering. New-York, 1977. С. 804</ref>, внутри которой и без того достигается полное поражение прочных подземных целей.<br />
<br />
== Ударные волны в специальных условиях ==<br />
[[Файл:Shock sink.jpg|thumb|Гидроаналогия]]<br />
* Ударная волна путём нагрева среды может вызвать экзотермическую [[химическая реакция|химическую реакцию]]<ref>''[[Слинкин Сергей Викторович]]'' [http://elibrary.ru/item.asp?id=19470815 «Реакции и релаксация высоковозбужденных молекул в ударных волнах»] (2008 год)</ref>, что, в свою очередь, отразится и на свойствах самой ударной волны. Такой комплекс «ударная волна + реакция горения» носит название волны [[детонация|детонации]].<br />
* В астрофизических объектах ударная волна может двигаться со скоростями, близкими к скорости света. В этом случае [[ударная адиабата]] модифицируется.<br />
* Ударные волны в замагниченной [[Плазма (агрегатное состояние)|плазме]] также обладают своими характерными особенностями. При переходе через разрыв изменяется также и величина [[магнитное поле|магнитного поля]], на что тратится дополнительная энергия. Это влечёт за собой существование максимально возможного коэффициента сжатия плазмы при сколь угодно сильных ударных волнах.<br />
* Касательные ударные волны представляют собой [[Произвольный разрыв#Тангенциальные разрывы|поверхность разрыва]] смешанного (нормального и тангенциального) типа.<br />
<br />
== Воздействие на человека ==<br />
Ударная волна способна наносить тяжёлые ранения, такие как [[Ампутация|отрыв конечностей]]. Кроме того, отброшенный ударной волной человек обычно получает травмы от столкновений с окружающими предметами: деревьями, стенами зданий и т. п.<ref>[https://www.bbc.com/news/world-europe-61195923 David Nott: The war surgeon helping doctors save lives in Ukraine] {{Wayback|url=https://www.bbc.com/news/world-europe-61195923 |date=20220424043229 }}, BBC, 23.04.2022</ref>.<br />
<br />
Возможны поражения мягких тканей и нейронных сетей в следствии кавитации и кислородное голодание из за кавитационного вскипания крови в сосудах головного мозга. (Контузия) <br />
<br />
== См. также ==<br />
{{Викисловарь|ударная волна}}<br />
* [[Звуковой барьер]]<br />
* [[Сверхзвуковое течение]]<br />
* [[Поражающие факторы ядерного взрыва]]<br />
* [[Облако Вильсона]]<br />
* [[Диски Маха]]<br />
<br />
== Примечания ==<br />
{{Примечания}}<br />
<br />
== Литература ==<br />
* {{ВТ-ЭСБЕ|Взрывная волна}}<br />
* {{книга |заглавие=Fluid Mechanics, a short course for physicists |ссылка=http://www.weizmann.ac.il/complex/falkovich/fluid-mechanics |издательство=[[Издательство Кембриджского университета|Cambridge University Press]] |год=2011 |isbn=978-1-107-00575-4 |ref=Falkovich |язык=en |автор=Falkovich, G.}}<br />
* ''[[Слинкин, Сергей Викторович|Слинкин С. В.]]'' [[Реакция|Реакции]] и [[релаксация]] высоковозбуждённых молекул в ударных волнах» монография ([[2008 год]])<br />
<br />
{{внешние ссылки}}<br />
<br />
[[Категория:Гидродинамические явления]]<br />
[[Категория:Физика взрыва]]</div>imported>Alex NB OT