Ударная волна

Ударная волна – основной поражающий фактор ядерного взрыва. При наземных и воздушных ядерных взрывах образуется воздушная ударная волна, а при подземных взрывах возникает сейсмовзрывные волны в грунте. При взрыве в атмосфере на образование ударной волны расходуется до 50% энергии.

Воздушная ударная волна представляет собой тонкий слой сжатого воздуха, который распространяется от центра взрыва во все стороны со сверхзвуковой скоростью (т.е. свыше 340 м/с). Первую 1 тысячу метров ударная волна проходит за 2 сек., 2 тысячи метров за 5 сек., 3 тысячи метров за 8 сек. На значительном расстоянии от центра взрыва ударная волна превращается в звуковую волну, напоминающую громовые раскаты. Передняя граница ударной волны носит название фронта волны. Разница между давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением называется избыточным давлением во фронте ударной волны. Время действия ударной волны характеризуется фазой сжатия. Длина фазы сжатия зависит от мощности взрыва и определяет поражающее действие волны. В фазе сжатия воздух распространяется в направлении от центра взрыва. К концу фазы сжатия давление вначале снижается до атмосферного, а затем, продолжая падать, достигает определенного минимума. Такое падение давления называется фазой разрежения. В фазе разрежения воздух движется в обратную сторону к центру взрыва. Постепенно давление воздуха вновь повышается до атмосферного (Рис.5).

В самой ударной волне определяется сильное ветровое давление.

пппПППППП

Это движение воздуха с большой скоростью называется скоростным напором. Скорость распространения потоков воздуха составляет несколько сотен километров в час. Когда объект расположен перпендикулярно скоростному напору, давление в волне и давление скоростного напора суммируется и может превышать давление в волне в несколько раз.

При расположенной поверхности объекта параллельно направлению распространения волны скоростной напор влияния не оказывает на распространение ударной волны, ее поражающее действие, кроме мощности и вида ядерного взрыва оказывают влияние рельеф местности, лесные массивы, городская застройка, метеоусловия.

Поражения, возникающие от воздействия ударной волны на людей и животных, вызываются прямым (непосредственным) или косвенным (опосредованным) ее действием.

Прямые поражения могут произойти вследствие непосредственного воздействия избыточного давления и скоростного напора на человека. В результате он будет отброшен и получит травмы. Разрушающее действие на органы и ткани оказывает упругая волна сжатия и следующее за ней расширение. Преимущественно повреждаются воздухоносные пути, органы, содержащие много жидкости, костно-мышечные сочленения. Характерными травмами являются баротравмы, акустикотравмы, вибротравмы. Наблюдаются повреждения легочной ткани, субплевральные кровоизлияния, повреждения барабанных перепонок, разрывы печени и селезенки, кровоизлияния в области мозга, контузии, переломы костей, вывихи и ушибы.

Косвенные поражения возникают в результате ранящего действия обломков сооружений, падающих деревьев, осколков стекла, камней и других предметов, несущихся с воздушным потоком. Во многом характер поражения людей зависит не только от величины избыточного давления во фронте ударной волны, но и от положения человека в этот момент. Понятно, что значительно меньше пострадает лежащий человек, чем стоящий. Все же определяющими факторами степени тяжести поражения ударной волной следует считать избыточное давление, скоростной напор и время действия волны.

Легкие поражения возникают при избыточном давлении 20-40 кПа (0,2-04 кгс/см²) они характеризуются кратковременной потерей сознания (на несколько секунд) временной глухотой, головокружением, ушибами, ссадинами. Часть людей будет нуждаться во временной госпитализации в течение одной-двух недель.

Поражения средней тяжести наступают при избыточном давлении 40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см²). При этом наблюдается потеря сознания на более продолжительное время, разрывы барабанных перепонок, кровотечения из ушей и носа, расстройства памяти, речи, головные боли, ушибы и вывихи конечностей. Такие пораженные подлежат госпитализации на сроки от 3-х до 8 недель.

Тяжелые поражения наблюдаются при избыточном давлении от 60 до 100 кПа (0,6-1 кгс/см²). При этих поражениях отмечаются сильные травмы (сотрясения, ушибы) головного мозга, длительная потеря сознания, кровотечения из носа и ушей, переломы трубчатых костей повреждения внутренних органов. Пострадавшие нуждаются в длительном лечении (не менее 1,5-2 месяцев).

Крайне тяжелые поражения происходят при избыточном давлении свыше 100 кПа (> 1 кгс/см²). Кроме обширных повреждений головного мозга, наблюдаются сдавливания и разрывы органов грудной и брюшной полости, сопровождающиеся внутренним кровотечением, множественные переломы костей и т.п. Такие поражения часто заканчиваются летально.

Защита от ударной волны состоит в изоляции от действия избыточного давления и скоростного напора. Различные препятствия, складки местности, углубления ослабляют действие ударной волны. Учитывая, что поверхность тела, обращенная к направлению волны стоящего человека больше, чем лежащего, что при одинаковой величине избыточного давления вызовет большую степень поражения, необходимо лечь на землю головой по направлению к взрыву, лицом вниз, кисти рук спрятать под себя желательно за складку местности. При нахождении людей в укрытиях, расположенных перпендикулярно к направлению распространения ударной волны радиус зоны поражения уменьшается в 1,5-1,8 раза. Наилучшими защитными свойствами обладают разного рода закрытые сооружения (блиндажи, легкие и тяжелые убежища и т.п.), способные иногда полностью исключить поражения людей ударной волной.