Взрыв в воде

Здесь будут описаны три явления, наблюдаемых при взрыве в воде. Для них не построено количественных теорий и даже качественно еще не все в них ясно.

Выше говорилось о том, что если цилиндрическую трубку, заделанную с обеих концов, опустить вертикально в воду и под ней произвести взрыв, то трубка обожмется по законам потери динамической устойчивости — сечение трубки примет волновой характер, причем частота волн будет убывать по мере удаления от нижнего конца. Это явление мы объяснили простой приближенной схемой.

Однако в этом эксперименте обнаруживается еще одно интересное явление, которое не укладывается в простейшую схему,—обжатая трубка (см. рис. 138) имеет вид туго заплетенной косы! Как объяснить это явление?

Возьмем сферическую оболочку из упругого материала (например, надутый воздухом мяч) и погрузим ее в резервуар с водой, в котором можно создавать большие давления (рис. 142). Считая, что материал становится пластичным за пределами упругости, найти по его характеристикам: а) критическое давление, при котором происходит потеря упругости, б) форму сферической оболочки после того, как она потеряет устойчивость, в) форму потери устойчивости в случае, если давление в воде мгновенно превысит в п раз критическое.

Словом, задача состоит в том, чтобы перенести на случай сферической оболочки схемы статической и динамической неустойчивости, которые выше рассматривались для случая стержней (в связи с этим см. [8]).

3) В одной из стенок толстостенного бака имеется круглое отверстие, в которое можно вставлять тонкие мембраны различной толщины и из разных материалов (железо, медь, свинец и др.). В центре бака, против закрытого мембраной отверстия, производятся взрывы различной мощности, причем после каждого взрыва прогнутая мембрана заменяется новой (рис. 143).

В одной серии опытов был обнаружен следующий парадоксальный эффект. При увеличении заряда прогиб мембраны увеличивался до определенной величины, а при дальнейшем увеличении заряда прогиб еще увеличился, но изменил направление — мембрана оказывалась прогнутой навстречу взрыву!

Качественно явление можно объяснить так. При потере устойчивости под действием взрыва на мембрану (как и на стержень, случай которого был рассмотрен в начале главы) действует сила F не только переменной величины, но и переменного направления. Когда F направлена во внешность бака, она дает прогиб вовне, а когда внутрь, то и мембрана прогибается вовнутрь. Для построения схемы этого явления нужно прежде всего изучить вопросы потери устойчивости круговых мембран, закрепленных на краю.

Взрыв

Давления, возникающие при взрыве, настолько велики, что в ряде случаев можно пренебречь прочностными и пластическими свойствами среды и силами трения по сравнению с инерционными силами. Если при этом также пренебречь сжимаемостью среды, то получается модель идеальной несжимаемой жидкости. Расчеты действия взрыва в рамках этой модели иногда дают очень хорошее совпадение с экспериментальными данными, например, в теории кумуляции, которую мы рассмотрели в гл. VII. В других случаях с помощью гидродинамики удается рассчитать общие черты явления с тем, чтобы в дальнейшем уточнить их, принимая во внимание неидеальность и сжимаемость реальной среды. Наконец, с помощью гидродинамических представлений удается предсказать принципиально новые практические схемы взрывания. В этой глазе мы рассмотрим некоторые вопросы, связанные со взрывами и их применениями.