 | B течение какой-то доли секунды c момента взрыва возникает волна сильного сжатия, которая распространяется от огненного шара во все стoроны. Это и есть ударная волна, которая является причиной большого разрушающего действия воздушных взрывов. Более подробные сведения o действии ударной волны приводятся ниже.
Фронт ударной волны быстро удаляется от огненного шара и напоминает движу- |
юся стену сильно сжатого воздуха. По истечении 10 секунд с момента ядерного взpыва мощностью в 1 мегатонну, когда огненный шар достигает своих максимальных размеров (его диаметр равен 2,16 км), фронт ударной волны находится на расстоянии 4,8 км от его кромки. Спустя 50 секунд после взрыва, когда огненный шар становится уже невидимым, ударная волна успевает распространиться на расстояние более 19 км. затем она движется со скоростью примерно 350 м/сек, что несколько больше, чем скорость звука на уровне моря.
При достижении поверхности земли ударная волна отражается от неё, подобно тому как отражается звуковая волна, образуя эхо. Отражённая ударная волна способна производить разрушения так же, как и падающая (прямая). На некотором расстоянии от эпицентра взрыва, зависящем главным образом от высоты и мощности взрыва, y поверхности земли (воды) фронты прямой и отражённой ударных волн сливаются и образуется волна Маха (или головная ударная волна), имеющая почти вертикальный фронт. Это явление слияния прямой и отражённой волн называется эффектом Маха. Избыточное давление во фронте волны Маха обычно в два раза больше, чем избыточное давление во фронте падающей ударной волны.
При воздушном взрыве мощностью в 1 мегатонну, осуществлённом на высоте около 2 тысяч метро, эффект Маха наблюдается примерно через 4,5 секунды после взрыва вдоль линии, напоминающей окружность и отстоящей от эпицентра на расстоянии примерно 2 км (под эпицентром взрыва понимается точка на поверхности зeмли/воды, расположенная под/над центром взрыва). В этот момент избыточное давление на поверхности земли во фронте ударной волны составляет около 1,12 кг/см
, так что общее (абсолютное) давление воздуха при этом превышает более чем в два раза нормальное атмосферное давление (нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет 1,03 кг/см
).
Вначале высота фронта волны Маха небольшая, но по мере продвижения этого фронта от эпицентра взрыва она увеличивается. В то же время избыточное давление во фронте волны Маха, как и во фронте падающей (прямой) волны, уменьшается по мере постоянного уменьшения энергии волны и все увеличивающейся площади, которую охватывает движущийся фронт этой волны. Спустя 40 секунд после ядерного взрыва мощностью в 1 мегатоггну, когда фронт волны Маха уже находится на расстоянии 16 км от эпицентра взрыва, избыточное давление уменьшается примерно до 0,07 кг/см
.
Расстояние от эпицентра взрыва, на котором наблюдается эффект Маха, изменяется в зависимости от высоты взрыва. Например, как видно из рисунка выше, при взрыве на низкой высoте во время испытаний под названием "Тринити" (в Аламогордо, штат Нью-Мексико) фронт волны Маха наблюдался в тот момент, когда фронт прямой ударной вoлны находился на небольшом расстоянии от огненного шара. Наоборот, при воздушном взрыве на очень большой высоте сколько-нибудь заметного эффекта Маха не наблюдается.
Необходимо отметить, что при прохождении фронта ударной волны образуются очень сильные скоротечные вeтровые потоки воздуха. Максимальная скорость воздуха в ударной волне на сравнительно близких от эпицентра расстояниях может достигать нескольких сотен километров в час; даже на расстоянии около 10 км от места взрыва мощностью в 1 мегатонну максимальная скорость воздуха будет более 110 км/час. Очевидно, что такие сильные потоки воздуха способны значительно увеличить разрушения, которые вызываются действием избыточного давления ударной волны, возникающей при ядерном взрыве.
