Войти
Детонация 500-тонного TNT заряда взрывчатого вещества во время операции «Матрос» Шляпа. Проходившая взрывная волна оставила за собой белую водную гладь. Над головой видно белое облако конденсата. Детонация (от латинского детонация «до грома вниз / вперед») - это тип возгорания включающий сверхзвуковой экзотермический фронт, ускоряющийся через среду, которая в конечном итоге приводит в движение фронт ударной волны, распространяющийся непосредственно перед ним. Детонации происходят как в обычных твердых и жидких взрывчатых веществах, так и в реактивных газах. Скорость детонации в твердых и жидких взрывчатых веществах намного выше, чем в газообразных, что позволяет более детально наблюдать волновую систему (более высокое разрешение ).
Самые разные виды топлива могут присутствовать в виде газов, капель тумана или взвесей пыли. Окислители включают галогены, озон, перекись водорода и оксиды азота. Газовые детонации часто связаны со смесью топлива и окислителя, состав которой несколько ниже обычных коэффициентов воспламеняемости. Чаще всего они возникают в замкнутых системах, но иногда и в больших облаках пара. Другие материалы, такие как ацетилен, озон и перекись водорода, могут взорваться в отсутствие дикислорода.
. Детонация была обнаружена в 1881 году двумя пары французских ученых Марселлен Бертело и П. Вьей и Эрнест-Франсуа Маллар и Анри Луи Ле Шателье. Математические прогнозы распространения были выполнены сначала Дэвидом Чепменом в 1899 году и Эмилем Жуге в 1905, 1906 и 1917 годах. Следующее продвижение в понимании детонации было сделано Зелом. Дович, фон Нейман и В. Деринг в начале 1940-х гг.
Простейшая теория предсказания поведения взрывов в газах известна как теория Чепмена-Жуге (CJ), разработанная на рубеже 20-го века. Эта теория, описываемая относительно простой системой алгебраических уравнений, моделирует детонацию как распространяющуюся ударную волну, сопровождающуюся экзотермическим выделением тепла. Такая теория ограничивает химию и процессы диффузионного переноса бесконечно малой тонкой зоной.
Более сложная теория была выдвинута во время Второй мировой войны независимо Зельдович, фон Нейман и У. Деринг. Эта теория, известная теперь как теория ZND, допускает химические реакции с конечной скоростью и, таким образом, описывает детонацию как бесконечно тонкую ударную волну, за которой следует зона экзотермической химической реакции. В системе отсчета стационарного скачка уплотнения следующий поток является дозвуковым, так что зона акустической реакции следует сразу за передним фронтом, условие Чепмена-Жуге. Есть также некоторые свидетельства того, что зона реакции в некоторых взрывчатых веществах является полуметаллической.
Обе теории описывают одномерные и стационарные волновые фронты. Однако в 1960-х годах эксперименты показали, что газофазные детонации чаще всего характеризовались нестационарными трехмерными структурами, которые можно предсказать только в усредненном смысле с помощью одномерных стационарных теорий. Действительно, такие волны гасятся, поскольку их структура разрушается. Теория детонации Вуда-Кирквуда может исправить некоторые из этих ограничений.
Экспериментальные исследования выявили некоторые условия, необходимые для распространения таких фронтов. В замкнутом пространстве диапазон составов смесей топлива и окислителя и саморазлагающихся веществ с инертными веществами немного ниже пределов воспламеняемости, а для сферически расширяющихся фронтов намного ниже их. Влияние увеличения концентрации разбавителя на расширение отдельных ячеек детонации было элегантно продемонстрировано. Точно так же их размер увеличивается с падением начального давления. Поскольку ширина ячеек должна соответствовать минимальным размерам защитной оболочки, любая волна, перегруженная инициатором, будет подавлена.
Математическое моделирование неуклонно продвигается к предсказанию сложных полей течения, вызывающих реакции, вызывающие удары. На сегодняшний день ни один из них не дал адекватного описания того, как структура формируется и поддерживается за неограниченными волнами.
При использовании во взрывных устройствах основной причиной повреждения от детонации является фронт сверхзвукового взрыва (мощная ударная волна ) в окружающей области. Это существенное отличие от дефлаграций, где экзотермическая волна является дозвуковой, а максимальное давление составляет не более одной восьмой от величины. Следовательно, детонация является функцией для разрушительной цели, в то время как горение предпочтительнее для ускорения снарядов огнестрельного оружия '. Однако детонационные волны также могут использоваться для менее разрушительных целей, включая нанесение покрытий на поверхность или очистку оборудования (например, удаление шлака) и даже взрывную сварку металлов, которые в противном случае не смогли бы сплавиться. Импульсные детонационные двигатели используют детонационную волну для аэрокосмической тяги. Первый полет самолета с импульсным детонационным двигателем состоялся в аэрокосмическом порту Мохаве 31 января 2008 года.
Непреднамеренно детонация, когда требуется дефлаграция, является проблемой в некоторых устройствах. В цикле Отто или бензиновых двигателях это называется детонация двигателя, гудение или гудение, и это вызывает потерю мощности, чрезмерный нагрев и резкие механические удары, которые могут привести к поломке двигателя. неудача. В огнестрельном оружии это может вызвать катастрофический и потенциально смертельный отказ.
Импульсные детонационные двигатели представляют собой разновидность импульсных реактивных двигателей, с которыми неоднократно экспериментировали, поскольку они обладают потенциалом для хорошей топливной экономичности.
 | Найдите детонация в Викисловаре, бесплатном словаре. |
 | Викискладе есть материалы, связанные с Детонациями. |
