Избыточное давление

Избыточное давление (или избыточное давление взрыва ) — это давление, вызванное ударной волной , превышающее нормальное атмосферное давление . Ударная волна может быть вызвана звуковым ударом или взрывом , и возникающее в результате этого избыточное давление привлекает особое внимание при измерении воздействия ядерного оружия или термобарических бомб .

Эффекты

Согласно статье в журнале Toxicological Sciences ,

Избыточное давление взрыва (BOP), также известное как импульсный шум высокой энергии, является разрушительным результатом взрывных детонаций и стрельбы из оружия. Воздействие только ударных волн BOP приводит к повреждению преимущественно систем полых органов, таких как слуховая, дыхательная и желудочно-кишечная системы. ^[1]

Костюм EOD, который носят специалисты по обезвреживанию бомб, может защитить от воздействия BOP. ^[2]^[3]

Избыточное давление	Эффекты
1 фунт на квадратный дюйм (6,9 кПа; 0,069 бар)	Оконное стекло разбивается Возможны легкие травмы от осколков.
2 фунта на квадратный дюйм (14 кПа; 0,14 бар)	Умеренный ущерб домам (выбиты окна и двери, серьезные повреждения крыш) Люди получили ранения от летящего стекла и обломков
3 фунта на квадратный дюйм (21 кПа; 0,21 бар)	Жилые конструкции рушатся Серьезные травмы являются обычным явлением, возможен смертельный исход.
5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа; 0,34 бар)	Большинство зданий рушатся, за исключением бетонных. Травмы повсеместны, смертельные случаи широко распространены
10 фунтов на квадратный дюйм (69 кПа; 0,69 бар)	Железобетонные здания серьезно повреждены или снесены Большинство людей убиты
20 фунтов на квадратный дюйм (140 кПа; 1,4 бар)	Крупнопостроенные бетонные здания серьезно повреждены или снесены. Смертность приближается к 100%

Важно отметить, что в приведенной выше таблице подробно описано влияние избыточного давления на организм человека в здании, подвергшемся воздействию волн избыточного давления, как поясняется позже в журнале. «Человеческое тело может выдержать относительно высокое избыточное давление взрыва, не испытывая при этомбаротравма. Избыточное давление взрыва в 5 фунтов на квадратный дюйм приведет к разрыву барабанных перепонок примерно у 1% субъектов.а избыточное давление в 45 фунтов на квадратный дюйм вызовет разрыв барабанной перепонки примерно у 99% всех субъектов.Порог повреждения легких возникает при избыточном давлении взрыва около 15 фунтов на квадратный дюйм. 35–45 фунтов на квадратный дюймизбыточное давление может стать причиной гибели 1%, а избыточное давление от 55 до 65 фунтов на квадратный дюйм может стать причиной 99% случаев.погибших». ^[4]

Согласно документам, опубликованным Центром технической информации военной обороны США (DTIC),«Шансы человека выжить при давлении 500 фунтов на квадратный дюйм составляют примерно 50:50, но вероятно, будет серьезно ранен при давлении 70-100 фунтов на квадратный дюйм. Обнаженные барабанные перепонкибудет разорван в 50% случаев при давлении 15 фунтов на квадратный дюйм. Однако стоящий человекбудет снесен ударом силой 25 фунтов на квадратный дюйм со скоростью около 10 футов в секунду.пиковое давление». ^[5]

Расчет для закрытого помещения

Избыточное давление в замкнутом пространстве определяется по «формуле Вейбулла»: ^[6]^[7]

$\Delta p=22.5\left({m \over V}\right)^{0.72}{\text{bars}}$

где:

22,5 — константа, основанная на экспериментах.
$m\,$ = (килограммы) чистая масса взрывчатого вещества, рассчитанная с использованием всех взрывчатых материалов и их относительной эффективности.
$V\,$ = (кубические метры) объем заданной площади (в основном используется для определения объема в замкнутом пространстве)

См. также

Обезвреживание бомбы

Ссылки

^ «Легочные биохимические и гистологические изменения после повторного воздействия низкоуровневого взрывного избыточного давления»,Набиль М. Эльсайед и Николай В. Горбунов, Токсикологические науки, 2007 95(1):289-296, онлайн-версия 2006 г., http://toxsci.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/95/1/289
^ Павлус, Джон (4 марта 2010 г.). «Реальный Hurt Locker: как работают бомбозащитные костюмы» .
^ «1) Влияние взрывной волны на организм человека» (PDF) .
^ «1) Влияние взрывной волны на организм человека» (PDF) .
^ «1) Взрывное воздействие взрывчатых веществ» (PDF) .
^ Вейбулл, Ганс Р.В. (1968). «Давление зафиксировано в частично закрытых камерах при взрыве тротиловых зарядов». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 152 (1): 357–361. Бибкод : 1968NYASA.152..357W . дои : 10.1111/j.1749-6632.1968.tb11987.x . S2CID 84258773 .
^ Патент США 4474052 , Бодурта-младший, Фрэнк Т. и Бонифас, Кристобаль, «Лабораторная баррикада», выдан 2 октября 1984 г.

[1] «Легочные биохимические и гистологические изменения после повторного воздействия низкоуровневого взрывного избыточного давления»,Набиль М. Эльсайед и Николай В. Горбунов, Токсикологические науки, 2007 95(1):289-296, онлайн-версия 2006 г., http://toxsci.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/95/1/289

[2] Павлус, Джон (4 марта 2010 г.). «Реальный Hurt Locker: как работают бомбозащитные костюмы» .

[3] «1) Влияние взрывной волны на организм человека» (PDF) .

[4] «1) Влияние взрывной волны на организм человека» (PDF) .

[5] «1) Взрывное воздействие взрывчатых веществ» (PDF) .

[6] Вейбулл, Ганс Р.В. (1968). «Давление зафиксировано в частично закрытых камерах при взрыве тротиловых зарядов». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 152 (1): 357–361. Бибкод : 1968NYASA.152..357W . дои : 10.1111/j.1749-6632.1968.tb11987.x . S2CID 84258773 .

[7] Патент США 4474052 , Бодурта-младший, Фрэнк Т. и Бонифас, Кристобаль, «Лабораторная баррикада», выдан 2 октября 1984 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]