Изучаются вопросы защиты подводных объектов при помощи воздушных полостей цилиндрической формы. В ряде задач принципиально важно иметь не только распределение поля давления в жидкости в результате движения границ деформируемой системы, но и параметры движения самой жидкости. В этом случае параметры движения жидкости оказывают существенное влияние на условия крепления газовых полостей. Ударная волна, распространяясь в воде с газовыми включениями, претерпевает значительную деформацию. Предварительные эксперименты, проведенные по определению параметров ПУВ в воде с воздушными полостями, показали возможность управления пиками давления и, следовательно, создания условий для безопасности подводной конструкции. Анализируя теоретические исследования видно, что внутри жидкой области с газовыми полостями происходит дисперсия волнового процесса. Начальный пик давления резко уменьшается. В районе защищаемого объекта он уменьшается практически на два порядка по сравнению с максимальным давлением в исходной ударной волне. Давление в основном определяется пульсацией газовых полостей, сгенерированных взрывом ВВ. Время действия нагрузки при наличии газовых полостей резко возрастает Предмет исследования. Определение нагрузок от взрыва в воде с газовыми полостями. Организация защиты объекта по конкретным параметрам самого объекта и предполагаемым мощностям диверсионных взрывов. Материалы и методы. С целью прогнозирования нагрузок на подводный объект в воде с газовыми включениями разработана математическая модель деформации ударной волны, проходящей через систему газовых полостей. Результаты. Под влиянием воздушной полости цилиндрической формы давление во фронте ударной волны снижается примерно в 3,5 раза. При этом фронт волны несколько растягивается. Чистая ударная волна подводного взрыва через газовую полость не проходит. Основным параметром, определяющим нестационарное поле давления на глубине защищаемого объекта, является полный импульс давления, а не само быстро меняющееся во времени давление в падающей волне. Выводы. Предложено одно из приближений уравнений гидродинамики, позволяющее производить на простых моделях прогноз качественных закономерностей протекающих процессов в жидкости в условиях наличия в ней системы газовых полостей, аппроксимируемых цилиндрами. Предложена методика физического моделирования процессов взаимодействия подводной ударной волны с защищаемым объектом.
воздушные полости цилиндрической формы, математическая модель деформации ударной волны, инерционность системы «жидкость – газовые полости», масса модельных зарядов
1. Коул Р. Подводные взрывы. – М.: Иностранная литература, 1950. – 495 с.
2. Коробейников В.П., Христофоров Б.Д. Подводный взрыв // Итоги науки и техники. Сер. Гидромеханика. 1976. – Т. 9. – С. 54–119.
3. Фортов В.Е. Мощные ударные волны и экстремальное состояние вещества // УФН. 2007. – Т. 177. – № 4. – С. 347–368.
4. Сидняев Н.И. Теоретические исследования гидродинамики при подводном взрыве точечного источника // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. – Вып. 2. – С. 1–21.
5. Igolkin Sergey I., Melker Alexander I. Structure of shock waves arising in underwater explosion // Materials Physics and Mechanics. 2014. – Vol. 20. – Pр. 142-147.
6. Сидняев Н.И., Шипилова О.А. Воздействие подводного взрыва на гидродинамику и характер распространения возмущений // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. – Вып. 11. – 9 с.
7. Шарфарец Б.П. О динамике ударных волн в жидкости. Обзор // Научное приборостроение. 2016. – Том 26. – № 4. – C. 43–54.
8. Федоров А.В., Федорова Н.Н., Фомин П.А., Вальгер С.А. Распространение взрывных процессов в неоднородных средах. – Новосибирск: Параллель, 2016. – 258 c.
9. Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В., Соловьев В.С., Сысоев Н.Н. Ударные и детонационные волны. Методы исследования. – М.: Физматлит, 2004. – 376 с.
10. Кедринский В.К. Гидродинамика взрыва. Эксперимент и модели. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. – 435 с.
11. Коробейников В.П., Христофоров Б.Д. Подводный взрыв // Итоги науки и техники. Сер. Гидромеханика. 1976. – Т. 9. – С. 54–119.
12. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. – М.: Мир, 1980. – 616 с.
13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. – М.: Наука, 1986. – 736 с.
14. Крайнов В.П. Нелинейные задачи гидродинамики. – М.: МФТИ, 1996. – 92 с.
15. Ламб Г. Гидродинамика. – М: ОГИЗ, 1947. – 929 с.
16. Яковлев Ю.С. Гидродинамика взрыва. – Ленинград: Судпромгиз, 1961. – 313 с.
17. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. Часть 2. Учебник. – Под ред. И.А Кибеля. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Физматгиз, 1963. – 728 с.
18. Замышляев Б.В., Яковлев Ю.С. Динамические нагрузки при подводном взрыве. – Ленинград: Судостроение, 1967. – 194 с.
