Файл: Покровский Г.И. Взрыв и его применение.pdf

взрывчатого вещества не взорвется,

т. е. пока он полностью не превра­

тится во взрывные газы (рис. 1,а).

Взрыв может возникнуть не только при выделении энергии, за­ ключенной во взрывчатом веществе.

Известно много других случаев,

когда достаточно быстрое выделение энергии также приводит к взрыву.

Например, если через тонкую проволоку пропустить очень силь­ ный электрический ток, то проволока почти мгновенно настолько разо­ греется, что металл проволоки рас­ плавится и испарится и полученные пары металла разлетятся во все сто­ роны. При этом возникнет звук и мо­ гут произойти такие разрушения, ко­ торые соответствуют действию взры­

В настоящее время весьма полез-

ной формой использования электрического заряда является электроискровая обработка прочных металлов, предложен­ ная Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко. Сущность этого способа состоит в том, что в электрическом контуре постоян­ ного тока путем присоединения параллельно искровому разряднику емкости и индуктивности (рис. 2) создаются вы­ сокочастотные колебания, дающие поток быстро следующих

9

друг за другом искр; эти искры постепенно разрушают лю­

бой металл и позволяют производить его тонкую и слож­

ную обработку.

имеется еще много нерешенных или только совсем недавно

молнии о преграду. При этом возникает ослепительно яр­ кий огненный шар, легко переносимый ветром, издающий своеобразное шипение и как бы насыщенный каким-то ин­ тенсивным внутренним движением. Если шаровая молния встречает какую-либо преграду, несколько тормозящую это внутреннее движение, она взрывается с большой силой.

Многочисленные попытки выяснить сущность шаровой молнии в течение долгого времени не были успешными. Много внимания исследованию этого редкого и любопыт­ ного явления природы уделял советский физик Я. И. Френ­ кель. Исходя из его предпосылок, В. А. Белоконь, будучи еще студентом физико-технического института, предложил следующее объяснение шаровой молнии.

При пробивании обычной молнией атмосферного воз­ духа движется компактная группа электрически заряжен­ ных частиц. Если этот поток заряженных частиц встречает преграду, то он несколько тормозится и преобразуется в кольцевой вихрь. При этом вследствие электрического при­ тяжения снаружи образуется оболочка, состоящая из ча­

стиц, несущих противоположный электрический заряд

10

(рис. 3). Силы электрического притяжения стремятся сбли­

зить частицы, несущие противоположные электрические за­ ряды. Однако центробежные силы, возникающие в кольце­ вом вихре, в течение некоторого времени могут удерживать электрические заряды от мгновенного соединения. Если та­ кие условия создались, то возникает устойчивая шаровая молния. Лежащий в ее основе кольцевой вихрь постепенно теряет скорость вращения вследствие трения об окружаю­

того вещества наблюдается ряд интересных электромагнит­ ных процессов. Частицы взрывных газов несут значитель­ ные электрические заряды. При расширении газов потоки частиц движутся, как правило, неравномерно. Струи газов,

несущие заряд одного знака, могут резко вырываться впе­

ред, в то время как массы газов, несущие заряд другого знака, отстают. Это приводит к появлению меняющихся в пространстве электромагнитных полей и излучению во все стороны мощного, но весьма кратковременного электромаг­ нитного импульса (рис. 4).

Можно предполагать, что со временем, когда описан­ ным явлением научатся должным образом управлять, бу­ дут созданы специальные радиопередатчики, прямо преоб­ разующие определенную долю энергии взрыва в кратковре­ менный, но весьма мощный электромагнитный импульс или серию импульсов. Такие радиопередатчики, очевидно, мо­

гут представлять интерес для телеуправления и автома-

тики. Здесь имеется необозримое поле деятельности для

ученых, инженеров, техников, изобретателей и рационали­ заторов.

Можно привести и другие примеры взрыва без взрывча­ того вещества. Так, если быстро движущееся тело ударяет­ ся о достаточно прочную преграду, то оно разрушается и сильно разогревается (см. рис. 1, в); происходят такие яв­ ления, которые напоминают обычный взрыв. Поэтому, если

осталась воронка, напоминающая воронку, которая полу­ чается при взрыве больших зарядов взрывчатого вещества.

К явлениям с большой концентрацией энергии отно­ сится также кавитация.

Что это за явление?

Иногда при недостаточно правильно выбранной форме лопастей корабельных гребных винтов, лопаток гидравли­ ческих турбин и в ряде других случаев поток воды около таких деталей начинает пульсировать. Это означает, что давление в потоке периодически то возрастает, то падает. При резком понижении давления в воде образуются много­ численные небольшие пузырьки, заполненные водяным па­

ром; вода в этих местах как бы вскипает. Когда давление вновь резко повышается, эти пузырьки сжимаются и исче-

12

Появление кавитационных пузырьков. Детали гидравличе­ ских машин должны строиться со строгим соблюдением всех требований, обеспечивающих течение воды без возникнове­ ния в ней пульсаций давления.

Но не во всех случаях кавитационные явления следует считать вредными. При правильном управлении ими они

могут принести большую пользу. Например, при электро­ искровом способе обработки на металл действует искровой разряд, протекающий в масле или иной жидкости, сопри­ касающейся с металлом. В этом случае в жидкости также получаются пульсации давления, в результате чего своеоб­

разные кавитационные процессы разрушают обрабатывае­

мый металл в соответствующем месте.

Вероятно, можно было бы для обработки материалов

кавитацией применить направленное воздействие ультра­ звуковых колебаний в соответствующей жидкости. Такие колебания можно вызвать электрическим током высокой частоты, действующим на кристалл кварца и на другие ве­ щества.

В будущем кавитация станет гибким и мощным средст­ вом обработки материалов. Можно предполагать, что она найдет широкое применение при обработке твердых метал­ лов и горных пород высокой прочности. В частности, это

даст возможность отказаться от дорогих алмазных буров. Все сказанное позволяет сделать вывод, что кавитация,

т. е. концентрация энергии при смыкании полостей, пред­ ставляет собой очень важное явление в области повышения

концентрации энергии. Она, подобно другим видам взры­ вов,— своеобразный трансформатор энергии, который имеет различные перспективы применения в науке и технике.

Колоссальные количества энергии выделяются при пре­ вращениях атомных ядер — весьма малых частиц, находя­ щихся в центре атомов. Так, при делении ядер атомов од­ ного килограмма химически чистого элемента урана выде­

ляется столько же энергии, сколько дают при взрыве 20 000 тонн взрывчатого вещества — тротила. Превращения атомных ядер положены в основу атомных и термоядерных взрывов.

Внедрах земного шара также имеются запасы энергии,

вчастности запасы, связанные с напряжениями в горных

породах, которые иногда выделяются мгновенно в виде сильных взрывов. В некоторых случаях такие взрывы про­ исходят и возле поверхности земли. Известен, например, взрыв вулкана на острове Кракатау в 1883 г., когда масса

14