Ударная взрывная волна наносит значительные повреждения глазам
Исследователи Техасского университета в Сан-Антонио (UTSA) открыли, что нынешних защитных очков, которые используются в армии США, не достаточно, чтобы защитить солдат от воздействия взрывной волны.
По данным недавнего исследования, глазные травмы в настоящее время составляют 13 процентов и занимают четвертое место по значимости среди всех видов травм, связанных с ведением боевых действий.
В подземной лаборатории военной базы Форт Сэм Хьюстон научно-исследовательская группа провела последние два года, имитируя с помощью мощной ударной трубы воздействие взрывов самодельного взрывного устройства (СВУ) на извлеченные свиные глаза.
Еще до этого они обнаружили, что ударная волна, создаваемая СВУ, даже при отсутствии шрапнели или других частиц, способна нанести глазам значительные повреждения, которые могут привести к частичной или полной слепоте.
Возможно, самым поразительным открытием является то, что эти взрывы могут повредить зрительный нерв, который передает информацию от глаза к мозгу. Травмы зрительного нерва случаются даже при слабых воздействиях и могут быть причиной многих нарушений зрения, которые до сих пор связывались с травматическими повреждениями головного мозга.
«Было много споров, могут ли взрывные волны стать главной причиной повреждения глаз, - поделился профессор Техасского университета Мэтью Рейли. - Никто до сих пор не предъявил убедительных доказательств, возможно, потому что никто не рассматривал эту проблему так пристально, как мы. У нас было некоторое представление о том, что нужно искать, основанное на результатах компьютерного моделирования, а теперь у нас есть экспериментальные данные, подтверждающие этот феномен».
Это инновационное исследование не только поможет врачам получить представление о типе травмы для выбора лечения повреждений, полученных при взрыве, но и будет способствовать созданию надежной модели для тестирования различных защитных очков, которые могли бы предотвратить или уменьшить ущерб от взрыва для глаз.
Исследовательская группа планирует углубиться дальше в связь между зрительным нервом и мозгом в попытке понять происходящие процессы и симптомы при травматических повреждениях мозга.
Ядовитые растения
Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва, она вызывает различные по характеру и тяжести поражения людей и животных, разрушает здания, сооружения с удалением от центра (эпицентра) взрыва разрушительная сила ударной волны ослабевает.
Степень поражения и разрушения ударной волной зависит от мощности боеприпаса, вида и расстояния от центра (эпицентра) взрыва конструкции и расположения зданий и сооружений, положения людей. техники во время воздействия ударной волны, рельефа местности и других факторов.
Распределение энергии ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит.
При взрыве ядерного боеприпаса более 90% внутриядерной энергии, освобожденной в результате ядерной реакции, за миллионные доли секунды превращайся в энергию. При этом температура в зоне ядерного взрыва повышается до десятков миллионов градусов, а давление достигает 105 МПа.
Практически мгновенно испарившиеся вещества заряда и окружающей среды (воздух, вода, грунт) образуют область раскаленных газов, с огромной скоростью расширяющихся в разные стороны. Вслед за расширением в среде, окружающей место взрыва, распространяется волна сильного сжатия, называемая ударной, или взрывной. В зависимости от того в какой среде (в воздухе, воде или грунте) распространяется волна, ее называют, соответственно, воздушной ударной волной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной в грунте.Характерной особенностью ударной волны является наличие очень резкой передней границы, называемой фронтом. Скорость движения фронта волны и среды во фронте, давление, плотность и температура взаимосвязаны.
Механизм воздействия ударной волны на различные объекты заключается в повышении давления воздуха при прохождении волны на поверхности. Величина этого давления, кроме давления воздуха во фронте волны, зависит также и от ориентации поверхности объекта по отношению к направлению распространения волны. Основными параметрами, определяющими поражающее действие ударной волны, являются избыточное давление в ее фронте, скоростной напор воздуха и время действия избыточного давления. Скоростной напор воздуха, например, при избыточном давлении во фронте ударной волны 30 кПа, достигает 63,3 м/с, т. е. превышает 200 км/ч.
Порыв такого «ураганного ветра», который в зависимости от мощности взрыва может длиться от долей секунды до нескольких секунд, способен сбить с ног и отбросить на значительное расстояние человека, перевернуть тяжелый автомобиль, причинить значительные повреждения зданиям и сооружениям.
Особенностью действия ударной волны является ее способность затекать внутрь защитных сооружений сквозь воздухозаборные отверстия, поэтому воздухозаборные каналы убежищ снабжены специальными волногасительными устройствами. В очаге ядерного поражения выделяют четыре основных зоны разрушений, обусловленных воздействием воздушной ударной волны. Это зоны полных, сильных, средних и слабых разрушений.
Зона полных разрушений возникает там, где избыточное давление во фронте ударной волны достигает 50 кПа (0,5 кгс/см2) и выше. В этой зоне жилые и промышленные здания всех типов, наземные и частично подземные сооружения коммунально-энергетического хозяйства, воздушные линии электропередач и связи разрушаются полностью. Убежища и укрытия, находящиеся вблизи внешней границы зоны, получают различные повреждения, остальные разрушаются. Разрушенные здания и сооружения создают сплошные завалы. Люди, находящиеся вне защитных сооружений, погибают. В районе эпицентра наблюдается высокий уровень радиоактивного заражения.
Зона сильных разрушений возникает при избыточном давлении во фронте ударном волны от 50 до 30 кПа. Промышленные и гражданские здания и наземные сооружения коммунально-энергетического хозяйства разрушаются полностью или сильно повреждаются. Подземные сети коммунально-энергетического хозяйства сохраняются. В районах плотной застройки образуются как сплошные, так и отдельные участки завалов. Входы и воздухозаборные устройства убежищ могут быть завалены. Воздушные линии электроснабжения и связи, металлические и железобетонные мосты и путепроводы разрушаются полностью или очень сильно. Укрытия могут сохраниться. Зона средних разрушений возникает при избыточном давлении во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа. Многоэтажные здания различных конструкций в этой зоне, а также воздушные линии электроснабжения и связи получают средние и слабые повреждения. Убежища и подземные коммуникации коммунально-энергетических систем, большинство подвальных помещений сохраняются. В зоне образуются отдельные участки завалов.
Зона слабых разрушений образуется при избыточном давлении во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа. В этой зоне здания получают слабые повреждения. Могут быть разрушены кровля, остекление, внутренние перегородки, дверные заполнения. Деревянные здания в большинстве случаев разрушаются полностью. Возможны очаги вторичных пожаров. Все защитные сооружения сохраняются. Воздушные линии электропередач и связи получают слабые и средние повреждения.
Размеры зон поражения от общей площади очага ядерного взрыва ориентировочно составляют: зона полных разрушений — 12%, сильных — 10%, средних — 18%, слабых — 60%.
Ударная волна может поражать человека непосредственно (воздействие избыточного давления и скоростного напора воздуха) и косвенно (поражения, наносимые обломками зданий, деревьев, осколками стекла и др.). Травмы, наносимые людям ударной волной, по степени тяжести подразделяются на легкие, средней тяжести, тяжелые и смертельные. Так, незащищенные люди, находящиеся на открытой местности, при избыточном давлении во фронте ударной волны 120—140 кПа получают смертельные травмы, 50—120 — тяжелые, 28—50 — средней тяжести, 14—2В — легкие, давление во фронте ударной волны 10 кПа и меньше уже не опасно. Поражающее действие ударной волны на человека, лежащего на поверхности земли, значительно меньше, чем на человека, стоящего в момент прихода фронта ударной волны.
Простейшие природные средства защиты (овраги, курганы, ямы, лесные массивы и др.) в 1,5—2 раза уменьшают радиус зоны поражения ударной волной. Примерно так же уменьшают радиус зоны поражения и открытые щели. Значительно ослабляют избыточное давление и скоростной напор воздуха, замкнутые по контуру заглубленные в грунт сооружения (убежища, укрытия, подвалы с усиленными перекрытиями, подземные полости и переходы, сети коммунального хозяйства). Заглубленные в грунт даже на небольшую глубину сооружения при воздействии ударной волны выдерживают значительно большие давления, чем сооружения, возвышающиеся над поверхностью земли.
Поражающие факторы ядерного взрыва
Мощность ядерных боеприпасов
Ядерное оружие обладает колоссальной мощностью. При делении урана
массой порядка килограмма освобождается такое же количество энергии, как
при взрыве тротила массой около 20 тысяч тонн. Термоядерные реакции синтеза являются еще более энергоемкими.
Ядерные боеприпасы – боеприпасы, содержащие ядерный заряд.
Ядерными боеприпасами являются:
–– ядерные боевые части баллистических, зенитных, крылатых ракет и торпед;
–– ядерные бомбы;
–– артиллерийские снаряды, мины и фугасы.
Мощность взрыва ядерных боеприпасов принято измерять в единицах тротилового эквивалента. Тротиловый эквивалент-это масса тринитротолуола, которая обеспечила бы взрыв, по мощности эквивалентный взрыву даного ядерного боеприпаса. Обычно он измеряется в килотоннах (кТ) или в мегатоннах (МгТ). Тротиловый эквивалент условен, поскольку распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва. Современные ядерные боеприпасы имеют тротиловый эквивалент от нескольких десятков тонн до нескольких десятков млн. тонн тротила.
В зависимости от мощности ядерные боеприпасы принято делить на 5 калибров:
Ø сверхмалый (менее 1кТ)
Ø малый (от 1 до 10 кТ)
Ø средний (от 10 до 100 кТ)
Ø крупный (от 100 кТ до 1 МгТ)
Ø сверхкрупный (свыше 1 МгТ)
Термоядерными зарядами комплектуются боеприпасы сверхкрупного, крупного
и среднего калибров; ядерными зарядами – сверхмалого, малого и среднего калибров, нейтронными зарядами комплектуются боеприпасы – сверхмалого и малого калибров.
Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва (ПФЯВ) являются:
v ударная волна;
v световое излучение;
v проникающая радиация;
v радиоактивное заражение местности;
v электромагнитный импульс (ЭМИ).
При ядерном взрыве в атмосфере распределение выделяющейся энергии между ПФЯВ примерно следующее: около 50% на ударную волну, на долю светового излучения 35%, на радиоактивное заражение 10% и 5% на проникающую радиацию и ЭМИ.
Ударная волна в большинстве случаев является основным поражающим фактором ядерного взрыва. По своей природе она подобна ударной волне вполне обычного взрыва, но действует более продолжительное время и обладает гораздо большей разрушительной силой. Ударная волна ядерного взрыва может на значительном расстоянии от центра взрыва наносить поражения людям, разрушать сооружения и повреждать боевую технику.
Ударная волна представляет собой область сильного сжатия воздуха, распространяющуюся с большой скоростью во все стороны от центра взрыва. Скорость распространения ее зависит от давления воздуха во фронте ударной волны; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает скорость звука, но с увеличением расстояния от места взрыва резко падает. За первые 2 сек. ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек - 2000 м, за 8 сек. - около 3000 м.
Поражающее действия ударной волны на людей и разрушающее действие на боевую технику, инженерные сооружения и материальные средства прежде всего определяются избыточным давлением и скоростью движения воздуха в ее фронте. Незащищенные люди могут, кроме того, поражаться летящими с огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушаемых зданий, падающими деревьями, а также разбрасываемыми частями боевой техники, комьями земли, камнями и другими предметами, приводимыми в движение скоростным напором ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будут наблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях потери населения могут оказаться большими, чем от непосредственного действия ударной волны. Поражения, наносимые ударной волной, подразделяются на 1) легкие, 2)средние,
3) тяжелые и 4) крайне тяжелые.
Избыточное давление DРФ. кПа
Источники:
Следующие статьи
- Уменьшение плотности эндотелиальных клеток роговицы у пациентов с синдромом сухого глаза
- Ускоренный кросс-линкинг улучшает остроту зрения, топографию роговицы
- Ученые доказали мозг доверяет зрению больше, чем слуху
Комментариев пока нет!
Поделитесь своим мнением