Загальні відомості про вибух та процеси горіння. Вибух: дії ударної хвилі і фактори, що вражають Які бувають вибухи класифікація

Вибухає протягом 0,0001 секунди, виділяючи 1.470 калорій тепла та прибл. 700 л газу. Див. Вибухові речовини.

У статті відтворено текст із Малої радянської енциклопедії.

Вибухпроцес звільнення великої кількості енергії в обмеженому обсязі за короткий проміжок часу В результаті Ст речовина, що заповнює обсяг, в якому відбувається звільнення енергії, перетворюється на сильно нагрітий газ з дуже високим тиском. Цей газ з великою силою впливає на навколишнє середовищевикликаючи її рух. Вибух у твердому середовищі супроводжується її руйнуванням та дробленням.

Породжений вибухом рух, при якому відбувається різке підвищення тиску, щільності та температури середовища, називають вибуховою хвилею. Фронт вибухової хвилі поширюється серед з великою швидкістю, у результаті область, охоплена рухом, швидко розширюється. Виникнення вибухової хвилі є характерним наслідком Ст у різних середовищах. Якщо середовище відсутнє, тобто вибух відбувається у вакуумі , енергія Ст переходить у кінетичну енергію продуктів, що розлітаються на всі боки з великою швидкістю. Ст. різних відстанях від місця У. У міру віддалення від місця вибуху механічний вплив вибухової хвилі слабшає. Відстані, на яких вибухові хвилі створюють однакову силу впливу при Ст різної енергії, збільшуються пропорційно кубічному кореню з енергії Ст. Пропорційно цій же величині збільшується інтервал часу впливу вибухової хвилі.

Різноманітні види вибухів різняться фізичною природоюджерела енергії та способом її звільнення. Типовими прикладами Ст є вибухи хімічних вибухових речовин. Вибухові речовинимають здатність до швидкого хімічного розкладання, при якому енергія міжмолекулярних зв'язків виділяється у вигляді теплоти. Для вибухових речовин характерне збільшення швидкості хімічного розкладання у разі підвищення температури. При порівняно низькій температурі хімічне розкладання протікає дуже повільно, отже вибухова речовина протягом багато часу може зазнавати помітного зміни у своєму стані. У цьому випадку між вибуховою речовиною і навколишнім середовищем встановлюється теплова рівновага, при якому невеликі кількості теплоти, що безперервно виділяються, відводяться за межі речовини за допомогою теплопровідності. Якщо створюються умови, за яких теплота, що виділяється, не встигає відводитися за межі вибухової речовини, то завдяки підвищенню температури розвивається процес хімічного розкладання, що самоприскорюється, який називається тепловим В. У зв'язку з тим, що теплота відводиться через зовнішню поверхню вибухової речовини, а її виділення відбувається в всьому обсязі речовини, теплова рівновага може бути також порушено зі збільшенням загальної маси вибухової речовини. Ця обставина враховується під час зберігання вибухових речовин.

Можливий інший процес здійснення вибуху, при якому хімічне перетворення поширюється вибуховою речовиною послідовно від шару до шару у вигляді хвилі. Передній фронт такої хвилі, що рухається з великою швидкістю, являє собою ударну хвилю- різкий (стрибкоподібний) перехід речовини з вихідного стану до стану з дуже високими тиском і температурою. Вибухова речовина, стиснута ударною хвилею, виявляється у стані, при якому хімічне розкладання протікає дуже швидко. В результаті область, в якій звільняється енергія, виявляється зосередженою в тонкому шарі, що прилягає до поверхні ударної хвилі. Виділення енергії забезпечує збереження високого тиску ударної хвилі на постійному рівні. Процес хімічного перетворення вибухової речовини, що вводиться ударною хвилею та супроводжується швидким виділенням енергії, називається детонацією. Детонаційні хвилі поширюються вибуховою речовиною з дуже великою швидкістю, що завжди перевищує швидкість звуку у вихідній речовині. Наприклад, швидкості хвиль детонації у твердих вибухових речовинах становлять кілька км/сек. Тонна твердої вибухової речовини може перетворитися в такий спосіб на щільний газ з дуже високим тиском за 10 -4 сек. Тиск у газах , що утворюються при цьому , досягає декількох сотень тисяч атмосфер . Дія вибуху хімічної вибухової речовини може бути посилена у певному напрямку шляхом застосування зарядів вибухової речовини спеціальної форми (див. Кумулятивний ефект).

До вибухів, пов'язаних з більш фундаментальними перетвореннями речовин, належать ядерні вибухи. При ядерному вибуху відбувається перетворення атомних ядер вихідної речовини на ядра ін. елементів, що супроводжується звільненням енергії зв'язку елементарних частинок(протонів та нейтронів), що входять до складу атомного ядра. Ядерний Ст заснований на здатності певних ізотопів важких елементів урану або плутонію до поділу, при якому ядра вихідної речовини розпадаються, утворюючи ядра більш легких елементів. При розподілі всіх ядер, що містяться в 50 г урану або плутонію, звільняється така кількість енергії, як і при детонації 1000 т тринітротолуолу. Це порівняння показує, що ядерне перетворення здатне зробити Ст величезної сили. Розподіл ядра атома урану чи плутонію може статися внаслідок захоплення ядром одного нейтрона. Істотно, що в результаті поділу виникає кілька нових нейтронів, кожен з яких може викликати поділ ін ядер. В результаті кількість поділів буде дуже швидко наростати (за законом геометричної прогресії). Якщо прийняти, що з кожному акті розподілу число нейтронів, здатних викликати розподіл ін. ядер, подвоюється, то менш як 90 актів розподілу утворюється таку кількість нейтронів, якого досить поділу ядер, які у 100 кг урану чи плутонію. Час, необхідне поділу цієї кількості речовини, складе ~10 -6 сек. Такий процес, що самоприскорюється, називається ланцюговою реакцією (див. Ядерні ланцюгові реакції). Насправді в повному обсязі нейтрони, що утворюються при розподілі, викликають розподіл ін. ядер. Якщо Загальна кількістьділиться речовини мало, то більшість нейтронів виходити межі речовини, не викликаючи поділу. У речовині, що ділиться, завжди є невелика кількість вільних нейтронів, однак, ланцюгова реакція розвивається лише в тому випадку, коли число нейтронів, що знову утворюються, буде перевищувати число нейтронів, які не виробляють поділу. Такі умови створюються, коли маса речовини, що ділиться, перевищує так звану критичну масу . Ст відбувається при швидкому з'єднанні окремих частин речовини, що ділиться (маса кожної частини менше критичної) в одне ціле із загальною масою, що перевершує критичну масу, або при сильному стиску, що зменшує площу поверхні речовини і тим самим зменшує кількість нейтронів, що виходять назовні. Для створення таких умов зазвичай використовують Ст хімічної вибухової речовини.

Існує інш. тип ядерної реакції - реакція синтезу легких ядер, що супроводжується виділенням великої кількості енергії. Сили відштовхування однойменних електричних зарядів (усі ядра мають позитивний електричний заряд) перешкоджають перебігу реакції синтезу, тому для ефективного ядерного перетворення такого типу ядра повинні мати високу енергію. Такі умови можуть бути створені нагріванням до дуже високої температури. У зв'язку з цим процес синтезу, що протікає за високої температури, називають термоядерною реакцією . При синтезі ядер дейтерію (ізотопу водню H) звільняється майже в 3 рази більше енергії, ніж при розподілі такої ж маси урану. Необхідна для синтезу температура досягається при ядерному вибуху урану чи плутонію. Таким чином, якщо помістити в одному і тому ж пристрої речовина, що ділиться, і ізотопи водню, то може бути здійснена реакція синтезу, результатом якої буде Ст величезної сили. Крім потужної вибухової хвилі, ядерний вибух супроводжується інтенсивним випромінюванням світла та проникаючої радіації (див. Вражаючі фактори ядерного вибуху).

У описаних вище типах вибуху звільнена енергія містилася спочатку як енергії молекулярної чи ядерної зв'язку речовині. Існують Ст, в яких енергія, що виділяється, підводиться від зовнішнього джерела. Прикладом такого Ст може бути потужний електричний розряд в будь-якому середовищі. Електрична енергія у розрядному проміжку виділяється у вигляді теплоти, перетворюючи середовище на іонізований газ з високими тиском та температурою. Аналогічне явище відбувається при протіканні потужного електричного струмуза металевим провідником, якщо сила струму виявляється достатньою для швидкого перетворення металевого провідника на пару. Явище Ст виникає також при впливі на речовину сфокусованого лазерного випромінювання (див. Лазер). Як один із видів вибуху можна розглядати процес швидкого звільнення енергії, що відбувається в результаті раптового руйнування оболонки, яка утримувала газ з високим тиском (наприклад, вибух балона зі стисненим газом). Ст може статися при зіткненні твердих тіл, що рухаються назустріч один одному з великою швидкістю. При зіткненні кінетична енергіятіл переходить у теплоту внаслідок поширення по речовині потужної ударної хвилі, що виникає у момент зіткнення. Швидкості відносного зближення твердих тіл, необхідні для того, щоб в результаті зіткнення речовина повністю перетворилася на пару, вимірюються десятками км/сек, тиски, що розвиваються при цьому, становлять мільйони атмосфер.

У природі відбувається багато різних явищ, що супроводжуються В. Потужні електричні розряди в атмосфері під час грози (блискавки), раптове виверження вулканів, падіння на поверхню Землі великих метеоритівє прикладами різних видів В. В результаті падіння Тунгуського метеорита () стався Ст, еквівалентний за кількістю енергії, що виділилася В. ~10 7 т тринітротолуолу. Очевидно, ще більше енергії звільнилося внаслідок вибуху вулкана Кракатау ().

Величезними за масштабом вибухами є хромосферні спалахина сонце. Енергія, що виділяється при таких спалахах, досягає ~10 17 дж (для порівняння вкажемо, що при В. 10 6 т тринітротолуолу виділилася б енергія, що дорівнює 4,2 · 10 15 дж).

Характер гігантських вибухів, що відбуваються у космічному просторі, мають спалахи нових зірок. При спалахах, мабуть протягом кількох годин, виділяється енергія 1038 -1039 дж. Така енергія випромінюється сонцем за 10-100 тис. років. Нарешті, ще більш гігантські Ст, що виходять далеко за межі людської уяви, являють собою спалахи наднових зірок, при яких енергія, що звільняється, досягає ~ 10 43 дж, і Ст в ядрах ряду галактик, оцінка енергії яких призводить до ~ 10 50 дж.

Вибухи хімічних вибухових речовин застосовують як один із основних засобів руйнування. Величезну руйнівну здатність мають ядерні вибухи. Вибух однієї ядерної бомбиможе бути еквівалентний по енергії Ст десятків млн. т хімічної вибухової речовини.

Вибухи знайшли широке мирне застосування в наукових дослідженняхта у промисловості. Ст дозволили досягти значного прогресу у вивченні властивостей газів, рідин і твердих тіл при високих тисках і температурах (див. Тиск високий). Дослідження вибухів відіграє важливу роль у розвитку фізики нерівноважних процесів, що вивчає явища перенесення маси, імпульсу та енергії в різних середовищах, механізми фазових переходівречовини, кінетику хімічних реакцій і т. п. Під впливом Ст можуть бути досягнуті такі стани речовин, які виявляються недоступними при ін. способах дослідження. Потужний стиск каналу електричного розряду за допомогою В. хімічної вибухової речовини дає можливість отримувати протягом короткого проміжку часу магнітні полявеличезної напруженості [до 1,1 Га/м (до 14 млн е.), див. Магнітне поле. Інтенсивне випромінювання світла при Ст хімічної вибухової речовини в газі може використовуватися для збудження оптичного квантового генератора (лазера). Під дією високого тиску, що створюється при детонації вибухової речовини, здійснюються вибухове штампування, вибухове зварювання та вибухове зміцнення металів.

Експериментальне вивчення Ст полягає у вимірі швидкостей поширення вибухових хвиль і швидкостей переміщення речовини, вимірюванні швидко змінюється тиску, розподілів щільності, інтенсивності і спектрального складу електромагнітного та інших видів випромінювання, що випускається при Ст. Ці дані дозволяють отримати відомості про швидкість протікання різних процесів, супроводжуючих Ст і визначити загальну кількість енергії, що звільняється. Тиск та щільність речовини в ударній хвилі пов'язані певними співвідношеннями зі швидкістю руху ударної хвилі та швидкістю переміщення речовини. Ця обставина дозволяє, наприклад, на підставі вимірювань швидкостей обчислити тиск і щільність у тих випадках, коли їх безпосередній вимір виявляється з якоїсь причини недоступним. Для вимірювань основних параметрів, що характеризують стан та швидкість переміщення середовища, застосовуються різні датчики, що перетворюють певний вид впливу на електричний сигнал, який записується за допомогою осцилографаабо ін реєструючого приладу. Сучасна електронна апаратура дозволяє реєструвати явища, що відбуваються протягом інтервалів часу ~10 -11 сек. Вимірювання інтенсивності та спектрального складу світлового випромінювання за допомогою спеціальних фотоелементіві спектрографівслужать джерелом інформації про температуру речовини. Широке застосування для реєстрації явищ, що супроводжують Ст, має швидкісна фотозйомка, яка може проводитися зі швидкістю, що досягає 109 кадрів в 1 сек.

У лабораторних дослідженнях ударних хвиль у газах часто використовується спеціальний пристрій – ударна труба (див. Аеродинамічна труба). Ударна хвиля в такій трубі створюється в результаті швидкого руйнування мембрани, що розділяє газ з високим і низьким тиском (такий процес можна розглядати як найпростіший вид Ст). При дослідженні хвиль у ударних трубах ефективно застосовуються інтерферометри та напівтіньові оптичні установки, дія яких ґрунтується на зміні показника заломлення газу внаслідок зміни його густини.

Вибухові хвилі, що поширюються великі відстані від місця їх виникнення, служать джерелом інформації про будову атмосфери і внутрішніх шарів Землі. Хвилі на дуже великих відстанях від місця Ст реєструються високочутливою апаратурою, що дозволяє фіксувати коливання тиску в повітрі до 10 -6 атмосфери (0,1 н/м²) або переміщення ґрунту ~ 10 -9 м.

Література:

Садовський М. А., Механічну дію повітряних ударних хвиль вибуху за даними експериментальних досліджень, в сб: Фізика вибуху, № 1, М., 1952;
Баум Ф. А., Станюкович До. П. та Шехтер Би. І., Фізика вибуху, М., 1959;
Андрєєв До. До. і Бєляєв А. Ф., Теорія вибухових речовин, М., 1960:
Покровський Р. І., Вибух, М., 1964;
Ляхов Р. М., Основи динаміки вибуху в ґрунтах та рідких середовищах, М., 1964;
Докучаєв М. М., Родіонов Ст Н., Ромашов А. Н., Вибух на викид, М., 1963:
Коул Р., Підводні вибухи, пров. з англ., М., 1950;
Підземні ядерні вибухи, пров. з англ., М., 1962;
Дія ядерної зброї, пров. з англ., М., 1960;
Горбацький Ст Р., Космічні вибухи, М., 1967;
Дубовик А. С., Фотографічна реєстрація швидкоплинних процесів, М., 1964.

К. Є. Губкін.

Ця стаття чи розділ використовує текст

Фізичний вибух - викликається зміною фізичного стану речовини. Хімічний вибух- Викликається швидким хімічним перетворенням речовин, при якому потенційна хімічна енергія переходить в теплову і кінетичну енергію продуктів вибуху, що розширюються. Аварійний,це вибух, який у результаті порушення технології виробництва, помилок обслуговуючого персоналу, чи помилок, допущених під час проектування.

Вибухонебезпечне "медичне середовище" - представляє частину приміщення, в якій вибухове середовище може виникнути в малих концентраціях і тільки на короткий час через застосування медичних газів, анестезуючих, очищаючих або дезінфекційних засобів.

Основні вражаючі чинники під час вибуху - повітряна ударна хвиля, осколкові поля, метальний вплив навколишніх предметів, термічний чинник (висока температура і полум'я), вплив токсичних продуктів вибуху і горіння, психогенний чинник.

Вибухова травма виникає при вражаючий вплив вибуху на людей у замкнутому просторі або на відкритій місцевості, що зазвичай характеризується відкритими та закритими пораненнями, травмами, контузією, крововиливами, у тому числі у внутрішні органи людини, розривами барабанних перетинок, переломами кісток, опіками шкіри та дихальних шляхів, задухою або отруєнням, посттравматичним стресовим розладом

Вибухи на підприємствах промисловості: деформація, руйнування технологічного обладнання, енергосистем та транспортних ліній, обвалення конструкцій та фрагментів приміщень, витік токсичних сполук та отруйних речовин. Вибухонебезпечні технологічні лінії:

Зернові елеватори: пил,

Млинові комбінати: борошно,

Хімічні підприємства: вуглеводні, окислювачі. Крім кисню окислювачами є кисневмісні сполуки (перхлорат, селітра, порох, терміт), окремі хімічні елементи(Фосфор, бром).

АЗС та нафтопереробні комплекси: пари та аерозолі вуглеводнів.

Дистанція поразок з прикладу вибуху паливозаправника 5 т. Baiker U. 1995г.) I. Теплове ураження впливу вогняної кулі: - до 45 м. Не сумісне з життям, - до 95 м. Опіки III ст. - до 145 м. Опіки ІІ ст. - До 150 м. Опіки I ст. - До 240 м. Опіки сітківки очей. ІІ. Механічні пошкодження ударною хвилею: - до 55 м. Не сумісні з життям, - до 95 м. ЧМТ, баротравму легень та ШКТ, - до 140 м. Розрив барабанних перетинок.

Вибухова ударна хвиля може спричинити великі людські втрати та руйнування споруд. Розміри зон ураження залежить від потужності вибуху. Ступінь використання вторинних заходів залежить від ймовірності виникнення небезпечного вибухового середовища. Небезпечні площі поділяються на різні зони згідно з залежною від часу та місцевих умов ймовірністю присутності небезпечного вибухового середовища.

Зона 0. Площа, на якій є постійне, часте або довготривале небезпечне вибухове середовище і де може утворитися небезпечна концентрація пилу, аерозолів або пари. Таких як млина, сушарки, змішувачі, силосховища, виробничі приміщення використовують паливо, продуктопроводи, живильні труби і т.п.

Зона 1. Площа, на якій через концентрацію горючих парів, аерозолів, вихрового, обложеного пилу очікується випадкового виникнення небезпечного вибухового середовища. Безпосередня близькість до завантажувальних люків; на майданчиках обладнання, що заповнює або розвантажує; у зонах з тендітним обладнанням або лініями, виготовленими зі скла, кераміки тощо;

Зона 2. Площа, на якій можна очікувати появи небезпечного вибухового середовища, але дуже рідко і на короткий час.

Оцінка ризику пилового вибуху

У безпосередній близькості від пристроїв, що містять пил, з яких він може витікати, осаджуватися і накопичуватися в небезпечних концентраціях (млинах). При вибуху пилу з малою концентрацією, що знаходиться в середовищі, головна хвиля стиснення вибуху може викликати вихровий рух пилу, що обложено, що дає велику концентрацію пального матеріалу. Ризик вибуху пилової суміші набагато менше газової, парової чи туманної. Зони аварій під час об'ємних вибухів можуть охоплювати значні території. Аварія на газопроводі у Башкирії (червень 1989 р.) 2 кв. км. Загиблих-871, поранених 339 осіб. Проблема порятунку людей після вибуху та пожежі полягала в тому, що в полум'ї згоріли практично всі медичні засоби для надання екстреної допомоги, а підручних засобаху подібних випадках, постраждалі та рятувальники практично забули.

Основні критерії, що визначають величину санітарних втрат: вид вибухового пристрою, потужність вибуху, місце вибуху та добу. Залежно від кількості та локалізації ушкодження можуть бути ізольованими, множинними та поєднаними. За тяжкістю ушкоджень: легкі, середньої тяжкості, важкі та вкрай тяжкі. У таблиці 4.1. представлені ступеня поразки людей залежно від величини надлишкового тиску.

При зіткненні з вибуховим пристроєм відбувається вибухове руйнування зовнішніх частин тіла або руйнування сегментів кінцівок. Раневий процес при цьому має ряд особливостей: - гостра масивна крововтрата та шок; - забиття легень та серця; - травматичний ендотоксикоз; - Комбінований характер впливу факторів, що вражають.

Під вибухом розуміють дуже швидке виділення енергії внаслідок фізичних, хімічних чи ядерних змін вибухової речовини «ВВ».

При вибуху завжди відбувається розширення вихідної речовини або продуктів її перетворення, внаслідок чого виникає дуже високий тиск, що викликає руйнування та переміщення навколишнього середовища.

Вихідними видами енергії вибуху можуть бути фізична, хімічна та ядерна.

До різновидів фізичних вибухів належать: 1) кінетичний (метеорит); 2) тепловий (вибух казана, автоклава); 3) електричний (блискавка, електричний заряд: 4) пружний стиск (землетрус, замерзання води в резервуарі, розрив автомобільної шини та ін.).

Хімічний вибух - це імпульсний екзотермічний хімічний процес перебудови (розкладання) молекул твердих або рідких вибухових речовин із перетворенням їх на молекули вибухових газів. При цьому виникає осередок високого тиску та виділяється велика кількість тепла. Здатність до вибуху мають лише деякі речовини, які називають вибуховими. Процес розкладання ВР може відбуватися відносно повільно - шляхом горіння, коли спостерігається пошарове розігрів ВР за рахунок теплопровідності, і відносно швидко - за допомогою детонації (надзвукове ударно - хвильове розкладання хімічної, вибухової речовини).

Якщо швидкість першого процесу вимірюється сантиметрами, іноді – сотнями метрів за секунду (біля чорного пороху – 400 м/с), то при детонації швидкість розкладання ВР вимірюється тисячами метрів за секунду (від 1 до 9 тис. м/с). Величезна руйнівна дія вибуху обумовлюється тим, що енергія вибухає дуже швидко. Так, наприклад, вибух 1 кг ВР відбувається за 1-2 стотисячні частки секунди. Швидкості горіння та детонації у різних ВР суворо незмінні. Особливості імпульсного розкладання ВР покладено основою їх підрозділи на метальні (пороху), ініціюючі і бризантні (дрібні). Залежно від сили та характеру зовнішнього впливу деякі ВР можуть горіти, так і детонувати.

Швидкість виділення вибухових газів при розкладанні ВР набагато перевищує швидкість їхнього розсіювання. Маса 1 кг ВР утворює близько 500-1000 літрів вибухових газів. Спочатку весь обсяг газів, що утворюються, наближається до обсягу заряду, що пояснює виникнення гігантського стрибка тиску і температури. Якщо при горінні тиск газів може досягати кількох сотень мегапаскалів (за умови замкнутого простору), то за детонації - 20,0 - 30,0 ГПа (2,5 млн. атм.) при температурі кілька десятків тисяч градусів Цельсія. Тиск продуктів детонації ВР у кумулятивному ладі може досягати 100,0-200,0 гПа (10-20 млн. атм.) при швидкостях переміщення до 17,7 км/сек. Жодне середовище таких тисків витримати не може. Будь-який твердий предмет, що торкається ВР, починає дробитися. О.Л. Бакін, І.Ф. Альошина Огляд місця події під час злочинів, скоєних шляхом вибуху, та деякі аспекти криміналістичних досліджень вилучених речових доказів. Методичний посібник. Москва 2001р.

Принципова відмінність у механізмі поширення вибуху і горіння полягає у різній швидкості цих процесів: швидкість горіння завжди менше швидкості поширення звуку в даній речовині; швидкість вибуху перевищує швидкість звуку у заряді ВР. Тому вибух та горіння ВР по-різному впливають на зовнішнє середовище. Продукти горіння здійснюють метання тіл у бік найменшого опору, а вибух викликає руйнування та пробивання перешкод, що стикаються із зарядом або близько від нього розташованих у всіх напрямках.

Швидкість горіння значною мірою залежить від зовнішніх умові в першу чергу від тиску навколишнього середовища. При збільшенні останнього швидкість горіння зростає, у своїй горіння може у випадках переходити в детонацію.

До певної відстані вибухові гази зберігають свої руйнівні властивості за рахунок високих швидкостей та тисків. Потім їх рух швидко сповільнюється (назад пропорційно кубу величини пройденої відстані) і вони припиняють свою руйнівну дію. Є дані, що поршневе дію газів відбувається до того часу, поки обсяг досяг 2000 - 4000-кратного обсягу заряду (Покровський Г.І., 1980). Однак обурення навколишнього середовища продовжується і носить головним чином ударно-хвильову природу (Нечаєв Е.А., Грицанов А. І., Фомін Н.Ф., Міннулін І. П., 1994).

З енергетичної точки зору, вибух характеризується вивільненням значної кількості енергії протягом дуже короткого часу та в обмеженому просторі. Частина енергії вибуху спочатку витрачається на розрив оболонки боєприпасу (перехід у кінетичну енергію уламків). Близько 30-40% енергії газів, що утворилися, витрачається на формування ударної хвилі (областей стиснення та розтягування навколишнього середовища з їх поширенням від центру вибуху), світлового та теплового випромінювань, на переміщення елементів навколишнього середовища

У процесі вибуху виділяють такі стадії: зовнішній імпульс; детонація; зовнішній ефект (робота вибуху).

Викладене відкриває шлях до розуміння сутності, призначення, структури та змісту криміналістичного вчення про ВР та ВП як знаряддя злочинів, а також створюваних з урахуванням положень криміналістичних методик розслідування.

Це вчення відноситься до класу приватних криміналістичних теорій. Кожна з двох частин: загальної та особливої. Йдеться про два рівні: дві підсистеми однієї системи наукового знання. Загальну частину зазвичай називають загальною теорією (у тих даної системи знань). В особливу частину як

елементів включаються приватні теорії як підсистеми, що стосуються тих чи інших компонентів, аспектів, об'єктивно-предметної області відповідної системи.

Криміналістичне вчення про ВР і ВВ як знаряддя злочину в цьому відношенні не становить винятку. Воно також складається із загальної та особливої частин. Загальна частина цього вчення (його загальна теорія) може бути визначена як узагальнена типова інформаційна модель, що містить у вигляді загальних, базових положень знання, однаково значущі для всіх випадків розслідування у справах, де як знаряддя злочинів фігурують ВВ і ВВ (визначення ключових понять вчення, відомості про види та особливості ВР та ВУ, пов'язаних з ними слідах, різні класифікації тих та інших об'єктів, інформація про їх інформаційний потенціал, принципи, методи, засоби виявлення, фіксації, вилучення, дослідження носіїв та джерел кримінально-релевантної інформації, форми, можливості, напрямки та шляхи її використання в досудовому кримінальному процесі).

Що стосується особливої частини, то її можна визначити як систему теорій, кожна з яких, також будучи типовою інформаційною моделлю, але більш низького рівня в порівнянні із загальною теорією вчення, що включає, включає в себе знання про специфіку окремих видівта різновидів досліджуваних об'єктів та своєрідності діяльності щодо їх залучення до кримінального процесу іншої інформації в умовах типових слідчих ситуацій та рішень обумовлених ними пошуково-пізнавальних завдань.

Інакше кажучи, загальна теорія має дати уявлення про загальну характеристику всього класу об'єктів, що вивчаються і конструюються, а кожна приватна теорія відображає своєрідність відповідного виду об'єктів, всього того, що становить його специфіку як елемента класу (системи).

Об'єктом криміналістичного вчення про ВР і ВВ як знаряддя злочинів є злочинна діяльність, пов'язана з виготовленням, розкраданням, зберіганням, транспортуванням, збутом та застосуванням ВР і ВП, наслідки їх використання в кримінальних цілях, сліди, що виникають на всіх стадіях механізму злочинної діяльності, а також діяльність правоохоронних органів щодо виявлення, фіксації, огляду, вилучення, збереження, дослідження зазначених об'єктів, отримання, перевірки та реалізації що міститься в них криміналістично значущої інформації на стадії порушення кримінальної справи та при провадженні попереднього розслідування.

Предметом цього вчення є закономірності, що лежать в основі згаданих процесів, а також кримінальної та криміналістичної діяльності. Під закономірностями в даному випадкурозуміються щоразу з необхідністю повторювані за певних умов стійкі зв'язки між елементами кримінальної справи кримінальної події і такого ж типу зв'язку, що існують між елементами розслідування як пізнаючої системи.

До кола закономірностей також включаються зовнішні зв'язки обох систем, тобто зв'язки між системою розслідування та системою злочину (наприклад, закономірний зв'язок між видом та об'ємом ВР і потужністю вибуху, його наслідками та слідами, між характером і масштабом шкідливих наслідків вибуху та вирішенням питання про кількості слідчих, яких необхідно залучити для огляду місця події, між якістю роботи слідчого з підготовки судової вибухотехнічної експертизи та результативністю експертного дослідження).

Важливим з наукової, практичної та дидактичної точок зору є питання про місце криміналістичного вчення про ВВ та ВУ як знаряддя злочинів у ширшій системі наукового знання. Не менш значуще і отримання правильних відповідей на питання про його зв'язки та співвідношення з іншими криміналістичними теоріями (навчаннями), насамперед із суміжними, близькими, спорідненими.

"Приватні криміналістичні теорії пов'язані між собою безліччю зв'язків, відносин, взаємопереходів", - писав Р. С. Бєлкін, доповнюючи цю думку положеннями про те, що у приватних криміналістичних теорій можуть повністю або частково збігатися і об'єкти, і предмети, "оскільки вони можуть вивчати різні прояви тих самих об'єктивних закономірностей, які стосуються предмета криміналістики загалом, у різних предметних областях» Бєлкін Р. З. Курс криміналістики. М., 1997. Т. 2. С. 22, 24.

Питання місце розгляданого вчення немає однозначної відповіді. Усе залежить від цього, с. який погляду підходитимемо його вирішенню. Перший підхід лежить на поверхні, оскільки він має безпосереднє відношення до функціонального значення ВР і ВП в механізмі досліджуваних нами злочинів, будучи включеним в цей механізм як знаряддя їх вчинення.

З цього випливає, що криміналістичне вчення про ВР та ВП є складовоюНайбільш широкої системи криміналістичного знання, яке називається криміналістичним вченням про зброю злочину (криміналістичним знаряддям). У рамках останньої системивоно займає проміжну ланку, з одного боку, входячи певною своєю частиною до криміналістичного вчення про речовини, що використовуються як знаряддя злочину, оскільки вибухові речовини - одні з видів речовин, що використовуються в кримінальних цілях у цій якості (поряд з отруйними, сильнодіючими та іншими речовинами) ).

Таким чином, є підстави розглядати криміналістичне вибухознавство, як цілісну, складну, відносно самостійну підсистему криміналістики, до об'єктно-предметної області якої входять усі види вибухів кримінальної природи, всі види умисних та необережних злочинних діянь, прямо чи опосередковано пов'язаних з реальними та потенційними можливими і уявними вибухами, в механізмах вчинення та слідоутворення яких функціонують різні види вибухових речовин і вибухових пристроїв (або інформація про них), незалежно від того, виконують останні функцію зброї злочину чи іншу функцію.

Основне прикладне значення криміналістичного вибухознавства як приватної криміналістичної теорії, на наш погляд, полягає в оптимізації процесів розробки різного типузагальних та приватних методик розслідування злочинів, про які йдеться у цій роботі, підвищення їх якісного рівня та практичної віддачі.

Теоретичну основу, створення загальної методики розслідування цієї групи злочинів закладає Загальна частина, загальна теорія криміналістичного вибухознавства Ті ж теорії, які як складові входять в особливу частину криміналістичного вибухознавства, відіграють роль теоретичних передумов, теоретичних побудов, що сприяють створенню менш загальних та приватних методик розслідування.

Таким чином, «криміналістичне вибухознавство» може трактуватися у широкому та вузькому значенні. У широкому смисловому значенніцим поняттям характеризується досить велика за обсягом група злочинів та діяльність з їх виявлення та розслідування. Центральне місце тут займають злочини, пов'язані з використанням ВР і ВР як знаряддя злочину. У вузькому значенні криміналістичним вибухознавством може бути позначена лише одна з підсистем наукового знання в цій галузі, тобто теорія та методика виявлення та розслідування злочинів, пов'язаних з використанням ВР та ВП як знаряддя досягнення кримінальних цілей.

Всі ВВ по агрегатного стануділяться на: 1) газоподібні (водень та кисень, метан та кисень); 2) пилоповітряні (вугільна, борошняна, текстильна і т.п. пил у суміші з повітрям або киснем); 3) рідкі (нітрогліцерин); 4) тверді (тротил, мелініт, гексоген, пластит): 5) аерозольні (краплі олії, бензину та ін. у повітрі); 6) суміші.

Існує наступна технічна класифікація ВР: 1) первинні, або ініціюючі; 2) вторинні, або бризантні (дрібні); 3) метальні, або пороху; 4) піротехнічні суміші.

Ініціюючі ВР особливо чутливі до механічних та температурних впливів, тому дуже легко вибухають. Зазвичай вони використовуються для збудження (ініціювання) вибуху вторинних ВР, порохів та піротехнічних складів. Для цих цілей вони застосовуються в калсюлях-запальниках та капсулях-детонаторах. Найчастіше використовуються азид свинцю, тринітрорезорцинат свинцю (ТНРС, стифнат свинцю), гримуча ртуть та ін.

Бризантні ВР є основним класом ВР, що застосовуються для спорядження мін, снарядів, гранат, бомб та для проведення вибухових робіт. Найбільш поширеним ВР цього типу є тротил (тринітротолуол, тол). Швидкість його детонації – 6700 м/сек. Промисловістю тротил випускається у вигляді шашок масою 75, 200 і 400 г. Мілініт (пікринова кислота) випускається у вигляді шашок. До речовин підвищеної потужності належать тетритол, гексоген, октоген, ТЕН, пластит. Речовинами зниженої потужності є: амонійна селітра, амонал та амотол (суміші тротилу та аміачної селітри), динамони. Старі ВР: нітрогліцерин (ВР на основі нітрогліцерину, наприклад гримучий холодець), динаміт, піроксилін (див. додаток № 1).

Мітальні речовини, до яких належать чорний порох (75% - калійна селітра, 15% - вугілля, 10% - сірка), бездимні порохи (піроксилінові та нітрогліцеринові), зазвичай не детонують, а горять паралельними шарами. Швидкість їх горіння (спалах) у 10-100 разів менша, ніж час детонації (в певних умовах можуть детонувати). Застосовуються як "вихідні заряди" в різноманітних пристроях як військового, так і цивільного призначення, а також снарядів, куль стрілецької зброї і в якості ракетного палива.

Піротехнічні склади є механічними сумішами, призначеними для спорядження виробів з метою отримання різних ефектів. Основний вибухове перетворення сумішей - горіння, проте деякі склади можуть детонувати. Складаються вони з горючих матеріалів, окислювачів, речовин, що зв'язують, і різних добавок. У військовій справі та інших галузях застосовуються освітлювальні, фотоосвітлювальні, трасуючі, сигнальні, запальні, перешкодні, димові, термітні та інші піротехнічні склади. Основними компонентами піротехнічних складів є: пальне, окислювач та цементатор.

Для порушення детонації вторинного (бризантного) ВР потрібен значний зовнішній вплив у вигляді дуже сильного удару (наприклад, для толової шашки швидкість удару, що ініціює, повинна бути не менше 1500-2000 м/с). Такий удар здійснюється під час вибуху детонатора, а іноді й допоміжного заряду, що вимагає для свого ініціювання значно меншого удару або невеликого розігріву.

Як детонатори використовують:

1. капсулі-запальники;
2. капсулі-детонатори;
3. капсули для ручних гранат;
4. електродетонатори та електрозапальники;
5. різні підривники (для мін, снарядів, авіабомб).

Особливу групу складають запальні засоби ініціювання вибуху: 1) вогнепровідний (бікфорд) шнур – ЗОШ; 2) детонуючий шнур – ДШ (зі швидкістю детонації 7000-8000 м/с).

Цілеспрямоване використання енергії вибуху та його вражаючих факторів, у тому числі й у злочинних цілях, реалізується шляхом застосування вибухових пристроїв (ВП).

Під вибуховим пристроєм розуміють спеціально виготовлений пристрій, що має сукупність ознак, що вказують на його призначеність і придатність для вибуху.

У конструкції великих вибухових пристроїв є: 1) основний заряд ВР; 2) допоміжний заряд; 3) детонатор. Вибух такого пристрою зазвичай супроводжується руйнуванням зовнішніх шарів ВР з подальшим розльотом його частинок, що не прореагували, і осколків. Це явище знижує потужність та ефективність вибуху.

Для збільшення маси ВР, що вступає в детонацію, збільшення потужності вибуху та його вражаючої дії конструкція ВП доповнюється оболонкою. Оболонка покликана на якийсь час стримати розліт шматочків ВР та продовжити процес його детонації. Чим міцніша оболонка, тим сильніший вибух.

Друге призначення оболонки - формування масивних уламків, що володіють великою кінетичною енергією і вираженою вражаючою дією (іноді військові судові медики називають їх високоенергетичними осколками. Для впорядкування цього процесу використовують оболонку з заздалегідь виконаними насічками (напівготові вражаючі елементи). себе і готові "забійні" елементи (кульки, стрілки, цвяхи, шматки металу та ін.).

Серед вибухових пристроїв особливу групу складають ВП з кумулятивною дією. Воно полягає в ураженні (пробити) об'єктів не за рахунок кінетичної енергії снаряда, а в результаті "миттєвого" зосередженого впливу високошвидкісного кумулятивного струменя, що утворюється при обтисненні куммулятивної вирви вибухом заряду ВР. Це характерно переважно для боєприпасів спрямованої дії типу спеціальних кумулятивних протитанкових снарядів та гранат.

За потужністю вибухові пристрої поділяються на:

1. ВУ великої потужності (великі та середні авіабомби, артснаряди 76 мм і більше, протитанкові міни, фугаси та інші подібні до них ВУ з тротиловим еквівалентом не менше 250 г);
2. ВУ середньої потужності (гранати (рис. 4), протипіхотні міни, постріли до ручних гранатометів, шашки ВР, артснаряди від 27 до 75 мм та інші подібні до них вибухові пристрої з тротиловим еквівалентом від 100 до 200-250 г);
3. ВУ малої потужності (запали, детонатори, підривники (рис. 5), снаряди до 27 мм та інші подібні їм ВУ з тротиловим еквівалентом до 50-100 г Е. Л. Бакін, І. Ф. Альошина. Огляд місця події при злочинах, скоєних шляхом вибуху, та деякі аспекти криміналістичних досліджень вилучених речових доказів.Методичний посібник.Москва 2001р.

Поряд з бойовими ВП у злочинних цілях можуть використовуватися різні піротехнічні та імітаційні засоби. Деякі з них (наприклад, імітаційні патрони ІМ-82, ІМ-85, ІМ-120 і шашки імітації розриву артилерійського снаряда ШИРАС) споряджені зарядами вибухових речовин і мають потужну вражаючу дію під час вибуху.

До класу ВУ промислового виготовлення відносять і так звані вироби цивільного призначення та спеціальні засоби, що містять у своїй конструкції вибухові речовини (вироби "Ключ" та "Імпульс", світлозвукові гранати "Зоря", "Полум'я") та використовуються головним чином для проникнення в приміщення та тимчасового психофізіологічного впливу на правопорушника.

ВУ саморобного виготовлення (СВУ) являють собою пристрої, конструкції яких є хоча б один саморобний елемент, або такі, при виготовленні яких застосована непромислова нерегламентована збірка. Існує велика кількість типів СВУ, що відрізняються принципом дії, рівнем ураження під час вибуху, що використовується в конструкції матеріалом. У зв'язку з цим можлива лише зразкова класифікація СВУ, відповідно до якої їх можна розділити на такі типи: СВУ на кшталт ручної гранати; СВУ за типом об'єктної міни (призначена для мінування об'єкта); СВУ на кшталт міни-пастки (є камуфляжний корпус); СВУ на кшталт підривного снаряда із засобом підривання; СВУ на кшталт вибухового пакету.

Невипадково у першому розділі мною докладно розглянуті поняття про вибух, ВВ, ВУ, СВУ, їх класифікація. І лише після цього дається методика огляду місця події під час злочинів, скоєних шляхом вибуху. У спеціальній літературі для слідчих розділ про основи поняття криміналістичної вибухотехніки часто опускається або наводиться дуже стисло, схематично. За таких умов не можна навчити особу, яка проводить огляд, грамотно шукати, правильно фіксувати, вживати заходів до вилучення речових доказів. У практиці неодноразово доводилося стикатися з ситуаціями, коли слідчі, приступаючи до огляду місця події, не маючи спеціальних знань, вважають, що все має знати, шукати і підказувати їм фахівець.

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії

Вибух- швидкий фізичний або фізико-хімічний процес, що проходить зі значним виділенням енергії в невеликому обсязі за короткий проміжок часу і призводить до ударних, вібраційних та теплових впливів на навколишнє середовище внаслідок високошвидкісного розширення продуктів вибуху. Вибух у твердому середовищі викликає руйнування та дроблення.

У фізиці та техніці термін "вибух" використовується в різних сенсах: у фізиці необхідною умовою для вибуху є наявність ударної хвилі, у техніці для віднесення процесу до вибуху наявність ударної хвилі не обов'язково, але існує загроза руйнування обладнання та будівель. У техніці в значній частині термін "вибух" пов'язаний з процесами, що відбуваються всередині замкнутих судин і приміщень, які за надмірного підвищення тиску можуть зруйнуватися і при відсутності ударних хвиль. У техніці для зовнішніх вибухів без утворення ударних хвиль розглядаються хвилі стиснення та вплив вогняної кулі. :9 За відсутності ударних хвиль, ознакою визначальною вибух є звуковий ефект хвилі тиску. :104 У техніці додатково до вибухів та детонації також виділяють бавовни. :5

У юридичній літературі широко використовується термін "кримінальний вибух" - вибух, що завдає матеріальних збитків, шкоди здоров'ю та життю людей, інтересам суспільства, а також вибуху, який може спричинити смерть людини.

Дія вибуху

Наслідки вибуху паровоза, 1911 рік

Продукти вибуху зазвичай є газами з високими тиском та температурою, які, розширюючись, здатні здійснювати механічну роботу та викликати руйнування інших об'єктів. У продуктах вибуху, крім газів, можуть утримуватися і тверді високодисперсні частинки. Руйнівна дія вибуху викликана високим тиском та утворенням ударної хвилі. Дія вибуху може бути посилена кумулятивними ефектами.

Дія ударної хвилі на предмети залежить від своїх показників. Руйнування капітальних будов залежить від імпульсу вибуху. Наприклад, при дії ударної хвилі на цегляну стіну вона почне нахилятися. За час дії ударної хвилі нахил буде незначним. Однак, якщо і після дії ударної хвилі стіна буде нахилятися за інерцією, вона рухне. Якщо предмет жорсткий, міцно укріплений і має невелику масу, він встигне змінити свою форму під впливом імпульсу вибуху і чинитиме опір дії ударної хвилі, як силі, прикладеної постійно. У цьому випадку руйнація залежатиме не від імпульсу, а від тиску, що викликається ударною хвилею. :37

Джерело енергії

За походженням енергії, що виділилася, розрізняють такі типи вибухів:

Хімічні вибухи вибухових речовин – за рахунок енергії хімічних зв'язківвихідних речовин.
Вибухи ємностей під тиском (газові балони, парові котли, трубопроводи) – за рахунок енергії стисненого газу або перегрітої рідини. До них, зокрема, належать:
- Вибухи при скиданні тиску в перегрітих рідинах.
- Вибухи при змішуванні двох рідин, температура однієї з яких набагато перевищує температуру кипіння іншої.
Ядерні вибухи - за рахунок енергії, що вивільняється в ядерних реакціях.
Електричні вибухи (наприклад, під час грози).
Вулканічні вибухи.
Вибухи під час зіткнення космічних тілнаприклад, при падінні метеоритів на поверхню планети.
Вибухи, спричинені гравітаційним колапсом (вибухи наднових зірок та ін.).

Хімічні вибухи

Єдиної думки про те, які саме хімічні процесислід вважати вибухом, немає. Це з тим, що високошвидкісні процеси можуть протікати як детонації чи дефлаграции (повільного горіння). Детонація відрізняється від горіння тим, що хімічні реакції і процес виділення енергії йдуть з утворенням ударної хвилі в реагуючій речовині, і залучення нових порцій вибухової речовини в хімічну реакціювідбувається на фронті ударної хвилі, а не шляхом теплопровідності та дифузії, як при повільному горінні. Відмінність механізмів передачі енергії та речовини впливають на швидкість протікання процесів і на результати їх дії на навколишнє середовище, проте на практиці спостерігаються різні поєднання цих процесів і переходи горіння в детонацію і назад. У зв'язку з цим зазвичай до хімічних вибухів відносять різні процеси, що швидко протікають без уточнення їх характеру.

Хімічний вибух неконденсованих речовин від горіння відрізняється тим, що горіння відбувається, коли горюча суміш утворюється в процесі горіння. :36

Існує жорсткіший підхід до визначення хімічного вибуху як виключно детонаційного. З цієї умови з необхідністю випливає, що при хімічному вибуху, що супроводжується окислювально-відновною реакцією (згорянням), згоряюча речовина та окислювач повинні бути перемішані, інакше швидкість реакції буде обмежена швидкістю процесу доставки окислювача, а цей процес, як правило, має дифузійний характер. Наприклад, природний газ повільно горить у пальниках домашніх кухонних плит, оскільки кисень повільно потрапляє до області горіння шляхом дифузії. Однак, якщо перемішати газ з повітрям, він вибухне від невеликої іскри - об'ємний вибух. Існують дуже небагато прикладів хімічних вибухів, що не мають своєї причини окислення/відновлення, наприклад реакція дрібнодисперсного оксиду фосфору(V) з водою, але її можна розглядати і як

Вибухова травма виникає при вражаючий вплив вибуху на людей у замкнутому просторі або на відкритій місцевості, що зазвичай характеризується відкритими та закритими пораненнями, травмами, контузією, крововиливами, у тому числі у внутрішні органи людини, розривами барабанних перетинок, переломами кісток, опіками шкіри та дихальних шляхів, задухою чи отруєнням, посттравматичним стресовим розладом.