Ударна хвиля: чому вона б'є вибірково і навіщо заклеювати вікна

Повітряні тривоги, мерзотне стрекотіння «шахедів», свист ракет, що пролітають десь далеко в небі (а здається, в твоїй головою), робота ППО, вибухи – все це звуки війни та реальність нашого часу. Одна із жахливих сьогоднішніх реалій – ударна хвиля. Вона смертоносна та беззвучна. KP.UA зібрав найважливіші питання щодо неї.

Що таке ударна (вибухова) хвиля?

Ударна хвиля - ділянка сильного стиснення повітря, яке поширюється з надзвуковою швидкістю на всі боки від центру вибуху. Хвиля складається із зони стиснення, де тиск вище атмосферного, і зони розрядження, де тиск нижче атмосферного. Передній фронт ударної хвилі окреслений різким кордоном і має високу енергію.

Для розуміння вчені порівнюють її з цунамі, коли за першою хвилею, що руйнує, рухаються спокійніші, що згасають, і менш руйнівні. Залежно від потужності вибуху вона може поширюватись на сотні метрів і навіть кілометри.

Що швидше – почути звук вибуху чи відчути ударну хвилю?

Швидкість звуку – 343 м/с, ударної хвилі – 350 м/с. Тобто під час вибуху людина спочатку відчує вплив вибухової хвилі і лише через мікросекунди почуємо сам вибух. Втім, це теоретично. На практиці обидві події для будь-якої живої істоти відбудуться одночасно – навряд чи ми встигнемо їх розрізнити.

До речі, за перші 2 секунди ударна хвиля проходить близько 1000 м, за 5 секунд – 2000 м, за 8 секунд – близько 3000 м.

Чи завжди її руйнівна сила йде по прямій?

Ні. Одна із каверзних особливостей ударної хвилі – її непередбачуваність. Деякі ефекти вибуху здаються дивними. Наслідки її впливу можуть бути вибірковими.

Як виходить, що серед кількох будинків, що стоять поруч, видимі пошкодження отримують не всі, іноді один з десятка. Або, наприклад, чому в одній квартирі вікна вибило, а в сусідній - ні? Подібно до інших хвиль, ударна також відбивається від перешкод і в тому числі - від стін будинків. Внаслідок багаторазового відбиття вулицею хвиля біжить із певною періодичністю. Навіть далеко від місця вибуху, де інтенсивність хвилі недостатня для видавлювання скла, в силу цієї періодичності деякі шибки все ж таки тріскаються і лопаються.

- Якщо перед вікном є якась споруда, яка здатна виконати функцію екрана, то в таких будівлях вікна можуть не випадати. У той же час в інших будівлях вікна випадатимуть. Ці екрани відображають хвилі, тож вікна й стоять, – розповідає KP.UA доктор технічних наук Наталія Зуєвська.

Ще один ефект спостерігається на вузьких вулицях. Це явище хоч і зустрічається рідше, але також має руйнівну силу (іноді навіть більшу, ніж дія первинного удару хвильового фронту). Хвиля стиснення, поширюючись уздовж вулиці, виганяє з неї повітря. Розріджене повітря, що утворюється таким чином, вириває вікна і двері назовні.

Наскільки наші будинки готові її витримати?

Готові, але лише частково. Все залежить від запасу міцності будівлі. Зрозуміло, більшість будинків будувалися без урахування можливого ризику впливу ударної хвилі.

– Будівельники не звикли працювати із динамічними хвилями. Будинки розраховані на статичні навантаження. Тобто збудували, навантажили ґрунти, і споруда так і стоїть… Це статичне навантаження. Дія вибуху – зовсім інший принцип. Це динамічні хвилі, вони йдуть від 3 до 8 мілісекунд. Спочатку на об'єкт йде сильне навантаження, а потім розвантаження. Тому й руйнуються конструкції після дії на них ударної хвилі, – каже Наталія Зуєвська.

На думку вченої, сьогодні під час будівництва потрібно враховувати досвід країн, які перебувають у стані постійного ризику обстрілів. Насамперед йдеться про Ізраїль.

– Там мають будівельні стандарти для нових споруд. Вони передбачають обов'язково поглиблений фундамент, в яких мають бути паркінги, які також служать і бомбосховищами. Також у них передбачають збільшення діаметра арматури при будівництві, щоб надати будинку додаткову стійкість, – каже наша співрозмовниця.

Чим ця хвиля небезпечна для людини?

Головною причиною травм людини, що потрапила під дію ударної хвилі на відкритому просторі, стає миттєве підвищення тиску повітря, що сприймається як різкий удар. При цьому можливі пошкодження внутрішніх органів, розрив кровоносних судин, барабанних перетинок, струс мозку, переломи та вивихи. Якщо ж людина знаходиться в закритому приміщенні, але не в укритті, тоді головна небезпека від ударної хвилі - уламки зруйнованих стін, і найбільш численні випадки - порізи від скла.

Чому ударна хвиля вибиває у вікнах скло і навіщо їх заклеювати?

На скло ударна хвиля впливає як звичайний удар (як, наприклад, футбольний м'яч), тому воно і вилітає.

Чим може допомогти у цьому випадку заклеювання вікон? Ну як мінімум, це зменшить дрібну вібрацію, підвищуючи шанси скла вистояти. І загалом не дуже важливий матеріал, який використовується вами для цих цілей. Це може бути звичайний прозорий чи будівельний скотч, смужки картону чи старих газет. Так само не важливо, яким візерунком ви «прикрасите» ваші вікна. Але чим більше заклейок буде використано на склі, тим більше шансів, якщо воно все-таки не витримає і піде тріщинами, то не розлетиться по всій кімнаті дрібними осколками.

Ще один варіант – не щільно закривати вікна за ризику «прильоту». Після оголошення повітряної тривоги потрібно перевести вікна в режим провітрювання, а вже потім йти в укриття. Є шанс, що вікно просто відчиниться, рама може вигнутися, а сам склопакет витримає (правда, тут мова про систему пластикових вікон). А що "старше" скло (адже воно теж з часом «втомлюється») і рами вікна, то менше у нього шансів витримати ударну хвилю.

Підписуйтесь на наші Телеграм та Facebook