Height-of-burst i Mach stem
Artykuł: Mach stem i wysokość wybuchu.
Ten kalkulator pokazuje, dlaczego wysokość detonacji może zmieniać zasięg nadciśnienia przy ziemi. Najważniejsze jest to, że fala padająca z powietrza może odbić się od gruntu i w pewnych warunkach połączyć się w silniejszy front Mach stem. Narzędzie porównuje falę swobodną, wariant powierzchniowy i dydaktyczny model odbicia dla zadanego progu nadciśnienia. Wynik pomaga zrozumieć, dlaczego „największy zasięg skutków” nie zawsze oznacza detonację na samej powierzchni. Model nie jest pełnym CONWEP height-of-burst, bo używa wygładzonego mnożnika i uproszczonej diagnostyki przejścia odbicia.
✓ Model zweryfikowany — szczegółowa walidacja
Porównanie fali swobodnej i naziemnej
| Odległość skośna od punktu wybuchu | 1,282 km |
|---|---|
| Wysokość skalowana H/W^(1/3) | 165,78 m/kt^(1/3) |
| Odległość skalowana R/W^(1/3) | 442,08 m/kt^(1/3) |
| Kąt padania proxy | 20,56° |
| Nadciśnienie free-air po skośnej | 34,54 kPa |
| Nadciśnienie surface-burst w tej odległości | 53,83 kPa |
| Nadciśnienie HOB po odbiciu/Mach | 94,08 kPa |
| Mnożnik odbicia/Mach dla punktu | 2,72 — Mach stem / odbicie nieregularne |
| Iloraz surface/free-air | 1,56 |
| Parametr słabego szoku a | 0,459 |
| Akustyczna liczba M_a | 0,24348 |
| Diagnostyka przejścia | poniżej konturu a=0,8: model słabego szoku sprzyja odbiciu nieregularnemu; poza ścisłym zakresem akustycznym; traktuj jako wskaźnik, nie kryterium projektowe |
| Klasa dydaktyczna wysokości | airburst z możliwym Mach stem |
| Mach stem | warunki sprzyjające połączeniu fali padającej i odbitej |
| Największy promień dla progu | 2,417 km przy H = 380 m |
Tabela height-of-burst dla progu 35,00 kPa
| H/W^(1/3) [m/kt^(1/3)] | H [m] | Promień progu [km] | Mnożnik | Reżim |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1.535 | 1.00 | surface/contact |
| 20 | 54 | 1.784 | 1.74 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 40 | 109 | 1.919 | 1.94 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 60 | 163 | 2.057 | 2.16 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 80 | 217 | 2.189 | 2.36 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 100 | 271 | 2.300 | 2.54 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 120 | 326 | 2.379 | 2.67 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 140 | 380 | 2.417 | 2.74 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 160 | 434 | 2.408 | 2.74 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 180 | 489 | 2.351 | 2.67 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 200 | 543 | 2.251 | 2.54 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 220 | 597 | 2.117 | 2.36 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 240 | 651 | 1.958 | 2.16 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 260 | 706 | 1.788 | 1.94 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 280 | 760 | 1.608 | 1.73 | Mach stem / odbicie nieregularne |
| 300 | 814 | 1.471 | 1.59 | odbicie regularne |
| 320 | 869 | 1.459 | 1.61 | odbicie regularne |
Wiersz pogrubiony daje największy promień w tej tabeli. To skan dydaktyczny: używa fali padającej Kingery-Bulmash, prostego współczynnika odbicia i gładkiego przejścia do Mach stem, a nie pełnych wojskowych tablic CONWEP.
Profil ciśnienia w Mach stem według krzywej V-6
| x = wysokość celu / wysokość potrójnego punktu | F(x) | Interpretacja |
|---|---|---|
| 0.0 | 0.994 | dolna część Mach stem; możliwe wzmocnienie względem gruntu |
| 0.2 | 1.301 | dolna część Mach stem; możliwe wzmocnienie względem gruntu |
| 0.4 | 0.925 | środkowa część profilu |
| 0.6 | 0.779 | środkowa część profilu |
| 0.8 | 0.718 | okolica potrójnego punktu; relacja szybko słabnie |
| 1.0 | 0.464 | okolica potrójnego punktu; relacja szybko słabnie |
Krzywa V-6 z pracy ADA159214 daje mnożnik nadciśnienia wzdłuż Mach stem, ale wymaga znanej wysokości potrójnego punktu. Ten kalkulator pokazuje sam profil F(x); pełne użycie wymaga osobnego solvera trajektorii potrójnego punktu opartego o dane EM-1/Horizons.
Brakujący blok fizyki: pełny height-of-burst wymaga tablic przejścia regularne/Mach,
wysokości potrójnego punktu i walidacji promieni progowych. Parametr a pochodzi z
teorii słabego szoku, a krzywa V-6 z półempirycznego opracowania Mach stem; oba
elementy są diagnostyką dydaktyczną, nie pełną tabelą CONWEP.
Audyt modelu: Height-of-burst i Mach stem
Kalkulator pokazuje wpływ wysokości wybuchu na porównanie fali swobodnej i fali z odbiciem od gruntu, liczy dydaktyczny mnożnik odbicia/Mach, skanuje tabelę wysokości skalowanych dla podanego progu nadciśnienia oraz dodaje diagnostykę słabego szoku i profil V-6 dla ciśnienia w Mach stem.
Najważniejsze uproszczenia
- Nie jest pełnym modelem CONWEP height-of-burst.
- Nie liczy wysokości potrójnego punktu ani pełnej geometrii przejścia regularne/Mach; profil V-6 pokazuje tylko zależność od x = wysokość celu / wysokość potrójnego punktu.
- Mnożnik Mach stem jest gładkim modelem edukacyjnym, a nie źródłową tabelą wojskową.
Co można liczyć dokładniej
- Zastąpić gładki mnożnik jawnie zwalidowanymi tabelami CONWEP/DAHS dla progów nadciśnienia.
- Dodać solver trajektorii potrójnego punktu oparty o pełne krzywe EM-1/Horizons.
- Dodać wykres promienia progu jako funkcji wysokości.