การระเบิด Explosions

Topics นิยาม (Definition) คำศัพท์ (Explosion Terminology) พื้นฐานของการระเบิด (Explosion Basics) ชนิดของการระเบิด (Explosive Types) คลื่นการทำลาย (Blast Damage) แบบจำลองการระเบิดของ TNT (TNT Explosion Model) TNT Equivalence Factors TNT Equivalence of Bombs การกระจายของวัตถุห่อหุ้มระเบิด (Fragmentation Devices) ระเบิดนิวเคลียร์ (Nuclear Explosions)

นิยามของการระเบิด ในบทนี้เราจะเรียนเกี่ยวกับสมการในการระเบิดซึ่งเป็นสิ่ง ที่สำคัญในการพัฒนาเกมให้ความสมจริง การระเบิด คือ การที่พลังงานจากปฏิกิริยาที่ถูก ปลดปล่อยออกมาทันทีทันใดในรูปแบบต่างๆได้แก่ แสง , ความร้อน, เสียง และคลื่นจากการระเบิด(Blast wave)

คำศัพท์ที่สำคัญ Autoignition temperature คือ อุณหภูมิที่วัตถุติดไฟ อัตโนมัติ ยกตัวอย่าง Kerosene(น้ำมันก๊าด) มีอุณหภูมิ ที่ 463 K Blast wave คือ คลื่นกระแทกที่เกิดจากการระเบิด เป็นพื้นที่ทีมีความดันสูงแผ่ขยายมาจากจุดระเบิดหรือ point of explosion Heat of explosion พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการ ระเบิดหน่วยเป็น J/Kg Overpressure คือ ความแตกต่างของความดันที่เกิด จาก Blast wave เทียบกับความดันบรรยากาศ

พื้นฐานของการระเบิด (Explosion Basics) การระเบิดการการปล่อยพลังงานออกมาอย่างทันทีทันใด ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี ปฏิกิริยานิวเคลียร์ หรือ กระบวนการอื่นๆ การระเบิดเกิดในช่วงเวลาสั้นๆในหน่วยประมาณ มิลลิวินาที อากาศจะถูกขยายตัวไปทุกทิศทางออกจาก Point of explosion กลายเป็นคลื่นที่เรียกว่า Blast wave Blast wave ในบางครั้งมีความเร็วสูงกว่าความเสียง Blast wave จะมีการสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็วตาม ระยะทางที่เพิ่มขึ้นนับจาก Point of explosion ซึ่ง ความดันของ Blast wave เราจะเรียกว่า Overpressure เนื่องจาก Blast wave ขยายตัวอย่างรวดเร็ว ด้านหลัง ของ Blast wave จึงกลายเป็นพื้นที่ที่มีความดันต่ำที เรียกว่า “Sucks”

พื้นฐานของการระเบิด (Explosion Basics) เมื่อ Blast wave เคลื่อนออกไปสักพักก็จะมีคลื่นตี กลับไปยังจุด Sucks ที่มีขนาดใกล้เคียงกับ Blast wave Blast wave จะมีผลกระทำต่อวัตถุ โดยขึ้นอยู่กับพื้นที่ ผิวที่คลื่นกระทบ (กระทบมากทำลายเยอะ)

ชนิดของการระเบิด (Explosive Types) Gunpowder Nitroglycerine Dynamite TNT Ammonium Nitrate C4

Tunneling การขุดอุโมงค์ Mining การทำเหมือง detonation การระเบิด

คลื่นการทำลาย (Blast Damage) หน่วยของความดันเป็น N/m2 ตารางที่ 1 การทำลายสิ่งก่อสร้าง Serious structural โครงสร้างหลัก Collapse พังทลาย

คลื่นการทำลาย (Blast Damage) หน่วยของความดันเป็น N/m2 ตารางที่ 2 อาการบาดเจ็บ Lungs ปอด Possibly fatal อาจจะเป็นอันตรายถึงชีวิต Fatalities เสียชีวิต

แบบจำลองการระเบิดของ TNT (TNT Explosion Model) Scaled distance , Z d : distance from the point of explosion (m) m : mass of TNT (kg)

แบบจำลองการระเบิดของ TNT (TNT Explosion Model) Overpressure , Po Po : overpressure(N/m2) Pa : atmospheric pressure(N/m2) at sea level 101,325 N/m2

สรุปการคำนวณหาค่า Blast wave ของระเบิด TNT 1. หาค่า Scale distance(Z) จากสมการ 2.ใช้ Scale distance(Z) คำนวณค่า Overpressure(Po) 3. ใช้ตารางที่ 1 และ 2 เปรียบเทียบการทำลายจาก คลื่น Blast wave

Blast damage d Po แปรผกผันกับ Z

TNT Equivalence Factors

TNT Equivalence of Bombs

Example เกิดเหตุระเบิดขึ้นโดยที่มีผู้ได้รับบาดเจ็บ 1 คน ซึ่งอยู่ห่างจากจุดที่เกิดเหตุระเบิดประมาณ 8 เมตร โดยเจ้าหน้าที่พบว่าระเบิดที่พบนั้นเป็นชนิดเดียวกันกับระเบิด TNT ซึ่งมีขนาด 5 กิโลกรัม จงหาค่าของ overpressure (Po) เมื่อกำหนดให้ค่า Pa เท่ากับ 101,325 N/m2 1. 2.

การกระจายของวัตถุห่อหุ้มระเบิด(Fragmentation Devices) Mc คือมวลของระเบิด TNT (Kg) Me คือมวลของโลหะที่ห่อหุ้ม (Kg) K คือ ค่าคงที่ของลักษณะระเบิด

การกระจายของวัตถุห่อหุ้มระเบิด(Fragmentation Devices) ระเบิดมือ M61 มีปริมาณ 0.185 กิโลกรัมของสารระเบิด ซึ่งสามารถปล่อยพลังงานความร้อนได้ 4.40e+6 J/Kg มวลของโลหะที่เป็นลูกระเบิดมีปริมาณเป็น 0.210 กิโลกรัม ระเบิดเป็นลูกน้อยหน่า จงหาความเร็วของการ กระจายตัวของโลหะที่ห่อหุ้ม

ระเบิดนิวเคลียร์ (Nuclear Explosions) เป็นปฏิกิริยาทางเคมี (Chemical reaction) มีลักษณะการระเบิดเป็นรูปเห็ด (Mushroom cloud) มีพลังงานที่ปล่อยออกมาประมาณ 1 พันล้านตันของ ระเบิด TNT ประมาณ 35% ของพลังงานที่ปล่อยออกมาจะกลายเป็น ความร้อน