Calculateur de rayon d'explosion

Ce calculateur de rayon d'explosion estime la distance à laquelle une explosion en phase condensée produit encore une surpression incidente de crête choisie. Saisissez la masse explosive en kilogrammes, un facteur d'équivalence TNT et une surpression cible en kilopascals. Le moteur convertit la charge en masse équivalente TNT, inverse la courbe de surpression en distance réduite de Kinney–Graham par une dichotomie fixe et renvoie le rayon de Hopkinson–Cranz en mètres. Les seuils de criblage typiques comprennent environ sept kilopascals pour le bris de vitres et environ trente-cinq kilopascals pour des dégâts graves aux bâtiments. Le modèle est une idéalisation d'onde de choc en champ libre : il omet réflexions, confinement, terrain et blessures.

Ce que signifient la distance réduite et la surpression de crête

La mise à l'échelle par racine cubique de Hopkinson–Cranz est le moyen standard du premier ordre pour comparer des ondes de choc aériennes issues de masses de charge différentes. Deux explosions géométriquement semblables produisent la même surpression de crête à la même distance réduite Z, définie comme le rayon physique R divisé par la racine cubique de la masse équivalente TNT W. C'est pourquoi huit kilogrammes de TNT, à la même surpression, portent deux fois plus loin qu'un kilogramme : la racine cubique de huit vaut deux.

L'équivalence TNT convertit un explosif réel en une masse équivalente de TNT à l'aide d'un facteur publié d'efficacité relative, de sorte qu'une charge de C-4, d'ANFO ou de poudre noire peut être criblée avec la même courbe de surpression après multiplication. Ce calculateur inverse ensuite la formule de surpression incidente de Kinney–Graham de 1985, qui donne le rapport de la surpression de crête à la pression atmosphérique standard comme une fonction décroissante et lisse de Z.

Le rapport utilise le produit fermé de trois dénominateurs en racine carrée que Kinney et Graham ont ajustés à des données d'onde de choc en champ libre, avec P-zéro égal à cent un virgule trois deux cinq kilopascals. Résoudre Z à votre surpression cible, puis multiplier par la racine cubique de W, donne le rayon en mètres.

La surpression incidente de crête est le saut brusque de pression au-dessus de l'ambiance sur une surface parallèle au front d'onde ; ce n'est ni la pression réfléchie sur un mur de face, ni l'impulsion, ni un rayon de fragments. Les points de contrôle habituels de planification comprennent environ sept kilopascals, près d'une livre par pouce carré, pour le bris de vitres, et environ trente-cinq kilopascals, près de cinq livres par pouce carré, pour des dégâts structurels lourds. Ces points sont des chiffres de criblage, pas des critères de blessure.

Le moteur est un modèle de source ponctuelle en champ libre : il n'a ni réflexion au sol, ni canyon urbain, ni bunker, ni météo Monte Carlo.

Où une estimation de rayon d'explosion a sa place — et où elle n'en a pas

Les ingénieurs de sécurité des procédés utilisent un rayon d'explosion en distance réduite comme premier contour lors du criblage du stockage de matières énergétiques, des croquis de conséquences d'accident ou de la distance de recul autour d'une unité de procédé, avant d'ouvrir un classeur Kingery–Bulmash complet ou une simulation de dynamique des fluides numérique.

Enseignants et étudiants rencontrent la même identité de racine cubique dans les cours de physique des explosions et de protection civile : étant donné la masse, l'équivalence TNT et une surpression de manuel, quelle est R, et huit fois la masse double-t-elle vraiment la distance. Cette page n'est pas une aide à la conception d'armes, ni un tableau de létalité, ni un substitut à UFC 3-340-02, à un consultant en explosions agréé ou à un calcul de pression réfléchie sur une façade réelle.

Préférez-la lorsque vous disposez déjà d'une masse de charge, d'un facteur TNT publié et d'un seuil de surpression en champ libre en kilopascals ; convertissez d'abord les livres et les livres par pouce carré si votre document source est impérial. Gardez les requêtes dans les limites documentées, figez le rayon arrondi dans les tests, et souvenez-vous que le sol, les bâtiments et le confinement peuvent déplacer le vrai contour d'un facteur important.

Associez le calculateur à d'autres aides de physique déterministes et gratuites lorsque vous assemblez un petit laboratoire d'outils de criblage plutôt qu'un modèle de conséquences complet.