Моделирование взрыва Тунгусского космического тела имеет большое значение для выяснения механизма взрыва и природы космического тела.
Радиальный вывал леса в тайге могла произвести или взрывная сферическая волна, или цилиндрическая баллистическая волна, образовавшаяся при полете космического тела со сверхзвуковой скоростью при большом угле наклона траектории, не менее 30°. Учитывая конкретные условия взрыва космического тела в полете и взаимодействие взрывной и баллистической волн, радиальный по характеру и двухлепестковый по форме вывал леса, произведенный Тунгусским взрывом, можно моделировать по двум различным вариантам:
1. Вывал леса произвела в основном баллистическая волна, взрывная волна имела второстепенное значение. Мощность баллистической волны при этом должна быть сравнима или больше мощности взрывной волны, Е ЕЬ; угол наклона траектории 30°.
2. Вывал леса произвела взрывная волна, баллистическая волна имела второстепенное значение. При этом мощность баллистической волны не менее, чем на порядок меньше мощности взрыва: Е << ЕЬ. В этом случае некоторое отклонение вывала леса от строгой радиальности, появление «крыльев» области поваленного леса и проявление некоторой осевой симметрии можно объяснить взаимодействием взрывной и баллистической волн. Мощность баллистической волны была недостаточной для того, чтобы повалить деревья, но вполне достаточной, чтобы при встрече и пересечении изменить первоначальное направление взрывной волны. Угол наклона траектории < 30°.
Критерием правильности моделирования Тунгусского взрыва является соответствие формы и структуры модельного «вывала» с действительным Тунгусским вывалом леса. Структура Тунгусского вывала леса определяется его радиальностью и характеризуется распределением угловых и линейных отклонений направлений поваленных деревьев от эпицентра. Особенно большую информацию о структуре вывала леса имеет поле линейных отклонений. Таким образом, моделирование Тунгусского вывала леса должно проводиться как по форме, так и по структуре.
В настоящее время Тунгусский вывал леса промоделирован только по первому варианту (М. А. Цикулин и И. Т. Зоткин. ДАН СССР, 1966, т. 167, № 1, 59). В этом случае моделирование вывала леса получилось только по форме, а по структуре он остался непромоделированным, т.к. распределение угловых и линейных отклонений модельного «вывала» (по первому варианту) существенно отличается от распределения этих отклонений действительного вывала леса в тайге.
Для полноты исследования необходимо провести моделирование ударной волны Тунгусского взрыва как по первому, так и по второму варианту.
Исходные данные:
1. Средний радиус вывала леса R = 25 км.
2. Общая энергия взрыва Е = 4 1023 эрг.
3. Высота взрыва H = 5—10 км.
4. Угол наклона траектории к поверхности земли = 0—30°.
5. Протяженность взрыва / = 0,5—1 км.
В модели Цикулина использовался детонирующий шнур с линейной энергией взрыва еi=6,3*109 эрг-см, критическое избыточное давление, при котором сгибалась модель дерева (проволочка) Рк =0,35 кг/см2.
Привязываясь к этим данным и приняв масштаб модели 1:200, можно провести моделирование при следующих условиях:
1. а) Взрыв тела имитирует взрыв куска детонирующего шнура (или нескольких шнуров) длиной 5—10 см с линейной энергией еiЬ = 6,3* 1010 эрг/см.
б) Баллистическую волну имитирует взрыв детонирующего шнура длиной 1,5—2 м с линейной энергией elЬ =6,3*109 эрг/см, т. е. eiЬ/elЬ 10 на расстоянии
r2 = 21/2 Hо, Р < Рк /2
в) Высота «взрыва» Н0 = 25—50 см.
г) Угол наклона траектории к поверхности Земли =0°, 10°, 15°, 20°, 30°. е, ib
2. а) б)
eiЬ/elЬ 100
на расстоянии
r2 = 21/2 Hо, Р < Рк /2
в) Hо = 25—50 см.
г) = 0°, 10°, 15°, 20°, 30°.
3. а) Вывал «леса» только взрывом— детонирующий шнур длиной 5—10 см, eiЬ= 6,3 * 1010 эрг/см.
4. Вывал леса только баллистической волной — детонирующий шнур длиной 1,5—2 м с линейной энергией elb = 6,3*109 эрг/см, = 0°, 10°, 15°, 20°, 30°.
5. Вывал леса взрывной и баллистической волной.
а) Взрыв — детонирующий шнур длиной 5—10 см eib = 2,5 *1010 эрг/см.
б) Баллистическая волна — детонирующий шнур длиной 1,5—2 м, eib =6,3 эрг/см, еib /elb =4, на расстоянии r2 = 21/2 Hо, Р > Рк на границе «вывала леса» Р = Рк .
в) Но = 25—50 см.
г) = 0°, 10°, 15°, 20°, 30°.