Введение

Условия Чапмана–Жюге приблизительно выполняются в детонационных волнах в мощных взрывчатых веществах. Они утверждают, что детонация распространяется со скоростью, при которой реагирующие газы достигают скорости звука (в системе отсчёта ведущей ударной волны) к моменту завершения реакции. Дэвид Чапман и Эмиль Жюге первоначально (около 1900 года) сформулировали это условие для бесконечно тонкой детонации. Физическая интерпретация этого условия обычно основана на более позднем моделировании (около 1943 года) Якова Борисовича Зельдовича, Джона фон Неймана и Вернера Дёринга (так называемая ZND-модель детонации). В рамках ZND-модели газы входят в ведущую ударную волну со сверхзвуковой скоростью и сжимаются за фронтом ударной волны до высокой плотности, переходя в дозвуковой поток. Это резкое изменение давления инициирует химический (или, в некоторых случаях, как при взрывах пара, физический) выброс энергии. Выброс энергии разгоняет поток обратно до локальной скорости звука. Довольно просто, исходя из одномерных уравнений газовой динамики для установившегося течения, можно показать, что реакция должна прекращаться на звуковой ("CJ") плоскости, иначе в этой точке возникнут резко возрастающие градиенты давления. Звуковая плоскость формирует так называемую точку удушения, которая позволяет ведущей ударной волне и зоне реакции двигаться с постоянной скоростью, не подвергаясь воздействию расширения газов в области разрежения за плоскостью CJ. Эта простая одномерная модель достаточно успешно объясняет детонации. Однако наблюдения структуры реальных химических детонаций демонстрируют сложную трёхмерную структуру, в которой отдельные части волны движутся быстрее средней скорости, а другие – медленнее. Действительно, такие волны гаснут при разрушении их структуры. Теория детонации Вуда–Кирквуда позволяет учесть некоторые из этих ограничений.