책상 옆 도서관

폭약에 충격파가 입사하고 폭굉을 시작하면 폭약 안에서 진행하는 충격파 직후의 반응대가 나타나며, 반응이 아직 일어나지 않은 부분에 초음속으로 반응을 전파한다. 고성능 폭약의 경우 폭굉 반응의 전파속도는 3,000~8,000 m/s 정도이다. 대기 중에서 폭발하는 경우 폭굉으로 충격파가 폭약 표면에 도달하면, 공기 중에도 충격파가 전달한다. 폭약의 폭발로 생긴 고온, 고압의 가스는 주위 공기를 압축하여 외부에 구면 모양으로 퍼지는 초음속 충격파(shock wave)를 만든다.

충격파의 선단(先端)은 충격 파두면(blast wave front face)이라는 매우 급격한 압력 상승 면을 동반한다. 충격 파두면의 압력은 정과압(static overpressure)이라고 하며, 대기압(ambient air pressure)보다 압력이 높다. 또한, 정과압의 최대 압력은 피크 과압(peak overpressure)이나 최대 과압(最大 過壓)이라고 한다. 충격파가 대기를 진행하면 충격파 뒤쪽 공기의 압력, 밀도, 온도를 높일 뿐만 아니라, 공기 입자를 가속하여 입자속도를 발생시킨다. 이 압력은 동압(動壓, dynamic pressure)이라고 하며, 입자속도와 공기 밀도의 함수이다. 

폭약의 폭발현상으로 발생한 공기의 움직임을 폭풍(blast) 또는 폭풍파(爆風波, blast wave)라고 하고, 충격파에 이은 후방의 폭풍파는 압력파(壓力波)라고 한다. 폭풍파가 어느 곳에 초 후에 도달하면 다음 그림과 같이 압력 변동이 생긴다. 이때 폭풍에 의해 발생하는 압력을 폭풍압(爆風壓) 또는 폭압(暴壓)이라고 한다. 폭풍이 도달할 때까진 대기압($ p_0 $) 상태이며, 도달하면 압력이 순간적으로 상승하여 피크 과압에 도달한 후, 압력이 급격히 감소하여 대기압 이하의 압력(음압: underpressure)으로 떨어졌다가 다시 대기압으로 돌아온다. 

또한, 폭풍이 공기 중에서 전파될 때의 압력은 입사압(入射壓, incident pressure)이라고 하며, 고체 상태의 장애물에 작용한 후 반사될 때의 압력은 반사압(反射壓, reflected pressure)이라고 한다. 폭발실험으로 폭풍압을 측정할 땐 입사압은 왼쪽 그림의 방법으로, 반사압은 오른쪽 그림의 방법으로 측정할 수 있다.