3. Обеспечение безопасности персонала аварийном подрыве ла.

При проектировании стартовых комплексов для ЛА одним из важных вопросов является обеспечение безопасности обслуживаю­щего персонала в аварийной ситуации, которая оценивается веро­ятностью несчастных или смертельных случаев при подрыве ЛА вблизи точки старта.

Если после запуска на ЛА возникает аварийная ситуация, т.е. значении каких-то параметров превышают допустимые, то специальная служба с помощью радиоуправляемых бортовых детонато­ром поджигает удлиненные заряды системы аварийного подрыва, которые осуществляют разрыв корпуса ЛА. В результате этого дав­ление в камере сгорания падает и заканчивается активный участок Полета.

Поскольку мощность зарядов аварийного подрыва мала, то Детонация топлива при срабатывании этих зарядов невозможна. Однако, хоти ЛА и не детонирует, но он разваливается на множество обломков, среди которых имеются большие куски, в том числе и горящие, и, следовательно, имеется реальная опасность поражения горящими обломками. Это опасность особенно велика в начальный период полета, когда большая часть топлива еще не сгорела. На более поздней стадии полета топлива остается меньше, а горящие куски проходят больший путь прежде чем ударится о поверхность земли. По этому при анализе ситуации аварийного подрыва одним из определяющих параметров является момент его осуществления.

Степень риска для обслуживающего персонала характеризуется вероятностью поражения человека, которая, в свою очередь, определяется математическим ожиданием несчастного случая и позволяет предсказать возможное число этих случаев, если произошло падение обломков и топлива на землю и эти обломки взорвались.

Для правильной оценки математического ожидания числа несчастных случаев необходимо учитывать следующие факторы, которые могут быть сгруппированы в две категории:

• Характеристики ЛА, которые определяют расчетную дальность, вероятность возникновения неисправностей в полете, количество и тип топлива, а так же характер разлета частей ЛА под действием аэродинамических сил и в результате срабатывания системы аварийного подрыва.

• Характеристики внешних условий, которые определяются расположением стартовой позиции и азимутом пусков, направлением и скоростью ветра, распределением обслуживающего персонала вблизи трассы полета.

Определение площади зоны несчастного случая от осколков. Зоной несчастного случая является та область, на которой человек мог бы получить травму от прямого попадания падающего или рикошетирующего обломка ЛА или избыточного давления, явившегося следствием взрыва ступени ЛА. Это зона является функцией времени, так как она уменьшается с увеличением време­ни полета из-за выгорания топлива.

Детально описать форму и массу каждого куска из всей со­вокупности осколков не представляется возможным. Поскольку не­которые приборы, узлы и элементы конструкции JIA остаются неповрежденными, то для этих элементов площадь зоны несчастного случая может быть определена на основании чертежей. Однако куски горящего топлива имеют разнообразную форму и размеры, а поэтому точное определение зоны несчастных случаев для них не­возможно и имеет смысл предположить, что все эти куски имеют форму прямоугольных параллелепипедов.

Влияние присутствия человека на величину площади зоны несчастного случая, соответствующей отдельному осколку, может быть учтено увеличением этой зоны на величину площади, занимаемой стоящим человеком и принимаемой равной 0,186 м² . Если осколок очень мал и падает на площадь 0,186 м², то все равно про­изойдет несчастный случай, т.е. минимальная зона несчастного случая 0,186 м². Бели осколок имеет площадь большую, чем пло­щадь, занимаемая человеком, то за пределами этой зоны на рас­стоянии 0,61 м от ее границы по крайней мере часть тела человека будет поражена.

Следовательно, зона несчастного случая, причиной которого являются осколки, получается с помощью преобразования плановой проекции осколка в равновеликий круг с последующим добавлением 0,61 м к его радиусу для учета размеров человеческого тела.

Где - площадь зоны несчастного случая от осколка; площадь проекции осколка в плане.

Это выражение позволяет вычислить площадь зоны несчастного случая, соответствующую каждому осколку, для людей под открытым небом.

Результаты, получаемые по этой формуле, имеют запас, так как формула дает завышенную оценку площади зоны несчастного случая на территориях с высокой плотностью осколков.

Определение площади зоны несчастного случая от ударной волны. Для определения избыточного давления в зависимости от расстояния и массы тротила существует несколько эмпирических формул. Одна из них, формула Кингери, выведена с помощью из менения давления при взрывах 5-100 т тротила. Радиус, на котором ожидается данное значение максимального избыточного давления, определяется по формуле

где R — расстояние до центра взрыва, м; К₂ — массовая часть, соответствующая тротиловому эквиваленту (по некоторым данным К₂= 0,05 - 0,2 для JIA с РДТТ); М₃ — масса твердотопливного заряда в момент аварийного подрыва; К₁— коэффициент, зависящий от величины избыточного давления, при котором определяется R.

Избыточное давление 14,7 КПа повреждает барабанные перепонки у человека, 35 КПа — повреждает легкие, а 70 КПа — может оказаться смертельным.

Если под несчастным случаем понимать повреждение барабанных перепонок, то площадь зоны несчастного случая определится из общей формулы

Избыточное давление 21 КПа приводит к несчастным случаям обслуживающего персонала, находящегося в легких деревянных постройках, а 35 КПа — в каменных постройках, причем деревянные постройки разрушаются полностью, а каменные здания могут быть как разрушены, так и частично повреждены.