ДИПЛОМ / Раздел ДП Безопасность и охрана труда, Методические указхапния и примеры расчета / ПРимеры выполнения расчетов по ОТ
.pdfЯдерные боеприпасы, взрывы которых сопровождаются повышенным нейтронным излучением, называют нейтронными.
Очаг ядерного поражения и взрыва взрывчатых веществ может явиться следствием производственной аварии, например, при ядерных взрывах на ра- диационно-опасных объектах, при неправильной транспортировке и хранении взрывчатых веществ.
Психотронноеоружие–это оружие, основанное на воздействиях словесного характера (психогенного) фактора. Боевое оружие для ведения психогеннойвойныдолжно воздействовать на массы людей с целью передачи мыслей, заторможенности, пассивности или вызывания болезней и гибели (табл. 16.1).
Таблица 16.1 – Виды психогенных войн
Психологическая война |
Психотронная война |
Психотропная война |
Воздействие на психику че- |
Воздействие на психику че- |
Воздействие на человека химиче- |
ловека и его сознание с по- |
ловека и его сознание физи- |
ских средств: отравляющих ве- |
мощью слова (устного или |
ческих средств в виде раз- |
ществ, алкоголя, наркотиков, ле- |
письменного) и преследова- |
личных форм электромаг- |
карственных препаратов для из- |
ние агрессивных целей (вос- |
нитных излучений |
менения психического состоя- |
питание покорности и рабст- |
|
ния, умерщвления людей и унич- |
ва) |
|
тожения генофонда |
Информационное оружие – умышленные информационные воздействия, осуществляемые сознательно и целенаправленно для дезориентации населения, порождения паники, утраты ценной информации, внедрение негативной информации, воздействия на психику людей. Информационные воздействия могут быть в виде дезинформации–материала, передаваемого через средства массовой информации с целью дезориентации населения, порождения паники, дестабилизации политической обстановки. К информационному оружию относятся и средства радиоэлектронной борьбы – компьютерные вирусы и логические бомбы.
Обычное оружие – это все огневые и ударные средства, использующие зенитные, артиллерийские, авиационные, стрелковые и инженерные боеприпасы, а также зажигательные боеприпасы и огнесмеси.
Обычные средства поражения
Боеприпасы |
|
Зажигатель- |
|
Фугасные |
|
Осколочные |
|
|
Шариковые |
||||||
объемного |
|
ные боепри- |
|
боеприпасы |
|
боеприпасы |
|
|
боеприпасы |
||||||
взрыва |
|
пасы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Кумулятивные |
|
|
|
Бетонобойные |
|
|
Управляемые |
|
||||||
|
боеприпасы |
|
|
|
боеприпасы |
|
|
авиационные |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бомбы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 16.2. Обычные средства поражения [28]
Термин «обычные средства поражения» стал употребляться после появле-
337
ния ядерного оружия, обладающего более высокими поражающими свойствами, однако, некоторые образцы так называемого обычного оружия по своей эффективности вплотную подошли к оружию массового поражения [41].
Классификация обычных средств поражения представлена на рис. 16.2. Обычное оружие применяется самостоятельно и в сочетании с ядерным
оружием для поражения живой силы противника, уничтожения техники и разрушения объектов различного назначения.
Принцип действия обычных средств поражения приведен в табл. 16.2
Вид |
Принцип поражающего действия |
Назначение |
боеприпаса |
|
|
Боеприпасы |
Детонация, возникающая в смесях горючих га- |
Поражение людей. Разрушение |
объемного |
зов с воздухом (окись этилена, пропил нитрат, |
техники и сооружений. Уничто- |
взрыва (ВОВ) |
диборан, перекись уксусной кислоты). В 100 м |
жение растительности и живот- |
|
от центра взрыва избыточное давление ударной |
ных |
|
волны достигает 100 кПа |
|
Зажигательные |
"Зажигательные вещества: напалмы (на основе |
Уничтожение людей, техники, |
боеприпасы |
нефтепродуктов); пирогели (металлизированные |
транспорта, сооружений. Созда- |
|
смеси); термит и термитные составы (смеси оки- |
ние пожаров |
|
си железа и порошкообразного алюминия) |
|
Фугасные бом- |
Взрыв обычного взрывчатого вещества (тротил, |
Разрушение зданий. Уничтоже- |
бы |
гексоген, октоген и т.п.) с образованием воз- |
ние техники и людей |
|
душной ударной волны |
|
Осколочные |
"Образование огромного количества осколков |
Поражение людей и животных |
боеприпасы |
(от нескольких сотен до нескольких тысяч) мас- |
|
|
сой от долей грамма до нескольких грамм |
|
Шариковые |
"Поражающие элементы - металлические шари- |
Поражение людей и животных |
авиационные |
ки диаметром 2-3 мм. Радиус поражения до 15 м. |
|
бомбы |
|
|
Кумулятивные |
Направленное действие мощной струи продук- |
Разрушение броневых перекры- |
боеприпасы |
тов детонации взрывчатого вещества с темпе- |
тий зданий, сооружений |
|
ратурой 6-7 тыс. градусов и давлением до |
|
|
6105кПа |
|
Бетонобойные |
Авиационная бомба, внутри которой размещен |
Разрушение бетонных и железо- |
боеприпасы |
кумулятивный и мощный фугасный заряд |
бетонных перекрытий, объекта в |
|
взрывчатого вещества и два взрывателя: снача- |
целом |
|
ла срабатывает кумулятивный, затем фугасный |
|
Управляемые |
После сбрасывания с самолета-носителя рас- |
Поражение замаскированных и |
авиационные |
крывается оперение, что увеличивает дальность |
оптических неконтрастных це- |
бомбы |
полета до 65 км. Снабжены теле- и лазерными |
лей |
|
системами наведения |
|
Кроме перечисленных видов обычного оружия разработаны разведывательные ударные комплексы и управляемые авиационные бомбы, которые от-
носятся к образцам высокоточного оружия.
16.2. Очаг поражения при взрыве взрывчатых веществ
Твердые и жидкие энергоносители химических взрывов относятся к классу конденсированных взрывчатых веществ (ВВ).
КонденсированнымиВВназывают твердые вещества с плотностью от 1,5·103
342
до 1,8·103 кг/м3, содержащие в своем составе количество кислорода, достаточное для осуществления взрывной реакции.
Главной характеристикой ВВ считают теплоту взрыва QV – количество энергии, которое выделяется при взрыве 1кг ВВ (кДж/кг).
Отношение теплоты взрыва любого вещества к теплоте взрыва тринитро-
толуола (ТНТ) называют тротиловымэквивалентомα[24].
Тротиловый эквивалент определяется по формуле
α=QV/QV THT |
(16.1) |
где QV THT – энергия взрыва тринитротолуола, кДж/кг (табл. 16.3).
Таблица 16.3 – Теплота взрыва взрывчатых веществ
Взрывчатое вещество |
Теплота взрыва QV, |
Тротиловый |
|
кДж/кг |
эквивалент, α |
Тринитротолуол (тротил, ТНТ) |
4,52·103 |
1 |
Гексоген |
5,36·103 |
1,19 |
Октоген |
5,68·Ю3 |
1,26 |
Нитроглицерин |
6,7·103 |
1,48 |
Тетрил |
4,5·103 |
1 |
Гремучая ртуть |
1,79·103 |
0,395 |
Пикриновая кислота |
4,18·103 |
0,926 |
Азид свинца |
1,54·103 |
0,34 |
В мировой практике выведена формула, устанавливающая зависимость массы заряда от расстояния до объекта с соответствующим уровнем разрушения
|
|
|
|
r = k·3 G , |
(16.2) |
||
где G– масса заряда, кг; |
|
k – константа разрушений; k = 4,7 – полные разрушения; k = 6,4 – сильные разрушения; k=8,2– средние разрушения; k = 13,5–слабые разрушения (без учета подстилающей поверхности).
Избыточное давление при взрыве ВВ определяют по формулам [9]
- воздушный взрыв Pф 84 3Gr 270 3Gr22 2 700 rG3
(16.3)
|
3 |
|
|
|
|
3 |
G2 |
|
2 |
G |
|
|||||||
|
G |
|
|
|||||||||||||||
- наземный взрыв P |
100 |
|
|
|
|
|
430 |
|
|
|
|
|
|
1400 |
|
|
|
(16.4) |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|||||||||
ф |
|
r |
|
|
|
|
|
r |
|
|
r |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
343 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где G·α – масса эквивалентного заряда, кг (Gэкв=G·α); r – расстояние до объекта, м.
Ударная волна поражает незащищенных людей в результате прямого и косвенного воздействия. При косвенном воздействии люди поражаются обломками разрушенных зданий, осколками стекла и другими предметами, перемещающихся под действием скоростного напора (табл. 16.4).
Таблица 16.4 – Степень поражения незащищенных людей
Избыточное дав- |
Травмы |
Характер поражения |
ление |
|
|
Рф, кПа |
|
|
от 20 до 40 |
Легкие |
Легкая общая контузия организма, временное повре- |
|
|
ждение слуха, ушибы и вывихи конечностей |
от 40 до 60 |
Средние |
Серьезные контузии, повреждение органов слуха, |
|
|
кровотечение из носа и ушей, сильные вывихи и пере- |
|
|
ломы конечностей |
от 60 до 100 |
Тяжелые |
Сильная контузия всего организма, повреждение внутрен- |
|
|
них органов и мозга, тяжелые переломы конечностей, |
|
|
возможен смертельный исход |
свыше 100 |
Крайне тяже- |
Травмы часто приводят к смертельному исходу |
|
лые |
|
За пределами зоны слабых разрушений возможны косвенные поражения людей при избыточном давлении 3 кПа, а ранения глаз осколками стекла при 1 кПа.
Возможные потери людей на объекте определяются по формуле [24]
|
n |
(16.5) |
|
П Ci Ni |
|
|
i 1 |
|
где Ni – |
число людей на объекте, чел.; |
|
Сi – |
процент потерь, % (табл. 16.5); |
|
n – число зданий на объекте. |
|
|
Число безвозвратных потерь определяется по формуле |
|
|
|
Nбезв=P·G0,666 |
(16.6) |
где Р- плотность населения, чел/км2; G- масса заряда, т.
Санитарные потери определяются из выражения
Nсан = (3…4)Nбезв |
(16.7) |
344
Результат воздействия ударной волны взрыва на объекты можно определить по табл. 16.6.
Таблица 16.5 – Потери рабочих и служащих на объекте в зависимости от степени защищенности персонала, %.
|
|
|
|
|
|
Степень защищенности персонала |
|
|||||
|
Степень разрушения |
персонал |
|
персонал |
персонал |
|||||||
|
незащищен |
|
находится |
находится в за- |
||||||||
|
зданий, сооружений |
|
|
|
|
|
в зданиях |
щитных сооруже- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ниях |
|
|
|
|
общие |
|
санитарные |
|
общие |
|
санитарные |
общие |
|
санитарные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
слабая |
8 |
|
|
3 |
|
1,2 |
|
0,4 |
0,3 |
|
0,1 |
|
средняя |
12 |
|
9 |
|
3,5 |
|
1,0 |
1,0 |
|
0,3 |
|
|
сильная |
80 |
|
25 |
|
30 |
|
10 |
2,5 |
|
0,8 |
|
|
полная |
100 |
|
30 |
|
40 |
|
15 |
7,0 |
|
2,5 |
|
|
Таблица 16.6 – Уровни разрушений зданий |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Характеристика |
|
|
Избыточное давление, |
|
Константа |
|
|||||
|
повреждения здания |
|
|
|
|
кПа |
|
разрушений |
|
|||
Полное разрушение зданий |
|
|
|
|
70 |
|
|
3,8... 5,6 |
|
|||
Тяжелые повреждения (здание подле- |
|
|
|
33 |
|
|
5,6... 9,6 |
|
||||
жит сносу) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средние повреждения (возможно вос- |
|
|
|
25 |
|
|
9,6... 28 |
|
||||
становление здания) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разбито 90% остекления |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
28 ... 56 |
|
||
Разбито 50% остекления |
|
|
|
|
0.2 |
|
|
более 56 |
|
|||
Разбито 5% остекления |
|
|
|
|
0.05 |
|
|
более 56 |
|
Пример 16.1. На объекте произошел взрыв 1000 кг тротила, на расстоянии 100 м от центра взрыва расположен населенный пункт с одноэтажными деревянными и многоэтажными кирпичными домами. Плотность населения 3000 чел./км2.
Определить радиус зон поражения, избыточное давление на заданном расстоянии, степени разрушения зданий и потери людей.
Решение. Так как по условию примера взрывчатым веществом является тротил, коэффициент α =1, тротиловый эквивалент G·α = 1000·1= 1000кг.
Определяем радиусы зон разрушений по формуле (16.2), подставляя соответствующую константу разрушений k и тротиловый эквивалент G·α:
|
|
|
- зона полных разрушений r 4,7 3 |
1000 47м; |
|
1 |
|
|
- зона сильных разрушений r2 6,4 31000 64м;
345
- зона средних разрушений r3 8,2 31000 82м;
|
|
|
- зона слабых разрушений r 13,5 3 |
1000 135м. |
|
4 |
|
|
Так как расстояние от центра взрыва до объекта 100 м, населенный пункт окажется в зоне слабых разрушений с радиусом по внешней границе 135 м.
Определяем избыточное давление при взрыве тротила на расстоянии 100 м по формуле (16.4) для наземного взрыва, подставляя тротиловый эквивалент
G·α:
Pф 100 (31000/100) 430 (310002 /1002) 1400(1000/1003)= 15.7кПа
По таблице 16.6 находим результат воздействия взрыва с избыточным давлением 15,7 кПа на объекты – кирпичные малоэтажные и многоэтажные дома получат средние разрушения.
Общие потери незащищенных людей (табл. 16.5) составят: при средней степени разрушения 12%; при сильной 80%.
Потери людей, находящихся в зданиях, при средней и сильной степени разрушения составят 3,5% и 30%, соответственно.
Число безвозвратных потерь определяется по формуле (16.6):
Nбезв=P·G0,666= 3·10,666=3чел.
Санитарные потери определяются из соотношения (16.7)
Nсан = (3…4)Nбезв = 12чел.
Площадь зоны чрезвычайной ситуации определим, принимая во внимание радиус зоны слабых разрушений r4 = 135м:
S= π·r2 = 3.14·1352 =57227м2.
Вывод. Безопасным можно считать расстояние 135 м и более (радиус зоны слабых разрушений). Площадь зоны чрезвычайной ситуации составит 57227 м2. Пострадает 15 человек в населенном пункте (безвозвратные + санитарные потери). Объект окажется в зоне слабых разрушений, а здания получат средние разрушения.
Задачи
1 На объекте произошел взрыв 500 кг октогена. На расстоянии 200 м от центра взрыва расположен населенный пункт с многоэтажными кирпичными домами. Плотность населения 4000 чел./км2. Определить радиус зон поражения, избыточное давление на заданном расстоянии, степени разрушения зданий и потери людей.
2 На объекте произошел взрыв 700 кг гексогена, на расстоянии 300 м от центра взрыва расположен населенный пункт с одноэтажными деревянными домами. Плотность населения 2000 чел./км2. Определить радиус зон поражения, избыточное давление на заданном расстоянии, степени разрушения зданий
346
- для воздушного взрыва
r 0,35 3 |
q |
(17.1) |
1 |
|
|
- для наземного взрыва
r 0,4 3 |
q |
(17.2) |
1 |
|
|
где q– мощность боезаряда, кт.
Площадь зоны составляет 15% от площади всего очага.
Зона сильных разрушений r2 с избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа характеризуется безвозвратными потерями (90%) среди населения, полным и сильным разрушением зданий и сооружений. Радиус зоны сильных разрушений r2 определяется по формулам [14]
- для воздушного взрыва
r 0,5 3 |
q |
(17.3) |
2 |
|
|
- для наземного взрыва
r 0,55 3 |
q |
(17.4) |
2 |
|
|
Площадь зоны составляет 10% от площади очага.
Зона средних разрушений r3 с избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа характеризуется безвозвратными потерями среди населения до 20%, средними и сильными разрушениями зданий и сооружений.
Радиус зоны средних разрушений r3 определяется по формулам
- для воздушного взрыва |
|
|
|
|
|
r |
0,75 3 |
|
|
(17.5) |
|
q |
|||||
3 |
|
|
|
|
|
- для наземного взрыва |
|
|
|
|
|
r |
0,7 3 |
|
|
(17.6) |
|
q |
|||||
3 |
|
|
|
|
|
Площадь зоны составляет 15% от площади очага.
Зона слабых разрушений r4 с избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений.
Радиус зоны слабых разрушений r4 определяется по формулам
- для воздушного взрыва
34710
r |
1,4 3 q |
(17.7) |
||
4 |
|
|
|
|
- для наземного взрыва |
|
|
|
|
r |
1,1 3 |
|
|
(17.8) |
q |
||||
4 |
|
|
|
|
Площадь зоны составляет 60% от площади очага.
Площадь очага для равнинной местности можно принять за площадь круга и вычислять по формуле
S=π·r2 , |
(17.9) |
где r – радиус зоны с избыточным давлением 10 кПа (r4), км. |
|
Ударная волна характеризуется избыточным давлением |
Рф(кПа). Избы- |
точноедавление–это разница между максимальным давлением воздуха но фронте ударной волны Рфи атмосферным давлением Р0.
Избыточное давление взрыва можно рассчитать по формуле |
|
Рф=Рф –Ро, |
(17.10) |
где Рф–максимальное давление воздуха во фронте ударной волны, кПа; Р0–атмосферное давление, кПа.
Избыточное давление в данной точке зависит от расстояния до центра взрыва r и мощности ядерного боеприпаса q, измеряемой тротиловым эквивалентом (кг). Избыточное давление для ядерных взрывов можно определить по формуле
P |
84 (3 |
C |
/r) 270 (3 C2 /r2) 700 (C /r), |
(17.11) |
ф |
|
|
|
|
где r – расстояние до центра взрыва, м;
С– тротиловый эквивалент; для свободно распространяющейся ударной волны воздушного взрыва С = 0,5·q;для наземного и подземного взрыва
С= 2·0,5·q(q –мощность боеприпаса, кт).
Избыточное давление Рф можно также определить по табл. 17.1. Для этого необходимо знать вид взрыва; мощность боеприпаса; расстояние от эпицентра взрыва до рассматриваемой точки. Результат воздействия избыточного давления Рфна объекты определяют по табл. 17.2.
11