10 ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ
10.1 Устойчивость ПЭВМ к воздействию поражающих факторов
Под устойчивостью понимается способность приборов сохранять работоспособность и возможность их восстановления в условиях чрезвычайных ситуаций, при воздействии ряда поражающих факторов ядерного взрыва. Устойчивость обеспечивается проведением комплекса инженерно-технических мероприятий, направленных на максимальное снижение воздействия поражающих факторов и создание условий для восстановления объектов от повреждений.
На ПЭВМ воздействуют следующие поражающие факторы, способные вывести её из строя:
-
ударная волна;
-
световое излучение;
-
радиоактивное заражение;
-
электромагнитный импульс.
10.1.1 В о з д е й с т в и е у д а р н о й в о л н ы. Ударная волна представляет собой область резкого сжатия воздуха, распространяющуюся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.
При определении уязвимости объекта используется обобщенная характеристика – величина избыточного давления на фронте ударной волны. Избыточное давление Рф = 35 кПа и более приводит к выходу из стоя различные радиоэлектронные приборы.
ПЭВМ предназначена для использования в помещениях, опасным для которых является избыточное давление величиной Рф=35...40 кПа. При таком избыточном давлении здания и сооружения получают средние разрушения, которые можно устранить собственными силами.
Необходимо рассмотреть влияние на ПЭВМ сдвига, опрокидывания, и инерционных нагрузок. Так как наиболее легким, более насыщенным электроникой, а следовательно более чувствительным, является системный блок, то расчет производиться для него.
Аэродинамическая сила, необходимая для смещения системного блока весом G = 100 Н, высотой h = 0,3 м, длиной a = 0,4 м и шириной b = 0,2 м, составляет:
кПа. (101)
Опрокидывание прибора происходит при скоростном напоре, равным:
кПа. (102)
Для оценки устойчивости системного блока к инерционным перегрузкам, при действии избыточного давления и скоростного напора, определяется избыточное лобовое давление:
,
(103)
где n – допустимая ударная перегрузка.
Для наземной аппаратуры n = 15 м/с2.
кПа. (104)
Так как введение дополнительных амортизаторов (резиновых прокладок, пружин), а также закрепление прибора для устранения сдвига и опрокидывания не представляется возможным, то при возникновении вероятности таких нагрузок необходимо убрать ПЭВМ в более защищенные помещения, например подвальное помещение.
10.1.2 В о з д е й с т в и е с в е т о в о г о и з л у ч е н и я. Световое излучение - вид лучистой энергии, источником которой является светящаяся область ядерного взрыва. Величина светового излучения характеризуется количеством энергии излучения, приходящейся на единицу освещаемой поверхности за все время свечения, и измеряется световым импульсом в кал/см2.
В ПЭВМ световое излучение может существенно изменить физические свойства материалов, из которых изготовлены элементы компьютера. Такие материалы, как пластмасса, полиэтилен, изоляционные покрытия проводов (хлорвинил) и другие материалы при действии светового импульса 60-70 кал/см2 будут оплавляться, и темнеть, при больших импульсах некоторые из них могут воспламеняться.
Наличие металлического (несгораемого) корпуса системного блока и окраска его и других элементов в светлые тона являются хорошей защитой от светового излучения.
10.1.3 В о з д е й с т в и е р а д и о а к т и в н о г о з а р а ж е н и я. Ввиду малой проникающей способности альфа- и бета-частиц, их воздействием на аппаратуру обычно пренебрегают. Поток нейтронов проникающей радиации оказывает воздействие на радиоэлектронные устройства при удалении устройства от очага поражения на величину, не превышающую 3 км. На таком расстоянии выход аппаратуры из строя будет вызван действием ударной волны.
Из всех составляющих радиоактивного излучения, гамма-излучение представляет наибольшую опасность для работы таких элементов электрической части ПЭВМ как: микросхемы, резисторы; блок питания.
Необходимый коэффициент ослабления гамма-излучения (по наиболее слабому элементу - микросхеме) определяется из соотношения критериальной экспозиционной дозы гамма-излучения при взрыве Д max к экспозиционной дозе, которую выдерживает данный прибор Д доп.
Необходимый коэффициент ослабления для микросхем равен:
.
(105)
Далее рассчитается защиту установки. Защита установки складывается из защиты установки и системы в целом. Общий коэффициент защиты определяется по формуле:
,
(106)
где К1 - коэффициент защиты системы (здания);
К2 - коэффициент защиты прибора (корпуса).
Коэффициент защиты (общий) считается достаточным для обеспечения нормальной работы экспериментальной установки при выполнении неравенства:
Кзащ Косл. (107)
Для помещения 5-этажного каменного жилого здания, коэффициент защиты здания равен К1 = 10. Коэффициент защиты пластмассового корпуса составляет
К2 = 1.
Тогда
.
(108)
Таким образом выполняется неравенство Кзащ Косл (10 10), следовательно общий коэффициент защиты считается достаточным для обеспечения нормальной работы ПЭВМ.
10.1.4 В о з д е й с т в и е э л е к т р о м а г н и т н о г о и м п у л ь с а. Электромагнитный импульс представляет собой электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма-излучения на атомы окружающей среды и образования потока электронов и положительных ионов.
Воздействие электромагнитного импульса может привести к сгоранию чувствительных электронных и электрических элементов вторичного измерительного прибора экспериментальной установки, обычно без необратимых изменений.
Следовательно, учитывая влияние электромагнитного импульса, для наиболее важных устройств необходимо применить меры защиты и повысить их устойчивость к электромагнитному импульсу.
Главная задача защитных устройств от электромагнитного импульса - исключить доступ наведенных токов к чувствительным узлам и элементам защищаемого оборудования.
Защитой аппаратуры от электромагнитного импульса служат специальные автоматические устройства, экранирование, заземление подобные применяемым для от грозовых разрядов.