1. Воздействие ударной волны

Ударная волна представляет собой область сжатого воздуха, образовавшаяся в результате резкого расширения воздушных масс вследствие взрыва, и распространяющаяся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Количественной характеристикой ударной волны является избыточное давление – Р_ф(кгс/см²). Избыточное давление фронта является разностью давления фронта и атмосферного давления.

Избыточное давление фронта, в основном, воздействует на крупногабаритные объекты (здания, сооружения). На мелкие предметы с малой массой (МСУСВ) более сильное воздействие оказывает скоростной напор или поток воздуха, который движется вслед за фронтом ударной волны с большой скоростью. Скоростной напор может сместить прибор, опрокинуть и вызвать инерционное разрушение.

Определим избыточное давление скоростного напора, при котором произойдет смещение прибора:

где f - коэффициент трения;

S - площадь большей поверхности, см²;

C_x - коэффициент аэродинамического сопротивления;

G - сила тяжести, Н;

m - масса прибора, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с².

Масса самого уязвимого блока системы составляет 5кг, площадь наибольшей поверхности 2400см². Подставляя численные значения переменных получим:

кгс/см²,

Для оценки устойчивости необходимо давление скоростного напора перевести в давление ударной волны. Такой переход осуществляется по графику /20/. Полученной величине давления скоростного напора Р_ск=0.00236 кгс/см² соответствует избыточное давление фронта Р_ф=0.054кгс/см². Здания и сооружения выдерживают избыточное давление ударной волны 0.30.4кгс/см², что соответствует средним разрушениям. Следовательно, проектируемая система должна выдерживать скоростной напор, эквивалентный избыточному давлению ударной волны не менее 0.30.4 кгс/см². Для повышения устойчивости устройства к воздействию скоростного напора необходимо закрепить блоки системы на резиновой прокладке. Таким образом, коэффициент силы трения увеличивается до 0,5, тогда избыточное давление скоростного напора:

кгс/см²,

Данной величине давления скоростного напора соответствует [20] избыточное давление фронта 0.1кгс/см². Это соответствует средним разрушениям.

Таким образом, для исключения смещения прибора от скоростного напора на его корпусе устанавливаются резиновые амортизаторы.

Для данного прибора, содержащего чувствительные радиоэлектронные элементы, опасными будут большие ускорения, приобретаемые этими элементами при воздействии ударной волны, то есть, необходима оценка устойчивости прибора к инерционным разрушениям.

Избыточное давление перегрузки:

где k – коэффициент пропорциональности, Н/кгс;

а_доп – допустимое ускорение, м/с², для приборов и устройств радиотехнического назначения, величину допустимого ускорения принимают равную 100м/с² [20].

Подставляя численные значения переменных, получим:

кгс/см²,

Данному значению инерционной нагрузки соответствует [20] избыточное давление фронта 0,044кгс/см², следовательно, данная система очень чувствительна к ударным нагрузкам. Для повышения устойчивости блоков системы к инерционной нагрузке их необходимо установить на амортизаторы.