5. Оценка степени устойчивости объекта к воздействию воздушной ударной волны

Оценка степени устойчивости объекта к воздействию воздушной ударной волны (ВУВ) заключается в выявлении основных элементов объекта, от которых зависит его функционирование и выпуск необходимой продукции, определение предела устойчивости каждого элемента и его сопоставление с максимальным ожидаемым значением ударной волны; заключение об его устойчивости.

ВУВ – область резкого сжатия воздуха распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница волны характеризуется резким скачком давления и называет фронтом ВУВ. Разрушающее действие обусловлено избыточным давлением во фронте ВУВ ΔР_ф (кПа) и давлением скоростного напора Р_сн.

Избыточное давление во фронте ударной волны – разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением Р₀.

Небольшие элементы, размеры которых в плане значительно меньше длины ударной волны, почти не испытывают нагрузок обтекания и быстро охватываются волной.

Максимальная смещающая аэродинамическая сила рассчитывается по формуле:

F_см=С_хSР_сн,

где С_х – коэффициент аэродинамического сопротивления (зависит от формы поверхности предмета);

S – площадь сечения миделя (элемента, видимого со стороны движения ВУВ), м²;

При воздействии на низкие предметы возможно смещение их, которое происходит, если смещающая сила больше или равна удерживающей силе: F_смGμ+ Q,

где G – вес предмета, Н;

μ – коэффициент трения;

Q – сила крепления (усилие болтов, работающих на срез), Н.

Опрокидывание незакрепленного предмета произойдёт при условии: момент смещающей силы F_см больше момента удерживающей силы. F_уд:

,

где Z – плечо смещающей силы, м;

L – плечо удерживающей силы (длина предмета), м.

Инерционные разрушения характерны для приборов и оборудования, имеющего упругие соединения, соединения сваркой, пайкой и т.п. Они происходят за счет инерционных сил, зависящих от ударного ускорения различных элементов оборудования, имеющего свои упругие свойства. Внешне неповрежденное оборудование будет иметь внутренние повреждения: отрыв припаянных элементов, срыв подвижных элементов с опопр. Ускорения отдельных элементов оборудования и приборов могут достигать более сотни g, а допустимые значения ускорения составляют 10…15 м/с.

Поражения людей вызываются как непосредственным воздействием ВУВ (травмы, повреждения внутренних органов, сотрясение мозга), так и косвенным (скоростной напор может отбросить человека на значительное расстояние).

Тяжесть поражения людей и степень разрушения ж/б зданий

Рф, кПа	100	100-60	60-40	40-20	20-10	Менее 10
травмы	Крайне тяжелые (разрывы внутрен‑ них органов, сотрясение мозга, смерть)	Тяжелые (переломы, поврежде‑ ние внут‑ ренних органов)	Средние (вывихи конечностей, кровотечения из носа, ушей)	Легкие (звон в ушах, голово‑ кружение)	Легкие	Безопас‑ ные
разрушения			Полные (несущие конструкции)	Сильные (перекрытия)	Средние (крыша)	Слабые (окна)

Степень повреждения оборудования по величине Р_ф, кПа

Оборудование	Сильные(не восстановимы)	Средние (средний и кап. ремонт)	Слабые (незначит. ремонт)
ЛЭП	120-80	70-50	40-20
Кабель надземный	100-70	50-30	30-10
Трансформаторные и распред подстанции	70-60	60-40	40-30
Кабель подземный	1500-1000	1000-800	800

Р_ф, кПа имеет значение свыше 50 кПа при ураганах v = 70 м/с и землятресениях 12 баллов; 30-50 кПа – при ураганах v = 50 …70 м/с и землятресениях 9…10 баллов по шкале MSK.

Защита от ВУВ – убежища, подземные выработки, рельеф местности.