Оцінка вражаючої дії акустичних хвиль у середині фортифікаційних споруд

2. Оцінка вражаючої дії акустичних хвиль у середині фортифікаційних споруд.

При коливаннях огороджуючих конструкцій параметри акустичних хвиль визначається наступним чином:

1. За результатами міцнистних розрахунків споруди визначаються максимальна швидкість переміщення конструкцій U_max і колова частота ω коливань центру перекриття.

Значення максимальної швидкості руху опорної поверхні знаходяться у межах 1¼10 м/с.

Значення колової частоти коливання центру покриття вибирають з умови , де n = 1,2.

2. Максимальний тиск, кг/см², у акустичній хвилі визначається за формулою: ,

де  – щільність незбудженого повітря, кг∙см²/м⁴,

С₀ – швидкість звуку у незбудженому повітрі, м/с.

3. Максимальний рівень звуку α, дБ, визначається за формулою:

,

де Р₀ = 2∙10^–6 кг/см² – поріг слухового відчування.

4. Частота акустичних коливань, Гц, визначається за формулою

 або ,

де Н – розмір споруди вздовж напрямку дії навантаження, м.

Ймовірність виникнення уражень різного ступеня важкості і ймовірність втрати боєздатності у людей у залежності від максимальної швидкості руху опорної поверхні при дії СВХ надані у табл.

Таблиця 9

Максимальна швидкість, м/с	Ступень важкості ураження				Втрата боєздатності
	І	ІІ	ІІІ	VI
1-2	0-5	0	0	0	0
2-4	5-20	0-5	0	0	0-20
4-7	10-30	20-50	10-30	0-5	30-70
7-10	5-20	10-30	20-50	10-30	70-90
10-15	0-5	5-20	20-50	30-70	100

Ймовірність виходу з ладу незакріплених людей за рахунок сейсмічного удару, відкидання і ударів з елементами обладнання в залежності від максимальної швидкості руху опорної поверхні і положення людини у момент дії СВХ дані у табл. 10.

Таблиця 10

Максимальна швидкість, м/с	Положення людини у момент вибуху	Ймовірність виходу з ладу людей,%
2-4	сидячі	5-20
	стоячі	20-50
4-7	сидячі	30-70
	стоячі	80-100
7-10	сидячі	70-90
	стоячі	100

 

Імпульсні електромагнітні поля, що виникають при ядерному вибуху, тривалістю від одиниць наносекунд до декількох десятків мілісекунд, мають назву електромагнітного імпульсу. Електромагнітне поле характеризується напруженістю електричного та магнітного полів.

Напруженості електричного та магнітного полів залежать від потужності вибуху q, відстані від його епіцентру R, висоти вибуху h, та часу t:

Е = E_m ∙φ_е в/в_м;

Н_n = H_m ∙φ_n а/м;

де φ – функція часу, що визначає форму та тривалість ЕМІ, при фіксованих значеннях q, R, h.

В усіх формулах даного розділу потужність ядерного вибуху виражається в кілотонах, а відстань R, та висота h – в кілометрах.

Амплітуда горизонтальної складової напруженості електричного поля в ґрунті та в повітрі поблизу межі їх розділу розраховується за формулою:

Е_{г m}=0,46∙х∙f₁∙f₄∙f₅∙1/ в/м,

де х – функція, що характеризує ймовірний розкид експериментальних значень амплітуд відносно розрахованої; р – ймовірність виникнення реальних амплітуд, що перевищують розрахункові, функція х знаходиться згідно графіку;

f₁ – функція, що описує залежність амплітуди від потужності вибуху, визначається за рис. V.2;

f₄ – функція, що характеризує залежність амплітуди від відстані до епіцентру вибуху, визначається згідно графіку;

f₅ – функція, що характеризує залежність амплітуди від висоти вибуху, визначається згідно графіку;

σ – питома електропровідність ґрунту, см/м.

Таблиця 11. Питома електропровідність грунту

Вид ґрунту	Питома електропровідність ґрунту σ, см/м
Скелястий грунт	10–4
Сухий грунт	5∙10–3
Вологий грунт	5∙10–2

Амплітуда вертикальної складової напруженості електричного поля в ґрунті та поблизу його поверхні може бути орієнтовно оцінена за співвідношенням:

Амплітуда ЕРС, яка наведена в однопровідній неекранованій лінії, перекладеній у ґрунті, розраховується згідно формули:

ε = 0,46/∙х∙f₁∙f₄∙f₅, кв,

де f₄ – функція, що характеризує залежність амплітуди від відстані до епіцентра вибуху ближнього r₁ та дальнього r₂ кінців лінії, вона визначається згідно графіку V.5.

Дані про втрати військ в осередку ядерного вибуху можуть бути одержані або із донесень командирів підрозділів, які зазнали ядерного удару, або визначені розрахунковим шляхом – методом прогнозування. В останньому випадку оцінка ефективності вражаючої дії ядерного вибуху на різні об`єкти може проводитись з використанням значень радіусів зон уражень. При цьому вважають, що в межах зон ураження окремі елементи об`єкту одержують зруйнування такого ступеня, що втрачають боєздатність або не можуть бути використані за своїм прямим призначенням.

Вихідними даними для прогнозування втрат особового складу, техніки і озброєння є час, координати, вид і потужність ядерного вибуху, положення військ, їх захищеність та умови бойової діяльності.

Ефективність ураження об`єкту визначається сукупністю характеристик ураження і оцінюється величиною нанесеної шкоди. У залежності від типу об`єктів для оцінки ефективності ураження можуть використовуватись різні критерії бойової ефективності. Показником ефективності ураження одиночних крапкових об`єктів є ймовірність ураження. Показником ефективності ураження площинного об`єкту є математичне очікування відносного числа уражених елементарних цілей або частина площі об`єкту, яка надійно уражається.

На практиці ефективність ядерного удару противника по об`єктам можна оцінювати абсолютним або відносним числом уражених елементів об`єкта S_у. В останньому випадку шкода М_в, яка наноситься об`єкту, може бути обчислена як відношення кількості уражених елементів m<sub>у</sub> до загального їх числа на об`єкті ураження m_ц за співвідношенням:

.

Для визначення шкоди в осередку ураження необхідно знати значення радіусів зон ураження особового складу, техніки і озброєння R_у для даної потужності і виду вибуху, площу або довжину об`єкту, по якому нанесений ядерний удар, а також кількість особового складу N<sub>о/с</sub> і військової техніки N<sub>т</sub> на об`єкті та ступінь їх захищеності.

Крім того, необхідно мати відомості про характер розподілення елементарних цілей на площі об`єкту. Часто такої інформації може не бути, і тому умовно приймають, що всі елементи розподілені рівномірно на площі об`єкту, по якому нанесений удар.

Величина площі цілі, яка знаходиться в зоні ураження від вибуху ядерного боєприпаса визначеної потужності, залежить від взаємного розміщення центру вибуху і центру площі об`єкту, що уражається.

Військові підрозділи при пересуваннях у колонах відносяться до лінійних об`єктів.

У цьому випадку розрахунок шкоди, нанесеної ним ядерним вибухом, проводиться за співвідношенням:

де L_у – довжина ураженої вибухом частини колони, км;

L_ц – загальна довжина колони військ, км.

Довжина ураженої частини колони залежить від величини радіуса зони ураження окремих елементів колони і взаємного положення центру вибуху і колони.