CC BY
28
УДК 623.45
ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ НЕРЕГЛАМЕНТИРОВАННЫХВОЗДЕЙСТВИЙ НА ВЗРЫВООПАСНЫЙ ОБЪЕКТ
О.А. Губеладзе
Ростовский военный институт ракетных войск (РВИРВ)
Rostov Military Institute of Rocket Troops (RMIRT)
Рассматривается математическая модель детонации заряда в корпусе взрывоопасного объекта. Определена скорость метания элементов конструкции корпуса с учетом активной доли заряда.
Ключевые слова: детонация, продукты детонации, скорость метания.
The mathematical model of a detonation of a charge in the case of explosive object is considered. Speed of a throwing of elements of a design of the case taking into account a share of an active share of a charge is defined.
Keywords: detonation, detonation products, speed of a throwing.
Анализ возможных аварийных ситуаций (АС) при нерегламентированных воздействиях (НРВ) показал, что наиболее опасным для окружающих объектов, является ударное воздействие, создаваемое действием продуктов детонации и разгоняемыми элементами конструкции транспортно-упаковочного комплекта (ТУК) с взрывчатым веществом (ВВ). При взрыве ВВ энергия распределится по поверхности оболочки. Масса той части заряда, которая передает энергию тому или иному элементу конструкции (днище, цилиндрическая оболочка и т.д.), называется активной массойдаакт. Для каждого элемента она будет иметь своё определенное значение. Будем считать детонацию заряда мгновенной ( D ^ да ). Это значит, что ВВ мгновенно сдетонировало и перешло в газообразное состояние. Давление в этом объеме при допущении, что плотность продуктов детонации равна плотности ВВ, определяется:
Р1П = 0,^2р .
Газообразный продукт, расширяясь, действует на элементы конструкции ТУК (рис.1). Для мгновенной детонации активные массы определятся: - для цилиндрической оболочки:
ml =
2к
R2 ( 3H - )-r2 f t
- h„
p ;
- для днища:
"акт ^(R2H
=
- r2 ко r0
h ко К ;
3
№1 (1) (2011)
Глобальная ядерная безопасность
Г~Г~I
Нко -
\ \ \ \ 1 \
ип
Рисунок 1 - Распределение объемов продуктов детонации
Энергия продуктов детонации состоит из энергии деформации и разрушения элементов объекта Ер, кинетической энергии Ек, потенциальной энергии продуктов детонации Еп и передаваемая окружающей среде энергия Есред. Полное уравнение энергии продуктов детонации будет иметь вид:
тк и2 т3И2
—— + —-+
+
2 5
рВОзД^02Ш2 (к +1)
тзР М6 А 2МКн А
_3 _1_ к А _К_ А
р(к-1)+ рм6 Араз + рдн А
раз
+
(1)
м
2
2
А Я ^ V Я0 J
-1
+ -
Рвозд^оИ2 (к + 1)
2
Я
-1
= т зР,
где тк - масса конструкции ТУК;
и - максимальная скорость оболочки; тз - масса заряда;
Р - давление в момент полного разгона оболочки; р - плотность в момент полного разгона оболочки;
показатель изоэнтропы (адиабаты Пуассона);
к = Ср
СУ
МО6 - масса конструкции днища; рО6 - плотность материала оболочки; М Д" - масса цилиндрической оболочки; р^ - плотность материала днища; Араз- энергия разрушения единицы объема материала; рвозд- плотность воздуха;
Я - внешний радиус оболочки на момент полного разгона; Я0 - начальный внешний радиус оболочки; Q - теплота взрывного разложения.
Анализ расчетов, представленных в работе [1], показал, что величинами Ер и Есред
можно пренебречь, так как для данного случая их общий вклад составляет менее 4% т^. Тогда уравнение (1) будет иметь вид:
mKU2 m3U2
к - + —3— + -
2 5 p(k -1) Скорость метания конструкции равна:
m 3Р
3 = m3Q.
U =
Q -
P
p(k -1).
Р
1 +р ,
2 5
где р = m
m„
С учетом Q - En ~ D2/l6 [1], получим:
U =
Q -
Q - D2/16
m.
Р
1 Р
— н--
2 5
(2)
Поражающая способность осколка определяется его удельной кинетической энергией. Вблизи ТУК:
W =
кин
mOCKU2
2S„„„
где 8оск ~ 7,710 т°- площадь ортогональной проекции осколка любой формы. Средняя масса осколка определяется по формуле:
mK
m = —^ ср N ,
где N - число осколков конструкции.
Литература
1. ОрленкоЛ.П. Физика взрыва и удара. М., ФИЗМАТЛИТ, 2008. 304с.
Губеладзе Олег Автондилович - заместитель начальника кафедры №12 Ростовский военный институт ракетных войск. E-mail: [email protected]
Gubeladze Oleg Avtondilovich - he deputy chief of chair №12, Rostov Military Institute of Rocket Troops. E-mail: [email protected]
