Чс военного времени

Практическая работа №    «ЧС военного времени»

Задача 1. Определить размеры и площадь  зоны «В» на следе облака радиоактивного заражения при наземном ядерном  взрыве мощностью 500 кт. Средняя скорость ветра 25 км/ч.

Решение:

1. На пересечении строки «500 кт» из табл.1 со столбцом скорость ветра 25 км/ч, определяем зону РЗ - «Зона «В», определяем длину L = 65 км и ее ширину Ш = 7,4 км. 2. По этой же строке на пересечении со вторым столбцом определяем диаметр круга вокруг центра взрыва — 2,6 км. 3. Площадь зоны заражения S = 0,9∙ L ∙Ш = 433 км².

 

Задача 2. Система управления ГОЧС ОЭ (аппаратура связи и ЭВМ) размещена в подземном убежище, имеющем оболочечный экран из холоднокатаной стали радиусом r=10 м и толщиной стенки h=1 мм. Проводимость оболочки σ =10⁶ (Ом∙м)^-1, относительная магнитная проницаемость М_г=100; магнитная проницаемость материала стенки М=1,2∙10^-4 Гн/м;  вакуума М₀=1,2∙10^-6Гн/м. Чувствительность аппаратуры U_п=1,5 В (1500 мВ). Оценить эффективность экранирования системы управления, если эта система не должна прекращать работу из-за воздействия ЭМИ при высотном ядерном взрыве.

Решение:    

1. При высотном ядерном взрыве напряженность поля составит около 50 кВ/м. Максимальное воздействие на аппаратуру управления будет, если сигнал ЭМИ проходит в подземное убежище сверху и энергия электрического поля преобразуется в энергию магнитного поля, то есть происходит практически удвоение магнитной составляющей внешнего поля. Максимальная амплитуда напряженности магнитного поля может составить Н_m =250 А/м, спад которой в е раз произойдет за время t < 10^-6 с, то есть функция магнитного поля вне экрана описывается формулой:

Н_о(t) = 250∙-ехр(-t/10^-6).

2. Максимальное магнитное поле внутри экрана может быть определено по формуле:

где К = 6,28/(3hσ) = 6,28/(3∙10^-3∙10⁶) = 0,021 Ом - эквивалентное сопротивление экрана;

L_{э =} 6,28М₀ r/9 = 6,28∙1,2∙10^-6 10/9 = 0,84∙10^-5 Гн — эквивалентная индуктивность экрана;

Т_н и Т_к — время начала и окончания действия ЭМИ; принимаем (Т_к — Т_н) <^10-6 с.

Следовательно, Н_э = 0,021∙250∙10-⁶/(0,84∙10^-5) = 0,063 А/м.

3. Время нарастания поля  внутри экрана составит:

t_э =0,43h²σМ = 0,43∙10^-6 ∙10⁶∙1,2∙10^-4 = 0,52∙10^-4 с = 52 мкс.

4. Скорость изменения  напряженности магнитного поля  внутри экрана:

Н_v =Н_э / t_э =0,063/(0,52∙10^-4) = 1300 А/(м∙с).

5. ЭДС наводки при площади  витка S = 10м² составит: U_э = М₀Н_vS = 1,2∙10^-6∙1300∙10 = 0,016 В = 16 мВ.

Площадь витка при одноточечном заземлении не должна превышать 10м², т.к. в противном случае анализ ситуации указывает на недопустимое снижение защиты.

6. Защищенность аппаратуры  от воздействия ЭМИ оценивают  коэффициентом безопасности: К=20Lg (U_п/U_э)= 20Lg (I_п/I_э) = 20 Lg (1500/16) = 40 дб, где U_п (I_п) – предельные значения напряжения (тока), которое выдерживает схема; U_э (I_э) – фактические напряжения (ток), созданные ЭМИ.

 

Задача3.Рассчитать толщину h_э экрана из ферромагнитного материала (пермаллой 80%), способного защитить оборудование от импульсных полей с амплитудой импульса тока  I_m= 25 000 А и длительностью t_и = 1 мкс. Экран имеет форму трубки радиусом R = 2 м.

Решение:

1. Расчет выполняется по формуле: h_э =

I_m – амплитуда импульса тока, А; t_и – длительность Эми, с; R – радиус экрана, м; σ – удельная проводимость материала экрана (Ом∙м)^-1; В_s –магнитная индукция, (Тл).

 

Задача  4. ОЭ находится в 7 км от вероятной точки прицеливания с использованием ЯБП мощностью 1000 кт. КВО от точки прицеливания не превысит 0,6 км. В цехе имеются станки программного управления. Оценить устойчивость работы цеха к воздействию ЭМИ наземного ядерного взрыва, если:

- электропитание станков выполнено  подземным кабелем длиной 100 м  с вертикальным ответвлением 1,5 м  при напряжении (380±15%) В и с  коэффициентом экранирования К  = 2;

- пульт программного управления  выполнен на микросхемах с  токопроводящими элементами высотой  0,05 м и рабочим напряжением  12 В; 

- питание разводящей сети цеха  напряжением (220 В ± 15%) В осуществляется  через трансформатор при длине  горизонтальных линий 50 м, высоте  вертикальных ответвлений 2 м  и коэффициенте экранирования системы программного управления К = 2.

Решение:

1. Минимальное расстояние от цеха до центра взрыва с учетом вероятного кругового отклонения ЯБП может составить Rmin = 7-0,6 = 6,4 км.

2. Ожидаемое максимальное значение вертикальной составляющей напряженности электрического поля:   Ев =

так как расстояние R = Rmin, определенному в п.1 решения, мощность ЯБП — 1000 кт.

3. Величина максимального значения горизонтальной составляющей напряженности электрического поля определяется так:

Еr =

4. Ожидаемое максимальное напряжение наводок в системах электропитания цеха:

- вертикальных U_в= Е_в∙L/К = 1148∙1,5/2 = 661 В;       - горизонтальных U_г = Е_r∙L /К = 2,32∙100/2 = 116 В.

5. Ожидаемое максимальное напряжение наводок в системе пульта управления: U_в = 1148∙0,05/2 = 28,7 В.

6. Вероятное максимальное напряжение наводок в системах программного управления станками:

- вертикальных U_в = 1148∙2/2 = 1148 В;                      - горизонтальных U_r = 2,32∙50/2 = 58 В.

7. Максимальное напряжение, которое может выдержать оборудование, на 15% выше нормального:

- электропитание цеха U_mах = 380∙115% = 437 В < 661 В;

- в пульте управления U_mах = 12∙1,15 = 13,8 В < 28,7 В;

- разводящая электросеть U_mах = 220∙1,15 = 253 В < 1148 В.

8. В результате воздействия ЭМИ ядерного взрыва в цехе могут выйти из строя электродвигатели, пульт программного управления и оборудование электроснабжения станков, то есть требуется проведение соответствующих работ по обеспечению защиты оборудования.

Задача 5. Разведкой установлено, что противник двумя самолетами F-4 произвел химическое нападение на завод путем поливки. Обнаружено ОВ Ви-икс. Метеоусловия: пасмурно, скорость ветра 3 м/с. Местность открытая. Определить площадь зоны химического заражения.

Решение:

1. По графику (рис. 1) определяем степень вертикальной устойчивости воздуха при известной скорости воздуха - изотермия.
2. По табл. 2.  для двух самолетов F-4 находим длину зоны заражения L – 4 км, а по табл. 3 глубину Г – 10 км.
3. Определяем площадь зоны химического заражения:

S_з= Г∙( L+α) = 10 (4+0,08∙10)= 48 км²,

где α = (0,05…0,1) Г, при инверсии – 0,05Г, 0,1 Г – при конвекции, 0,08 Г – при изотермии.

Задача 6. Противник средствами авиации  произвел химический удар по городу. Применено ОВ иприт, скорость ветра 4 м/с, изотермия. Определить глубину распространения облака зараженного воздуха и время его подхода к объекту, расположенному в 2 км от района заражения.

Решение.  

1.  По табл.  2 находим  максимальную  глубину распространения ОВ на  открытой местности Г = 15 км.

2. Находим действительную глубину (с учетом расположения объекта в городе). В примечании к табл. в п. 3 указано, что глубина распространения облака в городе уменьшается в 3,5 раза. Следовательно, действительная глубина Г = 15 : 3,5 = 4,3 км.

3. По табл. 4 находим время подхода облака к объекту t_п = 8 мин.

Задача 7. Определение стойкости ОВ на местности и технике. Под стойкостью ОВ понимается способность его сохранять поражающее действие на незащищенных людей. Стойкость     ОВ   определяется временем (в часах, сутках), по истечении которого люди могут безопасно находиться на зараженной местности без средств индивидуальной защиты. Стойкость ОВ на местности определяется по табл. 5.

 

Задача 8. Определение времени пребывания людей в средствах защиты кожи. Продолжительность пребывания людей в средствах защиты кожи при выполнении работ в очагах поражения зависит главным образом от температуры окружающего воздуха и определяется по табл. 6.