Разработка и применение новых взрывных технологий для борьбы с ледяными заторами на реках, при обрушениях зданий и конструкций в районах ЧС

• Обсуждение и уточнение основных направлений Научной школы во время методологического семинара, а также подведение итогов реализации намеченных планов на ближайшее время.

Проблемные задачи

• Разработать математический аппарат по оценке устойчивости функционирования объектов ТЭК.

• Обосновать использование новых методик оценки эффективности мероприятий по повышению устойчивости функционирования объектов ТЭК в ОУ МЧС и подсистемах РСЧС.

• Создать программный комплекс для оценки устойчивости функционирования объектов топливно-энергетического комплекса.

• Проведение ряда вычислительных экспериментов по оценке безопасности функционирования электрической части ТЭЦ.

• Разработка методик оценки устойчивости и безопасности функционирования мини теплоэлектростанции на базе газотурбинного двигателя.

УДК 624.191.35

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ВЗРЫВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ БОРЬБЫ С ЛЕДЯНЫМИ ЗАТОРАМИ НА РЕКАХ, ПРИ ОБРУШЕНИЯХ ЗДАНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ В РАЙОНАХ ЧС

Баринов А.В., к.т.н. проф.; Щекунов В.В., к.т.н.

Академия гражданской защиты МЧС России

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF NEW EXPLODING TECHNOLOGIES FOR FIGHTING AGAINST RIVER ICE BLOCKAGE, BUILDINGS & STRUCTURES COLLAPCE IN THE AREAS OF EMERGENCY SITUATIONS

Barinov A.V., Shchekunov V.V.

Формирование и развитие научного направления «Разработка и применение новых взрывных технологий для борьбы с ледяными заторами на реках, при обрушениях зданий и конструкций в районах ЧС» на кафедре инженерной защиты населения и территорий начато в 2001 году и тесно связано с развитием и совершенствованием теории и практики инженерной защиты населения и территории в ЧС мирного и в военного времени в последние годы. Работа посвящена этой научной школе.

Увеличение угроз и рисков для жизни населения России потребовали новых подходов к развитию инженерной защиты населения и территорий в условиях воздействия поражающих факторов ЧС природного, техногенного и военного характера.

Возникла необходимость разработки единого научного подхода, позволяющего осуществлять анализ условий и факторов, несущих угрозы жизнедеятельности человека и с учетом полученных данных разрабатывать научно обоснованные предложения, направленные на оптимизацию инженерно-технических мероприятий для защиты населения и территорий в любых условиях.

В качестве научного подхода, позволяющего решить такую задачу, был избран метод системного анализа, позволяющий использовать методологию комплексного изучения процесса инженерной защиты как системы, его целей, функций, структуры, организации и информации, выявления анализа и решения проблем на основе использования достижений различных наук, математических методов и вычислительной техники.

С позиций системного подхода инженерная защита населения и территории в ЧС рассматривается не только как многогранный, изменяющийся, требующий постоянного совершен-

ствования процесс, но и как сложная структура органов управления, сил и средств, являющаяся составной частью РСЧС.

По данному научному направлению сотрудниками кафедры были успешно защищены 3 кандидатских диссертации, результаты которых используются как в учебном процессе образовательных учреждений МЧС России, так и органами управления, осуществляющими планирование и организацию защиты населения и территории.

В диссертационной работе Щекунова В.В., выполненной в 2004 г., «Разработка методики расчета зарядов взрывчатых веществ для разрушения ледяного покрова на реках с целью предупреждения чрезвычайных ситуаций, повышения безопасности и снижения ущерба» (руководитель кандидат технических наук доцент Шеломенцев С.В.), решена научная задача по разработке методики расчета зарядов взрывчатых веществ для разрушения ледяного покрова на реках и даны рекомендации по ее применению.

Целью работы являлось обоснование и разработка рекомендаций применения направленного взрыва для разрушения ледяного покрова на реках при предупреждении и ликвидации последствий наводнений в весенний период, обеспечивающих повышение безопасности объектов экономики и населения. Определён предмет исследования - разрушение ледяного покрова на реках энергией взрыва зарядов взрывчатых веществ.

В результате выполнения данной работы внесён существенный вклад в науку, выражающийся впервые проведёнными экспериментальными исследованиями по разрушению ледяного покрова на реках методом направленного взрыва, в результате которых получены:

эмпирические зависимости площади разрушения ледяного покрова от массы заряда и глубины его установки;

весовые соотношения основного и вспомогательного зарядов, обеспечивающие максимальную площадь разрушения ледяного покрова.

Разработана методика расчета зарядов взрывчатых веществ для разрушения ледяного покрова на реках, учитывающая физико-механические свойства льда и положение заряда под ледяным покровом в речном потоке.

Даны практические рекомендации органам управления по делам ГОЧС и подразделениям МЧС России по применению направленного взрыва для разрушения ледяного покрова на реках.

В диссертационной работе на соискание степени кандидата технических наук, выполненной в 2005 году соискателем Репринцевым В.А., «Обоснование применения зарядов газовоздушной смеси при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в условиях массовых разрушений» (руководитель к.т.н. проф. Баринов А.В.), решена научная задача по обоснованию параметров заряда газовоздушной смеси и способов его применения для разрушения объектов, зданий и сооружений в условиях чрезвычайных ситуаций. Целью исследования ставилось повышение эффективности и оперативности выполнения взрывных работ в условиях массовых разрушений при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций и выработка рекомендаций по способам применения зарядов газовоздушной смеси. Предмет исследования являлись взрывные способы ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в условиях массовых разрушений.

Выполнение данной работы позволило внести соответствующий вклад в науку разработкой заряда, в качестве взрывчатого вещества для которого предложена двухкомпонентная газовоздушная смесь в стехиометрическом соотношении, пропана и кислорода воздуха в эластичной оболочке, обладающий повышенной эффективностью:

по основным параметрам величины энергетического потенциала, по отношению к зарядам из конденсированных взрывчатых веществ;

по параметрам, обеспечивающим разрушение конструкций.

Экспериментально и теоретически доказано, что двухкомпонентная газо-воздушная смесь обеспечивает повышенную величину работы взрыва, что недостижимо в случае применения бризантных взрывчатых веществ.

Разработаны способы разрушения различных объектов, зданий и сооружений зарядами газовоздушной смеси в эластичной оболочке с учетом подхода к решению различных специальных технических задач.

В диссертационной работе выполненной в 2006 году Спиридоновым А.В., «Теоретико-экспериментальное обоснование решений, направленных на совершенствование технической системы разрушения заторов льда на основе подводного заряда гетерогенной смеси» (руководитель доктор технических наук старший научный сотрудник Шевченко А.В.), решена научная задача по разработке предложений по совершенствованию технической системы разрушения ледовых заторов с использованием гетерогенной смеси и рекомендации по ее применению. Целью работы является повышение эффективности взрывных технологий борьбы с ледяными заторами и разработка практических рекомендаций по использованию технических систем разрушения заторов льда на основе подводных взрывных гетерогенных зарядов. Предмет исследования выражен совокупностью технических средств борьбы с ледяными заторами на основе взрывных процессов.

Проведённые диссертационные исследования внесли вклад в науку разработкой методического аппарата по обоснованию решений, существенно улучшающих способность технической системы разрушать заторы «тяжелого» льда, например, на северных реках России, с использованием подводного взрывного заряда гетерогенной смеси, включающий совокупность теоретических и экспериментальных методов исследований.

Выработаны общие требования к технической системе разрушения ледяного затора подводным взрывным зарядом гетерогенной смеси. Предложено конструктивное решение, направленное на обеспечение работы технической системы торосистых участках льда с перепадом высоты до 3 метров.

Теоретически обоснована модель воздействия ударного импульса для расчета разрушения льда, учитывающая его тип и толщину, а также вес заряда гетерогенной смеси.

Экспериментально установлен оптимальный состав гетерогенного заряда, включающий смесь компонентов алюминия, перхлората аммония в весовом соотношении 1:1 при содержании нитрометана 18% вес и начальной плотности 1,5 г/см3.

На кафедре авторским коллективом в составе: к.т.н. Репринцева В.А., Репринцева В.В., к.в.н.к Чагаева В.П. разработано «Устройство проведения взрывных работ в районах ЧС с применением зарядов газовоздушной смеси» (защищен патентом на полезную модель №36883 от 29.12.2003 г. патентом на изобретение №2252393 от 04.12.2003 г.).

К.т.н. Спиридоновым А.В. разработана «Установка по ликвидации крупных ледяных полей и заторов на северных реках России» (защищена патентом на полезную модель №39698 от 16.06.2003 г.) удостоена Золотой медали на Международной выставке в Женеве в апреле 2005 года (рис. 1).

На кафедре выполнен ряд научно-исследовательских и научно-практических работ по данному направлению научной деятельности кафедры, к основным из которых следует отнести научно-исследовательские и научно-практические работы:

Анализ эффективности применения взрывных работ по разрушению ледяных заторов на акваториях с целью предупреждения ЧС в весенне-осенний период. Шифр «Затор-2003». НИР. Заключительный отчет;

Методика расчета зарядов взрывчатых веществ для эффективного разрушения ледяных массивов на реках в интересах предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Шифр «Лёд-2004». НИР. Заключительный отчет;

Разработка модели установки для разрушения ледяных массивов. Шифр «Затор-2004». НИР. Заключительный отчет;

Обоснование методов эффективного разрушения ледяных массивов на реках. ЕТИ НИОКР МЧС П.3.4.7-2004, ДВСФ;

SALON INTERNATIONAL DES INVENTIONS

GENÈVE

Рис. 1. Диплом Международной выставки в Женеве

Разработка методики расчета зарядов взрывчатых веществ, для разрушения ледяного покрова на реках. Шифр «Лёд-2005». НИР. Заключительный отчет.

На основе проведенных исследований разработана и опубликована методика расчета зарядов взрывчатых веществ для разрушения ледяного покрова на реках в работах [1, 2].

К результатам деятельности сложившегося научного направления на кафедре инженерной защиты населения и территории следует отнести также выпускные квалификационные работы (более 30), выполненные под руководством профессорско-преподавательского состава кафедры и защищенные перед Государственной аттестационной комиссии выпускниками нашей кафедры за период с 2001 по 2007 год.

Литература

1. Методика расчета зарядов взрывчатых веществ для разрушения ледяного покрова на реках / Под общей редакцией В.В. Степанова - М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2005. - 60 с.

2. Методика расчета зарядов взрывчатых веществ для разрушения ледяного покрова на реках для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций / Под общей редакцией В.В. Степанова - М.: Издательство «Спорт и культура-2000», 2006. - 64 с.

УДК 629.3.004; 629.3.004.67; 629.3.004.5

НАПРАВЛЕНИЕ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА КАФЕДРЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВООРУЖЕНИЯ И ТЕХНИКИ

Васьков В.А., к.т.н.

Академия гражданской защиты МЧС России

DIRECTION OF SCIENTIFIC RESEARCHS AT THE CHAIR "MAINTENANCE OF ARMAMENT & EQUIPMENT

Vasikov V.A.

Основным научным направлением (научной школой) по кафедре «Эксплуатация вооружения и техники» является эксплуатация и ремонт спасательной техники МЧС России. Научное направление основано в январе 2004 года. Ведущие ученые - заместитель начальника кафедры к.т.н., доцент Носков С.С., доцент кафедры, к.т.н. Васьков В.А. Этой научной школе посвящена данная работа.

Научная задача состоит в разработке предложений, проектов рекомендаций наставлений и руководств по вопросам эксплуатации и ремонта спасательной техники. Цель научных исследований - обеспечение готовности спасательной техники к использованию по назначению и сохраняемости техники длительного хранения. Объектом исследования является система эксплуатации и ремонта спасательной техники в МЧС России. Предмет исследования - спасательная техника, средства эксплуатации, нормативно-техническая документация и этапы системы эксплуатации.

В ходе работы по данному научному направлению разработаны:

диссертационная работа подполковника Черепнева С.Н. на тему «Поддержание работоспособности аварийно-спасательной техники при ликвидации ЧС на радиационно-опасном объекте» и диссертационная работа полковника Аграновского А.А. на тему «Обеспечение сохраняемости специальной техники длительного хранения войск Гражданской Обороны путем внедрения метода консервации динамическим осушением воздуха», работы были защищены в 2006 году;

два учебных пособия «Основы эксплуатации техники для ведения аварийно - спасательных работ» в двух частях. Часть 1 издана в 2004 году, часть 2 в 2006 году;

учебное пособие «Справочные материалы офицеру-выпускнику» в 2007 году.