Современные обычные средства поражения

В совершенствовании обычных средств поражения прослеживается два четко выраженных направления:

1) повышение мощности взрывов на основе достижений химии взрывчатых веществ;

2) улучшение конструкций боеприпасов и средств их доставки к цели.

В локальных войнах после Второй мировой войны широко применялись боеприпасы объемного взрыва и зажигательное оружие, которые наносили массовые потери живой силе и практически уничтожали природу на больших площадях.

Боеприпасы объемного взрыва

Боеприпасы объёмного взрыва (БОВ), или объёмно-детонирующие боеприпасы (ОДБ) — боеприпасы, использующие распыление горючего вещества в виде аэрозоля и подрыв полученного газового облака.

Рис. 1.2. Действие боеприпасов объемного взрыва

Боеприпас сбрасывается на парашюте (рис 1.2), при встрече с преградой происходит распыление топливной смеси с образованием аэрозольного облака диаметром около 30 м и высотой до 5 м, которое подрывается детонирующим снарядом с задержкой до нескольких секунд и создает избыточное давление А Рф в 20-30 кгс/см (2000-3000 кПа), способное разрушить сверхпрочные укрытия.

Поражающим фактором объемного взрыва является воздушная ударная волна, основные параметры которой - избыточное давление (А Рф) и скоростной напор (А Рск).

Зажигательное оружие

Зажигательное оружие (ЗО) - это оружие, поражающее действие которого основано на использовании зажигательных веществ.

Основными поражающими факторами ЗО являются выделяемые при его применении тепловая энергия и токсичные для человека продукты горения.

Зажигательные средства делятся на три основные группы:

1) огнесмеси на основе нефтепродуктов (напалмы);

2) металлизированные зажигательные смеси;

3) термит и термитные составы.

Напалмы - загущенные смеси на основе нафтеновой и пальметиновой кислот. Это вязкие, студнеобразные и липкие массы. Температур его горения 1000...1200°С.

Металлизированные зажигательные смеси пирогели - это металлизированные напалмы (с добавкой магния и алюминия в виде порошков и стружек). Температура горения до 1600...2000°С.

Термит - спрессованная смесь порошкообразных окислов железа с гранулированным алюминием. Термитные составы, кроме перечисленных компонентов, содержат окислители и связующие вещества (магний, серу, перекись свинца, нитрат бария). Температура горения около 3000°С.

ЗО широко применялось американскими войсками во Вьетнаме. За шесть лет (с 1965 по 1971 годы) ими было применено 1700 тыс. т зажигательных боеприпасов, в результате были уничтожены тысячи населенных пунктов.

1.1.1. Биолого-социальные ЧС

Биолого-социальные ЧС - состояние, при котором в результате возникновения источника биолого-социальной ЧС на определенной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, существования сельскохозяйственных животных и произрастания растений, возникает угроза жизни и здоровью людей, широкого распространения инфекционных болезней, потерь сельскохозяйственных животных и растений.

Источником биолого-социальной ЧС является особо опасная или широко распространенная инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений, в результате которой на определённой территории произошла или может возникнуть биолого-социальная ЧС.

При возникновении биолого-социальной ЧС могут вводиться либо карантин, либо обсервация.

Карантин - это система различных мероприятий (в основном режимноограничительных, с вооруженной охраной), направленных на предупреждение распространения инфекционной болезни и обеспечение локализации эпидемического или эпифитотического очагов и последующую их ликвидацию.

Обсервация - это режимно-ограничительные мероприятия с ограничением перемещения людей и животных во всех сопредельных с карантином образованиях.

Эпидемия - массовое, прогрессирующее во времени и пространстве в пределах определенного региона распространение инфекционной болезни людей, значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории в определенный промежуток времени.

Дизентерия, гепатит, туберкулез (почти забытые в СССР) стали социальнообусловленными инфекционными болезнями в РФ.

Эпизоотия - болезни среди большого числа одного или многих видов сельскохозяйственных животных.

Чума свиней, бруцеллез крупного рогатого скота и др. - это особо опасные заболевания, являются общими для человека и животных.

Эпифитотия - заболевание растений и/или резкое увеличение численности вредителей растений.

Заболевания растений - фитофтороз картофеля, ржавчина и фузариоз зерновых, мучнистая роса, различные виды пятнистостей.

Вредители растений - колорадский жук, саранча, луговой мотылек, вредная черепашка.

1.1. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ИСТОЧНИКОВ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Источники ЧС (ОПЯ, техногенные аварии, инфекционные болезни, ССП, рассмотренные в п.п. 1.1 и 1.2 данной главы) имеют поражающие факторы.

Поражающий фактор - это физическое, химическое или биологическое действие, которое определяется или выражается соответствующими параметрами.

Поражающее действие источника ЧС заключается в негативном влиянии одного поражающего фактора или их совокупности на жизнь и здоровье людей, сельскохозяйственных животных и растений, ОЭ и окружающую среду.

Основными поражающими факторами источников ЧС являются: воздушная ударная волна, световое (тепловое) излучение, ионизирующие излучения (ИИ) и токсическое воздействие.

1.3.1. Ударная волна

При взрыве ЯБ за миллионные доли секунды в зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер. Высокие температура и давление вызывают мощную воздушную ударную волну (ВУВ).

Воздушная ударная волна (ВУВ) - это область резкого сжатия воздуха, распространяющая во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Основными параметрами ВУВ являются:

избыточное давление во фронте ударной волны, А Рф, кПа;

давление скоростного напора во фронте УВ, А Р_ск, кПа.

Изменение избыточного давления ВУВ А Рф в зависимости от расстояния (R) и мощности взрыва (q)

Поражающее действие ВУВ в основном определяется избыточным давлением во фронте УВ АРф и скоростным напором АРск. Однако роль АРф и АРск в повреждении и разрушении зависит от размеров, конструкции объекта и степени его связи с земной поверхностью. Так, разрушение дымовых труб, опор линий электропередачи, мостовых ферм, столбов или им подобных объектов происходит под действием скоростного напора.

Поражения, наносимые людям, в зависимости от избыточное давление во фронте ударной волны АР_ф принято разделять на:

легкие - 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см ) - скоропреходящие нарушения функций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль, возможные вывихи и ушибы);

средние - 40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см ) - вывихи конечностей, контузия головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей;

тяжёлые - 60-100 кПа (0,6-1 кгс/см ) - сильные контузии всего организма, потеря сознания, переломы конечностей, возможны повреждения внутренних органов;

крайне тяжёлые - более 100 кПа (1 кгс/см ) - переломы конечностей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, потеря сознания, возможны смертельные исходы.

Оценку разрушений элементов объекта, вызванных ВУВ, принято давать по степени этих разрушений. Для большинства элементов ОЭ, как правило, рассматриваются три степени разрушений:

слабое - объект не выходит из строя, необходим незначительный ремонт;

среднее - когда разрушены главным образом второстепенные элементы объекта, основные элементы могут быть восстановлены путем проведения среднего и капитального ремонта;

сильное - когда разрушены основные элементы объекта и объект не может быть восстановлен.

Для жилых и промышленных зданий обычно берётся еще и четвёртая степень - их полное разрушение.

Объем разрушений в городе и ОЭ зависит от характера строений, их этажности и плотности застройки.

Основной способ защиты персонала объекта и населения от УВ - изоляция их от действия избыточное давление АР_ф и давление скоростного напора и АР_ск.

Для этого используются все виды защитных сооружений: убежища, противорадиационные укрытия (ПРУ) и простейшие укрытия (окопы, открытые и перекрытые траншеи, погреба, подвалы и т.д.). Перекрытые траншеи уменьшают радиус поражающего действия ВУВ в 2 раза, а убежища с заглублением более 10 м полностью исключают поражение людей.

1.3.2. Световое (тепловое) излучение

Световое излучение ЯВ - электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

Источником светового излучения является светящаяся область ЯВ, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах - и испарившегося грунта. Температура светящейся области может достигать 8-10тыс.°К.

Время свечения светящейся области зависит от калибра ядерного боеприпаса (мощности ядерного взрыва) и ориентировочно составляет: сверхмалого - около 0,2 с, малого - 1-2 с, среднего 2-5 с, крупного 5-10 с, сверхкрупного - 20-40 с.

Основным параметром, определяющим поражающую способность светового излучения ЯВ, является световой импульс (СИ).

Световой импульс - это количество энергии светового излучения, падающей за все время излучения на единицу площади неподвижной неэкранированной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения, без учета отраженного излучения.

При оценке воздействия СИ на людей и ОЭ необходимо учитывать и отраженные лучи. За счет отражения от облаков или снежного покрова поражающее действие СИ может увеличиваться в 2 раза.

Световое излучение ЯВ при непосредственном воздействии на людей вызывает ожоги открытых участков тела, ослепление или ожоги сетчатки глаз. Ожоги могут быть непосредственно от излучения или пламени, возникшего от возгорания различных материалов под действием светового излучения.

Независимо от причин возникновения, ожоги разделяют по тяжести поражения организма на четыре степени.

Ожоги первой степени (при СИ = 80-160 кДж/м или 2-4 кал/см ) выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи.

Ожоги второй степени (при СИ = 160-400 кДж/м или 4-,0 кал/см ) характеризуются образованием пузырей.

Ожоги третьей степени (при СИ = 400-600 кДж/м или 10-15 кал/см ) характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя.

Ожоги четвертой степени (при СИ более 600 кДж/м или более 15 кал/см ) характеризуются обугливанием кожи и подкожной клетчатки.

Пораженные с ожогами первой и второй степени обычно выздоравливают, а с третьей и четвертой, при значительной части поражения кожного покрова, могут погибнуть.

Поражение глаз световым излучением возможно трех видов:

1) временное ослепление, которое может длиться днем 2-5 минуты, а ночью до 30 минут;

2) ожоги глазного дна - возникают в том случае, когда человек фиксирует свой взгляд на точке взрыва. Это может происходить даже на таких расстояниях, на которых световое излучение не вызывает никаких ожогов. Поражение глазного дна возможно при СИ = 6 кДж/м или 0,15 кал/см ;

3) ожоги роговицы и век (возникают на тех же расстояниях, что и ожоги кожи).

Степень воздействия светового излучения на элементы объекта зависит от свойств конструкционных материалов. Могут быть оплавление, обугливание и воспламенение различных материалов, а в последующем и пожары.

При воздушном ЯВ мощностью 1 Мт в ясную солнечную погоду деревянные строения воспламеняются в радиусе К = 20 км, автотранспорт - К = 18 км,

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов ЯВ, поскольку любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут служить защитой от светового излучения.

1.3.3. Проникающая радиация

Проникающая радиация (ПР) - это поток гамма-излучения и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ЯВ. В зависимости от энергии гамма- излучений и нейтронов они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояние 2,5-3 км.

Время действия ПР 10-15 с.

Источником ПР являются ядерные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад осколков деления.

ПР является основным поражающим фактором при взрывах нейтронных боеприпасов и боеприпасов деления сверхмалой и малой мощности. Особо важное значение ПР приобретает в случае взрывов нейтронных боеприпасов, когда основная доля дозы излучения образуется быстрыми нейтронами (которые испускаются при реакции синтеза).

Поражающее действие ПР на людей заключается в ионизации атомов и молекул биологической ткани гамма-излучением и нейтронами, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма, что приводит к возникновению специфического заболевания - лучевой болезни.

В зависимости от поглощенной биологическими тканями организма дозы различают четыре степени лучевой болезни.

Поглощенная доза (Д) характеризуется количеством энергии, поглощенной тканями организма человека. Единицей ее измерения в системе СИ является грэй.(Гр), а внесистемной - рад. 1 Гр = 100 рад = 1 Дж/кг.

Лучевая болезнь первой степени возникает при Д = 150-200 рад. Скрытый период продолжается 2-3 недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание белых кровяных шариков (лейкоцитов). Лучевая болезнь первой степени излечима.

Лучевая болезнь второй степени возникает при Д = 250-400 рад. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания выражены более ярко. При активном лечении излечение наступает через 1,5-2 месяца.

Лучевая болезнь третьей степени наступает при Д = 400-700 рад. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6-8 месяцев.

Лучевая болезнь четвертой степени наступает при Д более 700 рад и является наиболее опасной. Без лечения обычно оканчивается смертью в течение 2 недель.

Тяжесть поражения в известной мере зависит от состояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей.

В элементах ОЭ при действии нейтронов может образовываться наведенная активность, которая при последующей эксплуатации объекта будет оказывать поражающее действие на обслуживающий персонал.

Под воздействием больших доз нейтронных потоков теряют работоспособность системы радиоэлектроники и электроавтоматики. Стекла оптических приборов темнеют. Фотоматериалы при дозах излучения 2-3 рад приходят в негодность.

1.3.4. Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс (ЭМИ) - совокупность кратковременных электрических и магнитных полей, возникающих в результате ионизации воздуха в зоне ЯВ и пространственного разделения положительных и отрицательных зарядов (рис 1.3)

Рис 1.3. Схема ЭМИ

Длина волн электромагнитных полей может быть от 1 до 1000 м.

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяженности, расположенных в воздухе, земле, на технике и ОЭ.

Гамма - кванты, испускаемые из зоны ЯВ, выбивают из атомов воздуха быстрые электроны, которые летят в направлении движения гамма-квантов со скоростью, близкой к скорости света, а положительные ионы практически остаются на месте. Между отлетевшими на 20-30 км электронами и положительными ионами образуются элементарные и результирующие электрические магнитные поля ЭМИ.

При высотном ЯВ (Н более 10 км) могут возникать поля ЭМИ в зоне взрыва и на высотах 20-40 км от поверхности земли.

Электрические магнитные поля ЭМИ в роли поражающего фактора характеризуются напряженностью поля. Они зависят от мощности, высоты ЯВ, расстояния от центра взрыва и свойств окружающей среды.

Поражающее действие ЭМИ прежде всего проявляется по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре. Под действием ЭМИ в указанной аппаратуре наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов, перегорание вставок и других элементов радиотехнических устройств.

ЭМИ может наводить напряжение в линиях энергоснабжения и передаваться на много километров, вызывая повреждения на оконечной аппаратуре. Этим самым ЭМИ представляет опасность заглубленным пунктам управления и связи.

ЭМИ может поражать людей, находящихся у оконечной аппаратуры. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии, например, должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками. Для защиты чувствительного электронного оборудования целесообразно использовать разрядники с небольшим порогом зажигания.

1.3.5. Радиоактивное заражение местности (РЗМ)

РЗМ приземного слоя атмосферы и воздушного пространства возникает в результате прохождения радиоактивного облака ЯВ или газо-аэрозольного облака радиационной аварии (РА).

Источниками радиоактивного заражения являются:

а) при ядерном взрыве:

продукты деления ядерных взрывчатых веществ (Pu-239, U-235, U-238);

радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов - наведенная активность;

неразделившаяся часть ядерного заряда;

б) при радиационной аварии:

отработанное ядерное топливо;

часть ядерного топлива.

В зависимости от степени заражения и опасности поражения людей принято выделять и на картах (схемах) наносить четыре зоны (А, Б, В, Г), а радиационной аварии - пять зон (М, А, Б, В, Г) заражения.

Каждая зона характеризуется мощностью дозы излучения (Р) и дозой излучения за период полного распада РВ при ЯВ или дозой излучения за первый год облучения при радиационных авариях (характеристики зон заражения на следе радиоактивного облака представлены на рис 1.4.).

Рис 1.4. Характеристика зон заражения на следе радиоактивного облака

Зона М - «Радиационной опасности» наносится при радиационных авариях красным цветом и только в мирное время.

Зона А - «Умеренного заражения» наносится синим цветом.

Зона Б - «Сильного заражения» наносится зеленым цветом.

Зона В - «Опасного заражения» наносится коричневым цветом.

Зона Г - «Чрезвычайно опасного заражения» наносится черным цветом.

Возможные последствия облучения людей в зависимости от времени и полученной дозы приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5 - Возможные последствия облучения людей

Однократным считается облучение, полученное в течение первых четырех суток. Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, является многократным.

Острым облучением называют облучение людей однократной дозой в 100 рад и более.

Из таблицы 1.5 видно, что допустимыми дозами облучения людей (не приводящими к поражению и снижению работоспособности) являются:

при однократном облучении - 50 рад;

при многократном облучении - за месяц -100 рад, квартал 200 рад и год - 300 рад.

Если воздействие проникающей радиации носит импульсный характер (несколько секунд и за это время человек практически не может принять меры защиты), то воздействие радиоактивного загрязнения может быть продолжительным (это позволит принять предохранительные меры защиты).

В связи с этим различают однократное, многократное (равномерное) и острое облучение людей.