Fortifikationsberäkningar

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 9 maj 2021; kontroller kräver 2 redigeringar .

Befästningsberäkningar  är empiriska formler för att beräkna befästningsmotståndet mot fiendens eld, bestämma deras korrekta placering och, omvänt, för att välja förstörelsevapen och manövrar för att ta befästningar.

Beräkning av hållbara byggnader

Här finns empiriska och semi-empiriska formler som användes i början och mitten av 1900-talet för att beräkna befästningar och försvar för den lokala effekten av bomber och granater. De tillåter, utan komplicerade tekniska undersökningar, att grovt räkna ut hur byggnaden ska se ut för att klara en direkt träff och explosion av ammunition.

Effektenergi

E slår \u003d M V 2/2 , kGm [ lit. 1 ] (S. 32) M är massan av projektilen (bomben), kg; V är projektilens hastighet, m/s.

I händelse av att en projektil faller in i mitten av taket i en kasematerad struktur går 1/10 av denna energi till takets avböjning, resterande 9/10 - till bildandet av en tratt (slaghål ) [lit. 2] (s. 47) .

Explosionsenergi

Total explosionsenergi [lit. 3] (sid. 19)

E Σadv. = 450000 C , kGm

Explosionsenergi som verkar på en horisontell skyddsyta:

E slår \u003d 12000 C , kGm [lit. 4] (S. 39)

där C är sprängladdningens massa, kg.

Slagkraft

Det erhållna resultatet är mycket felaktigt, eftersom det inte tar hänsyn till lokala deformationer, påverkan av strukturen etc., men det låter dig ta reda på storleksordningen på slagkraften.

F slår \u003d M V / (g t sp. ) , kgf [lit. 5] (S. 110)

där: g=9,81 m/s²

t slår  är projektilnedslagets varaktighet från början av penetration i ytan till stopp, ~0,01 s.

Explosionens kraft

Som i föregående formel är resultatet felaktigt.

F vuxen = C V det. /(g t det. 7) , kgf [lit. 5] (s. 110)

där: V det.  — Explosiv detonationshastighet , i källan 6000 m/s;

t det.  — Detonationens varaktighet, ~0,004 s; 1/7 - en del av explosionsenergin går in i skyddsytan, resten i luften.

Djupet av penetration av projektilen i skyddsbarriären

I en enkel form, vilket i de flesta fall är tillräckligt H pron. \u003d K pr. M V sinα / D² , m [lit. 6]

där: K pr  - koefficient för känslighet för penetration av materialet, se bilaga [# 1] ;

D är projektilens diameter (kaliber), m; α är vinkeln för fallbanan till barriären, deg; om projektilen träffar vinkelrätt är sinα = 1. I en mer komplex form, med hänsyn till ytterligare faktorer H pron. = K ex · K f. K k. M V cos((βn + β)/2)/D² , m [lit. 7] (S. 13)

där: V är projektilens hastighet, m/s;

K f.  - koefficient för formen på projektilens huvuddel: 1.3 - för betongpiercing vid penetration i betong, armerad betong och berg, 1.0 för alla andra fall; Till k.  - koefficienten för projektilens kaliber (diameter): kalibrar 37 - 57 mm K k. \u003d 0,9; 76 - 155 mm: 1; 203-240 mm: 1,1; 250-280 mm: 1,2; 350 mm och över: 1,3; 0,5 m: 1,3; 0,6 m: 1,35; 0,7 m: 1,4; 0,84 m: 1,45; 1 m: 1,5 n är koefficienten för möjligheten att ändra projektilens bana under penetrationsprocessen: 1,5 - betonggenomträngande projektil i betong; 1 - i andra fall. β är vinkeln mellan fallbanan och vinkelrät mot hindret.

Djup av förstörelse eller explosiv handling

Destruktionsradie från mitten av sprängladdningen:

R gånger. = K gånger. · Att glömma. C 1/3 , m [lit. 7] (S. 14) , där:

där: K tid.  - materialets mottaglighetskoefficient för förstörelse, se bilaga [# 2] ;

Att glömma.  - blockeringskoefficienten, ju bättre blockering, desto starkare blir explosionens inverkan på barriären: 1 - explosion på ytan av strukturen eller marken, dålig körning; 1.3-1.35 - explosion när en betonggenomträngande projektil tränger in i betong och armerad betong, medelstor drivning; 1.5 - explosion av en projektil i trögflytande jord (lera), bra körning, en kanal förblir bakom projektilen; 1,65 - explosion av en projektil i lös jord (sand), bra körning, sand stänks efter projektilen; C är massan av sprängämnet i laddningen, kg.

Destruktionsdjup från ytan:

H res. = H gånger. + R gånger. − C , m [lit. 8] C - avståndet från mitten av sprängladdningen till projektilens "nos", om den exploderar när den står på ytan och från mitten till ytterväggen, om den exploderar liggande, m.

En högexplosiv explosiv bombdetonation med högt explosivt innehåll kan vara effektivare i liggande läge, även om inträngning inte skett alls, eftersom mitten av sprängladdningen kommer närmare ytan. Därför bör en skyddskonstruktion mot högexplosiva bomber utformas för två typer av bombeffekter:

  • penetration (den är vanligtvis mindre än en projektil, särskilt en betonggenomträngande) och en explosion;
  • slag utan penetration, rotation och explosion i det ögonblick då bomben var redo att rikoschettera och är i liggande läge på ytan av skyddsstrukturen.

Explosionsdjup

Explosionsradie (kompressionssfärens radie: det resulterande tomma utrymmet runt explosionens centrum, från vilket de explosiva gaserna förskjutit golvmaterialet):

R gånger. = K vzr. · Att glömma. C 1/3 , m [lit. 7] (S. 16) , där: Till vzr.  - materialets överensstämmelsekoefficient vid en explosion, se bilaga [# 3] ;

Trattdjup:

H stöld = H pron. + R gånger. − C , m

Trattens djup är mycket mindre än förstörelsens djup, men det behövs för att bedöma strukturens ytterligare motstånd efter de första träffarna, eftersom betongen (tegelstenen) som har spruckit men förblivit på plats fortfarande kan innehålla nya ammunition.

Spalldjup

Spullradie från mitten av sprängladdningen:

R öppen = K öppen. · Att glömma. C 1/3 , m [lit. 7] (S. 52) , där: Att öppna  är koefficienten för materialkänslighet för spjälkning, se bilaga [# 4]

Spalldjup, med hänsyn till projektilens stötverkan:

H öppen = H pron. + R öppen − C , m

Tjockleken på det skyddande armerade betongtaket beror på massan av den högexplosiva bomben

En förenklad formel för att bestämma den erforderliga tjockleken på en monolitisk armerad betongplatta från en konventionell högexplosiv luftbomb med fritt fall innehållande en sprängladdning på ungefär hälften av dess vikt (upp till 60%), fallande från stor höjd med en hastighet av 300 m/s [lit. 9] (C. 18) [lit. 10] (S. 16, 29) :

H armerad betong \u003d k n M 1/3 , m,

där: M är bombens massa, kg;

k n  - materialkoefficient: för betongbeläggningar är det från 0,25 till 0,35; det bästa värdet på 0,25 avser armerad betong med ett sprickbeständigt lager.

Shockwave förstörelse

Radien för allvarlig förstörelse av konventionella byggnader från luftchockvågen från explosionen av konventionell ammunition [lit. 11] (s. 22) :

R _ \u003d 5 C 1/3 , m.

Kraftfulla byggnader som en kasematt är vanligtvis inte särskilt känsliga för förstörelse av en stötvåg och är främst känsliga för lokala stötar och högexplosiv verkan av ammunition vid direktträff.


Bilaga, värden på koefficienter [lit. 7] [lit. 12] [lit. 5] [lit. 13] [lit. 14]

Materialens överensstämmelsekoefficienter
Material Penetrationsförhållande
[
#1] 		Destruktionsförhållande
[
#2] 		Coef.
pang
[#3] 		Coef.
utbrytning
[#4]
Armerad betongkvalitet över 250 [lit. 13] . 0,000 000 7
Armerad betong sort 400 med styv spalt [lit. 7] (s. 52) [lit. 14] (s. 306) 0,000 000 8 0,42 0,13 /0,33
Armerad betong sort 400 med flexibel spridning [lit. 7] (s. 52, 59) [lit. 14] (s. 306) 0,000 000 8 0,52 0,13 /0,42
Befästningsbetong kvalitet 400 [lit. 14] (s. 306) 0,0000010 0,6 0,16
Armerad betong och betonggenomträngande projektil 0,000 000 9 0,13 0,52/0,42
Armerad betong kvalitet 250 [lit. 13] 0,0000010 0,6 0,13 0,52/0,42
Armerad betong kvalitet 200 [lit. 14] (s. 306) 0,000 001 1 0,6 0,14
Armerad betong och högexplosiv projektil 0,000 001 2 0,13 0,52/0,42
Förstärkt betong 0,6-0,7 0,13 0,47
Betongsammansättning 1:1,5:3 0,15 0,52
Högkvalitativ betongsammansättning 1:2:4 på krossad granit 0,0000010 0,77 0,175 0,6
Betongkvalitet 200 [lit. 14] (s. 306) 0,000 001 3 0,65 0,18
Betongkvalitet 160 [lit. 13] 0,000 001 3 0,7 0,175 0,6
Komposition betong 1:3:7 0,19 0,65
Gjuten betongsammansättning 1:2:4 med grus 0,21
Betong 0,000 001 3 0,87 0,175
Madrass gjord av armerade betongplattor [lit. 13] 0,0000015 0,7
Grusbetong [lit. 14] (s. 306) 0,0000016 0,7 0,18
Granit och gnejsberg utan sprickor [lit. 14] (s. 306) 0,0000016 0,86 0,2
Kalksten eller sandstenssten utan sprickor [lit. 14] (s. 306) 0,000 002 0 0,92 0,25
Murverk med cementbruk [lit. 14] (s. 306) 0,000 002 0 0,84 0,2
Sten kullersten torr 0,000 002 5 0,25
Tegel på cement (rött massivt tegel från tidigt 1900-tal) [lit. 14] (s. 306) [lit. 14] (s. 71) 0,000 002 5 0,86 0,25 0,88
Torrt murverk eller tegel [lit. 14] (s. 306) 0,0000030 0,96 0,25
Ek, bok, ask [lit. 14] (s. 306) 0,000004 0,6 0,3
Tall (?) [lit. 14] (s. 306) 0,000 005 0 0,6 0,3
Tall (i tallrikar och stockar) [lit. 13] (s. 257) 0,000 006 0 0,6 0,3
Poplar [lit. 13] (s. 256) 0,000 007 5
Lera med sandig lerjord, stenig jord, murverk av medelhög kvalitet 0,96
Broskaktig sand 0,000 004 0
Tät ren sand [lit. 14] (s. 306) 0,000 004 5 1.04 0,5
Sand 0,000 004 5 0,97 0,45
sandig blandjord 0,000 005 0 1.0 0,5
Sandig lerjord, blöt sand, dåligt murverk 1.0
Loam [lit. 14] (s. 306) 0,000 006 0 1.0 0,5
Jord, ostörd jordmassiv 0,000 006 5 1.07 0,53
Lera är tät 0,000 007 0 ett 0,5
Mark med sand och grus 1.07
Okomprimerad sand (sandhög) 0,000 009 0
Lerig våt jord, träsk 0,000010
Okomprimerad jord i en vall, mjuk jord 0,000 013 0 1.4 0,6
Material Coef.
penetrationer

[#1] 		Coef.
förstörelse
[
#2] 		Coef.
pang

[#3] 		Coef.
utbrytning

[#4]
Anteckningar
  1. ↑ 1 2 3 Materialets känslighetskoefficient för penetration
  2. ↑ 1 2 3 Faktor för materialets mottaglighet för förstörelse
  3. ↑ 1 2 3 Materialkänslighetsfaktor för explosion
  4. ↑ 1 2 3 Böjlighetskoefficient för materialet att spjälka: i täljaren - utan spillskydd, i nämnaren - med den (I-balkar, järnplåtar, kanaler, skenor från takets botten eller från insidan av väggen).
Referenser
  1. ↑ Schossberger, G. Konstruktion och tekniskt luftförsvar / Ed. militär- eng. 2:a rang V.V. Kukanova. - M. - L . : Militärt förlag av Min. försvar av Sovjetunionen, 1937. - 192 sid.
  2. ↑ Manasevich A.D. Konstruktionsåtgärder för luftförsvar av industrianläggningar . - M. : Oborongiz, 1941. - 240 sid. Arkiverad 18 september 2016 på Wayback Machine
  3. ↑ Pokrovsky G. I. Explosion och dess verkan. - M . : Military Publishing House, 1954. - 56 sid.
  4. ↑ Morozov K. D. Olyckor med byggnader till följd av bombningar. Analyserfarenhet . - [L.]: Lenizdat, 1944. - 153 sid. Arkiverad 18 september 2016 på Wayback Machine
  5. ↑ 1 2 3 Pangksen A.I. Beräkning av betongskyddskonstruktioner. L., upplaga av Röda arméns militärtekniska akademi. vol. Dzerzhinsky, 1931. - 288 sid.
  6. ↑ Skjutplatsartilleri / Ed. regemente. I. A. Sokolova. - M . : Militärt förlag av Min. Sovjetunionens försvar, 1970. - T. 3. - S. 33. - 320 s.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lisogor A.A. Skyddsstrukturer av defensiva strukturer och deras beräkning. (Guide för elever om befästning). Ed. Major General Engineer trupper av M.I. Maryin. M., 1958. - 67 sid.
  8. ↑ Khmelkov S. A. Landbefästningar av betong och armerad betong. M., upplaga av Röda arméns militärtekniska akademi. V. V. Kuibyshev, 1937.
  9. ↑ Skydd av strukturer och utrustning från högexplosiva bomber . - M. - L. : Gosenergoizdat, 1941. - 28 sid. Arkiverad 18 september 2016 på Wayback Machine
  10. ↑ Pokrovsky G. I. Förutsättningar för beräkningar av strukturer för nedslag och explosion av luftbomber. - M . : Stroyizdats folkkommissariat för byggande, 1943. - 34 sid.
  11. ↑ Kukanov V.V. Luftvärnsskydd för befolkningen . - [M.]: Edition of the Military-eng. acad., 1937. - 196 sid. Arkiverad 20 september 2017 på Wayback Machine
  12. ↑ Pangksen A.I. Designa en profil av en skyddsbyggnad. L., upplaga av Röda arméns militärtekniska akademi. vol. Dzerzhinsky, 1931. - 76 sid.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Manual för ingenjörstrupper. Fältbefästningar. (PF-39). - Sovjetunionen. Militära föreskrifter och instruktioner. - M . : Militära förlaget, 1940. - S. 256, 257. - 272 sid.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Manual för ingenjörstrupper. Fältbefästning. (PF-43) . - Sovjetunionen. Militära föreskrifter och instruktioner. - M . : Military Publishing House, 1946. - 363 sid. Arkiverad 4 februari 2017 på Wayback Machine