CC BY
62
информационном поле системы обеспечения авиационной безопасности и подготовке воздушного судна к вылету из аэропорта. Например, рассмотрим следующую ситуацию, которая образовалось в ходе подготовки воздушного судна к вылету из аэропорта, так, следующее соотношение переменных
С С С ) *"" 39 С С С )''" "^"з 46 | ^ означает, что на объекте воздушного транспорта (аэропорт) произошло «нарушение требований технологии предполетного досмотра багажа пассажиров в аэропорту». Стрелка-> показывает прекращение проверки, образования
соотношения переменных (слова), если, в процессе его конструкции возник знак (+), это значит в интерпретации для службы авиационной безопасности возникла ситуация тревоги и необходимости дополнительного контроля, т.е. сработал алгоритм сигнал на прекращения алгоритма образования слова.
Оператор авиационной безопасности работает так чтобы, как только появляется знак (+), неважно после какой буквы, алгоритм ставит ->, в
случае же появления (-), алгоритм ставит стрелку ->, без точки, как
только алфавит исчерпан наступает естественный обрыв и ставится ->.
Очевидно, что в случае начального сбоя проверки срабатывает оператор аннулятор, если же, на стадии любой из параллельных регламентных операций по обеспечению авиационной безопасности подготовки ВС к вылету случайным образом, без очереди, появляется после буквы знак (+), то работа оператора АБ прекращается в алгоритмическом режиме. В случае наложения негативных событий и образования окна уязвимости (рис.) на мониторе должен появиться сигнал «Тревога», если например,
образовалось слово: х21(-) х22(+)->, т.е. «невыполнение требований по
обеспечению АБ, при наземном обслуживании ВС».
ОЦЕНКА РИСКОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ СМЕРЧЕЙ НА ОПАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ
Ф.Ф. Брюхань, главный инженер, д.ф.-м.н.
ООО НПО «Гидротехпроект», г. Валдай Новгородской области А.Д. Потапов, заведующий кафедрой, д.т.н., профессор Московский государственный строительный университет, г.Москва
Известно, что смерчи относятся к наиболее опасным метеорологическим явлениям, способным разрушать здания и сооружения, а также вызывать пожары [2, 5]. Одна из особенностей смерчей заключается в их крайне редком проявлении. Поэтому возможность
возникновения и прохождения смерчей и связанные с ними опасные последствия (разрушения, аварии, пожары) в большинстве случаев учитываются при размещении и проектировании объектов, к надежности которых предъявляются особые требования, например, объектов использования атомной энергии (ОИАЭ) [4, 7]. Однако участившиеся в последние десятилетия случаи повсеместного прохождения смерчей [9] вынуждают расширить круг промышленных объектов, воздействие на которые могут вызвать те или иные чрезвычайные ситуации. К таковым можно отнести объекты, аварии на которых могут привести к тяжелым экологическим, социальным и экономическим последствиям (химические предприятия, горно-обогатительные комбинаты, резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, объекты военной инфраструктуры, уникальные здания и сооружения и др.).
Образование смерчей происходит под мощными кучево-дождевыми облаками в результате формирования вихревых воронок, опускающихся на поверхность земли или моря. Скорость ветра в таких вихрях может достигать 100 м/с и более. В результате вращения воздуха в вихревой воронке возникает разрежение, вокруг ее центра и сильные восходящие движения воздуха [2, 10]. Это приводит к тому, что попадающие в поле воздействия смерча различные предметы, даже тяжелые, всасываются в область смерча и переносятся на большие расстояния. Возникающая полоса разрушений сравнительно невелика и составляет обычно несколько десятков или сотен метров в ширину и несколько километров или десятков километров в длину. Интенсивность смерчей по визуальному и количественному анализу основных характеристик смерчей (характеру разрушений, длине и ширине зоны разрушений и пр.) устанавливается шкалой Фуджиты [10].
Смерчи могут оказывать следующие воздействия на здания и сооружения промышленных объектов и их инфраструктуру:
- разрушающие воздействия от ветрового напора, перепада давления между периферией и центром смерча, ударного воздействия тел, увлеченных смерчем [11];
- пожары и взрывы, вызванные разрывом газовых сетей, разгерметизацией емкостей с нефтью и нефтепродуктами и пр.
В настоящее время решение об учете или отказе от учета возможности воздействия смерчей на ОИАЭ при их проектировании принимается исходя из пороговой вероятности Р0 (а строго говоря,
п
повторяемости), составляющей 10- на реактор в год [7]. Сбор и анализ исходных данных для определения расчетных характеристик смерчей и их статистическая обработка производится в соответствии с [2, 7]. Согласно [2], большинство действующих и проектируемых российских АЭС расположены в смерчеопасных зонах, где вероятность их прохождения выше Р0 .
Важно подчеркнуть то обстоятельство, что каталог смерчей, зарегистрированных на территории России [7], завершается 2001 годом. С учетом того факта, что в последние десятилетия случаи прохождения смерчей по территории России участились, необходим сбор и анализ новых данных о смерчах для продолжения каталога.
Отечественные требования к безопасности ОИАЭ устанавливаются из условия непревышения вероятности запроектной аварии с предельным аварийным выбросом (сбросом) Рс = 10" 1/год [6, 8]. Эта величина является основным критерием безопасности ОИАЭ от внешних воздействий как природного, так и техногенного происхождения.
То обстоятельство, что Рс и Р0 одинаковы, подразумевает неизбежную запроектную аварию в случае воздействия смерча на ОИАЭ, что является весьма маловероятным исходом. Это связано с тем, что согласно схеме районирования территории бывшего СССР от воздействия смерчей [2] расчетные характеристики вероятного максимального смерча с
п
вероятностью воздействия на ОИАЭ 10" 1/год могут быть относительно слабыми. Подробнее об этом говорится в работе [4]. Поэтому, строго говоря, необходимо внести уточнение и представить вероятность запроектной аварии, вызванной воздействием смерча, в виде
Р = Р0 хРА 1)
где РА - безразмерная вероятность аварии, приводящая к предельному аварийному выбросу (сбросу) в окружающую среду при реализации события воздействия смерча на ОИАЭ. Таким образом, учет смерчей при размещении и проектировании ОИАЭ производится в том случае, если
Р0 * РА * Ро .2)
Годовую вероятность (частоту) запроектной аварии можно представить в виде
Р = Р5Х[1-Р#) 3)
где - частота прохождения любых смерчей через заданную точку (площадку ОИАЭ) смерчеопасного района, определяемая согласно [2]; Р(к) - вероятность непревышения класса к среди смерчей, зарегистрированных в данном районе (определяется исходя из статистики зарегистрированных смерчей [7]); РА(к) - безразмерная вероятность предельного аварийного выброса (сброса) в окружающую среду при запроектных авариях, вызванных воздействием смерча при реализации события воздействия смерча класса к на ОИАЭ.
С учетом отмеченных выше уточнений в сравнении с [7] расчетный класс интенсивности вероятного смерча кр следует определять из условия
Р *
1 - )
р
* РА р) = Ро> 4)
где
г(кР)=1 - VР ■ 5)
При Рл(кр) = 1 условие (4) соответствует условию, принимаемому в [7]. Таким образом, воздействие смерча не приведет неизбежно к запроектной аварии, а критерий необходимости учета смерчей при проектировании ОИАЭ, как превышение вероятности их прохождения
п
через площадку порогового значения 10" 1/год, переоценен. Поэтому
п
пороговый уровень Р0 = 10" 1/год помимо возможности прохождения смерчей через площадку ОИАЭ должен также учитывать возможность разрушения активной зоны реактора с последующим предельным аварийным выбросом (сбросом). При этом класс интенсивности расчетного смерча следует определять исходя из выражения (4). Очевидно, что в этом случае расчетный класс кр снизится, а пороговая вероятность прохождения смерчей через площадку ОИАЭ, равная уже Ро/РЛ, повысится. Можно предположить, что такая вероятность Рс/Рл, обусловливающая решение об учете или неучете смерчей при проектировании ОИАЭ, повысится в 10100 раз [4].
Для обеспечения надежной защиты промышленных объектов, в том числе и ОИАЭ, и их инфраструктуры от внешних и опосредованных воздействий смерчей необходимо проектирование соответствующей инженерной защиты. В свою очередь, проектирование такой защиты предусматривает детальные расчеты нагрузок от ветрового напора, перепада давления между периферией и центром смерча, ударного воздействия тел, увлеченных смерчем, а также вероятностей разрушений от этих воздействий, представляющих собой совокупность отдельных серьезных задач. В грубом приближении перечисленные нагрузки оцениваются в работах [1, 3, 11]. Кроме того, необходимо оценить практически не изученную опасность возникновения пожаров и взрывов, связанных с прохождением смерчей и их последствий. Соответствующие дополнения и уточнения предполагают обновление нормативно" технической базы в области инженерно"гидрометеорологических изысканий и проектирования инженерной защиты от всестороннего воздействия смерчей на объекты повышенного уровня ответственности.
1. Исходя из действующих норм и правил в области безопасности ОИАЭ, выполнен анализ и дано уточнение критерия учета потенциального воздействия смерчей на здания и сооружения ОИАЭ.
2. Даются рекомендации по уточнению расчетов нагрузок от ветрового напора, перепада давления между периферией и центром смерча, ударного воздействия тел, увлеченных смерчем, а также вероятностей разрушений от этих воздействий. Отмечается необходимость исследования опасностей возникновения пожаров и взрывов, связанных с прохождением смерчей и их последствий.
3. С учетом того обстоятельства, что в последние десятилетия случаи прохождения смерчей по территории России участились, необходимы сбор и анализ новых данных для продолжения каталога зарегистрированных смерчей.
4. Обеспечение надежной защиты объектов повышенного уровня ответственности и их инфраструктуры от внешних и опосредованных воздействий смерчей определяет необходимость уточнения и дополнения соответствующей нормативно-технической базы.
Список использованной литературы
1. Бирбраер А.Н., Роледер А.Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. - 594 с.
2. Брюхань Ф.Ф., Ляхов М.Е., Погребняк В.Н. Смерчеопасные зоны в СССР и размещение атомных станций // Изв. АН СССР. Сер. Географическая. 1989. - № 1. - С. 40-48.
3. Брюхань Ф.Ф., Погребняк В.Н., Саргсян А.Е. Оценка смерчеопасности территорий с АЭС // Строительная механика и расчет сооружений. 1991. - № 5. - С. 83-87.
4. Брюхань Ф.Ф., Потапов А.Д. Режим прохождения смерчей в районе размещения Белорусской АЭС и вероятностный критерий смерчеопасности // Атомная энергия. 2013. Том 115. - Вып. 5. - С. 285-289.
5. Калиберда И.В. Оценка параметров внешних воздействий природного и техногенного происхождения. Безопасность объектов использования атомной энергии. - М.: Логос, 2002. - 543 с.
6. НП-064-05. Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на объекты использования атомной энергии. - М.: Ростехнадзор, 2005.
7. РБ-022-01. Рекомендации по оценке характеристик смерча для объектов использования атомной энергии // Вестник Госатомнадзора России. 2002. - № 1. - С. 59-90.
8. РД 95 10444-91. Рекомендации по определению расчетных характеристик смерчей при размещении атомных станций. - М.: Минатомэнергопром СССР, 1991.
9. Feuerstein B., Dotzek N., Grieser J. Assessing a Tornado Climatology from Global Tornado Intensity Distributions // Journal of Climate. 2005. Vol. 18. PP. 585-596.
10. Fujita T. Tornadoes and downburst in the context of generalized planetary scales // Journal of Atmospheric Sciences. 1981. Vol. 38. PP. 15111534.
11. Simiu E., Scanlan R. Wind Effects on Structures: an Introduction to Wind Engineering. - NY: J. Wiley & Sons, 2000. - 590 p.
