Підвищення рівня безпеки людей під час повітряної тривоги

 

Шахов Станіслав Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-9161-1696

 

Виноградов Станіслав Андрійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2569-5489

 

Мельниченко Артем Сергійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-7229-6926

 

Савельєв Дмитро Ігорович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-4310-0437

 

Семків Валерія Олексіївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1584-4754

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-10

 

Ключові слова: евакуація, укриття, споруди цивільного захисту, повітряна тривога, Path Finder, PyroSim

 

Анотація

 

Об’єктом дослідження є тривалість евакуації у разі повітряної тривоги до укриття на прикладі об’єкта з масовим перебуванням людей, що розміщений у прифронтовому регіоні. Незважаючи на значну кількість досліджень присвячених евакуації, переважна частина з них розглядалась саме при виникненні пожеж. Відповідно до цього надавались рекомендації щодо підвищення ефективності евакуації за допомогою різноманітних способів. Але досі не розглядалось питання тривалості руху людей до укриття під час ракетної загрози за сигналом повітряна тривога. Розроблено 3-D модель будівлі, що розташована в прифронтовому регіоні відповідно до об’ємно-планувальних рішень. Проаналізовано джерела відкритої інформації щодо кількості обстрілів регіону, де знаходиться об’єкт. Станом на кінець 2023 року зареєстровано 47 випадків. Середній час підльоту ракет до міста, де розміщено об’єкт, складає 30–40 с. Згідно з цим встановлено критерії безпечного часу, що необхідний для досягнення укриття. При розміщенні людей на 1–6 му поверсі тривалість евакуації до укриття становить 92,8 с, при швидкості руху 1,66 м/с. У цьому випадку лише 33 %, а саме 40 людей встигають дістатися укриття за 40 с. Решті 67 %, а саме 81 людини необхідно ще 52,8 с, щоб встигнути дістатися безпечного місяця у разі загрози ракетної небезпеки під час сигналу повітряна тривога. Оптимізовано місця розміщення людей у приміщеннях об'єкта з масовим перебуванням людей та надано рекомендації щодо швидкості руху до укриття. Належне забезпечення своєчасної евакуації залежить від швидкості руху та місця знаходження людей на поверхах будівлі. Для даного об’єкту оптимальним рішенням, яке забезпечує збереження життя 95 % людей від загальної кількості є негайний відгук на сигнал тривоги, заборона розміщення людей вище за 1 поверх, та рух зі швидкістю не менше ніж 8 км/год.

 

Посилання

 

  1. . Hui Z., Hao-cheng L. Simulation of Evacuation in Crowded Places Based on BIM and Pathfinder. J. Phys. 2021. Conf. Ser. 1880 012010. Р. 1–10. doi:10.1088/1742-6596/1880/1/012010
  2. Jiuju L., Shuhan L. Pathfinder-Based Simulation and Optimization of Evacuation of Large Commercial Complexes. Journal of Building Construction and Planning Research. 2023. Vol. 11(2). P. 27–35. doi: 10.4236/jbcpr.2023.112002
  3. Hui Z. Evacuation Simulation of Large Theater Based on Pyrosim and Pathfinder. J. Phys. 2022. Conf. Ser. 2289 012017. P. 1–8. doi:10.1088/1742-6596/2289/1/012017
  4. Xinfeng L., Xueqin Z., Bo L. Numerical simulation of dormitory building fire and personnel escape based on Pyrosim and Pathfinder, Journal of the Chinese Institute of Engineers. 2017. Vol. 40(3). P. 257–266. doi: 10.1080/02533839.2017.1300072
  5. Ming-xin L., Shun-bing Z., Jing-hong W., Zheng Z. Researchon Fire Safety Evacuationina University Libraryin Nanjing. Procedia Engineering. 2018. Vol. 211. P 372–378. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.12.025
  6. Mufeng X., Xihua Z., Xinxin P., Yanan W. Simulation of emergency evacuation from construction site of prefabricated buildings. Scientifc Reports. 2022. 12:2732. P. 1–18. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06211-w
  7. Liu Q., Zhao D., Yang H. Research on emergency evacuation of workshop based on PyroSim and Pathfinder. Fire Science and Technology. 2020. Vol. 39(7). P. 927–930. https://www.xfkj.com.cn/EN/Y2020/V39/I7/927
  8. Heng H., Zhang S., Zhu J., Zhu Z. Evacuation in Buildings Based on BIM: Taking a Fire in a University Library as an Example. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022. Vol. 19(3). P. 23–32. https://doi.org/10.3390/ijerph192316254
  9. Хлевной О. В., Харижин Д. Ю., Назаровець Д. В. Проблемні питання розрахунку часу евакуації при пожежах у закладах дошкільної та середньої освіти з інклюзивними групами. Пожежна безпека. 2020. №37. С. 72–76. https://doi.org/https://doi.org/10.32447/20786662.37.2020.11
  10. Maiboroda Р., Otrosh Ю., Rashkevich Н. and Melezhyk Р. Assessment of the fire resistance of buildings from fireproof reinforced concrete building structures. Municipal economy of cities. 2023. №4(178). 219–231. doi: https://doi.org/10.33042/2522-1809-2023-4-178-219-231
  11. ДСТУ 8828:2019. Пожежна безпека. Загальні положення. Зі змінами № 1 [Чинний від 2020-01-01]. Вид. офіц. Київ, 2018. 163 с. https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/dstu_8828_2019.pdf
  12. Перелік наземних ударів з С-300/С-400 під час російського вторгнення. https://uk.wikipedia.org/wiki/Perelik nazemnykh udariv z S-300/S-400 pid chas rosiiskoho vtorhnennia

 

Оптимізація методу оцінки ефективності реактивних вогнезахисних покриттів

 

Григоренко Олександр Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-4629-1010

 

Саєнко Наталія Вячеславівна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-4873-5316

 

Золкіна Євгенія Сергіївна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-2562-2546

 

Липовий Володимир Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-1967-0720

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-9

 

Ключові слова: ефективність вогнезахисту, метод, вогнезахисне покриття, випробування, вогнезахист металу, будівельні конструкції

 

Анотація

 

Запропоновано оптимізований метод оцінки вогнезахисної ефективності реактивних пок-риттів, що може бути застосований під час розробки та дослідженні нових рецептур вогнезахис-них складів. Для досягнення поставленої мети проведено критичний аналіз існуючих методів оцінки вогнезахисної ефективності реактивних вогнезахисних покриттів, як затверджених нор-мативними документами, так і таких, що використовувалися дослідниками для експрес-оцінок ефективності вогнезахисних засобів. За результатами аналізу переваг і недоліків досліджуваних методів для скорочення часу на підготовку та оброку результатів експериментів запропоновано оптимізований метод оцінки ефективності реактивних вогнезахисних покриттів. Запропонова-ний оптимізований метод передбачає використання електричної печі з ізольованою випробува-льною камерою для акумуляції тепла як джерела теплового випромінювання, яка дозволяє отри-мати температуру на реверсі металевої пластини понад 950 °С. У якості критерію вогнезахисної ефективності запропоновано використання порівняння часу досягнення критичної температури (500 °С) на зовнішній стороні металевих пластин, що захищені вогнезахисними покриттями. До-сліджено ефективності вогнезахисту металевої пластини за запропонованим методом для трьох зразків вогнезахисних засобів реактивного типу: покриття на основі епоксидного олігомеру, по-ліфосфату амонію, гідроксиду алюмінію та інтеркальованого графіту, покриття на стирол-акриловій основі промислового виробництва та відомого покриття на основі епоксидного оліго-меру наповненого монофосфатом амонію та інтеркальованим графітом. Результати експерименту дозволили зробити порівняльну оцінку ефективності вогнезахисту досліджуваних покриттів. Використання оптимізованого методу дозволяє суттєво спростити експеримент та скоротити час на підготовку зразків та обробку його результатів.

 

Посилання

 

  1. Lucherini A., Maluk C. Intumescent coatings used for the fire-safe design of steel structures: A review. Journal of Constructional Steel Research. 2019. Vol. 162. 105712. doi: 10.1016/j.jcsr.2019.105712
  2. Gravit Marina, et al. Estimation of the pores dimensions of intumescent coatings for increase the fire resistance of building structures. Procedia engineering. 2015. Vol. 117. P. 119–125. doi: 10.1016/j.proeng.2015.08.132
  3. Новак С. В., Дріжд В. Л., Добростан О. В. Аналіз сучасних Європейських методів оцінювання вогнезахисної здатності вогнезахисних матеріалів для будівельних конструкцій. Науковий вiсник: Цивiльний захист та пожежна безпека. 2018. № 1(5). С.74–84. URL: https://firesafety.at.ua/Visnyk_new/N1_2018/10_novak_dobrostan.pdf
  4. ДСТУ Б В.1.1-17:2007. Захист від пожежі. Вогнезахисні покриття для будівельних несучих металевих конструкцій. Метод визначення вогнезахисної здатності (ENV 13381-4:2002, NEQ). [Чинний від 2008-01-01]. Київ: Мінрегіонбуд України, 2007. 60 с. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=41506
  5. EN 13381-8:2013. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members – Part 8: Applied reactive protection to steel members. [Чинний від 2013-05-01]. Brussels: European Committee for Standardization. URL: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/df0cdd6b-9ef2-47fc-874b-414ae34aa5cc/en-13381-8-2013
  6. Борис О. П., Половко А. П., Юзьків Т. Б. Експрес-методика оцінювання вогнезахисної здатності вогнезахисних матеріалів. Науковий вісник УкрНДІПБ. 2012. №2(26). С. 95–99. URL: https://firesafety.at.ua/visnyk/2012_No_2-26/15-Boris_Uz_kiv.pdf
  7. Андронов В. А., Рибка Є. О. Порівняння вогнезахисної здатності реактивних покриттів ОВК, ЕНДОТЕРМ 40202 та ЕНДОТЕРМ ХТ-150 за різних швидкостях нагріву. Науковий вісник УкрНДІПБ. 2012. № 2(26). С. 1–7. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/461/1/24.pdf
  8. Wang Y., Goransson U., Holmstedt G., Omrane A. A model for prediction of temperature in steel structure protected by intumescent coating, based on tests in the cone calorimeter. Fire Safety Science. 2005. Vol. 8. P. 235–246. URL: https://www.researchgate.net/profile/Yong-Wang-115/publication/240821850_A_Model_For_Prediction_Of_Temperature_In_Steel_Structure_Protected_By_Intumescent_Coating_Based_On_Tests_In_The_Cone_Calorimeter/links/5645fe6d08ae9f9c13e72cbf/A-Model-For-Prediction-Of-Temperature-In-Steel-Structure-Protected-By-Intumescent-Coating-Based-On-Tests-In-The-Cone-Calorimeter.pdf
  9. ДСТУ-Н-П Б В.1.1-29:2010. Захист від пожежі. Вогнезахисне обробляння будівельних конструкцій. Загальні вимоги та методи контролювання. [Чинний від 2011-11-01]. Київ: Мінрегіонбуд України, 2011. 9 с. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=26657
  10. Silveira M. R. D., Peres R. S., Moritz V. F., Ferreira C. A. Intumescent coatings based on tannins for fire protection. Materials Research. 2019. Vol. 22(2). e20180433. doi: 10.1590/1980-5373-MR-2018-0433
  11. Hryhorenko O., Zolkina Ye., Saienko N., Popov Yu. Investigation of the Effect of Fillers on the Properties of the Expanded Coke Layer of Epoxyamine Compositions. IOP Conference Series: Problems of Emergency Situations: Materials and Technologies II. 2021. Vol. 1038. P. 539–546. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1038.539
  12. Яковлева Р. А., Фомин С. Л., Сафонов Н. А., Безуглый А. М. Новые огнезащитные покрытия по металлу и идентификация их теплофизических свойств. Науковий вісник будівництва. 2008. № 48. С. 250–268.

 

 Моделювання роботи магнітноконтактного теплового пожежного сповіщувача

 

Дурєєв Вячеслав Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-7981-6779

 

Христич Валерій Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5900-7042

 

Бондаренко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-4687-1763

 

Маляров Мурат Всеволодович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-4052-7128

 

Прокофьєв Михайло Іванович

Донецький національний університет ім. Василя Стуса

https://orcid.org/0000-0001-9388-3735

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-7

 

Ключові слова: пожежний сповіщувач, чутливий елемент, математична модель, інерцій-ність, час спрацювання, температура спрацювання

 

Анотація

 

Розроблено математичну модель магнітноконтактного теплового сповіщувача з урахуванням залежності магнітних властивостей контактів чутливого елементу від структури та типу його контак-тів. Отримані рівняння для визначення динамічних параметрів сповіщувача, виконано параметричне дослідження характеристик спрацьовування. Проведено аналіз джерел, що дозволив розробити ма-тематичні моделі сповіщувачів з детальним урахуванням типової структури матеріалу чутливих еле-ментів з метою отримання динамічних параметрів сповіщувача і визначення оптимальних парамет-рів його спрацьовування. Модель сповіщувача являє собою сукупність рівнянь, що визначають умо-ви теплообміну з середовищем та ураховують залежність магнітних властивостей контактів чутливо-го елементу типової структури при зміні температури середовища при нестаціонарному теплообмі-ну. Результатом моделювання роботи сповіщувача є динамічні рівняння у відносних змінних та ди-намічними параметрами роботи сповіщувача, які дозволяють визначати параметри спрацьовування сповіщувача з урахуванням типової структури контактів чутливого елементу. Рівняння динаміки яв-ляють собою класичну позиційну ланку першого порядку та є зручними для проведення досліджень роботи сповіщувача, обчислень динамічних параметрів і проведення параметричних розрахунків параметрів спрацьовування. Розроблені динамічні рівняння для визначення та дослідження динаміч-них параметрів роботи і спрацьовування магнітноконтактного сповіщувача. Ураховано тип та струк-туру матеріалу контактів чутливого елементу сповіщувача. Результати порівняльних розрахунків мають відхилення від експериментальних даних до 5 %. Виконане моделювання роботи сповіщувача та отримані рівняння динаміки дозволяють навести практичні рекомендації щодо підбору технічних параметрів для перспективних моделей магнітноконтактних сповіщувачів.

 

Посилання

 

  1. Carter C. Barry, Norton M. Grant. Ceramic Materials/ Sciece and Engineering. Springer, 2007. 716 p. doi: 10.1007/978-0-387-46271-4
  2. Lu H., Zhu Y., Hui J. G. Measurement and modeling of thermal effects on magnetic hysteresis of soft ferrites. IEEE Transactions on Magnetics. 2007. Vol. 43(11). Р. 3953–3960. doi: 10.1109/tmag.2007.904942
  3. Кахняж М. Л., Салах Я. Л., Шевчик Р. Ю., Беньковски А. В., Коробийчук И. В. Дослідження впливу температури на магнітні характеристики феритів з марганець-цинкового сплава. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2015. Vol. 6(5(78). P. 17–21. doi: 10.15587/1729-4061.2015.55410
  4. Martinson K., Belyak V., Sakhno D., Chebanenko M., Panteleev I. Mn-Zn Ferrite Nanoparticles by Calcining Amorphous Products of Solution Combustion Synthesis: Prepa-ration and Magnetic Behavior. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2022. Vol. 31. P. 17–23. doi: 10.3103/s106138622201006x
  5. Nairan A.; Khan M.; Khan U.; Iqbal M.; Riaz S.; Naseem S. Temperature-Dependent Magnetic Response of Antiferromagnetic Doping in Cobalt Ferrite Nanostructures. Nanomaterials. 2016. Р. 73. doi: 10.3390/nano6040073
  6. Thanh T. D., Manh D. H., Phuc N. X. Deviation from Bloch’s T3/2 Law and Spin-Glass-Like Behavior in La0,7Ca0,3MnO3 Nanoparticles. J Supercond Nov Magn 28. 2015. P. 1051–1054. doi: 10.1007/s10948-014-2869-5
  7. Ullah S., Firoz U., Momin A., Hakim M. Effect of V2O5 addition on the struc-tural and magnetic properties of Ni–Co–Zn ferrites. Published by IOP Publishing Ltd. 2021. doi: 10.1088/2053-1591/abd865
  8. Kumar P., Mandal К. Effect of spatial confinement on spin-wave spectrum: Low temperature deviation from Bloch’s T3/2 law in Co nanoparticles, 2007. 11 р. doi: 10.48550/arXiv.cond-mat/07011529
  9. Cullity B. D., Graham C. D. Introduction to Magnetic Materials, Second Edi-tion. Copyright. Тhe Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2009. 544 р. URL: http://ndl.ethernet.edu.et/bitstream/123456789/31331/1/B.%20D.%20Cullity.pdf
  10. Cojocaru S. Magnon gas and deviation from the Bloch law in a nanoscale Hei-senberg ferromagnet. Philosophical Magazine. 2011. P. 1–15. URL: https://www. researchgate.net/publication/233077658_Magnon_gas_and_deviation_from_the_Bloch_law_in_a_nanoscale_Heisenberg_ferromagnet
  11. Дурєєв В. О., Христич В. В., Бондаренко С. М., Маляров М. В., Корнієнко Р. В. Математична модель магнітноконтактного теплового пожежного сповіщувача. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). С. 31–43. URL: http://pes.nuczu.edu.ua/images/arhiv/37/3.pdf ISSN 2524-0226
  12. Забара С. Моделювання систем у середовищі MATLAB. Університет «Україна», 2015. 137с. URL: https://www.yakaboo.ua/modeljuvannja-sistem-u-seredovischi-matlab.html

 

Удосконалення візка підвагонного гасіння з розпилювачем гелеутворюючого складу

 

Остапов Костянтин Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1275-741X

 

Сенчихін Юрій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5983-2747

 

Аветісян Вадим Георгійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5986-2794

 

Кириченко Ігор Костянтинович

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

http://orcid.org/0000-0001-7375-8275

 

Тарасенко Олександр Прокопович

Каразінський банківський інститут

http://orcid.org/0000-0002-1745-3845

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-8

 

Ключові слова: гелеутворючий склад, вогнегасний порошок, метрополітен, вагони метро, візок підвагонного гасіння

 

Анотація

 

Удосконалено візок підвагонного гасіння з розпилювачем гелеутворючих складів, який дозволяє здійснювати гасіння в обмеженому просторі під вагоном метро за умови забезпечення раціональних параметрів розпилення гелеутворючої суміші. З метою удосконалення спеціального візка підвагонного гасіння пожеж на станціях метро до його конструкції введено універсальний змішувач-розпилювач гелеутворюючого складу. Задля його ефективного використання при пожежогасінні на допоміжному лабораторному устаткуванні відпрацьовано рішення, які забезпечують скорочення часу та витрат гелеутворючої суміші при локалізації і припиненні горіння можливої пожежі. Доведено тактико-технічні переваги підвагонного гасіння пожеж в метрополітені гелеутворюючими системами з використанням універсального змішувач-розпилювача, що є невід’ємною частиною удосконаленого візка вузької колії. Запропоновано раціональні рішення, які скорочують час гасіння пожеж на станціях та зменшують витрати вогнегасних речовин на 10–20 % у порівнянні з іншими, раніше запропонованими пристроями гасіння пожеж під вагонами на станціях метро. Проведено лабораторні експерименти щодо дослідження тактико-технічних характеристик удосконаленого візка з універсальним змішувач-розпилювачем типу «сегнерове колесо», які доводять, що візок здатен гасити ймовірні пожежі в складних умовах під вагонами на станціях метрополітену. Також, в усіх випадках підвагонного гасіння пожеж на станціях метро очікується поліпшення умов проведення аварійно-рятувальних робіт при евакуації людей з приміщень станцій та із вагонів, що зайнялись. Отриманні результати підтверджують підвищення ефективності гасіння у підвагонному просторі розпиленими дрібнодисперсними гелеутворюючими складами зі скороченням часу гасіння та зменшенням витрат вогнегасної речовини за рахунок використання єдиного змішувач-розпилювача гелеутворюючих складів.

 

Посилання

 

  1. Zheng Wei, Zhang Xi, Wang Zhuo-fu Experiment study of performances of fire detection and fire extinguishing systems in a subway train. Procedia Engineering. 2016. Vol. 135. Р. 393–402. doi: 1016/j.proeng.2016.01.147
  2. Saveliev D., Khrystych O., Kirieiev O. Binary fire-extinguishing systems with separate application as the most relevant systems of forest fire suppression. European journal of technical and natural science. 2018. Vol. 1. 2018. Р. 31–36. url: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/7121
  3. Ostapov K. M., Senchihin Yu. N., Syrovoy V. V. Development of the installation for the binary feed of gelling formulations to extinguishing facilities. Science and Education a New Dimension. Natural and Technical Sciences. 2017. Vol.  132. Р 75–77. url: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/3891
  4. Lyman Dale Ambulatory surgery center safety guidebook. Managing code requirements for fire and life safety. 2018. P. 23–26 doi: 1016/B978-0-12-849889-7.00005-4
  5. Ostapov et al., Improving the installation of fire gasing with gelelating compounds. Problems of emergency situations. 2021. Vol. 33. Р. 4–14. url: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/14116
  6. Zhanga Limao, Wua Xianguo, Liub Menjie, Liuc Wenli, Ashuri Baabak Discovering worst fire scenarios in subway stations: A simulation approach. Automation in construction. 2019. 99. P. 183–196. doi: 10.1016/j.autcon.2018.12.007
  7. Gravit Vaititckii A. Shpakova A. Subway constructions fire safety regulatory. Requirements procedia engineering. 2016. Vol. 165. P. 1667–1672. doi: 10.1016/j.proeng.2016.11.908
  8. Pietukhov R., Kireev A., Slepuzhnikov E., Chyrkina M., Savchenko A. Lifetime research of rapid-hardening foams. Problems of emergency situations. 2020. Vol. 31. Р 226–233. url: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/11675
  9. De-xu Du, Xu-hai Pan, Min HUA. Experimental study on fire extinguishing properties of compound superfine powder. Procedia Engineering. 2018. Р. 142–148. doi: 1016/j.proeng.2017.12.126
  10. Ng Y. W., ChowK., Cheng C. H., Chow C. L. Scale modeling study on flame colour in a ventilation-limited train car pool fire. Tunnelling and underground space technology. 2019. Vol. 85. P. 375–391 doi: 10.1016/j.tust.2018.12.026
  11. Zeng Long, Maohua Zhong, Junfeng Chen, Huihang Cheng. Study on emergency ventilation strategies for various fire scenarios in a double-island subway station. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2023. Vol. 235. 105364. doi: 10.1016/j.jweia.2023.105364
  12. Kai Wang, Weiyao Cai, Yuchen Zhang, Haiqing Hao, Ziting Wang. Numerical simulation of fire smoke control methods in subway stations and collaborative control system for emergency rescue. Process Safety and Environmental Protection. 2021. Vol. 147. P. 146–161. doi: 10.1016/j.psep.2020.09.033
  13. Остапов К. М., Сенчихін Ю. М., Аветісян В. Г., Гапоненко Ю. І., Кириченко І.К. Підвищення ефективності гасіння пожеж у підвагоному просторі метро гелеутворюючими складами. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. Вип. 2(38). Р. 267–280. url: http://pes.nuczu.edu.ua/images/arhiv/38/18.pdf
  14. Ostapov K., Kirichenko I., Senchykhyn Y. Improvement of the installation with an extended barrel of cranked type used for fire extinguishing by gel-forming compositions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 4(10(100)). Р. 30–36. doi: 10.15587/1729-4061.2019.174592
  15. Пат. 154597 Україна, МПК (2023.01) А62С 35/00 Візок для підвагонного гасіння пожеж гелеутворючими складами / Остапов К.М., Сенчихін Ю.М., Аветісян В.Г., Мележик Р.С.; заявник та патентовласник Нац. у-т цив. зах. України – u202303215; заяв. 03.07.2023; опубл. 23.11.2023, Бюл. № 47 url: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/18841

 

Електродинамічна модель взаємодії електромагнітної хвилі з поверхнею вибухонебезпечної речовини

 

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6960-6399

 

Кулаков Олег Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5236-1949

 

Карпов Артем Андрійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0009-0007-9895-1574

 

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

 

Михайловська Юлія Валеріївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1090-5033

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-6

 

Ключові слова: вибухонебезпечна речовина, вибухонебезпечний предмет, діелектрична проникність, електродинамічна модель, електромагнітна хвиля, тангенс кута діелектричних втрат

 

Анотація

 

Побудована електродинамічна модель взаємодії електромагнітної хвилі НВЧ-діапазону, довільно падаючої на поверхню вибухонебезпечної речовини, як найпростішого безоболонкового вибухонебезпечного предмету. Модель створена шляхом розв’язання рівнянь Максвела з відповідними граничними умовами. Модель дозволяє чисельно оцінювати здатність вибухонебезпечних речовин відбивати та локалізовувати енергію електромагнітних хвиль. Визначальними параметрами для цього є кут падіння електромагнітної хвилі та параметри вибухонебезпечної речовини. Застосування моделі дозволяє розраховувати коефіцієнти відбиття та переломлення потужності електромагнітного поля. Показано, що для реальних вибухових речовин з малими кутами діелектричних втрат цей параметр суттєво не впливає на взаємодію електромагнітної хвилі з поверхнею вибухонебезпечної речовини. Найбільш придатними до дистанційного виявлення шляхом опромінення електромагнітною хвилею є вибухонебезпечні речовини з високим значенням відносної діелектричної проникності. Для вибухонебезпечних речовин з невеликим значенням відносної діелектричної проникності значна кількість електромагнітної енергії переломлюється через поверхню вибухонебезпечної речовини й ця енергія може бути поглинена вибухонебезпечною речовиною. Ступінь поглинання визначається величиною тангенсу кута діелектричних втрат – чим більше тангенс кута діелектричних втрат, тим більше енергії має бути поглинене. Для таких вибухонебезпечних речовин можливим є їх дистанційний підрив шляхом опромінювання електромагнітною хвилею. Вибухонебезпечні речовини з проміжним значенням відносної діелектричної проникності мають середні можливості щодо їх дистанційного виявлення та дистанційного підриву. Таким чином, побудована модель дає можливість оцінювати можливість дистанційного виявлення та деактивації вибухонебезпечних предметів за допомогою опромінювання їх електромагнітною хвилею.

 

Посилання

 

  1. Kustov M., Karpov A., Harbuz S., Savchenko A. Effect of Physical and Chemical Properties of Explosive Materials on the Conditions of their Use. Key Engineering Materials. 2023. Vol. 952. P. 143– doi:10.4028/p-0H8UnG
  2. Pospelov B., Rybka E., Togobytska V., Meleshchenko R., Danchenko Yu. Construction of the method for semi-adaptive threshold scaling transformation when computing recurrent plots. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 4. №10(100). P. 22– doi:10.15587/1729-4061.2019.176579
  3. Strategic toolkit for assessing risks: a comprehensive toolkit for all-hazards health emergency risk assessment. World Health Organization, 71 p. https://www.who.int/publications/i/item/9789240036086.
  4. Pospelov B., Andronov V., Rybka E., Popov V., Romin A. Experimental study of the fluctuations of gas medium parameters as early signs of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 1. № 10(91). P. 50–55. doi: 15587/1729-4061.2018.122419
  5. Smoliło J., Chmiela A. The mine liquidation processes in SRK S.A. in a cost approach. Zeszyty Naukowe Politechniki Slaskiej. Seria Organizacji i Zarzadzanie. 2021. Issue 153. P. 429. doi: 10.29119/1641-3466.2021.153.30
  6. Tiutiunyk V., Ivanets H., Tolkunov I., Stetsyuk, E. System approach for readiness assessment units of civil defense to actions at emergency situations. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2018. № 1. P. 99–105. doi: 10.29202/nvngu/2018-1/7)
  7. Ahmed I. Anti-personnel landmines (APLs): A socio-economic and humanitarian perspective. International Journal of Physical and Social Sciences. 2014. Vol. 4. Issue 4. P.99– https://www.indianjournals.com/ijor.aspx?target=ijor:ijpss&volume=4&issue=4&article=0
  8. Prem M., Purroy M.E., Vargas J.F. Landmines: the Local Effects of Demining. TSE Working Paper. 2022. № 1305. Р. 108. https://publications.ut-capitole.fr/id/eprint/44388/1/wp_tse_1305.pdf
  9. Behera R., Biswal T., Panda R. Recent Progress in Explosives: A Brief Review. Current Advances in Mechanical Engineering. 2021. P. 305–315. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-33-4795-3_29
  10. Zapata F., García-Ruiz C. Chemical classification of explosives. Critical Reviews in Analytical Chemistry. 2021.51. Issue 7. P. 656–673. doi: 10.1080/10408347.2020.1760783
  11. Williams D., Myers V., Silvious M. S. Mine Classification With Imbalanced Data. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2009. Vol. 6. Issue 3. P. 528–532. doi: 10.1109/LGRS.2009.2021964
  12. Shimoi N., Takita Y. Remote mine sensing technology using a mobile wheeled robot RAT-1.  ICCAS 2010. P. 622– doi: 10.1109/ICCAS.2010.5669836
  13. Yoo L., Lee J. H., Lee Y. K., Jung S. K., Choi Y. Application of a drone magnetometer system to military mine detection in the demilitarized zone. Sensors, 2021. Vol. 21(9). 3175. doi: 10.3390/s21093175
  14. Ramezani M., Tafazoli S. Using artificial intelligence in mining excavators: automating routine operational decisions. IEEE Industrial Electronics Magazine. 2021.15. Issue 1. P. 6–11. doi: 10.1109/MIE.2020.2964053
  15. Daniels D. A review of GPR for landmine detection. Sensing and Imaging. 2006. Vol. 7(3). P. 90– doi: 10.1007/s11220-006-0024-5
  16. Wilson J., Gader P., Lee W., Frigui H., Ho K. A Large-Scale Systematic Evaluation Of Algorithms Using Ground Penetrating Radar For Landmine Detection And Discrimination. IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing. 2007. Vol. 45. Issue 8. P. 2560– doi: 10.1109/TGRS.2007.900993
  17. Kustov М., Karpov A. Sensitivity of explosive materials to the action of electromagnetic fields. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2023. № 1(37). C. 4– doi: 10.52363/2524-0226-2023-37-1
  18. Landau L., Lifshitz E. M. Electrodynamics of continuous media: translated by Sykes J. B., Bell J. S and Kearsley M. J. Pergamon press, Oxford – New York – Toronto – Sydney – Paris – Frankfurt, 2013. 475 p.
  19. Greiner W. Classical Electrodynamics (Classical Theoretical Physics). Springer, Dordreht (Holland), 1998. 566 p.
  1. Неклонський І. М., Смирнов О. М. Ризик-орієнтований підхід щодо впровадження технології утилізації протитанкових реактивних снарядів. С. 66-80.
  2. Басманов О. Є., Максименко М. В., Олійник В. В. Оптимальний вибір сил та засобів для локалізації пожежі в резервуарній групі. С. 55-65.
  3. Макаренко В. С., Кірєєв О. О., Чиркіна-Харламова М. А., Слепужніков Є. Д., Ковальов О. О. Вогнегасні характеристики легких сипких матеріалів для пожеж класу «В». С. 40-54.
  4. Белюченко Д. Ю., Стрілець В. М., Луценко Т. О., Корчагін П. О., Маловик І. В., Ребров О. В. Обґрунтування нормативів для оцінювання оперативних розгортань в засобах бронезахисту. С. 25-39.