Архитектура

Как инженерите могат да се предпазят от смъртоносни експлозивни атаки

Как инженерите могат да се предпазят от смъртоносни експлозивни атаки

Светът е изправен пред нарастващата заплаха от терористични атаки с използване на бомби, създадени за унищожаване на инфраструктурата и нараняване на обществеността. Въпреки политическите и социални проблеми, свързани с вътрешния тероризъм, смекчаването на жертвите и терористичните заплахи чрез инженеринг е възможна, но при това трудна. По отношение на гражданското строителство, проектирането за вятър, сняг, сеизмични, динамични и статични натоварвания се извършва от мелничните практики. Въпреки това, гледането в лицето на вашата структура, атакувана от бомба или терорист, е реална заплаха че строителните инженери са наясно. Има ограничение до степента, в която строителното проектиране може да преодолее експлозиви, а проектирането на конструкции, които да се противопоставят на експлозии безкрайно, е просто невъзможно. Въпреки това има спецификации и критерии, които могат да бъдат коригирани, за да помогнат на сградата да издържа на експлозии по-добре от други.

Първо, нека да разгледаме как експлозия натоварва конструкция, което ще свидетелства за трудността, поставена в експлозивния дизайн. Сградите обикновено виждат бавно натоварване или бързо натоварване на по-малки сили. Експлозивите, от друга страна, представляват високи сили и големи вътрешни напрежения за относително кратък период от време. Като допълнение към това експлозиите обикновено са локализирани, които представляват повишено количество сила в малка относителна площ. С други думи, експлозивно натоварените конструкции са изправени пред високи напрежения кратки изблици. Често терористичните атаки представляват последователни експлозии, които също могат да представят строителни конструкции с локализирани точки на умора, причинявайки провал.

По отношение на дизайна срещу експлозиви, помислете за военни бункери. Те са дебелостенни крепости без ветрове - зони с висока плътност с малко вътрешно пространство спрямо дебелината на стената. За съжаление, поради естеството на експлозивите, това е най-добрият и най-ефективен начин за защита на конструкциите от взривове. Докато експлозивното натоварване има тенденция да бъде непредсказуема наука, има методи, при които определени конструктивни характеристики могат да намалят жертвите и да осигурят по-големи шансове за оцеляването на дадена конструкция.

[Източник на изображението: Уикимедия]

Един от най-големите методи за проектиране на взривни вещества дори не е избор на инженерен дизайн, а по-скоро е качествен метод за определяне кои сгради поемат най-висок риск за атака. След като това бъде определено, инженерите могат да получат достъп до стратегически места, за да подсилят конструкцията, ако строителният и инженерният бюджет позволяват. Осъществяването на всяка сграда с доказателство за бомба е невъзможно и да не говорим за финансово жизнеспособно.

След като бъдат оценени заплахите и са определени ключови точки за местоположение, строителните и строителните инженери могат да започнат да моделират как взривна и ударна вълна ще излъчва през засегнатата зона, за да определят пътищата на действие. Когато бомбата е близо до земята, ударните вълни се разсейват сферично от изхода и налягането намалява по-силно от източника. Повишеното динамично налягане на въздуха в резултат на експлозии трябва да се издуха някъде или да се получи увреждане на меките тъкани с бързи темпове.

[Източник на изображението: Уикимедия]

Като цяло жертвите се наблюдават при експлозивни атаки от шрапнел или ударна вълна, само при определени обстоятелства сградата се срутва преди евакуацията да е резултат от атаки. Това означава, че ключовата точка, която трябва да проектират строителните инженери, са смекчаването на повишеното налягане и осигуряването на канали за отклоняване от шрапнели.

В миналото проектирането за експлозивно натоварване е било почти невъзможно предвид ограничените и късогледи очи на човешките инженери. Възходът на суперкомпютрите и квантовите изчисления може да представи нова ера на защита от взривове в сградите. Решаването на проблеми като пиковите напрежения при различните експлозии и смекчаването на рисковете включва твърде много променливи, които съвременните компютри да могат да разрешат за осъществимо време. Квантовите изчисления обаче могат да позволят проблеми като тези да се решават относително мигновено.

За да разберат как експлозията може да повлияе на материал, строителните инженери използват динамично моделиране, за да разберат на практика ефектите от експлозията. Пример за такъв може да се види в симулационното видео по-долу.

Както може би сте забелязали, няма един начин или дори конкретен метод за защита на сградата от експлозивно натоварване. Това обаче не бива да ви плаши, тъй като нарастващата изчислителна и симулационна мощ, достъпна за инженерите, може да бъде в състояние да намали жертвите и да помогне да се постигнат ефектите от експлозивния тероризъм под известен контрол.

Техническите източници за тази статия включват Ръководство за цялостно проектиране на сгради, Композитни структурни панели, подложени на експлозивно натоварване, и ASCE.

ВИЖТЕ СЪЩО: Експлозии в горивната камера, записани при 20 000 FPS


Гледай видеото: Краят на играта: План за световно поробване (Октомври 2021).