5. Оцінка ризику токсичного ураження людей у разі аварії ракети-носія під час польоту

Організація: ДП "КБ "Південне" ім. М. К. Янгеля", Дніпро, Україна

Сторінка: Kosm. teh. Raket. vooruž. 2024, (1); 40-50

DOI: https://doi.org/10.33136/stma2024.01.040

Мова: Англійська

Анотація: Сучасні ракети-носії/ракети космічного призначення (РН/РКП), незважаючи на жорсткі екологічні вимоги, використовують токсичні компоненти ракетного палива АТ і НДМГ. Зазвичай такі компоненти використовують на верхніх ступенях РН/РКП, де міститься незначний об’єм палива, проте окремі РН/РКП досі застосовують таке паливо на всіх маршових ступенях. Аварії під час польоту РН/РКП, що містять токсичні компоненти ракетного палива, можуть призводити до падіння аварійної РН/РКП на поверхню Землі й утворення значних за розмірами зон хімічного ураження для людей (можуть перевищувати зони ураження від вибуху та пожежі). Це притаманно аваріям на відрізку польоту першого ступеня, коли поверхні Землі досягатимуть незруйновані РН/РКП або її складові частини (як правило, окремі ступені) з компонентами ракетного палива. Вибух і пожежа під час такого падіння, найімовірніше, спричинить залповий викид токсиканту та забруднення приземного шару атмосфери. Розглянуто аварію на етапі польоту першого ступеня для РН/РКП з токсичними компонентами ракетного палива, яку обладнано системою польотної безпеки, що реалізує аварійне вимкнення двигуна у разі виявлення аварійної ситуації. Для оцінювання ризику токсичного ураження людини, що знаходиться у певній точці, необхідно математично описати зону, в межах якої можливе падіння аварійної РН/РКП спричинить токсичне ураження людини (названо зоною небезпечного падіння аварійної РН/РКП). Складність цього полягає у необхідності враховувати стан атмосфери, насамперед вітер. З використанням зони токсичного ураження людини при падінні аварійної РН/РКП, яку запропоновано подавати сукупністю двох фігур: півкола та півеліпса, побудовано відповідну зону небезпечного падіння аварійної РН/РКП. Ураховуючи складності запису аналітичних виразів для цих фігур під час переходу до стартової системи координат і подальшого інтегрування при визначенні ризику, у практичних розрахунках зону небезпечного падіння аварійної РН/РКП запропоновано наближати багатокутником. Це дозволяє використати відому процедуру визначення ризиків. Узагальнення розробленої моделі визначення ризику токсичного ураження людини передбачає урахування різних типів аварійних відмов, які можуть спричинити падіння аварійної РН/РКП, та блокування аварійного вимкнення двигуна на початковому відрізку польоту. Для випадку аварії РН «Дніпро» з використанням запропонованої моделі побудовано небезпечну зону для людини, у якій ризики токсичного ураження перевищують допустимий рівень (10-6). Отримана небезпечна зона значно перевищує небезпечну зону, яка зумовлена уражальною дією вибухової хвилі. Показано напрямки подальшого удосконалення моделі, що пов’язані з урахуванням реального поширення токсиканту в атмосфері й отримання людиною певної токсодози.

Ключові слова: ракета-носій, аварійна відмова, аварія на етапі польоту, зона токсичного ураження людини, зона небезпечного падіння аварійної ракети-носія, ризик токсичного ураження людини.

Список використаної літератури:

Hladkiy E. H. Protsedura otsenky poletnoy bezopasnosti raket-nositeley, ispolzuyuschaya geometricheskoe predstavlenie zony porazheniya obiekta v vide mnogougolnika. Kosmicheskaya technika. Raketnoe vooruzhenie: sb. nauch.-techn. st. Dnepropetrovsk: GP «KB «Yuzhnoye», 2015. Vyp. 3. S. 50 – 56. [Hladkyi E. Procedure for evaluation of flight safety of launch vehicles, which uses geometric representation of object lesion zone in the form of a polygon. Space Technology. Missile Weapons: Digest of Scientific Technical Papers. Dnipro: Yuzhnoye SDO, 2015. Issue 3. Р. 50 – 56. (in Russian)].
Hladkiy E. H., Perlik V. I. Vybor interval vremeni blokirovki avariynogo vyklucheniya dvigatelya na nachalnom uchastke poleta pervoy stupeni. Kosmicheskaya technika. Raketnoe vooruzhenie: sb. nauch.-tech. st. Dnepropetrovsk: GP «KB «Yuzhnoye», 2011. Vyp. 2. s. 266 – 280. [Hladkyi E., Perlik V. Selection of time interval for blocking of emergency engine cut off in the initial flight leg of first stage. Space Technology. Missile Weapons: Digest of Scientific Technical Papers. Dnipro: Yuzhnoye SDO, 2011. Issue 2. Р. 266 – 280. (in Russian)].
Hladkiy E. H., Perlik V. I. Matematicheskie modeli otsenki riska dlya nazemnykh obiektov pri puskakh raket-nositeley. Kosmicheskaya technika. Raketnoe vooruzhenie: sb. nauch.-techn. st. Dnepropetrovsk: GP «KB «Yuzhnoye», 2010. Vyp. 2. S. 3 – 19. [Hladkyi E., Perlik V. Mathematic models for evaluation of risk for ground objects during launches of launch-vehicles. Space Technology. Missile Weapons: Digest of Scientific Technical Papers. Dnipro: Yuzhnoye SDO, 2010. Issue 2. P. 3 – 19. (in Russian)].
NPAOP 0.00-1.66-13. Pravila bezpeki pid chas povodzhennya z vybukhovymy materialamy promyslovogo pryznachennya. Nabrav chynnosti 13.08.2013. 184 s [Safety rules for handling explosive substances for industrial purposes. Consummated 13.08.2013. 184 p.
(in Ukranian)].
AFSCPMAN 91-710 RangeSafetyUserRequirements. Vol. 1. 2016 [Internet resource]. Link : http://static.e-publishing.af.mil/production/1/afspc/publicating/
afspcman91-710v1/afspcman91-710. V. 1. pdf.
14 CFR. Chapter III. Commercial space transportation, Federal aviation administration, Department of transportation, Subchapter C – Licensing, part 417 – Launch Safety, 2023 [Internet resource]. Link: http://law.cornell.edu/cfr/text/14/part-417.
14 CFR. Chapter III. Commercial space transportation, Federal aviation administration, Department of transportation, Subchapter C – Licensing, part 420 License to Operate a Launch Site. 2022 [Internet resource]. Link: http://law.cornell.edu/cfr/text/14/part-420.
ISO 14620-1:2018 Space systems – Safety requirements. Part 1: System safety.
GOST 12.1.005-88. Systema standartov bezopasnosti truda. Obschie sanitarno-gigienicheskie trebovaniya k vozdukhu rabochei zony. [GOST 12.1.005-88. Labor safety standards system. General sanitary and hygienic requirements to air of working zone].
Rukovodyaschiy material po likvidatsii avarijnykh bolshykh prolivov okislitelya АТ (АК) i goruchego NDMG. L.:GIPKh, 1981, 172 s. [Guidelines on elimination of large spillages of oxidizer NTO and fuel UDMH. L.:GIPH, 1981, 172 p. (in Russian)].
Kolichestvennaya otsenka riska chimicheskykh avariy. Kolodkin V. M., Murin A. V., Petrov A. K., Gorskiy V. G. Pod red. Kolodkina V. M. Izhevsk: Izdatelskiy dom «Udmurtskiy universitet», 2001. 228 s. [Quantitative risk assessment of accident at chemical plant. Kolodkin V., Murin A., Petrov A., Gorskiy V. Edited by Kolodkin V. Izhevsk: Udmurtsk’s University. Publish house, 2001. 228 p. (in Russian)].

Повний текст (PDF) || Зміст 2024 (1)

Завантажень статті: 32

Переглядів анотації:

501

Динаміка завантажень статті

Динаміка переглядів анотації

Географія завантаженнь статті

Країна	Місто	Кількість завантажень
США	Буфало; Буфало; Лас-Вегас; Чикаго; Чикаго; Сент-Луїс; Сент-Луїс; Нью Йорк; Буфало; Буфало; Буфало; Буфало; Лос Анджелес; Чикаго; Даллас; Нью-Хейвен; Нью-Хейвен; Буфало; Фінікс; Чикаго; Сан-Франциско; Лос Анджелес; Сан-Франциско; Портленд	24
Німеччина	Фалькенштайн; Фалькенштайн	2
Франція		1
Unknown		1
Китай	Шеньчжень	1
Румунія		1
Сінгапур	Сінгапур	1
Україна	Кременчук	1