Оцінка вибухового впливу та методика виявлення безпілотних літальних апаратів для захисту вестибюлю метрополітену

UKR: Мета. Автори ставлять за мету визначити основи оцінки вибухового впливу баражуючих боєприпасів на конструкцію вестибюлю метрополітену та розробити методику виявлення безпілотних літальних апаратів (БпЛА) на базі інформаційних технологій. Методика. У статті проаналізовано два ймовірні сценарії, що характеризують стратегію масованої атаки БпЛА. Відзначено, що слід розглядати ці сценарії не у відриві один від одного, а в комплексі, вважаючи, що ймовірність негативного сценарію дуже висока, навіть у разі успішної реалізації позитивного. Розглянуто найпоширенішу конструкцію підземного вестибюлю (трипрогонова рама з двома рядами колон). Наведено, що важливою інформативною ознакою БпЛА під час польоту є акустичне випромінювання, яке дозволяє виявляти ці апарати в умовах, коли оптичні та радіолокаційні засоби не забезпечують необхідної точності. Розроблено скінченноелементну модель вестибюлю метрополітену на основі реальних геометричних розмірів за допомогою розрахункового професійного комплексу Structure CAD. Результати. Для розв’язання першої задачі (негативний сценарій) проведено оцінку міцності вестибюлю метрополітену. Аналіз деформованого стану свідчить про нормальний розподіл усіх компонентів. Визначено, що еквівалентні напруження не досягають розрахункового опору для бетону C25/30, а запаси міцності в середньому становлять 1,7…4,6 раза, тобто запроєктована конструкція витримує комбіноване навантаження від власної ваги та вибухового навантаження. Для розв’язання другої задачі (позитивний сценарій) запропоновано концептуальну схему моніторингу стану об’єктів наземної критичної інфраструктури в зоні закладення вестибюлю метрополітену з інтеграцією в систему виявлення загроз із повітря. Наукова новизна. У статті вперше проведено оцінку вибухового впливу від баражуючого боєприпасу на конструкцію вестибюлю метрополітену. На основі цієї оцінки визначено міцність залізобетонної конструкції вестибюлю як потенційного укриття. Практична значимість. Розроблено методику виявлення на базі інформаційних технологій безпілотних літальних апаратів для захисту вестибюлю метрополітену.

ENG: Purpose. The authors set the goal of determining the basis for assessing the explosive impact of loitering muni-tions on the structure of the metro vestibule and developing a method for detecting unmanned aerial vehicles (UAVs) based on information technology. Methodology. The article analyzes two probable scenarios that character-ize the strategy of a massive UAV attack. It is noted that these scenarios should be considered not in isolation from each other, but in combination, considering that the probability of a negative scenario is very high, even with the successful implementation of a positive one. The most common design of an underground vestibule (a three-span frame with two rows of columns) is considered. It is shown that an important informative feature of a UAV during flight is acoustic radiation, which allows detecting UAVs in conditions where optical and radar means do not pro-vide the necessary accuracy. A finite element model of the metro vestibule was developed, which was built on the basis of real geometric dimensions using the professional calculation complex Structure CAD. Findings. To solve the first problem (negative scenario), an assessment of the strength of the metro vestibule was carried out. Analysis of the deformed state indicates a normal distribution of all components. It was determined that the equivalent stress-es do not reach the design resistance for C25/30 concrete, and the safety margins on average reach 1.7…4.6 times, i.e. the designed structure withstands the combined load from its own weight and explosive load. To solve the sec-ond problem (positive scenario), a conceptual scheme for monitoring the condition of ground critical infrastructure objects in the area of laying the metro vestibule with the integration of an air threat detection system is proposed. Originality. The article first assesses the explosive impact of the loitering munition on the structure of the metro vestibule. Based on this assessment, the strength of the reinforced concrete structure of the vestibule as a potential shelter is determined. Practical value lies in the development of a method for detecting unmanned aerial vehicles based on information technology during the protection of the metro vestibule.