Механічний вплив на організм людини

При механічній дії в результаті дії кінетичної енергії виникають руйнування або пошкодження біологічних організмів, матеріальних об'єктів, природних ландшафтів. Це найбільш поширений вид впливу при природних і техногенних лихах. Прикладами вражаючих факторів механічного характеру можуть бути повітряна і гідродинамічна ударні хвилі і потоки, сейсмічні поштовхи, вплив мас породи і снігу, падаючих конструкцій, летючих уламків і т.п.

Акустичний вплив, як правило, виникає при вибухах і сильному шумі (гуркоті), що супроводжує деякі стихійні лиха. Воно в основному чинить психологічний пригнічуючий і деморалізуючий вплив на людину. Механічне акустичний вплив на об'єкти можливо лише при великих інтенсивностях звуку, особливо низької частоти.

Вражаюча дія ударної хвилі

Ударна хвиля утворюється в результаті вибуху, що представляє собою короткочасний процес вельми швидкого перетворення речовини з виділенням великої кількості енергії в невеликому обсязі. Зазначені перетворення можуть бути фізичними - руйнування резервуарів зі стисненим газом, парових котлів, а також хімічними - в результаті хімічної реакції (конденсовані або газоподібні вибухові речовини) або ядерної реакції.

При повітряному вибуху ударна сферична хвиля досягає земної поверхні і відбивається від неї (рис. 4.2.).

На деякій відстані від епіцентру вибуху (проекція центра вибуху на земну поверхню) фронт відбитої хвилі зливається з фронтом падаючої, внаслідок чого утворюється так звана головна хвиля (Г) з вертикальним фронтом, поширювана від епіцентру уздовж земної поверхні. Ближня зона, де відсутня злиття фронтів, називається зоною регулярного відображення, а далека зона, у якій поширюється головна хвиля, - зоною нерегулярного відображення. У ближній зоні при помірній висоті вибуху тиск в ударній хвилі дуже велике. Тому найбільший інтерес представляють дані про ударну хвилю в дальній зоні. Зазвичай розглядають повітряну ударну хвилю, що поширюється від епіцентру з вертикальним фронтом.

Схема хвилеутворення при повітряному вибуху

Рис. 4.2. Схема хвилеутворення при повітряному вибуху: Е - епіцентр; П - фронт падаючої хвилі; О - фронт відбитої хвилі; Г - фронт головний ударної хвилі; Т - траєкторія потрійної точки

З моменту приходу фронту повітряної ударної хвилі в точку на земній поверхні тиск різко збільшується до максимального значення Р ф а потім убуває до атмосферного Р 0 і нижче (рис. 4.3).

Ураження людей від ударної хвилі виникають в результаті

безпосереднього прямого її дії (надлишковий тиск, швидкісний напір), а також від непрямого впливу (летять предмети і уламки). Основними вражаючими елементами ударної хвилі є висока надлишковий тиск у фронті ударної хвилі ΔΡ ф і імпульс I.

Величина швидкісного напору визначає силу динамічного удару й метальна дія хвилі. Впливаючи на тіло людини, ударна хвиля виробляє в ньому короткочасну деформацію, породжує поширюється в тілі хвилю миттєвого стиснення і розширення, які найбільше проявляються при переході від щільної тканини до органів, що містить повітря (легені та ін.) І що має порожнини, наповнені рідиною ( жовчний міхур, шлуночки головного мозку та ін.). Це призводить до множинних розривів органів і тканин. Найбільш важкі ушкодження спостерігаються на стороні, зверненої до місця вибуху.

Зміна тиску в ударній хвилі з часом у фіксованій точці

Рис. 4.3. Зміна тиску в ударній хвилі з часом у фіксованій точці

Ударна хвиля викликає у людини відкриті і закриті травми. Тяжкість травми залежить від величини швидкісного напору стисненого повітря, негативного тиску зони розрядження і тривалості дії хвилі. Характер травми в основному визначається величиною надлишкового тиску в ударній хвилі. Так, при миттєвому впливі на незахищену людину надлишкового тиску в межах:

  • o 10-20 кПа зазвичай виникають неприємні суб'єктивні відчуття без втрати працездатності;
  • o 20-30 кПа можлива легка ступінь контузії, розриви барабанних перетинок у деяких людей з втратою працездатності;
  • o 30-50 кПа виникають травми середньої тяжкості, що супроводжуються нерідко кровотечею з вух, носоглотки, короткочасною втратою свідомості, іноді пошкодженням кісток;
  • o 50-80 кПа виникають важкі травми у вигляді розривів внутрішніх органів, пошкодження середнього вуха (баротравми, акутравма), контузії з тривалою втратою свідомості, синцями на стороні, зверненої до місця вибуху, мелкоточечнимі крововиливами в органах і тканинах та ін. Можливі летальні результати ;
  • o 80-100 кПа і більше приводить звичайно до вкрай важкою і смертельної травми.

Велику небезпеку для людини представляє і непрямий вплив ударної хвилі. Уламки зруйнованих будівель, обладнання, що летять предмети можуть послужити причиною таких важких травм, як травматичний токсикоз (синдром тривалого роздавлювання), травматична асфіксія, развіваюшаяся при тривалому впливі, наприклад, на кінцівки або грудну клітку. Так, при тиску у фронті ударної хвилі 30 кПа швидкість руху повітряних мас дорівнює 63,2 м / с або приблизно в 2 рази вище швидкості ураганного вітру. Повітряні маси також можуть відкидати людини на значну відстань. Вивчено, що швидкість покидька людини до 3 м / с - безпечна для його здоров'я, 6,5 м / с - поріг ураження, 16,5 м / с - призводить до 50% втрат, 42 м / с - призводить до 100% втрат .

Істотну роль у травмуванні людини осколками грають аварії з судинами з газами, що знаходяться під тиском, оскільки 50% енергії вибуху такого балона йде на кінетичну енергію уламків зруйнованого судини.

У результаті впливу ударної хвилі можуть виникати досить різноманітні за характером і тяжкості травми: закриті травми, забито-рвані рани і переломи кісток.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >