Фортификационные расчёты

Фортификационные расчёты — эмпирические формулы для расчёта устойчивости фортификационных сооружений огню противника, определения правильного их расположения и, наоборот, для подбора оружия разрушения и манёвров для взятия укреплений.

Здесь приводятся эмпирические и полуэмпирические формулы, применявшиеся в начале и середине 20-го века для расчётов фортификационных и защитных сооружений на местное действие бомб и снарядов. Они позволяют без сложных инженерных изысканий ориентировочно выяснить, какой должна быть постройка, чтобы выдержать прямое попадание и взрыв боеприпаса.

В случае падения снаряда в середину пролёта перекрытия казематированного сооружения 1/10 часть этой энергии идёт на прогиб перекрытия, остальные 9/10 — на образование воронки (ударной выбоины)[лит 2](С. 47).

Получаемый результат очень неточен, так как не учитывает местные деформации, влияние конструкции и др., но зато позволяет узнать порядок величины силы удара.

tуд. — продолжительность удара снаряда от начала проникновения в поверхность до остановки, ~0,01 с.
1/7 — часть энергии взрыва, идущая в защитную поверхность, остальное в воздух.

где: Кпр. — коэффициент податливости прониканию материала, см. приложение[# 1];

α — угол траектории падения к преграде, град; если снаряд ударяется перпендикулярно, то sinα = 1.
1,3 — для бетонобойного в случае проникания в бетон, железобетон и скалу,

где: Краз. — коэффициент податливости материала разрушению, см. приложение[# 2];

1,3—1,35 — взрыв при проникании бетонобойного снаряда в бетон и железобетон, средняя забивка;
1,5 — взрыв снаряда в вязком грунте (глина), хорошая забивка, за снарядом остаётся канал;
1,65 — взрыв снаряда в рассыпчатом грунте (песок), хорошая забивка, песок обсыпается вслед за снарядом;
Ц — расстояние от центра заряда ВВ до «носа» снаряда, если он взрывается стоя на поверхности и от центра до наружной стенки, если взрывается лёжа, м.

Взрыв фугасной бомбы с высоким содержанием ВВ может оказаться эффективнее в положении лёжа, даже если проникание вообще не состоялось, так как центр взрывного заряда ближе подходит к поверхности. Потому защитное сооружение от фугасных бомб должно рассчитываться на два вида воздействия бомбы:

Радиус взрыва (радиус сферы сжатия: образующегося пустого пространства вокруг центра взрыва, из которого взрывные газы вытеснили материал перекрытия):

Глубина воронки значительно меньше глубины разрушения, но она нужна для оценки дальнейшего сопротивления сооружения после первых попаданий, так как растрескавшийся, но оставшийся на месте бетон (кирпич) ещё способен сдерживать новые боеприпасы.

Толщина защитного железобетонного перекрытия в зависимости от массы фугасной бомбы

Упрощённая формула для определения необходимой толщины монолитного перекрытия из армированного бетона от обычной фугасной авиабомбы свободного падения, содержащей заряд ВВ около половины своего веса (до 60 %), падающей с большой высоты со скоростью в пределах 300 м/с[лит 9](С. 18)[лит 10](С. 16, 29):

kн — коэффициент материала: для бетонных покрытий он равен от 0,25 до 0,35; лучшее значение 0,25 относится к железобетону с противооткольным слоем.

Радиус сильного разрушения обычных построек от воздушной ударной волны взрыва обычного боеприпаса[лит 11](С. 22):

Мощные постройки типа каземата обычно мало подвержены разрушению ударной волной и уязвимы в основном местному ударному и фугасному действию боеприпаса при прямом попадании.

Приложение, значения коэффициентов[лит 7][лит 12][лит 5][лит 13][лит 14]