Стрільбище для відкритих полігонів з захисним покриттям від проникнення свинцю і його сполук до навколишнього середовища

Винахід стосується військової техніки, а саме бойової підготовки із застосуванням стрілецької зброї по мішенях з використанням боєприпасів, що мають у своєму складі свинець і може бути використаний при спорудженні відкритих тирів, стрільбищ для захисту навколишнього середовища (ґрунтів, ґрунтових вод) від забруднення свинцем і його сполуками. Відоме стрільбище для відкритих полігонів в котрому споруда (елемент) для затримки снарядів, куль, інших боєзарядів виконується у вигляді басейну з водою [див. патент ФРН, №3608651, кл. F41J1/12, 1987]. Суттєвим недоліком стрільбища є його великі розміри, забруднення води свинцем і його сполуками, значні витрати при експлуатації. Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого є винахід згідно з яким пропонується стрільбище для відкритих полігонів з захисним покриттям від проникнення свинцю і його сполук, що складається з верхнього водонепроникного і проникного для боєзарядів шару, розташованого під кутом до горизонту; середнього гальмуючого шару, нижнього водонепроникного шару, розташованого на деякій віддалі під верхнім шаром, коли весь об'єм матеріалів (трьох шарів), обгорнутий з усіх боків водонепроникною плівкою, розкладено на твердій поверхні і укріплено на спеціальних опорах, на деякій висоті від поверхні землі, а в нижній частині об'єму, розташовано дренажні труби з'єднані із закритим резервуаром і через фільтри з навколишнім середовищем, коли верхній еластичний шар зроблено з спеціального самозатягуючого матеріалу, середній, гальмуючий боєзаряди шар, виготовлюється з спеціального в'язкого надміцного матеріалу, нижній герметичний шар виробляється з спеціального еластичного гідроізоляційного матеріалу. Всі матеріали виробництва STAPP MILJOSKUTVALL [патент США, №5799948, кл. F41J1/12, 1998]. Недоліками даного винаходу є його громіздкість, недостатня міцність споруди, використання дорогих матеріалів з спеціальними властивостями, значні витрати при спорудженні і при експлуатації. В основу винаходу поставлена задача зміцнення конструкції стрільбища, її спрощення, здешевлення виготовлення та експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що в стрільбище для відкритих полігонів розташовують в котловані з захисним покриттям від проникнення свинцю і його сполук, що складається з верхнього водонепроникного і проникного для боєзарядів шару, розташованого під кутом до горизонту; середнього гальмуючого шару, нижнього водонепроникного шару, розташованого на деякій віддалі під верхнім шаром, з закритим резервуаром, кришкою і вивідною трубою, верхній шар формують з окремих листів виготовлених з герметичного матеріалу, покладених з деяким напуском верхніх листів над нижніми, середній гальмуючий шар, розташований між верхнім та нижнім шарами, заповнюють сипучим матеріалом, а поверхню нижнього шару виконують значно більшою від поверхні верхнього шару і намазують спеціальними гідроізоляційними замазками. Розташування об'єму для затримки боєзарядів на дні котловану, без опор, проміжної поверхні, без сумніву, зміцнює конструкцію стрільбища, дозволяє проводити на стрільбищі застосування зброї без обмежень її потужності, тобто сприяє зміцненню конструкції стрільбища. Видалення з конструкції стрільбища спеціальної підставки і прикріплених до неї спецматеріалів трьох шарів, герметичної плівки по бокових поверхнях, труби з дренажними отворами, суттєво спрощує конструкцію стрільбища, а заміна великих поверхонь еластичних матеріалів з унікальними властивостями окремими листами герметичного матеріалу, сипучим матеріалом, герметичними замазками на основі відходів виробництва, сприяє здешевленню конструкції. Герметичне покриття зверху, виконане окремими листами, спрощує конструкцію і дозволяє проводити заміну лише прострілених ділянок верхнього шару, здешевлює витрати на експлуатацію, а гідроізоляція самого дна котловану, сприяє зменшенню проникнення сполук свинцю і відведенню того забруднення, що все-таки сталося, через кришку і отвір в закритий резервуар і далі через фільтри на подальшу очистку. Тобто поставлена задача зміцнення конструкції стрільбища, її спрощення, здешевлення в експлуатації, досягається, при збереженні такої властивості як недопущення проникнення свинцю і його сполук з водою в навколишнє середовище. Винахід описано матеріалами ілюстрацій на Фіг. На Фіг. зображено поперечний переріз ділянки стрільбища за мішенями в перспективі з елементами захисту від виносу свинцю і його сполук. На фігурі показано: 1 - верхній герметичний шар, 2 - середній затримуючий боєзаряди шар, 3 - нижній герметичний шар, 4 - резервуар, 5 - кришка, 6 - вивідна труба, 7 окремий лист верхнього герметичного покриття, 8 - ґрунт котловану, 9 - мішені. Споруду стрільбища із захисним покриттям від проникнення свинцю на ділянці за мішенями 9 розташовують в котловані під кутом до горизонту. Верхній герметичний шар 1 формують, наприклад, з листів 7 поліетилену, підсиленого дерев'яними відходами, котрі після термічного відновлення, можна повторно використовувати для покриття, середній (гальмуючий шар) 2 наповнюється сипучим матеріалом (піском, щебенем, ін.) а нижній, гідроізоляційний шар 3 по всій нижній основі стрільбища, оброблено гідроізоляційною замазкою, наприклад, на основі фосфогіпсу - напівгідрату, глини, гашеного вапна, шлаків металургійного виробництва у відповідних пропорціях, товщиною 0,2м [1]. Деякі показники, гідроізоляційного шару створеного на основі фосфогіпсу - напівгідрату, глини, гашеного вапна, шлаків металургійного виробництва в порівнянні з іншою гідроізоляцією показано в таблиці 1. Таблиця 1 Показник Міцність на стиск, МПа Строки висихання, год Швидкість фільтрації, Суміш солонцюватої глини і фосфогіпсу 7,5 0,76 0,0000001 Суміш фосфогіпсу - полігідрату, мідеплавильного шлаку, гашеного вапна 10 0,82 0,00000001 Глина • 0,001 м3/(м2*сут) В нижній частині гідроізоляційний шар 3 герметично приєднують до резервуару 4 і через кришку 5 і вивідну трубу 6 до навколишнього середовища. Роботу стрільбища з захисним покриттям від проникнення свинцю можна проілюструвати наступними прикладами. Приклад 1. Куля (боєзаряд) з деякою початковою швидкістю пробиває мішені 9, пронизує верхнє захисне покриття 1, гальмується у середньому шарі 2 і зупиняється в ньому над нижнім, гідроізоляційним шаром 3. Вода опадів, що проникає через отвори в листах 7, локалізується над шаром 3, хімічно взаємодіє з свинцем боєзарядів, стікає через отвори у кришці 5 в резервуар 4, де і збирається, потім через трубу 6 забруднені стічні води виводяться через фільтри за межі стрільбища для подальшої очистки. Розрахунок необхідної товщини затримуючого шару стрільбища з захисним покриттям від проникнення свинцю приведено в прикладі 2. Приклад 2. Алгоритм вирішення задачі про гальмування кулі, масою М, діаметром d, довжиною L, що летить з початковою швидкістю V i гальмується в піску, питомою вагою р запишемо у вигляді: 1. Рівняння імпульсу для умови зупинки кулі M´ V = F ´T , де F - сила опору рухові кулі, Т- час зупинки. 2. Рівняння сили опору рухові кулі (рух кулі з такими швидкостями в ґрунті описано рівняннями гідродинаміки) F = n´S ´ V ´ V , де n - динамічна в'язкість, S - поверхня кулі. 3. Рівняння рівноприскореного руху L = a´ T ´T /2 , де L- шлях гальмування кулі, а - прискорення зупинки кулі. Основні результати розрахунку різних варіантів зниження швидкості кулі масою 5... 100г з початкової швидкості 1000 до 0м/с подані нижче в таблиці 2. Таблиця 2 Маса кулі, кг Розмір, мм Прискорення, м/сек2 Сила опору, Η Час гальмування, сек Шлях гальмування, м 0,005 5 2500000 1200 0,0004 0,4 0,01 6 140000 1440 0,007 0,6 0,02 7 60000 1800 0,011 0,7 0,04 8 50000 2000 0,02 1 0,08 9 33000 2500 0,032 1,5 0,1 11 30000 3200 0,04 1,6 Таким чином при спорудженні стрільбища по заявляємому винаходу глибина середнього гальмівного шару в 1,6м повинна бути достатньою для зупинки боєзаряду. Економічні розрахунки підтверджують доцільність виготовлення ізоляційного шару на основі матеріалів з фосфогіпсу - напівгідрату і металургійних шлаків, середнього шару з піску, верхнього кулепроникаючого шару з окремих листів підсиленого поліетилену. Орієнтовна вартість матеріалів і робіт по будівництву стрільбища площею 50*50м2 складає близько 20000 гривень. Джерела інформації 1. Браяловская В.Л. и др. Предотвращение загрязнения водных объектов. // Водоснабжение и санитарная техника. - М.: Изд. лит. по строительству,1987. - №4. - С. 22.