Fizyka Smoleńska
Piszę o rzeczach pięknych: fizyce, lotnictwie, wszechświecie i superkomputerach. Ale też o smutnych: wyjaśniam katastrofę smoleńską, odsłaniam manipulacje oszustów politycznych i nieuków, ich pseudonaukę o nazwie "fizyka smoleńska". Fot.: lot w AZ/UT
114 obserwujących
87 notek
898k odsłon
  809   0

68. Nonsensy "fizyki smoleńskiej" - Wbijanie drzwi 2L w ziemię, cz. 2.

zagadka w okolicy poligonu TTR. fot. A. Artymowicz
zagadka w okolicy poligonu TTR. fot. A. Artymowicz

Poligon

image

Tonopah Test Range jako poligon do konstrukcji i badań polowych wszelkiego rodzaju bomb włącznie z termojądrowymi, założono w 1957 r. Zarządza nim rządowa agencja Sandia Ntnl Laboratories. Zrzucano je tam i testowano wszystko oprócz detonacji bomb jądrowych (co robiono na sąsiednich poligonach). Wbijano też w ziemię przeróżne rakiety i pociski artyleryjskie, testując ich zdolność przenikania gruntu, skał i umocnień. Raport  Bernarda (1978), zalinkowany jak wiele innych źródeł w Bibliografii, zawiera używane zarówno metody modelowania ruchu wbijanych obiektów pod ziemią, jak i znaczą liczbę danych. Dokumenty pozwoliły mi skalibrować jeden ze współczynników metody opisanej w cz.1. Istnieje znaczna wiedza na temat zachowania gruntów przy prędkości zderzenia poniżej 100 m/s, i tą zajmiemy się dalej, w rozdz. 68.2 [służy m.in. do ustalenia σ(s)]. Jednak do wyznaczenia stałych dynamicznych przy v i v2 w formule na siłę oporu standardowa geotechnika ani inżynieria wbijania pali nie wystarczają; dlatego zaczęliśmy od poligonu TTR.


Armia USA zaprzecza fantazjom podkomisji

Armia amerykańska po wielu dziesiątkach lat badań na poligonie TTR sformułowała własny, całkowicie fenomenologiczny model matematyczny głębokości penetracji pocisku. Podany jest wzorem (Young, 1997) w którym przeliczyłem współczynniki tak, by wszystkie zmienne można było podawać w układzie S.I.:

s(v) = 51.85       S N (M/A)0.7 ln (1 + v2/4647)    dla  v < 61 m/s,   oraz                (15a)

s(v) = 1.807e-5  S N (M/A)0.7 (v - 30.5)              dla  v > 61 m/s.                          (15b)

Czynnik N zależy od kształtu frontowej części pocisku; N = 0.56 w przypadku nieopływowego prostopadłościanu. Cała zależność głębokości penetracji od rodzaju penetrowanego materiału (np. rodzaju ziemi) jest linową zależnością daną wartością parametru S, daną odpowiednią tabelką w cytowanym raporcie. W przypadku gleby twardej, o dużej zawartości luźnego żwiru, ale nieskonsolidowanej, S = 4...6.Gleba piaszczysta ma S = 6...9.  Typowa wierzchnia warstwa ziemi używana w robotach ziemnych ma S = 8...10, w zależności od ubicia. Gleba ilasta lub gliniasta, mało do średnio wilgotnej ma S = 5...10. Natomiast mokra gleba gliniasta, a także luźna warstwa wierzchnia (organiczna) ma S = 10...20. Najlepiej oddaje warunki w Smoleńsku wartość S ≈ 10..12.

Z równań (15) wynika, że kształt krzywej s(v) jest bardzo podobny do mojego modelu danego linią fioletową. Przy v > 100 m/s, moja zależność jest nieco nieliniowa a wzór Younga jest ściśle liniowy, ale ogólne dopasowanie do danych jest podobnej jakości. Przy masie drzwi 78 kg (rozsądnie proponowanej przez Olivaresa) i polu powierzchni bocznej wbijającej się w ziemię, 40 cm x 2 m = 0.4 m2, otrzymujemy przewidywaną przez formułę armii amerykańskiej głębokość penetracji drzwi 2L równą

s(140 m/s) = 1.807e-5 * (10...12) * 0.56 (78./0.4)0.7 * (140 - 30.5) = 0.44...0.53 m.        (16)

Każda zmiana prędkości wbijania o 1 m/s powoduje zmianę drogi wbijania o 4.05 mm.

Należy zauważyć, że przy wbijaniu ukośnym, s oznacza drogę po skosie, zatem rzeczywista głębokość pod poziomem ziemi będzie mniejsza, gdy tor ruchu jest prostoliniowy i nieco odchylony od pionu. Jeśli jednak trajektoria pod ziemią nie jest prostą linią, a stopniowo zmniejsza nachylenie do horyzontu, co opisano w kilku raportach Sandia Labs, zaś początkowy kąt spadku ma tangens rzędu 70/140 (prawidłowa prędkość postępowa to ~70 m/s, założona pionowa ~140 m/s), to ostateczna głębokość H wbicia drzwi 2L staje się już mniejsza niż 89% wartości s, czyli mniej niż H = 39...48 cm pod powierzchnią ziemi.
To mniej niż pół metra, a więc nie spełnia to założeń błędnej hipotezy wybuchowej. Osiągnięcie wymaganego H ~ 1 m jest dużo trudniejsze. Do tego w Smoleńsku potrzeba wg wzoru Younga prędkości pionowej wbijania w ziemię drzwi 2L

v = 270 m/s = 972 km/godz.  ==> H = 0.94...1.12 m                                              (17)

Jest to nonsensowna propozycja wbijania drzwi prawie z prędkością dźwięku, wymagana przez ich zmyślony scenariusz, lecz nie uświadomiona przez podkomisję do spraw ponownej próby znalezienia zamachu. Dodatkowo, hipotezie wybuchowej zaprzecza to, że w rzeczywistości drzwi wciśnięte były pod ziemię bardziej pionowo. Zapewne dlatego podkomisja udaje, że prędkość postępowa wynosiła w momencie uderzenia w ziemię tylko 10 lub 20 m/s, mimo oczywistej sprzeczności z aerodynamiką.
Zobaczmy zaraz, że do podobnych, nawet jeszcze bardziej drastycznych konkluzji, prowadzą moje obliczenia.


68.2.  PROBLEM DRZWI 2L

Dopasowanie parametrów teorii do danych z TTR

Poniższy rysunek pokazuje zbiór danych o głębokości (w metrach) zarycia pocisków o standardowych średnicach, w zależności od prędkości v (w m/s). Liną ciągłą pokazuję najlepsze dopasowanie rozwiązania równania (4) z cz.1 rozdziału, przy użyciu równań (5) i (6) wyprowadzonych w cz. 1.rozdziału, z następującymi parametrami:image

σ0 = 7.45 MPa             h -> ∞    (tj. σ nie jest funkcją zagłębienia)

Lubię to! Skomentuj37 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Polityka