爆炸品对民航飞机的致害机理.ppt

大部分人死亡
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.4 舱内爆炸的破坏类型
1.4.1 破坏飞机主体结构 1.4.2 破坏飞机的重要系统 1.4.3 破坏机舱密封性
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.4 舱内爆炸的破坏类型
1.4.1 破坏飞机主体结构
炸断飞机的骨架结构，导致飞机解体
洛克比空难
时间
1988年12月21日
地点
苏格兰洛克比
类型
恐怖爆炸袭击
死亡人数
270人（乘客243人，机组人员16 人，地面居民11人）
机型
波音747-121型
航班
泛美航空103航班（法兰克福—伦 敦—纽约—底特律）
爆炸物 280g至400g塑胶炸药（塞姆汀）
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
二、 爆炸放热致害机理
龙骨梁
桁条
框架
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.4 舱内爆炸的破坏类型
1.4.2 破坏飞机的重要系统
1.4.2.1 破坏电子设备 舱
• 飞行管理计算机（FMC） • 大气数据计算机（传动系统
• 起落架收放系统 • 操纵传动电缆或钢索
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.1 炸药的爆炸作用
1.1.3 冲击波作用
大约75%的爆轰能量供给了空气冲击波，高速高压 的
空气冲击波对周围固体介质具有很强的破坏和杀伤作用。
Ps＝106/r＋430/r2 ＋1400/r3 Ps＝2227/r＋308/r2 －8/r3 Ps＝84/r＋478/r2 ＋862/r3
（1<r<15） （0.05<r<0.5） （0.5≤r≤1,15≤r< 70.9）
式中： Ps-冲击波峰值超压，kN/m2； r-比例距离，r＝(R/Q)1/3，(m/kg) 1/3； R-测点至药包中心距离，m； Q-有效炸药量，kg。
① ② ③
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
一、 爆炸作用致害机理 1.4 舱内爆炸的破坏类型 1.4.3 破坏机舱密封性
炸穿机舱壁、窗户、地板等，不会危及整个 飞行安全，但爆炸破口会使机舱失压，危害乘员 安全。
➢抽气过程伤害 ➢急性缺氧 ➢低温冻伤 ➢失压病症
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
一、 爆炸作用致害机理 1.5案例分析——洛克比空难
C6H5O6N3 2.5H2O 3.5CO 1.5N2 2.5C + 981kJ
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
二、 爆炸放热致害机理 2.2 机舱起火危及飞机安全
大火在密闭的机舱内燃烧，火焰中心区温度会 迅速升高，以致达到2000℃以上，高温可以融化或 点燃飞机的机舱壁金属和主体结构（龙骨梁、横 梁、框架、桁条等） 。
第四节爆炸品对民航飞机的致害机 理
主体结构破坏
爆炸作用 破坏 飞机结构 重要系统破坏
猛炸作用
冲击波作用
爆
密封性破坏
炸
焚毁飞机主体结构
爆炸放热
引起
机舱起火
消耗舱内氧气 产生烟尘和有毒气体
点燃乘员附近可燃物
飞机解体 失去操纵 无法着陆 机舱失压
飞机解体
乘员窒息 乘员烧伤
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
二、 爆炸放热致害机理
2.3 舱内物质燃烧危及乘员安全
2.3.1 大火消耗舱内的氧气，使人缺氧窒息 2.3.2 舱内物质燃烧生成烟尘和有毒气体使人窒
息或中毒死亡 2.3.3 处在火场中的乘员会被大火烧伤或烧死
0.70～1.0
门框损坏 墙（25cm砖墙）裂缝 墙大裂缝，屋瓦掉下
房柱折断，房架松动
砖墙倒塌
0.02～0.03
轻微挫伤
0.03～0.05
听觉、气管挫伤；中等 挫伤、骨折
0.05～0.1
内脏受到严重挫伤；可 能造成死亡
1.0～2.0 防震钢筋混凝土破坏，房屋倒塌 >0.1
2.0～3.0
大型钢结构破坏
原发波 反射波
叠加
合成波
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.3 爆炸作用力的量化
炸药
I
II
III
O R
r0
14r0
20r0
I：P= Pm
II：P= Ps Ps III：P= Ps
其中： Pm 为14r0处的冲击波超压值原始值，Ps为某一点的空气冲击波超 压值原始值， 为机舱结构对冲击波的增强系数(取2～9)
爆轰产物
• 高温高压的爆轰产物
做功
• 猛炸作用 • 冲击波作用
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.1 炸药的爆炸作用
1.1.2 猛炸作用（直接作用）
定义
爆轰产物对与其接触的坚固介质产生的猛烈的破坏作
用（击碎、切断等）
作用时间
作用时间极短，几乎在爆轰完成瞬间完成
能量
只耗用了炸药爆轰产生的部分能量（小于25%）
2.1 爆炸放热导致舱内起火 2.2 机舱起火危及飞机安全 2.3 舱内物质燃烧危及乘员安全
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
二、 爆炸放热致害机理
2.1 爆炸放热导致舱内起火
炸药爆炸是一个急剧放热的化学反应过程， 在炸药爆轰过程中放出大量的热。1Kg的 TNT炸 药爆轰产生的热量为4564kJ,爆炸瞬间达到的爆 温为2937℃。
1.1 炸药的爆炸作用
1.1.4 爆炸作用范围
炸药
I
II
III
O R
r0
14r0
20r0
I区（14 r0以内）：主要是猛炸作用； II区（14 r0～20 r0区域）：猛炸作用与空气冲击波的作用同时存在，
且
大小相差不大；
III区（20 r0以后）：主要是空气冲击波作用。
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
一、 爆炸作用致害机理
1.3 爆炸作用力的量化
计算300gTNT在舱内爆炸时，求离爆炸中心 0.6m点处的爆炸作用力。 （TNT球型装药，且装药
密度取 1.55g/cm3，增强系数 取2）
解：
① TNT的装药半径r0为3.59cm, 14 r0 =50cm，所以此点位于II区。
② 求冲击波超压值，r0.6=（ 0.6/0.3）1/3=1.26，Ps= 106/ r0.6 ＋430/ r0.6 2 ＋1400/ r0.6 3 =1.05MPa
③ 取 为2，据爆炸作用力计算公式，P0.6=Ps Ps =1.05 21.05 =
3.15MPa
所以，0.6m处受到的爆炸作用力为3.15MPa。
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
一、 爆炸作用致害机理
1.3 爆炸作用力的量化
超压值对建筑物和人的伤害参照表
超压值(MPa)
建筑物破坏程度 超压值(MPa) 人体伤害程度
0.06～0.10
门窗玻璃大部分损坏
<0.02
安全无伤
0.15～0.20 0.20～0.40 0.40～0.60
0.60～0.70
1.1 炸药的爆炸作用
1.1.5 小结
爆轰
O
r0
猛炸作用
猛炸作用 冲击波作用
14r0 冲击波作用 20r0
R
I
II
III
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.2 机舱环境对爆炸作用力的强化
机舱中炸药爆炸产生的冲击波波阵面压强大 概是空气中爆炸时波阵面压强的2～9倍。（来源：
克卢瓦·威廉斯，史蒂夫·沃尔特里普著，刘玲莉等译. 机组安全防范实用指南 [M]. 中国民航出版社，2007，175-176）
1.1 炸药的爆炸作用
1.1.1 炸药爆轰过程
1.1.2 猛炸作用
1.1.3 冲击波作用
1.1.4 爆炸作用范围
1.1.5 小结
爆轰
猛炸 作用
猛炸 作用 冲击波 作用
冲击波 作用
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.1 炸药的爆炸作用
1.1.1 炸药爆轰过程
特征
• 放热 • 高速 • 产生大量气体
一、 爆炸作用致害机理 二 、 爆炸放热致害机理
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理 一、 爆炸作用致害机理
1.1 炸药的爆炸作用 1.2 机舱环境对爆炸作用的强化 1.3 爆炸作用力的量化 1.4 舱内爆炸的破坏类型 1.5 案例分析—洛克比空难
第四节爆炸品对民航飞机的致害机理
一、 爆炸作用致害机理