无线冲击波超压测试系统研究
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ｍ ｅ ｈ ｄ Ａ ｅ ｋ ｎ ｆ ｗｉｅ ｅ ｓ ｅ ｔｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｈ ｃ ｖ ｓ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｎ ｄ ｔ ｉ． ｅ ｓ ｓ ｅ ｔ ｏ ． ｎ ｗ ｉ ｄ ｏ ｒ ｌｓ ｔ ｓ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ｓ ｏ ｋ ｗａ ｅ ｗａ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｉ ｅ ａｌ Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ｃ ｍｐ ｓｔｏ ｏ ｏ ｉｉ ｎ，ｗｏ ｋ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｅ ｔｎ ｅ ｕ ｔ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｅ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｒ ｓ ｌｓ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｔ ｓ ｉ ｇ ｒ ｓ ｌ ｓ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｔｈ ｘ ｌ ｓ ｏ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ
ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｅ ｋｎ ｆｗｉｅｅｓｔｓ ｉｇ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｌ ｂ ｅ ｏ ｖ ｎｅ ｔａ ｄ ｃ ｍ ｐｉｎ ｏＧＪ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｎ ｗ ｉｄ ｏ ｒｌｓ ｅ ｔｎ ｙ ｔｍ ｓ ｅｉ ｌ ，ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｎ ｏ ｌ ｔｔ Ｂ． ａ ａ
Ｋｅ ｒ ｓ ＧＪ ｓ ｏ ｋ ｗａ ｅ，ｅ ｔ ｗｉｅｅ ｓ ｙｗｏ ｄ ： Ｂ，ｈ ｃ ｖ ｔｓ ， ｒ ｌｓ
目前 国 内外对爆 轰 波和 冲击 波超压 的 电测法有
ＴＮＴ 标 定 ， ＧＪ ３ ９２—０要 求 进行 激 波 管 动 态 而 Ｂ ４ ．８９
标 定 和 炸 药 标 定 ， 项 要 求 与 美 国 Ｄ Ｔ — Ｐ 此 ＲＳ Ｅ Ｒ 一
７ ２ １ ３相 同 。 ０—０
两种 方式 。 １ 是 引线法 ， ２种是 存储法 。 第 种 第 两种
武器 系统 、 程爆破 的有 效手 段 。武器 系统在研 制 、 工
感 器 、 样频 率 、 辨率 及传 感器 布置等 参数 作 了规 采 分 定 ， 略有不 同【９ 但 ４］ ＿。具 体对 比结果 见下 页表 １ 。
从 表 中可 以看 出《 料 空气 炸 药 （ ＡＥ） 弹 种 燃 Ｆ 类
方 法 都有一 定 的优 点和不 足 。
表 １ 各 种 ＧＪ Ｂ对 冲 击 波 测试 要 求 的对 比
传统 引线 方法 中传感 器 置 于爆 炸 测 试现 场 ， 通 过 长 电缆 传 输 到掩 体 内的 二次 记 录测 试 处理 仪 表 ，
最后 由计算 机进 行测 试数 据 的分 析处 理和 再现 。该 方 法数 据再 现快 ， 于连 发测 试但 有 以下 不足 ： 适
爆 炸 参 数测试 及 爆 炸威 力评 估方 法 》 传 感器 的要 对
改进 、 定型 、 收等环境都 需要进 行冲击 波超压 的测 验 试， 以获得威 力评估参 数 。
求是 最 高 的 ， 同 的弹 种在 冲击 波 测试 时 的布 设 要 不
求有 很 大 的不 同 ， 试 时要 根 据 不 同 国军 标 的具 体 测
３ 无 线 冲 击 波场 超 压 测试 系统
为 克 服 以上 两 种方 法 的 不足 ， 们 研制 了一 种 我 无 线 冲击 波场 超压 测试 系统 。该 系统 由超压 测试装 置和 中心 控制 站组 成 。试 验 时各 测试装 置布设 于各 个 测 试点 ， 中心控制 站位 于安 全距 离 的掩体 内 ， 布设 情况如图 １ 。各装 置 间无 任 何 引线 ， 统操 作方 便 ， 系 抗 干 扰 能力 强 ， 靶场 前 校 准后 整 个 测 试装 置无 任 进 何 变 动 。 压测 试装 置是 系统 的核 心部分 ， 超 集成 了传
（ 总第 ３ —０９ ） ７ １ ９
・１ ９ ・ ９
标 的 求Ｇ’６算０ 求 进行 静 态标定 ， ２ 试 法 定 方Ｂ９０ 战 竺 法从 ５ 要 Ｊ４计２ ５ １出 而 ０要 测一 一 方
， ． 一
ＧＪ ５ １ — ０ ５和 Ｇ Ｂ ３ ０ ３２ ０ Ｂ ４２２０ Ｊ ６ ９ ． — ０ ８要求 进 行现场 的
Ｖｏ ．３ Ｎｏ １ １ ７， ． Ｊ ｎ， ０ ２ ａ ２ １
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｒ ｎ ｒｌ Ｃｏ ｉ Ｃｏ ｔ ＆ ｅ ｏ ｍｍａ ｄＣｏ ｔｏ ｎ ｎｒｌ
第３ ７卷
第 １ 期
２１ ０ ２年 １月
文 章 编 号 ：０ ２０４ （０ ２０ —１ ８０ １ ０—６ ０２ １ ） １０ ９ —３
（） １可靠 性 差 。 由于长 传输 电缆不 能有 效抑 制各
种 噪声 ， 测量 系统需 现 场组建 及 联试 ， 电磁 干扰 且 抗 和 耐恶 劣 环 境 的生 存 能力 差 ， 测试 系 统 的控制 系 统 受 到很 大 的干扰 ， 以测 试系统 易 误触 发 ， 所 数据 捕获 率较 低 。在 大 当量战 斗部爆 炸 时人 员 安全距 离远 大 于 长 电缆 的有效 长 度 ， 器 往往 是 在 无 人 监控 的情 仪 况下 工作 ， 出现异 常无 法获 知 ， 系统 一旦 提前 触发 或 出错 可 导 致 整个 试 验 的失 败 ； 另一 方 面 大 当量 战 斗
快 速 进行 连发 测试 。
／＼
ｉ ：寥 襟杆 自 葑 ． 磬 测 沌 ！ ： 场 压 掩 由超 试 体 俸
图 １ 无 线 测 试 系统 布 设 图
系统工 作过 程 ： 验前 ， 试 中心控制 站 以点名 的方 式 对 各测 试 装 置进 行 量程 的设 置 ， 后 命 令测 试 装 然
ｆｏ ＧＪ ａ ｄ ｓ ｍｍａｉｅ ｔ ｅｍｅｉｓａ ｄｆ ｕｔ ｆ ｏ ｇ ｗｉｅｓｇ ａ ｅ ｔ ｇｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｓｏ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｍ Ｂ， ｎ ｕ ｒｚ ｈ ｒｔ ｎ ａ ｌｓｏ ｎ ｒ ｉｎ ｌ ｓ ｉ ｔ ｏ ｎ ｔ ｒｄ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｔ ｎ
点多 达几 十个甚 至上 百个 ， 引线 布设 、 试需 要大 量 调 时 间 ， 时 可达 ２天～ ３天 ， 有 试验 后 回 收长 电缆 同样
费 时费力 。
，
存 储测 试 方 法 是将 传 感 器 、 型 数 据 采集 存 储 小 模 块 集成 在 一起 ， 置于 测试 点［ 。 此 方法 噪声 小 、 １。 。 易 布设 、 防护 ， 无 统一 时 间基 准 ， 要 获 得时 基 需 易 但 如 在 每 一个 测 试仪器 上 连接外 触 发 引线［ 加 大 了操 １ ¨。 作 的不便 利 性 。 验前人 工设 定 测试 系统 状 态 ， 验 试 试 时 实 时采 集记 录 ， 验后 操 作 人 员 到 试 验 现场 读 取 试 数 据 ， 过程 费时 多 ， 率低 ， 据复 现 时间 长 ， 能 此 效 数 不
无线 冲 击波超 压 测试 系统研 究
杜 红棉 ， 祖
（ 中北 大 学 ， 原 太
静
００５） ３０ １
摘
要 ： 比了 ６ 对 种不同弹种的 国军标对 冲击波测试的要求 ， 总结 了现有 引线式和存储式 冲击波测试方法 的优 缺点 。 重点
介绍 了一种小型无线冲击波测试系统 ， 给出了系统 的组成、 作原理及实 验结果 ， 测数据表 明该系统 工作可靠 、 用方便 ， 工 实 使
置 进行 循环 采样 。在 引爆前 中心控制 站 以广播 的方 式 ， 出触 发 信 号 ， 发 测试 装 置 在 收 到命 令 后 ３ ０ｍｓ ０ 关 闭无 线通 道 （ 防止爆 炸 时天线 引进 噪声 ） ４Ｓ 测 ， 后
感器 、 号调理、 信 模数 转 换 、 存储 器 、 据 判读 模 块 、 数
无 线 通讯 、 源及 电源管 理等模 块 ， 电 是一 个小型 化 的
采 集 记 录仪 器 ， 可无线 接 收 中心控制 站 的控制命 令 ，
实 时 地改 变装 置工作 参数 和状 态进行 冲击 波超 压 的 转 换 及数据 的判读 和传输 。中心控制 站 由系统 控制 数 据 处 理 软件 和计 算 机 与 无 线 传 输 平 台等 硬 件 组
冲 击 波 测试 的要 求
引 言
冲击波 效应是 多种弹箭 的主要 破坏力之 一 。持
Leabharlann Baidu
冲击波 上升 沿陡 峭 ， 号带 宽宽 ， 炸 为瞬 间单 信 爆 次过 程 ， 炸时伴 随高 温 高压强 光强 电磁 干扰 ， 爆 测试 系统 工作 环境 恶劣 ， 测试 系统 的要 求高 。 国早在 对 美 １８ ９ １年 出台 了国军 标 Ｄ Ｔ — 一０ — ０ （ 国陆 Ｒｓ Ｅ ＲＰ ７ ２１ ３ 美 （ 军试 验 与鉴 定 司令 部 试验 操 作 规 程 ： 气 冲击 波 超 空 压 的 电测 方法 》 冲击 波 测 试 的相 关 内容 作 了详 细 对
＊基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 资 助 项 目（０ ３ ０９ 国 ５７ ０ ０ ） 作者 简 介 ； 红 棉 （９ ７ ） 女 ， 宁 锦 Ｉ人 ， 士 研 究 杜 １ ７一 ， 辽 州 博
生 ， 要 研 宛 方 向 ： 态 测试 。 主 动
杜红棉 ， ： 等 无线 冲击波超压测试系统研究
１ ０ｋ ａ时各类 飞机 完 全破 坏 ， ０ Ｐ 当超压 为 ５ Ｐ ０ｋ ａ
的规 定 ， 其对 各类传 感 器 的安 装 和保护 、 尤 数据 的处
理 都有 描述 。我 国多个 国军标 对 超压测 试 系统 的传
Ｉ ０ｋ ａ时 ， １ Ｐ 能使 地雷引 爆 ， 线 电雷达 站和 各种 轻 无 武器 受损或破 坏［ 。所 以冲击 波场 超压测 试是 评价 ３ 】
ＤＵ ｎ － ａ ＺＵ ｉｇ Ｈｏ ｇ ｍｉｎ， Ｊｎ
（ ｒ ｎｖ ｒ ｔ ｈ ｎ ， ａ３ ｎ ０ ０ ５ ， ｈ ｎ ） Ｎｏ ｔ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｏ Ｃ ｉａ Ｔ ｉ ｈ ｉ ｆ ｍａ ３ ０ １ Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｗｅｃ ｍｐ ｒ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔｒｑ ｉｅ ｎ ｓｏ ｏ ｈ ｃ ｖ ｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｗｈ ｃ ｓｒ ｃ ：ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｏ ａ ｅｓｘ ｄｆ ｒ ｎ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ｆｂ ｍｂ ｓ ｏ ｋ ｗａ ｅｔｓ ｔ ｏ ｉｈ ｆ
符 合 国 军 标 的 相关 要 求 。 关键词 ： 国军 标 ， 击波 ， 试 ， 线 冲 测 无
中 图分 类 号 ： ８ Ｏ３４ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉｅ ｅ ｓ Ｔｅ ｔｎｇ Ｓ ｓ ｅ ｏ ｈ ｃ ａ ｅ Ｏｖ ｒ ｅ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ Ｗ ｒ ｌ ｓ ｓ ｉ ｙ ｔ ｍ ｆ Ｓ ｏ ｋ Ｗ ｖ ｅ ｐｒ ｓ ｕ ｅ
要求进 行传感 器 的布置 ， 测点不 应 少于 ３ 。 据 但 个 数
收 稿 日期 ；０ ０１—５ ２ １—０１ 修 回 日期 ：０ ０１—０ ２ １—２３
的处 理 包括 将测 试 数 据核 算 为 标 准条 件 、 同一径 向 距 离 上 超 压 的 统 计、 ＴＮＴ 当 量 的 换 算 。其 中 Ｇ Ｂ ３ ０ ３２ ０ Ｊ ６ ９ ． — ０ ８详 细描 述 了 自由场 压 力 传感 器 和 地 面压 力传 感器 测量 计算 冲击 波 Ｔ ＮＴ 当量及 异 常
成。
西
部爆 炸 时 巨大 的毁伤 威力会 使 传输 电缆 及其 接插 件 遭 到干 扰甚 至破 坏 ， 一步 降低 了可靠 性 。 进 （） ２ 使用 不方 便 。 布设 不方 便 ， 校准标 定 繁琐 ， 野 外 需 提供 交 流 电源 。大型 试验 时 为保护 传输 电缆 需
挖设 上 百 米 甚 至几 百米 的 沟渠 并 掩埋 ， 加上 测 试 再
续 时 间大 于 ０ ２ 压 力值 大 于 ３ ９ Ｐ ． ５ｍｓ ． １ｋ ａ时 就会 对 人员 听觉器官造 成损伤［ 。当冲击波 的动 压高 于 １ ］ ７ Ｐ ０ｋ ａ时对于性 能 最好 的 Ｃ类 地 面野 战通 信设 备
结 构和 大部分零件 破坏 ， 去修复价 值［。 压大 于 失 ２超 ］
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７ ２ １ ３相 同 。 ０—０
两种 方式 。 １ 是 引线法 ， ２种是 存储法 。 第 种 第 两种
武器 系统 、 程爆破 的有 效手 段 。武器 系统在研 制 、 工
感 器 、 样频 率 、 辨率 及传 感器 布置等 参数 作 了规 采 分 定 ， 略有不 同【９ 但 ４］ ＿。具 体对 比结果 见下 页表 １ 。
从 表 中可 以看 出《 料 空气 炸 药 （ ＡＥ） 弹 种 燃 Ｆ 类
方 法 都有一 定 的优 点和不 足 。
表 １ 各 种 ＧＪ Ｂ对 冲 击 波 测试 要 求 的对 比
传统 引线 方法 中传感 器 置 于爆 炸 测 试现 场 ， 通 过 长 电缆 传 输 到掩 体 内的 二次 记 录测 试 处理 仪 表 ，
最后 由计算 机进 行测 试数 据 的分 析处 理和 再现 。该 方 法数 据再 现快 ， 于连 发测 试但 有 以下 不足 ： 适
爆 炸 参 数测试 及 爆 炸威 力评 估方 法 》 传 感器 的要 对
改进 、 定型 、 收等环境都 需要进 行冲击 波超压 的测 验 试， 以获得威 力评估参 数 。
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求有 很 大 的不 同 ， 试 时要 根 据 不 同 国军 标 的具 体 测
３ 无 线 冲 击 波场 超 压 测试 系统
为 克 服 以上 两 种方 法 的 不足 ， 们 研制 了一 种 我 无 线 冲击 波场 超压 测试 系统 。该 系统 由超压 测试装 置和 中心 控制 站组 成 。试 验 时各 测试装 置布设 于各 个 测 试点 ， 中心控制 站位 于安 全距 离 的掩体 内 ， 布设 情况如图 １ 。各装 置 间无 任 何 引线 ， 统操 作方 便 ， 系 抗 干 扰 能力 强 ， 靶场 前 校 准后 整 个 测 试装 置无 任 进 何 变 动 。 压测 试装 置是 系统 的核 心部分 ， 超 集成 了传
（ 总第 ３ —０９ ） ７ １ ９
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第 １ 期
２１ ０ ２年 １月
文 章 编 号 ：０ ２０４ （０ ２０ —１ ８０ １ ０—６ ０２ １ ） １０ ９ —３
（） １可靠 性 差 。 由于长 传输 电缆不 能有 效抑 制各
种 噪声 ， 测量 系统需 现 场组建 及 联试 ， 电磁 干扰 且 抗 和 耐恶 劣 环 境 的生 存 能力 差 ， 测试 系 统 的控制 系 统 受 到很 大 的干扰 ， 以测 试系统 易 误触 发 ， 所 数据 捕获 率较 低 。在 大 当量战 斗部爆 炸 时人 员 安全距 离远 大 于 长 电缆 的有效 长 度 ， 器 往往 是 在 无 人 监控 的情 仪 况下 工作 ， 出现异 常无 法获 知 ， 系统 一旦 提前 触发 或 出错 可 导 致 整个 试 验 的失 败 ； 另一 方 面 大 当量 战 斗
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图 １ 无 线 测 试 系统 布 设 图
系统工 作过 程 ： 验前 ， 试 中心控制 站 以点名 的方 式 对 各测 试 装 置进 行 量程 的设 置 ， 后 命 令测 试 装 然
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费 时费力 。
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无线 冲 击波超 压 测试 系统研 究
杜 红棉 ， 祖
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摘
要 ： 比了 ６ 对 种不同弹种的 国军标对 冲击波测试的要求 ， 总结 了现有 引线式和存储式 冲击波测试方法 的优 缺点 。 重点
介绍 了一种小型无线冲击波测试系统 ， 给出了系统 的组成、 作原理及实 验结果 ， 测数据表 明该系统 工作可靠 、 用方便 ， 工 实 使
置 进行 循环 采样 。在 引爆前 中心控制 站 以广播 的方 式 ， 出触 发 信 号 ， 发 测试 装 置 在 收 到命 令 后 ３ ０ｍｓ ０ 关 闭无 线通 道 （ 防止爆 炸 时天线 引进 噪声 ） ４Ｓ 测 ， 后
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无 线 通讯 、 源及 电源管 理等模 块 ， 电 是一 个小型 化 的
采 集 记 录仪 器 ， 可无线 接 收 中心控制 站 的控制命 令 ，
实 时 地改 变装 置工作 参数 和状 态进行 冲击 波超 压 的 转 换 及数据 的判读 和传输 。中心控制 站 由系统 控制 数 据 处 理 软件 和计 算 机 与 无 线 传 输 平 台等 硬 件 组
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引 言
冲击波 效应是 多种弹箭 的主要 破坏力之 一 。持
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冲击波 上升 沿陡 峭 ， 号带 宽宽 ， 炸 为瞬 间单 信 爆 次过 程 ， 炸时伴 随高 温 高压强 光强 电磁 干扰 ， 爆 测试 系统 工作 环境 恶劣 ， 测试 系统 的要 求高 。 国早在 对 美 １８ ９ １年 出台 了国军 标 Ｄ Ｔ — 一０ — ０ （ 国陆 Ｒｓ Ｅ ＲＰ ７ ２１ ３ 美 （ 军试 验 与鉴 定 司令 部 试验 操 作 规 程 ： 气 冲击 波 超 空 压 的 电测 方法 》 冲击 波 测 试 的相 关 内容 作 了详 细 对
＊基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 资 助 项 目（０ ３ ０９ 国 ５７ ０ ０ ） 作者 简 介 ； 红 棉 （９ ７ ） 女 ， 宁 锦 Ｉ人 ， 士 研 究 杜 １ ７一 ， 辽 州 博
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杜红棉 ， ： 等 无线 冲击波超压测试系统研究
１ ０ｋ ａ时各类 飞机 完 全破 坏 ， ０ Ｐ 当超压 为 ５ Ｐ ０ｋ ａ
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理 都有 描述 。我 国多个 国军标 对 超压测 试 系统 的传
Ｉ ０ｋ ａ时 ， １ Ｐ 能使 地雷引 爆 ， 线 电雷达 站和 各种 轻 无 武器 受损或破 坏［ 。所 以冲击 波场 超压测 试是 评价 ３ 】
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符 合 国 军 标 的 相关 要 求 。 关键词 ： 国军 标 ， 击波 ， 试 ， 线 冲 测 无
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要求进 行传感 器 的布置 ， 测点不 应 少于 ３ 。 据 但 个 数
收 稿 日期 ；０ ０１—５ ２ １—０１ 修 回 日期 ：０ ０１—０ ２ １—２３
的处 理 包括 将测 试 数 据核 算 为 标 准条 件 、 同一径 向 距 离 上 超 压 的 统 计、 ＴＮＴ 当 量 的 换 算 。其 中 Ｇ Ｂ ３ ０ ３２ ０ Ｊ ６ ９ ． — ０ ８详 细描 述 了 自由场 压 力 传感 器 和 地 面压 力传 感器 测量 计算 冲击 波 Ｔ ＮＴ 当量及 异 常
成。
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部爆 炸 时 巨大 的毁伤 威力会 使 传输 电缆 及其 接插 件 遭 到干 扰甚 至破 坏 ， 一步 降低 了可靠 性 。 进 （） ２ 使用 不方 便 。 布设 不方 便 ， 校准标 定 繁琐 ， 野 外 需 提供 交 流 电源 。大型 试验 时 为保护 传输 电缆 需
挖设 上 百 米 甚 至几 百米 的 沟渠 并 掩埋 ， 加上 测 试 再
续 时 间大 于 ０ ２ 压 力值 大 于 ３ ９ Ｐ ． ５ｍｓ ． １ｋ ａ时 就会 对 人员 听觉器官造 成损伤［ 。当冲击波 的动 压高 于 １ ］ ７ Ｐ ０ｋ ａ时对于性 能 最好 的 Ｃ类 地 面野 战通 信设 备
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