爆炸冲击波的毁伤效果

爆炸冲击波的毁伤效果

在天津港8.12 的重大火灾爆炸事故中，许多读

者从新闻画面中看到，距离爆炸地点很远的住宅楼，门

窗玻璃都被震碎，甚至屋内陈设的物品也遭到严重破

坏。爆炸冲击波到底有多大威力？如何简单估算爆炸物

冲击波的破坏半径？对此问题，本刊邀请了火炸药专家

曹非撰文进行解析。

爆炸的破坏、杀伤效应来源于冲击波和高速破片。对于大当量爆炸物来说，冲击波占据了爆炸破坏效应的大头。

爆炸冲击波的破坏作用可用峰值超压、持续时间和冲量三个特征参数衡量。爆炸发生时，爆炸物剧烈反应产生大量气体，从而在局部形成远高于环境气压的超高气压，气压达到最大时的压强指数即峰值超压。持续时间则指一定区域中，超过某个阈值的气压从出现到消失的时间。冲量则是指爆炸发生时，冲击波气浪的总质量与推进速度。在爆炸发生时，冲击波以波阵面的形态产生和传播。冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关。在其它条件相同的情况下，爆炸能量越大，冲击波强度越大，波阵面上的超压也越

爆炸试验的结果证明，当峰值超压达到5〜6KPa （也称千帕）时，爆炸区域的门窗玻璃就会被震碎。当峰值超压达到70〜lOOKPa寸，冲击波可以推倒砖墙。当峰值超压达到300KPa时，冲击波能破坏大型钢架结构。对于人员的杀伤效应，当峰值超压达到19.6KPa 时，爆炸区域的人体就会受到损伤。峰值超压达49〜

98KPa时，将严重损伤人体的内脏，致人重伤或死亡。大于98KPa时，爆炸区域无防护的个人将立即死亡。

那么，多大威力的炸药爆炸能够达到这样的摧毁效应呢？根据爆炸试验的实测结果，1000千克TNT炸药爆炸时，距离爆炸中心 5 米处的峰值超压高达2940KPal 距离爆炸中心32 米处，爆炸产生的峰值超压仍高迟

50KPa也就是说爆炸时处于此地的无防护人员仍有可能重伤或死亡。在距离爆炸中心60 米处，峰值超压仍达19KPa能够使人体受到损伤。距离爆炸中心144米处，峰值超压仍有5KPa能够震碎门窗玻璃。

在电影《拆弹部队》的开头，一名美军拆弹部队成员在发现爆炸物即将爆炸后立即转身撤退，跑出10 米左右的时候，爆炸物被引爆。片中爆炸物的外观类似于TNT为主要成分的“ B炸药”，总质量约为100千克。根据冲击波伤害的估算公式，在一定距离上，爆炸产生的冲击波数值与TNT当量的三次方根成正比，也就是

说，100千克TNT炸药爆炸时，距离爆炸点14.7 米处的峰值超压是50KP（1000千克TNT爆炸时，50KPa 的峰值超压出现在32 米半径上），影片中的拆弹手只跑出了大约10 米，因此未能逃过爆炸冲击波的袭击，不幸阵亡。

同样，我们也可以估计天津港大爆炸中，冲击波对门窗玻璃的毁伤半径。从1000千克TNT对门窗玻璃有144 米毁坏半径的试验测量数据、天津港大爆炸的实测当量约24吨TNT为基准，利用三次方根原理进行估算，可计算得当量为24吨TNT的爆炸物爆炸时，对玻璃门窗的毁伤半径是1000千克TNT的2.88倍，也就是约415 米。

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