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爆炸致人死亡的原理是什么?是气体冲击还是与人体产生了共振?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
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大。
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时,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50KPa(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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