核爆炸衝擊波效應

核爆炸衝擊波效應:核爆炸衝擊波對人員和物體造成的毀傷作用及效果。

核爆炸衝擊波對人員和物體造成的毀傷作用及效果。
核爆炸衝擊波是大氣層和地(水)下核爆炸主要殺傷破壞因素之一。核爆炸形成的高溫、高壓火球猛烈地膨脹時,急劇壓縮周圍空氣,形成壓縮空氣層(壓縮區),壓縮區的前界面稱為波陣面。波陣面上壓力最大,波後的壓力逐漸變小。衝擊波壓力(p)隨距爆心距離的增大而減小。由於空氣粒子隨波陣面運動使爆心周圍的空氣稀疏,在壓縮區之後形成稀疏區,其壓力低於大氣壓力p0。壓縮區和稀疏區緊密相連,並在空氣中迅速傳播,形成核爆炸衝擊波。衝擊波是以超聲速向四周傳播的爆炸波,隨著傳播距離的增大,傳播速度變慢,最後變為聲波。
當衝擊波陣面傳播到某點時,該點空氣的壓力瞬間增大到波陣面上的最大壓力,同時,空氣以很高的速度隨波陣面前進。然後,該點的壓力隨壓縮區通過而不斷減小,空氣速度也不斷減小;稀疏區通過該點時,空氣通過該點轉向爆心運動,在稀疏區後界上,它的速度接近於零。空間固定點上的衝擊波壓力隨時間變化時,在衝擊波壓縮區內,超過波前大氣的壓力稱為超壓,空氣運動產生的衝擊壓力稱為動壓,超壓和動壓都以帕(Pa)為單位。在稀疏區內,壓力低于波前大氣壓的部分稱為負壓。從爆炸閃光開始至衝擊波到達某點的時間稱為衝擊波到達時間;超壓在該點的持續時間稱為正壓作用時間。空中核爆炸產生的衝擊波,先在空氣中傳播,而後在遇到地面時反射,使超壓增大。地貌、地物對衝擊波傳播也有明顯的影響。遠區的弱衝擊波受特殊的風和氣溫分布等氣象條件的影響可能向下折射,產生匯聚,使某一距離上的壓力得到加強,這種匯聚現象通常稱為衝擊波聚焦效應。
衝擊波對人員的殺傷作用主要取決於超壓和動壓。超壓可以引起心、肺和聽覺器官損傷。動壓可以使人體拋出、碰撞而造成傷亡。衝擊波直接作用於人體引起的損傷稱為直接衝擊傷。在衝擊波作用下建築物的倒塌或飛揚的砂石、玻璃碎片等對人員造成的損傷稱為間接衝擊傷。對直接衝擊傷,超壓為20~29千帕可引起輕度傷;29~59千帕可導致中度傷;59~98千帕可造成重度傷;大於98千帕可造成極重度傷。動壓為10~20千帕可造成中度傷;20~39千帕可造成重度傷;大於39千帕可造成極重度傷。
衝擊波的動壓衝擊和超壓的高壓作用,可造成工事、建築物和各種物體的破壞。倉庫、工事內的武器裝備和其他物資還可能由於建築物被摧毀而遭到間接破壞。一般情況下,對低層民用建築,超壓為7~15千帕可造成輕微破壞;超壓為15~25千帕可造成中等破壞;超壓為25~35千帕可造成嚴重破壞。衝擊波聚焦區的超壓大大超過該距離處正常情況下的衝擊波超壓,造成門窗玻璃、民房建築物的破壞。衝擊波空中聚焦時甚至會影響飛行中飛機的安全。利用各種防護工事和有利的地貌、地物可以明顯減輕衝擊波的毀傷效應。
發布者:中國軍事百科全書編審室

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