爆炸造成的衝擊波是球形的么,它是如何撕裂人的肢體的?

如果是一個規則的球形,人體受力應該很均勻吧?那不是頂多被大鉛球撞飛一樣的效果么?


謝妖,這個問題已經在我的TL上躺了太長時間了,不好意思,一直很忙。

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第一個問題,衝擊波是球形的么?

回答:是的。 在理想狀態下,爆炸形成的衝擊波可以認為是球形的,這個從各種爆炸視頻中可以觀察得到。

第二個問題,衝擊波是如何撕裂人的肢體的。

回答:因為受力太大,時間太短,且不均勻。

衝擊波在傳遞過程中起碼有三個特點:一是能量特別大、二是速度特別快、三就是衰減特彆強。

能量和衰減方面:《兵器》雜誌曾經引用過一組試驗數據:

」1000千克TNT炸藥爆炸時,距離爆炸中心5 米處的峰值超壓高達2940KPa!距離爆炸中心32米處,爆炸產生的峰值超壓仍高達50 KPa,也就是說爆炸時處於此地的無防護人員仍有可能重傷或死亡。在距離爆炸中心60米處,峰值超壓仍達19KPa,能夠使人體受到損傷。距離爆炸中心144米處,峰值超壓仍有5KPa,能夠震碎門窗玻璃。「

5米——2940KPa( 當峰值超壓達到300KPa時,衝擊波能破壞大型鋼架結構 )

32米——50KPa( 當峰值超壓達到70~100KPa時,衝擊波可以推倒磚牆 )

60米——19KPa( 當峰值超壓達到19.6KPa時,爆炸區域的人體就會受到損傷 )

透過這組數據,大家可以自行體會一下衝擊波的破壞威力,咱們那小身板能承受多大的壓力???

同時,也可以比較直觀地看到,衝擊波隨著距離衰減的速度是很快的,當距離增加12倍以後,峰值超壓迅速減少至對比值的6.46%。

速度方面:

衝擊波的速度遠遠超過聲音在空氣中的傳播速度,所以一般來說,都稱它為」激波「,它的波陣面前後的介質參數變化不是一點點,而是十分巨大的、突變的變化。

飛行器在超音速飛行下形成的激波(圖侵刪)

看起來像一堵牆。實際上,你確實可以把它想像成一堵牆。如果被衝擊波擊中,估計也會像被一堵牆壓到一樣吧(我沒有試過,也不想去試。。)

由於衝擊波的三個特點。如果能在高速鏡頭下觀察,你會發現衝擊波實際接觸到目標物的時間是不完全一樣的,由於衰減和人體吸收,各個部位最後得到的能量也有很大不同。

比如不小心踩到地雷的士兵,距離衝擊波最近的就是他的腳底,強大的能量在腳部集中,然後急劇衰減,身體的其它部位由於能量沒有腳那麼大,能量之間的差異產生了肢體內部的拉扯,當肌肉和骨骼的力量無法抗衡外力的情況下,最後的結果就是——腳單飛了、被撕裂了~~~~~

當然,衝擊波對人體的殺傷作用遠遠不止「撕裂」 這一種,作用的機理也很複雜,遠遠不是三言兩語就能說清的。在實際中,還有很多身體外表並沒有大的傷害,但因為內臟被衝擊波震碎而死亡的案例,這個不在這次問題當中,在此就不深入討論了。


球面受力整體上是大致均勻的,但球面接觸人體不同部位時總有先有後,可以造成瞬時的受力不均,再加上破片、碎石足以撕裂人體。以威力較小的地雷為例,人體先接觸到衝擊波的部位是腳,然後是小腿大腿軀幹……但隨著衝擊波急速的擴散,其能量也在急劇的分散、減小,所以踩雷的人往往腿腳被炸飛而上半身還不至於那麼慘。

至於威力較大的爆炸物,近距離內這點先後差別可以忽略不計,全身碎成渣。距離遠一些倒是可以出現像你說的被大球撞飛的效果。


你確信大鉛球僅僅把你撞飛而不產生形變?斷幾根骨頭什麼的?

另外,距離夠近的話,還是個半徑變化的大鉛球。

只要速度足夠高,西瓜材質也能把人撞成渣。


可以類似的理解為被貨車正面撞。


即便受壓面是均勻受壓的,近距離上衝擊波超壓在把人崩飛之前就能把人「壓碎」了,人有一定質量,即使在受到衝擊波巨大的超壓峰值時被從靜止加速到「飛起」的速度也是需要一定時間的,而這段時間內衝擊波早已經以數公里每秒的速度貫穿人體,也就是在人體「起飛」前衝擊波已經貫穿了人體,對人體該造成的破壞已經全造成完了,碎不碎就看人這種物體的「力學性質」了


氣球也是球形,人大概類比貼在氣球上的紙,氣球快速膨脹又快速縮小,紙片就撕裂了。

當然,衝擊波殺傷主要是縱波,撕的方向不同。

另外,爆炸衝擊波也不一定呈球形均勻分布,可能是星刺型多方體。


難道不是因為放大嗎。。。球面在變大。。。那麼在球面上的紙被撕裂這樣理解。。


被大鉛球撞飛的效果很容易理解。

至於被撕裂,個人看法是它畢竟還是波,有波峰波谷,在傳播過程中會對介質產生擠壓或拉伸(縱波),令介質變形,達到拉伸極限的時候就會被撕裂


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