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主题:【原创】爆炸力学(一) -- 不爱吱声

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家园 反正把两块板整成一块

偶是学文科,对肉眼以下的物质问题不敢发表谈话,这个是把钢板和钛板放在一起,炸,然后矫直,卖,替代纯钛板。他们公司人说这个是美军二战后轰炸德国鲁尔区,然后占领后拆解发现炸过的材料很难分离,是锯齿状结合,于是——,也可能是演义。

我也好奇具体工艺工程。

家园 冲击波不是声学的现象,

震荡!那是能量的一种传播方式.炸药的冲击波他的场有声,光,热.但实质还是能量在传播.

炸药的冲击波频率主要由于药燃烧的时候在第一嘶嘶区和第二嘶嘶区的转换中形成.它是通过对周围扩张形成的压力波.它主要体现在压力差上的能量传播.

声音的冲击波它不是能量值的计算单位,它是频率的计算方式.现代爆破工程也计算冲击波频率已提供能量传输效能.比如暴压比较大的装药,适合炸那些大型的土木类的东西,对于钢铁等就适合爆速较高的炸药.

低氧类的炸药,比如TNT,它因为燃烧不完全,所以在燃烧过程中会利用一些大气中的空气.于是TNT的暴压高,但它的冲击波的频率波不适合炸金属.

象奥克托金,还有黑索金这类炸药,他的连续压力没有那么大.因为它是富氧炸药,燃烧很充分.所以在爆炸瞬间整个作功就完成.这就让它形成的冲击波波长短,比较猛烈.对金属或者硬度高的东西毁伤性好.

黑索金加变压器油和塑化剂做的黑94,就减低了爆速.装药炸建筑物比较好.

炸药殉爆就和声波有关系,比如在不远的同一种炸药会殉暴,那就是因为冲击波频率传输产生的共振所产生的能量.

其实,声波它是一个场,而冲击波是能量传输的场.声音的传播是按它的频率来产生共振传播的,属于共振传播.而冲击波传播是压力的传播,也就是被压迫而传输转移.这两种东西本质上是很不同的.

家园 del
家园 一栋楼的玻璃都震碎了

那更有可能是楼本身的震动造成的,而楼的震动可能多半是爆炸冲击波冲击墙壁导致的。如果是声波,在这种情况下它携带的能量应该会比爆炸冲击波弱很多。不过不排除两者耦合作用。

声波震碎玻璃倒是有个很好的例子,就是飞机以超音速低空飞过楼顶,形成激波,并有“音爆(sonic boom)”产生,会震碎玻璃。

家园 音暴震碎玻璃似乎不可信

正好看了一集discovery,用军机超低空制造音暴,震不碎玻璃杯。

家园 玻璃杯比玻璃窗更不容易被震碎

主要是玻璃窗的“跨度”比较大,而且玻璃杯是弧形,容易“分散”压力(桥梁和大跨度建筑物屋顶设计成拱形也是这个道理),如果考虑同样大小的压力(波)同时均匀作用到玻璃窗和玻璃杯壁上,那么玻璃窗中心的应变(或者变形)要大得多,所以玻璃杯不被震碎,不代表玻璃窗也不能被震碎。

家园 玻璃杯可能有点难度

片中有没有试验玻璃板?

音爆冲击波振碎玻璃板的原理是这样。冲击波本身是正压强的压力波,进入并离开玻璃板时,因为玻璃空气界面对于声波来讲是“软边界”(pressure release boundary),冲击波会被软边界完全反相位反射,变成负压,也就是拉力波。玻璃或者石头之类的物体承受压力的能力很强,但是承受拉力的能力相对弱很多,所以很容易就碎掉了。

不过这里一个要求就是边界比较平,如果边界很不规则,比如玻璃杯之类的,这个效果就没有了。而且即使是玻璃板的话,这个效果和入射角还有关。

此外还和当时的时间的天气有关。大气因为太阳的缘故会导致在不同高度温度密度都不同,从而导致声速也不同。这样在一天的某些时候(不太记得是下午还是上午了),飞机产生的音爆因为折射的原因没法传到地面上。这个折射对普通的飞机噪声也有效,我想住在机场附近的人可能感受更深些。

家园 应该是有玻璃板的

俺当时还没看这个帖子,也就没有特意留意。。。不过能记得有用子弹穿过俩块玻璃之间的缝隙的实验,一样没有效果。。。所以,不会只用杯子作飞机的实验。

家园 这个的确不是一定的

像冲击波碎肾结石,一次治疗可能要打上上千个冲击波(不过这里原理和音爆碎玻璃有点不同,肾结石更小,但是很不规则,更多可能是剪切波的原因。)

下面这个是我在网上搜到的,不保证真实性:

外链出处

Wheather a window pane actually cracks or not; is dependant on:

A) Distance from plane to window;

B) Airspeed of the plane;

C) Aerodynamic design of the plane;

D) Temp/Humidity/density of the air at the plane's altitude;

E) angle of aircraft path to window;

F) Altitude (airdensity) of the window;

G) Window design and mounting method;

H) Size of the window pane; etc ...

家园 呵呵,找到一个超级例子

外链出处

也可以google KELOWNA SONIC BOOM.

这里讨论也更多些:

外链出处

家园 以前我烧过玻璃,

那活叫烧弯.当成型后拿出来总有一些会冷缩爆裂碎掉.但有一些已经冷却的也会跟着破碎,那就是声波共振造成的.

玻璃怕的是谐振波,有机玻璃有一些可以抗压,但抗不了谐振.飞机的音爆震碎玻璃,如果那些玻璃的谐振和音爆的频率相同那就一定有问题.如果不是同一频率区那一般不会爆.

玻璃杯和平玻璃,要是谐振破碎,那是一样的.但玻璃杯的抗压比平的好.单纯的压力下玻璃是平的更容易破.

再说,玻璃也有多种,特别是谐振性能的不同.同样的条件下,一种玻璃破碎,但不代表所以的都碎.玻璃的破碎不单纯是压力方面,还有谐振或者其他方面.

但爆炸引起的玻璃破碎那是因为压力而不是谐振或者共振.

家园 黑火药和军用炸药不同.

现代炸药一般是单质炸药,炸药的爆炸是靠它本身的分子分裂和重组所释放出来的能量,形成固态分子变为气态.产生强大的压力.

黑火药是靠几种物质相互化合产生的能量,这一般都会有配比不合理的地方产生残渣.

当然炸药它也是个氧化还原的过程,这个过程也是有时间性和阶段性的.在爆炸过程中引爆的不单是温度,还有压力波和化学反映.单质炸药比黑火药爆炸威力大的主要原因就是炸药的爆速很大.复合火药燃烧速度还慢所产生的差.

当然,在一包炸药爆炸的时候是有一些会被抛离,但这些被抛离的炸药也在随后的瞬间燃烧.所以,在爆炸过程中的抛离部分的能量也是有效的能量.

想大装药的炮弹或者是航弹,它就装有起爆药后再装传爆药.传爆暴药的作用就是引燃或者使距离爆炸核心的炸药殉爆.

象用TNT或者TA药炸东西,比如炸石头吧.如果是一串炸药.有那四节以上,在头一个装雷管,那后面的两节炸药实际就起不到作用.而要是装药平面点火的面积越大,炸药的能量使用就越大.反过来因为炸药的燃烧也是延展的.所以超过一定的数量就要考虑多点同时引爆或者传爆了.

象中国的炮弹,一般都装有一个传爆药拄,比如一般装药是TNT,那传爆要用的是黑索金或者六硝基萘等富氧高爆速的炸药.而且传爆药一般的比例在总装药的15%左右.

而一些炸药的特性,比如富氧类的高爆速炸药.它就不太要关注它的燃烧的延时问题,因为这类药不适合大量装药和它的燃烧也会在瞬间靠它分子内的氧和碳来完成.也就是说不用考虑它会被抛离.因为到一定的物理条件它就会反应.但这类炸药不适合大装药.

一般的炸药,TNT,六硝基胍(是这字吗?)还有苦味甘等用来大装药的,一般要传爆或者考虑多点同时起爆.

家园 高氯酸类的似乎不太稳定?

炸药的稳定性也是非常关键的因素。据说一些钝性炸药用火烧都不会炸。

家园 爆燃 vs. 爆轰

受教了。又wiki了一下,发现咱小时候玩的火药还真是玩具

爆速,是爆炸火焰或其化学反应在药炷内传递速度称为爆速,依炸药成份不同而不同。

爆炸依其爆炸火焰或其他学反应传递速度或方式之不同,还可区分为爆燃(Deflagration)与爆轰(Detonation),化学反应在炸药中的传递速度称为爆速。

爆燃是一种爆速小于声音在炸药内传递速度的爆炸,而爆轰则为超音速的爆炸,其化学反应是以震波的形式传递,故爆轰产生的爆炸压力及破坏力均远大于爆燃。

爆速小于每秒3000英呎的爆炸称为爆燃,而爆速大于每秒3000英呎的爆炸称为爆轰。(1英呎=0.3048米)炸药依其爆炸方式或爆速的大小可区分为低级炸药(Low explosives)与高级炸药(High explosives)。产生爆燃反应或爆速低的炸药称为低级炸药,如黑火药、枪炮发射药或火箭推进剂等。而在正常使用情况下会产生爆轰反应的炸药称为高级炸药,如TNT、代纳迈等,都具有极大的爆炸威力,故亦称为高爆炸药

爆速或爆轰速度,系爆轰波通过药柱的速度,是用于计算炸药爆轰压力的重要参数。一般而言,爆速大者其爆轰反应产生的压力也大,猛度也大,亦即对砂石的碎裂能力强。

再摘一段google到的

如何区分爆燃、爆轰与爆炸

类型:行业新闻发布时间:2009-4-18 0:00:00

目前,很多安全工程技术中的概念并没有统一。这里只是一种解释。

一、燃烧过程可以产生爆炸,燃烧导致的爆炸可以按照燃烧速度分为两类:

1 爆炸性混合气体的火焰波以低于声速传播的燃烧过程称为爆燃;

2 爆炸性混合气体的火焰波在管道内以高于声速传播的燃烧过程称为爆轰。(注:声速的绝对数值取决于介质,例如空气中的声速和氢气中的声速当然是不一样的。)

二、爆炸可以是化学爆炸(例如由燃烧产生)和物理爆炸(例如快速蒸发引起的爆炸),但是它的共同物理本质就是压力骤变形成压缩波,按照爆炸传播速度分为三类:

1 轻爆 爆炸传播速度数量级0.1~10m/s;

2 爆炸(狭义) 爆炸传播速度数量级10~1000m/s;

3 爆轰 爆炸传播速度大于1000m/s。

这里的“爆轰”定义包涵了燃烧过程中的爆轰

TNT 爆速7000米|秒

黑索今 爆速8350米|秒

太恩 爆速8300米|秒

家园 谢谢资料,不过视频打不开了
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