Page 10 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 黄 超，等： 近水面空中爆炸冲击波的载荷特性 第 1 期

图 8 给出了近水爆炸（工况 4）典型时刻的爆轰产物和空气密度场分布。t = 0.15 ms 时，爆炸首先在
空气中形成冲击波，在水面附近可见明显的马赫波，但爆轰产物气体尚未触及水面。t = 0.81 ms 时，随着
空气中的冲击波向外传播，马赫反射区进一步扩展，此时爆轰产物与水面接触，推动水面向下轻微凹
陷。t = 2.72 ms 时，空气中的冲击波进一步向外扩展，但水面的变形没有明显增大。

Density/(kg·m ) Density/(kg·m ) Density/(kg·m )
−3
−3
−3
0 1.250 2.500 3.750 5.000 0 0.750 1.500 2.250 3.000 0 0.451 0.903 1.354 1.805
1.5 1.5 1.5
1.0 1.0 1.0
z/m 0.5 z/m 0.5 z/m 0.5
0 0 0
−0.5 −0.5 −0.5
−1.0 −1.0 −1.0
−1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5 −1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5 −1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5
x/m x/m x/m
(a) t=0.15 ms (b) t=0.81 ms (c) t=2.72 ms
图 8 近水爆炸的气体密度场分布
Fig. 8 Density field distribution of gas in near-surface blast

Density/(kg·m ) Density/(kg·m ) Density/(kg·m )
−3
−3
−3
0 1.250 2.500 3.750 5.000 0 0.750 1.500 2.250 3.000 0 0.450 0.899 1.349 1.799
1.5 1.5 1.5
1.0 1.0 1.0
z/m 0.5 z/m 0.5 z/m 0.5
0 0 0
−0.5 −0.5 −0.5
−1.0 −1.0 −1.0
−1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5 −1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5 −1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5
x/m x/m x/m
(a) t=0.15 ms (b) t=0.81 ms (c) t=2.72 ms

图 9 触水爆炸的气体密度场分布
Fig. 9 Density field distribution of gas in contact burst
图 9 给出了触水爆炸（工况 1）典型时刻的爆轰产物和空气密度场分布。t = 0.15 ms 时，爆心附近呈
现高压气-水耦合的复杂状态，由于装药与水面接触，反射波与初始入射冲击波合并产生超压，产生的超
压大于初始冲击波单独产生的超压，爆轰产物强烈地驱动水面形成喷溅，装药下方形成一个半球形空
腔。t = 0.81 ms 时，随着空气中的冲击波向外传播，水面的冲击波压力较空中爆炸和近水爆炸时的弱，同
时水面的半球形空腔进一步扩大，水被挤压向上飞溅，形成空心水柱。t = 2.72 ms 时，空气中的冲击波进
一步传播，水柱顶端在中心碰撞形成细长的射流。
3.2 空中冲击波
1/3
H ＞0.6 m/kg ），冲击波在水面上的传播规律与地
实验和模拟结果均表明，对于水面上的空中爆炸（
面上的空中爆炸基本一致。冲击波以高于一定角度在水面斜入射时将产生马赫反射，如图 10 所示。
以爆心在水面的投影点为原点，建立水平距离和垂向高度的二维坐标系，取规则反射区内 A 点（1 m,
0.38 m）和非规则反射区内 B 点（1 m, 0.15 m）的冲击波超压进行对比，如图 11 所示。可以看到，由于 A 点

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