Page 13 - 《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

越靠近自由面的位置处，波阵面上的压力越低，其波形虽然在主脉冲前后可能有小的扰动，但很快下降
为零。

5 40

0.5 m 35 0.5 m
4 1.0 m 1.0 m
1.5 m
1.5 m
2.0 m 30 2.0 m
3 25
Δp/MPa 2 Δp/MPa 20
15
1 10
5
0
0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0
t/ms t/ms
(a) Near-surface blast (b) Contact burst

图 16 近水爆炸和触水爆炸的水下冲击波超压曲线
Fig. 16 Underwater shock wave overpressure curves of near-surface blast and contact burst
4 结 论

本文揭示了不同比高条件下近水面爆炸的冲击波载荷特性，通过对比分析 0.1、0.2 和 0.4 kg TNT/RDX
(40/60) 炸药在触水、近水和空中 3 种典型比高条件下的爆炸实验，以及相应的数值模拟结果，得到以下
主要结论。
(1) 触水、近水和空中爆炸现象存在显著差异。触水爆炸时，爆轰产物直接作用于水面形成半球形
水坑，水坑边缘的水被挤压向上飞溅形成空心水柱。近水爆炸时，爆轰产物对水面的碰撞作用较弱，水
面上的冲击波主要以马赫波形式沿水面传播。空中爆炸时，冲击波在水面存在明显的规则和非规则反
射区。
(2) 触水爆炸产生的水面冲击波超压低于近水爆炸，因此触水爆炸时水面不能再视为刚性平面。同
时，触水爆炸产生的水中冲击波压力相比近水爆炸更高。
(3) 拟合得到了触水爆炸和典型近水爆炸条件下，水面上水平距离 0.5～4.0 m/kg 1/3 范围内的冲击波
超压和正压持续时间的计算公式，可用于爆炸毁伤评估和防护设计。

参考文献：
[1] 李本平, 王永, 卢文波. 制导炸弹在坝前水面爆炸破坏效应研究 [J]. 爆破, 2007, 24(4): 7–10, 20. DOI: 10.3963/j.issn.1001-
487X.2007.04.002.
LI B P, WANG Y, LU W B. Study on the damage effect for water surface explosion of precision guided bomb [J]. Blasting,
2007, 24(4): 7–10, 20. DOI: 10.3963/j.issn.1001-487X.2007.04.002.
[2] 李润珊, 易嘉钰, 陶崇铸, 等. 触、近水面爆炸自由场冲击波特性的试验研究 [J]. 爆炸与冲击, 1991, 11(4): 331–338.
LI R S, YI J Y, TAO C Z, et al. Experimental studies of shock properties generated by explosions on or just above water
surface in free field [J]. Explosion and Shock Waves, 1991, 11(4): 331–338.
[3] 余俊, 王海坤, 刘国振, 等. 水下近自由面爆炸过程中的多相流运动特性研究 [J]. 船舶力学, 2023, 27(2): 163–172. DOI:
10.3969/j.issn.1007-7294.2023.02.001.
YU J, WANG H K, LIU G Z, et al. Motion characteristics of multiphase flow in underwater explosion near free surface [J].
Journal of Ship Mechanics, 2023, 27(2): 163–172. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2023.02.001.
[4] 王高辉, 张社荣, 卢文波. 近边界面的水下爆炸冲击波传播特性及气穴效应 [J]. 水利学报, 2015, 46(8): 999–1007. DOI:
10.13243/j.cnki.slxb.20140035.
WANG G H, ZHANG S R, LU W B. The influence of boundaries on the shock wave propagation characteristics and

011001-10