Page 97 - 《爆炸与冲击》2026年第01期

第 46 卷 杜青松，等： 深海水下爆炸冲击波载荷及气泡脉动特性研究 第 1 期

w=5 kg w=5 kg w=5 kg
50 w=30 kg 12 w=30 kg 2.4 w=30 kg
w=200 kg w=200 kg w=200 kg
I/(kPa·s) 25 I/(kPa·s) 6 I/(kPa·s) 1.2

0 0 0
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
h/km h/km h/km
(a) D=5 m (b) D=20 m (c) D=100 m

0.7 w=5 kg w=5 kg
w=30 kg 0.2 w=30 kg
w=200 kg w=200 kg
I/(kPa·s) 0.4 I/(kPa·s) 0.1

0.1
0
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
h/km h/km
(d) D=400 m (e) D=2 000 m
图 5 在不同装药质量、爆距和水深的工况下基于 Zhang 方程计算得到的冲量变化
Fig. 5 Variation of shock wave impulse under different charge masses, stand-off distances,
and water depths based on Zhang equation simulation

D=5 m D=5 m D=5 m

1.02 D=20 m 1.20 D=20 m 1.30 D=20 m
D=100 m 0.96 D=100 m 1.04 D=100 m
E 1 /(MJ·kg −1 ) 0.66 D=2 000 m E 1 /(MJ·kg −1 ) 0.72 D=400 m E 1 /(MJ·kg −1 ) 0.78 D=400 m
D=400 m
0.84
D=2 000 m
D=2 000 m
0.48 0.48 0.52
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
h/km h/km h/km
(a) w=5 kg (b) w=30 kg (c) w=200 kg

图 6 不同装药量、爆距和水深的工况下基于 Zhang 方程计算得到的比冲击波能变化
Fig. 6 Variation of specific shock wave energy under different charge masses, stand-off distances,
and water depths based on Zhang equation

在爆距方向，当水深固定为 100 m、装药量为 5 kg 时，比冲击波能从爆距 5 m 处的 1.05 MJ/kg 下降
至 100 m 处的 0.78 MJ/kg；继续增加爆距至 2 000 m 时，能量仅进一步减小至 0.66 MJ/kg。可以看出，在近
场区域（5～100 m）比冲击波能下降显著，而远场区域（100～2 000 m）的能量衰减幅度明显减缓。30 和 200 kg
装药量下比冲击波能的变化趋势与 5 kg 装药量下几乎一致。
进一步分析表明，相较于浅水环境，比冲击波能在深水环境中的衰减幅值，与爆距呈现一定的相关
性。当炸药装药量固定为 30 kg 时，随着爆距的增大，比冲击波能随水深增加而减小的幅度明显增强。
以爆距为 5 和 2 000 m 的情况为例，当水深由 100 m 增加至 10 000 m 时，前者的比冲击波能从 1.21 MJ/kg
减小至 0.95 MJ/kg，衰减幅度为 22.07%；而后者则由 0.68 MJ/kg 减小至 0.43 MJ/kg，衰减幅度提升至
37.68%。相比之下，爆距从 5 m 增加至 2 000 m 时，比冲击波能的衰减幅度增大了约 15.6%。数据验证结
果表明，在装药量不变的条件下，随着爆距的增加，比冲击波能在水深从 100 m 增至 10 000 m 过程
中所表现出的衰减幅度呈现增强趋势，然而其增幅随爆距继续增大而趋于平缓，表现出一定的饱和特征。
在爆距与水深固定的条件下，装药量对比冲击波能的影响表现出显著的正相关性。研究结果表明，

011106-8