Page 27 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 姚术健，等： 等效模拟爆炸加载试验技术研究进展 第 4 期

模拟相结合的方法，研究了不同形状预制孔钢板在水下冲击波作用下的动态响应，分析了其损伤形态和
裂纹扩展规律。为了研究爆炸冲击波直接导致的原发性损伤，陆军军医大学的王正国等 [82] 在 20 世纪
80 年代研制了 BST（biological shock tube）系列生物型激波管。其中，BST-Ⅰ大型激波管总长 39 m，能够
实现 10.3 MPa 的峰值超压加载。王峰等 [83] 使用该装置对成年大鼠开展了冲击试验，试验结果显示，环
境气压越低，冲击波对肺部的损伤越严重。在此基础上，袁丹凤等 [84] 使用 BST-Ⅰ对幼年大鼠展开了相
同的试验，发现幼年大鼠的肺组织血管更丰富，耐受冲击能力更强。中国科学技术大学空天飞行高温气
动全国重点实验室的激波管 [85] 获得了马赫数为 3.0 的强激波，通过驱动形式、膜片形式与结构设计的协
同创新，实现了强激波的高效可控生成与界面演化机制的突破性观测。
更进一步地，为了生成与经典爆炸波形匹配的脉冲荷载，许多学者致力于研究激波管波形的控制方
法。例如，加拿大渥太华大学的激波管 [86] 和德国的 Blast-STAR 激波管 [87] 均采用物理改变圆柱形驱动器
的长度和体积的方法来控制模拟爆炸参数，获得不同的压力-冲量数据。尽管这种方法为试验室条件下
波形的精确调控提供了可能，但其实际操作复杂且更换装置消耗的时间太长。澳大利亚卧龙岗大学的
NFPBS ABS 设施 [88-90] 采用了一种创新的设计，如图 8 所示。驱动段采用渐扩的楔形轮廓，可以在炸药驱
Driver section Driver section Reaction housing

Optional flip-
up louvers Test section 1 Test section 3
Dual mode driver Transition section 1 Shock
0.78 m P1 Transition section 2 0.78 m P2 Test section 2 0.78 m P3 diffuser

1.85 m P1=4 m from 4.85 m 3.05 m 2.48 m (14.38 m from diaphragm station)
diaphragm station P2=(8.85 m from P3=(11.9 m from
diaphragm station) diaphragm station) 6.04 m 1.84 m
(a) Schematic [88-90] 25 ms
20 ms
Transition louvres
Transition louvres 30 ms S 1 35 ms S 1

S 1 S 1
(b) Shock tubes [89-90] (c) Internal flow field simulation [89-90]
No transition louvres No transition louvres
Modification with transition louvres Modification with transition louvres
(Impulse) no transition louvres (Impulse) no transition louvres
(Impulse) modification with transition louvres (Impulse) modification with transition louvres
Records 191211-1 (fully closed) and 191126-2 (allowed to open) 1 950 130 Records 191202-1 (fully closed) and 191120-1 (allowed to open) 1 950
130
Reflected overpressure/kPa 90 Wall 1 350 Reflected impulse/(kPa·ms) Reflected overpressure/kPa 90 Wall 1 350 Reflected impulse/(kPa·ms)
Long ABS configuration
Long ABS configuration
Louvres
Louvres
412 kPa CG driver
376 kPa CG driver
750
50
750
50
10
10
150
150
−30
−15 −5 5 15 25 35 45 55 65 75 450 −30 −15 −5 5 15 25 35 45 55 65 75 450
Time/ms Time/ms
(d) 412 kPa test results in the drive section [89-90] (e) 376 kPa test results in the drive section [89-90]
图 8 澳大利亚卧龙岗大学的 NFPBS ABS [88-90]
Fig. 8 NFPBS ABS, University of Wollongong, Australia [88-90]
041101-8