Page 72 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 蒋欣利，等： 温压炸药密闭空间内爆炸冲击波与温度场耦合试验研究 第 6 期

shock wave overpressure reaches a minimum value of 1.43, indicating that this position is the turning point where the energy
from aerobic afterburn combustion exerts a significant effect on the peak overpressure. A two-stage prediction model for the
peak overpressure was established, describing the contributions of non-ideal detonation and the aerobic afterburn effect of
aluminum powder to the shock wave in different regions. Based on the pressure rise caused by the expansion of detonation
products and the temperature rise due to afterburn combustion, a quasi-static pressure prediction model for the internal
explosion of thermobaric explosives was established. Taking the quasi-static pressure of the 100 g charge as the reference,
the quasi-static pressures for the 200, 300, and 400 g charges increased to 2.27, 3.21, and 4.18 times the reference
value, respectively, showing a nonlinear growth under the coupled effect of detonation product expansion and afterburn
temperature rise.
Keywords: thermobaric explosive; confined space; shock wave; temperature field; quasi-static pressure; equivalent effect

铝粉因其高热值与易获取性，常作为温压炸药（thermobaric explosive，TBX）的主要成分，铝粉在爆炸
过程中释放的大量热量使温压炸药具有良好的热效应。当温压炸药在密闭空间中爆炸时，爆炸产物的
[1]
反射与汇聚会进一步增强其毁伤效应 。因此，开展典型温压炸药在密闭空间中的爆炸毁伤元特性研
究，对评估其内爆炸威力及指导工程防护设计具有重要意义。
近年来，众多学者围绕密闭空间内温压炸药的爆炸特性开展了大量研究。在铝粉后燃对冲击波的
影响方面，Hahma 等 [2] 和 Mohamed 等 [3] 发现，与传统高爆炸药相比，铝粉后燃能够延长爆炸冲击波的正
压持续时间，使温压炸药的爆炸冲击波衰减更慢。Peuker 等 [4] 在不同氧含量气氛的密闭环境中开展了
纯 RDX 和 RDX 基温压炸药的爆炸试验，发现铝粉早期释放的能量可以增强爆炸冲击波强度。Kim 等 [5]
建立了基于 CE/SE 方法的数值模型，并结合封闭爆炸试验进行验证，发现铝颗粒的平均粒径及其分布是
影响温压炸药后燃性能和爆炸威力的关键因素。Türker 通过文献综述与试验数据整合分析，系统梳理
[6]
了温压炸药的组成、爆炸三阶段物理现象及各类测试手段，发现温压炸药的爆炸威力和热效应主要取决
于金属燃料在无氧与有氧阶段的燃烧效率，通过优化燃料粒径、氧化剂配比及装药结构，可显著提升其
[7]
性能。王梓昂等 、李芝绒等 [8] 对圆筒装置中温压炸药爆炸波形进行了研究，发现密闭空间中的爆炸冲
击波波形具有多波叠加特征，且叠加程度与爆心距有关。陈昊等 发现密闭空间中爆炸冲击波波形具有
[9]
双峰结构，角隅处则呈现明显的多峰特征；同时指出，受限空间内的冲击波负压远大于开阔空间。Li 等 [10]
进一步揭示了炸药在密闭空间内爆炸引发拐角处冲击波叠加现象，该处高压由两侧壁面马赫波叠加
所致。
除冲击波效应外，温压炸药的后燃机制同样受密闭空间的影响 [11] 。Gogulya 等 [12] 发现金属铝粉在内
爆炸过程中被冲击波抛洒至壁面，形成新的燃烧区域。Maiz 等 [13-14] 应用光谱方法研究了温压炸药在密
闭和半密闭环境中火球的热效应，发现铝粉粒径影响其在受限空间中的后燃反应程度。裴明敬等 [15] 的
研究结果表明，铝粉在爆炸过程中的燃烧有助于提高冲击波强度及火球温度，同时冲击波作用可进一步
扩大金属铝粉的燃烧区域。姬建荣等 [16] 对温压炸药的后燃性能进行了深入研究，发现当铝粉含量达到
20% 时，温压炸药在密闭空间中极易发生后燃反应，铝颗粒在壁面处出现明显的二次点火现象，火球持续
时间约 200 ms。卢勇等 [17] 在密闭空间内开展了不同配方温压炸药的爆炸试验，通过比较能量输出差异，
发现当铝粉含量约为 30%、氧化剂为高氯酸钾时，温压炸药的爆炸威力最佳。严家佳等 [18] 对温压炸药内
爆炸后燃效应进行了研究，指出后燃效应不仅能够增强爆炸冲击波的冲量，还能显著提高爆轰产物温度。
此外，温压炸药在密闭空间中爆炸还伴随着准静态压力效应 [19] 和窒息效应 [20] 。张学瑞等 [21] 在研究
温压炸药内爆炸能量释放特性时发现，当装药质量达到一定程度时，提高点火能量或反应物浓度对准静
态压力的提升效果有限。郑朝民等 [22] 发现：当温压炸药的弥散浓度为 0.84 g/L 时，爆炸耗氧量最大，且
远高于传统单质炸药；单位质量炸药的耗氧量较 PBX 提升 55%，能量释放率提升 13%。
然而，受限于小尺寸试验装置，现有研究多聚焦于壁面反射超压和火球表面温度，难以获取爆炸近
场毁伤元的完整时空分布特征。更重要的是，针对温压炸药的非理想爆轰和铝粉后燃释能特性，现有相

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