在討論炸藥的時(shí)候有個(gè)鐵粉給W君留言:讓W(xué)君科普一下央視里面這顆一發(fā)摧毀1:1等比航母靶船的是什么炸藥。

咱先說(shuō)個(gè)事情,這段流傳很廣的視頻W君看了:
雖然左上角掛著央視的標(biāo),但這個(gè)視頻依然沒(méi)有置信度,原因在于畫(huà)面質(zhì)量太差了,而且發(fā)到導(dǎo)彈的片段還有大片遮擋掉原來(lái)視頻信息的模糊區(qū)域,這就隔離開(kāi)了“發(fā)射導(dǎo)彈”和“打航母靶子”的關(guān)聯(lián)性。
尤其是在找了更原始的視頻截圖的時(shí)候發(fā)現(xiàn)遮擋的東西還不是一般的多。

所以這個(gè)圖視頻也就真沒(méi)什么置信度。而且W君一貫的觀點(diǎn),即便是“央視網(wǎng)”的又能怎樣呢?
就軍事內(nèi)容來(lái)講,既沒(méi)有什么專業(yè)性也沒(méi)有太多權(quán)威性。舉個(gè)例子——還是說(shuō)彈道導(dǎo)彈打航母的事情,起初是環(huán)球網(wǎng)在2013年1月22日在其專欄“視野”中討論反艦導(dǎo)彈的內(nèi)容,這個(gè)圖片集實(shí)際上就沒(méi)有太多的依據(jù)。

到了幾個(gè)小時(shí)之后就被央視網(wǎng)軍事依然以圖片集的形式轉(zhuǎn)載:

《環(huán)球網(wǎng)》W君就不怎么看,只是通過(guò)我們的程序自動(dòng)監(jiān)控一下,其實(shí)央視網(wǎng)軍事頻道連監(jiān)控都不去監(jiān)控了。這樣的轉(zhuǎn)載不做擴(kuò)展是不是不專業(yè)呢?為什么再加個(gè)不權(quán)威呢?還是這篇報(bào)道,里面有張圖片不方便放出來(lái),好歹央視網(wǎng)頂著“央”字頭,但辦事情過(guò)于輕率,這個(gè)圖片集里面放的中國(guó)地圖,其中藏南地區(qū)的標(biāo)記有誤!在咱們“央”字頭的站點(diǎn)上堂而皇之的發(fā)出來(lái),這就有點(diǎn)對(duì)不起自己的招牌了——“權(quán)威媒體”干了這樣一個(gè)有失國(guó)格的事情。至今這篇圖片集報(bào)道還在網(wǎng)上掛著,所以,W君不看央視網(wǎng)的軍事內(nèi)容也就不算什么大問(wèn)題了吧?
其次彈道導(dǎo)彈可以打航母,但和大家想的未必一樣,在很久很久之前的一篇文章里面《原來(lái)如此:中美都作弊,彈道導(dǎo)彈這樣打航母》其實(shí)就給大家講過(guò)了,咱們也就沒(méi)必要再講一遍了。
回到粉絲的這個(gè)問(wèn)題“央視里面這顆一發(fā)摧毀1:1等比航母靶船的是什么炸藥?”答案很簡(jiǎn)單——什么炸藥都有可能做到這個(gè)效果。
但能做到這個(gè)效果,讓火球覆蓋“航母”這么大的面積,還真不一定能“摧毀”航母。
來(lái),今天咱們就來(lái)講講爆炸“火球”。在99.9999%的人的概念里,爆炸就理所應(yīng)當(dāng)?shù)膽?yīng)該產(chǎn)生一個(gè)火球,而且99.9999%看到過(guò)爆炸的人,無(wú)論從視頻、照片、還是親身經(jīng)歷的體驗(yàn)中也都察覺(jué)到了火球的存在。但是,你看到的只是“火光”,和火球是一毛錢關(guān)系都不存在。

其實(shí),火球是這樣子的:

這一系列圖片中,只有圖a是“火球”。爆炸所產(chǎn)生的火球持續(xù)時(shí)間不會(huì)超過(guò)千分之一秒,如果不用高速攝影機(jī)并且在運(yùn)氣十分好的情況下,往往會(huì)錯(cuò)過(guò)爆炸火球的拍攝。在下一個(gè)千分之一秒內(nèi),膨脹起來(lái)的實(shí)際上是被火球加熱的空氣,這時(shí)候空氣還沒(méi)來(lái)得及膨脹形成了一個(gè)熾熱的光球。
為什么會(huì)這樣?這件事和聲音傳播的速度有關(guān)。通常,來(lái)標(biāo)記和衡量聲音的強(qiáng)度。我們看到圖a基本上還是維持著炸藥本身的性質(zhì),但是到了圖b就形成了一個(gè)界限分明的完美圓球,到了圖c以后這個(gè)球就被打破大散了。
實(shí)際上在這不到1.5毫秒的過(guò)程中,聲學(xué)起到了極度的作用:既然是個(gè)“數(shù)”大家恐怕會(huì)覺(jué)得分貝數(shù)會(huì)隨著聲音的變大而無(wú)限的擴(kuò)大,但是在接近地面的大氣中(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)我們不可能聽(tīng)到分貝數(shù)超過(guò)194的聲音。原因是聲音是一個(gè)壓力波,當(dāng)聲音的聲壓級(jí)超過(guò)194 dB(即聲壓等于大氣壓約 101325 Pa)時(shí),聲波的負(fù)半周期將會(huì)達(dá)到真空,這在實(shí)際上是不可能的。因此一旦聲音的強(qiáng)度(壓力波)達(dá)到和大氣壓相等的時(shí)候,聲波就轉(zhuǎn)換成了超音速激波。

在爆炸的時(shí)候這件事也別有意思,爆轟釋放的能量加熱了爆炸點(diǎn)的空氣,讓空氣的壓力瞬間增大,同時(shí)爆炸所產(chǎn)生的氣體也會(huì)急劇增大爆點(diǎn)周圍的壓力,這個(gè)過(guò)程是以微秒或者納米級(jí)表進(jìn)行的。在被加熱的這部分的空氣所能傳導(dǎo)的聲速就大幅度提高,甚至可以達(dá)到2000米/秒以上。這已經(jīng)接近于液體的聲音傳導(dǎo)速度了。只不過(guò),在爆炸核心的位置溫度更高,物質(zhì)已經(jīng)不是氣態(tài)而形成了等離子態(tài),你想的沒(méi)有錯(cuò),等離子體也可以傳導(dǎo)聲音(壓力波)而且速度極高,通常爆心的等離子體可以達(dá)到的聲速可以超過(guò)9000米/秒。這就形成了一個(gè)有意思的界面效應(yīng)。爆點(diǎn)外的空氣吸收壓力波的能力已經(jīng)達(dá)到了極限,而等離子體內(nèi)部還可以游刃有余的傳遞壓力波。
這時(shí)候爆炸產(chǎn)生的等離子體的體積大小和周圍空氣能承受的最大爆轟波的能力就形成了一個(gè)短暫的平衡——這東西就是爆炸火球。爆炸火球有一個(gè)特性,在維持的時(shí)間內(nèi)內(nèi)部性質(zhì)幾乎是均勻的。不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部壓力或者密度大、外部壓力或者密度小的現(xiàn)象。
所以,最終你看到的并不是什么物質(zhì)爆炸而產(chǎn)生的火球,而是什么等級(jí)的能量釋放可以制造出一個(gè)多大的火球(平衡點(diǎn))。
這個(gè)過(guò)程其實(shí)遠(yuǎn)比W君說(shuō)的還要復(fù)雜,不過(guò)對(duì)于高能材料之外的非專業(yè)人士大體知道這些就已經(jīng)超過(guò)99.9999%的一般群眾了。
通常,對(duì)于工程計(jì)算往往采用了經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
公式中的k是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,對(duì)于接近地表的部分(接近于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣體壓),通常取0.42,W則是TNT等效當(dāng)量。其實(shí)就是用純能量多少焦耳的計(jì)算方式。一公斤TNT等效于 4.184兆焦。所以無(wú)論什么炸藥,只要等效于1公斤TNT爆炸,釋放了4.184兆焦的能量就能造成一個(gè)半徑是0.42米的火球。
那么咱們鐵粉問(wèn)的問(wèn)題就很好回答了,我們只要反向帶入公式就可以知道需要多大的TNT當(dāng)量可以讓火球的半徑=航母長(zhǎng)度的一半。

一艘福特級(jí)航母的長(zhǎng)度為333米,咱們就以166.5米計(jì)算為航母的一半長(zhǎng)度,也就是166.5/0.42后開(kāi)立方,大概是5千多萬(wàn)公斤的TNT炸藥量,可以用爆炸的火球可以把一艘福特級(jí)航母完全包裹起來(lái)。也就是5萬(wàn)噸TNT當(dāng)量,這時(shí)候想到什么了?就是一枚核彈而已嘛。當(dāng)然了,咱們這是說(shuō)爆炸的火球。
要記得等離子體火球內(nèi)部是完全均一的,這一刻一艘福特級(jí)航母在火球中也會(huì)完全等離子化——也就是汽化掉了。注意,這只是前面爆炸序列圖a的那個(gè)小火球的大小。

一枚5萬(wàn)噸核彈爆炸的火球是上面的樣子,圖片下方地面上的小黑點(diǎn)都是房子,我們可以對(duì)比一下。
在火球形成后,由于外界的擾動(dòng),這枚火球會(huì)出現(xiàn)缺口高速潰散,再往后蘊(yùn)含在火球中的能量就會(huì)釋放出來(lái)形成大家所熟知的沖擊波了。
這些沖擊波和熱輻射就會(huì)繼續(xù)加熱周圍的空氣,雖然溫度要比火球的溫度低幾個(gè)數(shù)量級(jí),但根據(jù)黑體輻射的概念來(lái)說(shuō),高達(dá)幾千度的高溫依然是發(fā)出肉眼可見(jiàn)的火光。
通常火球所釋放出的能量還可以把周圍的空氣推動(dòng)起來(lái)形成大家看到的一大團(tuán)火光
當(dāng)然了,如果是粉絲發(fā)來(lái)的那張火焰覆蓋了一艘航母模型的效果,是用不到這么大爆炸當(dāng)量的。300公斤的高爆炸藥就足夠了。
這里面也有公式:
通常,公式和前面是差不多的,但是k值不固定,通常為了計(jì)算殺傷概率,例如是對(duì)人員殺傷還是對(duì)裝備殺傷會(huì)取一個(gè)22-27之間的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。咱們來(lái)取一個(gè)24的k值基本上可以一下子掃平航母上所有載機(jī)以及所有在飛行甲板上暴露的人員。差不多W就是300公斤左右。
當(dāng)然了,這種計(jì)算還會(huì)有一個(gè)地面激波反射的過(guò)程。

其實(shí)在計(jì)算中你還會(huì)發(fā)現(xiàn)狠毒馬赫數(shù)的修正。這個(gè)也是和大氣的聲學(xué)是相關(guān)的。通常要提高一些爆炸的起爆高速削弱正反射區(qū)所帶來(lái)的爆轟波削弱問(wèn)題。這也是為什么很多核武器爆炸都會(huì)選擇在空中起爆的原因。
最后再說(shuō)說(shuō),很多的粉絲總提到的是“什么炸藥”的問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)在軍用炸藥也好民用炸藥也罷都是“復(fù)方”的。很少有一些武器的戰(zhàn)斗部會(huì)絕對(duì)的100%的用某一種單質(zhì)炸藥。類似于我們常用的戰(zhàn)斗部在2000年之前通常會(huì)使用8701和8705這兩種裝藥配比。8701屬于TNT和RDX混合裝藥,有點(diǎn)類似于美國(guó)的配方B炸藥。而8705會(huì)突出對(duì)軟目標(biāo)的轟擊能力,增加的一些成分讓爆轟時(shí)候所產(chǎn)生的溫度提高。
到了2000年以后,咱們的炸藥牌號(hào)和產(chǎn)品配方又有了進(jìn)一步改進(jìn)。JH-2就有點(diǎn)像是美國(guó)的PBX系列炸藥一樣了,這是由兵器集團(tuán)與航天四院(主要是41所)配合推進(jìn)的第一代PBX實(shí)戰(zhàn)化炸藥體系,對(duì)應(yīng)的是RDX/HMX主導(dǎo)的復(fù)合高能戰(zhàn)斗部階段。就引入了一部分初期的第四代炸藥HMX(奧克托金)。

再往后進(jìn)入2020年代就有一些ZT系列的炸藥被裝備了,不過(guò)這個(gè)性能咱們就不能說(shuō)的太多了。
以往很多軍迷都會(huì)覺(jué)得知道的是一個(gè)單質(zhì)炸藥的名稱是什么然后就想當(dāng)然的覺(jué)得我們的炸藥都得是這種單質(zhì)炸藥。但是……炸藥的生產(chǎn)和普通的民眾的理解不完全一樣。有了配比還得附加特定的生產(chǎn)工藝。咱們以民用炸藥為例子:

通常都會(huì)根據(jù)炸藥的特性給出一個(gè)不同的分類名稱。這里面就有點(diǎn)像藥名了。例如“布洛芬”,在各個(gè)藥廠現(xiàn)在都可以生產(chǎn),但什么才是真正的“布洛芬”呢?實(shí)際上是一種叫做“芬必得”的藥物。

這就有了藥物的成分名和產(chǎn)品名,同樣是布洛芬不僅僅有緩釋膠囊,還會(huì)有水劑片劑。

這就是它的產(chǎn)品形式。
咱們的炸藥是以許可證方式生產(chǎn)的,同時(shí)監(jiān)管工藝。所以:



這些都是硝酸銨炸藥,里面也都加了TNT,但是遵從《民用爆炸品許可名錄》取得許可證都不會(huì)說(shuō)自己是硝酸銨炸藥,而是使用許可證上的名字。不過(guò)得加廠牌和商標(biāo)。由于不同的生產(chǎn)廠在加工工藝上有區(qū)別,所以即便是都是一個(gè)許可證上的相同名字,其特點(diǎn)也會(huì)有那么一些區(qū)別。
軍用的炸藥也是這樣的道理,都是內(nèi)部代號(hào)和專項(xiàng)代號(hào),都是經(jīng)過(guò)特殊的工藝為了滿足特定需求而設(shè)計(jì)出來(lái)的。所以我如果告訴大家某某彈頭里面是JH-2,其實(shí)和不告訴你是一樣的,反正JH-2絕大多數(shù)人是完全不知道什么意思的。
而很多軍迷一天到晚嚷嚷的炸藥名稱其實(shí)是——這一欄的東西:

和“雙是地球牌”一樣,哪有哪來(lái)直接賣的,不都得摻點(diǎn)啥嗎,嘻嘻
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