炸出一個半徑250釐米的彈坑需要多少噸TNT?換做戰術核彈呢?

Junkers司徒卡


一般而言,炸彈爆炸燬傷效應一般包括衝擊波毀傷效應、熱輻射毀傷效應、破片毀傷效應和窒息毀傷效應等。衝擊波、熱輻射、破片和窒息都會對周圍的環境、建築物和人員等造成一定程度的傷害。

您的問題可以這樣理解:什麼當量的的炸藥侵徹土壤後能留下半徑250cm的彈坑?計算公式是什麼?戰術核彈彈坑大小。

在炸彈垂直侵人土壤介質時 , 彈坑的形狀是由拋擲指數n確定 , 當 n > 1 ,時 , 拋擲漏斗坑頂角大於90度 ; 當 n = 1 時 , 漏斗坑頂角等於9 0度 ; 0 . 75 < n < 1 時 , 漏斗坑頂角小於90度, n < 0 . 75 時 , 只能形成地下彈坑 , 而無拋擲 。 所以 n 也 叫彈坑形狀係數 , 其大小由下式確定

從以上圖表可以簡單測得在土壤介質下,炸出半徑250cm的彈坑,炸彈的裝藥量約為93kg左右,合計0.093t炸藥。1t的炸藥大約能炸出半徑25m的彈坑。

另外一個戰術核彈的問題:

戰術核武器按照爆炸當量的大小,分為小型和微型核武器。小型核武器的當量在1千噸以上,1萬或1.5萬噸以下(美國一般不超過1萬噸,俄羅斯不超過1.5萬噸);微型核武器的TNT當量在1千噸以下。此外還有超小型核武器,其體積和重量更小,通常被製成可單兵攜帶的袖珍核武器。近年來常出現在媒體報端的便攜式核武器並沒有被軍方青睞,相反,經過改良的小型核武器以其實用性受到美國的重視。部分原因在於便攜式核武器儘管個頭小巧,可靠性高,但仍然存在存儲、管控和安全等方面的問題,實戰應用受到限制。

美國B61型戰術核航彈

B61型戰術核航彈爆炸威力可在300噸至5萬噸TNT當量之間調整,能用F-35投擲,因此被美國定位為戰術核武器,但改進後其精度提高很多,實際相當於36萬噸TNT當量的爆炸威力,與美國單彈頭的“民兵”-3戰略彈道導彈不相上下,遠遠超過人們認可的戰術核武器的威力級別。最小的戰術核武器留下的彈坑估計會半徑近百米的彈坑。

美國拉斯維加斯離內華達核試驗實驗場留下的原子彈彈坑

雖然看起來彈坑不大,但是小型戰術核武器也有幾公里的毀傷半徑,毀傷力不是常規炸彈不能比的。

歡迎批評指正。


軍迷老虎


這東西理論計算和實際爆炸成坑都會有一定偏差(有時偏差還不小),另外空爆、觸地爆、埋入式爆破的效果會有很大不同。空爆的話,相同爆炸當量時“不同爆炸高度、不同角度”以及不同的岩土成分也會產生不同結果;埋入引爆的話,不同爆炸深度、不同突然也會產生不同的效用。所以,這個問題還是很複雜的,需要具體問題具體分析。

▲2003年,美軍伊拉克OIF行動時,用鑽地炸彈在巴格達機場炸出的彈坑,注意與士兵的對比

關於一些彈坑尺寸的舉例說明

美軍伊拉克OIF行動用5000 lb鑽地炸彈炸出上圖這個彈坑,直徑約41米(半徑20.5米)、深度超過12米,美軍一組(26人)行動隊員站在彈坑邊上合照(當然這樣子的彈坑,也不全是裝藥的功勞,也與鑽地彈的結構功用有關)。所以,題目問的2.5米(250釐米)半徑的彈坑,其實非常小,根本用不上核彈。

▲鑽地炸彈使用示意圖

實際上,普通152mm榴彈炮在實際戰鬥中(合適的土壤、自然環境及機會巧合下)有可能打出半徑超過2米的彈坑,但是理論計算或者經驗取值通常取平均彈坑半徑<2米。

▲蘇聯不同口徑榴彈炮射擊時產生的彈坑平均值,炮彈裝藥量約6Kg

另外,同類彈藥在同種土壤條件下,埋入式引爆形成的彈坑與埋入深度也有很大關係,如下圖所示:

▲同種彈藥,相同土壤條件,不同深度的爆炸情況

從上圖我們可以看出來,將裝藥量為2.17Kg TNT的107mm榴彈埋入相同的沼澤土中,爆炸後形成的彈坑尺寸是完全不同的,而且呈現“由地表開始,隨深度增加,彈坑半徑逐漸增加;到達一定深度後(0.8米),爆炸彈坑半徑又隨埋入深度增加而逐漸減小”的現象。

▲大口徑艦炮射擊成坑示意

埋入式爆炸成坑原理、計算淺析

上文都是舉例說明,下面我們就埋入式爆炸成坑的理論簡單說一下。當採用地下爆炸方式時,如果埋入深度(爆炸物理深度)達到一定極限(比較深時),爆炸反應會被完全封閉在地下,不會形成彈坑;但如果埋藏深度比較淺,則爆炸反應會將覆蓋的岩土拋擲飛散,形成彈坑(爆炸坑),所以我們通常將能夠形成彈坑的地下爆炸稱為“拋擲爆炸/爆破”。

▲爆炸成坑作用示意

由該圖,我們也能看出我們上文關於107mm榴彈埋入式爆炸成坑試驗現象的正確性。相同爆炸物,隨著埋深的逐漸增大,爆炸的成坑作用逐漸增大;當埋深增加到一定數值後,爆炸拋飛的岩土最多,形成的彈坑體積最大,此時的比例埋深可以叫做最佳埋深;此後如果進一步增加埋深,爆炸成坑的能力會逐漸變小,直到爆炸拋飛的岩土體為零,就達到了臨界埋深。

需要指出的是,由於爆炸問題的複雜性、技術敏感性,試驗資料不會對外公開,目前關於拋擲爆炸的理論也談不上完善,理論計算也大多依據不精確的經驗公式進行(如:利文斯頓爆破漏斗理論、博列斯科夫公式等)。首先,拋擲核爆炸就別想要試驗數據和公式了,這種核爆會造成嚴重核汙染,本身美蘇兩國進行的次數都不多,後來又被條約禁止,一般人根本拿不到數據的,所以本文所說的“拋擲爆炸”(能形成彈坑的地下爆炸),僅指拋擲化學爆炸(常規爆炸、非核爆)。

至於彈坑半徑與TNT裝藥量的公式,這裡給一個拋擲爆炸成坑的公式:q=kh³f(n);其中,q為爆炸當量、h為彈藥埋設深度、k為取決於岩石突然特性和炸藥種類的係數取值、f(n)是取決於n的函數(n=B/h,稱為拋擲參數,B為彈坑半徑)。此外,在實踐中,f(n)的函數形式根據實際情況不同,也會完全不同,例如在某些特定條件下且彈藥埋設深度h<20米時,f(n)可以選用f(n)=0.4+0.6n³這一函數形式進行計算。

▲典型拋擲爆炸彈坑的構造示意圖

總之,這東西在條件不足的情況下沒法算,不過根據經驗,炸個半徑2.5米的彈坑,所用的裝藥量還不需要論噸計。那個5000 lb鑽地炸彈,裝藥量也就300公斤高爆炸藥,正常水平炸個一二米半徑的彈坑還是很簡單,關鍵是看你怎麼炸,用什麼方式炸,炸的岩土條件怎麼樣了。


裝備空間


如果單純要炸個土坑的話,建議用反應稍慢的硝胺類火工品。便宜且效果較好。具體可以諮詢下礦山爆破專家。不能說太多了。


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