【科普】计算爆炸当量的各种公式及毁伤类型重要性的资料
om全能宇宙吧
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HindenBurg 楼主
论战圈内经常套诸如“有效杀伤距离 = C * 当量^(1/3)”等公式,计算爆炸当量的帖子,但是很显然,它建立的模型是非常粗略的,而且甚至没有标注出“有效杀伤距离”的定义。[吃瓜]
因此这里会给出许多出自权威文献或论文的经验公式,来帮助各位吧友通过表现来计算爆炸当量,以此确定量级[吃瓜]
前文:
【评定组】讲讲“爆山”和不同程度破坏岩...
【评定组】来科普一下能量计算所需数值
主要有六个:
1.我国的国防科工委“十五”规划,兵器科学与技术书中给出的适用于中低当量化爆(一般爆炸)的公式。
2.适用于通过爆炸火球反推当量的经验公式(泰勒-谢多夫解)。
3.在当量差距不大情况,等比反推当量更大爆炸的毁伤范围。
4+5.vb常用的两个空爆、地爆经验公式。
6.无限空气介质情况下的空爆经验公式。
接下来会详细介绍这六个公式的用法、参数以及局限性(什么情况不能用以及现实中为什么不能嗯套)。
但是注意,有一部分公式会有一些不适合虚拟世界采用的干扰项,因此需要酌情使用,不过大部分在无破格情况采用没问题。[吃瓜]
但诸如核火球内部、陨石撞击等特殊情况请勿套用,帖子内会详细讲述一下公式的局限性,对于它们请与虚拟作品的假想核爆或者大当量爆炸区分开来、具体情况具体分析。
因为现实中毁伤形式、功率以及压强都是比纯能量要重要的,因此在判断现实中情况时不能孤立、片面的对比某一方面,而是综合来看,这个时候采用经验公式。
比如1Mt当量核爆,嗯套平方反比情况下,10m距离上理论能量密度1600吨TNT/m²,然而并不意味着当量1600t的炸药或者动能弹可以在此处比拟核爆的杀伤力,实际上即使把(理论上)当量×1亿倍的化学炸药集中在这一平方米,也是无法比拟核爆这个位置的毁伤的[吃瓜]下面会顺带细讲原因
2026年06月01日 08点06分 1
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HindenBurg 楼主
先说关于核武器的典型谣言:冲击波能量占50%、光辐射35%。
这个正确,但不完全正确,因为这是核火球膨胀完成后转化来的能量占比。
而早期呢?以U235热中子裂变能为例,占大头的是裂变碎片动能、其次是瞬发γ射线、裂变产物γ衰变、裂变产物β衰变、中微子等。
不难发现,核反应阶段根本不存在所谓的“冲击波”。
因此对于(现实中)早期的核火球内部,去套化学爆炸冲击波等等经验公式肯定是完全错误的,要去考虑物理来具体分析才可以,不能生搬硬套只看能量的去解析它的对单杀伤力,更不能和常规爆炸去对等[吃瓜]
2026年06月01日 08点06分 2
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HindenBurg 楼主
首先,给出一个不同超压破坏能力的近似参考,其中对城市进行毁伤的标准大概是10psi(摧毁一般的混凝土建筑)。
实际上也会有不小波动,因为现实中当量越大、超压持续时间越长,软件模拟中1000吨TNT的10psi超压冲量>1吨TNT的55psi,所以这个10psi大概是最适用于千吨、万吨以上的中大型爆炸。
2026年06月01日 08点06分 3
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HindenBurg 楼主
此为1.5tTNT炸乌克兰公寓楼的效果。
虽然当量更大,但是楼墙壁更厚+地下室也炸碎了,大概可以用于1吨TNT炸东亚楼的参考
2026年06月01日 08点06分 4
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HindenBurg 楼主
而作为汪吧能量标准的制定人,其实这个能量标很大程度上是受到论战的不严谨性影响的,换句话说可以类比为摧毁这个范围需要的最大当量。
因为如上所述,现实中当量越大、超压持续时间越长,所以理论上洗地对应范围需要的当量也会变低。
因此这也是很多经验公式无法用来计算现实中陨石、核爆破坏范围的结果,因为它们没有考虑到这点。
举个例子:
英军百夫长坦克在万吨级400米外的毁伤情况(很多人津津乐道的硬抗核爆的坦克),超压峰值大约55psi,车体只崩飞1.5米,甚至发动机部分还能使用。
而苏联的RDS-6s(代号“层饼”),爆炸当量为40万吨TNT,根据解密的试验结果和历史资料,放置在距离原爆点 2000米处的T-34中型坦克,被整体抛飞了约20米并被掀翻[1]。
而根据nukemap,这个距离下的超压不过才12psi左右,考虑地面反射也才19psi,就远远超过了万吨级核爆55psi超压的效果。
由此看出小当量核弹正压持续时间过短,相同大小的压力波后劲不足。
而这仅仅是冲击波而已,真正能让人大开眼界的东西在核火球内部,我们放到最后吸说。
所以现实中夷平一座大陆需要的当量其实远不需要上百亿吨TNT,不过论战中使用的一般都是这样的理想模型,注意区分开就行(即现实中摧毁xx范围不能单纯用量级论衡量)。
2026年06月01日 08点06分 5
其他的参考: 在1000米的距离上,一座专门建造的带有100吨重钢跨梁的铁路桥,其桥桁被狂暴的冲击波直接抛飞了200米远。 而在5公里范围内,所有的砖砌建筑被彻底夷为平地。
2026年06月01日 08点06分
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HindenBurg 楼主
那么首先就先说最简单的方法,把参数代入nukemap(注意要把超压优化调整为最大),然后求出总当量后÷2(因为核武器只有一半能量用于冲击波),得到洗地对应范围需要的理论当量,这也是大部分吧量级标准制定取用的理想模型,或者不追求严谨情况下战力计算时的最优解[你懂的]
2026年06月01日 08点06分 6
@HindenBurg 有临界砸坑值吧,我觉得很多人配不上自己的量级
2026年06月01日 14点06分
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HindenBurg 楼主
其次是第一个公式,出自我国的国防科工委“十五”规划,兵器科学与技术书中给出的适用于中低当量化爆(一般爆炸)的公式。
m为kgTNT,r为半径,Pm为超压。
其中主导项(³√m/r)³代表了超压与炸药质量的三次方成正比,与距离的三次方成反比,而此公式还通过高阶项(二次项和三次项)修正了理想模型。
适用于大部分情况下的中低当量爆炸,如果不求严谨情况下,计算高当量也行。
(注:此公式同样没有考虑超压持续时间,当量太大其实会有不小的误差,但这也是大部分情况下都有的事)[吃瓜]
2026年06月01日 08点06分 7
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HindenBurg 楼主
第二个公式,源自点源强爆炸的自相似解,或泰勒-谢多夫解。
其中R为火球半径,t为时间,S为无量纲系数,ρ为空气密度,E为能量。
泰勒根据在流体力学中的经验得出常数C≈1,但也可以视情况根据各种气体的绝热指数计算。(如图2)
2026年06月01日 08点06分 8
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HindenBurg 楼主
就是基于这个公式,英国物理学家泰勒在上个世纪通过美军的影像资料,以及起爆0.006秒后的火球照片,以及标准空气密度,带入公式得到了“三位一体”核爆的TNT当量约为2.2万吨,与实际值的误差只有10%[吃瓜]
而泰勒的估算方法不仅对核爆有效,也适用于一般的爆炸,因此只需要知道上述参数,就可以推断出爆炸当量。
(但是仅代表“有效”,核爆的杀伤方式和常规爆炸是很不一样的)【
2026年06月01日 08点06分 9
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HindenBurg 楼主
第三个公式源自爆炸相似率,也是atomicarchive用的,即理想状态下对于几何相似的爆炸,其爆炸产生的冲击波参数(如超压等)在相似距离上具有相同的值。
参考下式:
2026年06月01日 09点06分 10
即距离×当量差^2/3≈对应当量距离上相同的超压值[吃瓜]
2026年06月01日 09点06分
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HindenBurg 楼主
四、地爆:
W = R^3*((27136*P+8649)^(1/2)/13568-93/13568)^2
W是以吨为单位的 TNT 产量,R 是以米为单位的半径,P 是以巴为单位的冲击波压力。
五、空爆:
Y=(x/0.28)^3,其中Y是以千吨为单位的产量,x是以千米为单位的爆炸半径。
这个没什么好说的,就是vb常用的经验公式,优点是简单,缺点是误差非常大。
2026年06月01日 09点06分 11
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HindenBurg 楼主
六、
无限大均匀空气介质情况下的空爆计算:
公式如下:
2026年06月01日 09点06分 12
在一定当量范围内应该非常准确。 计算化爆时最终同样要将当量减半。 但显然世界上不可能存在无限大的均匀空气介质,乃至大气层绝大部分质量也集中在近地面的稠密大气中,大气被推动产生的总动能也只有那么多(而且化爆还自带爆生气体没有考虑到),因此随着造成此类型破坏的TNT当量增大(超过亿吨当量以上),其破坏效率也会以指数倍显著提高。
2026年06月01日 09点06分
level 11
d
2026年06月01日 09点06分 13
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HindenBurg 楼主
最后再来讲一下核爆的问题,吧内有一个很大的误解,就是认为核爆破坏范围小=量级或杀伤力低。
实际上,核弹炸坑劣势不是因为能量溢散严重,而是因为核弹太猛烈了,中心能量密度太高,给周围的物质蒸发了,蒸发物体消耗的能量远远超过打碎物体。
同样的能量用更难的标准能做的事就会减少,常规炸弹成坑是拋掷或者破碎物体,核弹成坑是蒸发融化, TNT能炸的坑比同当量核弹大的多,但TNT能量溢散比核弹严重的多的多,乃至只看成坑火药比TNT更强,但换来的是强度更低的爆炸,按照砸坑论的话岂不是火药对角色杀伤力远超核弹,核弹相对常规炸弹是破坏范围换破坏强度,能破坏更加坚固的物体。
2026年06月01日 09点06分 14
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HindenBurg 楼主
然而,单纯的能量密度论并不足以解释核爆的完整毁伤过程,因此,我们需要引入功率和毁伤形式来解释。
先叠甲,这个仅用于现实情况。[吃瓜]
因为虚拟作品大多物理基础不全、受作者认知限制等情况(例如几十级地震),所以大部分情况下虚拟作品算这种能量都是受限制的(例如最基础的也没有多少人认随便光速算动能定量级)。
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因此下列数据仅用于现实对比,或者星际穿越这样十分严谨的的硬科幻,绝大部分虚拟作品无法套用。
前排 m提醒,这是现实情况,以下结果出自乔登江院士的《核爆炸物理概论》、各大顶尖国家实验室(美国的劳伦斯利弗莫尔国家实验室 LLNL、洛斯阿拉莫斯国家实验室 LANL)的解密文献和权威学术论文,以及中国神光、美国NIF等核聚变点火激光器对核爆早期等离子烧灼的真实模拟数据。
如果这个数值不符合你的预期或想象,那是因为你对物理世界的朴素想象出错了,因为它就是现实的客观存在,并不会因为个人的唯心看法而进行任何改变。
2026年06月01日 09点06分 15
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