一吨TNT炸药的威力有多大?

一吨炸药TNT的威力是可以计算出来的,因为TNT当量已经成了一个衡量爆炸物威力的标准,在人类历史上也因为事故或者战争发生过大量炸药一起爆炸的事件,与这些事件相比,一吨炸药其实不算多大威力。

炸药虽然只有以爆炸作为能量释放的唯一方式,但结构不一样的爆炸物,爆炸威力却完全不一样,所以也就发展出了各种各样的炸弹以及战斗部设计方式,下文不妨来了解下。

一吨TNT炸药的威力有多大?历史上最大的常规爆炸威力有多大?

1千克TNT能量大约为4.184兆焦,也就是4184000焦耳,可能很多朋友都对这个能量没啥概念,打个比方,这些能量可以将一千克的物体平移420千米,或者一个100千克的物体移动4.2千米,这样来说能量就不小了。

那么爆炸威力如何来衡量呢?一枚76毫米的炮弹装药大约是1千克,可以把一幢小房子碎为瓦砾,一枚手榴弹装药量大约30-100克不等,10米范围内站立状态下的人不是死亡就是重伤,所以威力还是挺大的。

一吨炸药就是4184000000焦耳,常规的吨级航弹比如美军的MK-84,总重量为910千克,但它的装药量只有430千克,一吨的TNT装药量大概需要2.5吨的航弹,现代武器中这个级别的航弹除了用来炸地堡外,已经很少会有常规武器给出如此装药量了。

不过要说明一下的是,Mk-84的430装药是80%TNT和20%铝热剂,高空投掷的动能加上爆炸能量大约与1吨TNT爆炸能量大致差不多,这个爆炸能制造出直径15米、深11米的弹坑,冲击波杀伤范围大约为120米,破片杀伤范围为366米。

战争史上的最大的常规炸药爆炸

1944年,中国远征军在云南向日军的松山要塞发起进攻,处要塞极为坚固,日本人几乎将整座松山挖空,修筑了密集的地下交通网络和工事,因为依靠山体,普通的炮击和炸弹都难以撼动。

远征军挖了一条地道直通日军松山阵地下,然后在日军工事底部塞进了120箱总计3吨炸药,起爆后日军地堡就像被一只手托起然后又轻轻放下,坚固的工事瞬间土崩瓦解。

第一次世界大战期间:梅西内斯战役

一战期间,英德双方在比利时西佛兰德省Messines附近的Wijtschate对峙,英军在德国阵地下方挖掘了一条隧道网,布置了26个爆炸点,总共塞进了454吨硝酸铵和铝粉组成的炸药与硝化棉的混合炸药。

1917年6月7日凌晨3点17分,这些炸药在20秒之内被引爆了,巨大的火焰在比利时伊普尔以南Zillebeke的Zwarteleen地区的60号山上升起,冲击波与地面剧烈振动甚至让数英里外的准备进攻的英军士兵都摔倒在地。

这次爆炸总共产生了19个巨大的弹坑,德国士兵死亡人数超过10000人,还有7个埋设了大量炸药的位置由于爆炸产生的坍塌导致引爆导线断裂而没有爆炸,所以现在的梅西内斯下方还有大量已经插上了雷管还没有引爆的炸药。

1955年6月17日,在该地点建造了一座电力铁塔后,25号炸药埋设点的12吨爆炸物被一道落地的闪电意外引爆,幸亏那只是一个无人的山坡,据说只炸死了一头牛,安安静静的吃个草还被12吨炸药轰,找谁说理去?

芝加哥港口大爆炸

1944年7月17日,在加利福尼亚州芝加哥港,SS EA Bryan号货船在装载运往太平洋战场的弹药时发生爆炸,估计有4,178 吨高爆炸药、燃烧弹、深水炸弹和其他弹药发生爆炸,另外在附近的轨道车上等待装船的389吨弹药也发生了殉爆,爆炸当量可能在1600~2136吨TNT之间,320人当场死亡,另有390人受伤,港口区域被炸得面目全非。

贝鲁特大爆炸

2020年8月4日,储存在黎巴嫩首都贝鲁特港的2,750吨硝酸铵发生爆炸,造成至少218人死亡、7000人受伤、 150亿美元财产损失。土耳其、叙利亚、巴勒斯坦、约旦和以色列以及欧洲部分地区都有震感,240多千米外的塞浦路斯也有震感。美国地质调查局检测为3.3 级地震事件,被认为是历史上最强大的意外人为非核爆炸之一。

现代武器的战斗部:大幅增强爆炸威力

炸弹的战斗部设计是非常讲究的,一般意义上的炮弹或者炸弹都是在触碰地面或者目标瞬间发生爆炸,因为装载的是碰炸引信,但很多时候这种引信产生的威力并没有彻底释放到目标,比如对舰船攻击的炸弹,至少就有两种方式:

  • 1、碰炸:杀伤舰艇外部人员;
  • 2、延迟:穿透舰艇破坏内部;

比如二战时候日军在珊瑚海大战中攻击美军约克城号航母,一颗穿甲弹击中了航母甲板并穿入内部爆炸,但好巧不巧的是内部并非重要的燃油、弹药等储存位置,约克城虽然身受重伤,但航母甲板只有一个洞,不修复都可以继续用。

如果使用高爆炸弹,航母甲板炸出一个数米直径的大洞,那么短期内就很难使用了,现代反舰导弹也基本有两种模式,但现在都是半穿甲比较多,因为反舰导弹的速度很高,超音速反舰导弹速度更高,一不小心就穿透船体了。

所以半穿甲战斗部在穿入船体侧面不久后就会在船体内部爆炸,数百公斤的战斗部加上高速动能会一路破坏附近的油路、电路与各种功能舱。

龙骨下爆炸:鱼雷的威力被放大

二战的鱼雷大都是碰炸,主要破坏方式水是不可压缩的液体,会加剧爆炸威力,另一个则是水线以下爆炸,对损管能力考验极大,而且很有可能还是无法抢修的,最终进水太多沉没。

而现代鱼雷的磁感应引信,在鱼雷经过舰艇的龙骨下方时候爆炸,产生的空泡效应会将整艘船抬起又重重落回水面,两侧浮力加上中间的空泡效应会将整艘船折断,鱼雷的装药产生能量被数十倍放大。

空爆:专门杀伤人员

手雷和炮弹杀伤方式都是类似的,但有经验的士兵可以将手雷在手中延时投出,在敌人头顶上方爆炸,达到空爆最大的杀伤效果,因为在地面爆炸时卧倒即可避免大部分伤亡,但空中爆炸无死角,甚至在战壕或者掩体内都可能被杀伤。

所以现代炮弹就有了一种无线电近炸空爆引信,在回波达到一定强度时引爆炮弹装药,大量弹片在空中炸开,步兵连躲的地方都没有,所以杀伤力极大。

这个空爆近炸引信和防空导弹以及高射炮弹的近炸引信有些类似,因为飞机机体比较小,直接命中的概率极低,因此近炸引信探测到附近有金属物体时直接引爆,以破片的形式杀伤飞机。

在空空导弹或者防空导弹上,除了近炸引信外,战斗部也比较特殊,有一种叫做连续杆战斗部,这个机构很有趣,在战斗部外围包裹上一个环状“链条”,战斗部爆炸时,连续杆在炸药推动下如折叠尺展开成为环状,高速飞向目标,对目标形成切割效应,有效地提升对目标的毁伤概率。

连续杆战斗部爆炸后的效果

除了连续杆战斗部外还有离散杆战斗部,与连续杆不一样的是离散杆战斗部的杆之间不连接,爆炸时会形成一个环形飞散的离散杆,对飞行器杀伤力非常大。

穿甲弹:从金属射流到脱壳次口径

对付了舰船、飞机和步兵,接下来招呼下装甲车和坦克,这些目标皮糙肉厚,一般的爆炸对其没啥损伤,因此各种穿甲弹就应运而生了。

水平方向坦克装甲往往是倾斜的,炮弹集中时容易跳弹,因此有一种穿甲弹就考虑了一个非常有趣的方案,炮弹外侧包裹比较软的金属,击中目标后会“黏在”装甲上,然后坚硬的芯体会穿过这个软金属继续向装甲侵彻达到穿甲的目的。

后来装甲更厚了,这种穿甲弹没用了,因此一种空心装药的金属射流穿甲弹诞生了,它的结构非常简单,一个紫铜锥形罩,后方是TNT装药,爆炸后高温将紫铜锥形罩融化,并在爆炸冲击波的推动下以数千米/秒的速度高速侵彻装甲,这就是金属射流穿甲弹,比如像RPG就是这种方式穿甲。

除了金属射流外,还有一种结构类似的自锻破片穿甲方式,不过这种比较适合反器材地雷,因为它的体积比较大,自锻破片的厚度也很大,爆炸会将这块“破片”锻造成一枚炮弹形状的破片高速侵彻装甲。

为了对付这俩玩意儿,现代坦克发明出了反应装甲,像一个肥皂盒一样贴在坦克表面,它会在破片或者射流到达时爆炸,让这些破甲效果大打折扣,为了对付这种反应装甲,反坦克导弹往往会在前面增加一根探杆,先期抵达让反应装甲爆了,然后导弹的穿甲战斗部再起爆完成射流穿甲任务。

还有一种暴力穿透型的脱壳次口径穿甲弹,这个就更爆炸物没啥关系了,主要利用发射药产生的高压推动超硬合金制成的穿甲弹直接穿透坦克。

掩体粉碎机:巨型钻地弹

军事指挥中心、重要的目标等都被安置在深深的地下,一般炸弹根本无法穿透,但这对巨型钻地弹来说都不是什么大问题,比如美军的炸弹之母GBU-57A/B,重达13.6吨,在1万米高空投放,其穿透能力为60米厚度混凝土(强度为35兆帕),能直接穿透40米厚的中等坚硬岩石。

这个穿透能力,绝大部分地下掩体已经可以被直接摧毁了,除非数百米的变态级掩体,它的穿透能力就是超级暴力型的载机速度+重力加速度+超高强度的炸弹弹体,比如GBU-28的弹体就是M110自行榴弹炮的炮管,只有这种高强度材料才能满足强大侵彻力的要求。

从理论上来看,这种对掩体的穿透还有一种主动穿透机制,比如在修长的弹体上预置几个爆炸点,在穿透过程中不断起爆,炸开掩体,让后半部分更高强度的炸弹钻入内部再爆炸,不过这种设计不如暴力型来得更简单直接。

上文只是简单的介绍了部分武器的战斗部设计,没有涉及到的还有很多,比如破片增强型,闪光弹、燃烧弹与云爆弹,甚至电磁武器的EMP弹等,有兴趣的朋友可以留言讨论下。





我是萨沙,我来回答。

萨沙第10,350 条回答

一吨TNT炸药威力是很惊人的。


大家都觉得手榴弹很厉害吧?

在电影中,一个手榴弹可以炸光一屋子的人,爆炸范围广,爆炸威力大。

大家知道手榴弹里面,有多少TNT?


以我军的82式无柄手榴弹为例,只有40克TNT,也就是一包香烟的重量。

要知道,一包方便面一般100克,相当于接近3个手榴弹内的TNT。


萨沙写过一个案子,2007年济南段义和炸死情人案件。当时这个老家伙找了个杀手,干掉要挟勒索他的情妇。这个杀手是退伍的工程兵,决定用炸药连人带车将这个情妇炸死。

他用了1公斤TNT,只有1公斤。大家知道引爆以后的爆炸效果如何?

这辆本田的日本小汽车被完全炸毁、撕裂。由于炸弹就在情妇的座位下,这个女人被炸沉两截,上半身被炸飞出去十几米,下半身在车内被炸碎。

大家如果不怕辣眼睛,可以自行百度看看图片(萨沙劝你们不要看,不然一会吃不下饭)。

区区1公斤TNT就这么厉害?


那么,100公斤如何?

我们还是说一个案子,就是靳如超爆炸杀人案。

这家伙买了575公斤土制炸药,用于报复仇人。

其中靳如超拿了5袋炸药,将其统统拉到了棉纺三厂宿舍19号楼东侧花池旁,大概是300斤。

就这300斤炸药,将棉纺三厂宿舍19号楼彻底炸倒炸塌,造成6层住户共93人死亡,12人受伤。

这300斤炸药还是土制TNT,最多相当于真正TNT一半的威力。

换句话说,炸塌这种老旧的6层宿舍楼,只要100多公斤TNT而已。


说的学术一点,理论上1公斤TNT可以把1公斤的物体移动420公里,或者将100公斤物体移动4.2公里。

当然这是理论,实际上是办不到的。


无聊的洋人曾经做过实验,直接引爆1吨TNT测试爆炸范围,结果可以在土地上炸出30多立方米的大坑。




这个需要算出来就行。1克黄色炸药(TNT)的爆炸威力是4184焦耳的能量,1吨就是4,184,000,000焦耳的能量。

为什么要以TNT当量来作为爆炸、地震、星系撞击等大型能量反应的基础单位呢?很简单,TNT可以稳定爆炸释放能量,不会和空气中的氧气产生化学反应(其它物质释放能量需要借助氧气产生,空气中的氧气浓度对能量释放因素影响很大,数据不准)。TNT的爆炸能量作为标准单位计量,就如同“克拉”对于钻石等贵重物体的计量一样(1克拉=0.2克)。

TNT是2,4,6-三硝基甲苯,爆炸反应化学式就可以看出它是自带“性质”的物品(左边自分解成右边):

2C7H5N3O6 → 12CO + 5H2 + 3N2 + 2C

爆炸生成12个一氧化碳;5个氢气;3个氮气和2个碳,所以引爆后产生大量的气体且不需要氧气等外界物质参与,可以说是非常“恒定”的能量释放标的物。

那么1吨TNT释放的能量到底有多大的威力呢?那么多“焦耳”W君相信没有人有直观的印象。不恰当的比喻是运用古典力学解释:把418.4吨的苹果抬高1米需要的“力量”。军事上直观的解释是:美军1枚Mk-84“铁锤”爆炸产生的破坏力。Mk-84重910公斤;装药430公斤(80%TNT和20%铝燃剂);经过高空投掷后产生的动能加上爆炸能量大约是1吨TNT爆炸能量。制造出的弹坑深:11米;宽:15.2米;冲击波大约是120米。(Mk-84的实际破片杀伤366米)

关于TNT的简便制作W君就不透露了,下面是W君关于TNT的冷知识免费奉送:长期接触或服用TNT对男性生殖系统造成不可逆的影响,尿液变黑。TNT污染过的水会变成“粉红水”。所以大家就不要想着制造TNT啦!会影响生活质量滴~~~

这就是砸牛顿的苹果树,一切初中物理的源发地!




上图是美国海军弄的一次试验,500吨TNT等待爆炸前的模样。注意远处的军舰。(图片来自美国海军)

可以看到,水面上的冲击波很快波及到两艘军舰处。

不过,上图看上去还是不太够威猛。


假设,我们不是按照爆炸效果来衡量,而是从TNT自身所包含的能量来算的话,就极其惊人了。因为:

如果能量得到全部有效利用,则1吨TNT的威力大到可以将418400吨的物体抬高1米!


这是怎么得出来的?如下:

1克的TNT炸药爆炸大约会释放出4184 焦耳的能量。

所以……

1公斤(1000克)TNT释放出的能量为4184000焦耳的能量。

所以……

1吨(1000公斤)TNT释放出的能量为4184000000焦耳的能量。

那么,1焦耳的能量到底是多大呢?

在地面,将一个苹果(大约100克)抬高一米所耗费的能量就是1焦耳。

所以……

1吨TNT的能量就相当于是:

将4184000000个苹果抬高1米所需要的能量。

由于我们是按照1个苹果约重100克来算的,所以……

也相当于是:

4184000000X100克。

也就是将418400000000克的物体抬高1米。

换算成吨,就是……

1吨TNT释放出的能量可以将418400吨的物体抬高1米。


显然,1吨TNT爆炸时,其能量是向四周扩散的,并不是完全朝着一个固定的方向做功,所以实际中,不可能出现1吨炸药将几万吨物体抬高1米这种情况。

另一个是,爆炸威力的计算,挺复杂的,有时候,我们还真不能完全这么说,即,2吨TNT的威力是1吨TNT威力的两倍。

因为这还跟其他不少因素有关~




蟹妖

TNT炸药化学名称:三硝基甲苯。

是目前最容易生产(有煤和水就行)、成本最低、装填弹种最多的炸药!目前几乎所有有化工能力的国家都能生产TNT炸药,并且这种炸药稳定,在潮湿、高温高寒的恶劣气候条件下仍然非常稳定。撞击感度10㎏/25CM,也就是说你拿一个八磅的锤砸它不会爆炸。
那么TNT炸药的破坏力如何?
图片是我军152㎜炮弹和远处的83式自行加榴炮,152㎜榴弹弹丸重43.5㎏左右,TNT炸药装填量根据弹种的不同5–7㎏之内。就是这7㎏的TNT摧毁一栋五层20个单元的住宅楼不是问题!
这张图片就是各种口径炮弹形成的弹坑深度和直径,第三个就是152㎜口径形成的,深2米、直径6米的弹坑!这样大的破坏力就是60吨重的坦克被直接命中也会被炸毁的,何况普通民用住宅?可见仅仅是7㎏的TNT就会形成这样巨大的能量释放!
说完炮弹了,再说说航弹,因为航弹的装药量普遍高于炮弹,图片上以色列的F16战斗机挂载的就是1000磅激光制导航弹,1000磅换算成㎏就是454㎏,一般来说航弹的装药量是总重量的50%左右,也就是200㎏。这张就是以色列空袭黎巴嫩目标的时候,
1000磅航弹摧毁大楼以后留下的巨型弹坑!与弹坑周围围观的“吃瓜群众”相比,这个弹坑确实骇人!
1000磅航弹产生的破坏力已经非常惊人了!那么,比它大一倍的2000磅航弹的破坏威力如何?图片上是美军MK–84型GPS制导航弹重2000磅折合908㎏,装炸药420㎏

这张照片是越南战争期间,美军B–52轰炸机投掷2000磅航弹所形成的弹坑。可以看见在纵横交错的战壕边上那个巨大的弹坑,虽然比较远,但是与那几所小房子相比显示出它的巨大!和当年猛烈爆炸形成的恐怖!
2000磅航弹形成的恐怖见到了,那么6000磅以上的威力有多大?由于没找到1吨TNT炸药装填航弹爆炸威力的照片,不能直观的认知
但是,这张2015年发生在土耳其的一起恐怖袭击事件当中,恐怖分子驾驶的汽车上的爆炸物所产生的能量折合800㎏TNT,这张照片只是一个局部,就能感受到了巨大的能量释放……。

通过,直观的看到了152㎜榴弹7㎏TNT炸药的能量、200㎏(1000磅航弹)、420㎏(2000磅)、800㎏折合TNT炸药,爆炸后所形成的弹坑,我们基本上可以知晓1吨TNT炸药的破坏力!总之,TNT炸药在炸药家族中还算是威力小的,它的爆速为6920米/秒,与黑索金9000米/秒差多了!它都可以产生这样惊人的威力何况其他更加高能的炸药?所以,我们人类最好放弃战争,有什么事情最好坐下来聊聊,如果谈不出来,真的出现了战争!也要将战火烧到敌人的领土,这就需要自己去努力,达到可以烧到敌人国土的能力!

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页面更新:2024-04-23

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