基于能量法的船用氣囊爆炸模型及破壞研究

趙殿華，段青靈

（山東南海氣囊工程有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

基于能量法的船用氣囊爆炸模型及破壞研究

趙殿華，段青靈

（山東南海氣囊工程有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

針對(duì)船舶上排下水橡膠氣囊的爆炸問(wèn)題，建立分析計(jì)算模型，將爆炸能量分為儲(chǔ)存的內(nèi)能和囊體變形產(chǎn)生的變形能。采用TNT當(dāng)量模型，利用“虛擬距離”計(jì)算沖擊波超壓強(qiáng)度，并從爆炸沖擊波影響的超壓特點(diǎn)和囊體多種爆炸破壞方式2方面定量評(píng)估爆炸的危害性。通過(guò)改進(jìn)氣囊的結(jié)構(gòu)形式來(lái)避免不利爆炸破壞形式的產(chǎn)生，界定爆炸的安全空間，為船用氣囊的設(shè)計(jì)計(jì)算及工程施工安全評(píng)估提供分析方法。

船用氣囊；爆炸；壓縮氣體；虛擬距離；TNT當(dāng)量模型

0 引 言

船舶上排下水橡膠氣囊（簡(jiǎn)稱船用氣囊）廣泛應(yīng)用于船舶上排下水、沉箱起重移運(yùn)、其他重物搬運(yùn)及水下安裝工程的助浮等領(lǐng)域中，其因受場(chǎng)地限制少、無(wú)需大型的機(jī)械設(shè)備而具有縮短工程周期、節(jié)省大量資金的優(yōu)勢(shì)。20多年的發(fā)展實(shí)踐證明，船用氣囊具有安全高效、綠色環(huán)保和機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。由于船用氣囊在使用過(guò)程中內(nèi)部會(huì)充滿壓縮氣體，屬于具有一定彈性的壓力容器，必然會(huì)受橡膠材料老化、超壓及強(qiáng)度降低等因素影響而發(fā)生物理爆炸事故，造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。船用氣囊的爆炸與傳統(tǒng)的壓力容器相似，由于囊體的材質(zhì)橡膠具有柔性和彈性，其爆炸碎片釋放的能量和殘余變形能量占總爆破能量的比重很小，爆炸能量主要以沖擊波的方式向外釋放，產(chǎn)生大量空氣沖擊波。該沖擊波可將建筑物摧毀，使設(shè)備及管道遭到嚴(yán)重的破壞。因此，合理地分析計(jì)算船用氣囊發(fā)生物理爆炸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊波的強(qiáng)度具有十分重要的實(shí)踐意義。

目前，對(duì)金屬材質(zhì)的壓縮氣體容器的物理爆炸沖擊波超壓強(qiáng)度的計(jì)算方法主要有TNT當(dāng)量模型、AICHE模型和計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamic，CFD）等3種。由于這些方法的適用條件不同，本文從各種計(jì)算理論在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的特點(diǎn)出發(fā)，采用TNT當(dāng)量模型對(duì)船用氣囊的爆炸沖擊波超壓強(qiáng)度進(jìn)行分析。

1 爆炸模型

1.1 儲(chǔ)存的能量

船用氣囊爆炸時(shí)不存在化學(xué)變化（如燃燒、化學(xué)反應(yīng)等），爆炸產(chǎn)生的最大能量應(yīng)與其儲(chǔ)存的最大能量相等，儲(chǔ)存的能量主要包括內(nèi)能和變形能2部分。

1.1.1 內(nèi)能

儲(chǔ)存的能量來(lái)自于增大空氣壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）的壓力所做的功，空壓機(jī)將空氣壓入到船用氣囊內(nèi)部，船用氣囊內(nèi)的空氣量不斷增多并被壓縮，氣壓逐漸增大，使得船用氣囊的內(nèi)能隨之增大。

1.1.2 變形能

船用氣囊的材質(zhì)為橡膠，并用尼龍線做骨架。這2種材料都具有大彈性特征，尤其是骨架材料具有很大的彈性變形量，其扯斷伸長(zhǎng)率達(dá)21%。船用氣囊在持續(xù)充入空氣至理論上的穩(wěn)定狀態(tài)后，繼續(xù)充入空氣會(huì)使骨架材料受到內(nèi)壓的作用，囊體繼續(xù)膨脹，囊體壁發(fā)生較大的彈性變形，儲(chǔ)存為變形能。

船用氣囊的爆破與鋼制壓力容器的爆破是不同的，主要表現(xiàn)在以下2方面：

1) 鋼制壓力容器爆破時(shí)的變形量微小，其變形能可忽略，容積基本為固定值；

2) 橡膠氣囊的變形量和體積隨著壓力的增加而增大，儲(chǔ)存的能量也很大，又因在爆破時(shí)其體積無(wú)法測(cè)量，只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式模擬得到，這是在總的爆炸能量中對(duì)彈性能進(jìn)行單獨(dú)處理的主要原因。

1.2 模型的能量計(jì)算

在TNT當(dāng)量模型計(jì)算法中，壓力容器的內(nèi)部壓力和體積是固定不變的，是能計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而船用氣囊的體積，隨著內(nèi)部壓力的增加而增大，直至爆炸瞬間，這是船用氣囊采用TNT當(dāng)量模型計(jì)算法不同的前提條件?；谶@種特性，可將總的爆炸能量E0分為包含理論參數(shù)、固定體積條件下的TNT當(dāng)量模型計(jì)算的能量E1和因彈性膨脹變形而增加的能量E2，即

1.2.1 壓縮氣體能量

熱力學(xué)有效方法認(rèn)為，壓縮氣體的物理爆炸能等于物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境時(shí)所需的等效最大機(jī)械能，采用公式法計(jì)算物理爆炸能，可得

式(2)中：1P為船用氣囊爆炸時(shí)的壓力；0P為環(huán)境壓力；V1為壓縮氣體的體積。

1.2.2 彈性變形能量

船用氣囊因彈性變形而儲(chǔ)存的能量E2是空壓機(jī)充氣做功產(chǎn)生膨脹變形所轉(zhuǎn)換的能量。設(shè)船用氣囊的內(nèi)力為F，活塞移動(dòng)距離為Δs，則空壓機(jī)所做的功為

式(3)中：A為活塞面積；ΔV為單位體積。從開(kāi)始充氣至船用氣囊爆破，空壓機(jī)所做的功為

本文壓力與體積的關(guān)系為P=P( V)，實(shí)際可表示為

式(5)中：a和b可采用實(shí)際測(cè)量統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的方法來(lái)確定。

表1為直徑1.5m，長(zhǎng)度5m的船用氣囊在不同壓力下的外形尺寸、推算的理論體積及體積的變化情況，根據(jù)體積累計(jì)變化數(shù)據(jù)ΔV進(jìn)行線性回歸分析（見(jiàn)圖1），得出壓力的趨勢(shì)線關(guān)系式為

表1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

實(shí)際上，經(jīng)常以壓力P作為參數(shù)進(jìn)行線性回歸分析（見(jiàn)圖2），則得出體積的趨勢(shì)線關(guān)系式為

圖1 ΔV-P關(guān)系圖

圖2 P-ΔV關(guān)系圖

由此可得空壓機(jī)所做的功為

1.2.3 總能量

船用氣囊的總能量為

此時(shí)船用氣囊的總體積為

1.3 當(dāng)量模型參數(shù)的計(jì)算

由于船用氣囊具有一定的體積，其爆炸不是點(diǎn)源爆炸，直接將氣體的物理爆炸能類比為T(mén)NT爆炸能不合適，基于Prugh提出的“虛擬距離”TNT當(dāng)量模型定義船用氣囊表面最大超壓與TNT爆炸超壓相等時(shí)的超壓距離和船用氣囊半徑的差值并進(jìn)行修正，利用TNT爆炸曲線預(yù)測(cè)超壓，計(jì)算步驟[1]如下。

1) 計(jì)算TNT當(dāng)量質(zhì)量WE為

式(11)中：ETNT為T(mén)NT的爆炸熱，取4.7×106J/kg；WE為爆破能量E0的TNT當(dāng)量質(zhì)量。2) 計(jì)算容器表面沖擊波壓力Pj為

式(11)中：γ為氣體絕熱指數(shù)，空氣為γ=1.4；T為膨脹氣體的初始溫度；M為膨脹氣體的相對(duì)分子量。

3) 計(jì)算比擬距離ZS為

式(13)中：a，b，ci為常數(shù)；a=-0.21436；b=1.350；ci的取值見(jiàn)表2。

表2 ci的取值

4) 計(jì)算虛擬距離Rx為

式(14)中：n為船用氣囊的當(dāng)量半徑。

5) 計(jì)算目標(biāo)與容器中心距離對(duì)應(yīng)的比擬距離ZR為

式(15)中：R為目標(biāo)點(diǎn)與船用氣囊爆破中心的距離。

6) 計(jì)算目標(biāo)與船用氣囊爆炸中心對(duì)應(yīng)的比擬距離下的沖擊波超壓PZR為

例如，對(duì)于直徑為2m，圓筒身部長(zhǎng)度為6m的船用氣囊，爆炸時(shí)內(nèi)部的壓力為1.75MPa，其TNT爆炸當(dāng)量質(zhì)量為25.8kg，計(jì)算得到的超壓值對(duì)應(yīng)的超壓半徑見(jiàn)表3[2]。

表3 超壓計(jì)算結(jié)果

2 爆炸波及半徑的快速估算

船用氣囊爆炸造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失主要是沖擊波所致，根據(jù)超壓沖量的準(zhǔn)則對(duì)爆炸波及半徑（包括死亡半徑和重傷半徑）進(jìn)行快速估算[3]。

2.1 死亡區(qū)

假設(shè)起點(diǎn)為爆炸中心，則以該點(diǎn)為中心，半徑為Ra的區(qū)域?yàn)樗劳鰠^(qū)，Ra稱為死亡半徑。處于該區(qū)域內(nèi)的人員無(wú)防護(hù)時(shí)因爆炸沖擊波致死的概率為50%。

2.2 重傷區(qū)

假設(shè)起點(diǎn)內(nèi)徑為Ra，外徑為Rb，則由內(nèi)徑和外徑圍成的環(huán)形區(qū)域?yàn)橹貍麉^(qū)。該區(qū)域內(nèi)的人員因沖擊波而導(dǎo)致耳膜破裂的概率為50%，此時(shí)的沖擊波超壓為44kPa。

例如，對(duì)于直徑為2m，圓筒身部長(zhǎng)度為6m的船舶上排下水氣囊，爆炸時(shí)其內(nèi)部的壓力為1.75MPa，死亡半徑為3.5m，重傷半徑為4.9m，對(duì)比表3中的超壓數(shù)據(jù)結(jié)果，快速估算的結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。

3 爆炸破壞的形式

船用氣囊本體爆炸與金屬罐類物理爆炸不同，后者在形成沖擊波的同時(shí)，罐體被炸裂并有部分碎片等[4]。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，前者的爆炸破壞形式主要有以下4種。

3.1 開(kāi)裂

這種爆炸形式的破壞性較小，囊體沒(méi)有因斷裂而飛濺出去，對(duì)外界影響較小。從安全性和可靠性考慮，符合設(shè)計(jì)的破壞形式常表現(xiàn)為“一”字爆裂和“十”字爆裂2種（見(jiàn)圖3）。

3.1.1 “一”字爆裂

爆炸時(shí)沿船用氣囊的周向在身部爆裂開(kāi)來(lái)，局部開(kāi)裂或貫穿整個(gè)圓筒身部。這種爆炸形式的主要原理是骨架材料的周向強(qiáng)度低于軸向強(qiáng)度，是一種比較安全的爆炸形式。但是，由于2個(gè)方向上的強(qiáng)度不一樣，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)骨架材料的軸向強(qiáng)度過(guò)剩，有浪費(fèi)材料、利用率降低的缺點(diǎn)，對(duì)節(jié)約材料成本不利。

3.1.2 “十”字爆裂

爆炸時(shí)沿船用氣囊的周向和軸向同時(shí)爆裂，爆裂開(kāi)口形成十字狀或丁字狀。由于這種爆裂開(kāi)口能形成大的壓力釋放空間，其爆裂長(zhǎng)度有限，不會(huì)導(dǎo)致氣囊沿周向破壞斷裂成2節(jié)。從骨架材料的強(qiáng)度分析，周向和軸向的強(qiáng)度相當(dāng)，強(qiáng)度均勻性較好，能最大限度地發(fā)揮骨架材料的強(qiáng)度性能，表明對(duì)材料的利用效率和性價(jià)比較高。這種爆炸形式是設(shè)計(jì)制造追求的目標(biāo)。

3.2 斷裂

3.2.1 能量估算方法

這種爆炸形式與開(kāi)裂相比，破壞性增強(qiáng)，囊體斷裂后可能形成一定體積、一定質(zhì)量的飛濺物及碎片等，屬于不安全的爆炸破壞形式。爆炸后殘余囊體斷裂成2節(jié)，對(duì)此進(jìn)行能量估算的方法有氣壓做功估算法和部分爆炸能轉(zhuǎn)換法2種。

3.2.1.1 氣壓做功估算法

在爆破瞬間，考慮內(nèi)部壓力對(duì)囊體軸向截面的作用，采用氣體做功的原理估算爆炸后斷裂成2節(jié)的囊體的瞬間動(dòng)能和速度。

在身部斷裂，其氣壓作用的截面為囊體的圓形橫截面，設(shè)氣囊直徑為D，在爆破的瞬間氣壓為P，作用的行程為ΔL，則壓力所做的功為

若斷裂后的某部分的質(zhì)量為m，則根據(jù)氣壓做功轉(zhuǎn)換為囊體的動(dòng)能W=E，即

由此可計(jì)算出斷裂部分的瞬間速度為

3.2.1.2 1%爆炸能轉(zhuǎn)換方法

通過(guò)將部分爆炸能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能進(jìn)行爆炸殘余囊體的能量估算，即假設(shè)有1%的爆炸能轉(zhuǎn)換為殘余體的動(dòng)能能量，其原理是根據(jù)Brode方程來(lái)計(jì)算爆炸能，即

假設(shè)有1%的爆炸能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，在身部斷裂成2節(jié)，其中一節(jié)質(zhì)量約為m，則該部分?jǐn)嗔涯殷w獲得的動(dòng)能為

將數(shù)據(jù)代入到式(23)中，可得每節(jié)的初始速度為

根據(jù)實(shí)際爆破情況及上述估算公式可知：

1) 在圓筒狀斷裂部位越靠近兩端，爆破質(zhì)量較小的參與體獲得的動(dòng)能越大，飛濺出去的破壞力越大；

2) 從圓筒狀中間位置斷裂形成對(duì)稱的爆破殘余體，其對(duì)外的破壞力較弱。

利用上述2種方法估算斷裂后囊體殘余部分的速度和動(dòng)能，以此為參考評(píng)估破壞風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 身部斷裂

爆炸導(dǎo)致囊體圓筒部位沿周向一圈發(fā)生裂口，從而使船用氣囊囊體斷裂為2節(jié)（見(jiàn)圖4），爆炸的巨大能量會(huì)使2節(jié)殘余體以較大的速度向兩側(cè)反向移動(dòng)或飛出，從而形成對(duì)外撞擊，破壞風(fēng)險(xiǎn)大，破壞程度嚴(yán)重。這種形式的爆炸主要是囊體骨架材料的軸向強(qiáng)度小于周向強(qiáng)度，沿軸向的骨架材料強(qiáng)度先失效所致，相對(duì)來(lái)說(shuō)也是周向強(qiáng)度余量較大所致，存在性能成本匹配的問(wèn)題。

圖4 斷裂方式示意

3.2.2.1 速度估算

若囊體直徑D=1m，圓筒身部長(zhǎng)度為3m，自重為3000kg，則容積V=2.88 m3。若爆炸時(shí)的壓力設(shè)為P1=2 MPa ，按照1%爆炸能轉(zhuǎn)換法估算，可得

若囊體在身部中間形成對(duì)稱的2節(jié)，則每節(jié)的質(zhì)量m≈150kg，爆炸瞬間每節(jié)囊體獲得初始速度為

若采用氣壓做功估算法來(lái)計(jì)算，假設(shè)做功距離ΔL=150 mm，則爆炸殘余囊體的瞬間速度為

由上述2種估算方法可知，其結(jié)果相差不大，表明2種估算方法具有一致性。

3.2.2.2 安全距離估算

從飛濺距離的角度分析，爆炸發(fā)生時(shí)，囊體在斷裂成2節(jié)后，高速向外飛濺，因內(nèi)部氣體急速釋放，內(nèi)部壓力減小，下部接觸地面的部位因摩擦而受到減速作用，上部因壓力外泄而出現(xiàn)向上的翻轉(zhuǎn)彎矩，導(dǎo)致斷裂后的殘余體在滑行的同時(shí)有翻滾的趨勢(shì)，向上傾斜著飛濺出去，直至靜止。該過(guò)程中的作用時(shí)間非常短，假設(shè)作用時(shí)間為0.1s，則可估算滑行的減速度和滑行距離分別為

式(29)中：s=2.8m為估算值，實(shí)際上飛濺滑出的距離可能更大。

若爆破位置在圓筒和錐頭的過(guò)渡區(qū)（如圖4b）所示），此時(shí)較小端囊體的質(zhì)量約為50kg，則按1%能量轉(zhuǎn)換法估算的爆破瞬間的速度可達(dá)98.5m/s，按氣壓做功方法估算的爆破瞬間的速度為95.0m/s。由此可見(jiàn)，其飛濺出去的速度約為囊體居中斷裂飛濺速度的2倍，滑出距離至少有5m，這也是在不考慮爆炸超壓情況下對(duì)安全距離的最低要求。

3.2.2.3 能量估算

爆炸殘余囊體瞬間速度達(dá)到56m/s，動(dòng)能約為235kJ，相當(dāng)于一個(gè)重100kg的人從240m高空墜落到地面所產(chǎn)生的動(dòng)能。

若在爆破的囊體周?chē)惭b防護(hù)屏障擋板，則在不考慮空氣沖擊波對(duì)擋板的影響的情況下，以沖量的方式估算屏障擋板受到的沖擊力為

3.3 氣嘴鋼制件脫離

氣嘴鋼制件脫離是最危險(xiǎn)的一種爆炸形式，氣嘴受強(qiáng)大的內(nèi)部壓力作用從囊體的橡膠層中壓裂迸出，破壞后果可能表現(xiàn)為氣嘴鋼制件瞬間脫離后高速飛出擊中物體及脫離后橡膠殘余口的高速氣流引發(fā)沖擊破壞。

圖5 氣嘴鋼制件脫離飛出示意

在嘴斷脫離囊體部位，采用氣壓做功的估算方法估算氣嘴的飛出速度和飛出距離，暫不考慮氣流的沖擊影響。

以上述參數(shù)為例，設(shè)爆炸時(shí)的壓力P=2 MPa ，根據(jù)氣嘴與橡膠的結(jié)合體的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，常規(guī)氣嘴的質(zhì)量m=2.5 kg ，氣嘴上氣壓作用圓直徑D=200 mm，從橡膠體脫離的距離（即氣壓所做功的距離）ΔL=100mm，則氣嘴脫離的瞬間速度為

氣嘴為金屬鋼制件，爆炸瞬間具有的動(dòng)能約為6300J，相當(dāng)于步槍子彈發(fā)射能量的6倍以上，一旦擊中人體，會(huì)當(dāng)場(chǎng)擊穿并致命。此外，經(jīng)估算，其在空中飛出的距離最少為23m，若考慮落在地面后可能滑行一段距離，其飛出的距離會(huì)更大。上述計(jì)算假設(shè)氣囊直徑為1m，若按直徑為2m估算，則其飛出的距離將達(dá)到32m以上。因此，氣嘴軸向爆炸很危險(xiǎn)，要有足夠大的安全距離。

4 安全空間的定量界定

根據(jù)上述對(duì)船用氣囊爆炸的沖擊波分析和破裂形式分析，應(yīng)通過(guò)同時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和界定安全空間來(lái)降低或避免爆炸造成的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。

4.1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

通過(guò)改變船用氣囊的骨架結(jié)構(gòu)形式，對(duì)危險(xiǎn)部位進(jìn)行局部加強(qiáng)，避免各種不利的爆破形式，減少爆破的影響空間，從而提高可靠性和安全性。采取的主要措施有：

1) 軸向強(qiáng)度大于周向強(qiáng)度，避免身部斷裂發(fā)生飛濺；

2) 對(duì)錐部與圓筒部位過(guò)渡處進(jìn)行加強(qiáng)，避免該部位發(fā)生斷裂；

3) 對(duì)氣嘴與橡膠體結(jié)合部位進(jìn)行局部加強(qiáng)，避免氣嘴脫離飛出。

4.2 界定安全空間

對(duì)爆炸產(chǎn)生的沖擊波超壓影響空間和囊體斷裂造成的影響空間進(jìn)行綜合分析，根據(jù)超壓半徑及危險(xiǎn)程度的不同繪制影響空間區(qū)域圖（見(jiàn)圖6），界定安全空間[5]。

圖6 影響空間區(qū)域圖

圖6b)為圖6a)的俯視圖，在圖6中：

1) A區(qū)域?yàn)樗劳鰠^(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)會(huì)導(dǎo)致人員死亡；

2) B區(qū)域?yàn)橹貍麉^(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)會(huì)導(dǎo)致人員重傷；

3) C區(qū)域?yàn)檩p傷區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)會(huì)導(dǎo)致人員輕傷；

4) D1區(qū)域和D2區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)會(huì)因氣嘴或囊體的殘余體飛出而導(dǎo)致人員重傷或輕傷；

5) S區(qū)域?yàn)榘踩珔^(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)不會(huì)危及人身安全。

在對(duì)船用氣囊進(jìn)行充氣測(cè)壓檢驗(yàn)、施工操作時(shí)，根據(jù)爆炸超壓的理論計(jì)算結(jié)果繪制區(qū)域分布圖，對(duì)界定安全工作空間、執(zhí)行安全范圍的警戒具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)為船用氣囊的爆炸建立分析計(jì)算模型，提出從爆炸沖擊波影響的超壓特點(diǎn)和囊體多種不同爆炸破壞形式2方面來(lái)定量評(píng)估爆炸的危害性，并通過(guò)對(duì)船用氣囊的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，避免不利爆炸破壞形式產(chǎn)生；綜合繪制和界定爆炸的安全空間，為船用氣囊的設(shè)計(jì)計(jì)算提供分析方法，對(duì)提高氣囊產(chǎn)品的安全可靠性和工程應(yīng)用實(shí)踐操作、安全評(píng)價(jià)具有很大的參考價(jià)值。

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Study on Marine Airbag Explosion Model and Damage Based on Energy Method

ZHAO Dian-hua，DUAN Qing-ling

(Shandong Nanhai Airbag Engineering Co., Ltd., Jinan 250101, China)

A calculation model is established to solve the explosion problem of marine airbag during ship landing and launching. It divides the explosion energy into two sorts - the energy stored internally and the deformation energy due to the deformation of air sac. Based on the TNT equivalent model, the overpressure of shockwave is calculated according to“virtual distance” to evaluate the harmfulness of the explosion from two aspects, i.e., the overpressure characteristics of the shock wave and the explosion damage type of the sac. Thus adverse explosion damages can be avoided by improving the sac structure, and the safe space of explosion could be defined. This study provides an analysis method for the design calculation and an evaluation for safe construction of marine airbags.

marine airbag; explosion; compressed gas; virtual distance; TNT model

U671.5

A

2095-4069 (2017) 05-0015-08

10.14056/j.cnki.naoe.2017.05.003

2017-01-19

山東省技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目（201630101046）

趙殿華，男，高級(jí)工程師，1977年生。2001年畢業(yè)于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電一體化專業(yè)，現(xiàn)從事氣囊及打撈產(chǎn)品技術(shù)研究工作。