所向披靡的沖擊波

船舷

冷兵器時代殺敵靠的是力量與利刃，其最高境界是“萬軍叢中，取上將首級如探囊取物”。那么，熱兵器時代殺敵利器是什么呢？當(dāng)然是——

沖擊波是熱兵器時代所有武器奧秘的基本內(nèi)涵，大到原子彈，小到來復(fù)槍，概莫能外。

沖擊波本身并非物質(zhì)實體，它只是極其稀薄的一陣波峰，在分子間互相碰撞力量的驅(qū)動下，以極快的速度像海嘯一樣穿過固體、液體和氣體。速度和力量，成就了它所向披靡的殺傷力。

法國科學(xué)天才帕斯卡爾早在約400年前就發(fā)現(xiàn)振蕩發(fā)聲的奧秘——所有沖擊波永遠(yuǎn)離不開聲音。換句話說，沖擊波其實就是爆炸的副產(chǎn)品。所以，沖擊波的強度與爆炸的威力成正比。

雖然英國物理學(xué)家羅伯特·胡克早在300多年前便發(fā)現(xiàn)了沖擊波的光學(xué)奧秘，但世界上第一個親眼看見沖擊波的人，是19世紀(jì)中期的德國科學(xué)家奧古斯特。特普勒。他在電火花的爆裂聲中，看見了空氣中球形的“波紋”。特普勒將這種觀察方法稱為“紋影觀察法”，也叫“施利倫法”。

現(xiàn)代高速電子攝像設(shè)備與一些傳統(tǒng)成像方法結(jié)合在一起，可在更為真實的環(huán)境條件下，拍攝爆炸發(fā)生和槍彈發(fā)射時產(chǎn)生的沖擊波圖像。研究人員可以清楚地觀察到?jīng)_擊波的產(chǎn)生及其運動過程，可以更好地揭示沖擊波透明世界里的光學(xué)奧秘。

一個多世紀(jì)前，人類就模糊意識到了沖擊波這一自然現(xiàn)象的存在。比如雷電轟鳴、槍炮發(fā)射、煙花爆響等，它們在發(fā)出巨大的聲響之后，產(chǎn)生的并不僅僅是聲波，同時伴隨而來的還有威力巨大的沖擊波。雖然聲波和沖擊波都是壓力波，但它們并不是一回事。

任何物體振蕩，都會在空氣中產(chǎn)生聲波。以聲音的速度傳播叫作聲速，聲速與空氣溫度有關(guān)，但是在“標(biāo)準(zhǔn)”的空氣中，聲速一般為每秒340米。而沖擊波卻是一種比聲音快得多的超聲波現(xiàn)象，沖擊波的力量和能量也比聲波強得多，它會引起周圍空氣里溫度、壓力和密度的劇烈波動。例如，當(dāng)沖擊波通過人體吋，由于巨大的瞬間壓力差，會對人的身體造成極大的傷害。所以戰(zhàn)場上有近1/5的人，是被炮彈的沖擊波震死的。

戰(zhàn)爭中最典型的沖擊波現(xiàn)象就是“槍口風(fēng)暴”，發(fā)生在扣動扳機后的幾秒鐘內(nèi)。子彈擊發(fā)后槍管內(nèi)部彈道無法觀察到?jīng)_擊波，只能在槍口處看到子彈驅(qū)動的沖擊波。子彈沖出槍膛，火藥燃燒產(chǎn)生推進氣體，從槍膛內(nèi)的高壓狀況下進入空氣中，并急劇膨脹。這種快速膨脹推動空氣，產(chǎn)生強烈的球狀沖擊波。子彈的有效射擊距離，主要由彈殼裝填的彈藥多少和槍管的長短來決定。2017年在圍剿阿富汗IS武裝分子的戰(zhàn)斗中，一位加拿大軍人使用TAC-50狙擊槍，成功射殺了一名3540米外的IS武裝分子，創(chuàng)造世界遠(yuǎn)距離射殺之最。

毫無疑問，6500萬年前撞上地球的小行星，1883年印度喀拉喀托火山爆發(fā)，等等，這些災(zāi)難都產(chǎn)生了極其猛烈的沖擊波，但像這樣大規(guī)模的破壞性沖擊波還是千年萬年一遇，非常罕見的。那由人類制造的最大沖擊波又有多大呢？

1961年10月30日，一架圖-95轟炸機攜帶一枚8噸重的RDS-220，也就是5000萬噸級核當(dāng)量名為“沙皇”的超級核彈，飛向北極的新地島。抵達(dá)目的地后，飛機在1.5萬米的高空投下核彈。為了在4000米處引爆并讓飛機獲得盡可能多的逃生時間，核彈被拴上了800千克重的巨型降落傘，但機組人員仍有50%的概率在此次任務(wù)中犧牲。

188秒后，5000萬噸TNT當(dāng)量、相當(dāng)5800顆廣島原子彈的超級核彈“沙皇”在4000米高空轟然引爆，人類迎來了歷史上最高能武器爆炸的時刻。

“沙皇”在百萬分之一秒內(nèi)釋放出巨大能量，瞬間把爆心加熱到上億攝氏度，比肩超新星爆發(fā)。爆炸產(chǎn)生了數(shù)萬倍大氣壓的壓力，形成一個快速擴張的火球，火球直徑在10秒內(nèi)擴張至8千米。隨后形成的蘑菇云擊穿了地球大氣層的對流層頂和平流層頂，并且在10分鐘后達(dá)到最大高度67千米，相當(dāng)于7座珠穆朗瑪峰疊加的高度。

為什么要在4000米高空引爆“沙皇”？因為沖擊波的威力與其高度密切相關(guān)，在這個高度能實現(xiàn)沖擊波最大化，比在地面引爆形成的沖擊波要高出一倍多。