9.8.4 云爆战斗部TNT当量计算
本节介绍传感器数目不小于12个的情况。
1.单发云爆战斗部TNT当量计算
通过单发云爆战斗部爆炸实测峰值超压来计算TNT当量的方法和过程如下:
(1)单发云爆战斗部爆炸试验。
在第一条测线上大致均匀分布的不同半径Rj(j=1,2,…,m;m≥6)上,分别测得m个冲击波峰值超压Qj(j=1,2,…,m;m≥6),代入已确定系数的TNT炸药公式(9.8.4),得到至少m个TNT当量值Qj(j=1,2,…,m;m≥6),可用式(9.8.5)求出平均TNT当量
用式(9.8.6)求标准不确定度σ11。

式中,Δpm为冲击波峰值超压,105Pa;Q为TNT当量,kg;R为冲击波到达距离,m;α1、α2、α3为系数。

所以,利用第一条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量为:
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式中,Q11为第一条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量,kg;
为第一条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量的平均值,kg;σ11为第一条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量的标准不确定度,kg。
按照与第一条测线同样的计算方法,得到第二条测线上的平均TNT当量
和标准不确定度σ12,则第二条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量为:
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式中,Q12为第二条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量,kg;
为第二条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量的平均值,kg;σ12为第二条测线上测得的峰值超压确定的TNT当量的标准不确定度,kg。
(2)极差法确定标准不确定度。
从式(9.8.7)和式(9.8.8)可以看出,对于一发爆炸试验,利用两条测线实测峰值超压确定的TNT当量相当于4个值,即

其平均值为
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标准偏差采用式(9.8.11)计算:
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式中,
为标准偏差;Qmax为TNT当量的最大值;Qmin为TNT当量的最小值;dk为极差法的系数,其与样本量k的关系在表9.8.1中给出。
表9.8.1 极差法的系数dk

极差法确定的标准不确定度用式(9.8.12)计算:
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式中,σf为极差法确定的标准不确定度;
为标准偏差;k为样本数量。
(3)式(9.8.3)引入的标准不确定度计算。(https://www.daowen.com)
置信度为0.95时,利用TNT爆炸试验确定的式(9.8.4)引入云爆战斗部爆炸TNT当量的相对标准偏差为:

假设测量值在允许误差极限范围内的概率分布为均匀分布,则利用式(9.8.4)引入云爆战斗部爆炸TNT当量的标准不确定度为:
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式中,σT为使用式(9.8.4)计算TNT当量引入的标准不确定度;kT为概率分布的置信因子,此处![]()
(4)合成标准不确定度。
合成标准不确定度σc用式(9.8.15)计算:
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(5)扩展不确定度。
置信水平为0.95时,扩展不确定度u1用式(9.8.16)计算:
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(6)单发TNT当量。
对单发云爆战斗部爆炸TNT当量计算结果用式(9.8.17)表述:
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2.多个云爆战斗部装药战斗部爆炸试验TNT当量的计算
如果用N个相同云爆战斗部试验来评价爆炸威力,那么按照9.5.4节提供的步骤和计算方法分别求出第i(i=1,2,…,N)个云爆战斗部的TNT当量,用式(9.8.18)表示:
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式中,Qi为第i个云爆战斗部的爆炸TNT当量;
为第i个云爆战斗部的两条测线上的平均TNT当量;ui为第i个云爆战斗部的爆炸TNT当量的扩展不确定度。
N个云爆战斗部爆炸TNT当量的可能值为
μi,
。其算术平均值
用式(9.8.19)计算,标准不确定度用式(9.8.20)计算,扩展不确定度用式(9.8.16)计算。

N个云爆战斗部爆炸TNT当量测量结果的最终表述用式(9.8.21)表示:
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3.云爆战斗部的比当量计算
每一发云爆战斗部爆炸TNT当量测量结果的最终表述式(9.8.18)与云爆战斗部装药质量mF之比,即为每发云爆战斗部爆炸的比当量qi。
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N发云爆战斗部爆炸TNT当量测量结果的最终表述式(9.8.21)与云爆战斗部装药量mF之比,即为此种云爆战斗部爆炸测量结果的综合比当量q。
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