Ist die Schockwelle einer Bombe stark genug, um zu töten? [abgeschlossen]

Ich sehe mir einen Film an, The Hurt Locker, und die erste Szene zeigt eine IED-Explosion, die einen Soldaten tötet. Natürlich stellen Filme Explosionen nicht mit maximalem Realismus dar, aber ich bemerkte, dass die Trümmer und der Rauch / die Flamme ihn nicht erreichten, und es machte mich neugierig, ob unsichtbare Aspekte einer Explosion - Hitze oder Erschütterungsexplosion - tödlich sein können (ohne zu tragen Schrapnell).

Wie stark sind die unsichtbaren Kräfte einer Explosion wie einer Bombe am Straßenrand? Stark genug, um tödlich zu sein?

Schrapnell ist nicht allzu sichtbar – Sie werden es meistens nur sehen, wenn es Sie tatsächlich trifft (oder eine Wand oder so). Bei Antipersonensprengstoffen ist der Schrapnell normalerweise die fragmentierte Hülle plus etwas Draht - man kann es nicht wirklich sehen, es ist zu klein und schnell. Und es ist ziemlich tödlich, im Gegensatz zu Gehirnerschütterungssprengstoffen (die anscheinend immer in Hollywoodfilmen verwendet werden) - diese sind großartig, um Gebäude zu zerstören, aber keine Menschen.
2006 landete im Libanon ein Mörser nur etwa ein oder zwei Meter von mir entfernt. Ich trug damals einen Helm, eine Kampfweste und eine sehr leichte (Schrapnell-)Rüstung. Es gab keine Granatsplitter aus dem (möglicherweise improvisierten) Mörser, aber die Explosion warf mich zurück in die Wand hinter mir und ich war für ein paar Sekunden draußen. Ich bin immer noch hier, um davon zu erzählen!
Mythbusters hat dies einmal unter Wasser getestet. Wasser verbreitet die Schockwelle besser als Luft und Sie können von einer Bombe leichter und in einer viel größeren Reichweite im Wasser getötet werden als außerhalb (während in vielen Filmen das Gegenteil gezeigt wird.)
@Bakuriu: Hängt das davon ab, ob die Explosion im Wasser stattfindet? Ich hätte gedacht, wenn Sie die Explosionsreise durch Luft -> Wasser -> Luft hätten, würden Sie sie erheblich reduzieren?
Natürlich sind einige Bomben extrem tödlich, ohne Splitter zu erzeugen, wie Atombomben und Brandbomben. Außerdem gibt es chemische Sprengköpfe und so weiter. Ihre Frage bezieht sich eindeutig auf herkömmliche, hauptsächlich erschütternde Geräte.
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da es um die Tödlichkeit von Explosionen und nicht um physikalische Konzepte geht.
@ACuriousMind und du siehst irgendwie nicht die Verbindung zwischen physikalischen Konzepten und der erschütternden Explosion einer Explosion? Wer war dein Physiklehrer?
Erschütterungen können töten. Schrapnell ist effektiver, aber glauben Sie nicht, dass eine Erschütterungsexplosion nicht tödlich ist
Atomwaffen spotten über das Konzept des Schrapnells. "Wir brauchen kein stinkendes Schrapnell".
Was macht es tödlich? Wenn es auf deinen Kopf fällt, kann es dich töten, ohne überhaupt zu explodieren.
Ich würde @ACuriousMind zustimmen und dafür stimmen, dies in seiner aktuellen Form zu schließen, aber es gibt eine einfache Änderung, die es IMO zum Thema macht, die ich jetzt machen werde ....

Antworten (4)

Blast kann Sie definitiv töten, obwohl es im Vergleich zu Splittern nur auf viel kürzere Entfernungen tödlich ist. Ein Gebäude kann durch einen Überdruck von 5 psi zerstört werden, während ein Mensch bis zu 45 psi standhalten und überleben kann. Einige Daten hier:

Ein Explosionsüberdruck von 5 psi führt bei etwa 1 % der Probanden zum Reißen des Trommelfells, und ein Überdruck von 45 psi führt bei etwa 99 % aller Probanden zum Reißen des Trommelfells. Die Schwelle für Lungenschäden liegt bei etwa 15 psi Explosionsüberdruck. Ein Überdruck von 35-45 psi kann 1 % Todesfälle verursachen, und ein Überdruck von 55 bis 65 psi kann 99 % Todesfälle verursachen. (Glasstone und Dolan, 1977; TM 5-1300, 1990)

Übrigens treten Schäden beim Menschen hauptsächlich an der Schnittstelle von Bereichen unterschiedlicher Dichte auf, z. B. Lunge und Trommelfell. Es ist im Wesentlichen ein Spallationseffekt wie Newtons Wiege in Gewebe. Bei viel höheren Drücken neigt die Stoßwelle dazu, Gewebe zu zerreißen.

Hier ist ein FEMA - Bericht über TNT - äquivalente Explosionsüberdrücke und Entfernungen .

Allerdings stellt sich die Frage nach dem „Impuls“. Zum Beispiel erzeugen hochexplosive Sprengstoffe (HE) typischerweise sehr hohe Überdrücke für eine sehr kurze Dauer. Aus diesem Grund kann ein Mensch einen Überdruck von 5 psi problemlos überleben. Dies entspricht etwa einer Tonne Druck auf den Körper. Offensichtlich würde die Person sterben, wenn diese Dauer in Sekunden statt in Millisekunden wäre. HE erzeugt einen Splittereffekt namens Brisanz, der harte und starre Materialien stärker schädigt als weiche. Thermobare Explosionen, OTOH, erzeugen geringere Überdrücke, aber für eine viel längere Dauer.

Gute Antwort - wenn Sie einige entsprechende Beispiele für typische Sprengstoffe / Entfernungen hinzufügen könnten, wäre dies großartig. Weil ich mir nicht vorstellen kann, was 45 psi sind... Eine Handgranate in 5 Metern Entfernung? 10kg TNT auf der Brust?
In den Memoiren meines Großvaters über den Ersten Weltkrieg erwähnte er mehrmals, wie er Menschen beobachtete, die einfach ohne Überreste verschwanden, wenn sie direkt unter der Explosion standen.
Ein ausreichend großer unsymmetrischer Überdruck verwandelt Sie in einen feinen Nebel aus Gewebe- und Knochenfragmenten.
Interessanterweise ist es unwahrscheinlich, dass die Explosion einer 1-kT-Atombombe Sie mehr als 500 m vom Ground Zero entfernt tötet. Die Überlebensfähigkeit von Soldaten, die sich in Schützenlöchern verstecken, ist ziemlich überraschend und einer der Gründe, warum die USA entschieden haben, im Koreakrieg keine Atomwaffen einzusetzen - sie könnten sich unter solchen Bedingungen als nur begrenzt wirksam erwiesen haben und ihre abschreckende Wirkung in der Folge verringert haben.
Dirk, eine Atombombe – oder irgendeine oberirdische Explosion – verbreitet eine Schockwelle nach außen, sodass es fast keine Energie gibt, die in ein Schützenloch eindringen könnte (denken Sie an Babinets Prinzip). Aber gleichzeitig wird jeder, der sich im Umkreis von mehreren Kilometern aufhält, kurz darauf an der Strahlenexplosion sterben. Die einzige Rettung besteht darin, dass die Strahlung in wenigen Mikrosekunden verschwunden ist (abgesehen von radioaktivem Material, das nahe dem Nullpunkt zurückbleibt).
Eine Erschütterungsgranate ist im Freien nicht so effektiv. In engen Räumen ist die Gehirnerschütterung jedoch viel schlimmer, da die Druckwelle herumreflektiert wird. Sie sind also effektiv, um Bunker zu räumen, auch wenn sie es nicht töten, handlungsunfähig machen und desorientieren. Das reicht für die nach dem Knall kommenden Landarbeiter.
@CarlWitthoft, mit Ausnahme von Waffen mit verbesserter Strahlung und der allerkleinsten Bombe (denken Sie an: M-388) ist der Radius der tödlichen Strahlung weitaus geringer als der Radius für tödliche thermische Effekte.
@Mark: Hast du eine Referenz? Am besten eine mit Daten zur ungefähren Lebenserwartung als Funktion der Reichweite (da die langfristigen karzinogenen Eigenschaften der Strahlung eher statistischer Natur sind).

Dies ist eine lustige Frage, bei der etwa 4 oder 5 verschiedene Faktoren eine Rolle spielen:

Arten der beteiligten Kräfte: Druck vs. Trägheit Arten des beteiligten Widerstands: Starrheit vs. Plastizität Beteiligte Objekte: Soldaten vs. Gebäude

Szenario: Schaden durch eine Bombenexplosion (Energiewelle) vs. Splittereinschlag/Durchdringung (kinetische Kollision).

Wie Schaden angewendet wird mit:

  1. Explosion - der PSI einer Explosion ist über die Fläche seiner Wellenform (Kugel) gleichförmig. Alle materiellen Objekte unterliegen dieser Energie, die sich über ihre Oberfläche und Struktur ausbreitet.
  2. Schrapnell/Kugel – die kinetische Energie (m*V) wird während einer Kollision übertragen. Es gibt eine sehr hohe relative Kraft am Aufprallpunkt, an welchem ​​Punkt sich die gesamte Energie durch das Objekt ausbreitet.

Die Beschädigung von beiden tritt auf, wenn die Stärke des Mediums die Energie nicht aufnehmen oder ablenken kann und somit die stofflichen Verbindungen aufgebrochen werden. In Gebäuden führt dies in kleineren Fällen zu Rissen oder Löchern oder in größeren zum Zusammenbruch der Struktur. Für Soldaten gibt es zusätzliche physiologische Faktoren, die sich auf Perforationen innerer Organe oder abgerissene Gliedmaßen oder das Szenario „feiner roter Nebel“ bei höheren Energieaustauschen beziehen.

Wenn die Zugfestigkeit einer Oberfläche größer ist als die Kraft eines Aufpralls, wird sie größtenteils reflektiert – so dass Gebäude, die von Granatsplittern getroffen werden, viel weniger wahrscheinlich beschädigt werden, da die tatsächliche Kraft relativ gering ist.

Während die meisten Splitter sehr klein sind, reisen sie sehr schnell. Es ist leicht in der Lage, den Oberflächenwiderstand zu durchdringen und seine Energie auf die Struktur zu übertragen. An diesem Punkt können wir sehen, dass Soldaten nicht annähernd so viel Gesamtkraft widerstehen können wie ein Gebäude.

Nun zu einigen Zahlen: Eine Kugel vom Kaliber 9 mm/0,40 hat etwa 350 bis 400 ft lbs. von Energie. Dies wird in 2,4 - 2,7 PSI umgewandelt, jedoch wird dies über einen sehr kleinen Punkt (wahrscheinlich nicht einmal einen Quadratzoll) aufgetragen. Bei 5 PSI entspricht die Kraft ungefähr 0,357 Magnum oder 0,45 ACP (Seitenwaffe des Standardoffiziers). Sie werden damit kein Gebäude niederreißen, aber sie machen einen guten Job, einen Soldaten aufzuhalten.

Warum hält ein Gebäude dann einer Explosion von 5 psi nicht stand? Ermitteln Sie die Fläche des Gebäudes in Quadratzoll (eine 8 x 12 Fuß große Wand entspricht 1152 Quadratzoll), multiplizieren Sie sie mit 5 und machen Sie dasselbe für den Menschen (ungefähr 250 Quadratzoll).

Teilen Sie optional die 250 / 1152 und sehen Sie, dass der Mensch nur 20% des Schadens absorbiert. Berücksichtigen Sie die Reduzierung aufgrund von Verformungen der Oberfläche (ich habe keine Ahnung, welche Zahlen hier im Spiel wären.), Und Menschen sehen plötzlich aus wie Supermenschen gegen Explosionsschaden.

Als interessante Ergänzung zu Ihrer Antwort, da keine anderen Antworten dies erwähnen, da ich es aus meiner Frage ausgelassen habe, ist das Szenario eines Soldaten in einem Entwaffnungsteam, das einen explosionsbeständigen Ganzkörperanzug trägt. In der Szene, über die ich in meiner Frage gesprochen habe, war der Soldat tatsächlich mehr als 25 Meter von der Explosion entfernt und rannte mit einem schweren, explosionssicheren Anzug davon, aber selbst aus dieser Entfernung füllt sich der Helm des Soldaten mit Blut, als die Erschütterungswelle einschlägt. Ich denke, die Regisseure dieses Films haben sich auf IED-Realismus konzentriert, da es in dem Film nur um IEDs ging, und sie konzentrieren sich auf die Entfernung in der Szene.
bbc.co.uk/news/world-asia-33900268 Die chinesischen Behörden sagten, dass dies durch 27 Tonnen HE verursacht wurde. Ich denke, es war viel mehr als das nach den hier präsentierten Daten.

Der Explosionsüberdruck der Explosion ist eine sehr starke Schockwelle, die Menschen töten kann. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie eine Explosion ohne Schrapnell Menschen Schaden zufügen kann:

  1. Ruptur der Hohlorgane durch schnelle Kompression und Expansion durch die Stoßwelle.
  2. Der Körper kann durch die Luft geschleudert werden, wenn eine starke Detonation in der Nähe auftritt. Der Aufprall des Körpers auf den Kopf kann zu Hirnverletzungen führen.
  3. Verbrennungen am Körper durch Hitze oder Chemikalien aus der Detonation.

Die anderen Antworten erwähnen bereits Druck und Hitze.

Eine Bombe versetzt Körper in der Nähe mit einer Geschwindigkeit in Bewegung, die von der Stärke der Explosion, dem Abstand zum Körper und der der Bombe zugewandten Oberfläche des Körpers abhängt. Während - wie in den anderen Antworten erläutert - das In-Bewegung-Setzen selten tödlich ist, kann das Aufprallen gegen eine Wand leicht zu tödlichen inneren Blutungen führen. Noch schlimmer wird es, wenn sich zwischen Körper und Wand spitze Gegenstände befinden. Explosionen in Innenräumen sind viel unangenehmer als Explosionen im Freien.

Außerdem besteht die Möglichkeit, dass Objekte/Trümmer in der Umgebung als zufälliger Ersatz für den Einbau von Splittern in die Bombe dienen.

Ist die Schockwelle einer Bombe stark genug, um zu töten? [abgeschlossen]
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