自從第二次世界大戰特別是核武器出現以來，爆炸效應研究極受關注。爆炸效應試驗可以在現場或實驗室進行。現場試驗真實性好，但環境惡劣、費用昂貴，適于綜合性或最后的考核。實驗室試驗條件易于控制與改變，測量準確度高，宜于開展基礎性研究工作。在實驗室進行爆炸效應試驗的關鍵裝置是爆炸模擬器。在各種類型的爆炸模擬器中，激波管具有明顯的優越性。發展激波管爆炸模擬器受到世界各國的重視。

20世紀40年代就已經建造了直徑2米、長60米的激波管；這種早期設備是將炸藥懸吊在管的一端，而試驗模型則置于另一端進行試驗。模擬考慮比較簡單。20世紀60年代初，美國Lovelace醫學教育與研究基地建造了內徑42英寸-72英寸（1英寸=0.0254米）和12英寸-24英寸-40英寸多種組合變截面激波管，利用管端反射激波進行生物沖擊傷試驗；但是，這些設備產生的壓力波形不規整，利用反射區做試驗不能模擬氣流效應。與此同時，西德馬赫研究所研制了一種等壓激波管。這種設備構思新穎，當末端開放氣孔時，能產生作用時間相當長的爆炸波壓力波形。與前述設備一樣，只能模擬靜壓作用。從20世紀50年代末開始歷時十年，美國海軍武器實驗室建成巨型錐激波管。該設備工作原理很直觀，就是將球對稱的爆炸空間切出一個小的立體錐供試驗用，以節省炸藥用量并相應降低對周圍環境的影響，其流動條件接近現場試驗。主要缺點為結構十分龐大，但正壓作用時間仍然有限。20世紀70年代，針對錐激波管的缺點，著重解決縮小結構尺寸和降低費用，西德馬赫研究所的Amann和法國d’Etudes中心的Gratias先后采用多根長度不同的驅動段來模擬錐形驅動段，而被驅動段則改為等截面管。這種新結構激波管，由于采用空氣驅動，結構長度縮短而正壓作用時間仍很長。為了避免平面激波受橫向氣流干擾，要求所有驅動段膜片在工作過程中同時破裂。Amann認為破膜時間差應低于5μs，這對破膜技術及操作要求都比較高。更主要的缺點是由于各驅動段長度不同，獲得的壓力波形還產生與驅動段數目相對應的起伏。在這期間，原中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所亦建起了國內專用爆炸效應試驗激波管。

值得注意的是，工業意外爆炸事故、國際恐怖活動、常規戰爭和核襲擊時，沖擊傷較多見。為探討沖擊傷的發生機制及防治措施、制定各種軍用和民用的損傷標準，美國、瑞典和中國等國家利用激波管進行了大規模的模擬爆炸試驗，并推動激波動力學的學科發展及與其他學科的交叉融合。整體來說，研究方向集中于以下幾點：①激波傳播、反射、折射與相互作用；②超聲速與高超聲速流動；③爆轟物理與應用；④流動模擬與實驗測試技術；⑤數值模擬研究；⑥實驗設備與測量技術；⑦激波的多學科交叉及應用。習慣上，人們將適用于生物實驗研究的激波管稱為生物激波管。生物激波管作為“致傷源”設備，在上述研究中有重要意義。

為了解釋生物激波管，首先要解釋激波，我們可以用日常生活中的例子來說明它。大家知道空氣的某一點發生輕微的壓力變化時，這種變化就會以聲速傳播出去。可是假設在靜止的空氣某一點或小的體積內，壓力突然發生劇烈的變化，例如爆炸，則壓力波傳播的速度比音速快，其快慢根據爆炸的強弱而定。這種波的特點是當波前到達某一球面時，在該球面上氣體的物理性質發生劇烈變化，而其波前不到的地方，空氣不受到任何影響。波后面的壓力與密度比靜止的空氣壓力及密度高，波后面的粒子也流動起來。這樣的波，我們叫它為激波，或更準確一點叫前進激波。

還有另外一種激波，是我們日常生活中不容易覺察到的，譬如一個圓錐形的子彈以超音速在空氣中飛行時，在它的前面就有一激波。為了證明這一點，我們可以把子彈頭放在超音速的風洞里，用特種照相法可得如圖6-1所示的激波現象。

我們假設激波是沒有厚度的，嚴格說起來空氣的分子不可能在沒有厚度的面上就完成突然的變化，換言之，激波是有厚度的，分子的突變是在相當于分子的平均自由路程的厚度內完成的。在通常的情形下，分子的平均自由路程很小，所以在運算上假設激波為一物理性質不連續的面，或稱之為間斷面（圖6-2）。

第一個計算激波前后物理態關系的是黎曼（Riemann），但是他犯了理論上的錯誤；經蘭肯（Rankine）及雨果里阿（Hugoriot）各自獨立的改正后，便得到下面計算激波的公式：設激波靜止，又設 P ₁、 ρ ₁、 T ₁及 M ₁代表激波前的壓力、密度、溫度及馬赫數， P ₂、 ρ ₂、 T ₂及 M ₂代表激波后面的壓力、密度、溫度及馬赫數，γ為氣體的等壓比熱與等體積比熱之比，則：

因為激波管流中也有稀疏波，除了說明激波外，還應該說明什么是稀疏波。讓我們參看圖6-3所示的兩個實驗：

設活塞在一長管中以某常速向右前進[圖6-3（a）]，則產生一向右前進的激波。如前面所說，激波所到區域內的空氣受到壓縮作用，并向右流動；在激波前的空氣維持靜止，不受任何影響。這實驗進一步解釋了激波。相反地，若使活塞向左以某常速后退，則產生如圖6-3（b）所示的稀疏波。當活塞開始后退時，空氣不是立刻就受到影響，僅僅是波頭所到的區域內的空氣受到影響。波頭以音速向右前進，波頭的空氣粒子速度仍然為零，但開始受到稀疏波的加速作用。換言之，當稀疏波經過某一粒子時，它受到加速作用，愈接近波尾的粒子，其速度愈大，一直到波尾，粒子速度增加到同活塞后退的速度一樣，同時不再有加速。在波尾與活塞間的粒子速度均與活塞后退速度一樣。活塞后退超過某速度時（此速稱為逃速），波尾與活塞間成真空，故前者叫不完全擴張，后者叫完全擴張。

激波管不過是一根長管子，兩端封閉，當中用薄膜分隔為高壓室與低壓室。普通兩室中均是空氣，也有時用其他氣體，如氫、氬、氦、氮、氧等。當薄膜被刺破時，因高壓室與低壓室的壓力差而產生波動。首先分析低壓室發生的現象。這一現象相當于活塞在管中前進，靠近薄膜的分子被壓縮而形成激波以超音速沿低壓室前進。在激波前面的物理狀態，不受薄膜破裂影響。激波后面與接觸面之間的氣體被壓縮后獲得一均勻流速。

再來分析高壓室所發生的現象，此現象相當于活塞在管中后退。在高壓室這邊，薄膜附近產生稀疏波。稀疏波頭以音速向左傳播，波頭左側是未受擾動的高壓氣體，波的厚度決定于波前后的壓力比。在稀疏波與接觸面之間的分子，已經過擴散程序，并獲得一均勻流速，其粒子速度與前相等。由于接觸面與稀疏波之間的氣體經過擴張，其溫度下降，接觸面與激波之間的氣體曾被壓縮、溫度上升，故前者的溫度比后者低。因此，前者的聲速比后者低，結果是前者的馬赫數比后者的大。

實驗證明，根據上面簡單的波及均勻流場推算出來的結果很正確。現列舉其結果如下。其中， α代表聲速， P代表壓力， u代表粒子速度， w代表激波速度， x代表沿激波管與薄膜的距離， ρ代表密度， C _p代表等壓比熱， C _v代表等體積比熱， M 代表馬赫數， T 代表溫度， E _ij=（ C _v T） _i/（ C _v T） _j（i，j指激波管流中某流場中的物理態）， M _i=u _i/α _i， P _ij= P _i/ P _j， T _ij= T _i/ T _j，u _ij=u _i/α _j，W _ij=w _i/α _j，α _i=（γ _i+1）/（γ _i-1），β _i=（γ _i-1）/2γ _i，γ=（ C _p/ C _v），Γ _ij= ρ _i /ρ _j， =向右傳播的激波， =向左傳播的稀疏波， =向右傳播的接觸面。

從上面的公式看來，只要測量在薄膜破裂前管內氣體的物理態，就可以計算激波管流。

眾所周知，核武器有四種殺傷因素：光輻射、沖擊波、早期核輻射、放射性沾染。實際上，人們還發現，電磁脈沖的破壞也是不能忽視的。這些破壞殺傷因素中，沖擊波的破壞殺傷威力最大。在核武器防護研究中，沖擊波的防護研究占有相當重要的地位。沖擊波對人員的殺傷，分為直接殺傷和間接殺傷兩種。所謂直接殺傷，就是人員受到沖擊波的作用致傷；間接殺傷是沖擊波作用于各種建筑物及物體，使建筑物倒塌，或被沖擊波拋射的各種物體，如武器裝備、砂石、磚瓦、碎玻璃等造成的機械性損傷。核爆炸沖擊傷可分為輕度、中度、重度、極重度四種。對地面暴露人員造成各等級沖擊傷都有相應的沖擊波超壓值；而對重度、極重度沖擊傷，還有相應的動壓值。在同一比例爆高下，核武器空中爆炸、2萬噸級、中度沖擊傷的范圍，距爆心投影點約1 000米；100萬噸級，中度沖擊傷的范圍，距爆心投影點達4 000米，殺傷范圍是相當大的。日本受原子彈襲擊后，傷員中70%有沖擊傷。在廣島原子彈襲擊后，早期死亡人員中，60%是因沖擊傷致死的。

核爆炸沖擊波，其正壓作用時間比較長，自0.3秒到2～3秒。這就使得沖擊波可以從各種孔口進入堅固防護工事的內部，破壞內部設施及殺傷內部人員。如何防止沖擊波從進風口、排風口、排煙孔、排水口、門等進入防護工程內部，即孔口防護問題，是防護工程設計研究人員十分重視的問題。

隨著核武器威力的增大，為了利用自然巖土的承載能力以增強其抗力，防護工程不斷往地下深入。北美防空司令部地下指揮所主體部分的自然防護層厚420米。近年來，民防工程引起世界各國的重視，歐洲流行“原子時代就是地下時代”“歐洲進入地下”等說法；瑞士掩蔽人數占總人口80%，防護工程深入地下。這就提出了激波在巖土介質中的傳播問題。

沖擊波防護涉及許多力學研究課題。關鍵問題包括：核爆炸沖擊波參數的計算問題；沖擊波遇到各種障礙物的反射、繞射等問題；地面建筑物和物體所受的動荷載問題；熱氣層對激波的影響；激波進入管道或坑道的傳播與衰減；波在巖土介質中的傳播；荷載與地下結構、介質的相互作用問題等。總之，很多問題亟待研究。

防護研究除涉及許多理論與計算問題外，必須重視試驗研究。1945—1972年，美國進行了大氣層核試驗193次，地下核試驗358次，水下核試驗5次。核試驗主要是為了研究核武器本身的技術問題；同時，也進行核武器效應的其他試驗，其中包括沖擊波防護的試驗。但由于核試驗場的條件、氣候影響各種殺傷因素對參試人員的限制，直接試驗并不能完全解決問題。為求試驗的經濟性、可靠性、重復性，人們研制了多種模擬爆炸沖擊波的室內試驗設備。

激波管技術早在19世紀80年代就有了；但用于抗爆的試驗研究，卻還是近幾十年的事。1953年瑞典首先建成直徑為1.0米，長11.5米的激波管。20世紀50年代末，美國海陸空三軍相繼建成各種類型的激波管，其中美海軍武器實驗室的大型錐形激波管最大，錐尖直徑0.4米，錐底直徑7.2米，全長736.4米。我國從20世紀60年代初將激波管用于抗爆研究。激波管能進行哪些沖擊波防護問題的試驗研究呢？

激波進入管道或坑道時，如果入射波方向與管道或坑道軸向的夾角不同，則在管道或坑道內所形成的新激波強度是不同的。激波在管道內傳播，由于附面層和膨脹波的影響，激波強度是衰減的；管道的斷面變化或軸線方向變化時，激波強度則可能減小也可能增大。如管道面積是縮小的，激波強度就增大；管道是彎曲的，激波傳播過程中發生反射，折射等，超壓值是增大的。管道幾何形狀引起的超壓值增大，總是小于激波正反射的超壓值。激波在非等截面或非直管中傳播，其波動圖像是比較復雜的；用波動理論進行計算，既復雜又無實際的必要。國內外所提出的經驗性、半經驗性的計算公式，主要是通過試驗總結出來的。美國空軍設計手冊明確指出，資料的主要來源是模型坑道體系激波管的研究。國內也進行過“幾種坑道出入口形式的試驗研究”“人防工事出入口壓力分布試驗”等，通過激波管試驗、獲得各種形式出入口的壓力分布以及門上壓力值。只要按照適當的相似條件進行模型設計，所得結果還是可供應用的，如能與核效應試驗相檢驗與修正，實際應用時就更可靠了。

結構物上的動荷載，不僅與入射激波的自由場參數（風速、壓力、方向等）有關，而且與結構物形狀、表面性質等有關。一般用動壓力乘以阻力系數來確定動荷載。但是，恒速風洞測得的阻力系數，不能直接用于抗爆的地面結構物，因為激波后的風速是瞬時變化的。自由場參數對阻力的影響是由雷諾數（ R）與馬赫數（ M）表示的。雷諾數表示氣流繞物體的活動形式：低雷諾數表示平滑層流；而高雷諾數時，結構物后面形成紊尾流，紊流邊界層將較小的阻力傳給目標。臨界雷諾數范圍內氣流不穩定，隨時間而發生變化。馬赫數可分為三個范圍：亞音速范圍大約 M<0.5，結構物周圍的氣流有亞音速的；跨音速范國大約為0.5< M<2，結構物周圍的氣流有亞音速和超音速的；超音速范圍為 M>2，結構物周圍的氣流都是超音速的。為了研究地面建筑物的動荷載，國內還利用抗爆激波管進行過地面建筑物破壞以及附建式人防工事頂板荷載的試驗，圓錐體的荷載分布試驗，地形對激波的影響等。

抗爆工程結構試驗的內容是比較多的，國內外都進行了不少試驗。總體可歸為兩大類，一類為防爆波設備，如防爆波活門，防護門，消波槽，過濾設備等；另一類為防護結構，多為淺埋的結構，如梁、拱、圓形結構等。防爆波設備的試驗，多數是通過試驗檢驗設備的強度以及防爆波性能是否符合設計的標準和要求等。防護結構試驗，由于相似條件難以完全滿足，往往只做小型試驗，用來檢驗理論計算方法，探索結構的動力效應規律。國內利用抗爆激波管進行了這兩類問題的許多試驗研究。淺埋結構小型試驗，要注意兩方面問題，第一是結構放置的位置，要保證壓縮波峰值通過結構稍后，即結構最大位移出現之前，箱體前璧反射波及箱體后壁稀疏波不能到達結構上；第二是結構變形參數的量測結果分析問題，對所有量測參數，同時作出記錄起始時標，以便讀出某一瞬時的各點參數值、分析的著重點是壓縮波最大峰值通過整個結構時，結構的反應情況，或者分析結構位移最大值出現的瞬時情況，不能進行全波形的分析，因為全波形包括了邊壁反射與稀疏的影響。為了研究箱體邊壁影響，曾對模擬箱體進行過空氣激波在箱體的波動圖像的光學攝影（暈光儀測量），試驗表明，滿足試驗要求的位置是可以選擇到的。有人對激波管能否進行淺埋結構試驗持懷疑態度，其根據是邊壁反射影響及全波形的分析。殊不知，激波管在氣動力學模型試驗，往往也是選用定常流那段時間做試驗的。對砂介質箱體調試表明，箱底的反射影響范圍不大，如采用消能墊，可以進一步減少箱底反射的影響。這就表明，激波管做淺埋小型結構試驗是可行的。

激波管產生的激波是一個強間斷面，具有突然加載的形式，加載速度很快，進行土壤的動力性能試驗是比較好的。為了提高壓力峰值，往往利用端面反射進行試驗。等截面激波管產生的激波是一維波，用圓柱形土壤接在管端進行試驗，只要注意消除邊壁摩擦的影響，是可以進行一維波在土中傳播的試驗研究的。國外進行土壤動力性能試驗和土中應力波傳播試驗，多數是在垂直激波管中進行的。

核武器出現之后，沖擊傷是防護醫學上的重要研究課題，國內外的資料表明，“沖擊傷”研究的致傷源大多數采用激波管。生物效應既可作定性觀察，又可作定量測量，進行沖擊傷的早期診斷、病理解剖和實驗治療等系統研究。室內試驗可以重復進行，便于觀察，參試人員不必采取防護措施就可以進行試驗研究工作，對系統研究規律性的東西是有利的。但是，必須與核效應試驗相結合，找出兩者的差異與相關因素，才能推斷室內試驗成果的相似性。

壓力傳感器的動態性能檢驗，主要包括壓力值的標定曲線、頻率特性、阻尼特性等。人們為了研究檢驗壓力傳感器的動態性能，研制了一些試驗設備，激波管是其中之一，而且是有效的。激波管可以產生強間斷面，這就保證了陡峻的壓力前沿，使信號具有階躍信號的特征，激波后有一定常流動區，往后為非定常流動，整個持續時間可達110ms。激波管產生的壓力波形，其頻帶是比較寬廣的。它是壓力傳感器動態性能檢驗的比較理想的設備。壓力值可以用激波馬赫數換算。激波速度的量測系統，配上高精度的瞬時值數字電壓表，是可以獲得比較可靠的壓力標定值。大量的壓力標定試驗表明，采用激波管進行超壓傳感器的標定，是準確可靠的，相對誤差在±2%以內。對動壓傳感器的性能檢驗問題，試驗表明，由傳感器的響應曲線，可以分析出繞射特性、阻尼特性、拖曳特性等。對動壓值的標定問題，由于在定常流動區內，接觸面前后氣流的速度是相同的，但密度不同，其動壓值也是不同的，呈階躍形。動壓的實驗值與理論值，在超壓值較大時，往往偏離。激波管作為動壓的標定設備，對其數值的換算與誤差分析等，尚需進一步研究。

綜上所述，激波管用途廣泛，是抗爆試驗研究不可缺少的設備。作為加載設備，技術上是比較成熟的。但是，如何應用這種設備，更有效地進行各種抗爆工程試驗，還需要進一步研究試驗理論與試驗技術問題。譬如，抗爆工程試驗的相似律問題；減少箱壁摩擦、箱壁反射的技術措施；大壓力標定的增壓措施及其誤差分析等。總之，任何一種試驗，必須根據試驗要求、設備性能進行試驗方案的設計。有時，還可能需要根據試驗要求對原有設備進行某些改進。試驗設備只能提供一定性能的試驗條件。如何利用這些條件來解決自己的研究問題，還必須研究相關的技術問題。

生物組織的材料力學特性與工程上常見的非生物組織有較大差別。因此，生物實驗研究用的激波管與工程用激波管相比，有一些特殊的要求。

利用激波管模擬產生爆炸波進行生物實驗時，要求追趕激波的第一道反射稀疏波抵達激波波陣面以后的波形是指數波，而不是“平臺波”。

值得注意的是，不同的火器（槍、炮）、爆炸種類（化爆、核爆）和爆炸當量，產生的波形不同，損傷情況也不一樣。例如，炮口激波對炮手聽器和非聽器的損傷作用、多次發射時的損傷累積效應、子彈在水中飛行時產生的激波對細胞代謝和形態的影響等，均和激波波形參數有直接關系。室內、坑道成掩體內的爆炸，或者裝甲車、軍艦等密閉或半密閉空間內的爆炸，產生的激波多次反射形成復雜波，所致傷情具有特殊性。

生物實驗時，動物置于激波管被驅動段管口的前方，利用流出管口后的激波致傷；同時，也要求避免激波管本身造成的某些不必要波形因素。這對研究各種爆炸波與生物損傷之間的關系是非常重要的。

在整體、器官、組織、細胞等水平研究激波的效應，需用全身暴露、局部暴露、在體或離體器官和組織灌注、細胞培養等精巧的實驗技術；血液氧和系統、恒溫裝置、呼吸道等要放在動物附近或穿經管壁與動物相連，并且不為管內激波破壞。

研究激波壓力-傷情關系，激波作用瞬間動物胸或腹腔容積的變化，膈肌運動，胸或腹壁對激波載荷響應的位移及其變化率，胸腹壁獲得的動量向深部器官和組織轉移，激波經組織和血管傳播時的時間差異，壓力波在血管系統內的向心性傳遞及波的干涉效應，電生理指標的測定及呼吸狀態的調控，應力波在不同組界面上的反射、傳遞在某些組織結構附近形成的應力集中或聚焦等，需將不同類型的傳感器置于激波管中，放在動物體表或體內，高速攝影機或高速X線攝影機要就近配置并記錄有關參數及其變化。要求激波管的設計能保證上述方法的實施，傳感器或測試儀器不受破壞。

激波管閉口使用時，可提高反射壓，但激波消失后的數秒至數分鐘內，管內的高壓環境可使動物窒息。從另一方面看，強激波作用引起動物急性死亡，主要原因是肺內氣體進入肺靜脈，導致冠狀動脈或腦動脈氣栓，如用高壓艙治療，可降低死亡率，激波管內的高壓環境也可能有治療和預防作用。這兩種情況均使致傷因素復雜化，增加分析實驗結果的難度，因為這在一般的爆炸中是不會出現的。

研究高空飛行員和潛水員水下作業時遇到的爆炸及損傷關系時，需降低或提高被驅動段的壓力。使動物在不同環境壓力下受激波作用，致傷后迅速地將環境壓降低或升高，并維持一定的時間。

因此，要求激波管管體密封性強，配備快速充壓和泄壓的設施，或能對實驗段進行快速密封隔離，以保證升壓和降壓的速度。

爆炸當量及動物與爆心的距離和傷情直接相關。當量小、距爆心近（即超壓峰值高、作用時間短），引起沖量型損傷，反之則為壓力型損傷。研究這兩種損傷的差異及其防護，要求激波管產生的激波超壓峰值和作用時間的范圍較寬。但當正壓時間超過5ms，一般不要求超壓峰值超過600kPa，因此時已達到常用實驗動物百分之百死亡的閾值。

化學爆炸時，產生大量的一氧化碳等毒性氣體，可使動物窒息、中毒或死亡，不利于探討某單一因素（如超壓）的致傷效應及其機制，進行劑量-效應研究、制定殺傷范圍或死亡率時，又要求激波管驅動源能產生炸藥或氣浪彈等爆炸的毒性環境。

按照驅動段、被驅動段的長度和內徑分類，生物激波管可分成大、中、小和微型；按照作用時間的長短分類，可分成長、中、短作用時間的激波管；按照超壓峰值的幅度分類，可分成高、中、低壓型激波管。但上述任意一種分類均不能全面概括生物激波管的特性，例如微型激波管可產生長達1秒的正壓作用時間。就目前文獻報道所知，僅美國和中國建成了生物激波管系列。

美國自20世紀50年代初開始，在新墨西哥城的Lovelace基地建造了直徑為0.31～1.83米的四臺多用激波管，歷時11年。利用近百種裝配方式對12種動物（包括鼠、兔、豬、犬、羊等），進行了上萬次實驗，研究了動物對激波載荷的耐受性和種屬相關性，并用外推法建立了人體損傷標準。

總長54.56m。驅動段內徑1.07m、長4.75m；在38m長的擴散段和2.74m長的錐形段后，連接有直徑1.83m、長9.14m的實驗段。末端用擋板密封，以行超壓致傷研究。

其結構特點是：①在錐形段表面，設置了7個方孔，面積共0.65m ²；②錐形段遠離驅動段；③下設輪軌系統，便于夾膜操作和管段互換。通過錐形段上的孔，可引導稀疏波，避免激波在擋板和錐形段之間發生多次反射，輪軌系統可調節動物所在的實驗段位置，這均可“修飾”波形以選擇所需的波形參數。

總長21.34m。驅動段長5.31m、直徑1.03m；近夾膜處，呈錐形，直徑變為0.61m。自夾膜處依次接擴散段（內徑0.61m，長9.14m）、錐形段（長 0.91m），同時內徑又增至1.03m；后接6.71m長的等截面實驗段；末端用擋板封閉，做超壓致傷研究。

其結構特點是：①驅動段末端為半球形，對反射稀疏波的形成不利，可延長激波正壓作用時間；②驅動段呈噴管狀，增大了驅動段內容積，但夾膜面積不大，可延長作用時間，并節省夾膜材料；③鄰近實驗段處的錐形段上均勻分布三個梯形孔，總面積為0.19m ²，可引入稀疏波，使“平臺形”激波迅速變成指數形的爆炸波，比在驅動段處接錐形段更能充分利用超壓峰值；這些孔還可起激波消失后的快速泄壓作用，也能使激波在末端擋板和錐形段之間多次反射時的幅度迅速降低；④錐形段是半球形，球面上反射的激波有聚焦作用、不致于又反射到9m遠處的動物身上，使作用在動物體表的激波波形更接近于單次爆炸波；⑤正壓作用時間可達400ms。

后來對此設備又作了改進。用長0.91m、直徑0.61m的管段作驅動段，以降低進入被驅動段內的氣體容積。原直徑1.03m、長5.31m的驅動段作儲氣瓶或真空瓶用，通過管道和閥與驅動段和被驅動段相通，可調節破膜前后的實驗段內壓力，模擬高空和水下爆炸時的環境壓力。數個動物籠直接安裝在被驅動段末端的擋板上。用此法證明，破膜前和/或破膜后提高管內壓力，持續1小時，可降低動物死亡率。

總長43.6m。驅動段內徑0.61m，長度于1.52～3.05m之間可調；前29.56m擴散段為圓形等截面，后接9.75m長的平底半圓形截面的管段，余下的4.27m恢復成圓截面。實驗段5.18m長，距夾膜處10.67m。實驗段管壁上安裝5個容積為 20.3cm×20.3cm×20.3cm的盒狀結構以放置小動物，通過向盒內放置不同大小和形態的充填塊，可改變盒內動物暴露的面積和高度，模擬激波對掩體中人員于各種暴露姿勢時的致傷條件。9.75m長平底管段內裝有5塊面積為43.18cm×43.18cm方形鋼板，以安放不同形狀的動物模型；如安放在背側，可研究繞流激波的致傷作用，模擬人員處于墻后時的受傷條件。

和“0.61m直徑激波管”相似。驅動段內徑0.61m、長0.76m，擴散段末端開口使用時，被驅動段長9.14m，閉口使用時為5.18m。在擴散段上可安裝通氣管道，增加或降低破膜前后的擴散段內壓力，模擬環境壓改變對傷情的影響（0.5～1.5個大氣壓）。

為產生不同波形、不同作用時間的激波，常常采用適當的變徑管進行多種組合，形成組合式激波管。其結構特征如下：

1.改變驅動段長度或在錐形段開孔，以獲取不同正壓時間的波形。

2.在夾膜處和/或擴散段中部，將法蘭對接的管段留有8～25cm的空隙，或將較細的上游管端直接置于下游較粗的管端附近，中間留有一定寬度的空隙，呈離斷式組合。上游來的“平臺型”激波到達空隙時，迅速稀疏成指數型爆炸波，到達動物后的擋板發生反射，流經這些空隙時，又稀疏一次，到達驅動段末端擋板反射回來后，流至這些空隙，再次發生稀疏，此時激波強度經三次稀疏后已銳減，動物受到的基本是單次指數波的作用。

擴散段用較細的管段，實驗段用較粗的鋼管，并在實驗段前的錐形段上開孔，以產生典型爆炸波的方法，或利用離斷式裝配以修飾波形的方法，均表明：擴散段的管徑可縮小、總長度可縮短、波形因素可明顯改善；方法簡單易行，在生物激波管的設計中值得借鑒。

3.移動擋板式裝配：用0.61m內徑的等截面激波管，在接近擴散段末端的管壁上，安裝動物盒，盒深約等于小動物胸腔橫徑。擴散段末端擋板可前后移動，改變作用在盒內動物體表上的激波入射和反射峰之間的時間差，模擬掩體、地堡內或與某固壁不同距離時人員受到激波作用的條件，探討這個時間差對傷情的影響。已證明：小動物受激波作用時，該時間差越大，耐受性越高。

4.為模擬Nevada核試驗場中單兵掩體內動物受到的激波作用時間，用長6.02m、最大內徑為1.03m、容積3.82m ³的丁烷氣罐作驅動段；該驅動段一端為半球形，一端為錐形，由兩個錐度相同的錐段串接而成，使內徑降為0.31m。在0.31m處或兩個錐段之間可夾膜。實驗段最大內徑1.03m、長約2m，內容積約1.1m ³，形狀是端頭為球面的圓柱體，在兩球端焊接直徑為0.31m的鋼管，一端用帶孔的鋼板封閉，孔的面積可變，另一端通過三通管（直徑0.31m）與驅動段呈線形或“T”形連接。三通管的三個臂的長度均可調節。實驗段設內置球面形擋板，移動時可改交氣流的速度與方向，動物置于擋板的球凹內。根據三通管的臂長、總開孔面積、移動式擋板的位置，可調節作用在動物體表上的激波超壓峰值、壓力上升和下降的速率；可使壓力在10～155ms內升至690～1 380kPa，正壓時間可達5～20s，能模擬千萬噸當量的核爆激波正壓時間。

上述激波管均用壓縮空氣驅動，用聚酯軟片做夾膜，采用充氣破膜或槍擊破膜方式。

Clemedson等研究兔肺順應性的變化時，用變截面激波管進行實驗。動物位于實驗段（內徑2.3m、長12m）末端，緊靠末端擋板；爆炸段內徑0.7m、長4m，后接細排氣管和消音器。改變排氣管開口面積，可調節反射壓的幅度和作用時間；炸藥置于2m長的錐形段之間，可模擬7～30g TNT爆炸，超壓峰值和正壓時間分別可達360kPa和15ms。

Read等報道了總長 72.5m、實驗段內徑達4.9m的近錐形激波管，可模擬20噸TNT爆炸的超壓峰值和作用時間，波形與真實化爆很相似。Phillips等用長36.6m，內徑3.0m的火藥驅動的激波管做了綿羊穿防彈衣時的壓力-傷情試驗，動物靠擋板，另一端開口，超壓峰值420kPa。

近年來，研究局部激波暴露-傷情關系和局部沖擊載荷-撞擊傷關系時，常用微型激波管。車禍時，常發生局部鈍性撞擊傷。Yen等研究肺對沖擊載荷的響應時，制造了微型激波管。驅動段內徑2.5cm，用壓縮空氣驅動，用紙做夾膜，充壓207～276kPa，氣動針刺破膜。

Jaffin等研究局部沖擊傷時，設計了類似的微型激波發生器。驅動段容積 150ml，承壓10～25MPa，用一片或數片0.36mm厚鋁箔作夾膜，自然充氣破膜。動物置于被驅動段管口前方，調節動物與管口的距離，可改變激波強度，作用時間均為340μs，用高速X線攝影法觀察到了激波在動物體表形成的馬赫板（Mach disc）及高速氣流的撞擊現象。特點是可在直視狀態下測定動物的心電圖變化；在驅動段末端可接高壓軟管，在軟管的另一端設置夾膜段，以調控激波的作用方向。

上述激波管產生的波形均不光滑。有人用泄壓原理，研制了波形規劃、呈指數衰減、作用時間長達1秒的泄壓式微型激波管。動物置于擴散段末端，使用帶泄壓孔的擋板將末端封閉。用延時器控制泄壓孔的開放面積和速率。破膜后，當激波到達動物時，泄壓孔打開。因被驅動段很短，激波消失后，高壓氣體充盈于整個管道中，形成高壓環境，使泄壓孔開啟面積呈指數微型加大，管內壓力呈指數型下降；調節泄壓孔的放氣速度，改變壓力波形下降沿的曲率，可使正壓作用時間長達1秒，相當于萬噸級核爆的時間。在激波管兩端放置松軟不平的吸波物質，以免反射波和稀疏波影響波曲線的光滑，得到的指數波形甚佳。

激波管激波的生物效應與化爆或核爆相似。用激波管開展沖擊傷研究時，有若干優點。

1.可經濟地得到長作用時間的激波，易于模擬和重復某些波形，這是生物實驗大樣本統計資料的基本要求。

2.記錄動物體內生理變化的儀器以及特殊的直視或X線攝影裝置，可接近激波管，在致傷瞬間或傷后早期有可能進行在化爆現場難以做到甚至不可能做到的各種功能和動力學測量，且結果穩定、重復性佳。

3.改變激波管的裝配方法可改變波形參數，并可通過適當的辦法對波形進行修飾。

4.動物傷情重復性較好，可同時進行多種指標檢測。

5.實驗可在室內或實驗室附近開展，避免化爆時的長途奔波，節省人力和財力，實驗程序和結果不受外界氣候條件的影響。

大型化爆或核爆時，負壓時間遠大于正壓時間，可達2～10倍；有研究指出，負壓對傷情也有影響。在激波管中，負壓幅度和時間取決于反射稀疏波尾氣體壓力是否低于被驅動段內初始時刻的壓力。與初始時刻的壓力相比，稀疏波尾的氣體壓力越低、持續時間越長，則負壓時間越長、負壓值越大。但目前圓柱形激波管的工作原理及其結構，均不能產生強大的稀疏波，負壓參數不能達到上述標準。也許探討產生長負壓時間的激波管工作原理和結構設計本身，就是一個新的課題。

化爆或核爆時，波形遠不如激波管激波波形光滑和規則。有人推測，肺損傷是由于爆炸波的低頻成分接近肺的固有頻率造成的，激波管波形不存在爆炸波的大量諧頻成分，對傷情可能有一定影響；同一化爆條件下，受氣候、地形、建筑物、防護狀態、體位等影響，波形因素和傷情的差異均較大。有限數量的激波管，不可能完全模擬這些條件。

進行劑量-效應關系研究，炸藥量的選擇范圍相當寬（1克至2 000噸）。還常將一些胸腹模型或假人等置于實驗場中，研究密閉環境中復合激波的生物效應；常選用坑道、裝甲車等，探討爆炸波動壓作用對沖擊傷繼發效應和第三效應等的影響。全面模擬上述情況，對任何實驗室來說，均有相當的難度，甚至是不可能的。

從上述意義講，生物激波管不可能完全代替化爆或核爆實驗。

一臺定型的激波管，模擬爆炸波的能力很有限，需建造激波管系列及高壓氣源等配套系統，才能滿足一般的實驗要求。這使得沖擊傷研究不易在一般的實驗室開展，也使一次性實驗投資較大。從設計、制造、安裝、調試至投入使用，往往需數年的時間才能完成。對于時間要求較緊的課題，當然不如選擇化爆。對定型的激波管，模擬化爆的范圍有限，不可能廣泛應用；但某一具體的生物實驗課題的周期并不長，使設備閑置。這均使激波管的利用率不高。

用壓縮空氣驅動的激波管，常備高壓儲氣設施，至少在某具體實驗的整個周期中是如此，激波管往往設置在實驗室內或附近，對工作人員和環境均有一定的危險性。和開闊地化爆時人員遠離現場的情況不同，用炸藥或壓縮空氣驅動的激波管，會產生較大的震動和百余分貝以上的噪聲。閉口使用時，不便設置消音系統，對操作和測試人員及附近環境有一定的危害。

1983年下半年，第三軍醫大學野戰外科研究所在中國科學院力學研究所的協助下開始建造一臺供動物沖擊傷試驗用激波管。該激波管的技術參數要求為：試驗區內徑1m，超壓2kg/cm ²，正壓作用時間大于20ms。波前沿陡峭，峰值處無平臺，波形規整。除技術要求外，著重提出要造價低廉。

考慮到爆炸效應不僅正壓區有作用，尤其是對生物沖擊傷試驗，負壓區作用更不應忽略。因此，除前述要求外，加上模擬負壓區要求。

要全部滿足上述各種要求，仿造任何一種現有設備都是難以辦到的。必須在工作原理上創新，以求研制出一種結構簡單、技術要求低而性能良好的新設備。

20世紀60年代美國海軍武器實驗室建成的巨型錐形激波管，可能是最早全面模擬爆炸波及波后氣流的設備。它是將空間爆炸切出一小塊，除了管壁摩擦和管尾反射波影響外，實質上是一種現場試驗。由于錐形管制造工藝困難加上結構龐大，造價昂貴，難以推廣采用。20世紀70年代，德法兩國對錐形激波管采取了兩點改進：一是將被驅動段由錐形改為圓管；二是將錐形驅動段近似簡化為階梯管，再簡化為多根長度不同的圓管。這些改進，使得制造工藝簡化了，但后一改變引起同步破膜困難和波形起伏。具有錐形驅動段的激波管是當破膜形成激波時，驅動段錐形壁面形成的連續稀疏波立刻趕上激波，激波強度（密度）逐漸衰減，波后氣流壓力亦逐漸下降。形成爆炸波壓力波形。

對于普通等截面激波管，只要被驅動段與驅動段長度比達到某定值，則在驅動段末端反射回的稀疏波將趕上激波。在該截面以后的流動與錐形驅動段激波管流動相同，同樣可產生爆炸波壓力波形。在稀疏波剛趕上激波處，超壓峰值最高。由于該處距夾膜處有相當距離，因而具有一定正壓區時間。錐形驅動段激波管最高超壓峰值在夾膜處附近，正壓作用時間短。試驗區在下游，正壓作用時間可延長，但不能充分使用最大峰壓。

當反射稀疏波尾的氣體壓力低于被驅動段初始壓力，就能形成負壓區。

爆炸波波形參數超壓峰值（Δ P ₊）、負壓最大值（Δ P _-）、驅動氣體驅動壓力（ P ₄）、反射稀疏波趕上激波處的被驅動段無量綱長度、正壓作用時間（ T ₊），可由激波管理論公式求出。由于計算復雜，不再贅述。

已建成的爆炸效應試驗激波管，多數采用炸藥或火藥燃氣驅動，少數采用壓縮空氣。炸藥燃氣聲速高，容易獲得強爆炸波或高峰值壓力。缺點是燃氣為缺氧可燃氣，與大氣接觸將再燃燒。在分界面燃燒將干擾流場，在出口燃燒將增高噪聲。對于生物實驗還將造成燒傷和窒息。壓縮空氣由于聲速低，適用于產生低中等超壓。此外，在其他條件相同時，正壓作用時間較長。根據本設備要求，決定選用壓縮空氣驅動。

當爆炸波傳到激波管末端出口處，產生的反射波傳回試驗區將干擾壓力波形。其次，強度較高的爆炸波傳出管外，對周圍建筑可能造成破壞并影響環境。為此，需要采取消波措施。

第一種方案為末端出口處消波。根據不定常波傳播特性，波在封閉端反射同類波：壓縮波或稀疏波在開口端反射異類波。若出口處適當收縮則可減弱甚至消除反射波。這種消波方案主要功能在于降低反射波對試驗區的不利影響。由于出口沖擊力巨大，端部反射器結構笨重，難以調節。當試驗參數改變時，消波效果差別較大。

第二種方案為多層孔板消波。激波或爆炸波在其中傳播引起的反射與渦干擾，動能將逐漸轉變為熱能。這種消波方案對強波的衰減很有效，對弱波的作用差。考慮到不便于放置試驗動物，未采用這種方案。

第三種是開孔管消波。激波或爆炸波通過開孔管時，部分氣體向側向泄放，波強度因而逐漸衰減。衰減到允許值后，從末端排出。本設備采用這種方案，消波效果良好，但消聲效果不滿意。在考慮方案時，可能未考慮近距離內有居民區，未著重解決消聲問題。

當激波管工作時，后坐力很大。若將管體固定在地基上，則基礎混凝土用量將很大。本設備采用活動安裝。由于采用開口管和設計中盡量增加質量，使得每次試驗移動距離不大。多次試驗后調整一次即可。

大口徑等截面管的膜片口徑大，夾膜機尺寸亦大。夾膜機尺寸愈大造價愈高。為求節約，縮小驅動段內徑。根據現有材料，選定內徑為346mm。驅動段內徑縮小，同樣驅動壓力條件下，產生的激波強度下降。按已配氣源可滿足要求。而造價及試驗費可降低。此外，低強度試驗時，變截面的負壓值加大。

第三軍醫大學（現陸軍軍醫大學）王正國等在1985～1988年間，先后研制成國內唯一用于沖擊傷研究的大、中、小（微）系列生物激波管。大量動物實驗表明，此套裝置可使羊、狗、兔、豚鼠、大鼠等動物造成從輕傷至現場死亡的不同程度損傷，并可根據需要造成眼球等局部損傷，因而能較好地滿足沖擊傷實驗研究的需要。現將有關研制和應用情況敘述如下。

激波管全長39.0m，由驅動段、擴張段、過渡段、試驗段、消波段及附屬設備、空氣壓縮機、高壓氣罐等組成，采用雙夾膜結構。驅動段長1.41m、內徑均為0.348m，擴張段長1.0m、內徑0.348～1m，過渡段和試驗段長24.0m，消波段長11m、內徑均為1m。實測結果顯示：試驗段末端開口時，試驗段超壓達0.219MPa，正壓作用時間為 32.7ms，負壓為0.9MPa；試驗段末端封閉時，試驗段超壓可達0.63MPa，正壓作用時間24.5ms，因而可模擬幾十千克至6 000千克TNT炸藥空爆時的爆炸波。

設計原理：利用驅動端末端擋板的反射稀疏波，使稀疏波和激波在管道中同向運行；當稀疏波趕上激波時，激波壓力迅速下降；稀疏波尾壓力低于大氣壓時，則可得到負壓相；據此，可模擬出既有正壓又有負壓的爆炸波。此外，利用活動擋板調節驅動段的長度或改變驅動段內壓力，可調節試驗段的超壓和負壓峰值以及相應的作用時間，從而達到實驗參數可控的目的。采用壓縮空氣（而不是炸藥）驅動，可避免生物中毒。用純鋁作膜片，采用雙膜階梯充壓式破膜法，可精確控制破膜壓力和避免碎片造成動物破片傷。實驗段末端設計有活動擋板，可以模擬開闊地或有限空間內爆炸的兩種致傷條件。

驅動段有五種基本裝配型，內徑分別為 77mm、100mm、200mm、350mm和600mm，可分別模擬高原爆炸波、水下爆炸波、爆炸性減壓、高速氣流撞擊效應等；超壓值和正壓作用時間分別為2.52～650kPa和0.2～2 000ms，能以±1dB和±1ms為步長改變致傷條件。

設計原理：驅動段內的稀疏波可趕上激波，這是模擬萬噸級核爆炸波正壓作用時間的前提條件。驅動段采用串接組合方式，可得到12種不同長度，從而提高模擬爆炸波的能力和范圍。利用激波在截面變化處的錐形段和末端擋板間的距離，可得到不同的入射波與反射波間的時間差。為模擬離某一反射壁不同距離時人體受兩次爆炸波作用的條件，此設備為密封式設計：A艙和B艙上裝有負壓，正壓調控器和供水供氣系統，可在破膜前將艙內壓力維持在低氣壓水平以模擬高原作戰或高空氣行時的爆炸條件。若維持在高壓環境或采用充水加壓方法，則可模擬潛水員水下作業時遇到爆炸波作用的條件。致傷后，利用A艙或B艙可迅速將動物艙內恢復到致傷前水平，以提高模擬的真實性。驅動段末端為半球形盲端，可使稀疏波不能同步反射，從而在較短的設備上得到作用時間長達100ms的爆炸波波形。若置于試驗段末端，則可研究聚焦激波的作用，并提高致傷強度。

激波管全長0.5m，設計承壓68.6MPa，試驗段有9個截面（內徑2～10mm），超壓峰值和正壓作用時間分別為26.8～477.0kPa和0.062～16.8ms。該裝置用于產生點源性爆炸波，允許定距離、定面積和定位的爆炸波暴露。

設計原理：利用激波傳播至管口后在空氣中迅速稀疏而獲得爆炸波；為提高生成不同強度爆炸波的能力，可采用鋼質充填塊改變驅動段容積或壓力；通過調節管口與布放動物間的距離，改變動物所受的爆炸波強度。此外，通過防護罩上開孔直徑，可以作定部位、定面積的局部沖擊傷研究；萬向管架可改變激波方向，以便于實驗操作。該設備允許使用壓力、加速度和位移等傳感器，以記錄爆炸波作用瞬間生物體內的動態響應。

系列生物激波管建成以來，先后應用1459只動物（大鼠757只、豚鼠105只、家兔 335只、犬240只、羊22只）進行全身或局部（眼、耳、頭、胸、腹）沖擊傷實驗。結果顯示：此套設備可造成自聽器官輕度傷至立即死亡的各種程度的沖擊傷；擋板閉合時，可作超壓致傷實驗；開口時，可作超壓和動壓共同致傷實驗。現將部分動物實驗資料報告如下。

用成年雄性雜種狗 52 只，體重（12.3±1.8）kg，BST-Ⅰ型激波管致傷。52只動物中，7只于傷后5分鐘內死亡；其中，4只死于嚴重肺出血和水腫，2只死于肝脾破裂引起的內出血，1只死于冠狀動脈氣栓。

用家兔50只，分為5組，每組10只。第1、3組動物用繃帶環繞其胸廓，使沖擊波作用后胸廓擴張受限，以達到減輕肺損傷的防護目的。第2、4組動物為致傷對照，而第5組為正常對照。結果顯示：用繃帶包繞的第1、3組動物，其肺出血面積明顯小于無繃帶包繞的第2、4組動物（ P<0.05）。

將60只家兔置于距管口4cm和2cm處，分別正向和側向暴露兔眼；超壓峰值分別為（477.0±42.4）kPa和（236.7±22.0）kPa、正壓作用時間分別為（8.2±0.3）ms和（0.062±0.23）ms，致傷后傷眼有瞳孔縮小（占97.5%），眼壓升高（占80%），健側眼分別為22.5%和35%，兩眼差別顯著（ P<0.05）。病理檢查見傷眼有角膜、晶體、視網膜及眼球血管膜損傷。嚴重者可發生眼球破裂、視路斷離，甚至眼球被擊出體外。值得注意的是，有的傷眼角膜和前房無明顯改變，但卻發生了晶體和視網膜損傷。

實驗動物為50只大鼠、體重為（234±25）g；均分為 5組，第1和第 3組為胸部致傷組，第2、4組為腹部致傷組，第5組為對照組。第1、2組的暴露距離為15mm，而第3、4組的暴露距離為135mm。結果表明：胸部暴露時，僅出現胸部損傷（肺出血），腹部無臟器損傷；而腹部暴露時，胸腹部臟器均有損傷，這可能是由于腹部受壓時膈肌突然上頂所致。

為進行沖擊傷的實驗研究，以往多用炸藥爆炸法給動物致傷。此種方法雖接近真實情況，但很難得到準確的測試數據，也很難在現場對動物進行早期功能等檢查。傷情不夠穩定，重復性差；而采用激波管致傷，則能較好地克服上述缺點。

美國和瑞典曾于20世紀50年代研制了實驗室用小型生物激波管，內徑0.1m、長1m至數米，分為驅動段和試驗段兩部分；中間用膠片隔開。用此裝置進行了壓力值與小鼠死亡率關系等研究。

20世紀60年代后，美國Richmond等先后研制5種大型或中型的生物激波管。并用此裝置系統研究了不同壓力峰值、不同正壓作用時間條件下，不同動物的致傷或致死效應，進而將其結果推論到人體。

1987年，美國Jaffin等設計了一種微型激波發生器。其驅動段容積15ml，承壓10～25MPa。用一片或數片0.36mm厚鋁箔作膜片，自然充氣破膜。用此裝置可作小動物實驗。

第三軍醫大學王正國等研制的激波管在前人工作的基礎上又有所改進，主要創新點是：①同一實驗室內有大、中、小三型，基本上做到了系列化。②由于設計原理新穎（如BST-Ⅰ型利用驅動段末端擋板的反射稀疏波追趕激波，當稀疏波尾壓力低于大氣壓時，則可得到負壓波），可得到典型的爆炸波形。國外的生物激波管多不能產生典型的負壓波，因而模擬的程度較差。③采用雙夾膜結構，可更好地調控壓力。④BST-Ⅰ型為多功能組合式，可分別模擬高原環境下的爆炸波、水下爆炸波、爆炸性減壓、高速氣流撞擊效應等。⑤由于裝置配套，故實驗范圍廣；既可造成大小動物（羊、犬、兔、鼠等）的全身損傷，也可造成局部損傷；既可造成超壓傷，也可造成超壓和動壓共同作用的損傷；既可造成輕傷，也可造成致死性損傷。基于以上情況，可以認為：上述系列化生物激波管是先進的，能較好地滿足沖擊傷實驗研究的需要，并使其達到更高的水平。

大約自1950年開始，激波管已被發展成為有很多用途的試驗工具之一。已經成為研究空氣動力學、超高音速空氣動力學、化學動力學、物理力學（尤其是高溫物理）、爆炸力學、凝結效應、化學流體力學、電磁流體力學、低溫力學、天文物理學等有關學科的基礎理論和應用研究的有效工具，深受航空、宇宙航行、物理、化學、天文、爆破、防護工程、環境保護（指噪聲和污染）、計量等部門的歡迎。同時，由于造價和投資低，深受高等院校、研究所等部門歡迎。但對我國來說，在這方面還是一個薄弱環節，必須大力加以扶持和加強。

生物激波管是指專門或主要用于生物實驗的激波管。此種裝置所產生的激波，可模擬核爆炸或炸藥爆炸時產生的爆炸波。第三軍醫大學生物激波管實驗室，已建成生物激波管系列，利用近百種組合方式，對大鼠、豚鼠、家兔、狗和綿羊進行了千余次模擬爆炸實驗。結果表明，激波管的類型和性能已經能基本滿足生物研究的需要，有力推動激波動力學的學科發展及與其他學科的交叉融合。

值得注意的是，用激波管研究爆炸沖擊波的損傷效應，在國外已有近40年的歷史，但在國內還屬一條新路，尚有理論上和實踐上的經驗要總結。進一步探討生物研究用激波管的理論和設計方面的特點，對沖擊傷研究非常重要，對加強力學、生物力學、生物醫學及其他學科的互相聯系和滲透，亦會起推動作用。

1.王正國.沖擊傷.北京：人民軍醫出版社，1983：40-93.

2.王正國.系列生物激波管的研制及應用.爆炸與沖擊，1993，13（1）：77-83.

3.俞鴻儒.氫氧燃燒及爆轟驅動激波管.力學學報，1999，31（4）：389-397.

4.韓惠霖.激波管的發展與應用.浙江大學學報，1980，（3）：717-188.

5.STEWART JB，PECORA C.Explosively driven air blast in a conical shock tube.Rev Sci Instrum，2015，86（3）：351-358.

6.LYNCH PT，TROY TP，AHMED M，et al.Probing combustion chemistry in a miniature shock tube with synchrotron VUV photo ionization mass spectrometry.Anal Chem，2015，87（4）：2345-2352.

7.LUO X，SI T，YANG J，et al.A cylindrical converging shock tube for shock-interface studies.Rev Sci Instrum，2014，85（1）：151-157.