前哨站|天龙三号爆炸威力相当于两枚美军“炸弹之母”?
核心提要
1. 天龙三号性能对标马斯克的猎鹰9号火箭,故推测爆炸时携带的燃料总重应当不少于300吨,当量相当于20吨TNT,威力相当于40枚美军“战斧”巡航导弹或2枚GBU-43B“炸弹之母”。
2. 此次天龙三号爆炸事故并非个例,猎鹰9号曾在静点试验时,因冷氦压力容器断裂发生爆炸。媒体报道猎鹰9号爆炸时满载燃料近500吨,这跟本次天龙三号事故很像。值得注意的是,此次天龙三号爆炸距离居民区只有3公里,但凡出现意外,后果不堪设想。
文|凤凰网军事特约作者 柯镇武
天龙三号火箭在河南巩义失事,火光冲天的爆炸场面让许多人目瞪口呆,那么这次爆炸的威力究竟有多大?相当于何种武器?
6月30日,天龙三号火箭一子级发动机试车时在河南巩义近郊意外爆炸
前哨站|天龙三号爆炸威力相当于两枚美军“炸弹之母”?
20吨TNT的爆炸当量是什么概念?
首先,计算火箭的爆炸威力并不荒唐,美国的NASA也这样干过,因为成百上千吨航空燃料瞬时爆燃,威力确实惊人。
上世纪60年代,美苏竞相发展重型火箭,由于技术不成熟,美国人担心满载燃料的土星5号火箭在发射时自爆,于是估算了火箭的爆炸当量:约600吨TNT,这是广岛原子弹的1/26。
图为美国土星5号重型运载火箭,承担过阿波罗登月任务,1973年后停飞。
那此次出事的天龙三号火箭一子级威力如何?它的实际爆炸当量应该在20吨TNT以上,至于怎么算的我们最后再说。
爆炸当量20吨TNT是个什么水平?几乎没有常规武器具备这样的爆炸威力。
20吨TNT非常夸张,耳熟能详的战斧式巡航导弹当量为0.5吨,而美军威力最大的常规武器--“炸弹之母”GBU-43B,当量也不过11吨。河南巩义薛庄村附近的这次爆炸,相当于40枚战斧或2枚“炸弹之母”。
图为美军“炸弹之母”GBU-43B航弹
那么有没有单发当量接近巩义事故火箭的武器?如果把视野拓宽至战术核武器领域,确实存在旗鼓相当的类比对象--美军W54战术核火箭。这是美军威力最小的核武器,没有投入过实战,但试验当量达到过22吨TNT。
天龙三号一子级火箭20吨TNT的爆炸当量是否禁得起质疑?其计算数据主要来自火箭推进剂液氧煤油的重量,该火箭当时携带的燃料总重应当不少于300吨。
天龙科技公司并没有公布具体的燃料重量,但是可以根据马斯克的猎鹰9号火箭加以推测,因为猎鹰9号与天龙三号火箭实在太像了,天兵科技自己也是这样宣传的。
图为美国民营航天公司SpaceX发射猎鹰9号火箭
猎鹰9号和天龙三号都是使用液氧煤油的两级液体运载火箭,推进器数量都是9个;起飞推力都是770吨;猎鹰9号高70米,天龙三号高71米;猎鹰9号直径3.7米,天龙三号直径3.8米,天龙三号未来要承担的任务跟猎鹰9号也很像:投放类似星链的低轨通信卫星。
图为天龙三号火箭参数
判断爆炸时燃料总重不少于300吨的依据主要有以下原因:
首先,猎鹰9号的一级部分能够满载燃料约400吨,鉴于这两款火箭高度相似的技术参数,出事的天龙三号一子级如果满载,重量应该差不多。
图为美国猎鹰9号火箭参数
其次,昨天的试验,天龙三号一子级大概率是燃料满载状态。天兵科技在介绍此前的静态点火试验时,提到试验累计时长超过200s,覆盖天龙三号火箭的飞行要求。
图为此前关于天龙三号发动机试车报道
前哨站|天龙三号爆炸威力相当于两枚美军“炸弹之母”?
天龙三号事故并非个例
猎鹰9号的静态点火试验也出过事,2016年9月1日,因为冷氦压力容器断裂,猎鹰9号在静点试验时爆炸,媒体报道爆炸时满载燃料近500吨,5公里外有震感,这跟本次天龙三号事故很像,有直线距离5公里开外的居民家中玻璃被震碎。
但有两点需要注意,从视频上看,天龙三号一子级升空持续了十几秒,这个过程会消耗燃料,此外,烟雾还未消散,火箭便已升空,说明脱离试车台前,天龙三号一子级的燃料损失应该没有多少。
天龙三号一子级意外升空
判断剩余燃料重量的第三点依据来自猎鹰9号的能耗。根据SpaceX的数据,猎鹰9号一子级飞行时长162秒,满载燃料400吨,可知每秒消耗约2.5吨。事故中,天龙三号发动机工作时间按20秒计算,消耗燃料约50吨,所以爆炸时预计剩余推进剂350吨。
那么350吨液氧煤油的爆炸威力有多大?液氧煤油本身技术成熟历史悠久,根据前述NASA上世纪60年代的研究,土星5号火箭一子级能够满载约2000吨液氧煤油,爆炸当量约为222吨TNT。
红框内为上世纪60年代NASA计算土星5号火箭爆炸威力的学术论文
如果燃料重量和爆炸威力的关系是线性的,天龙三号一子级350吨液氧燃油的爆炸威力约为38吨TNT,根据NASA的测算,液体燃料火箭爆炸时很多燃料会飞溅出去,只有约60%的燃料参与爆炸反应,所以天龙三号一子级最终的实际爆炸当量约为20吨TNT。
图为天龙三号一子级特写
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