(印度液氧煤油发动机试验台,试验场地设施并不算落后)

新世纪全球运载火箭发展趋势就是重复使用,印度也不例外。印度空间研究组织(ISRO)的液体推进技术研究中心 (LPSC)对外透露,他们正在研制100吨级液氧甲烷火箭发动机,这种发动机将会用于印度未来的可重复使用运载火箭。

按照LPSC的说法,印度100吨级液氧甲烷发动机现在处于前期技术攻关状态,目前现在研制20吨级发动机,起步相对顺利,为将来发展全尺寸发动机打下不错的基础。

(印度航天发动机研制与测试基地全景)

目前美国太空探索公司的星舰,使用猛禽甲烷发动机,单台推力250吨级。印度这次虽然明显参照了星舰的相关发展路线,但指标一开始并未定的过高,而且印度这次起步也没盲目蛮干,而是先用20吨级原型机进行初期技术摸索。相对此前那些太空计划,印方这个新项目可以说已经非常的务实。那么在复用火箭这个新领域,印度有望借新技术实现弯道超车吗?

(虽然方向与美国星舰相似,但印度这次的指标没有盲目定的很高)

【全球都在紧盯甲烷复用火箭】

液氧甲烷火箭发动机优点就是比冲高、低成本、无污染、低积碳等,特别适合复用火箭使用。全球航天界普遍认为液氧甲烷发动机,应该是未来航天动力发展方向之一。

对于印度航天业来说,也一直在利用自己的有利的国际环境,积极进军国际航天发射市场,并且取得了一定的成绩。

(2023年5月,印度SCE-200半低温发动机关键部件通过测试)

近些年印度在国际航天发射市场,受到美国太空探索公司的挤压。目前印度还能凭借非常低的人工成本,以较低的发射报价勉强维持,但是从长远来看,迟早要被太空探索公司击垮。因此印度航天也开始有危机意识,希望发展自己的重复使用运载火箭,避免在未来被淘汰。

(印度GSLV Mk III火箭,曾一次将英国公司的36颗卫星成功送入轨道)

【印度航天,靠外援】

火箭发动机是印度航天业的薄弱环节,印度几型主力发动机都是从国外引进的,例如现役主力火箭发动机VIKAS是从法国引进的上一代织女星-2火箭发动机,只能使用偏二甲基肼作为燃料。后来,印度第二型主要发动机CE-20液氧/液氢发动机技术来自俄罗斯RD-56M,印度已经成功将其进行了国产化。

(印度成功将俄罗斯发动机国产化)

对于印度来说,自主研制更大更强的火箭发动机一直是梦想,曾规划了新一代火箭发动机SCE-200液氧/煤油发动机项目。SCE-200起飞推力大约200吨,推力范围为60-105%。按照计划,SCE-200应该在2017年之前完成研制,因为实力问题拖延至今才有些眉目。

印度也知道自己实力有限,于是找到了乌克兰南方设计局,由后者提供技术方案,印度提供资金,联合研制SCE-200,乌克兰南方设计局赋予它的编号是RD-810。

(印度目前的主力火箭是GSLV,但印度还有更大的航天梦想)

按照印度设想SCE-200是他们统一运载火箭(ULV)的发动机,以改变印度运载火箭低水平重复建设的问题、UVL芯一级将会采用SCE-200作为发动机,其他低温上面级和固体火箭发动机助推器均来自GSLV MK3。ULV项目还分成HLV等不同的具体子型号。

ULV在最强配置情况下,近地轨道运载能力为15吨,同步轨道接近7吨,而GSLV MK3的数据分别是8吨和4吨,应该说这个指标可以满足印度未来一段时间的航天活动要求。当然,这个指标与航天大国相比,还是差距巨大,比如中国的长征5近地轨道运载能力为25吨,同步轨道则超过10吨。

(印度中国日本三款较新的火箭,近地轨道运力分别是8吨、25吨、16吨,差别不小)

【弯道超车,也需先补上功课】

从整体上来讲,印度航天业一直受到本国落后的经济、技术水平制约,薄弱的工业基础也难以为印度航天业提供强有力的支持。尽管印度国际环境比较有利,可以从国外引进一些比较先进的技术,但是关键技术不是花钱就能轻易买到的,能买到的技术多数都不是最先进的。

(印度航天,目前主要还是依赖国外技术,国内自己能撑起的部分还不够多)

另外对外技术合作风险也比较大,受到政治及其他因素影响。SCE-200是印度和乌克兰联合研制的项目,现在乌克兰战争还在激烈进行之中,乌克兰南方设计局很难按照时完成SCE-200的研发,印度ULV运载火箭首飞很大可能要推迟到2030年之后。

(ULV项目里的HLV火箭有多个型号,但是乌克兰现在自顾不暇)

复用火箭这个新领域的诞生,确实对所有国家来说都是个重要的机会,也容易借此新技术打破旧国际市场体系实现弯道超车。但弯道超车的前提,也是需要有辆差不多的“车”才行。印度航天目前国产化率还不够,技术水平也不足,若是完全依赖国外技术风险较大。若是想靠自己研发,那还有很多欠下功课要补。

对于印度来说,当今之计还是沉下心来,从最基础做起,一步一个脚印,争取尽快彻底搞明白火箭发动机研制的全套技术与过程,即使早期可能不成功,也会为以后发展积累经验,否则好高骛远只会永远跟在别人后面。

(目前中国甲烷发动机百花争艳,国家队与民企都在研制,靠的正是技术自主与工业基础)

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王亚男航空说

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《航空知识》主编,中国科协航空科技文化普及首席科学传播专家,中国航空学会科普工作委员会委员,知名科普专家,优质军事领域创作者
《航空知识》主编,中国科协航空科技文化普及首席科学传播专家,中国航空学会科普工作委员会委员,知名科普专家,优质军事领域创作者, 乘风计划作者,优质军事领域创作者,活力创作者
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