印度新火箭达到什么水平?中国航天后有追兵!

印度研发了GSLV-Mk3新型火箭,在2014年进行了首次亚轨道试验飞行,并取得成功,又于2017年6月5日首飞成功。就在不到一个月以后的7月2日,我国的长征五号遥二火箭却发射失败了。两个国家都新研发了本国最大推力的火箭,而且都处于开始的试飞阶段。现在拿过来比一下。

印度新火箭达到什么水平?中国航天后有追兵!

很多网友会说,阿三的新闻应该去娱乐版,或者说阿三的大火箭只能跟长征三号去比,不能用长五去比。不管怎样,两种火箭还是有些相似的地方的,下面分析一下。

一、大体型,小推力

我们来看一下这款火箭的参数:

GSLV-Mk3

长征五号

长征五号乙

身高(米)

42.4

57

53.66

体重(吨)

640

878.566

837.5

芯级直径(米)

4

5

5

助推器

固体助推

液体助推

液体助推

LEO推力(吨)

10

25

GTO推力(吨)

4

14

芯一级发动机

Vikas

2台YF-77

2台YF-77

芯二级发动机

CE-20

2台YF-75D

GSLV-Mk3火箭参数一公布,很多国人就笑了,这叫什么?看着挺唬人的大火箭,结果地球同步轨道运载能力才4吨,跟长征七号都没有办法比。确实,这个火箭体型不小,运力不太大,按运力根本算不上大火箭的范畴。但是它的改进空间还是不小的,一会儿再讨论。

印度新火箭达到什么水平?中国航天后有追兵!

印度主要的几种火箭

二、亮点不少

作为印度独立研发的一款“重型”火箭,GSLV-Mk3在很多方面实现了突破:

1. 大推力固体火箭

3.2米直径,500吨级推力,S-200也算是固体推力发动机里的优秀成员了。该款助推器仅次于美国和欧盟的固体助推器,优于中国和日本的固体助推,也算名列前茅了。当然,这款发动机还有很大的改进空间,比如由于燃烧室压强低,造成助推器比冲比较低,地面比冲才227秒;另外,由于采用笨重的钢制外壳,造成助推器推重比较低,影响了性能的发挥,未来可以像美国一样采用复合材料的外壳减少自重。

2. 自研氢氧发动机

虽然航天强国都能制造氢氧发动机,但是中国和印度在氢氧发动机领域还是相对比较落后的。中国最近突破了50吨级氢氧发动机,正在公关220吨级氢氧发动机。而印度早在2014年就研发成功了自己的氢氧发动机也算是不小的突破了,而且其CE-20是上面级使用的20吨级氢氧发动机,比中国目前的上面级氢氧发动机推力(9吨)要大很多。另外其比冲444秒,也比长征三号的氢氧发动机438秒高。

3.首次实现液体发动机并联

芯一级采用2台Vikas发动机,两台发动机并联,是印度第一次自主实现。该款发动机采用四氧化二氮/偏二甲肼和水合肼混合物作为推进剂,2台发动机一共提供160吨的推力,工作时间达到200秒。虽说使用中国即将淘汰的燃料做芯级燃料有点跟不上潮流,但是其技术进步也是不小的。

以前印度火箭有三分之一的零件是来自国外的。该款火箭虽然还是有欧洲火箭设计的痕迹,但是国产化率已经很高了。

印度新火箭达到什么水平?中国航天后有追兵!

三、改进空间不小

跟长征五号一样,GSLV-Mk3还处于试验摸索阶段,没有走向成熟。未来成熟以后,还有很多值得改进的地方。比如,固体助推器分离时间的控制问题,现在的方案是固体燃料烧尽以后20秒左右才开始抛掉助推器,对于火箭来说增加了负担,影响了运力的提升。另外,起飞时,芯一级是不点火的,完全用助推器的推力把火箭抬起来,110秒以后芯一级才开始点火,20秒后助推器燃料耗尽。芯级变相地变成了二级火箭。这个方案与美国的一些飞行方案相似,但是对于印度来说,这样的方案却损失了火箭的运力,不知道未来会不会有改进计划。

四、落后但不落伍

就像前面说的,这款火箭体型壮硕,但运力不强。与大型火箭的称号不太相符。但恰恰是因为已经做到了体型壮硕,未来改进空间非常大。在不改变体型的情况下,改变火箭制造材料,更换更先进的发动机等措施都可以改进火箭的运载能力。

短时间内无需再研发新的火箭构型,只需不断改进就能满足未来载人任务一起其他对运力要求比较高的运载任务。相对来说,印度没有受到美国的航天制裁,能够在国际上揽到很多发射任务,从而给火箭提供很多锻炼机会,这对于火箭的完善是有很大帮助的。

同样的,长征五号也是处在这样的阶段,也是使用了全新的发动机和全新的构型,未来经过发射稳定了型号以后,改进的空间也是不小的。短期内不用担心印度火箭会追赶上来,但是居安思危、取长补短,印度一些好的做法也值得我们学习。

印度新火箭达到什么水平?中国航天后有追兵!

好了,今天关于印度“大火箭”的介绍,就说这么多。用了三篇文章,把长征五号与猎鹰9、H-IIB以及GSLV-Mk3进行了了简单的对比。如果有不对的地方欢迎批评指正。以后有时间可以再把欧盟的火箭拿过来比比。再强调一遍,科普不是为了吹牛或哗众取宠,而是为了让更多青少年树立科研报国的梦想。想吐槽中国航天的国人请绕路行驶。

也欢迎大家惠阅以前的科普文章:








分享到:


相關文章: