说到印度,大家都知道这个拥有十几亿人口的亚洲大国,近些年经济发展速度快,其GDP总量超越英国,成为世界第五大经济体(2022年GDP总量3.5万亿美元)。不过其人均GDP还是很低的,人口太多,与中国有着相似的国情,很多经济学者都预测印度会成为下一个中国。不过小编认为,印度经济赶上中国还是很遥远的事情。
印度国庆阅兵式上的表演节目(多人摩托车)
在国际舞台上,同为发展中国家的中国和印度,都有自己的追赶目标,显然中国的目标是看向最先进的美国,印度则是看向中国,各种与中国的比较。无论什么邻域经济、军事、航天科技等,都在和中国较量。不过小编认为有目标是好事,起码能让自己变的更优秀。
那么今天我们就拿印度比较下功夫的航天邻域来看看,印度航天什么水平,来给印度航天来个大揭底吧!
印度航天发展史
印度在1975年用苏联火箭发射了本国的第一颗人造卫星,不过这不能算是他们自主发射的卫星,五年后的1980年印度用自己设计生产的SLV-3运载火箭把一颗重36公斤的人造地球卫星送上天空。这次发射成功使印度成为苏联、美国、法国、中国和日本之后的第6个能发射卫星的国家。
在1981年印度自研的人造卫星APPLE(小苹果)成功发射,这枚卫星是用一头白牛拉到卫星发射场的。印度航天早期在苏联技术援助之下发展起来,在亚洲印度航天实力还是很靠前的。
牛拉卫星(印度)
自行车送火箭
印度运载火箭系列
印度目前运载火箭分为近地轨道、地球同步转移轨道、太阳同步转移轨道,发射载荷从几十公斤到几吨的区间。
其火箭细分为SLV 、ASLV、SSLV、 PSLV、GSLV MK2、GSLV-MK3、GSLV-MK4。
印度SLV、ASLV、PSLV运载火箭
印度GSLV-MK2和GSLV-MK3
其中SSLV为印度最新运载火箭,作为印度小型卫星发射的专用固体运载火箭。
SSLV是一款四级小型运载火箭,一二三级采用固体级段,四级配备的是名为速度修正模块(VTM) 的液体级段。该箭长34米,芯级最大直径2米,起飞质量120吨,起飞推力265吨,其运载能力SSO:300千克LEO:运载能力为500千克。
同样是四级构型的固体运载火箭长征十一号,其起飞质量只有60吨,运载能力SSO:400千克,LEO:700千克。
起飞质量SSLV是长征十一号的两倍,运载能力却只有长征十一号的2/3。SSLV近地轨道运载系数为0.5/120 =0.004 ,0.4%,SSO运载系数为0.3/120=0.003 ,0.3%;长征十一号近地轨道运载系数为0.7/60=0.013,1.3%SSO运载系数为0.4/60=0.007 0.7%。SSO和LEO分别是SSLV的三倍和两倍多。
其火箭运载效率低的根本原因在于其火箭发动机水平低,就拿着固体火箭发动机来说,咱们国家固体火箭发动机比冲都在200秒以上,印度固体火箭发动机比冲只有100多秒,火箭发动机比冲不行,运载能力将会大打折扣,甚至起飞质量更大情况下,运载能力还不如比冲强大且较小起飞质量的运载火箭,长征十一号与SSLV就是这个例子。
长征十一号和SSLV
印度SSLV固体运载火箭在2023年2月成功复飞,将3颗卫星成功发射入轨,之前在2022年首飞中失败。
印度系列火箭对标长征系列
印度运载火箭体系化发展已经有些年头了,的确也有一定规模和水平。
按照太阳同步转移轨道SSO、地球同步转移轨道GTO、近地轨道LEO和火箭发射质量等要素来对比一下,两国运载火箭发展水平情况!
○太阳同步转移轨道,发射质量200~300吨的火箭。
印度PSLV和中国的长征四号丙(CZ-4C)。PSLV为四级火箭,长征四号丙(CZ-4C)是三级火箭。同样送入太阳同步转移轨道,长征四号丙只要三级构型就可以入轨,PSLV还要多一级分离。
性能参数长征四号丙起飞250吨, 太阳同步转移轨道SSO:3吨,PSLV起飞质量295吨,太阳同步转移轨道运力SSO:1.8吨。长征四号丙运载系数3/250=0.012 (1.2%),PSLV 1.8/295=0.006(0.6%),其SSO运力正好是长征四号丙的一半,起飞质量还要更大。
○中型运载火箭(GTO)
印度中型运载火箭GSLV-MK1/2,作为400吨级起飞质量的中型运载火箭,高度达到49米,质量420吨。配备四个助推器,GTO运力2~2.5吨,2.5吨为增推后的GSLV-MK2型火箭。2.5/420=0.0059,运载系数0.59%;
长征系列中型运载火箭老版本的长征三号乙运载火箭和最新一级的长征七号系列运载火箭(取代前者)。
先看看长征三号乙(CZ-2B)起飞质量470吨,GTO运力5.5吨,运载系数5.5/470=0.012,1.2%这个运力系数是PSLV最新版的两倍。
新一代中型运载火箭长征七号和长征七号甲,起飞质量597吨,LEO:13.5,GTO:7吨,其GTO运载系数7/597=0.012,1.2%,在GTO运载系数上,长征七号甲与长征三号乙基本相当,但是长征七号系列运载火箭推进剂已经换成无毒无污染的液氧煤油为燃料,经济上比常规发动机推进剂便宜不少。
长征七号系列运载火箭(CZ-7/7A)
印度GSLV-MK2运载火箭发射升空
○重型运载火箭
印度引以为傲的重型运载火箭GSLV-MK3型,这个“大头”火箭,看上去还是比较巨大的,其作为印度未来载人航天计划和空间站计划的应用型运载火箭,在成本控制上,印度的确用到了极致了,不仅发射成本要比中国低,还要一箭多能。既可以载货发射,也可以载人发射。
印度载人火箭模型
GSLV-MK3起飞质量已经达到600吨级,其近地轨道运力只有10水平,根本无法与我国长征五号系列运载火箭相比,不是一个级别的,虽然长征五号系列运载火箭发射质量大了200多吨。长征五号运载火箭近地轨道版长征五号B(CZ-5B)近地轨道运力LEO:25吨,高轨道地球同步转移轨道版本GTO:14吨。印度GSLV-MK3近地轨道LEO:10吨,高轨道地球同步转移轨道GTO:4吨。有人说长征五号起飞质量870吨,GSLV MK3只有600吨,那我们再要公平一点,看看它们的运载系数长征五B 25/850=0.29。(GSLV MK3 10/600=0.016),长征五号B运载系数是2.9%,GSLV MK3运载系数是1.6%,运载系数只有长征五号B的一半,那么高轨道GTO的运载系数差的就更多了,长征五号GTO(14/870=0.016),高轨道版GSLVGTO(4/640=0.006),长征五号高轨道载荷比是1.6%,GSLV MK3高轨道载荷比是0.6%,数据这么一看在近地轨道运力上,GSLVMK3 运力只有长征五号B的一半左右,高轨道地球同步转移轨道运力只有长征五号的三分之一。也就是说高轨道地球同步转移轨道GTO差距更大。
长征五号B发射升空
GSLV-MK3
总体上来看,印度火箭种类也不少,朝着系列化方向发展,对比两国运载火箭发展历史,中国在役老一代长征运载火箭都是在上世纪八九十年代开始应用性发射,印度第一代运载火箭是九十年代到20世纪初期开始应用性发射。在进入新世纪以来,中国新一代长征运载火箭包含了轻、中、大型火箭,代表箭型长征七号系列、长征八号、长征五号运载火箭,都是无毒无污染火箭,不仅性能提升,连火箭推进剂燃料也更新换代。而印度进入新世纪在运载火箭研发上只有几款火箭在测试,像最大的GSLV-MK3火箭性能上相比之前火箭有较大提升,与我国火箭相比差距明显。
○印度火箭虽然运载能力不是很优秀,但是他们火箭发射成本很低,相比长征火箭6000美元一千克的发射成本,印度可以做到4000美元一千克,他们在火箭发射成本上的确有自己的独到之处。
未来马斯克的回收式火箭,将引领商业化发射,火箭发射成本将随火箭技术的发展变得越来越低。
世界火箭发射成本每千克/美元