印度航天飞机能“飞多高”?

作者:谢顿来源:蝌蚪五线谱发布时间:2016-06-06

目前,印度的航天任务仅局限于运载火箭,之前也没有消息透露印度要发展航天飞机,因此这次发射让全世界都重新认识了印度的航天计划,在看似不起眼的数十亿美元预算背后,到底隐藏了哪些不为人知的项目。

印度和美国航天飞机的区别

  印度的RLV-TD运载器之所以与美国的航天飞机进行对比,关键在于RLV-TD运载器的外形与航天飞机非常相似,以及发射方式也采用火箭助推。与航天飞机所不同的是,美式航天飞机为外挂式起飞,外部燃料箱挂在航天飞机的腹部,这样从外观上看航天飞机就显得非常臃肿。而印度的RLV-TD运载器直接顶置在运载火箭的载荷舱位置,并且没有整流罩进行空气动力修型,完全依靠RLV-TD运载器的气动性能保持飞行姿态。可以认为这种发射方式直至今日仍然是少有的,印度也算是这种发射方式的前期探索者之一。

74fcf6b04d59b31

RLV-TD运载器的外形与航天飞机非常相似,以及发射方式也采用火箭助推

  美国的航天飞机飞行高度在数百公里以上的近地轨道,最经典的任务就是对接空间站,向350公里高度的空间站运输人员和物资。印度的RLV-TD运载器第一次试飞并没有抵达近地轨道,飞行高度为70公里,在亚轨道高度的顶点就开始下滑,最后坠入到孟加拉湾。由此看出印度的RLV-TD运载器还不具备在近地轨道执行任务的能力,甚至印度都还没有准备好将数十吨的运载器送入轨道的火箭。这一点与1977年发射的航天飞机验证机“企业号”有着相当的差距,至少企业号的状态已经接近载人。

图3.-美国的航天飞机飞行高度在数百公里以上的近地轨道,最经典的任务就是对接空间站,向350公里高度的空间站运输人员和物资

美国的航天飞机飞行高度在数百公里以上的近地轨道,最经典的任务就是对接空间站,向350公里高度的空间站运输人员和物资

  关于印度RLV-TD运载器是否载人的问题上,目前,印度空间研究组织并没有将其用于载人飞行,这意味着RLV-TD运载器的技术难度要低于航天飞机。美式航天飞机可运载7名宇航员,仅仅生命保障系统方面就花费了数十亿美元,这还不算哥伦比亚航天飞机事故后对隔热瓦进行重新绝热性能测试所花的费用。由此可以认为印度的RLV-TD运载器定位在无人可重复使用运载器,一旦没有载人的需求,技术难度就大大降低了。

QQ截图20160603155733

印度空间研究组织并没有将其用于载人飞行,这意味着RLV-TD运载器的技术难度要低于航天飞机

印度能否完成航天飞机的研制?

  即便RLV-TD运载器不载人后技术门槛降低,但仍然需要面对传统航天器再入大气层所面临的问题。作为可重复使用的运载器,返回地球大气层时速度在每秒7公里多,此时航天器会与大气层产生激烈摩擦,表面温度急剧上升。俄罗斯和中国的载人飞船与航天飞机不同,前者为子弹头型,高度区域集中,航天飞机由于需要在大气层内进行飞行,采用三角后掠机翼,这样一来航天器进入大气层后形状特征阻力面积就大大增加,机翼前缘、机头、机身底部都是高温区域,将达到1600摄氏度以上,隔热处理不好的话一不小心就会发生哥伦比亚那样的事故。

图4.-航天飞机由于需要在大气层内进行飞行,采用三角后掠机翼,这样一来航天器进入大气层后形状特征阻力面积就大大增加

航天飞机由于需要在大气层内进行飞行,采用三角后掠机翼,这样一来航天器进入大气层后形状特征阻力面积就大大增加

  印度RLV-TD运载器属于印度空间研究组织第一次研发三角后掠机翼、具备大气层内飞行能力的航天器。除了要攻克空气动力性能外,还要提高材料的耐高温性,飞控计算机也需要新的飞行程序。更重要的是,印度还要研制大推力运载火箭,才能将数十吨的运载器送入轨道。这些都是印度空间研究组织所不曾面对的,该机构估计在2030年前后发射全尺寸的RLV-TD运载器,至少从目前看到,它还处于模型阶段。

版权信息