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世界新晋载人火箭HLVM3!

LVM3-M6运载火箭


北京时间2025年12月24日11:25,在印度萨迪什·达万航天中心(SDSC-SHAR)2号工位(SLP),LVM3-M6运载火箭点火发射,近16分钟后将Bluebird Block-2通信卫星顺利送入高度520千米、倾角53度的近地轨道。本次任务是LVM3运载火箭和印度本土历史上最大载重发射任务,最早在2026年底LVM3这款印度最大运力运载火箭将迎来重大航天发射任务——印度“加甘扬”载人航天计划的首次入轨发射。


从LVM3到HLVM3


LVM3是GSLV-MK3缩写,是印度地球同步轨道卫星运载火箭(Geosynchronous Satellite Launch Vehicle,GSLV)第3型,也是印度迄今运力最大的运载火箭,可用于近地轨道(LEO)、地球同步转移轨道(GTO)、地月转移轨道(TLI)发射任务,是目前印度执行重大航天任务的主要运载火箭型号。



印度“加甘扬”(Gaganyaan)载人航天计划载人运载火箭选择以LVM3为基础研制,名为Human rated LVM3(HLVM3/HRLV),用于发射印度载人飞船。相较于LVM3,HLVM3在分系统、总体层面都进行了改进提升,增加了冗余配置,增强了可靠性,建立了载人的安全性,提升了运载能力。



增加逃逸系统。载人火箭与非载人火箭的关键区别之一就是逃逸系统。为了满足载人飞船载人逃逸的安全需求,LVM3运载火箭增加了乘组逃逸系统(Crew Escape System,CES),采用塔式逃逸,逃逸塔安装在飞船的顶部,以用于待发段至大气层内飞行段的逃逸需求,为航天员的安全保驾护航。在紧急情况下,逃逸塔通过分离和逃逸固体发动机可以将飞船返回舱快速带离故障火箭,飞行至安全区域并通过伞降着陆。



改进主发动机。从LVM3到HLVM3,火箭芯一级、芯二级、助推器主发动机均进行了改进,以提升性能和可靠性,支持火箭整体性能和可靠性的提升。改进研制过程中,HLVM3火箭芯一级主发动机VIKAS、芯二级主发动机CE20进行了鉴定试验(Qualification tests),HS-200固体助推器进行了静态点火试验(Static test)。


提升运载能力。从LVM3到HLVM3,运载火箭的高度增加了,起飞质量持平,运力有所提升。HLVM3高53米(含逃逸塔),起飞质量640吨,近地轨道(LEO)运力约为10吨。在世界现役载人火箭当中,HLVM3运力与中国“长征二号F”持平,略高于俄罗斯的“联盟2.1a”.


印度载人航天计划入轨首发


自北京时间2017年6月5日成功实施入轨首飞以来,LVM3已经实施了8次入轨发射任务,承担了大型高轨通信卫星、月球探测器等印度重大航天任务,即将跨入载人火箭的行列。


最早在2026年底,在萨迪什·达万航天中心(SDSC-SHAR),HLVM3将执行“加甘扬1号”(G1)发射任务,计划将载人飞船(无人)送入椭圆近地轨道,正式拉开印度“加甘扬”载人航天计划实施阶段的序幕。按计划,HLVM3将执行总计3次载人飞船无人发射任务,以支持印度“加甘扬”计划进行多系统实飞验证,为首次载人飞行进行充分的测试。


预计最早在2028年,HLVM3将迎来首次载人发射,计划将搭载3名航天员的载人飞船送入近地轨道,开展为期3天的载人试验飞行。届时,HLVM3将正式成为继俄罗斯“联盟2.1a”,中国“长征二号F”,美国“猎鹰九号”、“阿特拉斯5”和太空发射系统后世界新晋载人火箭。


大质量中型运载火箭


LVM3系列火箭是本世纪初印度倾力打造的新型运载火箭,承担着更大质量低轨、高轨及深空航天器(卫星)的发射重任,并承担着印度载人航天载人飞船、空间站舱段的发射任务,该系列火箭之于印度等同于“长征五号”系列火箭之于中国,是印度旗舰级运载火箭。不过,放之于同期世界航天领域,LVM3系列火箭属于大质量中型运载火箭,起飞质量很大、运力不大,整体技术水平不高。



以基本型LVM3为例,该箭为采用两级半(或三级)构型的中型(印度称为重型)固液捆绑运载火箭,助推级采用2枚大推力固体助推器,与芯一级并排捆绑,芯一级采用常温液体动力,芯二级采用液氢液氧动力。该箭芯级直径4米,助推器直径3.2米,整流罩直径5米,全箭高43.5米,起飞质量640吨,近地轨道(LEO)运力近10吨,运载系数接近1.56%,180x36000千米地球同步转移轨道(GTO)运力4吨,运载系数约0.63%,地月转移轨道(TLI)运力2吨,运载系数约0.31%。在世界现役运载火箭当中,以LVM3为代表的印度运载火箭的运载效率处于靠后的位置,直接原因在于结构系数偏高。


LVM3-M6运载火箭


LVM3推进剂总质量为552.8吨,全箭结构系数(箭体结构质量/起飞质量)达到14%,结构质量明显偏大,这是该箭运载效率偏低的主要直接原因。此外,作为固液捆绑火箭,固体火箭具有比冲低的固有劣势,大型固体助推器拖累了该箭的运载效率。往深层次追溯,LVM3运载效率偏低反映了印度航天科技水平和整体工业水平不高的事实,其所依托的技术底座决定了其能达到的高度,HLVM3已经是当前印度能够研制出来的运力最大、技术水平最优的运载火箭。


结语


发展载人航天,确保航天员的生命安全是第一要务。用于载人发射的运载火箭需要具备很高的可靠性和安全性指标,同时还要保证火箭的运载能力,这就使得载人火箭的研制难度比非载人火箭高出一个级别,只有综合国力较强的航天大国才具备研制条件。HLVM3是印度作为航天大国的科技成果,可以助推印度航天实现载人飞行的目标,实现航天工程能力的跨越。


而当HLVM3新晋成为载人火箭时,中美俄的载人火箭已经迈入了下一代乃至下下一代产品阶段,保持着一到两代的代差,这是当前世界航天发展的真实写照,后来者追赶,先行者开拓,综合国力和科技水平决定了各自能达到的高度。


作者:木兰星舟