衛星運載器運載火箭

衛星運載器運載火箭

印度的運載火箭稱為衛星運載器(SLV)系列,分為四代。第一代的衛星運載器於1973年開始研製;第二代運載火箭稱為加大型衛星運載器(ASLV),是由衛星運載器3改進而來的;極軌衛星運載器是印度的第三代運載火箭。同前面兩種型號相比,它的尺寸和運載能力都有了大幅度的提高;第四代運載火箭稱為靜地衛星運載器旨在使印度具備靜地軌道衛星發射能力。

基本介紹

  • 中文名:衛星運載器運載火箭
  • 外文名:Satellite launch vehicle
  • 研製國家:印度
  • 第一代:衛星運載器
  • 第二代:加大型衛星運載器
  • 第三代:極軌衛星運載器
  • 第四代:靜地衛星運載器
背景,第一代衛星運載器,加大型衛星運載器,極軌衛星運載器,靜地衛星運載器,

背景

印度國家航天計畫的兩個主要目標一是要建立起獨立的遙感和通信衛星體系,二是要實現衛星發射的自主。在這一指導思想下,印度空間研究組織於70年代初開始實施運載火箭計畫。80年代後期,印度將約3億美元航天預算中的近40%用於運載火箭的研製。1995一1996財年3. 3億美元航天預算中,兩種新型運載火箭的研製費用更是占了71.500,達2. 36億美元,說明了印度對發展航天運載能力的重視。

第一代衛星運載器

印度的運載火箭稱為衛星運載器(SLV)系列,分為四代。第一代的衛星運載器於1973年開始研製,利用了印度亞軌道探空火箭的研製成果。該火箭是為了發射重40公斤上下的羅希尼系列衛星而研製的,分四級,高22. 7米,直徑1米,採用固體推進劑有效載荷整流罩直徑為0. 8米。它於1979年8月10日進行了首次發射,共發射了4次,其中首次和第三次發射都以失敗而告終。首次試射失敗的原因是第二級的制導系統出現故障,從而使火箭及有效載荷墜入印度洋中。1980年7月進行的第二次試射成功地將羅希尼1(重35公斤,用於監測火箭發射過程中的工作情況)送入軌道。1981年5月進行的第三次發射因第三、四級級間分離間題導致衛星進入錯誤軌道,所發射的衛星只在軌停留了9天,遠遠沒有達到原定的停留約90天的要求。第四次發射於1983年4月17日進行,並成功地將羅希尼3遙感衛星(重41. 5公斤)送入軌道。

加大型衛星運載器

第二代運載火箭稱為加大型衛星運載器(ASLV),是由衛星運載器3改進而來的,用於向低地軌道發射重約150公斤的加大型羅希尼系列衛星((SROSS)。該火箭使用衛星運載器3的芯級,並有所改進,另外捆綁了兩台助推器。捆綁助推器所用的發動機與芯級第一級的相同。芯級第一級在捆綁助推器燃燒結束後再點火工作,所以這種火箭實際上是一種五級固體運載火箭。它於1987年3月和1988年7月進行了頭兩次試射,但都失敗了。首次失敗的原因是助推器燃燒結束後第一級發動機未能點火工作,並被歸結為是由點火器隨機故障引起的。第二次失敗則是由助推器過早關機和控制增益不足引起的。1992年5月進行的第三次發射雖然將SROSS-C衛星送入了軌道,但因芯級第四級起旋不充分,衛星的近地點沒有達到預定高度。
1994年5月4日,加大型衛星運載器進行了第四次發射,並首次取得了完全成功,將SROSS-C 2衛星送入433 X 922公里、傾角46度的軌道。它的研製成本為2. 3億盧比,前兩枚火箭的單位成本為6500萬盧比,第三和第四枚的成本各為9000萬盧比。
加大型衛星運載器全長23. 6米,芯級直徑仍為1米,整流罩直徑增加到1米,高3米。火箭總重為41噸。它的兩台助推器和第一級所用的發動機都是從衛星運載器3的第一級發動機改進而來的,助推器噴管與箭體縱軸呈9度傾斜安裝。

極軌衛星運載器

極軌衛星運載器是印度的第三代運載火箭。同前面兩種型號相比,它的尺寸和運載能力都有了大幅度的提高,低地軌道運載能力達3000公斤,太陽同步軌道能力為1000公斤,靜地轉移軌道能力為450公斤。它將用於向太陽同步極軌道發射重1噸的印度遙感衛星(IRS)系列。它的研製成功使印度向套用衛星的自主發射邁出了重要的一步,為研製靜地轉移軌道運載能力為2500公斤的靜地衛星運載器(GSLV)奠定了基礎。這種火箭的研製成本(含兩次試射及地面設施建造費用)為41. 55億盧比,單位成本為4. 5億盧比。
極軌衛星運載器的動力裝置與加大型衛星運載器有很大的不同,首次在第二和第四級上採用了液體推進系統,並在新研製的大型固體第一級周圍捆綁了6台與加大型衛星運載器的捆綁助推器相近的助推器。6台助推器有兩台在發射台上點火,另4台30秒後在空中點火,分離時間分別為起飛後73和90秒。有一台發射台點火和一台空中點火的助推器帶有二次噴射推力向量控制裝置,以增強滾動控制。

靜地衛星運載器

第四代運載火箭,即靜地衛星運載器能把2. 5噸重的印度衛星送入靜地軌道,整流罩直徑為3. 6米。
GSLV項目是1990年啟動的,旨在使印度具備靜地軌道衛星發射能力。在此之前,印度的大型衛星均由前蘇聯火箭發射。GSLV系列為捆綁4台助推器的三級運載火箭,全長49米,起飛重量415噸,低地軌道運載能力約5噸,靜地轉移軌道運載能力約2.2噸。該系列採用了印“極軌衛星運載器”(PSLV)所用的S125/5139端經基聚丁二烯(HTTB)固體發動機和“維卡斯”液體發動機。第一級採用S125/S139固體發動機。第二級和4台捆綁助推器均採用“維卡斯”液體發動機,燃料為四氧化二氮/偏二甲臍。第三級為氫氧低溫上面級,其中GSLV-1型的低溫上面級根據1991年簽署的一項協定由俄羅斯提供,而GSLV-2型則改用印度自己研製的低溫上面級。印度最初曾試圖從俄方購買低溫上面級製造技術,但迫於美國壓力,俄方未同意提供這方面的技術。在這種情況下,印空間研究組織決定自行研製供GSLV火箭使用的低溫發動機。始於1993年的這項發動機研製工作在該組織下屬的液體推進系統中心進行,耗資33.6億盧比(5400萬美元)。
受運載能力等因素限制,印度大一些的靜地軌道衛星近年來基本依賴歐洲的阿里安5火箭來發射。該國的“極軌衛星運載器”(PSLV)自1993年以來已發射過24次,成功22次,其中只有首次發射失敗,第4次發射部分失敗。但PSLV的運載能力基本上只限於發射低軌道衛星,雖然也曾發射過靜地轉移軌道衛星和月球探測器,但高軌道運載能力偏低。
GSLV在此前的7次發射中表現不佳,成績為2次成功、3次失敗和2次部分失敗。首次研製性飛行(GSLV-D1)於2001年4月進行,攜帶的是“靜地星”1衛星,但因上面級過早關機而未能將衛星送入正確軌道,屬部分失敗。2003年5月的第二次研製性飛行(GSLV-D2 )成功地將“靜地星”2送入軌道。在2004年9月的首次實用飛行(GSLV-FO1)中,它又成功發射了印首顆教學專用衛星“教學星”(“靜地星”3)。但2006年7月的第二次實用飛行( GSLV-F02)因一台捆綁助推器出故障而未能將“印星”4C送入軌道,以失敗告終。2007年9月,它在第三次實用飛行(GSLV-F04 )中發射了“印星”4C的替換星“印星”4CR,但因上面級性能不足而將衛星送入一條偏低的軌道,屬部分失敗。不過,“印星”4CR隨後利用星上燃料得到了成功搶救,只是損失了幾年的工作壽命。2010年,GSLV火箭又進行了兩次發射,但均以失敗告終。4月份的發射是GSLV-2型火箭的首飛,屬研製性飛行(GSLV-D3 ),攜帶的是“靜地星”4(“衛生星”),失敗原因是國產上面級未能持續點火工作。12月份的發射為第4次實用飛行( GSLV-F06 ),採用俄制上面級,攜帶的是“靜地星”SP,失敗原因是火箭在第一級飛行過程中失控,後被自毀。

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