印度大火箭只是「會飛的鍋爐」，但一項技術的運用遠超中國

發射看上去還是很壯觀的，兩台固體推進器為第一級，芯級在發射時不點火。

印度大概有理由為這枚火箭感到驕傲，至少從外形上看是這樣的。這枚火箭芯級直徑達到4米，整流罩直徑5米，起飛重量達到640噸，從外形上看，直逼中國長征-5號運載火箭，從起飛重量上看，大致能擠進現役火箭的前五名，其大型固體助推器也是世界上第三大。現役第二大固體助推器。不過，印度的火箭製作極為粗糙，被西方笑稱會飛的鍋爐，和中國的新型運載火箭更有20年以上的差距。即便如此，印度火箭有一技術的運用卻大幅度領先中國火箭。

印度幾種火箭的對比。

GSLV-MkIII是一種三級火箭，總長42.4米，最大起飛重量630噸，從重量上來說，現役火箭中能擠進前五名。GLSV-MkIII被設計用來發射更重的INSAT-4級的通信衛星。和其他大多數國家的火箭不太一樣的是，印度的火箭第一級往往是並聯在芯級上的發動機，第一級工作時芯級不工作。GSLV-MkIII的第一級是兩台長25米、並聯在芯級上的、完全相同的S200大型固體火箭發動機（LSB），單台發動機全重232噸，填充約200噸的固體燃料。僅僅從上述參數上來看，這個助推器似乎「非常了得」。他一直工作到第二級、也就是芯級的第一級——L110液體火箭發動機工作。

印度希望用這種火箭進行載人航天發射。

L110是可重啟的液體級段。印度此前的PSLV和GSLV火箭使用的是單台維卡斯發動機。而GSLV-MKIII的L110極段為增加推力並聯了兩台維卡斯發動機。L110級段長約17米，直徑4米，可裝載110噸液體推進劑。使用的燃料是傳統的常溫燃料四氧化二氮和偏二甲肼。

第三級是由液氧和液氫推進的C25低溫級段。低溫高能發動機一直是印度火箭研製的瓶頸，一直依靠進口的俄羅斯原裝發動機，而GSLV-MkIII則採用了國產CE-20液氫液氧發動機。由於CE-20發動機研製進度滯後，導致GSLV-MkIII火箭在2014年的首次試射只進行了亞軌道飛行。第三極發動機上面的整流罩的最大直徑達到5米。

印度國產CE-20氫氧發動機。

如果僅僅從外形和重量上看，這枚火箭可謂高大上。但是從它的能力來看，就有點偏弱了。這枚火箭最大起飛重量630噸，GTO（地球同步轉移軌道）運載能力卻只有4噸（印度空間研究組織主席庫馬爾表示，4噸只是新火箭的初步設計載荷，未來運載能力還會逐漸增加），LEO（近地軌道）運載能力接近10噸。

一個可供對比的數據是，中國於上世紀九十年代研發成功的長征3號乙運載火箭的起飛重量459噸，而GTO運載能力已經達到5.5噸。也就是說，中國上世紀研製的運載火箭以更輕的重量，達到了更大的載荷。當然，長征三號乙運載火箭的潛力幾乎被挖盡了，而GSLV-MkIII還有進一步提升的潛力，但即便如宣傳的那樣達到GTO運載能力達到5-6噸，其低效已是很顯然的了。中國的長征五號運載火箭的起飛重量為784噸，而最大LEO載荷達到25噸，最大GTO載荷將達到14噸！

該火箭的結構示意圖。

也就是說，GSLV-MkIII看上去顯得有點虛胖——雖然體型威猛但是力氣小。這一點也體現在2015年1月31日印度進行第三次試射、同時也是第一次利用機動式發射筒發射的烈火-5洲際彈道導彈身上。這種最大射程5000公里到5500公里的洲際彈道導彈，重量達到了50噸。美、俄上世紀八十年代研製的固體洲際彈道導彈重量都在50噸以下，而射程普遍超過1萬千米。這種「虛胖」，不僅僅是印度在某一單項技術上落後所致，而是在液體火箭發動機技術、材料、電子工業上全方面落後所累加的效應。

印度還計劃研製LEO運載能力達到100噸的重型火箭。

首先，印度火箭略顯虛胖的原因是採用的第一級固體發動機的比沖（單位重量的推進劑產生的衝量）較小。一般而言，固體火箭發動機的比衝要小於液體火箭發動機，哪怕是常規的四氧化二氮和偏二甲肼燃料液體火箭發動機。當然，固體火箭發動機結構簡單，幾乎不需要維護，可靠性較高。可以以較為簡單的結構實現很大的推力。但是比沖相對較小，也就是說達到相同的衝量，固體火箭發動機需要的燃料更重。但是固態燃料的密度較大，所以相同體積下的固態燃料更重，往往能提供更大的總沖。GSLV-MkIII的固體發動機由於燃燒室平均壓強較低，地面比沖只有227秒，而長征三號乙運載火箭的一二級和助推器均使用常溫液體火箭發動機（比沖超過300秒），儘管和採用液氫液氧發動機沒法比，但仍然超過採用HTPB燃料的固體發動機很多。

第二級並聯了兩台維卡斯發動機

GSLV-MKIII的第二級並聯了兩台維卡斯發動機，而在GSLV之前的型號上，只安裝了一台維卡斯發動機，這也是為什麼GSLV MKIII看上去很胖的原因。維卡斯發動機是有Nambi Narayanan和他的團隊於1970年代研製的，雖然都採用四氧化二氮和偏二甲肼作為燃料，其推力與長征三/二號的第一級發動機仍有較大差距。而GSLV-MkIII的第三級發動機，燃料箱的過扁，結構利用率較低，就進一步相對增加了重量。加之GSLV MKIII總體上的材料水平較低，其結構重量也偏重，所以才導致了GSLV-MkIII虛胖的結果，印度火箭常被諷刺為會飛的鍋爐。

運載火箭被認為是整個自主航天活動的基礎。它同時是動力、材料、化工、電子領域成果的集中體現。從某種程度上講，運載火箭的強弱代表著一個國家的航天實力。在這方面，中國的運載火箭遙遙領先於印度。實際上，在GSLV-MkIII之前，印度火箭的運載能力更為有限。GSLV能攜帶重2.5噸的有效載荷進入地球同步轉移軌道，而PSLV能攜帶1.6噸的衛星進入極軌道或攜帶1.1噸的衛星進入地球同步轉移軌道，遠低於中國同類火箭。

印度的首次GSLV MkIII發射實際上是一次亞軌道飛行。

除了噸位上的不足，印度在先進的液氫液氧發動機方面相當長一段時間以來一直靠從俄羅斯購買，GSLV-MkIII首次使用了國產化的型號。相比之下，中國長征五號、長征七號可以說將保持對印度的絕對優勢。

當然，印度在固體火箭發動機領域的專註，使得其在航天領域固體火箭發動機技術的運用一度領先中國，GSLV-MkIII火箭的固體發動機雖然性能並不出眾，但是其龐大的體積本身，就代表著難度和實力。畢竟，製造大直徑固體火箭發動機的工藝非常複雜。這兩個固體助推器並不簡單。其重量僅次於美國太空梭的助推器（燃料質量440噸、長37.8米）和歐洲的阿里安火箭助推器（燃料質量240噸、長31.6米）。而其直徑為3.2米（相當於長征-2/3/7的芯級直徑），位居世界第二，現役世界第一，美國太空梭和阿里安火箭的的固體助推器的直徑分別為3.6米和3.05米。而至今，中國的大型運載火箭尚未運用固體助推器。固體發動機雖然比沖較低，但是密度大，體積比沖較高，而且結構簡單，為很多數航天大國所重視。

然而，隨著中國逐漸意識到這一點，特別是「快舟」、「開拓」等系列固體運載火箭的發射成功，持這種觀點的聲音逐漸銷聲匿跡。隨著新一代大型固體助推器的研製試車成功，碾壓印度只是時間問題。

如果說印度有優勢，那就是印度能夠與歐洲、美國、和俄羅斯展開更多的合作。「能夠接觸到更為先進的科技」，中國航天的國際合作條件則根本沒辦法和印度比。這當然從側面反映出中國航天業自主發展的能力。

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