印度的固体燃料火箭现在处于世界什么水平?

贺兰石

图注：印度GSLV III重型火箭，其直径3.2米的S-200固体火箭助推器纸面参数较高，但实际技术水平还比较有限

与中国在民用航天火箭技术领域致力于发展液氧煤油和液氢液氧火箭不同，印度在民用航天火箭领域的技术发展路径选择与军用弹道导弹相同，都选择固体燃料火箭技术。

此前印度主要发展的是PSLV和GSLV两种运载火箭，其中PSLV的同步转移轨道运载能力只有1吨多，GSLV也只有接近2.5吨，此前印度最大的运载火箭GSLV II运载火箭直径2.8米，采用三级构型，其中第一级采用HTPB固体燃料推进剂，第二级采用N2O4/UDMH（偏二甲肼和四氧化二氮）推进剂，三级采用LH/LOX推进剂，其中二三级的推进剂类型与长征三号乙运载火箭相同，可以说是固液混合类型。

印度最新研制的GSLVIII型火箭，起飞重量630吨，已经属于重型火箭范畴，与欧洲阿丽亚娜5型火箭、俄罗斯的“质子”火箭以及中国的“长征”5号火箭同属一个档次，这表明印度进入了世界重型火箭俱乐部。

GSLV III型火箭也采用固液混合技术，其中最值得称道的是其S-200新型捆绑式助推级，GSLV III型火箭上共有2个这样的助推级，该助推级长21.9米，直径3.2米，全重232吨，可以装载207吨固体推进剂，燃烧时间139秒，峰值推力达到525吨。从主要技术参数指标来看，S-200在固体助推器领域堪称世界第三，仅次于美国航天飞机的固体助推器，其燃料质量440吨，长37.8米；以及阿丽亚娜火箭助推器，其燃料质量240吨，长31.6米。而在直径上，S-200更是位居世界第二，仅次于美国的3.6米，比法国阿丽亚娜的3.05米还要粗。从技术角度看，能制造这么粗、这么大的固体火箭推进器，表明印度的固体火箭技术已经达到了相当高的水平，这是伊朗和巴基斯坦所达不到的。

但很多“惟推进器直径论”者据此称印度固体火箭技术水平已经超过了中国，因为“东风”-41洲际弹道导弹的直径尚不到3米，这是对固体火箭技术无知的论调。因为固体火箭推进器固然直径越大，容纳的发动机质量和尺寸越大，越有实现大推力和高性能的可能性，但并非是越大越好。首先，印度缺乏制造大直径复合材料火箭壳体的技术，为了追求大跃进，不得不使用结构强度更高的钢制壳体，导致火箭自重增加，推进效率和有效载荷能力下降；同时从S-200推进器燃烧室平均压强仅为4兆帕可以看出，印度固体火箭燃料技术水平较低，研发不出高性能高含能材料，导致固体火箭推进效率极低，用通俗的话说，就是必须装更多的燃料，用更粗的直径，自重不仅大，而且运载能力还低。GSLV III型火箭的同步转移轨道运力仅为4.5吨，运力尚且不如“长征”3号乙运载火箭，创造了重型火箭运载能力不如大型火箭的纪录。

而S-200固体推进器转用于洲际战略弹道导弹，是不是像有些人所宣称的那样，在外径、长度和整体质量上都优于“东风”-41，代表印度在洲际弹道导弹上技术潜力远胜中国呢？这其实仍是极其外行和不专业的看法。洲际弹道导弹强调速度和射程，因此不像民用航天固体火箭那样可以把火箭直径做得那么大，实际上，导弹直径越大，个头越大，飞行阻力越大，越影响射程和投掷能力，美国“民兵”-3洲际弹道导弹直径仅为1.67米，法国M51潜射弹道导弹直径仅为2.35米，合理较小的直径，不但可以有效减阻增程，还充分表明了美国、法国等航天强国在高能固体火箭燃料技术领域的超强技术，而印度如果以同样的直径来制造固体火箭，预计投掷能力仅为法国、美国等强国的几分之一，表现在印度导弹上，“烈火”5直径2米，发射重量50吨（民兵-3仅为34.5吨），但射程仅为5000千米，东风-31A发射重量仅为42吨，射程却超过“烈火”5一倍还多。

从技术角度来说，只能说从民用航天角度，S-200固体推进器有很大的潜力和空间，但印度方面限于固体燃料技术，固体火箭发动机等技术的落后，没有能及时兑现这些潜力，只能有待将来继续发展。

至于有人所说的GSLV III型火箭表明印度固体火箭技术已经超过了中国，经过上面的叙述我们已经知道，这是不确实的。3.2米的助推器直径，实际上对中国而言没有技术难度，“长征”5号上我们已经实现了5米超大直径复合材料壳体的成功制造，而在固体火箭发动机推力和燃烧室压强等核心参数上，我们的水平也大大超过印度。只是我们目前的大推力火箭采用的是液体火箭推进器，不需要研制这么大直径的固体火箭推进器而已。不过据航天科工集团在2016年珠海航展上透露，该集团正在积极将在固体弹道导弹技术领域的技术转为民用，开发全推力级别的“快舟”固体火箭系列产品，也就是说，目前主要以小推力火箭为主的“快舟”，将来也会推出与“长征”5号相当的重型固体运载火箭型号，届时中国超强的固体运载火箭技术，可以在民用航天领域展现其风采。

综上所述，印度的固体火箭技术达到了相当水准，迈入了“准重型火箭”的技术门槛，但纸面数据不错，实际核心推力、载荷能力等体现火箭核心运力的数据则很不理想，仅仅达到大型火箭水平。可以说，印度在固体火箭技术上明显领先伊朗和巴基斯坦，与朝鲜可能各有所长（朝鲜近期通过试射远程洲际固体弹道导弹，表明其固体火箭发动机技术，特别是推力和高能燃料技术，肯定达到相当水平，在这一方面可能领先于印度），但与日本、法国、中国、俄罗斯和美国这几大航天大国和强国相比，还有极为明显的差距。



【兵工科技】系头条问答签约作者。