最近印度那枚号称国产最大的火箭LVM3上天,动静不小,毕竟驮着个4吨多的大家伙,是个通信卫星。单看那火箭的外形,确实有点唬人,矮矮胖胖,两个硕大的助推器绑在两边,颇有几分欧洲阿丽亚娜-5和咱们长征五号的风范。起飞重量640吨,升空的时候那速度,跟导弹似的,一个字,快。
可这玩意儿就怕细看,一翻数据,下巴差点没掉下来。640吨的大家伙,近地轨道的运力,竟然只有区区10吨。要知道,咱们的长征五号,重量多个100来吨,近地运力可是25吨!同步轨道更别提了,印度这个4.4吨,长五是14吨。这哪是一个量级的选手?这简直是羽量级碰上了重量级。拿咱们上一代的长三乙来比,LVM3都占不到便宜,自己重了快200吨,往同步轨道上送东西的能力,还不如长三乙。
问题出在哪了?一身的笨功夫。
火箭这东西,本质上就是个减肥的艺术,身上每轻一克,都能给卫星多争取一点空间。所以大伙都拼了命地用好材料,什么铝锂合金,碳纤维复合材料,能上的都给它用上。结果你猜LVM3那两个巨大的固体助推器,壳子是啥材料的?合金钢!就是那种又笨又重的钢,而且厚度居然有7.7毫米。
用合金钢的理由,听起来简单粗暴:便宜。可仔细一想不对劲,印度搞武器研发从来不缺钱,那纯粹就是技术上搞不定。比如他们的烈火5洲际导弹,一二级也用的是钢壳子,到了第三级才勉强用上碳纤维,结果就是,导弹重量是美国民兵3的1.5倍,打的距离却只有人家的一半。所以,LVM3用钢壳,不是想省钱,是没办法。
那为啥不用轻一点的铝合金?这事儿更尴尬。固体发动机的壳体,它本身就是燃烧室,燃料从中间一圈一圈往外烧,越烧越贴近壳体。几千度的高温,铝合金那点熔点,燃料还没烧完,壳子自己先化了。所以用不了高级的碳纤维,就只能退而求其次,上笨重的钢材。
当然,印度人也想用技术更先进的液体发动机,奈何技术还是不行。LVM3的芯一级倒是用了液体发动机,还是技术难度最低的那种偏二甲肼燃料,可单台推力只有80吨。更要命的是,芯一级就塞了两台。以LVM3这640吨的起飞重量,想要靠液体发动机把自己推起来,怎么也得并联个10台发动机,显然印度搞不定多台发动机并联工作的可靠性难题。
其实不光材料和发动机拖后腿,这火箭的设计本身也充满了让人迷惑的操作。它的两个固体助推器,点火后工作130秒,任务就算完成了。可它们要一直等到第149秒,才跟箭体分离。这意味着,有将近20秒的时间里,火箭是拖着两个总重30多吨的空钢壳子在天上飞,这简直是在做负功,严重浪费了宝贵的燃料。
更绝的是第三级那个叫C25的发动机,账面数据其实还行。但设计师非要把储藏液氢和液氧的箱子,都弄得和芯级一样粗,结果液氧箱就成了一个扁扁的大饼。学过物理都知道,同样体积的容器,球形表面积最小,最省材料,结构也最结实。印度这个大饼箱,纯纯是为了外形好看,牺牲了结构重量。
不过,就是这么一个浑身都是槽点的火箭,却有个让人没法反驳的优点:成功率高得出奇,发射六次,成功六次。或许正是因为这些落后的设计,大大降低了系统的复杂性,反而让它变得异常可靠。这就像一台结构简单的老式拖拉机,虽然效率低下,但就是不容易坏。
现在,这枚LVM3的近地轨道运力好歹也摸到了10吨的门槛,送个载人飞船上去,理论上是够用了。再经过几次成功的发射验证,印度宇航员或许真能坐着这台钢铁拖拉机进入太空。那画面,想想都挺带感的,咱们就祝他们好运吧。
