印度太空梭驗證機首飛成功為什麼值得關注，它與日本可有關係？

昨天上午9點半，印度空間研究組織（ISRO）在薩迪什·達萬航天中心成功發射「可重複使用運輸飛行器驗證機」（RLV-TD），進行了名為高超音速飛行試驗（HEX）的試驗。

HEX-1試驗中驗證機從發射到濺落海面為時770秒，任務已經獲得成功。這次飛行是印度研製國產可重複使用運輸飛行器的重要一步，印度期望其可以大幅度降低發射成本甚至執行載人任務。那麼，RLV-TD有何技術特點？其發展前景又是如何？

RLV-TD外形上有點像美國的X-37B軌道飛行器

「瘦小身板」承載大期望

與印度多數科研領域相比，印度航天算是比較有效率和成就的領域。印度先後掌握了運載火箭技術、靜止軌道衛星發射和運行技術、月球探測技術等。尤其是2014年曼加里安號火星探測器的成功，讓印度成為亞洲第一個成功探測火星的國家。

或許是受「曼加里安」的鼓舞，印度日前提出了「可重複使用運載器驗證機（RLV-TD）」計劃。RLV-TD是印度「跨大氣層高超音速航天運輸飛行器」（AVATAR）的縮比驗證機。AVATAR是一種起飛重量25噸級別的空天飛機。由於RLV-TD是技術驗證機，因此尺寸要小得多，長10米，直徑0.56米，起飛重量只有1.5噸。

矗立在發射塔架的RLV-TD

RLV-TD的首次飛行試驗稱為「高超音速試驗飛行」-1（HEX-1）。根據印度公布的消息，這是一次亞軌道飛行試驗。計劃使用1枚裝有9噸燃料的HS9固體火箭助推器，把驗證機送到48公里的高空，然後驗證機分離，繼續飛行到65公里高空，然後進入返回程序。

驗證機採取氣動減速方法逐步下降，並在飛行的最後階段模擬自主著陸，最後濺落在海面。據稱，驗證機的最大速度將達到馬赫數6，因此，這次試驗也被稱為高超音速試驗飛行。

水平轉運中的RLV-TD

日本技術援助的產物？

目前，世界主要航天國家都非常重視可重複使用運載器技術的發展。美國太空梭退役後，空軍啟動了X-37B軌道飛行器計劃，至今已經執行了5次飛行任務。歐洲的「過渡性實驗飛行器」（IXV）則在今年2月進行首次飛行實驗並取得了成功。

從X-37B的運行可以看出，可重複使用運載器留軌時間長、軌道機動能力強、任務適應性好，是執行有效載荷飛行試驗和太空軍事行動的良好平台。如果主要航天國家的航天預算環境有所改善，可重複使用運載器的發展會迎來一個新的時期。

從外觀上看，RLV-TD的氣動設計更接近於日本的希望X號太空梭。RLV-TD和日本希望X號太空梭都採用了升力體附加三角翼和雙V垂尾的氣動布局，這種設計在平飛時可以帶來更好的安定性。目前還不清楚印度是否獲得了日本的相關技術援助。考慮到時間上的先後關係，兩個型號之間可能存在借鑒關係。

上圖為印度RLV-TD，下圖為墜毀的日本「希望」號太空梭縮比模型，兩者氣動布局確實很接近

從部分RLV-TD的細節圖片可以看出，其機腹下方還裝有一個超燃衝壓發動機。這種設計雖然前衛，但技術風險也非常大，且不說把進氣口和發動機設置在這裡，對返回時的氣動控制會有什麼不利影響，就單單在高馬赫數氣流的衝擊和氣動加熱下保護髮動機不被損壞，就是一個很難解決的問題。

在高超音速、航天返回和超燃衝壓發動機方面都處在領先地位的美國，都沒有拿出一個經過飛行驗證的方案，印度能否順利解決該問題值得關注。

設計思路令人費解

筆者推測，印度可能是希望用火箭把RLV-TD推到高超音速的飛行速度，然後RLV-TD啟動自身動力系統進入鄰近空間或者宇宙空間，再釋放出載荷，或運用自身攜帶的載荷，執行相關任務。任務類型包括對地觀測、空間攻防作戰等。

X-37B完全是依靠運載火箭進入太空的，自身攜帶的發動機和推力器只用於軌道機動。RLV-TD攜帶了尺寸和體積相當龐大的動力系統用於進入軌道，這不但擠佔了有效載荷的空間，也使其入軌後的燃料所剩無幾，影響軌道機動的能力，而且衝壓發動機在宇宙里完全是死重，基本上無法發揮作用。因此，這樣的設計思路令人費解。

RLV-TD的後續發展值得關注

印度或許可以拆掉超燃衝壓發動機，用運載火箭把RLV-TD或AVATAR送進軌道。印度的PLSV系列運載火箭比較成熟，雖然運載能力不大，但如果用於運送RLV-TD進入低軌道，其還是可以勝任的。但由於RLV-TD的載荷能力有限，可能只能攜帶少數實驗性設備，執行多樣性任務的能力受到限制。

如果使用運載火箭來發射AVATAR，那麼印度現有的型號都不能勝任，即便是去年試飛成功的GSLV-Mk3運載火箭也不能滿足要求。GSLV-Mk3運載火箭擁有8噸的近地軌道運載能力，如果印度研製一種重量介於AVATAR和RLV-TD之間的試驗型號，這個項目存在更多的可操作性和實際意義。

但不管怎樣，RLV-TD的出現，表明印度在追趕世界最前沿航天技術上的腳步已經加快，此次試驗成功，對印度航天來說是個具有里程碑意義的事情。（常飛）

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