地球同步衛星運載火箭3型號

運載火箭3型號(英語:The Launch Vehicle Mark-3印地語भूस्थिर उपग्रह प्रक्षेपण यान संस्करण 3),簡稱LVM3,前稱地球同步衛星運載火箭3型號(英語:Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mk III印地語भूस्थिर उपग्रह प्रक्षेपण यान एमके 3),簡稱GSLV III,為印度空間研究組織所研發的火箭,主要目的為發射地球靜止軌道衛星及發展印度載人航天,該火箭第三級為印度研發的低溫火箭引擎,且酬載量較原先的地球同步衛星運載火箭為大。火箭起飛總重量630噸,近地運載力跨過10公噸門檻。

GSLV - Mk III (LVM3)[1][2]
地球同步衛星運載火箭3型號位於薩迪什·達萬航天中心的發射台上
用途不可重複使用的中型運載火箭
製造者印度空間研究組織
製造國家 印度
外型及質量參數
高度43.43米(142.5英尺)[1]
直徑4.0米(13.1英尺)
質量640,000公斤(1,410,000磅)[1]
節數3
酬載量
近地軌道有效載荷
質量10,000公斤(22,000磅)[3]
近地軌道(600km)有效載荷
質量8,000公斤(18,000磅)[1]
地球同步轉移軌道(GTO)有效載荷
質量4,000公斤(8,800磅)-5,000公斤(11,000磅)[4]
發射歷史
現況發射測試[5]
發射場 印度安得拉邦
薩迪什·達萬航天中心第二發射台英語Satish Dhawan Space Centre Second Launch Pad
總發射次數7
成功次數7
失敗次數0
首次發射2014年12月18日 (亞軌道)
2017年6月5日 (全太空軌道)
輔助 – S-200
高度25米(82英尺)[1]
直徑3.2米(10英尺)[1]
空重31,000公斤(68,000磅)[1]
總重236,000公斤(520,000磅)[1]
引擎2 固態火箭發動機
單引擎推力5,150 kN(525 tf) 每個[6][7][8]
比衝量227 (海平面)
274.5 (真空)[6]
推進時間128 s[7]
燃料端羥基聚丁二烯(Hydroxyl-terminated polybutadiene,HTPB)[1]
核心 – L-110
高度21米(69英尺)[1]
直徑4.0米(13.1英尺)[1]
空重10,600公斤(23,400磅)[1]
總重120,600公斤(265,900磅)[1]
引擎2 Vikas英語Vikas (rocket engine)
單引擎推力799 kN(81.5 tf)[9][10]
比衝量281 s[9]
推進時間203 s[10]
燃料偏二甲肼/N2O4[11]
上面級 – C-25
高度13.5米(44英尺)[1]
直徑4.0米(13.1英尺)[1]
空重3,300公斤(7,300磅)[1]
總重31,300公斤(69,000磅)[1]
引擎1 CE-20
單引擎推力196.5 kN(20.04 tf)[12]
比衝量434 s
推進時間643 s
燃料液氧/液氫

火箭點火發射後,兩台固體火箭將產生峰值推力2x500噸。點火後114秒時,固體火箭推力下降導致加速度下降,這將啟動L110常溫液體火箭點火。然後固體火箭與液體火箭共同運行14秒鐘後固體火箭關機,第140秒固體火箭拋離。液體火箭繼續推進至第313秒時也被拋離。上面級推動載荷入軌,上面級低溫火箭發動機於2015至2017年完成研製。

固體段發動機S200是目前世界上第三大的固體火箭發動機。僅次於美國穿梭機RSRM固體助推器與阿里安公司的P230固體助推器。

改進和升級

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重新設計

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GSLV Mk III in Flight X configuration

在GSLV Mk III進行亞軌道測試飛行之後,對火箭各部份進行了改進以提高性能。助推器前端段的推進劑顆粒幾何形狀從10瓣的縫隙構造更改為13瓣的星形構造,推進劑的裝載量減少到205噸(452,000磅),以提高跨音速飛行的性能。有效載荷整流罩被修改為半球形,S200助推器鼻錐被傾斜以改善空氣動力學性能。亦重新設計了C25低溫級的箱間結構以提高密度。 [13]

升級版

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有一項計劃是將GSLV Mk III的芯一級(L110平台)替換為由SCE-200提供動力的新型平台[14],亦計劃增加採用液氫液氧為推進劑的芯二級的推進劑裝載量,從25噸(55,000磅)增加到30噸(66,000磅)[15]。這可以將運送有效載荷至GTO的質量,由目前的4公噸(8,800磅)提升到6.2公噸(約13,640磅)。[16] [17]SCE-200使用煤油代替目前使用的UDMH作為燃料,每台可以產生約200噸的推力。有一個可能方案是使用四個SCE-200發動機並聯在一個芯級上,這樣的火箭無需使用固體火箭助推器,也可以向GTO輸送多達10噸(22,000磅)的載荷。[18]升級版GSLV Mk III的首飛預計在2020年12月進行,但採用SCE-200動力版本暫不會用於ISRO軌道飛行器的載人飛行任務。[19]

九月2019年有一份引述S. Somanath(VSSC主任)的報告,SCE-200半低溫發動機準備開始測試。據報導,這種半低溫發動機基於烏克蘭的RD-810[20]根據2005年印度和烏克蘭之間和平利用外層空間合作的框架協議,烏克蘭將測試印度版發動機的組件,預計在成功完成ISRO軌道飛行器的計劃後才能實用化。GSLV Mk III的升級版計劃在2022年之前問世。[21]

發射記錄

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編號 發射時間 (UTC) 型號 發射台 酬載衛星 酬載重量 結果 備註
X1 2014年12月18日
04:00[22]
MGSLV-III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台英語Satish Dhawan Space Centre Second Launch Pad 乘員艙重返大氣層試驗英語Crew Module Atmospheric Re-entry Experiment (CARE) 3,775 kg[1] 成功 亞軌道酬載測試[23][24][25]
本次測試所搭載之上面級發動機C-25並無實際功能,僅模擬其重量分佈[26][27]

LVM3於12月18日發射成功,在運載火箭及CARE模組均符合任務預期參數[2]

D1 2017年6月5日 Mk III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台 GSAT-19 3,136 kg[27] 成功 為發射新一代GSAT重約3.5噸。[28][27][29]
將有全功能低溫級。[27]
D2 2018年11月14日 Mk III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台 GSAT-29 3,423 kg 成功
M1 2019年7月22日 Mk.III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台 月船2號 3,877 kg 成功 本型號火箭首次應用型發射。
M2 2022年10月22日[30][31][32] Mk.III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台 36顆OneWeb衛星 5796 kg 成功 第1次為OneWeb進行商業發射任務。[33][34]
M3 2023年3月26日[35][36] Mk.III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台 36顆OneWeb衛星 5805 kg 成功 第2次為OneWeb進行商業發射任務。也是本型號火箭發射最重的負載。
M4 2023年7月14日[37][38] Mk.III 薩迪什·達萬航天中心第二發射台 月船3號 3895 kg 成功 重複月船2號的任務。

註釋

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參考文獻

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  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 LVM3. [21 December 2014]. (原始內容存檔於2014-12-25). 
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  4. ^ The GSLV-III. Indian Space Research Organisation. 2009-12-07 [2012-11-23]. (原始內容存檔於2012-11-25). 
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參看

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