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大力神3E運(yùn)載火箭，2臺(tái)固推搭配芯一級(jí)毒發(fā)以及芯級(jí)總共3級(jí)的設(shè)計(jì)提供了7噸的GTO運(yùn)載能力

GSLV的發(fā)射任務(wù)通常是把載荷送入地球轉(zhuǎn)移軌道（GTO），在遠(yuǎn)地點(diǎn)的軌道圓化工作是衛(wèi)星自己完成的。所以做運(yùn)載能力對(duì)比時(shí)，筆者以GTO運(yùn)載能力作為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)資料，大力神3E的GTO發(fā)射能力是7噸，GSLV MK3在現(xiàn)階段的運(yùn)載能力是4噸，本次發(fā)射的衛(wèi)星質(zhì)量實(shí)際是3.1噸，還留有不少的載荷余量。同樣的起飛重量，大力神3E的運(yùn)載能力多出75%。

說(shuō)到這里需要提一下的是，筆者在關(guān)注此次印度火箭發(fā)射的新聞消息時(shí)看到了一種有趣的說(shuō)法。那就是不要糾結(jié)于GSLV MK3的運(yùn)載能力不足，畢竟其總體結(jié)構(gòu)是非常先進(jìn)的固液結(jié)合，畢竟GSLV MK3的固體助推器是世界第二大的S200，畢竟火箭看上去令人震撼。

這樣的說(shuō)法筆者并不認(rèn)同，在人類現(xiàn)階段完全依賴化學(xué)火箭發(fā)射航天器的背景下，發(fā)射上天的每一千克重量都意味著更多的成本。因此運(yùn)載火箭的各種先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)都是以提升運(yùn)能為目標(biāo)的，無(wú)論是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力和比沖的提升，還是新材料的應(yīng)用，亦或是更為簡(jiǎn)潔卻不失強(qiáng)度的箭體設(shè)計(jì)，都是希望在一定的重量條件下壓榨出更多的運(yùn)載能力。所以雖然說(shuō)以運(yùn)力來(lái)衡量火箭的性能顯得非常簡(jiǎn)單，實(shí)際卻是最客觀的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

GSLV MK3火箭的飛行時(shí)序

GSLV MK3運(yùn)力捉急的原因是多方面的，而且即使采用了時(shí)新的固液結(jié)合設(shè)計(jì)和S200這個(gè)世界第二粗的固推火箭助推器助陣，也沒有能夠彌補(bǔ)火箭在其他設(shè)計(jì)上的缺陷。

比如助推器與芯級(jí)之間存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，導(dǎo)致S200在燃燒結(jié)束15秒之后才能分離，采用類似發(fā)射時(shí)序的大力神3E的這一數(shù)據(jù)大約為4秒。兩枚S200助推的空重高達(dá)60多噸，也就是說(shuō)這部分死重在火箭身上多留差不多10秒之后才能順利脫離，這段時(shí)間的影響對(duì)火箭燃料的應(yīng)用效率可謂不低，火箭燃料的應(yīng)用效率最終的直接體現(xiàn)就是載荷能力的大小。

除此之外，GSLV MK3的芯二級(jí)，也就是C25部分燃料攜帶量偏低也是影響GTO運(yùn)載能力的重要原因之一，C25燃料攜帶量偏低的鍋則應(yīng)該由芯一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)Vikas來(lái)背，原因如下：

GSLV MK3的總起飛重量是640噸，兩側(cè)助推重量472噸，芯級(jí)部分總重約170噸，兩臺(tái)Vikas發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提供的總推力只有約160噸。即便芯一級(jí)L110在固推熄火之前26秒提前開始工作，當(dāng)固推分離時(shí)通過(guò)燃料的消耗已經(jīng)降低了一部分芯級(jí)總重，GSLV MK3在這一階段的飛行仍然面臨推重比將將夠用的局面，因此在這種情況下如果還要加大上面級(jí)C25的燃料儲(chǔ)量，甚至使用更大推力的上面級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，那么勢(shì)必會(huì)造成火箭在中間段飛行過(guò)程中推重比嚴(yán)重不足的局面，甚至?xí)绊懙桨l(fā)射任務(wù)的成功與否。

GSLV MK3后續(xù)改進(jìn)型，芯一級(jí)使用更大推力的復(fù)雜循環(huán)煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，GTO運(yùn)載能力提高到6.2噸，但是總體運(yùn)載效率還是處于國(guó)際偏低水平

作為GSLV MK3的研發(fā)方，印度空間研究組織（ISRO）也自然清楚這一問(wèn)題，因此下一階段的改進(jìn)就包括了芯一級(jí)使用印度自主研發(fā)的SCE-200復(fù)雜循環(huán)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)印度官方的說(shuō)法，這種發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提供182噸的海平面推力和200噸的真空推力，那么就能夠使用更大的上面級(jí)C30，最終把GTO提高到6.2噸的水準(zhǔn)。雖然只是比目前的4噸多出了2.2噸，考慮到目前國(guó)際市場(chǎng)主流同步軌道商業(yè)衛(wèi)星的重量，提高載荷能力后的印度大火箭至少能在商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)上搶一杯羹。

平心而論，作為ISRO的拳頭產(chǎn)品，GSLV MK3確實(shí)存在一些技術(shù)亮點(diǎn)，包括總體結(jié)構(gòu)思路和大推力的固推都可圈可點(diǎn)，只是印度人不注重細(xì)節(jié)打磨的生性和糟糕的基礎(chǔ)工業(yè)能力拖累了GSLV的最終運(yùn)載性能，實(shí)在是可嘆。

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