印度高超聲速技術雖有進展，但仍處於起步階段

1.AVATAR：印度「夢之計劃」

世界高超聲速技術的發展已約80年。從冷戰開始,美俄一直處於這項技術發展的前列，並都以發展使用超聲速燃燒衝壓發動機的高超聲速飛行器技術為重點，當前這方面雖然有所進展，但離實用仍有距離。近年來高超聲速技術已經擴展到包括使用火箭發動機在內的高超聲速飛行器，如高超聲速助推滑翔飛行器，甚至包括太空梭，但各國並沒有放棄吸氣式高超聲速飛行器的發展。

比起美俄來說，印度在高超聲速技術方面是一個後發國家，它既有優勢，也有劣勢，在這裡我們將對此做一個簡要的評述。

AVATAR的外形

在世界發展高超聲速技術的高潮中，印度國防研究發展組織(DRDO)在2007年6月29日宣布，該組織的最具雄心的項目，即「高超聲速吸氣式空天運輸飛行器 (Aerobic Vehicle for Hypersonic Aerospace Transportation，AVATAR)」的驗證飛行器，計劃在2008年進行試飛（2001年內部提出）。

AVATAR（阿凡達）在梵文中有「復活」、「下凡」的意思，表達了印度人對空天飛機的嚮往。這種空天飛機的概念是在2001年由一個印度工程師提出的。它是一種可重複使用、水平起飛的吸氣式單級入軌飛機，採用渦輪衝壓／超燃衝壓／火箭組合循環發動機，總重25噸(其中60%是液氫燃料)，每次可發射1噸重的有效載荷送入太空。一架空天飛機在其壽命周期內可執行100次這樣的任務。它在不攜帶火箭發動機時，還可作為一種高超聲速飛機，用於對地攻擊或偵察，然後返回基地。後來，印度前總統、「印度飛彈之父」卡拉姆，提出印度要研製AVATAR空天飛機，並稱之為 「夢之計劃」。

HSTDV：磨劍十五年

HSTDV的外形

顯然 ，直接研製AVATAR空天飛機難度極大，必須分階段實施。2005年，印度國防研究與發展組織（DRDO）就宣布，為了研製AVATAR空天飛機，首先要研製一個「高超聲速技術驗證飛行器（Hypersonic Technology Demonstrator Vehicle ，HSTDV）」。它包括運載火箭（LV）和一個巡航飛行器（CV）。巡航飛行器將使用以煤油為燃料的超聲速燃燒衝壓發動機（Scramjet）。驗證飛行器通過飛行試驗要達到的目的是，驗證超聲速燃燒衝壓發動機的性能，以及高超聲速飛行器的空氣動力性能、防熱系統和熱結構等。

當地時間9月7日上午11點03分，由DRDO研製的HSTDV，在阿卜杜爾·卡拉姆試驗場，由「烈火」飛彈的助推器搭載升空至 30 km-35 km的高度, 轉入以煤油為燃料的單模態超燃衝壓發動機推進，燃燒了20多秒，速度達到6馬赫。DRDO對HSTDV的所有參數都進行了測試，包括燃燒室壓力、進氣道和控制制導參數等。印度媒體稱，HSTDV的成功，讓印度加入了「高超音速飛彈俱樂部」，成為繼美國、中國和俄羅斯之後，全球第4個開發和測試這一技術的國家，這將為印度研製6倍聲速的飛彈鋪平道路，並且有望在5年內製造出第一枚高超聲速飛彈。

HSDTV超燃衝壓發動機的初步設計參數（可能最後有變化）

HSDTV的巡航飛行器 (Cruise Vehicle, CV)，長 5.6 m,質量為 1000 kg, 其橫截面為扁平八角形,機體中部裝有一對短翼, 機體後部裝有傾斜垂直尾翼。進氣道長度為 3.7 m,橫截面形狀為矩形。超燃衝壓發動機位於機體中下部，機體尾部作為排氣噴管的一部分。機體前部有兩個平行的擋板,用於增加推力。機翼後緣的襟翼用於飛行器滾轉控制。可偏轉的噴管位於燃燒室後端,其偏轉角可達 25°,以確保在發動機開啟和關閉階段具有令人滿意的性能。機體下表面、機翼和尾翼由鈦合金製成,而機體上表面由鋁合金複合材料製成。發動機內表面用鈮合金材料, 外表面採用鎳鉻鈦合金材料。 HSTDV的超燃衝壓發動機,其碳氫燃料通過一系列交錯的噴射杆，噴入燃燒室。設計的超燃衝壓燃燒室長度為 1.8 m,截面為矩形,靠近進氣道一端為 100 mm ×230 mm, 出口端為 250 mm × 230 mm。DRDO設計的全尺寸超燃衝壓燃燒室，已在 HST4激波風洞中測量了有 /無噴射杆的氣動特徵。進行的試驗包括測量沿燃燒室內壁的靜壓和熱流密度分布、以及有 /無燃料噴射杆的模型總阻力。

地面基礎設施必須先行

印度是積極發展吸氣式高超聲速技術的國家之一，與其它正在發展高超聲速技術的國家一樣，發展高超聲速技術的途徑是從地面試驗到飛行試驗。

高超聲速技術的基礎在於在實驗室中模擬高超聲速飛行環境的能力，並能正確地將地面模擬試驗數據外推到飛行條件，然後完成驗證飛行器的飛行試驗。因此，印度近年來，除了充分發揮原有的較小的高超聲速風洞的作用外，已經逐步建成幾座大型高超聲速風洞。在這些風洞中，已經進行了一系列驗證飛行器的氣動力、氣動熱試驗和超燃衝壓發動機的試驗。

HSTDV的風洞試驗模型

首先，印度科學研究所(IISc)的空天工程部。是印度傳統的高超聲速研究中心。該中心擁有一系列的高超聲速風洞設備, 包括 HST1激波風洞(試驗段尺寸為 300 mm ×300 mm) , HST2激波風洞 (試驗段尺寸為300 mm × 300 mm) , HST4激波風洞 (試驗段尺寸為1000 mm) ,以及自由活塞式的高超聲速激波風洞 HST3 (自由射流段尺寸為 300 mm)。該研究所已對 HST4激波風洞進行了改造, 增加了一個直徑為600 mm、長度為42 m的壓縮管,將它改造成為一個自由活塞式的激波風洞。另外，這個研究所在2014年還建成了一個試驗段為500 mm的暫衝式高超聲速風洞，模擬的速度為Ma6-10。其建設經費由印度DRDO提供。該風洞將用於印度研發的新式高速軍事平臺，包括HSTDV和「布拉莫斯」高超聲速飛彈等項目的氣動試驗。

HST4激波風洞

其次，印度太空研究發展組織（ISRO）的Vikram Sarahai航天中心（VSSC），已建成了的常大型規高超聲速風洞和試驗段尺寸為1000 mm的燃燒驅動的激波風洞。已經用於有關運載火箭、太空飛船回收試驗飛行器（SRE）、重複使用運載器的驗證飛行器（RLV-TD）和超燃衝壓發動機等項目的試驗。

最後，印度的大學如孟買印度理工學院和馬德拉斯印度理工學院，都有試驗段尺寸為300 mm左右的激波風洞。前一座風洞還有配套的天平能進行測力試驗。

超燃衝壓發動機地面試驗設備

由文獻可見，印度的超燃衝壓發動機地面試驗，只採用直聯式設備，這對於要求進行發動機和機體一體化設計的吸氣式高超聲速飛行器來說，其能力是難於滿足要求的。好在印度的計算流體力學（CFD）的水平較高，可以有所彌補。從長遠來看，印度仍需建設滿足發展吸氣式高超聲速飛行器所需的更高性能的地面模擬設備。

「布拉莫斯」高超音速飛彈進展緩慢

「布拉莫斯」 高超聲速飛彈

2011年6月12日報導 印度前總統阿卜杜勒·卡拉姆要求布拉莫斯空天公司研製「布拉莫斯」巡航飛彈的高超聲速型，以保持印度在該領域的領導地位。卡拉姆在「布拉莫斯」超聲速巡航飛彈發射10周年紀念會上演講時說：「你們應研製一種『布拉莫斯』高超聲速型號，且能可重複使用，即該飛彈應能投遞戰鬥部並返回基地。這將有助於保持我們在該領域的領導地位。」

在這之後，不斷有下一代「布拉莫斯」飛彈的消息傳來，雖然印度軍方對此抱有很高期望，但由於難於突破關鍵技術，導致新飛彈的指標不斷降低和研製進度放緩。據媒體報導將在2024年可能完成樣彈製造。另一方面，俄羅斯的「彼得大帝」號核動力重型飛彈巡洋艦（西方稱之為「戰列巡洋艦」），在2019年開始進行現代化改裝，該艦將會首先裝備最新型高超聲速反艦飛彈，代號「鋯石」。關於「鋯石」飛彈，目前它的具體數據仍是個謎。

載簡評印度高超音速技術

關於這次HSTDV的飛行試驗，雖然可以肯定印度在高超聲速技術方面已取得了較大進步，但它對研製AVATAR空天飛機來說，還處在起步階段。由於這次試驗的並不是能夠實現亞燃和超燃的雙模態的發動機，只有超燃一個模態，其水平還無法和美國空軍的X-51A的雙模態發動機相比。在2013年X-51A的第四次飛行中，發動機工作了209秒，而HSTDV的發動機在這次試驗中只工作了20 秒。就是和2004年美國NASA的X-43A的單模態發動機的飛行試驗的水平，也無法相比。X-43A是在飛機投放後的巡航飛行狀態下實現了加速飛行，而印度這種用火箭助推的飛行試驗，很難實現巡航飛行狀態。類似的試驗，上世紀90年代後期俄羅斯就做過，美國NASA也曾參與，但NASA認為這種狀態的試驗，無法判斷發動機是否實現了超聲速燃燒，也無法判斷發動機的推力是否大於飛行器的阻力。若在目前試驗的發動機的基礎上，要研製出實用的採用吸氣式發動機的高超聲速飛彈，還有一段很長的路要走。

印度的空天飛機計劃雖然十分雄偉，但印度的地面試驗能力明顯不足，嚴重製約了其計劃的實施。目前印度雖然建設了一些地面模擬設備，但其尺寸較小，模擬能力和測試能力都有限，難於滿足印度高超聲速技術進一步發展的要求。早年，印度在這方面曾求助於以色列、英國和俄羅斯。以色列和英國 Cranfield大學已對印度高超聲速技術驗證器計劃提供了部分援助, 其中包括風洞試驗。目前可能還有其它國家也在為印度提供技術援助。長期以來,印度之軍事工業的合作者主要是俄羅斯,俄羅斯曾對高超聲速推進系統曾進行了大量研究，通過「布拉莫斯」 高超聲速飛彈的合作，肯定對印度有所幫助，但從飛彈研製進度來看，估計俄羅斯有所保留。 最後，印度的工業基礎與其它大國相比，還是比較薄弱，這將影響印度自主發展高超聲速技術，估計印度將會進一步加強國際合作。

結束語

隨著印度國力的日益強大, 其謀求成為軍事和政治大國的意願不斷上升。因此, 在世界範圍內正在進行的高超聲速技術研究熱潮帶動下, 印度利用了它在國際合作方面的優勢，也開展了大量高超聲速技術的研究。這次HSTDV試驗讓印度的吸氣式高超聲速技術邁出了重要的一步。通過該項目的研究, 印度完成了高超聲速試驗飛行器以及超燃衝壓發動機的設計、製造、地面試驗和飛行試驗, 並且帶動了高超聲速相關試驗設施的建設, 對於推動印度高超聲速技術的發展起了重要作用。

在發展高超聲速武器方面，印度要從仿製走向自研製，必須建立自己的高超聲速技術基礎。這其中既涉及國家的整體製造業基礎，也包括必要的高超聲速地面試驗設備。從目前的情況來看成，印度在這兩方面都尚有欠缺，從而這必將成為制約印度高超聲速技術發展速度的重要因素。

我國著名科學家錢學森先生和印度前總統卡拉姆一樣，都曾長期從事飛彈、火箭的研製，都對祖國的航天發展做出了傑出的貢獻，並都對空天飛機的發充滿期望。無疑，由於錢學森先生的戰略眼光和大力倡導，我國在高超聲速技術的地面基礎設施方面，要優於印度許多，從而可以相信，我國必將對高超聲速技術的發展做出更大的貢獻！