RLV 기술 실증 프로그램

RLV Technology Demonstration Programme
RLV 기술 실증 프로그램
RLV 프로그램을 위한 기술개발차량(TDV)
프로그램개요
나라인도
조직ISRO
프로그램이력
지속2012~현재[1]
첫 비행2016년 5월 23일 01:30 UTC
성공.2
시작 사이트
차량정보
발사체GSLV Mk II

재사용 가능 발사체 –기술 시연 프로그램은 인도 우주 연구 기구(ISRO)가 두 번째 단계가 우주 비행기인 TSTO(Two Stage To Orbit) 재사용 가능한 발사체를 실현하기 위한 첫 번째 단계로 구상한 일련의 기술 시연 임무입니다.[3]

이를 위해 날개형 재사용 발사체 기술 시연기(RLV-TD)를 구성했습니다. RLV-TD는 동력 크루즈 비행, 극초음속 비행, 공기 호흡 추진을 이용한 자율 착륙 등 다양한 기술을 평가하는 비행 테스트 베드 역할을 했습니다. 이러한 기술을 적용하면 출시 비용을 10배 절감할 수 있습니다.[4] 이 프로젝트는 인도 국방 연구 개발 기구의 아바타 우주 비행기 개념과 관련이 없습니다.[5]

역사

2006년 인도우주연구기구(ISRO)는 입구 마하 수가 6인 거의 7초 동안 안정적인 초음속 연소를 입증하기 위해 일련의 지상 테스트를 수행했습니다.[6]

2010년 3월, ISRO는 새로운 사운딩 로켓의 비행 시험을 실시했습니다. 첨단 기술 차량(ATV-D01), 이륙 시 무게 3톤, 직경 0.56m(1ft 10in), 길이 ~10m(33ft).[7] 공기 호흡 추진 기술 시연을 위한 테스트 베드로 수동형 스크램젯 엔진 연소기 모듈을 탑재했습니다.[8]

2012년 1월, ISRO는 RLV-TD(Reuseable Launch Vehicle-Technology Demonstrator)라고 불리는 규모가 확장된 프로토타입의 제작 및 테스트가 승인되었다고 발표했습니다.[9] RLV-TD 프로토타입의 공기역학적 특성 분석은 인도의 National Aerospace Laboratories에서 수행했습니다. RLV-TD는 하이데라바드에 본사를 둔 CIM Technologies라는 민간 기업에 의해 건설의 마지막 단계에 있습니다.

2015년 5월까지 움바 적도 로켓 발사장에 있는 비크람 사라바이 우주 센터(VSSC)의 엔지니어들은 대기권 재진입 중에 발생하는 극심한 열로부터 RLV-TD를 보호하기 위해 RLV-TD의 외부 표면에 열 타일을 설치하고 있었습니다.[10] 이 시제품은 무게가 약 1.5톤이며, 소모성 고체 부스터 HS9 위에 장착된 고도 65km까지[10] 비행했습니다.[11][12]

2016년 8월 28일, ISRO는 2016년 8월 28일 사티시 다완 우주 센터에서 첨단 기술 운송 수단 ATV-D02의 두 번째 개발 비행에서 스크램제트 엔진을 성공적으로 테스트했습니다.[13][14] 스크램제트 엔진은 이후 개발 단계에서 RLV에 통합될 것입니다.[15]

Pushpak (RLV-TD)

RLV-TD HEX01

푸시팩[16](Pushpak, RLV-TD 또는 Reuseable Launch Vehicle Technology Demonstrator)은 2012년에 시작된 ISRO의 RLV 기술 시연 프로그램을 위해 개발된 인도 최초의 무인 비행 테스트베드입니다. 궁극적으로 TSTO(Two-stage-to-orbit) 재사용 가능 발사체의 축소된 프로토타입입니다.

2012년 1월, ISRO의 재사용 가능한 발사체의 설계는 "국가 검토 위원회"의 승인을 받았으며, 차량을 제작하기 위한 허가를 받았습니다. 이 차량의 이름은 "재사용 가능한 발사체 기술 시연" (RLV-TD)입니다.[17] ISRO는 지구 저궤도에 탑재물을 전달하는 비용을 기존의 20,000달러/kg에서 4,000달러/kg로 80% 낮추는 것을 목표로 하고 있습니다.[18][19][20]

RLV-TD는 극초음속 비행, 오토랜드, 동력 크루즈 비행, 공기 호흡 엔진 추진력을 이용한 극초음속 비행, "초음속 실험" 등 다양한 측면을 테스트하기 위한 목적으로 개발되었습니다. ISRO는 HEX(초음속 비행 실험), LEX(착륙 실험), REX(복귀 비행 실험), SPEX(스크램제트 추진 실험) [17][21][22]등 4가지 RLV-TD 시험 비행을 계획하고 있습니다.

비크람 사라바이 우주 센터, 국립 항공 연구소 및 인도 과학 연구소의 750명의 엔지니어 팀은 RLV-TD 및 관련 로켓의 설계 및 개발을 수행했습니다. RLV-TD는 120시간의 풍동, 5,000시간의 전산 유체 역학 및 1,100회의 비행 시뮬레이션 테스트를 거쳤습니다. RLV-TD는 질량 1.75톤, 날개폭 3.6미터, 전체 길이 6.5미터(로켓 제외)입니다. 이 차량에는 언더캐리어에 600개의 내열 타일이 있으며 델타 윙과 각진 꼬리 지느러미가 특징입니다.[23][24] 프로젝트의 총 비용은 ₹ 95 크로어(2023년 ₹ 137 크로어 또는 미화 1,710만 달러에 해당)였습니다. 향후 계획된 개발에는 비행 중 액화 산소 대신 대기 중 산소를 활용하는 것을 목표로 하는 공기 호흡 추진 시스템을 테스트하는 것이 포함됩니다.[27]

엔진

2006년 1월, ISRO는 티루바난타푸람에 있는 비크람 사라바이 우주센터에서 스크램제트(초음속 램제트)의 설계, 개발 및 테스트를 완료했습니다. 지상시험 중에는 입구 마하 6번의 안정적인 초음속 연소가 7초간 실증되었습니다.

2010년 3월 3일, ISRO는 스리하리코타의 사티시 다완 우주 센터에서 새로운 소리 로켓 ATV-D01의 비행 시험을 성공적으로 수행했습니다. ATV-D01은 이륙할 때 무게가 3톤이었고, 당시 ISRO가 개발한 로켓 중 가장 무거운 것이었습니다. 수동형 스크램젯 엔진을 장착했습니다. 로켓은 7초 동안 비행하여 마하 수 6 + 0.5, 동적 압력 80 + 35 kPa를 달성했습니다.[28][29]

RLV TD 실험

극초음속 비행 실험

일본의 극초음속 비행 실험에 대해서는 HYFLEX를 참조하십시오.

재사용 가능 발사체 극초음속 비행 실험 또는 RLV HEX는 RLV 기술 시연 프로그램의 첫 번째 시험 비행이었습니다. HEX는 2016년 5월 23일 성공적으로 수행되었습니다.[2][30][31] RLV-TD는 동체(몸체), 노즈캡, 이중 델타 날개 및 쌍둥이 수직 방향타로 구성됩니다. 엘레번스와 루더라고 불리는 활성 제어 표면을 가지고 있습니다.[31] 쌍둥이 방향타를 제외하고는 소형 우주왕복선 궤도선과 모양과 작동이 유사합니다. TDV는 600개 정도의 내열 실리카 타일과 유연한 외부 단열재를 사용하며, 노즈캡은 SiC 코팅으로 탄소-탄소 복합체로 제작되었습니다. 트윈 러더의 리딩 에지는 Inconel-718이며, 15CDV6의 윙 리딩 에지입니다.[32][33][34][35][36][37]

HEX는 인도가 개발한 재사용 가능한 발사체의 첫 시험 비행이었습니다. 시험 비행 목표는 다음과 같습니다.[38]

  • 극초음속 비행시 공기역학적 설계특성 검증
  • 대기를 통한 극초음속 하강 시 유도 하중 특성 분석
  • 차량의 코 구조에 사용되는 탄소 섬유의 성능 평가
  • 1단계 분리 시퀀싱 시연

이 차량은 스리하리코타의 지상국과 선박용 터미널에서 비행하는 동안 추적되었습니다. 발사 후 스플래시 다운까지 총 비행 시간은 약 773.6초 동안 지속되었습니다.[39] 장치를 복구할 계획이 없었습니다.[40][41] ISRO는 "가까운 장래에" 스리하리코타 섬에 4km가 넘는 활주로를 건설할 계획입니다. 이번 비행에서는 자율 항법, 안내 및 제어, 재사용 가능한 열 보호 시스템, 하강 임무 관리 등의 중요 기술이 검증되었습니다.[42]

착륙 실험

재사용 가능 발사체 착륙 실험 또는 RLV-LEX는 극초음속 비행 실험에 이어 RLV 기술 실증 프로그램의 두 번째 시험 비행이었습니다. 시연 시험을 통해 TSTO(Two-stage-to-orbit) 완전 재사용이 가능한 발사체의 길을 열게 될 것입니다. 또한 RLV-LEX와 유사한 테스트는 바람, 다양한 고장 조건 및 기타 요인과 같은 기타 조건을 테스트하여 차량 테스트를 마무리합니다.[43]

RLV-LEX-01

RLV-LEX는 2023년 4월 2일 치트라두르가 항공시험장에서 성공적으로 수행되었습니다.[44] 이 비행기는 오전 7시 10분에 이륙하여 4.6km 상공에서 이륙했습니다. 오전 7시 40분경 차량이 착륙했습니다.

시험 비행 목표는 다음과 같습니다.[45]

  • 우주 재진입체의 정확한 착륙 조건 시뮬레이션 - 동일한 귀환 경로로부터 고속, 무인, 자율, 정밀 착륙
  • 궤도 재진입 우주 비행체가 귀환 경로에서 경험할 수 있는 지면 상대 속도, 착륙 기어의 침강 속도 및 정확한 차체 속도와 같은 착륙 매개 변수 검증

테스트 차량은 인도 공군 보잉 CH-47 치누크 헤비 리프트 헬리콥터에서 언더슬렁 페이로드로 운반된 후 떨어졌습니다.

임무를 성공적으로 마친 후, ISRO의 S. Somanath 회장은 현재 다른 조건에서 소프트웨어와 하드웨어의 준비 상태를 확인하기 위해 그러한 착륙 시험을 더 수행할 계획이라고 언론에 말했습니다. 보고된 테스트에는 차량이 약 4.5km 고도에서 낙하하는 것과 그에 따른 측면 차이가 포함되며, 이에 따라 차량은[46] 착륙을 위해 자동으로 스스로 안내해야 합니다. 테스트는 이제 RLV-LEX-01로 소급하여 참조됩니다.

RLV-LEX-02

명목외 위치에서 해제된 후의 자율 정밀 착륙.

2024년 3월 22일 치트라두르가 항공 시험장에서 또 다른 착륙 실험이 수행되었습니다.[47] 인도 공군의 보잉 CH-47 치누크가 활주로에서 4.5km 떨어진 높이에서 시험 차량을 들어 올렸습니다. 실험의 더 어려운 기동과 분산으로 인해 차량은 활주로에 자율적으로 착륙하기 전에 교차 범위와 하향 범위 편차를 모두 수정해야 했습니다.[48] 차량은 노륜 조향 장치, 랜딩 기어 브레이크, 드로그 낙하산을 사용하여 필요한 교차 범위를 수정한 후 활주로에서 정확하게 정지할 수 있도록 도와주었습니다. RLV-LEX-02는 RLV-LEX-01과 동일한 비행시범차량을 사용하였습니다. 액체 추진 시스템 센터(LPSC), ISRO 관성 시스템 장치(IISU), 비크람 사라바이 우주 센터, 인도 공군은 항공 개발 기관(ADE), 항공 배달 연구 개발 기관(ADRDE) 및 기타 기관과 협력하여 임무를 완료했습니다.[49][50]

미래.

ISRO는 궤도 귀환 비행 실험(OREX)과 SPEX(Scramjet Propulsion Experiment) 두 가지 실험을 더 계획하고 있습니다.[10][51][52] OREX는 GSLV mk에 탑재될 예정입니다.프로젝트의 실행 가능성을 입증하기 위해 로켓을 발사하고 지구 대기권에 착륙합니다.

차량 목록

  • X-34 테스트베드 기술 시연기.[53][54]
  • DC-XA (Pushpak) - 비행 시연기 RLV-LEX-01 및 RLV-LEX-02에 사용됩니다.[53][54]

갤러리

RLV TD 사진
  • RLV-TD HEX01, TDV being transported
    RLV-TD HEX01, TDV 운송중
  • RLV-TD HEX01 at First Launch Pad of Satish Dhawan Space Centre, Sriharikota (SDSC SHAR) before launch 01
    RLV-TD HEX01, Sriharikota(SDSC SAR) Satish Dhawan Space Center 첫 발사대에서 발사 01 전 RLV-TD HEX01
  • Launch of RLV-TD HEX01 from First Launch Pad of Satish Dhawan Space Centre, Sriharikota (SDSC SHAR) 02
    Sirharikota(SDSC SAR) Satish Dhawan Space Centre의 첫 번째 발사대에서 RLV-TD HEX01 발사. 02

참고 항목

참고문헌

  1. ^ https://spacenews.com/34979isro-to-begin-flights-of-reusable-launcher-test-bed/
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외부 링크