HSTDV这种顶尖技术，印度导弹科学家如何突破的 

印度国防研究与发展组织（DRDO）在今年9月使用国产开发的超燃冲压推进系统成功地对高超音速技术演示飞行器（HSTDV）进行了飞行测试。

高超音速呼吸超燃冲压技术的最初成功被称为本土防御技术的一次巨大飞跃，这使印度有信心在进入下一阶段时，将其研发范围扩展到更为复杂的领域。

作为这种全球顶尖技术，印度是如何突破的呢？

印度研发团队通过媒体，曝料了该计划的历史以及实现某些复杂技术所面临的挑战，这些复杂技术将成为下一代超音速飞行器的基础。同时可以了解印度HSTDV梦想的早年，当前状态以及前进的道路。

十年的准备工作

HSTDV

为了在高超音速领域与发达国家相提并论，印度DRDO于2000年初启动了有关HSTDV的工作。在此期间，美国，俄罗斯和澳大利亚属于深度参与高超音速飞行任务的发达国家。

其主要目的是开发一种自主的高超音速巡航器，它可以在短时间内飞行很长的距离。

高超音速巡航飞行器在意义上与弹道导弹有很大不同，其轨迹很难预测。

因此，2004年在海得拉巴的国防研究与发展实验室（DRDL）进行了可行性研究。这项可行性研究奠定了开发超音速飞行器的基础。

印度空气动力学领域的先驱S Panneerselvam博士是HSTDV项目的第一位项目总监。他和一个由五名科学家组成的团队致力于使用计算工具来概念化HSTDV巡航飞行器的形状和大小。该团队是多学科的，在涉及空气动力学，结构，控制和超燃冲压发动机推进的工程流方面具有专业知识。

在开发周期中开发了许多新技术。随后，DRDO实现了国产高超音速巡航器。

在HSTDV设计工作中，有几位科学家扮演了导师的角色。已故的阿克·考希克（已退休的DRDL科学家），穆昆达教授（IISc的前任教授），已故的保罗教授（IISc的前任教授）等科学家团队致力于实现设计的支柱。

挑战成果

最初，将HSTDV飞行器概念化。飞行器在高超音速状态的特定窗口中工作（海拔：29-34公里，速度为5.8-6.5马赫）。

需要运载火箭才能将飞行器运载到所需的飞行条件。计划使用可用的材料（钛，镍基合金和铝）设计飞行器。

久经考验的烈火-I导弹是最适合HSTDV飞行器的助推器，在导弹的上升阶段，由于大气中的高动态加热，暴露的飞行器上的温度超过了材料的能力。对于HSTDV飞行器，需要一种保护系统来应对 导弹上升阶段的动态加热。研究小组设计了7米长和1米直径大小的分体式保护罩，以将飞行器保持在允许的温度范围内。

低压飞行器承受的动压非常高，约为5 bar，对于运载火箭而言，这是一个非常大的数字。

印度科学家不得不进行几次加热研究和实验以清除左室压力。导弹的控制能力是另一个瓶颈。进行了运载工具控制面和风洞的广泛修改以及风洞高温测试，以使合格。

烈火导弹的直径只有一米的限制范围内，飞行器的机翼必须像子宫中的小婴儿一样折叠起来，这需要研究如何高速展开并得以实现。

达到巡航飞行器的注入条件后，必须分开保护罩。这是一个巨大的瓶颈，因为它需要在数毫秒内同时运行大量热机械机制，以便面板以高超音速打开。

最后，与该国专家进行了几次迭代和集思广益的会议，为团队提供了重要的设计意见。

 

对于整流罩分离，可能会进行非常有限的测试。通过计算流体动力学研究了整个分离过程，并在昌迪加尔的终端弹道研究实验室（TBRL）中成功进行了测试。到目前为止，大多数发达国家还没有在相对较高的动态压力下尝试这种分离机制。

新技术

在飞行器中，设计过程得到了新的发展，这是海德拉巴DRDL中的第一个此类过程。最终，在高超音速空气动力学，空气热力学，进气空气动力学和超燃冲压发动机领域开发了许多技术基础。

飞行器设计是纯粹的本土努力。由于飞行器是非轴对称的，并且出现了热屈曲问题，这些问题已经通过调整热结构的设计得以解决。

由于高燃烧温度，对于燃料喷射的材料提出了新的挑战。印度科学家们不得不不断进行多次试验，从而改变了材料和结构。

HSTDV小组表示，该任务的大多数技术都是新开发的，因为其设计方面与DRDO开发的各种导弹完全不同。

在其他导弹中，机身和发动机之间存在一定的脱钩。但是高超音速飞行器需要航空推进结构的集成设计。发动机与飞行器的一体化整合是必须解决的另一个主要技术挑战。在尝试了几种方案后最终确定合适的方案。