HSTDV

HSTDV는 극초음속 비행을 위한 무인 스크램제트 시연 항공기이다. 극초음속 및 장거리 순항 미사일의 운반체로 개발 중이며, 저비용 소형 위성 발사를 포함한 여러 민간 분야에 적용될 예정이다. HSTDV 프로그램은 국방연구개발기구(DRDO)가 주관하고 있다.

도입
인도는 극초음속 순항 미사일을 위한 야심찬 계획의 일환으로 지상 및 비행 시험 하드웨어 개발을 추진하고 있다.

국방연구개발실험실의 극초음속 기술 시연 차량(HSTDV)은 고체 로켓 발사 부스터를 사용하여 20초 동안 자율 스크램제트 비행을 달성하도록 설계되었다. 이 연구는 또한 재사용 가능한 발사체에 대한 인도의 관심을 반영할 것이다. 최종 목표는 32.5 km (20 마일) 고도에서 마하 6에 도달하는 것이다.

초기 비행 테스트는 항공기 공기역학, 열 특성 및 스크램제트 엔진 성능을 검증하는 것을 목표로 한다. HSTDV 모형은 2월 벵갈루루에서 열린 에어로 인디아 전시회에 전시되었으며(사진 참조), DRDO의 프로젝트 책임자인 S. 판니에르셀밤은 엔지니어들이 가까운 시일 내에 1,300파운드 추진 스크램제트 엔진으로 구동되는 실물 크기의 공기흡입 모델 비행 테스트를 시작하는 것을 목표로 하고 있다고 밝혔다.

 설계 및 개발 
섬네일|HSTDV 순항 차량 렌더링.

엔진과 기체 부착을 위한 설계는 2004년에 완료되었다.

2008년 5월 사라스왓 박사는 다음과 같이 말했다.

이스라엘은 풍동 테스트를 포함하여 HSTDV 프로그램에 일부 지원을 제공했으며, 영국의 크랜필드 대학교도 마찬가지이다. 익명의 세 번째 국가도 돕고 있다. 한 보고서에 따르면 러시아는 프로젝트에 중요한 도움을 제공했다. 인도의 주요 국방 산업 파트너는 러시아이며, 러시아는 극초음속 추진에 상당한 연구를 수행해 왔다.

건설 중인 1톤,  항공기는 중간 동체 스텁윙과 경사진 꼬리 날개를 가진 평평한 팔각형 단면과 3.7미터 직사각형 단면 공기 흡입구를 특징으로 한다. 스크램제트 엔진은 중간 동체 아래에 위치하며, 후방 동체는 배기 노즐의 일부로 사용된다. 엔진 개발 작업도 진행 중이다.

전방 동체의 두 개의 평행한 펜스는 유출을 줄이고 추력을 증가시키기 위한 것이다. 롤 제어를 위해 날개 뒷전에는 부분 스팬 플랩이 제공된다. 연소기 끝의 편향 가능한 노즐 카울은 25°까지 편향되어 전원 끄기 및 전원 켜기 단계에서 만족스러운 성능을 보장할 수 있다.

기체 하단, 날개 및 꼬리 부분은 티타늄 합금으로 만들어졌고, 상단 표면은 알루미늄 합금으로 구성된다. 이중 벽 엔진의 내부 표면은 니오븀 합금이고 외부 표면은 니모닉 합금이다.

스크램제트 엔진용 재료의 기술 거부로 인해 새로운 프로그램이 시작되었고 재료는 자체적으로 개발되었다. 이로 인해 해당 분야에서 자급자족이 가능해졌고, 스크램제트 엔진은 초기 3초 대신 20초 동안 지상 테스트를 성공적으로 완료했다.

2019년 6월 12일 시험에서 순항 차량은 필요한 고도로 운반하기 위해 아그니 1호 고체 로켓 모터에 장착되었다. 필요한 고도에 도달하고 마하 속도가 달성된 후 순항 차량은 발사체에서 분리되었다. 공중에서 스크램제트 엔진이 자동 점화되어 순항 차량을 마하 6으로 추진했다. DRDO는 설계 및 개발 단계에서 3천만 달러를 지출했으며 HSTDV 프로토타입 개발에 450만 달러를 지출했다.

 테스트 
풍동 테스트
차량의 1:16 축소 모델은 이스라엘 항공우주 산업이 운영하는 극초음속 풍동에서 테스트되었다. 고립된 흡입구는 인도 국립 항공우주 연구소(NAL)의 뱅갈루루에 있는 삼중음속 풍동에서 테스트되었다. 실험실 테스트 동안 스크램제트 엔진은 20초 동안 두 번 테스트되었다. 시험 비행 전에 총 5~6번의 테스트가 필요하다. 시험 비행은 2010년 말까지 이루어질 것으로 예상되었다.

2010년 11월, DRDO 관계자들은 언론에 다음 5년 동안 하이데라바드와 그 인근에  이상의 비용으로 4개의 최첨단 시설을 개설할 예정이라고 밝혔다. 보도에 따르면, 그들은 하이데라바드의 미사일 단지에 필수적인 극초음속 풍동을 건설하기 위해 30억~40억 (미화 6,600만~8,800만 달러)을 투자할 것이다. 고급 극초음속 풍동 (HWT) 테스트 시설은 마침내 2020년 12월 20일 압둘 칼람 박사 미사일 단지에서 가동되었다.

이 시설은 엔진 성능을 포함하여 극초음속 기술 개발 차량(HSTDV)의 다양한 매개변수를 테스트할 수 있게 한다.

"마하 12까지의 범위에서 [HSTDV]를 테스트하는 것이 중요하다. 이는 인도에서 유일한 시설이 될 것"이라고 사라스왓은 2010년 11월 22일 AW&ST에 말했다.

2011년 12월 현재 과학자들은 설계 및 지상 테스트를 통해 공기역학, 공기열역학, 엔진 및 고온 구조물 기술을 입증했다. "발사 전에 이제 기계 및 전기 통합, 제어 및 유도 시스템과 패키징, 체크아웃 시스템, HILS(하드웨어 인 루프 시뮬레이션) 및 발사 준비에 집중해야 할 것"이라고 소식통은 전했다.

비행 테스트
2016년에 이 차량은 2016년 12월까지 테스트될 것이라고 발표되었다. 2019년 초, 이 차량은 테스트 승인을 받았고 같은 해에 테스트될 것으로 예상되었다.

2019년 6월 12일, 압둘 칼람 섬에서 국방연구개발기구에 의해 테스트되었다. 스크램제트 엔진으로 마하 6으로 순항할 수 있다. 오디샤주 발라소르구의 압둘 칼람 섬에 있는 종합시험장(ITR) 발사 단지-4에서 인도 표준시 오전 11시 27분에 시험 발사되었다. 일부 미확인 보도에 따르면, HSTDV가 고도 부스트를 받을 예정이었던 아그니 1호 탄도 운반체가 임무를 완료하지 못했기 때문에 테스트는 부분적으로 성공했다. 이는 '중량 문제' 때문이라고 한다. 그러나 소문은 확인되지 않았다. 인도 국방부의 공식 성명에 따르면, "미사일은 성공적으로 발사되었다"고 하며, 수집된 데이터는 "핵심 기술을 검증"하기 위해 분석될 것이다.

2020년 9월 7일 DRDO는 스크램제트 동력 극초음속 기술 시연 차량(HSTDV)을 성공적으로 시험 비행했다. 순항 차량은 인도 표준시 오전 11시 3분, 압둘 칼람 섬의 종합시험장 발사 단지 IV에서 고체 부스터 위에 실려 발사되었다.  고도에서 페이로드 페어링이 분리되었고, 이어서 HSTDV 순항 차량 분리, 공기 흡입구 개방, 연료 분사 및 자동 점화가 이루어졌다. 20초 동안 극초음속 연소를 유지한 후, 순항 차량은 거의 의 속도에 도달했다. 미사일 궤적을 연구하기 위해 벵골만에 선박도 배치되었다. 미사일의 스크램제트 엔진은 "교과서적인 방식으로" 작동했다. 이 시험 비행은 차량의 공기역학적 구성, 극초음속 흐름에서 스크램제트 엔진의 점화 및 지속적인 연소, 분리 메커니즘 및 열구조 재료 특성을 검증했다. HSTDV는 차세대 극초음속 순항 미사일의 초석 역할을 할 것이다.

 갤러리 

 같이 보기 

 보잉 X-51
 브라모스-2

 각주 

 외부 링크 
 인도의 극초음속 비행 및 지상 테스트 활동

분류:극초음속 항공기