비카스 (로켓 엔진)
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1. 개요
비카스(Vikas)는 인도의 우주 개발을 이끈 비크람 압달랄 사라바이의 이름을 따서 명명된 액체 로켓 엔진이다. 1970년대 프랑스의 바이킹 엔진을 라이선스하여 인도에서 생산되었으며, 가스발생기 사이클을 사용하고 UDMH를 연료, 사산화이질소를 산화제로 사용한다. 비카스 엔진은 PSLV, GSLV-I, GSLV-II, GSLV-III 등 다양한 로켓에 사용되며, 추력 증강 및 개량 버전을 통해 성능을 향상시켜왔다.
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비카스 (로켓 엔진) | |
---|---|
개요 | |
![]() | |
원산지 | 인도 |
제작사 | Godrej & Boyce MTAR 테크놀로지스 |
설계 | Société Européenne de Propulsion (SEP) ISRO (라이선스 버전) |
상태 | 운용 중 |
목적 | 불명 |
종류 | 액체 |
엔진 세부 정보 | |
연료 | UDMH |
산화제 | N2O4 |
사이클 | 가스 발생기 사이클 |
성능 | |
추력 | 850 kN |
비추력 (진공) | 293 s |
비추력 (해면) | 262 s |
연소실 압력 | 6.2 MPa (62 bar) |
물리적 특성 | |
길이 | 3.70 m (Vikas-4B) |
건조 중량 | 3000 mm (120 in) |
활용 | |
사용 위치 | PSLV의 2단 GSLV의 2단 LVM3의 주 엔진 L110 |
2. 역사
비카스 엔진의 개발은 1970년대 프랑스의 바이킹 엔진 기술 도입으로 시작되었다. 1974년 기술 이전 계약 체결 후 인도 내에서의 개발을 거쳐 1985년 첫 엔진 시험에 성공했으며, 이때 '비카스'라는 이름이 붙었다.[11] 이후 비카스 엔진은 PSLV, GSLV 등 인도의 주요 우주 발사체에 사용되는 핵심 액체 로켓 엔진으로 자리 잡았다.
2. 1. 개발 배경
인도 최초의 총리인 자와할랄 네루와 그의 측근 과학자 비크람 사라바이는 1962년 인도우주연구위원회(INCOSPAR)를 설립하며 인도 우주 개발의 기초를 놓았다. 이 기구는 1969년 인도우주연구기구(ISRO)로 이름을 바꾸었다. 인도는 1972년 세계 최초로 정부 부처인 인도 우주부(Department of Space)를 만들었고, ISRO는 이 부처의 산하기관이 되었다. 비크람 사라바이는 인도 우주 연구 역사에서 중요한 인물로, 그의 이름은 인도 남부 안드라프라데시주 스리하리코타에 위치한 비크람 사라바이 우주센터와 로켓 엔진 '비카스'에 사용되고 있다. '비카스'(Vikas)는 비크람 압달랄 사라바이(Vikram Ambalal Sarabhai)의 이름에서 따온 약자이다.1970년대 인도는 자체적인 액체 로켓 엔진 개발을 위해 프랑스의 기술 도입을 추진했다. 추력 80톤의 비카스 로켓 엔진은 프랑스의 추력 80톤급 바이킹 (로켓 엔진)을 기반으로 한다. 1974년, ISRO는 프랑스의 유럽 추진 회사(Societe Europeenne de Propulsion, SEP)와 바이킹 엔진 기술 이전 계약을 체결했다. 이 계약은 ISRO가 100인년(man-year)의 엔지니어링 작업을 제공하는 대가로 이루어졌다.
획득한 기술을 바탕으로 인도 내에서 엔진 개발이 진행되었고, 1985년 남비 나라야난이 이끄는 ISRO 팀에 의해 첫 번째 엔진 시험이 성공적으로 이루어졌다. 이 엔진은 '비카스'로 명명되었다.[11] 비카스 엔진은 가스발생기 사이클 방식을 사용하며, 연료로는 UDMH, 산화제로는 사산화이질소를 사용한다.
비카스 엔진은 인도의 주력 발사체에 핵심적인 역할을 수행했다. PSLV의 2단, GSLV-I 및 GSLV-II의 부스터와 2단, 그리고 GSLV-III의 코어 스테이지(1단)에 사용되었다. PSLV, GSLV-I, GSLV-II에는 40ton의 추진제(연료 및 산화제)를, GSLV-III에는 55ton의 추진제를 탑재한다.
2. 2. 기술 도입 및 개발
비카스(Vikas)는 인도 우주 연구의 선구자인 비크람 압달랄 사라바이(Vikram Ambalal Sarabhai)의 이름에서 유래했다.이 엔진은 프랑스의 추력 80톤급 바이킹 엔진 기술을 기반으로 한다. 1974년, ISRO는 유럽 추진 회사(Societe Europeenne de Propulsion)와 기술 이전 계약을 체결했다. ISRO가 100인년(man-year) 상당의 엔지니어링 작업을 제공하는 대가로 바이킹 엔진 기술을 이전받기로 합의한 것이다. 비카스 엔진은 가스발생기 사이클 방식을 사용하며, 연료로는 UDMH, 산화제로는 사산화이질소를 사용한다.
ISRO는 이전받은 기술을 바탕으로 1970년대부터 엔진 국산화를 추진했다. 1985년, 남비 나രായ난이 이끄는 ISRO 연구팀이 자체 제작한 엔진의 시험에 성공했으며, 이 엔진에 '비카스'라는 이름을 붙였다.[11]
비카스 엔진은 인도의 주요 우주 발사체에 핵심적인 역할을 수행했다. PSLV의 2단, GSLV Mk.I 및 Mk.II의 부스터와 2단, 그리고 GSLV Mk.III의 1단 코어 스테이지(L110)에 사용되었다. 사용되는 발사체에 따라 연료 및 산화제 탑재량에 차이가 있다. PSLV, GSLV Mk.I, GSLV Mk.II에서는 40ton, GSLV Mk.III에서는 55ton을 탑재한다.
3. 기술적 특징
비카스 엔진은 비대칭 디메틸히드라진(UDMH)을 연료로 사용하고 사산화이질소(N2O4)를 산화제로 사용하는 액체연료 로켓 엔진이다. 이 엔진은 프랑스 국립 우주 연구 센터(CNES)/유럽추진시스템(SEP)에서 개발한 바이킹 4A의 기술 협력을 받아 개발되었다.[22][23] 추력 방향을 조절하기 위한 짐벌 기능을 갖추고 있으며, 지속적인 성능 개선을 통해 추력이 향상된 버전도 개발되어 사용되고 있다.[12]
3. 1. 세부 제원

이 엔진은 약 40톤의 UDMH를 연료로, 사산화이질소(N2O4)를 산화제로 사용하며, 최대 추력은 725kN이다. 이 엔진의 업그레이드 버전은 구형 버전의 52.5 bar에 비해 58.5 bar의 연소실 압력을 가지며, 800kN의 추력을 낸다. 이 엔진은 짐벌 기능을 사용하여 추력 방향을 조절할 수 있다.
2018년부터 발사되는 로켓에 사용하기 위해, 비카스 엔진의 추력을 6% 향상시킨 버전이 개발되었다. 이 버전은 2018년 3월 29일 GSAT-6A 발사체의 2단에서 성공적으로 시연되었다. 이 향상된 엔진은 향후 임무에서 4개의 비카스 엔진을 사용하는 1단 부스터에 사용될 예정이다.[12]
비카스 엔진은 프랑스 국립 우주 연구 센터(CNES)/유럽추진시스템(SEP)에서 개발한 바이킹 4A의 기술 협력을 받아 개발되었다.[22][23] 비카스 엔진은 바이킹 엔진과 비교했을 때 연소 시간이 더 길다는 차이점이 있다.
유형 | 노즐 지름 (m) | 길이 (m) | 노즐 면적비 | 연소실 압력 (MPa) | 연료 / 산화제 | 혼합비 | 유량 (t/sec) | 추력 (kN) | 비추력 (Ns/kg) | 발사체 단 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
해수면 | 진공 | 해수면 | 진공 | |||||||||
부스터/1단 | ||||||||||||
비카스-2 | ~1.00 | ~2.75 | 13.9 | 5.30 | UDMH / N2O4 | 1.86 | 0.2469 | 600.5 | 680.5 | 2432 | 2756 | GSLV Mk.I L40H 스트랩온 |
비카스-2B | ~1.00 | ~2.75 | 13.9 | 5.30 | UH 25 / N2O4 | 1.87 | 0.2710 | 677.7 | 765.5 | 2501 | 2824 | GSLV Mk.II L40H 스트랩온 |
비카스-X | ~1.80 | ~3.75 | UH 25 / N2O4 | 0.2805 | 756.5 | 839.0 | 2697 | 2991 | LVM3 L110단 | |||
2단 | ||||||||||||
비카스-4 | ~1.50 | ~3.50 | 5.35 | UDMH / N2O4 | 1.86 | 0.2498 | ||||||
725.0 | 2903 | GSLV Mk.I GS2단, PSLV PS2단 | ||||||||||
비카스-4B | ~1.80 | ~3.70 | 5.85 | UH 25 / N2O4 | 1.71 | 0.2716 | ||||||
804.5 | 2962 | GSLV Mk.II GS2단, PSLV PS2단 | ||||||||||
참고:[13] |
4. 개량 및 향후 전망
이 엔진은 약 40ton의 비대칭디메틸히드라진을 연료로, 사산화이질소 (N2O4)를 산화제로 사용하며, 최대 추력은 725kN이다. 엔진은 짐벌 기능을 사용할 수 있다.
엔진의 업그레이드 버전은 구형 버전의 52.5 bar에 비해 58.5 bar의 연소실 압력을 가지며, 추력도 800kN으로 향상되었다.
2018년부터 발사되는 로켓에 사용하기 위해, 비카스 엔진의 추력을 6% 향상시킨 버전이 개발되었다. 이 버전은 2018년 3월 29일 GSAT-6A 발사체의 2단에서 성공적으로 시연되었다. 향후 임무에서는 추력이 향상된 이 엔진을 4개 사용하여 1단 부스터를 구성할 계획이다.[12]
5. 인도의 다른 로켓 엔진
엔진 이름 | 추력 | 연료 |
---|---|---|
CE-7.5 | 7.5ton | 액체수소/액체산소 |
CE-20 | 20ton | 액체수소/액체산소 |
SCE-200 | 200ton | 등유/액체산소 |
PS4 | 7.6ton | UDMH/사산화이질소 |
S7 | 7ton | 고체연료 |
S9 | 9ton | 고체연료 |
S12 | 12ton | 고체연료 |
S139 | 480ton | 고체연료 |
S200 | 525ton | 고체연료 |
참조
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