印度成功發射3D打印火箭，將1000個發動機零件優化為1個

一家來自印度的太空初創公司 Agnikul Cosmos （阿格尼庫爾公司）成功發射了其首個亞軌道測試飛行器，這枚火箭的獨特之處在于使用了全3D打印的發動機驅動。

這枚單級運載火箭的名字為 “Agnibaan SOrTeD” ，于當地時間周四上午從位于印度南部的發射中心發射升空。 在此之前，他們經過了兩年的準備，還因技術故障造成了四次推遲，這次終于算是發射成功了。

這枚火箭高 6.2 米，由碳纖維復合材料制成，升空質量為 1268 磅；核心部件是其自行制造的 3D 打印半低溫引擎，每個引擎可提供 6.2 千牛的推力。

全3D 打印的低溫發動機

據悉，這枚火箭使用的 Agnilet 發動機是獨一無二的。它完全由 3D 打印而成，而且是一個整體。經過精心設計，將 1000 多個零件集成到一個零件中。

什么是火箭發動機？最簡單地說，火箭發動機就是一種能夠燃燒氣體并以極高的速度將其送出的裝置。根據牛頓定律，從火箭發動機噴嘴噴出的氣體會對火箭本身產生一個相等且相反的力，從而將火箭推向另一個方向。

火箭發動機一般由噴射器、噴油器板、歧管、燃燒室、噴嘴、冷卻通道等零件組成，結構非常復雜，有 100 多個冷卻通道，每個通道都必須經過精心設計。與通過焊接、釬焊等傳統制造技術將成千上萬個部件組合在一起相比，如果將所有這些部件作為單個部件一次性制作完成，就擁有了一體化火箭發動機。

此外，這家公司還廣泛使用 3D 打印技術來制造火箭的關鍵部件，如泵、發動機外殼和封裝外殼。

Agnikul聯合創始人兼首席執行官Srinath Ravichandran 在發射前接受采訪時說，3D打印一個火箭發動機的原型需要72至75小時。他們可以在一周內生產出兩個完整的成品發動機，包括將它們從3D打印機中取出、清粉并通過熱處理。這與傳統工藝不同，傳統工藝需要 10 到 12 周才能制造出一個類似大小的火箭發動機。

他在電話中說："我們之所以能脫穎而出，是因為我們采用的是單件式部件，在加工過程中沒有人工干預；從打印機出來的是全長部件，沒有任何焊接、擰緊或類似的工序。"

雖然阿格尼庫爾公司聲稱其3D打印引擎是世界首創，但包括Relativity Space 公司和Rocket Lab 在內的國際公司更早采用3D打印技術制造火箭。

阿格尼庫爾選擇鎳基高溫合金作為發動機設計的材料。這種材料在高溫下依然堅固，而且可進行 3D 打印。然而，由于這種合金的導熱性極差，這家初創公司面臨的最大挑戰就是如何散熱，散熱需要反復設計冷卻通道。

阿格尼庫爾公司成立于2017年底，最初嘗試使用3D打印組件，如點火器、冷卻通道和燃料噴射點。然而，它逐漸突破了界限，開始將不同的元件組合在一起，避免了焊接和擰緊，擺脫了傳統方法的束縛。

他說，這家初創公司至少經歷了 70 或 80 次迭代，尤其是燃料噴射系統的迭代，最終設計將所有燃料噴射器組合在一個部件中。同樣，該公司的冷卻室也經歷了至少 20 次不同幾何形狀的迭代。

這家初創公司花了大約六到九個月的時間從零開始制造第一套發動機，然后花了近一年的時間讓發動機真正飛起來。去年年底，阿格尼庫爾籌集了 2670 萬美元的資金，才使公司走到今天這一步。

一段時間以來，印度的太空領域吸引了全球的關注。去年，印度成為第一個在月球南極著陸的國家，并出臺了促進私人參與的太空政策。印度擁有約 190 家太空技術初創企業，最近還更新了政策，提高了太空領域外國直接投資的限額。現在，印度的太空初創企業正在奠定基礎，通過展示自己的技術，使其能夠從全球客戶那里創收，從而將印度的太空領域提升到新的水平。

來源：南極熊