印度成功发射3D打印火箭，将1000个发动机零件优化为1个

2024年5月31日，南极熊获悉，一家来自印度的太空初创公司 Agnikul Cosmos （阿格尼库尔公司）成功发射了其首个亚轨道测试飞行器，这枚火箭的独特之处在于使用了全3D打印的发动机驱动。

这枚单级运载火箭的名字为 “Agnibaan SOrTeD” ，于当地时间周四上午从位于印度南部的发射中心发射升空。 在此之前，他们经过了两年的准备，还因技术故障造成了四次推迟，这次终于算是发射成功了。

这枚火箭高 6.2 米，由碳纤维复合材料制成，升空质量为 1268 磅；核心部件是其自行制造的 3D 打印半低温引擎，每个引擎可提供 6.2 千牛的推力。

全3D 打印的低温发动机

据悉，这枚火箭使用的 Agnilet 发动机是独一无二的。它完全由 3D 打印而成，而且是一个整体。经过精心设计，将 1000 多个零件集成到一个零件中。

什么是火箭发动机？最简单地说，火箭发动机就是一种能够燃烧气体并以极高的速度将其送出的装置。根据牛顿定律，从火箭发动机喷嘴喷出的气体会对火箭本身产生一个相等且相反的力，从而将火箭推向另一个方向。

火箭发动机一般由喷射器、喷油器板、歧管、燃烧室、喷嘴、冷却通道等零件组成，结构非常复杂，有 100 多个冷却通道，每个通道都必须经过精心设计。与通过焊接、钎焊等传统制造技术将成千上万个部件组合在一起相比，如果将所有这些部件作为单个部件一次性制作完成，就拥有了一体化火箭发动机。

此外，这家公司还广泛使用 3D 打印技术来制造火箭的关键部件，如泵、发动机外壳和封装外壳。

Agnikul联合创始人兼首席执行官Srinath Ravichandran 在发射前接受采访时说，3D打印一个火箭发动机的原型需要72至75小时。他们可以在一周内生产出两个完整的成品发动机，包括将它们从3D打印机中取出、清粉并通过热处理。这与传统工艺不同，传统工艺需要 10 到 12 周才能制造出一个类似大小的火箭发动机。

他在电话中说："我们之所以能脱颖而出，是因为我们采用的是单件式部件，在加工过程中没有人工干预；从打印机出来的是全长部件，没有任何焊接、拧紧或类似的工序。"

虽然阿格尼库尔公司声称其3D打印引擎是世界首创，但包括Relativity Space 公司和Rocket Lab 在内的国际公司更早采用3D打印技术制造火箭。

阿格尼库尔选择镍基高温合金作为发动机设计的材料。这种材料在高温下依然坚固，而且可进行 3D 打印。然而，由于这种合金的导热性极差，这家初创公司面临的最大挑战就是如何散热，散热需要反复设计冷却通道。

阿格尼库尔公司成立于2017年底，最初尝试使用3D打印组件，如点火器、冷却通道和燃料喷射点。然而，它逐渐突破了界限，开始将不同的元件组合在一起，避免了焊接和拧紧，摆脱了传统方法的束缚。

他说，这家初创公司至少经历了 70 或 80 次迭代，尤其是燃料喷射系统的迭代，最终设计将所有燃料喷射器组合在一个部件中。同样，该公司的冷却室也经历了至少 20 次不同几何形状的迭代。

这家初创公司花了大约六到九个月的时间从零开始制造第一套发动机，然后花了近一年的时间让发动机真正飞起来。去年年底，阿格尼库尔筹集了 2670 万美元的资金，才使公司走到今天这一步。

一段时间以来，印度的太空领域吸引了全球的关注。去年，印度成为第一个在月球南极着陆的国家，并出台了促进私人参与的太空政策。印度拥有约 190 家太空技术初创企业，最近还更新了政策，提高了太空领域外国直接投资的限额。现在，印度的太空初创企业正在奠定基础，通过展示自己的技术，使其能够从全球客户那里创收，从而将印度的太空领域提升到新的水平。