印度私营航天创业公司AgniKul Cosmos成功研发并获得美国专利,推出全球首个单件3D打印Inconel火箭引擎。该引擎长约1米,由单一整体结构打印而成,减少了焊接、接头和紧固件的使用,从而降低制造复杂性和故障点,生产时间也缩短超过60%。这一创新标志着增材制造在航天领域的突破,并延续了AgniKul在火箭发动机技术上的一系列成就。该引擎的推出为未来的航天发射提供了更高效、更可靠的解决方案,同时彰显了印度私营航天行业的快速发展和技术突破。
总部位于金奈的私营航天公司AgniKul Cosmos成功3D打印出全球最大单件3D打印Inconel火箭引擎,并获得了美国专利。
该引擎长约1米,作为一个单一的整体结构打印,从燃料入口到排气口完全没有焊接、接头或紧固件。根据《印度时报》报道,这一方法旨在降低制造复杂性、减少故障点,并将生产时间缩短超过60%。
AgniKul的联合创始人兼CEO Srinath Ravichandran在LinkedIn发布的一篇帖子中写道:“很荣幸推出全球最大的单件3D打印Inconel引擎,这是在规模和复杂度上的全球首创。这个里程碑标志着在这一规模下增材制造技术的突破,并且是我们早前制造并飞行全球首个单件引擎的重大延伸。”
AgniKul在私营航天领域的增材制造发展
这一成就基于AgniKul在推进技术方面的多项里程碑。2021年2月,这家私营航天公司测试发射了Agnilet,这是一款由单次3D打印制作的半低温火箭发动机。
Agnilet是为AgniKul的Agnibaan火箭发射器开发的,该火箭设计用于将最多100公斤的载荷送入约700公里的低地轨道。当时,AgniKul强调,该引擎可以在不到四天的时间内打印完成,且成本仅为传统组装的十分之一,展示了增材制造在火箭技术中的潜力。
为了扩大这一方法的应用,AgniKul于2022年7月在金奈的印度理工学院研究园区建立了火箭工厂1号(Rocket Factory-1)。这座被描述为印度首个专门用于3D打印火箭发动机的设施,配备了一个400毫米 x 400毫米 x 400毫米的EOS金属3D打印机,以及处理从头到尾生产的系统。该工厂的设计目标是每周生产两台Agnilet引擎,标志着从实验性测试向稳定制造能力的转变。
这种能力在2025年5月得到了进一步证明,当时AgniKul测试发射了印度首个电动马达驱动的半低温火箭发动机。与使用涡轮泵或气体发生器的传统设计不同,这种新型发动机采用电动马达循环推进剂,从而能够通过调整马达速度精确调节推力。
在测试过程中,系统在宽广的功率范围内进行了调节,展示了其灵活性和可靠性。许多子系统在火箭工厂1号生产,而相关的电动马达驱动和控制软件则在内部开发。
电动马达驱动的发动机旨在为Agnibaan提供动力,这款火箭根据任务需求可携带30公斤到300公斤不等的载荷,正如《今日印度》所提到的。
随着其单件3D打印引擎获得美国专利,AgniKul已为其设计和工艺在美国市场获得法律保护,这也彰显了印度私营航天部门从早期的技术发展迈向可扩展的发射系统的重要进展。
3D打印重塑火箭发动机制造
3D打印的一个好处是可以将发动机构建为较少的组件,从而消除复杂的组装过程,同时缩短生产时间和降低成本。
爱丁堡的私人火箭制造商Skyrora揭示了其更新版70kN 3D打印火箭发动机的全程测试。这款新设计的发动机采用了公司Skyprint 2 3D打印机制造,生产时间减少了66%,成本降低了20%,并且配备了改进的冷却室以延长发动机使用寿命。
每次250秒的测试模拟了任务条件,评估了生命周期和操作范围性能。经过资格认证后,这款发动机成为使用过氧化氢和煤油的首个商业闭循环系统,为Skyrora XL轨道发射车提供更高的比冲和效率。
资本支持的火箭推进初创公司New Frontier Aerospace(NFA)成功完成了其3D打印Mjölnir火箭发动机的高温火箭试验。该发动机采用了全流量分级燃烧循环,这是一种被认为是最有效的液体火箭推进设计,适用于可重复使用的发射系统、超音速飞行器和轨道转移平台。
这款使用液化天然气(LNG)作为燃料的发动机,在从生物废料提取的天然气源上具有净碳负排放的潜力。受到美国国防创新单位(DIU)和NASA的资助,Mjölnir计划在2026年整合到NFA的Pathfinder超音速垂直起降无人机(VTOL)中,并在2027年整合到Bifröst轨道转移平台中。