印度對(duì)激光粉末床熔合 (LPBF)制造的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱測(cè)試

2024年5月,，南極熊獲悉,，印度空間研究組織（ISRO）成功完成了金屬3D打印液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)達(dá)665秒的熱測(cè)試,，此次測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)是來(lái)自PSLV（極軌衛(wèi)星發(fā)射車,，Polar Satellite Launch Vehicle）第四階段的PS4發(fā)動(dòng)機(jī)。



PSLV的全稱是極軌衛(wèi)星發(fā)射車（Polar Satellite Launch Vehicle）,，由印度空間研究組織（ISRO）開(kāi)發(fā),，是印度的第三代發(fā)射車，也是印度的第一個(gè)液體級(jí)衛(wèi)星發(fā)射車,。PSLV以其可靠性而聞名,，能夠?qū)⒍噙_(dá)1,750公斤的有效載荷送入600公里高度的太陽(yáng)同步極軌道。


△印度空間研究組織的金屬 3D 打印液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

PS4 發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)上通過(guò)傳統(tǒng)加工和焊接制造,，用于 PSLV 的第四階段,，能夠在真空條件下提供 7.33 kN 的推力，也是 PSLV 第一級(jí) (PS1) 反應(yīng)控制系統(tǒng) (RCS) 的組成部分,。PS4 發(fā)動(dòng)機(jī)由 ISRO 液體推進(jìn)系統(tǒng)中心 (LPSC) 開(kāi)發(fā),，采用壓力供給系統(tǒng)，以四氧化二氮作為氧化劑和單甲基肼作為燃料的雙組元推進(jìn)劑組合運(yùn)行,。


△PS4 用于 PSLV 的第四級(jí)

LPSC 重新設(shè)計(jì)了 PS4 發(fā)動(dòng)機(jī),，通過(guò)激光粉末床熔合 (LPBF),，重新設(shè)計(jì)：

●將組件數(shù)量從14個(gè)獨(dú)立零件減少到1個(gè)零件,，消除了19個(gè)焊接位,；
●顯著減少了每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的原材料 ，從565公斤鍛件和板材減少到僅13.7公斤的金屬粉末,。
●總生產(chǎn)時(shí)間縮短了 60%,。



△ISRO完成金屬3D打印液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱測(cè)試，能夠?qū)⒔M件數(shù)量從14個(gè)零件減少到1個(gè)零件

在開(kāi)發(fā)計(jì)劃的早期,，發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器頭已成功進(jìn)行了熱測(cè)試,，此后研究人員便對(duì)原型硬件進(jìn)行了全面的流動(dòng)和熱建模、結(jié)構(gòu)模擬和冷流表征,，為熱測(cè)試奠定夯實(shí)的基礎(chǔ),。隨后，研究人員對(duì)集成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了四次成功的開(kāi)發(fā)熱試,，總計(jì)74秒,，驗(yàn)證了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)，成功完成了665秒的全面資格測(cè)試,，所有性能參數(shù)均符合預(yù)期,。南極熊獲悉，目前ISRO正在計(jì)劃將這款先進(jìn)制造的 PS4 發(fā)動(dòng)機(jī)納入常規(guī) PSLV 項(xiàng)目中,。