印度对激光粉末床熔合 (LPBF)制造的火箭发动机进行热测试

2024年5月，南极熊获悉，印度空间研究组织（ISRO）成功完成了金属3D打印液体火箭发动机长达665秒的热测试，此次测试的发动机是来自PSLV（极轨卫星发射车，Polar Satellite Launch Vehicle）第四阶段的PS4发动机。



PSLV的全称是极轨卫星发射车（Polar Satellite Launch Vehicle），由印度空间研究组织（ISRO）开发，是印度的第三代发射车，也是印度的第一个液体级卫星发射车。PSLV以其可靠性而闻名，能够将多达1,750公斤的有效载荷送入600公里高度的太阳同步极轨道。


△印度空间研究组织的金属 3D 打印液体火箭发动机

PS4 发动机传统上通过传统加工和焊接制造，用于 PSLV 的第四阶段，能够在真空条件下提供 7.33 kN 的推力，也是 PSLV 第一级 (PS1) 反应控制系统 (RCS) 的组成部分。PS4 发动机由 ISRO 液体推进系统中心 (LPSC) 开发，采用压力供给系统，以四氧化二氮作为氧化剂和单甲基肼作为燃料的双组元推进剂组合运行。


△PS4 用于 PSLV 的第四级

LPSC 重新设计了 PS4 发动机，通过激光粉末床熔合 (LPBF)，重新设计：

●将组件数量从14个独立零件减少到1个零件，消除了19个焊接位；
●显著减少了每台发动机所需的原材料 ，从565公斤锻件和板材减少到仅13.7公斤的金属粉末。
●总生产时间缩短了 60%。



△ISRO完成金属3D打印液体火箭发动机热测试，能够将组件数量从14个零件减少到1个零件

在开发计划的早期，发动机的喷油器头已成功进行了热测试，此后研究人员便对原型硬件进行了全面的流动和热建模、结构模拟和冷流表征，为热测试奠定夯实的基础。随后，研究人员对集成发动机进行了四次成功的开发热试，总计74秒，验证了发动机的性能参数，成功完成了665秒的全面资格测试，所有性能参数均符合预期。南极熊获悉，目前ISRO正在计划将这款先进制造的 PS4 发动机纳入常规 PSLV 项目中。