印度阿格尼庫爾公司成功發射3D列印火箭並完成亞軌道測試
印度太空研究組織(Indian Space Research Organisation)週四表示,經過兩年的準備和過去幾個月因技術故障造成的四次推遲,印度太空新創公司阿格尼庫爾(Agnikul)成功發射了其首個亞軌道測試飛行器,該飛行器由其獨特的3D列印火箭發動機提供動力。
這枚單級運載火箭被稱為Agnibaan SOrTeD(亞軌道技術演示器),於當地時間週四上午從位於印度南部斯里哈里科塔島的薩蒂什-達萬航天中心(Satish Dhawan Space Center)的新創公司行動發射台升空。這次試飛獲得的數據將有助於該公司開發”阿格尼巴安”(Agnibaan)商業軌道運載火箭。
阿格尼庫爾公司最初在3月為發射進行了全面的倒數演練,但由於一些小問題而推遲了發射。這家新創公司還在四月和本週早些時候兩次準備發射,但每次都在升空前因最後檢查中發現的技術問題而取消。今天,在火箭從位於安得拉邦東海岸的紡錘形島嶼升空並墜入孟加拉灣後,阿格尼庫爾終於完成了期待已久的任務。
該飛行器高6.2 米,由碳纖維複合材料製成,升空質量為1268 磅;其核心部件是阿格尼庫爾公司自行製造的3D 列印半低溫引擎,每個引擎可提供6.2 千牛的推力。
Agnikul聯合創始人兼首席執行官斯里納特-拉維錢德蘭(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。這家新創公司可以在一周內生產兩個完整的成品發動機,包括將它們從3D列印機中取出、去粉並通過熱處理。這與傳統製程不同,傳統製程需要10 到12 週才能製造出一個類似大小的火箭引擎。
他在電話中說:”我們之所以能脫穎而出,是因為我們採用的是單件式部件,在加工過程中沒有人工幹預;從印表機出來的是全長部件,沒有任何焊接、擰緊或類似的工序。
拉維錢德蘭進一步闡述了使阿格尼庫爾在比賽中脫穎而出的單件部件,他說,核心引擎,即”燃料進入和排氣離開的地方,以及中間的一切,還有點火器是作為單件硬體一次性3D列印出來的。
雖然阿格尼庫爾聲稱其3D列印引擎是世界首創,但包括Relativity太空公司和火箭實驗室在內的公司更早採用3D列印技術製造火箭。不過,Ravichandran 聲稱,所有這些公司並沒有完全使用3D 列印技術。
“他們仍然沒有提供人們應該提供的東西,也就是我們正在提供的東西,即極其靈活和可配置的進入太空的方式,”他斷言。 “如果你有一輛1 噸或1.5 噸載重量的載具,也就是Relativity或其他這些公司所擁有的載具,那就像強迫人們去做共享出行,強迫他們去想辦法,等著人們一起進來,同樣也會遇到在最後一哩路不被丟棄的一系列問題。
Agnikul 的Agnibaan SOrTeD 發射軌跡圖片來源: Agniku
阿格尼庫爾選擇inconel作為引擎設計的材料。這種材料在高溫下依然堅固,而且可進行3D 列印。然而,由於這種合金的導熱性極差,這家新創公司面臨的最大挑戰就是如何去除熱量,散熱需要反覆設計冷卻通道。
阿格尼庫爾面臨的另一個挑戰是如何確保飛行器在作為移動系統的同時完全沒有危險。這家新創公司決定不使用具有高爆炸性的固體燃料系統,而是將飛行器改造成完全基於液體推進的系統,也希望避免使用甚至需要與爆炸材料進行遠端連接的模型。
Ravichandran說:”任何需要拋棄的系統,例如從墊子上分離出某些相,或分兩個階段分離等等,這些都是氣動系統。”
這位聯合創始人說,阿格尼庫爾設計的運載火箭”即使在發射前最後一刻”也可以進行改裝,為希望發射任何特定小型衛星的組織提供量身定制的解決方案。
阿格尼庫爾公司成立於2017年底,最初嘗試使用3D列印組件,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。
“這樣的工程設計沒有捷徑可走。只能按部就班,不斷迭代,”Ravichandran 斷言。
他說,這家新創公司至少經歷了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。
這位高層說,這家新創公司花了大約六到九個月的時間從零開始製造第一套發動機,然後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2,670 萬美元的資金,才使公司走到今天這一步。
印度太空研究組織的退休科學家和印度理工學院馬德拉斯分校的研究人員正在幫助Agnikul 開發用於商業發射的運載火箭。這家新創公司已經與40 多家潛在客戶進行了洽談,並與一些客戶簽署了意向書。不過,阿格尼庫爾的軌道發射至少需要六個月的時間。
一段時間以來,印度的太空領域吸引了全球的關注。去年,這個南亞國家成為第一個在月球南極登陸的國家,並推出了促進私人參與的太空政策。印度擁有約190 家太空技術新創企業,最近也更新了政策,提高了太空領域外國直接投資的限額。現在,印度的太空新創公司正在奠定基礎,透過展示自己的技術,使其能夠從全球客戶創造收入,從而將印度的太空領域提升到新的水平。