印度空间研究组织（ISRO）碳碳复合材料喷管研发提升火箭发动机性能

印度空间研究组织（ISRO，印度班加罗尔）最近开发了一种用于火箭发动机的轻质碳-碳（CC）喷嘴。维克拉姆·萨拉巴伊航天中心 (VSSC) 的这一成就有望提高火箭发动机的重要参数，包括推力水平、比冲和推重比，从而提高运载火箭的有效载荷能力。

VSSC 以其空间研究而闻名，它利用 CC 复合材料等先进材料来创建具有最佳性能的喷嘴扩散器。通过采用绿色复合材料碳化、化学气相渗透和高温处理等工艺，所得喷嘴具有低密度、高比强度和高刚度的特点，即使在高温下也能保持机械性能。

CC 喷嘴的一个主要特点是其碳化硅抗氧化涂层，可扩展其在氧化环境中的操作极限。这不仅减少了热引起的应力，而且还增强了耐腐蚀性，从而能够在恶劣的环境中延长工作温度限制。

该喷嘴的发展意义重大，特别是对于 ISRO 的主力发射器极地卫星运载火箭 (PSLV) 而言。 PS4是PSLV的第四级，目前采用带有钶合金制成的喷嘴的双发动机。然而，通过用 CC 对应物替换这些金属发散喷嘴，可以实现约 67% 的质量减少。这一替代预计将使 PSLV 的有效载荷能力增加 15 公斤。

CC 喷嘴扩散器已经过测试，这是设计和配置测试的液体推进系统中心 (LPSC) 以及进行测试仪器和执行的 IPRC 的共同努力。 2024 年 3 月，在马亨德拉吉里 ISRO 推进综合设施 (IPRC) 的高空测试 (HAT) 设施进行了 60 秒的热测试，确认了系统的性能和硬件完整性。随后的测试，包括 4 月份进行的 200 秒高温测试，进一步验证了喷嘴的功能，温度达到 1216 开尔文，与预测相符。