盘点全球3D打印火箭发动机状况及进展(4)
SpaceX于2013年就成功通过EOS金属3D打印机制造SuperDraco火箭发动机推力室,使用了镍铬高温合金材料。与传统的发动机制造技术相比,使用增材制造不仅能够显著地缩短火箭发动机的交货期和并降低制造成本,而相比传统制造发动机的成本,而且可以实现“材料的高强度、延展性、抗断裂性和低可变性等”优良属性。这是一种非常复杂的发动机,其中所有的冷却通道、喷油头和节流系统都很难制造。EOS能够打印非常高强度的先进合金,是创造SuperDraco发动机的关键。
Aerojet Rocketdyne、Blue Origin、ULA
阿拉巴马州Huntsville的Dynetics和加州Sacramento的Aerojet Rocketdyne公司已经开始着手研发可以替代RD-180的火箭发动机。他们使用3D打印技术生产发动机主要部件:预燃烧器(pre-burner)。
2019年,一台完全由美国人制造的RD-180火箭发动机将会完成。而其他美国制造商,包括亚马逊Jeff Bezos创立的Blue Origin,以及联合发射联盟(ULA),也投身于开发RD-180制造技术的行列,并力图争夺随后重要的政府招标合同。
2015年4月,一家私人持股的航天公司Rocket Lab宣布,该公司开发的世界上第一个用电池做动力的火箭——Electron发射系统(Electron Launch System)正式面世。该火箭使用碳复合材料作为主体,主要用于发射小型卫星进入地球轨道。火箭上使用了电动电Rutherford发动机,值得一提的是这部发动机的所有主要部件都是3D打印的,包括其发动机腔室、泵、主推进剂阀和喷射器等。
阀门、喷嘴、涡轮泵…
Rocket Lab
Rocket Lab在过去十年来一直致力于开发火箭系统,主要产品就是Electron小型运载火箭,可以将卫星送入地球轨道。最为特别的是Electron的发动机的许多关键部件都是3D打印的。
含关键3D打印部件的氧/烃发动机重量23,000kg,有一系列的创新,包括3D打印技术的 运用。其独特的电力推进系统,主要利用高性能无刷直流电动机和锂聚合物电池来驱动其涡轮泵。可以说是紧随美国宇航局NASA令业界轰动的3D打印涡轮泵之后。引擎的关键部件是由瑞典Arcam(Arcam已被GE收购)的设备制造出来的,中国3D打印网了解到5000磅重的卢瑟福引擎的关键部件几乎全部由3D打印完成,发动机依赖于电力推进循环。推力室、阀门壳体、喷嘴、涡轮泵都是通过Arcam的电子束熔化钛合金打印技术。锂聚合物电池被用来驱动无刷直流电动机,然后将液态氧和煤油送到燃烧室。
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