В последние годы космические компании изучают способы использования трёхмерной печати для оптимизации производства ракетных двигателей. Ярким примером этого является компания Aerojet Rocketdyne, которая работает над печатью компонентов для своего двигателя RL10. В начале июня компания объявила о первых успехах, ими были произведены детали для двигателя при помощи трёхмерной печати.
Использование данной технологии помогает сократить количество деталей в двигателе и тем самым ускорить производство и снизить затраты. «Вы сокращаете время производства детали более чем на 50 процентов», – заявила Эйлин Дрейк, президент и исполнительный директор Aerojet Rocketdyne.
Использование 3D-печати является ключевой особенностью обновлённой версии двигателя Aerojet RL10C-X, которая должна снизить его стоимость без ущерба для надёжности или характеристик. Aerojet разрабатывает этот двигатель с United Launch Alliance, которая планирует использовать его в своей ракете Vulcan.
В конечном счете RL10C-X, даже с использованием технологии трёхмерной печати, является в целом тем же двигателем, который впервые использовался на ракете Atlas Centaur почти 55 лет назад.
Цель заключается не в том, чтобы сделать его совершенно другим, а вместо этого сократить затраты и время производства. Например, двигатель от Rocket Lab, которая использует 3D-печать для основных компонентов двигателя в ракете Electron, выглядит как большинство других ракетных двигателей.
“Трёхмерная печать открывает новые возможности для проектирования и ломает старые барьеры”, – заявил Энди Киативонг, соучредитель и исполнительный директор Additive Rocket Corporation на конференции в Калифорнии. Несмотря на то, что он недавно закончил колледж, у Энди уже есть большой опыт в 3D-печати. Ещё в университете он участвовал в программах, финансируемых NASA, по развитию трёхмерной печати для ракетных двигателей. Компания использует трёхмерную печать и генеративный дизайн, при котором компьютерный алгоритм прорабатывает тысячи вариантов наиболее удачной конструкции. В связи со сложностью полученного результата только средствами трёхмерной печати можно его удачно реализовать.
Снаружи он выглядит как типичный двигатель, но внутри расположены десятки каналов для транспортировки керосина и жидкого кислорода, что напоминает кровеносную систему. «Это один из лучших способов для перемещения жидкостей по системе», – сказал Энди. Преимущество этой системы заключается в снижении перепада давления в двигателе, так как меньше энергии необходимо для транспортировки. В итоге это уменьшает размер клапанов и топливных насосов. Подобная конструкция также улучшает теплоотвод от сопла, что способствует снижению его температуры во время работы и увеличивает его эксплуатационный срок.
Компания также применяет этот подход и на других двигателях, в том числе предназначенных для использования на космических аппаратах. Такая конструкция может улучшить производительность и снизить массу, что очень важно для небольших спутников. В настоящее время компания ищет партнёров, чтобы ускорить разработку и тестирование технологии.
Киативонг надеется, что его компания сможет совершить прорыв с их подходом в разработке двигателей.
Источник: spacenews.com
Перевод: Арушанян Артур