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NASA胜利测试激光3D打印火箭带动机

时间:2019-01-30 10:41 来源: 作者:凯发国际k8 点击:

  在过去的三年里,马歇尔团队不停与各厂商竞争开发包含涡轮泵、喷油器在内的凯发网娱乐首页3D打印零部件,并别离对它们停止了测试。这是初度将这些部件放在一起,作为一台真正的带动机停止测试,只是没有像通例的带动机那样将它们封装在一起罢了。

  NASA马歇尔太空飞行中心项目经理伊丽莎白·罗伯逊说:“我们操作3D打印技术制造了约莫75%的火箭带动机零部件,并对它们停止测试。将通过测试的3D打印涡轮泵、喷油器和阀门放在一起停止测试,可以得出,3D打印一台可用于多用途的带动机是完全有可能的,它可以用于登陆器、空间推进系统或者上面级火箭带动机。”

  增材制造(或3D打印)技术是进步航天器设想和制造才华的一项关键技术,将在将来太空摸索中阐扬更大的作用。将来的方案包含对接纳液氧和甲烷推进剂的带动机停止测试,这是用于火星登陆器的重要推进剂,因为火星上可能存在甲烷和氧气。

  近日,NASA胜利对一台接纳多个3D打印复杂部件的火箭带动机停止了测试,该测试接纳低温液氢和液氧燃料,孕育发生了2万磅的推力,这也意味着向实现全3D打印的高性能火箭带动机又迈进了一步。

  上述这些零部件均接纳选择性激光熔融工艺制造,此中,与接纳传统的焊接和装配工艺制造的泵比拟,3D打印的涡轮泵零部件数量减少了45%,而喷油器则比传统方法制造的减少了200多个零部件,而且其性能也是接纳其他方法无奈实现。对于阀门等复杂零部件,它的消费周期通常必要一年以上,而接纳3D打印技术则可将其缩短至几个月的工夫。

  NASA共停止了七项测试,最长的一项连续了10秒。在测试过程中,3D打印的验证机接受了飞行火箭带动机孕育发生推力时所有的极端环境,此中燃料焚烧时温度凌驾6000华氏度(3315摄氏度),主要用于提供液氢燃料的涡轮泵可接受低于400华氏度(零下240摄氏度)的温度。这些测试使用的是航天飞船推进系统中常见的低温液氢和液氧推进剂。尽管甲烷和氧气被证实是愈加合适用于火星探测的推进剂,但接纳低温液氢和液氧推进剂能够孕育发生最极端的温度而且使零部件露出在低温液氢中(这可能会导致脆化),从而能够测试3D部件的极限性能。该团队还方案接纳甲烷以及对冷却焚烧室、喷嘴以及涡轮泵等其他关键部件停止测试。

  “NASA停止这些测试的主要宗旨是降低使用增材制造技术的老本和风险,因为这是一种相对较新的技术。”罗伯逊说,“我们通过这个项目所取得的经历将可以与美国公司以及我们的竞争搭档分享。”

  马歇尔的推进设想师暗示,这种新的制造工艺扩充了设想空间,从而可以设想出传统机械加工或铸造方法无奈实现的几何外形,例如,在这台带动机的阀门设想中,在单个零件上接纳了愈加有效的构造,从而实现了性能的优化。

  “以工程术语来说,这就是所谓的尝试机,”测试负责人解释说,“重要的是,这些部件与通例的带动机以雷同的方式工作,必要接受火箭带动机内极端的温度和压力。涡轮泵的转速可达每分钟90000转(rpm),而最终使推力室孕育发生凌驾20000磅的推力,像这样的带动机可以为火箭或火星探测器提供所需的推力。”