新型3D打印高性能火箭发动机燃烧室

新型3D打印高性能火箭发动机燃烧室

2020-12-03 4

航天发射提供商Dawn Aerospace宣布已获得385,000欧元的资金,用于开发用于高性能和高燃烧压力火箭发动机的增材制造的燃烧室。该公司表示,这项工作将涉及新的3D打印工艺和材料。这份新合同来自欧洲航天局(ESA)的未来发射器筹备计划(FLPP),该计划对欧洲获取太空的战略至关重要。ESA的FLPP负责监督研究工作,以培育新的发射技术,轻巧和高性能的系统,可重用性,低成本的结构以及绿色发射系统。


增材制造(AM)提供了绝佳的机会来降低火箭发动机的成本,重量和零件数量。许多初创公司和航空航天制造商正在利用3D打印以较低的成本和时间来制造火箭零件。对于复杂且至关重要的火箭发动机零件(例如燃烧室),3D打印技术是制造零件的理想选择,零件必须承受高压环境和高达5,000°F的极高温度。AM的固有功能实现了最复杂的设计,而采用传统的制造技术(如CNC铣床和手工焊接)将无法实现最复杂的设计。


3D打印机

Mk-II Aurora的揭幕仪式上,黎明航空航天公司首席技术官兼联合创始人斯特凡·鲍威尔(Stefan Powell)。图片由Dawn Aerospace提供


该公司表示,常见的印刷材料(例如不锈钢,铬镍铁合金和钛)缺乏超高性能燃烧室所需的导热性。这就是为什么根据开发合同进行的计划工作涉及新颖的3D打印,高熔点和高导热材料以及优化的拓扑结构,从而导致高性能和轻量化的火箭发动机的原因。


实际上,《复合材料制造》(Composites Manufacturing) 报道说,黎明航空航天公司的工程师将使用复合材料进行3D打印火箭发动机,以提供所需的导热性,以保护太空旅行元素,而传统的印刷材料如钛和不锈钢则缺乏这种导热性。


“我们很荣幸能与欧洲航天局合作,”黎明航空航天公司首席执行官Jeroen Wink说。“这是一项重要的工作,它将导致更高性能,更可靠的火箭发动机,而无需进行翻新就可以飞行数百次。”

3D打印机

一旦得到验证,高性能,轻便的发动机将用于Mk-II Aurora太空飞机,这是一种亚规模的亚轨道飞行器,旨在证明Dawn的日常进入太空的核心技术。火箭动力飞机是该系列飞机中的最新飞机,它可以在一天之内将卫星和资产运送到太空并从太空返回,并能够每天多次返回亚轨道太空。


2020年7月,该公司推出了Mk-II概念航天器,该航天器通过承诺飞行100公里及以上,然后返回机场降落,实现了可持续商业航天的目标。如果得到证实,该航天器将能够每天飞行并返回多次旅行,每次飞行的费用约为50,000美元,足以进行科学实验。但是,黎明公司已经计划对其太空飞机进行Mk-III迭代,该机将长60英尺,能够将更重的有效载荷送入轨道,这也将需要更可持续,更轻便的火箭发动机。

3D打印机

黎明航空航天公司的Mk-II Aurora的亚轨道飞行计划。图片由Dawn Aerospace提供


黎明航空航天公司总部位于新西兰和荷兰,正在建造当日可重复使用的运载火箭和无毒卫星推进系统,这是其创建可持续的太空经济的最初使命的一部分。这家初创公司希望重新定义我们将硬件交付到太空,将资产定位在轨道上以及将产品返回地球的方式。为此,他们正在建造当日可重复使用的运载火箭,这些运载火箭将不需要专门的空间发射基础设施来进行垂直升空。该公司甚至表示,今年早些时候,它的可重复使用的火箭弹可以起飞从奥玛鲁机场新西兰北部奥塔哥地区,并在今年晚些时候标题进入空间的第一艘无人试验飞行的一部分。


对水平发射器的研究,例如维珍银河公司的SpaceShipTwo客运飞船,最初搭载在飞机上,其目标是尝试亚轨道飞行。像维珍航空一样,黎明航空航天公司也有雄心勃勃的计划,希望它的航天器能够与附近领空的日常飞机相融合,并像商业航空一样频繁和常规地发射。它还正在为各种尺寸的卫星开发无毒的高性能推进系统。对于小型卫星,它们简化了系统并替代了有毒且高度管制的燃料肼。对于CubeSats而言,他们计划通过提供比电动推进系统高1000倍的性能来增强功能。


自成立以来,Dawn Aerospace通过使用最新的计算流体动力学(CFD)分析和AM取得了革命性的设计。从概念开发到产品认证,所有工作都在内部完成,以管理成本并满足航空航天业的苛刻时间表,例如其卫星推进技术是结合商用现货技术和定制的3D打印技术而创建的部分。ESA授予的最新合同是该公司未来作为太空经济的一部分迈出的又一步。


讯臣三维3D打印机行业新闻,常见问题解疑,3D打印技术相关文章分享!

首页
产品
新闻
联系