Редактор Geektimes
739,3
рейтинг
1 сентября 2014 в 15:11

Отпечатанный на 3D принтере ракетный инжектор прошел испытания температурой в 3000 градусов Цельсия



Не так давно агентство NASA уже рассказывало о своих успехах в изготовлении важных деталей двигателей космических аппаратов c использованием метода лазерного спекания. Технология постепенно совершенствуется, и инженеры получают все более надежные и сложные детали двигателей.

Так, на днях были испытаны ракетные инжекторы, которые подверглись испытанию очень высокой температуры: около 3300 градусов Цельсия. В инжекторе смешивались жидкий кислород и газообразный водород, в результате чего развивалась тяга в 9 тонн.

Ракетный инжектор — одна из наиболее сложных в производстве частей ракетного двигателя, так что изготовление этого элемента при помощи лазерного спекания значительно удешевляет процесс. К слову, испытанный элемент по размерам равен обыному инжектору небольшой ракеты, а дизай нового инжектора похож на дизайн инжекторов больших двигателей (например, для крупнейшего двигателя RS-25).



Традиционный процесс производства таких инжекторов требует создания всей системы из 163 отдельных частей. А 3D технология сокращает количество элементов до двух, что, конечно же, сокращает затраты времени и финансов на производство таких инжекторов и двигателей в целом.

Испытания проводили для двух инжекторов, каждый из которых изготовлен частной компанией по заказу NASA. Один из инжекторов изготовлен компанией Solid Concepts, другой — Directed Manufacturing. По словам разработчиков, новая технология позволяет ускорить процесс создания надежного двигателя для ракет нового типа, без необходимости использовать десятки и сотни деталей для одного инжектора.

Via NASA
marks @marks
карма
170,7
рейтинг 739,3
Редактор Geektimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (28)

  • 0
    А двигатели для автомобилей ещё не печатают, чтобы производство удешевить?
    • +6
      С чего вдруг печать двигателей должно удешевить производство? В данном случае понятно — единичный образец определенно выходит дешевле, чем если его заказывать ан заводе, но если количество уходит за десяток-сотню, то производить при любом раскладе становится дешевле. Есть небольшие исключения, но они только подтверждают правила. Вы же не будете утверждать, что себестоимость печати 1000 книг на принтере меньше, чем той же тысячи в типографии? Я уже молчу про качество результата.
      • +3
        Вы статью читали? Раньше инжектор был сборный из 163 отдельных частей. 3Д печать позволила сократить всего до двух элементов. Современный ДВС довольно сложная штука, думаю и там есть место для такой рационализации.
        • +3
          Ракетные двигатели одноразовые, а ДВС рассчитаны на долгую работу и сервисное обслуживание. Как вы его разберете если он будет одним куском?
          • +10
            Никак — просто купите новый двигатель. Уверен, производители спят и видят чтобы это стало реальностью.
            • +2
              Производители производителям рознь. Кто то спит, а кто-то продаёт Tesla Model S :)
              • 0
                В которой, к слову, есть возможность замены аккумуляторной батареи целиком прямо на заправке.
                • 0
                  Вроде как временно, потом нужно поставить свою батарею обратно.

                  С обычным ДВС это выглядит на временную замену двигателя. Только мороки с заменой гораздо больше.
          • 0
            Я, да и предыдущий комментатор, по-моему, про один кусок ничего и не говорили. Да это и не возможно на сегодня. Исходя из статьи, НАСА руководствовалось не удешевлением мелкопартийного производства, а упрощало конструкцию и за счет этого детали выходят надежнее и дешевле в производстве, на что я и обратил внимание. Я уверен, что и в ДВС есть такие детали, но их поиск это разумеется отдельная сложная инженерная работа.
            А по поводу обслуживания, тут масса вариантов:

            1. Детали, которые в принципе в обслуживании не нуждаются, а лишь заменяются.
            2. Детали, которые после упрощение конструкции и удешевления изготовления будет выгоднее менять, а не обслуживать (за счет снижения стоимости или увеличения срока службы)
            3. Детали, обслуживание которых удасться реализовать и в упрощенной, не разборной конструкции
            • 0
              Мне кажется проще ДВС уже ничего нет… В плане ДВС. Ну куда проще? Блок, Голова, крышка. Внутри три палки на всех навешаны или молоточки или поршни. на палках снаружи шестерни. Куда проще? как обеспечить компресию печатая поршни внутри блока? они же слипнуться… Там колечки специальные стоят. Не печатать ДВС это слишком, странно и не нужно :)
              • 0
                А ещё в стенках блока цилиндров трубки для охладителя. Сейчас его отливают, а можно печатать — тогда трубки можно будет сделать более сложной формы, а охлаждение лучше, и расход метала — меньше.
          • 0
            Ну в принципе не совсем так. Ракетные двигатели тех же SpaceX многоразовые, и там камера сгорания тоже печатается.

            Что касается ДВС, то они как бы разные бывают, лет 15-20 назад у той же Формулы-1 ресурс движка был немного больше 300 км (дистанции гонки), а были еще и специальные квалификационные движки большей мощности, но они бы и 100 км не проехали.

            Просто надежность ДВС зависит от заложенных запасов прочности. Любой запас прочности это увеличенная толщина материалов и увеличенный вес, а в Формуле-1, как и в космосе воюют за каждый лишний килограмм.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +2
    Думаю, скоро 3D принтеры будут непосредственно в космосе строить космические станции и приборы, как минимум. И большая часть полезного груза, доставляемого на орбиту, будет расходники для этих принтеров.
    • 0
      Если не ошибаюсь, это и есть цель (или одна из — где-то в статье-размышлениях о будущем такое писали как планы НАСА)
    • 0
      А лучше было бы космический мусор собирать и там их адаптировать под эти самые расходники. Мечта.
  • 0
    Если двигатель выдерживает 3000 градусов, то что там за порошок и лазер, которым все это дело спекают?
    • 0
      Вероятно его не используют «как есть», а покрывают камеру сгорания графитом, например.
      • +3
        Просто в современных авиационных турбинах используют монокристаллические сплавы, которые выращивают по мегасекретным технологиям и которые выдерживают 1600-2000 градусов. А тут спекание из порошка, которое держит 3000. Как то больно футуристично выглядит
        • 0
          В ракетных двигателях применяется газовая завеса. Впрочем как и в турбинах. В турбинах это достигается с помощью подачи газа сквозь лопатки, а в ракете все тем же топливом, но вдоль сопла. Это уменьшает тепловое взаимодействие частей и позволяет повысить надежность.

          Хотя в описании не сказано, температура чего была указана. То ли это температура рабочих газов, то ли температура самого материала.
          • +3
            В оригинале этой путаницы нет: the injector mixed liquid oxygen and gaseous hydrogen together, which combusted at temperatures over 6,000 degrees Fahrenheit.

            Речь идёт о температуре сгорания смеси, сам инжектор, разумеется, не нагревался до таких температур. Но в любом случае: чем горячее газы, тем напряжённее работает инжектор так или иначе.
        • +1
          Рискну предположить что лопатки турбины — более сложная деталь по следующим причинам:
          1. Срок службы больше на несколько порядков
          2. Есть динамическая нагрузка на растяжение (десятки тысяч оборотов турбины в минуту)
          3. Есть эрозионная нагрузка от проходящего разогретого потока воздуха.
    • –6
      Да просто это обычная трепатьня, которую заводят конторы взявшие деньги на «фуфло». Любой специалист по двигателям, а я напомню что основные двигатели для своих систем американцы покупают у России, что давление и ударные процессы не поддаются прогнозированию. Куда уж тут спекаемые, слоеные формы.
  • –4
    Новый тренд XXI века — любой координатный станок с ЧПУ называть 3д-принтером…
    • +2
      Лазерное спекание это не просто координатный станок. Привычные станки это фрезы, вырезающие материал, а здесь именно 3D печать. Но вынужден согласиться, что это понятие последнее время суют куда попало.
  • 0
    Жду не дождусь когда на 3Д принтерах будут печатать звездолёты. :))
  • 0
    Фен для волос 80 lvl
  • +1
    для тех, кто озадачен новым термином —
    ракетный инжектор = форсуночная головка (или смесительная головка). Вот например фото.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.