Проект NASA Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology, или RAMPT, занимается разработкой технологии аддитивного производства для 3D-печати деталей ракетных двигателей с использованием металлического порошка и лазеров. Этот метод, называемый направленным осаждением энергии выдувным порошком, может снизить затраты и сократить время изготовления крупных сложных компонентов двигателя, таких как форсунки и камеры сгорания. Предыдущие разработки в аддитивном производстве не обладали широкими возможностями, которые предоставляет эта новая технология.

Этот проект является довольно значимым, поскольку он позволит производить самые сложные и дорогие детали ракетных двигателей по более низкой цене, чем сейчас. Кроме того, более прогрессивный метод 3D-печати может быть использован и в других областях, как в целях удешевления производства, так и его ускорения.

Активно исследуемый метод печати предполагает введение металлического порошка в нагретую лазером ванну расплавленного металла или ванну расплава. Сопло для выдувного порошка и лазерная оптика интегрированы в печатающую головку. Эта печатающая головка прикреплена к роботу и движется по шаблону, определяемому компьютером, строящим слой за слоем. Этот метод изготовления имеет множество преимуществ, в том числе возможность производить очень большие изделия, ограниченные только размером комнаты, в которой они создаются. Его также можно использовать для печати очень сложных деталей, включая форсунки двигателя с внутренними каналами охлаждающей жидкости. Сопла ракетных двигателей, которые содержат внутренние каналы для охлаждающей жидкости, пропускают криогенное топливо через каналы, чтобы поддерживать сопло при безопасных температурах.

Источник: NASA
Боковые ребра сопла и стенки каналов охлождения имеют толщину нескольких листов бумаги.

Команда RAMPT недавно использовала эту технику для изготовления одного из самых больших сопел, которые NASA напечатало, диаметром 100 сантиметров и высотой 96 сантиметров с полностью интегрированными каналами охлаждения. Это сопло было изготовлено в рекордные сроки — всего за 30 дней по сравнению с почти одним годом при использовании традиционных методов сварки — и завершение строительства произошло на год раньше, чем планировалось, из-за быстрого развития технологий.

Успех проекта RAMPT привлек внимание ракетной команды NASA Space Launch System, или SLS . SLS NASA вместе с космическим кораблем Орион являются основой наших планов по исследованию дальнего космоса, включая отправку первой женщины и следующего мужчины на Луну в 2024 году и обеспечение устойчивых исследований к концу десятилетия. Программа SLS вкладывает средства в процесс производства выдувного порошка с направленным осаждением энергии RAMPT с целью его сертификации для космических полетов. Вместе с RAMPT команда использует эту технику для создания и оценки сопла с канальным охлаждением, которое имеет диаметр до 150 см и высоту почти 215 см футов.

В серии строгих испытаний горячим пламенем инженеры подвергают субуровневую версию сопла тем же температурам сгорания и постоянному давлению в 6000 градусов, с которыми она столкнется во время запуска, чтобы продемонстрировать долговечность и производительность новой технологии направленного осаждения энергии.

 ← Читайте нас в Facebook