Rocket Crafters完成3D打印固体燃料火箭发动机测试

3D打印快讯
2020
05/19
10:59
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2020年5月19日,南极熊从外媒获悉,美国太空技术初创公司Rocket Crafters Inc. (RCI),已经完成了其Comet系列混合动力3D打印火箭发动机的测试。

在完成了49次实验室测试后,最新的试射是为了在今年计划的试飞之前,对Rocket Crafters公司的STAR-3DTM混合动力火箭发动机进行大规模的概念验证。

Rocket Crafters公司总裁Rob Fabian说:"我们对我们所看到的数据感到非常兴奋,很快就可以试飞火箭了,这次测试的发动机性能与模型相符。"

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Rocket Crafters公司已经完成了Comet火箭发动机的测试,照片来自John Kraus,Rocket Crafters公司

火箭工艺和3D打印

这家位于佛罗里达州的航天公司一直在开发其混合技术,目的是生产出一种更可靠、更经济实惠的替代方案,将有效载荷发射到轨道上。

Rocket Crafters公司的发动机设计专利方法,将3D打印的固体火箭燃料颗粒和液体推进剂结合在一起,试图利用两种方法的优点。

固体推进剂会连续燃烧直到耗尽,而3D打印可以将燃料打印成特定的图案,以确定推进剂的燃烧方式。此外,3D打印还可以提高固体推进剂燃料的一致性和可靠性,缓解传统推进剂产生的过度振动问题。据Rocket Crafters公司称,与液体推进剂相比,混合动力发动机的研发成本更低、速度更快、更安全,而且还具有节流和重启的能力。

2017年7月,该公司获得了美国国防高级研究计划局(DARPA)授予的54.26万美元的研究合同,用于开发3D打印的火箭燃料发动机。作为研究协议的一部分,Rocket Crafters公司被允许使用佛罗里达州太空海岸的一个专门建造的测试台来测试能够飞行的火箭发动机,以评估火箭的节流和紧急关闭发动机的能力。

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用于3D打印机驱动的混合动力发动机的部件,图片来自Rocket Crafters。

测试3D打印的火箭

测试是在过去三个月里在肯尼迪航天中心以南约20英里处的佛罗里达州科科考亚公司的场地中进行的。Comet火箭曾在实验室进行过250-500磅推力的测试,但自2月份以来,火箭使用了5000磅的全推力发动机,这是迄今为止最大的实验发动机版本。

三次试验中,有两次是成功的,与公司的性能模型密切匹配,但第三次试验出现了超压异常,导致试验台和发动机损坏。

分析认为,最初是发动机的一个辅助部件出现了故障,导致燃烧室内部出现了较大的过压。火箭手团队坚持认为,STAR-3DTM发动机的核心设计内部不存在问题,从研发方面来说,这次测试仍然可以认为是成功的。
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STAR-3D™混合动力火箭发动机,
Rocket Crafters公司目前正在开发、测试和制造最先进的混合动力火箭发动机,与以往任何一款混合动力发动机相比,其推力更平稳,性能更稳定。被称为STAR-3D™混合动力发动机,Rocket Crafters公司专有的发动机设计具有安全、节流、经济实惠、可靠和3D打印的特点。

Fabian说:"这就是我们测试的原因。我们在测试中发现并修复问题,所以我们在发射台上不会出现问题。我们要从这里出发,继续前进。"

Rocket Crafters 公司正计划在今年晚些时候进行首次试飞,由较小版本的STAR-3DTM混合火箭发动机提供动力。随后将进行两次较大规模的入轨试飞,并利用Intrepid号小型卫星运载火箭向低地轨道提供商业服务,但发射日期尚未确定。

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正在准备测试的5000磅重的发动机,照片来自Rocket Crafter

3D打印燃料和太空发射

越来越多的公司正在利用3D打印技术开发不同类型的火箭燃料,用于商业用途。例如,澳大利亚詹姆斯-库克大学(JCU)的科学家们利用3D打印的燃料颗粒为混合型火箭发动机提供动力。利用PLA与铝颗粒,3D打印的圆形颗粒被制造出来,其初始尺寸为100毫米长、20毫米直径、6毫米的直圆燃烧口。尽管它们在2019年8月的测试中表现不佳,但研究人员坚持认为这种燃料具有潜力。

新加坡初创公司Gilmour Space Technologies于2016年7月从澳大利亚发射了一枚自制火箭,由3D打印的燃料驱动。这种由两种未命名的材料组成的燃料为3.6米长的火箭提供了动力,从澳大利亚昆士兰州向轨道发射。随后,他们于2017年5月获得370万美元的A轮融资,继续开发使用3D打印火箭燃料的运载火箭。

编译自:3dprintingindustry




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