3D打印部件的獵戶座載人飛船推進器系統測試成功
發表時間：2018年11月06日瀏覽量：
原標題：帶有3D打印部件的獵戶座載人飛船推進器系統測試成功
Aerojet Rocketdyne 最近完成了增強型反應控制推進器系統的鑒定測試，這個推進器系統將專門用于NASA 獵戶座太空船載人模塊，其中的發動機噴嘴延伸部分是采用3D打印技術制造的。Aerojet Rocketdyne 稱這是有史以來第一次將增材制造的零件安裝在載人航天器上。
圖片來源：engadget
block 更高設計自由度，縮短制造時間 獵戶座太空飛船是NASA的新型宇宙飛船，是由洛克希德·馬丁公司負責設計和建造的飛船。飛船由兩個飛行器構成，它們分別是：載人探測飛船（CEV）和貨物運載火箭（CLV）。獵戶座飛船內部空間比阿波羅飛船大2.5倍，最多可容納6名宇航員。 Aerojet Rocketdyne 宣布獵戶座太空飛船的反應控制推進器系統測試已獲成功，這意味著飛船的載人模塊能夠安全地重新進入地球大氣層。同時，這次測試的成功也為獵戶座太空飛船做第二次試飛掃平道路。這次測試也是對月軌內空間的第一次任務-探索任務-1（EM-1）。 
圖片來源：NASA
在NASA的太空發射系統（SLS）火箭的首次飛行中，獵戶座被發射至月球，反應控制推進器對于獵戶座太空飛船在完成EM-1探索任務后安全返回地球和未來飛行任務都至關重要。 Aerojet Rocketdyne 采用了3D打印/增材制造工藝來制造反應控制推進器系統發動機噴嘴延伸部分。Aerojet Rocketdyne 表示，這些3D打印部件標志著載人航天器將首次使用增材制造的零件。 根據3D科學谷的市場觀察，Aerojet Rocketdyne 采用3D打印技術的原因是為推進器部件獲得更高的設計自由度，并且縮短部件的制造時間。 Aerojet Rocketdyne 在位于華盛頓州雷德蒙德的工廠里，進行了為期一年的資格測試項目。在測試中，單臺發動機受到的沖擊和振動，已經超過了預期EM-1發射時的最大應力；與EM-1 反應控制系統飛行發動機相同的生產批次中抽出了非飛行試驗發動機進行測試，在試驗計劃期間燃燒了619 磅的推進劑，累計總燃燒時間為962秒。Aerojet Rocketdyne 遵循了嚴格的資格測試計劃，并相信這種增強的反應控制系統已準備就緒。 獵戶座太空船載人模塊在與其服務模塊分離后，反應控制系統是引導其準備重新進入大氣和隨后降落的唯一方法。該系統由12個MR-104G肼推進器組成，每個推進器的推力為160磅，該系統還將確保航天器正確定位（其隔熱罩向下方）以便重新進入，并在下降過程中保持穩定。  EM-1 反應控制系統推進器的設計是建立在2014年Exploration Flight Test-1任務中經過飛行驗證的發動機基礎上的，增強型系統具有更強的結構，更高的抗熱應力和更小的重量。改進的制造過程更新了系統，以應對變化的負載，并最終提高負載。在EM-1探索任務中，一枚未經摧毀的獵戶座太空飛船將發射到月球周圍的遙遠逆行軌道，然后返回地球。接下來，是執行EM-2探索任務，在此期間獵戶座將搭載宇航員在月球附近飛行。 除了反應控制系統之外，Aerojet Rocketdyne 還為太空發射系統（SLS）火箭提供主級和上級液體發動機，以及拋棄式發動機，拋棄式發動機在激活SLS第二級后不久將獵戶座的發射中止系統與機組模塊分開。同時，Aerojet Rocketdyne還為獵戶座的歐洲服務模塊（ESM）提供輔助推進器，并支持NASA領導的修改航天飛機OMS-E發動機項目。 根據市場觀察，獵戶座天空飛船上使用的3D打印部件，是Aerojet Rocketdyne 在航天器中應用增材制造技術的“冰山一角”。此前，Aerojet Rocketdyne 已有多種通過金屬3D打印技術制造的火箭發動機部件通過了測試。例如： 2018年10月，Aerojet Rocketdyne 宣布其為美國國家航空航天局（NASA）和美國國防高級研究計劃局（DARPA）制造的新型高超音速發動機已經成功通過測試。通過測試的發動機為“新型雙模式沖壓式噴氣發動機/超燃沖壓（DMRJ）發動機”，Aerojet Rocketdyne，將以往取得的成果與他們在3D打印/增材制造方面取得的進步相結合，使制造下一代高超音速推進系統成為現實。  2017年4月，Aerojet Rocketdyne 宣布其全尺寸的3D打印銅合金推力室部件點火測試成功。根據3D科學谷的了解，3D打印技術是Aerojet Rocketdyne 優化RL10發動機的一個“殺手锏”，在新一代RL10發動機研制過程中，Aerojet Rocketdyne 使用粉末床選擇性激光熔化3D打印技術制造了銅合金推力室部件。 2015年3月，Aerojet Rocketdyne公司在其薩克拉門托測試中心成功完成了對其AR1增壓發動機關鍵部件的熱點火測試。AR1火箭發動機的單沖量（single-element）主噴油嘴是完全使用3D打印機制造的。 AR1火箭發動機的單沖量（single-element）主噴油嘴是完全使用3D打印機制造的。AR1是一款正在開發中的50萬磅推力級的液氧/煤油發動機，美國希望用它來替代俄羅斯的RD-180發動機。噴射器是用選擇性激光熔化（SLM）技術制造的，3D打印被證明能夠以與傳統制造技術相比很低的成本快速制造出復雜的發動機零部件。僅在主噴射器一項，3D打印就把零部件的交貨時間減少了9個月，并降低了70%的成本。 來源：3D科學谷 |
