Завершены испытания ракетного двигателя изготовленного по технологии 3D-печати
Производитель ракет и ракетных двигателей Aerojet Rocketdyne (США) заявил, что он полностью протестировал свой ракетный двигатель RL10C-X изготовленный с применением технологий 3D печати. Запуск в космом ракеты Vulcan Centaur с этим двигателем планируется в 2022 году. Используя испытательную камеру, имитирующую космический вакуум, двигатель RL10C-X, который производит примерно 24000 фунтов тяги, был испытан в летной конфигурации, включая многократные перезапуски.
По заявлению компании, двигатель RL10C-X продемонстрировал полную работоспособность. Новый ракетный двигатель является следующим этапом развития двигателя верхней ступени RL10 компании и содержит основные компоненты, в том числе инжектор и камеру сгорания, изготовленные с использованием технологии 3D-печати.
В течение последнего десятилетия компания Aerojet активно работала над разработкой платформ аддитивного производства (AM) для создания компонентов, которые могут надежно выдерживать экстремальные условия эксплуатации ракетного двигателя, который испытывает высокие давления и перепады температуры в диапазоне от минус 252 градусов до более 2700. градусов цельсия.
Генеральный директор компании Эйлин Дрейк заявила, что они решили использовать методы 3D-печати для создания RL10 и других, чтобы сделать их более доступными, используя при этом присущие технологии преимущества и возможности производительности. В свою очередь, им удалось сократить время производства компонентов двигателя на 35% и 50%, а общую стоимость двигателя на 25% и 35%.
Компоненты RL10C-X, напечатанные на 3D-принтере, составляют основу двигателя. В компании Aerojet сказали, что с использованием технологии 3В печати полностью сделан инжектор, который смешивает жидкий водород и жидкий кислород и доставляет их в камеру тяги, где они сгорают, создавая горячие газы, которые создают тягу на выходе из двигателя. Компания Aerojet выбрала эти компоненты, потому что они предлагают наибольший потенциал снижения затрат при отличной производительности и надежности.
«Успешное завершение этой серии испытаний подтверждает правильность нашего подхода к использованию технологии 3D-печати в программе модернизации двигателя RL10 с целью снижения затрат при сохранении непревзойденной производительности двигателя. RL10 был рабочей лошадкой в отрасли на протяжении почти шести десятилетий, а RL10C-X поможет гарантировать, что двигатель сохранит эту лидирующую позицию и в будущем», - сказал Дрейк
«RL10 был рабочей лошадкой в отрасли на протяжении почти шести десятилетий, а RL10C-X поможет гарантировать, что двигатель сохранит эту лидирующую позицию и в будущем».
Двигатель RL10 претерпел девять крупных модернизаций. Кроме того что он был использован для вывода на орбиту сотен спутников и отправке космических аппаратов для исследования планет в нашей солнечной системе, двигатель приводил в действие аппарат вертикального взлета и посадки DC-X в 1990-х годах и продемонстрировал способность глубоко дросселировать до 10% от номинальной. тяги, что делает его идеальным для использования в лунном посадочном модуле и будущих посадочных модулей на Марс.
Построенный на основе RL10, RL10C-X был разработан совместно с ВВС США и американским поставщиком услуг по запуску космических кораблей United Launch Alliance . Он будет приводить в действие верхнюю ступень ракеты Vulcan Centaur.
В ходе недавно завершенной серии испытаний двигатель успешно продемонстрировал возможности как длительной работы, так и успешный запуск двигателя в экстремальных условиях полета. Старший вице-президент космического подразделения Aerojet Джим Мейзер сказал, что серия испытаний включала более 600 секунд работы всего за два запуска. На сегодняшний день в программе разработки RL10C-X накоплено более 5000 секунд полного разгона двигателя и 32 запуска.
В апреле 2019 года ядро первого прототипа двигателя RL10C-X, полностью состоящее из компонентов, напечатанных на 3D-принтере, прошло начальный этап испытаний. Все компоненты двигателя, напечатанные на 3D-принтере, и вся система двигателя остались в отличном состоянии, а после испытаний на огнеупор остался значительный резерв срока службы.
Приняв методы AM, команда Aerojet пошла по продуманному и проверенному пути развития, начавшемуся с 3D-печати и тестирования компонентов. Затем она перешла к полномасштабной аддитивной сборке камеры тяги для ракетного двигателя RL10, построенной из медного сплава с использованием технологии селективного лазерного плавления (SLM). Позже в 2019 году команда включила и успешно протестировала новое сопло с регенеративным охлаждением, которое было напечатано на 3D-принтере из сплава на основе никеля.
Как и десятки других аэрокосмических компаний, Aerojet использовала AM для достижения значительного снижения затрат, оптимизации веса деталей, сокращения времени сборки и сложной геометрии. Продолжающееся внедрение аддитивных технологий в космической отрасли может снизить стоимость производства космических аппаратов.