美測試3D列印火箭發動機渦輪泵

2020-11-25 中國網財經

  科技日報北京4月25日電 (記者劉園園)美國國家航空航天局(NASA)日前對3D列印出的火箭發動機渦輪泵進行了測試,這種渦輪泵使用的燃料為液態甲烷。

  渦輪泵是目前NASA測試過的最複雜的以甲烷為燃料的火箭組成部分。3D列印方法允許NASA在製造渦輪泵時少使用約45%的組件,使快速設計、製造和測試兩種不同設計的火箭發動機渦輪泵成為可能。

  在滿功率測試中,這些渦輪的功率可達600馬力,燃料泵每分鐘可循環運轉36000次並輸送出600加侖的液態甲烷,足以驅動可產生22500磅推力的火箭發動機。

  NASA馬歇爾太空飛行中心工程師格雷厄姆·納爾遜表示,液態甲烷燃料和3D列印是NASA包括火星探測在內的未來太空探索的核心所在,而這項測試會同時推動兩種技術的進步並提高NASA執行未來太空探索任務的能力。

  作為火箭燃料,液態甲烷需冷卻到零下159攝氏度,液態氫需冷卻到零下240攝氏度。液態甲烷的溫度稍高意味著它比液態氫蒸發的速度慢,所以更容易實現長時間儲存,這對火星探索任務十分有利。而且,現有技術使從二氧化碳中製備甲烷燃料成為可能,而二氧化碳在火星上的含量十分豐富。

  這項測試證明,同一種火箭發動機渦輪泵可以在使用不同燃料的情況下工作。馬歇爾太空飛行中心工程師馬蒂·卡爾弗特解釋說,渦輪泵需要分別以不同的轉速工作,以傳送同樣的能量來驅動發動機,才能既適用於液態甲烷,又適用於液態氫。

  NASA官網稱,這次測試數據將對美國的商業航天公司開放,以幫助它們使用新的製造方法生產太空飛行器組件並降低生產成本。下一步NASA將使用其他3D列印的發動機組件來測試液態甲烷渦輪泵。

相關焦點

  • 谷市場研究 l 透視3D列印火箭發動機推力室,噴射器和渦輪泵專利
    如此強勁的融資背後一方面是航天產業巨大的市場空間,另一方面是新興的火箭企業獨具特色的火箭製造技術。本期,3D科學谷特別分享3D列印火箭發動機推力室,噴射器和渦輪泵專利方面的分析。3D列印催生結構一體化複雜零件根據3D科學谷的市場研究,近日,Rocket Lab所獲批的專利US10527003B1(授權日2020年1月7日),則詳細的披露了Rocket Lab通過增材製造工藝來製造火箭推力室、用於火箭發動機的噴射器和渦輪泵。
  • ESA火箭發動機成功進行了全3D列印燃燒室的全面測試
    中國3D列印網6月9日訊,空中巴士公司與賽峰集團之間的合資企業-航空航天公司ArianeGroup宣布已成功測試了首個完全由3D列印生產的燃燒室。由該公司在德國設計的3D列印燃燒室在2020年5月26日至6月2日期間在DLR德國航空航天中心的Lampoldshausen測試設施的P8測試臺上成功進行了14次耐火測試。
  • ESA火箭發動機成功進行了全3D列印燃燒室的全面測試
    燃燒室的製造以及測試工作是由ArianeGroup和DLR在歐洲航天局(ESA)的膨脹機-循環技術綜合演示器(ETID)項目下進行的,該項目是ESA未來發射器準備計劃(FLPP)的一部分。這些測試驗證了ESA Prometheus引擎測試模型(M1)是否使用3D列印硬體組件。 ArianeGroup相信測試的成功為完全由增材製造製成的火箭發動機鋪平了道路。
  • 空客和賽峰成功測試火箭發動機的全3D列印燃燒室
    2020年6月9日,南極熊從外媒獲悉,ArianeGroup宣布已經成功測試了第一個完全由3D列印生產的燃燒室。 燃燒室的製造以及測試,由ArianeGroup和DLR在歐洲航天局(ESA)的Expander-Cycle技術集成示範器(ETID)項目下進行,是歐空局未來發射器準備計劃(FLPP)的一部分。這些測試驗證了歐空局普羅米修斯發動機測試模型(M1)使用3D列印硬體組件的情況。ArianeGroup認為,測試的成功為完全由增材製造製造的火箭發動機鋪平了道路。
  • 3D列印火箭發動機真被做出來了!首次地面全周期點火實測成功
    「全周期」點火實驗Relativity Space這次進行地面點火試運行測試的火箭發動機型號為在NASA的Stennis航天中心進行這次測試,是在發動機的所有關鍵部件(包括渦輪泵,噴射器和燃燒室)模擬實際發射任務條件的情況下進行的。
  • 3D列印火箭發動機真被做出來了,首次地面全周期點火實測,發射報價...
    「全周期」點火實驗Relativity Space這次進行地面點火試運行測試的火箭發動機型號為Aeon 1,採用甲烷和液氧作為動力,單個發動機最大推力23000磅(10.43噸)。而美東時間11月9日完成的地面點火實驗,稱作全周期實驗,意思就是一級發動機從點火到分離的整個工作過程,一般幾分鐘左右。
  • NASA突破性研究 3D列印火箭發動機燃燒室
    美國宇航局NASA和衛星發射公司Virgin Orbit已經為火箭發動機生產了一個可用的3D列印燃燒室。該組件採用以銅為主的複合金屬材料製成,旨在推動商業空間領域3D列印的應用,並降低未來NASA任務的成本。
  • 中國重型火箭亮相,採用3D列印技術加持,載重超「胖五」5倍
    ,我國一款超重型火箭的核心設備正式亮相,其載重超出於「胖五」五倍,還有3D列印技術加持,未來將成為我國航天航空技術領域的一大助力。那麼渦輪泵究竟在火箭製造體系之中發揮著怎樣的作用呢?其實渦輪泵是火箭發動機的重要組成部分,決定著火箭發動機的性能如何,而火箭發動機又直接決定著火箭的發射狀況
  • NASA 3D列印火箭發動機用於其artemis探測任務
    在這次太空航行中,美國機構決定採用金屬添加劑製造,更確切地說,依靠粉末定向能量沉積技術,這是一種3D列印技術,類似於DED技術。關於這項技術,NASA正在設計相應的火箭:RAMPT(快速分析和製造推進技術)項目的目標是額外製造大型空間火箭發動機。
  • 印度太空初創公司推出全3D列印低溫火箭發動機
    印度航天科技初創公司Skyroot Aerospace推出了一款全3D列印低溫發動機,旨在為其一枚火箭的上層燃料加油。這款名為Dhawan-1的火箭發動機被認為是印度第一款私人研發的,以液體天然氣(LNG)和液氧(LoX)等推進劑運行的本土全低溫火箭發動機。
  • 90 後利用 3D 列印造火箭,公司估值 23 億美元
    2015 年,原本任職於 SpaceX 和藍色起源的兩位 90 後創立了這家專為商業軌道發射服務開發製造技術、運載火箭和火箭發動機的公司,他們靠的是一種我們並不陌生的技術——3D 列印。當地時間 2020 年 11 月 9 日,Relativity Space 順利完成了首次 Aeon 1 火箭發動機全周期地面點火測試。
  • 歐空局加速研發低成本可重複使用「普羅米修斯」火箭發動機
    「普羅米修斯」發動機由「阿里安」集團(Ariane)研製,是一種低成本可重複使用發動機,以「液氧+甲烷」為推進劑,可通過計算機實現「數位化」控制與故障診斷,同時結合3D列印製造技術,目標製造成本為100萬歐元,將裝備未來重複使用型火箭。目前,該項目已完成技術開發,處於試驗原型子系統製造階段。
  • 出走SpaceX 和藍色起源,兩位 90 後利用 3D 列印造火箭,公司估值...
    其實,這個賽道上還有很多不那麼出名的玩家,比如剛剛完成發動機關鍵測試、獲得新一輪融資的 Relativity Space。2015 年,原本任職於 SpaceX 和藍色起源的兩位 90 後創立了這家專為商業軌道發射服務開發製造技術、運載火箭和火箭發動機的公司,他們靠的是一種我們並不陌生的技術——3D 列印。
  • 3D列印神助攻!
    在這裡面,3D列印技術起到了神助攻的作用。如:1. 據國外媒體報導,SpaceX公司已經完成了3D列印SuperDraco火箭發動機的開發測試。該發動機是Dragon發射中止系統(LAS)的重要裝置,能夠在Dragon火箭發射失敗時幫助太空人安全逃生。
  • 美研發3D列印太空食品(圖)
    原標題:美研發3D列印太空食品利用「選擇性雷射熔融」工藝,用高能雷射束把鎳鉻合金粉末熔化,再根據計算機設計的3D模型「列印」出噴射器(左圖),經過拋光後得到使用級別的噴射器(右圖)。英國《每日郵報》刊發的圖片顯示,美國得州一家3D列印公司能為顧客列印出6.15英寸(約合15.621釐米)的微型「顧客」。據新華社電美國航天局27日宣布,該機構採用3D列印技術製造了火箭發動機的噴射器,它在高溫高壓測試中「完美工作」。這意味著該機構在通過3D列印技術削減太空探索中的硬體成本方面「前進一大步」。
  • 出走 SpaceX 和藍色起源,兩位 90 後利用 3D 列印造火箭,公司估值 23 億美元
    其實,這個賽道上還有很多不那麼出名的玩家,比如剛剛完成發動機關鍵測試、獲得新一輪融資的 Relativity Space。2015 年,原本任職於 SpaceX 和藍色起源的兩位 90 後創立了這家專為商業軌道發射服務開發製造技術、運載火箭和火箭發動機的公司,他們靠的是一種我們並不陌生的技術——3D 列印。
  • 3D列印 一體式構建人工智慧(AI)驅動設計的火箭發動機新型結構
    本文所講述的案例亮點在於,火箭發動機完全使用人工智慧驅動設計,並採用3D列印將燃燒室和表面冷卻流道等多組件實現一體式構建。在此基礎上,我們將講述AI如何融入增材製造的前後端製造鏈。火箭發動機在燃燒過程中,燃燒室喉部燃燒溫度高達3500℃,內壁溫度超過 1000℃。為防止材料失效,結構設計就非常關鍵。
  • 中國最大的火箭發動機:缺少一項關鍵設備 只能用水作「燃料」
    但在這個階段性實驗成果之後,等待著YF-480的卻是名副其實的"研發斷崖":由於國內缺乏和500噸級火箭發動機相符的試車臺,YF-480的核心組件之一燃燒室將無法進行測試,繼而成為拖累整個YF-480乃至長徵九號工程進度的"短板"。圖為在試車臺上測試,噴出大量水蒸氣的美國SSME液氫液氧發動機。
  • 火箭發動機,人類玩火的極致(六)——單燃燒室最強推力,實現「阿...
    冷戰期間,誰能第一個登上月球是美蘇兩國相互比拼的重點之一。承載著蘇聯人載人登月夢想的N-1火箭,其第一級安裝的30臺NK-15發動機讓人「嘆為觀止」,但是糟糕的可靠性問題使得火箭發射屢屢失敗,因此未能實現蘇聯人的登月夢想。現在,這一重任就落到了美國人身上。
  • 中國首個深空天線組陣系統啟用、3D列印火箭發動機完成點火實驗
    中國首個深空天線組陣系統正式啟用西安衛星測控中心11月18日宣布,經過近兩年的建設,我國首個深空天線組陣系統已在西安衛星測控中心喀什深空站正式建成並完成各項調試測試工作,近日正式啟用。歐洲織女星「維加」火箭再失利,系人為失誤11月17日格林尼治標準時間01:52分,運載了兩顆衛星的歐洲「織女星」VV17火箭從法屬蓋亞那的庫魯發射升空,飛行8分鐘後,「織女星」火箭偏離了計劃路線,與地面跟蹤站失去聯繫。