NASA测试3D打印火箭部件, 以降低未来的SLS引擎成本
   来源:胡子君谈历史     2018年10月31日 08:16

12月13日,工程师们成功地试射了一款rs-25火箭发动机,这是一款大型3d打印部件,这标志着美国宇航局新型重型运载火箭——太空发射系统的未来发动机的成本降低了一个关键步骤。

在飞行过程中,一枚火箭可能会经历强大的上下振动,主要是由于发动机和燃料管道的推进剂。这被称为pogo效应,类似于在pogo棒上 弹跳的上下运动。3d打印的部分被称为“pogo蓄电池”,它是一种类似于沙滩大小的硬件,它通过调节发动机中的液体氧运动来起到减震器的作用,以防止可能破坏火箭飞行的震动。

通过3d打印pogo累加器,消除了100多个焊接,使成本降低了近35%,生产时间减少了80%以上。初步报告显示,3d打印的硬件按预期运行,为未来测试的更多组件打开了大门。

这项测试是SLS计划的rs-25可负担性计划的一部分,这是NASA与加州Canoga Park的工业合作伙伴Aerojet Rocketdyne合作的一个合作项目,目的是降低发动机的整体生产成本,同时保持性能、可靠性和安全性。

Owen Brayson,美国国家航空航天局rs-25主要承包商Aerojet Rocketdyne的仪器技术人员

Owen Brayson是美国国家航空航天局rs-25主要承包商Aerojet Rocketdyne的一名仪表技术人员,他展示了美国宇航局的最大的3-d火箭发动机组件,在rs-25生产中测试了第5号发动机。该引擎于12月13日成功测试。

Andy Hardin在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的SLS项目经理说:“当我们建造未来的rs-25 s时,美国宇航局和我们的合作伙伴正在利用创新的制造技术,包括加法制造,或3d打印,以使引擎更便宜。”“3d打印技术革新了制造业,而pogo累加器是可以更快、更便宜地建造的众多组件中的第一个。”

为了减少开发SLS的成本,NASA选择了rs-25引擎,以利用航天飞机项目的资产、能力和经验。美国国家航空航天局的16架传统引擎已经被修改,新的控制器和其他的改变使他们能够在前四次飞行中发射更强大的SLS。SLS项目已经订购了由Aerojet Rocketdyne为未来的飞机建造的6个新引擎。

马歇尔公司的rs-25引擎主管Carol Jacobs说:“随着现代制造工艺,包括添加剂制造,rs-25的下一代将会减少零件和焊接,减少生产时间和成本。”

雅各布斯于1983年加入美国宇航局,开始与航天飞机的主引擎合作。她对21世纪的新方法能够帮助简化生产过程感到兴奋。

“减少焊缝数量是非常重要的,”她说。每一个焊接都需要检查和可能的返工。通过消除焊接,我们使硬件更加可靠,过程更加精益和高效,这使得它更加具有成本效益。”

12月13日的测试是一系列四项测试中的第一个,目的是评估3d打印的pogo蓄电池的运行情况,也是该系列的第一个测试,以验证下一代rs-25引擎。新的pogo累加器将被包含在所有正在进行的测试中。

Hardin说:“未来的测试将包括越来越多的3d打印部件,每一个测试系列都是在之前的测试中进行的。”

美国宇航局和Aerojet Rocketdyne计划将数十个用加法制造技术制造的零部件加入到新的rs-25引擎中。此外,几乎所有其他主要部件,包括主燃烧室、喷嘴、导管、阀门、电气和运行设备,都将通过各种先进的制造工艺,来提高可承受能力的改善。创新的过程,加上设计的改变,将消除700多个焊接部件和700多个部件,同时降低发动机成本。

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