3D打印燃料:Rocket Crafters將近距離試飛運載火箭
經過49次成功的實驗室測試后,位于佛羅里達的私人太空公司Rocket Crafters在2月開始對其STAR-3D混合火箭發動機的原型模型進行測試。正在申請專利的5000磅推力彗星發動機經過了3次測試,以證明它可以從實驗室擴展到更具商業意義的尺寸。隨著測試的完成,該公司現在正在準備首次發射將使用3D打印燃料的運載火箭的第一次亞軌道試驗飛行,這是第一個看到運動性能的機會,而不僅僅是用螺栓固定在試驗臺上。
前兩項測試成功完成,并且與Rocket Crafters創建的性能模型非常匹配,而第三項測試則出現了超壓異常,從而損壞了測試臺和測試引擎。未能成功進行的第三次測試顯然引起了人們的關注。但是,并沒有發生爆炸。
進入太空很難,為此做準備和建設就更加困難。在測試過程中,許多火箭和火箭發動機原型爆炸。失敗是火箭科學的重要組成部分,其背后的工程全部涉及測試,失敗,學習和重建。這正是Rocket Crafters所做的。實際上,在出現異常之后,工程團隊會深入挖掘硬件并記錄數據,以確定發生了什么以及如何在以后的測試中防止出現這種情況。
經過廣泛的分析,他們得出結論,發動機的輔助部件最初出現故障,這導致了燃燒室內更大的過壓。幸運的是,該團隊發現核心STAR-3D發動機設計沒有問題,公司官員表示,在研發方面仍被認為是成功的。Rocket Crafters總裁羅伯特·法比安(Robert Fabian)說道:“這就是我們進行測試的原因,他在軍事太空,導彈的操作和維護領域擁有25年的經驗。我們發現并修復了測試中的問題。”
隨著大規模概念驗證測試的完成,Rocket Crafters將吸取經驗教訓并將其應用到計劃于今年年底進行的下一個大型項目:由STAR較小型飛機提供動力的試飛-3D混合動力火箭發動機。這將是Rocket Crafters的飛行引擎首發。火箭將再進行兩次連續更大的試飛,分別進入太空,回到地球,然后進入軌道。此后不久,將開始使用無畏小型衛星運載火箭向低地球軌道(LEO)進行商業服務。
Intrepid-1有望向LEO運送約500公斤的有效載荷,它將是“按需發射”混合火箭動力運載火箭系列中的第一個,該運載火箭旨在將小型衛星和航天器送入軌道。預計今后將從卡納維拉爾角空軍基地發射,每次任務的費用暫定為900萬美元。
STAR-3D動力火箭發動機(來源:Rocket Crafters)
作為佛羅里達州卡納維拉爾角太空港蓬勃發展的航空航天業的一部分,Rocket Crafters一直致力于生產火箭發動機,并開創其3D打印火箭燃料的先驅。該公司正在使用正在申請專利的臥式3D打印方法來生產塑料燃料顆粒,該方法可將軌道級燃料顆粒的生產時間在單個部分中減少至幾個小時。這意味著幾乎任何尺寸和規模的新發動機的開發和制造都將在數周內完成,而不是更復雜的液體雙推進發動機或更危險的固體火箭發動機所需的年數。Rocket Crafters聲稱,印制發動機的塑料燃料芯使其比其他固體燃料更可靠,更安全和更順暢地燃燒,因為它消除了固體和液體火箭發動機中意外爆炸的風險。
測試Comet 5000 lbf發動機(來源:Rocket Crafters)
實際上,混合動力火箭發動機使用固體和液體或氣體燃料的組合。混合動力發動機比其嚴格的固態或液態的同類發動機具有多個優勢。固體火箭無法節流和重新啟動,而混合動力火箭則可以,而且由于其機械簡單性,與液體火箭發動機相比,混合動力汽車的開發速度更快,成本更低。 Rocket Crafters的火箭只有兩個運動部件。與液體或固體火箭發動機相比,它們也更安全,因為將燃料儲存在兩個不同的狀態可以防止意外爆炸。
許多公司一直在使用3D打印來提高航天器制造的成本效益和安全性。 憑借在Rocket Crafters上進行的大量活動以及非常獨特的火箭發動機設計,該公司希望進入新興的太空私人發射服務行業,從而徹底改變小型衛星發射市場性。
(本文來源:中國3D打印網)
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