NASA用3D打印出火箭发动机涡轮泵
时间:2017-12-07

  美国宇航局打印3D火箭发动机涡轮泵 - 新闻 - 科技网

  当地时间4月22日,美国宇航局宣布成功测试了一台3D打印的液态甲烷燃料火箭发动机涡轮泵。 3D打印使得NASA在制造涡轮泵时使用的元件减少了大约45%,同时能够对两种不同设计的火箭发动机涡轮泵进行快速设计,制造和测试。

  科学家认为液态甲烷是美国宇航局在火星上执行太空任务的理想发动机。

  3D打印,不大可能取代大型金属打击乐器的制作工艺。但是对于定制应用,3D打印可能会出乎意料地完成,即使在要求非常苛刻的工程要求时也是如此。例如,通过3D打印一次性制造包括复杂结构的机器部件可以更容易地完成,同时更少浪费材料。

  这使我们能够看到测试数据,根据数据修改部件或测试标准,快速更改生产,然后再回到测试。负责测试的马歇尔太空飞行推进工程师尼克·凯斯(Nick Case)表示,这将加快设计,开发和测试流程,并使我们能够以较低的风险和成本改革设计。

  在全功率测试中,3D打印的涡轮泵能够提供高达600马力的功率,燃油泵可以每分钟循环36,000次循环,并提供600加仑的液态甲烷,足以驱动产生22,500磅推力的火箭发动机。

  美国宇航局打印Turbo。

  马歇尔太空飞行中心的工程师格雷厄姆•纳尔逊(Graham Nelson)说,液态甲烷燃料和3D打印是NASA未来太空探索任务的核心,包括火星探测,这将推动这两种技术的共同发展。提高美国宇航局实施太空的能力未来的探索任务。

  作为火箭燃料,液态甲烷需要冷却到零下159摄氏度,而液态氢需要冷却到零下240摄氏度。更高的液态甲烷温度意味着它蒸发更慢,更容易储存更长的时间,这对于长时间的太空旅行是有利的。此外,目前的技术条件允许人们使用二氧化碳制造甲烷火箭燃料,二氧化碳在火星大气中丰富。

  3D打印使我们能够经济地构建两个涡轮泵(一个采用液态甲烷,另一个采用液态氢),并迅速将其放在测试台上以获得结果。接下来,我们将在与去年测试的液氢涡轮泵相同的条件下测试3D打印液体甲烷涡轮泵。凯斯说。

  对于火箭设计的改进,深空使命,3D打印,增材制造已成为关键技术。 NASA的工程师们不断地测试日益复杂的推进器,火箭枪和其他部件,以减少未来发动机制造的复杂性,节省时间并降低制造成本。

  除了降低制造成本和提高生产力之外,3D打印在空间上更加有用:亟待解决问题。你记得汤姆·汉克斯(Tom Hanks)根据阿波罗13号的真实故事主演吗?

  1970年,三名乘坐载人月球飞船“阿波罗13号”的宇航员不得不在中途通过氧气罐爆炸而紧急返回地球。致命的是,用于过滤航天器中二氧化碳的锂离子过滤器也爆炸了,二氧化碳的上升威胁着三名宇航员的生命。虽然当时太空船上有备用过滤器,但宇航员安全返航只用了2天,耗时4天。

  在这个关键时刻,美宇航局地面指挥部只能依靠宇航员提供的宇宙飞船上剩下的物资清单,在地面上逐一设计,组装和连接设备,并最终向宇航员发送制造建议书帮助他们渡过了风暴,成功地减少了二氧化碳。

  阿波罗13号三名宇航员:登月舱飞行员Fred Hassle,指挥舱驾驶员Jake Wiggit和任务指挥Jim Lowe。

  如果那时阿波罗13有一台3D打印机,我相信会更简单一些。复杂的技术攻关可以简化为图纸的转移。宇航员可以在太空中打印他们需要的部件。

  事实上,美国航空航天局已经把这个付诸实践。今年3月,美国轨道攻击机公司的天鹅号货运飞船将新版3D打印机送到国际空间站。 NASA于2014年向空间站发送了一台3D打印机,发送了两倍于旧版本的打印机升级版,以打印更大尺寸的部件和设备。 (原标题:NASA 3D印刷火箭发动机涡轮泵,有望用于火星探测)

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